Motivación. Requisitos Esenciales para Edificaciones de Concreto Reforzado

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Francisca Espinoza Carmona
hace 7 años
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1 Acuerdo de Cooperación Internacional Requisitos Esenciales para Edificaciones de Concreto Reforzado Ing. Augusto Espinosa Areas Ltda. Ingenieros Consultores INTRODUCCIÓN Por petición n especial de los organizadores de este TERCER ENCUENTRO y con la colaboración n conceptual y computacional de Luis Enrique García, a, se presentó la explicación pormenorizada del capítulo de cimentaciones de los REQUISITOS ESENCIALES para EDIFICACIONES EN CONCRETO REFORZADO, documento elaborado con los auspicios de AIS (Asociación n de Ingeniería a Sísmica) S y ACI (American Concrete Association). Los REQUISITOS ESENCIALES pretenden cubrir el diseño de edificaciones de baja altura, con la utilización n de modelos simplificados de amplia aceptación, con el uso de materiales de resistencia media o mínima m y brindar una explicación n de los métodos de exploración n geotécnica para definir una capacidad portante admisible compatible con las cargas de estas edificaciones no sofisticadas. Se recogen para la presentación n de las memorias del encuentro, las figuras y las ideas básicas b que sirvieron para la explicación n de viva voz que se efectuó ante los asistentes al evento tradicionalmente organizado por la Escuela Colombiana de Ingeniería. La publicación de los Requisitos esenciales para edificaciones de concreto reforzado es el resultado de un acuerdo de cooperación entre el American Concrete Institute y dos instituciones colombianas: el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación y la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. Motivación El presente documento fue motivado por la crítica mundial al grado innecesario de sofisticación n de las normas actuales de diseño o de concreto reforzado para su uso en pequeñas estructuras comunes de área reducida. Página 1

2 Alcance El propósito de el documento es diseñar y construir edificaciones de concreto reforzado para edificios de baja altura, de ocupación, número n de pisos y área limitados. Propósito Estructuras de baja altura Se utilizan reconocidos modelos simplificados de resistencia y de dimensiones mínimas. m Materiales y construcción n están n orientados al uso de aceros de grados de resistencia mínima y concretos de resistencia media. El documento es autónomo; por ello incluye cargas y procesos simplificados de análisis así como los requisitos de exploración geotécnica para la definición n de la capacidad portante del terreno. Propósito La resistencia sísmica s smica se basa en el empleo de muros estructurales de concreto (muros de corte). Cumplimiento automático tico con los Códigos. C Múltiples tablas y diagramas. Los requisitos se presentan en el orden que se necesitan a medida que se avanza en el diseño. Todo en un sólo s documento! Contenido INTRODUCCIÓN 1) REQUISITOS GENERALES 2) DEFINICIONES Y NOMENCLATURA 3) DISPOSICIÓN N DEL SISTEMA ESTRUCTURAL 4) CARGA 5) REQUISITOS GENERALES DEL CONCRETO REFORZADO 6) SISTEMAS DE PISO 7) LOSAS MACIZAS SOBRE VIGAS MAESTRAS, VIGAS, VIGUETAS O MUROS DE CONCRETO REFORZADO Página 2

3 Contenido 8) VIGAS MAESTRAS, VIGAS Y VIGUETAS 9) SISTEMAS LOSA-COLUMNA 10) COLUMNAS 11) RESISTENCIA ANTE FUERZAS LATERALES 12) MUROS DE CONCRETO REFORZADO 13) OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 14) CIMENTACIONES 15) PLANOS Y ESPECIFICACIONES 16) CONSTRUCCIÓN 17) NORMAS Y DOCUMENTOS REFERENCIADOS Acuerdo de Cooperación Internacional Requisitos Esenciales para Edificaciones de Concreto Reforzado Capítulo 14 - Cimentaciones Augusto Espinosa Silva Ingeniero Civil Universidad Nacional, Bogotá MSc University of Illinois at Urbana-Champaign Socio fundador Areas Ltda., Ingenieros Consultores, Bogotá,, Colombia CAPÍTULO 14 CIMENTACIONES 14.1 EXPLORACIÓN N DE LOS SUELOS 14.2 ESFUERZOS ADMISIBLES NO MAYORADOS EN EL SUELO 14.3 CRITERIO DE ASENTAMIENTOS 14.4 DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE LA CIMENTACIÓN 14.5 ZAPATAS AISLADAS 14.6 ZAPATAS DE MUROS 14.7 ZAPATAS COMBINADAS 14.8 PILOTES Y CAISSONS 14.9 ZAPATAS SOBRE PILOTES LOSAS DE CIMENTACIÓN MUROS DE CONTENCIÓN VIGAS DE CIMENTACIÓN LOSAS SOBRE EL TERRENO Estudio de suelos Localización Topografía a local Estratigrafía Nivel freático Nivel de la superficie Condiciones locales que requieren consideraciones especiales tales como: resistencia de los suelos, compresibilidad, potencial de expansión, n, comentarios sobre colapsibilidad,, potencial de licuación n e historia local del comportamiento de construcciones típicas. t Página 3

