MÉTODOS DE CÁLCULO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Transcripción

1 MÉTODOS DE CÁLCULO DE CIMETACIOES SUPERFICIALES C Métoos clásicos. C Métoos mtriciles con moelizción el terreno. C Métoos e cálculo numérico M.E.F. M.E.C. MÉTODOS CLÁSICOS C Bsos en el concepto e tensión misible. C Son sencillos y prácticos. C Coniciones Cimentciones e tmño similr Bulbos e presiones no excesivmente profunos Terreno firme Terreno blno

2 MÉTODOS MATRICIALES CO MODELIZACIÓ DEL TERREO. P q P q Cimentción Brrs Meio elástico l Biels Suelo firme Suelo firme Moelo e móulo e blsto σ -K δ Contribución l mtriz e rigiez E.A l δ K b E A l K b Los moelos más complejos pueen resolverse por integrción numéric. C Moelos e mein ificult, muy flexibles e uso C Precisn progrms e cálculo mtricil. C Aecuos pr cimentciones flexibles.

3 MÉTODOS DE ELEMETOS FIITOS O DE COTORO C C C En teorí se ptn culquier problem. Precisn complejos progrms e cálculo. Es esencil l correct moelizción el terreno.

4 CIMETACIOES (Art. 59 EHE) ELEMETOS DE CIMETACIÓ C ZAPATAS C ECEPADOS C LOSAS CLASIFICACIÓ DE CIMETACIOES Cimentciones rígis: C Encepos v<. C Zpts v<. C Pozos e cimentción C Elementos msivos: Contrpesos, muros e grve. Cimentciones flexibles: C Encepos v>. C Zpts v>. C Loss e cimentción Encepos Zpts >40 cm >iámetro el pilote >35 cm 0 >5 cm

5 Mz My M y M z CIMETACIOES REACCIOES DEL TERREO O PILOTES CIMETACIOES RÍGIDAS.- Como un sólio rígio. CIMETACIOES FLEXIBLES.- Consierno l eformción el terreno (moelos e respuest el terreno). v v v < 30º 0 Zpt cnto constnte Zpt cnto vrible Encepo e pilotes TESIOES SOBRE EL TERREO C Tos ls crgs e l estructur y el peso el cimiento y el terreno sobre él Vlores crcterísticos. ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS DEL ELEMETO DE CIMETACIÓ C Tos ls crgs e l estructur myors. C El peso el cimiento y el terreno myoros Cuno se necesrio

6 MÉTODO GEERAL DE CALCULO DE CIMETACIOES RÍGIDAS (Según EHE) Métoo e biels y tirntes M R F R F 3 F Formción e biels: C Se sustituye l crg y el momento por os fuerzs situs en el centro e grve e ls os mites el pilr. + M / - M / C Se clculn ls recciones el terreno suponiénols concentrs en el c..g. e ls os mites e l zpt. T R (x 0,5 ) A f 0,85 s y

7 ASIETOS ADMISIBLES CIMETACIOES Arens Arcills Asientos en fse e construcción Asientos iferios i j i j l Distorsión ngulr Vlores ceptbles (según J. Montoy) C Estructurs e fábric Entre y 4 cm C Estructurs e ormigón Entre 4 y 7 cm C Estructurs metálics Entre 4 y 7 cm

8 CARGAS UITARIAS ADMISIBLES E ZAPATAS (J.Montoy) Terrenos renosos s m en kp/cm Compci Densi reltiv Ancos e zpt en metros,00,50,00,50 3,00 4,00 5,00 Muy suelt <0,0 <0,90 <0,60 <0,45 <0,35 <0,30 <0,30 <0,30 Suelt 0,0 0,90 0,60 0,45 0,35 0,30 0,30 0,30 0,40,90,50,5,0,90,85,80 Mei 0,40,90,50,5,0,90,85,80 0,60 6,00 5,40 5,00 4,65 4,50 4,35 4,0 Compct 0,60 6,00 5,40 5,00 4,65 4,50 4,35 4,0 0,80 9,75 9,00 8,40 8,00 7,60 7,35 7,00 Muy compct >0,80 >9,75 >9,00 >8,40 >8,00 >7,60 >7,35 >7,00 Cuno l ren esté bjo el nivel freático estos vlores se reucen l mit CARGAS UITARIAS ADMISIBLES E ZAPATAS Y LOSAS (J. Montoy) Terrenos rcillosos s m en kp/cm Consistenci sm ZAPATA AISLADA COTIUA Flui < 0,50 < 0,60 < 0,45 Bln 0,50,00 0,60,0 0,45 0,90 Mei,00,00,0,40 0,90,80 Semiur,00 4,00,40 4,80,80 3,60 Dur > 4,00 > 4,80 > 3,60

