UNIDAD 5 Parte 1 de 3 Bases Centradas FUNDACIONES Bibliografía consultada Manual de cálculo de estructuras de hormigón armado Zapatas de hormigón Armado Hormigón Armado Apuntes Cátedra Hormigon I - II Reglamento Cirsoc 201 Tomo II Ing.Osvaldo Pozzi Azaro Ing. Jorge R. Bernal Arq. Pedro Perles Ing Jose M. Canciani INTI Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 1/21
INTRODUCCION Fundaciones directas Fundaciones indirectas Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 2/21
CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS DE FUNDACION EJEMPLO DE ALGUNOS DE LOS CONTENIDOS TIPICOS DE UN ESTUDIO DE SUELOS PARA UN PUENTE DE UNA AUTOPISTA Como ejemplo de un estudio de fundaciones, se publica un extracto del informe que se ha realizado para la fundación de un puente de dos tramos en el cual se dan recomendaciones para Fundaciones Directas e indirectas enumerando las tareas realizadas. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 3/21
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CROQUIS DE UBICACIÓN PERFORACIONES PROGRESIVA 11 + 228.03 Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 5/21
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Algunas definiciones importantes Presion de contacto : es la que actúa sobre el terreno, depende del tipo de suelo y de la rigidez de la base. Tension admisible del terreno : Es una tensión promedio menor que la de rotura, en un valor que está afectado por un coeficiente de seguridad que tiene en cuenta la variabilidad de la resistencia del suelo de un punto a otro. Éste es el valor que utilizamos para el calculo de las fundaciones, es el que informa el mecánico de suelos. Se pueden presentar distintos tipos de situaciones de acuerdo con la combinación entre la rigidez de la base y el tipo de suelo. En la práctica para simplificar el cálculo en zapatas aisladas se consideran diagramas de presiones uniformes. De cualquier manera siempre debemos tratar de dimensionar zapatas rígidas. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 7/21
Algunos ejemplos solamente orientativos para tensiones de suelos Como un resumen generalizado y considerando suelos uniformes se da una idea de valores de tensiones admisibles: Estos valores solo deben ser tenidos en cuenta para algún dimensionado preliminar, siempre debe consultarse al mecánico de suelos, quien dará sus recomendaciones sobre el tipo de fundación adoptar, Tensión admisible a considerar en los cálculos y a que profundidad se debemos implantar la base en cuestión. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 8/21
BASES CENTRADAS Una base se considera centrada, cuando el eje de la columna coincide con el centro de gravedad de la base. Para la resolución estática y el dimensionamiento de la base debemos contar con la siguiente información: a) Carga transmitida por la columna al nivel de la base. N col (Ton Kg) b) Dimensiones de la columna d1 / d2 (m cm) c) Tensión admisible del terreno, extraída del estudio de suelos correspondiente, y la profundidad recomendada de fundación. t ( Ton/m2 Kg/cm2) Esquemas considerados NTN = Nivel de terreno natural, NF = Nivel de fundación 1) Paso 1 : Dimensiones del tronco de la columna En general las dimensiones del tronco o fuste de la columna que queda bajo el nivel de terreno natural, es incrementado en 2.50cm para cada lado,( 5cm en total ). Esto obedece a que al estar es contacto con el terreno natural, las armaduras requieren mayor recubrimiento. Además este ensanche sirve de apoyo para el encofrado de la columna en el próximo nivel. Por lo cual C1= d1 + 5cm ; C2= d2 + 5cm Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 9/21
2) Paso 2 Determinacion de las dimensiones de la base, Calculamos la superficie necesaria de apoyo : S Conocida la superficie de apoyo necesaria S, determinamos los lados de la base ( Las dimensiones de los lados de las bases se redondean a números enteros terminados en 0, siempre por exceso. Por Ejemplo: 1.80m, 2.00m, etc) Si tenemos columnas rectangulares, debe tratarse que la relación de lado de la base sea semejante a la que existe entre los lados de la columna. a) Base Cuadrada a) Base Rectangular Definida la Superficie necesaria S, podemos fijar uno de los lados y calcular el restante. Tambien podemos establecer una relación de lados, que puede ser similar a la relación de lados de la columna y resolver la siguiente ecuación. a1 = n x a2 En general como limite no conviene pasar de la relación n = 1.5, pues las bases quedan muy desproporcionadas. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 10/21
