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Curso : Ingeniera Antissmica

Nombre del Profesor : Ing. Gonzalo Hugo Diaz Garca

Nombre de los estudiantes : Jose Eloy Maguia Alzamora

Hernn Carrin De La Cruz

Tema del trabajo : Monografa - III Unidad

Huacho, Junio 2015

UNIVERSIDAD LOS ANGELES DE CHIMBOTE

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

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TAREA DE INVESTIGACIN FORMATIVA: ELABORACIN DE UNA MONOGRAFA - III UNIDAD

ANALISIS DE CIMENTACIONES

EDUCATIONAL RESEARCH TASK: DEVELOPMENT OF A MONOGRAPH - III UNIT

"ANALYSIS OF FOUNDATION"

UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE

eloy.maguina@gmail.com

hernancarr@hotmail.com

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DECLARACION DE FINANCIAMIENTO Y DE CONFLICTOS DE INTERES

El financiamiento para la elaboracin de la presente monografa fue con recursos propios del autor.

RESUMEN

Como parte del desarrollo del curso de Ingeniera Antissmica se ha programado para la primera sesin la Tarea de Investigacin Formativa: correspondiente a la Elaboracin de una Monografa de la I Unidad. El tema de la presente monografa se basa en Edificaciones de Concreto la cual en esta primera entrega se cie al anlisis de las CIMENTACIONES (Conceptos, Tipos, reglamentos etc.). La base sobre la que descansa todo el edificio o construccin es lo que se le llama cimientos. Rara vez estos son naturales. Lo ms comn es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por clculo, de acuerdo con las caractersticas del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener. Es necesario mencionar que las cimentaciones es uno de los principales elementos estructurales de una edificacin de concreto, por lo que se pretende con esta monografa es tener una visin general acerca de todos los elementos principales de un edificio.

Palabra clave: anlisis, cimentacin, ingeniera

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SUMMARY

As part of the development of Earthquake Engineering course is scheduled for the first session Formative Research Task: Meeting for the Development of a

Monograph of the I unit. The theme of this paper is based on Concrete Buildings which in this first installment adheres to the analysis of cimentaciones (Concepts, Types, regulations etc). The basis on which rests the whole building or construction is what is called foundations. Rarely these are natural. The most common is that they have to be built underground. The depth and width thereof are determined by calculation according to the characteristics of the terrain, the material they are constructed and the burden they have to hold. It should be mentioned that the foundation is one of the main structural elements of a concrete building, which is prtende this paper is an overview on all major elements of a building.

Keyword: Anaisis, foundation, engineering

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INTRODUCCION

La cimentacin es la parte estructural del edificio, encargada de transmitir las cargas al terreno, el cual es el nico elemento que no podemos elegir, por lo que la cimentacin la realizaremos en funcin del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso ser otro motivo que nos influye en la decisin de la eleccin de la cimentacin adecuada.

En contraste con otras ramas de la ingeniera, como la de estructuras, el ingeniero de suelos debe tratar de evaluar cada cantidad en trminos de rango posible, analizar el caso utilizando esos rangos para producir resultados en los mismos trminos y no en nmeros nicos. El futuro ingeniero de suelos, desde su formacin, debe ser consciente de esta importante diferencia entre la ingeniera estructural y la ingeniera de suelos, debiendo ser entrenado desde el principio en el hbito de apreciar realsticamente los posibles rangos de todas las cantidades que entran en la solucin de un problema particular.

COMUNICACIN DEL CASO

La finalidad de la cimentacin es sustentar estructuras garantizando la estabilidad y evitando daos a los materiales estructurales y no estructurales. Los problemas que se presentan en la cimentacin de un edificio o una estructura pueden dividirse en:

- Estudio del material que forma el terreno en que se construir el edificio.

- Estudio realizado en el laboratorio de mecnica de suelos.

Un cimiento es aquella parte de la estructura que recibe la carga de la construccin y la transmite al terreno por medio del ensanchamiento de su base. La base sobre la que descansa todo el edificio o construccin es lo que se le llama cimientos. Rara vez estos son naturales. Lo ms comn es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por clculo, de acuerdo con las caractersticas del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener

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TIPOS DE CIMENTACIONES

Estas pueden ser superficiales y profundas.

Superficiales:

Son superficiales cuando transmiten la carga al suelo por presin bajo su base sin rozamientos laterales de ningn tipo. Un cimiento es superficial cuando su anchura es igual o mayor que su profundidad. Engloban las zapatas en general y las losas de cimentacin. Los distintos tipos de cimentacin superficial dependen de las cargas que sobre ellas recaen. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentacin menos costoso y ms simple de ejecutar.