9 SEGURIDAD AL VUELCO Y AL DESLIZAMIETO ecesri en too tipo e zpts, en especil si y fuertes crgs orizontles. M V P F R A Seguri l vuelco Seguri eslizmiento

10 ESQUEMAS DE AGOTAMIETO ESTRUCTURAL DE ZAPATAS. Rotur gri.- Cuntí mecánic insuficiente. U U s c 0,04 Rotur por fllo e rmur flexión. Rotur por fllo e ormigón comprimio. Sólo pr cuntís muy lts Rotur por cortnte Fllo e nclje e rmur Rotur por enimiento. En zpts muy rígis Fisurción excesiv.

11 ZAPATAS CORRIDAS c CIMETACIOES Determinción nco. el Crg centr P σ +P σ m M /4 V +P 5 P 5 e Crg excéntric e</6 e M + V + P σ +P (+ 3e σ ) 5 m M +P V P e,5(-e) Crg excéntric e>/6 σ 4 +P 3 - e 4 σ 3 m

12 ZAPATAS CORRIDAS.- Determinción el cnto. C C C Por optimizción e l rmur. Por longitu e nclje e ls espers. Por cortnte. Cnto óptimo e l zpt Esfuerzo e l rmur (biels) T (b 0,5 ),70 4 Cuntí mínim T 0,00 f y El cnto óptimo se prouce l igulr mbos esfuerzos /m kp/cm m Relción Vuelo/cnto /m kp/cm m 300 /m 3 kp/cm m 400 /m 4 kp/cm m CARGA SOBRE LA ZAPATA (k)

13 ZAPATAS CORRIDAS.- CALCULO Zpts rígis.- Métoo e biels y tirntes M R F R F 3 F T R (x 0,5 ) A f 0,85 s y Se efine l excentrici e l crg em / Cso º.- e<b/6 Digrm trpezoil F 6 M + F b b b R b 6 M b 3 M + + b b 4 b x b 3 M b + 4 b 3 3 M + b 4 M + b 3 M + b. b 4

14 Zpts corris flexibles.- Métoo e flexión sobre sección e referenci. Sección e referenci 0,5. (muros e ormigón) 0,5. (muros fábric) Armo Pr el flector proucio por l rección el terreno en l sección e referenci l 0.5 M m Cso M σ W f 0, 3 ct,k f ck Estrictmente no precis rmo Cso σ f ct,k Se rm pr M en l sección e referenci Cuntí geométric >0,0% (B-400S) >0,8% (B-500S) A A s c 0,000 Pr crg centr. -Armo trsversl g - M f 0 + 0,5 0,5 M m w m (+ m) f c U A f w f y c 0

15 Pr crg centr. -Armo longituinl M g 0, M f M m w m (+ m) ' f U A f w 'f y c c ' v Cálculo cortnte Sin rmo V V V u /3 [ ξ( ρ ) σ c ] V 0, 00 f 0,5 ' b u l ck m 0 [ ξ 3 ρ ] V 0, 00 f b u l ck Pr ormigón H 5 ls cuntís geométrics suelen estr en mínimos ρ 3 0, ,00 5,7 Vu 0,05 ξ b

16 ZAPATAS AISLADAS. CIMETACIOES Zpts curs.- Determinción e imensiones por tnteo. c Crg centr σ +P σ m P M Crg excéntric e</6 V +P 5 P e e M + V + P σ +P (+ 3e σ ) 5 m /4 5 M Crg excéntric e>/6 +P V P σ 4 + P 3 - e 4 σ 3 m e,5(-e)

17 ZAPATAS AISLADAS.- CALCULO. Métoo e biels y tirntes M R F R F 3 F T R (x 0,5 ) A f 0,85 s y Se efine l excentrici e l crg em / Cso º.- e<b/6 Digrm trpezoil F 6 M + F b b b R b 6 M b 3 M + + b b 4 b x b 3 M b + 4 b 3 3 M + b 4 M + b 3 M + b. b 4

18 Comprción con l teorí e Lebelle (Pr zpt centr) T (b ) As f 8 y Biels T b x 4 R 0,85 (x 0,5 ) (b - ) A f s 6,8 y L únic iferenci está en que en l teorí e Lebelle ls biels prten el poyo el pilr y según l EHE e un punto situo 0,85. / / / /