3) Paso 3 Determinación de la altura de la base Luego de establecer los lados de la base, debemos determinar su altura total D. Para que la base cumpla con la hipótesis de que la tensión en el terreno es uniforme En toda su extensión, debemos proyectar una zapata rígida. Uno de los criterios para dar rigidez a la base es el siguiente = Por Punzonado D = ( a c ) / 2.5 Especialmente en tensiones de suelo superiores a 1.5 kg/cm2 De todas maneras se debe verificar siempre el punzonado de la base, estos valores sirven para la primera aproximación del cálculo. La dimensión a3 en general se adopta mayor a 20cm de altura. Tengamos en cuenta que esta dimensión (a3) es la que al final determina la inclinación de la cara superior de la base. No es conveniente, si no se quiere encofrar la base o trabajar con hormigones excesivamente secos proyectar inclinaciones mayores a los 25 en función del llenado de la base. En la actualidad existe una tendencia a dimensionar y construir la base sin caras inclinadas. Con lo cual construimos un cubo y tenemos bases de caras paralelas. Esto tiene ventajas constructivas, pues permite el vibrado del hormigón, al poder trabajar con hormigones de mayor asentamiento. Reduce costos en los tiempos de ejecución y el material que se coloca de mas, queda compensado por la economía de la mano de obra menos jornales y un Hormigonado de la base que garantiza una mayor seguridad. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 11/21
4) Paso 4 Calculo a flexion de la base para cada dirección. A continuación se calculan los Momentos que soportan cada uno de los faldones de la base. Se considera que la base esta empotrada en una línea que coincide con la del fuste o tronco de la columna. Las expresiones se deducen de lo comentado anteriormente, que consideran a cada faldón como una ménsula invertida empotrada en el tronco de la columna. Se calcula tomando la carga que transmite la columna solamente. Direccion 1 C2 El momento total en la dirección 1 es el siguiente: En general trabajamos con toneladas y metros Tm Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 12/21
Direccion 2 C1 El momento total en la dirección 1 es el siguiente: En general trabajamos con toneladas y metros Tm 5) Paso 5 Cálculo de las armaduras necesarias para cada dirección. Una vez obtenidos los momentos en cada dirección procedemos a calcular las armaduras necesarias en cada dirección. Para ello utilizamos el método Kh ya expuesto en el curso. Las expresiones son las siguientes: Armadura en la dirección 1 Kh1 : h1 ; As1: KS x M1 armadura total (cm2) M1/C2 h1 Armadura en la dirección 2 Kh2 : h2 ; As2: KS x M2 armadura total (cm2) M2/C1 h2 6) Paso 6 Nos resta verificar solamente el punzonado de la base. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 13/21
Consideraciones para el armado 1 ) Las armaduras As1 y As2 son las secciones de acero totales en cada dirección 2) Dividiéndolas por el ancho correspondiente ( As1 / a2 - As2 / a1 ) nos da los cm2 por metro necesarias como si fuera una losa. La separación de las Armaduras no debe ser mayor a 20 cm como máximo. Adoptamos como diámetro minimo a colocar 10 mm. Con lo cual la armadura minima para una base en cada dirección es 0 cada 20 cm, Recomendamos por fisuración, durabilidad,etc, adoptar como armadura minina en cada dirección de la base 0 cada 15 cm (5.19 cm 2 /m) Veremos además más adelante que la sección de acero existente interviene en el calculo de la tensión de corte máxima para verificar el punzonado en la base. Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 14/21
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P L A N I L L A S Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 16/21
CANTIDAD DE BARRAS TABLA FACTOR Kh PARA DIMENSIONADO A FLEXION b : ANCHO DEL TRONCO DE LA COLUMNA EN LA DIRECCION CONSIDERADA Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 17/21
EJEMPLOS DE PLANILLAS DE ARMADURAS Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U5-1 - Cátedra : Oscar Savastano 18/21
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