4 Capacidad portante Suelos granulares De ensayo de penetración n estándar (SPT) en kn/m 2 q a = 11 N De ensayo de penetración n de cono (CPT) en kn/m 2 q a = q c Capacidad portante Suelos cohesivos De compresión n inconfinada en kn/m 2 q q = 2 s a u u De ensayo de penetración n estándar (SPT) en kn/m 2 qa De ensayo de penetración n de cono (CPT) en kn/m 2 q a = 12.5 N qc = 12 Capacidad portante promedio ZAPATAS AISLADAS Página 4

5 Requisitos dimensionales Forma en planta.. Las zapatas aisladas deben ser cuadradas o rectangulares en planta Simetría El muro o la columna sobre una zapata aislada debe estar ubicada sobre el centroide del área de la zapata. Este requisito puede ignorarse si los momentos inducidos y los esfuerzos adicionales en el suelo cumplen las restricciones impuestas en Profundidad mínima m del suelo portante.. La distancia vertical mínima m desde la superficie hasta el fondo de la zapata (interfase suelo-zapata) debe ser 1 m Área mínima m de la zapata.. La menor dimensión n en planta debe ser 1 m Espesor mínimo m de la zapata.. La altura de la zapata por encima del refuerzo inferior no debe ser menor de 150 mm ZAPATAS AISLADAS Detalles para la transferencia de fuerzas de la columna o muro a la zapata Detalles del refuerzo Detalles para la transferencia de El esfuerzo de contacto en el concreto no debe exceder la resistencia encia al aplastamiento del concreto dada en 5.14 en cada una de las superficies. El refuerzo entre la columna y la zapata debe ser adecuado para transmitir todas las fuerzas de compresión n que excedan la resistencia al aplastamiento del concreto de cada elemento. El refuerzo longitudinal de la columna debe terminar en un gancho estándar y debe ser capaz de desarrollar la distancia de anclaje de El refuerzo vertical del muro debe tener la longitud embebida bida de Si se esperan levantamiento de la zapata toda la tensión n debe transmitirse a través s de la interfase por refuerzo vertical únicamente. Si se emplea un pedestal, el refuerzo vertical (incluyendo el refuerzo de la columna) en el pedestal no debe ser menor de veces el e área bruta de concreto y debe tener estribos de acuerdo con Página 5

6 Resistencia requerida por cortante simple Secciones críticas por resistencia a flexión Resistencia requerida a flexión Verificación del levantamiento Página 6

7 Cortante simple ZAPATAS DE MUROS M P u u l w b w b H h B ZAPATAS DE MUROS ZAPATAS COMBINADAS Página 7

8 Reacción y dimensiones generales Diseño de la viga Presión lateral mínima de suelos Presión lateral en el muro de contención Muros de contención sin restricción lateral en su extremo superior Muros de contención restringidos lateralmente en su extremo superior. Página 8

9 Tipos de muros de contención Requisitos por flexión VIGAS DE CIMENTACIÓN Función Permiten la redistribución n de las cargas en las zapatas reduciendo la posibilidad de asentamientos diferenciales y haciendo así más s uniforme el asentamiento global de la estructura. Sirven como vínculo v entre zapatas combinadas (14,7) lo que les permite absorber el momento causado por zapatas excéntricas o los momentos transmitidos por la columna a la zapata. Ayudan en la transmisión n de los esfuerzos del suelo debidos a los momentos en los muros. En zonas sísmicas s smicas conforman un diafragma al nivel de la cimentación inhibiendo los movimientos horizontales diferenciales entre columnas y muros. Página 9

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