19 CATO ÓPTIMO E ZAPATAS AISLADAS CO CARGA CETRADA Esfuerzo e l rmur (biels) Cuntí mínim T (b 0,5 ),70 4 T 0,00 b f El cnto óptimo se prouce l igulr mbos esfuerzos,70 (b 4 0,36 f 0,5 ) 0,00 b f y (- b ) y y /m kp/cm m Relción Vuelo/cnto /m kp/cm m 400 /m 4 kp/cm m 300 /m 3 kp/cm m CARGA SOBRE LA ZAPATA (k)

20 CALCULO DE ZAPATAS AISLADAS FLEXIBLES Métoo e flexión Sección e referenci 0,5. (pilres e ormigón) Punto meio cr pilr y bore plc (pilres metálicos) Armo Pr el flector proucio por l rección el terreno en l sección e referenci l 0.5 M Cso M σ W f 0, 3 ct,k f ck Estrictmente no precis rmo Cso σ > f ct,k Se rm pr M en l sección e referenci Cuntí geométric >0,0% (B-400S) >0,8% (B-500S) A A s c 0,000 Comprobción tensiones tngenciles C Cortnte Zpts estrecs (comentrios) C Punzonmiento Zpts biimensionles

21 Cálculo cortnte Sin rmo V V u V /3 [ ξ( ρ ) σc ] V 0, 00 f 0,5 ' b u l ck b b 0 0 [ ξ 3 ρ ] V 0, 00 f b u l ck Pr ormigón H 5 ls cuntís geométrics suelen estr en mínimos ρ 3 0, ,00 5,7 Vu 0,05 ξ b

22 Cálculo punzonmiento Sin rmo c U c b y b b x b U c + c + 4 π F β β,5 s,ef Fs,ef 0, ξ 3 00 ρ f 0,44 ξ ck u ormigón HA-5 Comprobción en el perímetro el pilr u c + c 0 u 0,30 f 0 c U 0

23 ZAPATA RÍGIDA AISLADA.- MÉTODO SIMPLIFICADO Dimensiono en plnt lv σ + P σ m Pr un tnteo inicil P 0, Cnto pr zpts rígis s m (k/m ) vuelo/cnto 00,0 00,6 300,3 400, V Comprobción cortnte b c c A A (b ) V σ (b ) V 0,05 ξ b (pr H 5) Armo.- Por biels T b x 4 R 0,85 (x 0,5 ) (b- ) A s f 6,8 y

24 TABLAS COMPARATIVAS DE ARMADO PARA ZAPATAS CO CARGA CETRADA. ARMADO DE LA ZAPATA POR m (k/m) ZAPATAS: v. (Crg centr) biels 50 flexión 00 cuntí min CARGA SOBRE LA ZAPATA (k) ARMADO DE LA ZAPATA POR m (k/m) ZAPATAS: v (Crg centr) biels flexión cuntí min CARGA SOBRE LA ZAPATA (k)

25 ZAPATAS DE MEDIAERÍA. Problem.- Momento por excentrici e l crg. M. e P Sistems e equilibro. T T T T P E P P P F R F R F R TIRATE+TERREO TIRATE+RIOSTRA RIOSTRA+TERREO P P VIGA CETRADORA R R

26 ZAPATAS DE MEDIAERÍA.- MODELOS DE RESPUESTA DEL TERREO COSIDERADO EL MÓDULO DE BALASTO. Esquem simplifico el pórtico Vig centror 35x70 Vig centror 35x70 Moulo e blsto 0.5 Digrm e momentos K0,5 Vig centror 35x70 Moulo e blsto 4.0 Digrm e momentos K4,0

27 R R CIMETACIOES ZAPATAS DE MEDIAERÍA. RESPUESTA UIFORME DEL TERREO bv b b v b P P P R L R Tomno momentos respecto los poyos.l P R 0 R l +.(l ) R 0 R l + P -

28 COMPROBACIÓ DE LAS ZAPATAS Zpt σ σ b σ R b m Zpt R ( ) Crg perm. + P R m Armo zpt.- Como un zpt corri b b w 0.5b l x b b v b + 0,5 b 0,35 b v lx M lx σ b lx A x f y 0,9 b (Armo por m) v M b l x b b v Comprobción cortnte M v x b b v - V σ v b v x x b Vx V b v 0, ξ 3 00 ρ f x ck