Profundas:

Son aquellas que alcanzan estratos profundos que tengan la capacidad de soportar las cargas adicionales que se aplican al subsuelo. Estn regidas por las condiciones del suelo, por ejemplo: cuando el estrato superior es altamente compresible y demasiado dbil para soportar la superestructura, cuando se presentan suelos expansivos y colapsables.

Son profundas aquellas que transmiten la carga al suelo por presin bajo su base, pero pueden contar, adems, con rozamiento en el fuste.

NORMATIVIDAD DE CIMENTACIONES

Actualmente existe la norma para suelos y cimentaciones, la misma que se

encuentran en el Reglamento Nacional de Edificaciones, la denominada Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, la norma establece requisitos para la ejecucin de estudios de mecnica de suelos, con fines de cimentacin de edificaciones y otras obras, de manera de asegurar su estabilidad y permanencia, proponindose promover la utilizacin racional de los recursos.

Debemos recordar que su mbito de aplicacin, como se reitera textualmente en la norma, comprende todo el territorio nacional y sus exigencias se consideran

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mnimas. No toma en cuenta los efectos de los fenmenos de geodinmica externa y no se aplica en los casos que haya presuncin de la existencia de ruinas arqueolgicas; galeras u oquedades subterrneas de origen natural o artificial. En ambos casos debern efectuarse estudios especficamente orientados a confirmar y solucionar dichos problemas.

CAPACIDAD PORTANTE

En todo estudio de mecnica de suelos debern considerarse los efectos de los sismos para la determinacin de la capacidad portante del suelo de cimentacin. En los sitios en que pueda producirse licuefaccin del suelo, debe efectuarse una investigacin geotcnica que evale esta posibilidad y determine la solucin ms adecuada.

Para el clculo de las presiones admisibles sobre el suelo de cimentacin bajo acciones ssmicas, se emplearn los factores de seguridad mnimos indicados en la NTE E.050 Suelos y Cimentaciones.

MOMENTO DE VOLTEO Toda estructura y su cimentacin debern ser diseadas para resistir el momento de volteo que produce un sismo. El factor de seguridad calculado con las fuerzas que se obtienen en aplicacin de esta Norma deber ser mayor o igual que 1,2.

ZAPATAS AISLADAS Y CAJONES Para zapatas aisladas con o sin pilotes en suelos tipo S3 y S4 y para las Zonas 4 y 3

(De acuerdo a la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones), se proveer elementos de conexin, los que deben soportar en traccin o compresin, una fuerza horizontal mnima equivalente al 10 % de la carga vertical que soporta la zapata.

Para el caso de pilotes y cajones deber proveerse de vigas de conexin o deber tenerse en cuenta los giros y deformaciones por efecto de la fuerza horizontal diseando pilotes y zapatas para estas solicitaciones. Los pilotes tendrn una armadura en traccin equivalente por lo menos al 15 % de la carga vertical que

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soportan. Las suposiciones que se hagan para los apoyos de la estructura debern ser concordantes con las caractersticas propias del suelo de cimentacin.

La determinacin de las presiones actuantes en el suelo para la verificacin por esfuerzos admisibles, se har con las fuerzas obtenidas del anlisis ssmico multiplicadas por 0,8.

DISCUSION Las cimentaciones son elementos que se encuentran en la base de las estructuras, se utilizan para transmitir las cargas de la estructura al suelo en que se apoyan, las cuales se disean para evitar la falla a corte del suelo que viene a ser el flujo plstico y/o una expulsin de suelo por debajo de la cimentacin, y por otro lado para evitar el asentamiento excesivo del suelo bajo las cargas de la estructura.

En nuestro caso, no existe un estrato a poca profundidad de suficiente capacidad portante para resistir las cargas que transmite el edificio. Por este motivo, el estudio de suelos recomienda el uso de pilotes para cimentar el edificio. Los pilotes necesarios debajo de cada columna o placa sern agrupados mediante cabezales o zapatas de concreto armado, suficientemente rgidas para asegurar su trabajo en conjunto.

La carga transmitida a las zapatas no es simtrica debido a la existencia de momentos flectores. Se debe asegurar que la carga actuante en cada pilote (ya sea de traccin o compresin) no supere la carga de trabajo especificada en el estudio de suelos. Las zapatas sern diseadas para soportar la reaccin de los pilotes a los esfuerzos transmitidos por la estructura.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Dr. Ing. Jorge Alva, Diseo de Cimentaciones 2. Dr. Jorge E. Alva Hurtado, Cimentaciones Superficiales. 3. Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Manual de diseo por Sismo. 4. Ing. Nstor Luis Snchez, Zonificacin Ssmica en Sudamrica. 5. Dr. Genner Villarreal, Estructuracin y Diseo Ssmico de Edificaciones.