29 ARMADO DE LA VIGA CETRADORA / A s A p A i / M R ( - / ) ( l mx V R ( l mx - ) - ) ( - / ) ZAPATAS DE MEDIAERÍA.- PUZOAMIETO c U F β,40 s,ef Fs,ef u 0,44 ξ c by <0.5 C ó.5 C Comprobción en el perímetro el pilr.5> c u c + 3 c + c 0 u 0,30 f 0 c U 0

30 ZAPATA RETRAQUEADA b b P P R R P R L R.l P R 0 R l +.(l ) R 0 R l R Zpt σ σ b m +P - Zpt R ( ) Crg perm. + P

31 ZAPATAS DE ESQUIA CO VIGAS CETRADORAS (Métoo simplifico) l R l R R x y Ecuciones e equilibrio F 0 + R + R - R 0 z M 0 - l + R + R l 0 R R x' l M 0 l - R + R l 0 R R y' l R +P σ σ b m - - Sustituyeno estos vlores en l primer ecución +R - +R - - R 0 R ( l l l R ( l Zpt + l -) + l - ) Vigs centrors como en ls zp. e meinerí

32 RECOMEDACIOES COSTRUCTIVAS EXCAVACIÓ Y HORMIGOADO C C C C Se escv el ueco e l zpt, ejno 0 cm pr excvrlo inmeitmente ntes e ormigonr. Especilmente en suelos coerentes. Se vierten 0 cm e ormigón e limpiez. Se coloc l ferrll sobre clzos. Se vierte el ormigón y se vibr. ARMADO E ESPERA. C Anclje por prolongción rect. C C Ls ptills compresión son inútiles. Solución con grupos e brrs. El rmo en esper es el necesrio pr l sección e l bse el pilr. (o necesrimente l más esfvorble). CUATÍAS GEOMÉTRICAS MÍIMAS B 400 S 0,000 B 500 S 0,008 Diámetros e o superiores Mejor e 6, 0,5

33 ACLAJE DE ARMADURAS A LA ZAPATA l b longitu nclje l s longitu solpe l b l s no se tienen en cuent grupos e brrs se tienen en cuent los grupos e brrs L ptill inferior sólo sirve pr poyo e ls brrs. Es inútil compresión. Longitues e nclje (H 5 posición I) l b B 400 S B 500 S i 4 4 i4 8 9 i i i

34 ZAPATAS COMBIADAS CIMETACIOES + M M l l l3 x x x c..g. b ( ) x x + M + M + x + X x x M M + c..g. zpt ł c..g. crgs Coniciones e rigiez e l zpt. l < 7. 4 EI kb Zpt rígi l l 3 < < 4 4 EI kb EI kb Se clcul como vig poy en pilres con respuest uniforme e terreno σ + + P b Zpt flexible Apoyo elástico en el terreno! mo. e blsto.

35 ARMADO DE ZAPATAS COMBIADAS - Armo longituinl Armo como vig inverti. b b0 0 - Armo trnsversl flexión trnsversl σ ( ) b + 0 El rmo trsversl puee plicrse l rm orizontl e los estribos!disposiciones ecus. Fuer e ests zons: Arm. trsv. 0. Arm. long.

36 - Armo esfuerzo cortnte V r Cercos: - De poyo e rmur - Resistentes - Sección referenci! l istnci e l cr el pilr. V mx (V,V,V 3,V 4 ) V? f V V r V cu + V su V cu [0.0? (00? f ck ) /3 ] b 0 V su A f y /s 0.9 Cercos enteros!rmur trnsversl. - Comprobción punzonmiento Soportes interiores! como en zpt centr. Soportes en el bore!como en zpt e meinerí.

37 VIGAS FLOTATES Métoos e cálculo Vig rígi Vig rígi Vig flexible sobre poyo elástico Vig flexible sobre terreno elástico. Esquem simplifico. Vig flexible sobre poyo elástico b Column equivlente l x b k σ δ σ ε l σ E E k l σ E l l

38 POZOS DE CIMETACIÓ CIMETACIOES ZAPATA + EAO HORMIGÓ CICLOPEO + ZAPATA POZO Cimentciones e profuni mei 4-0 m. Pozos e ormigón en ms. -ey ey ex b-e x b ( ) A b e x Ae min, A b( e y) A fc Sieno fc ( φ e) fck. γ π Ac A fc e e c ( A A ) e

39 Comprobción el terreno + c γ f Sc σ m c Pr profunies importntes, puee consierrse el rozmiento e fuste. 60º 0-30 cm. Armo Armur crg puntul (si es necesri) lb Junt ormigono