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ZAPATAS COMBINADAS Y VIGAS DE CIMENTACIN CONCRETO ARMADO II
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CONCRETO ARMADO II
LAMBAYEQUE-NOVIEMBRE DEL 2014
ZAPATAS COMBINADAS Y
VIGAS DE CIMENTACIN
INTEGRANTES: Capuay santisteban jos
Llatas Cancino Dahlberg
Mayanga Pinedo Angie
Matas Cabrera israel
Paredes vsquez claudia
DOCENTE: Ing. Ovidio Serrano Zelada
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2.-VIGA DE CIMENTACIN
La viga de cimentacin es aquella, sobre la cual se apoyan tres o
ms columnas,
tambin llamada viga de amarre ya que su objetivo es rigidizar
toda la estructura,
acta en conjunto con las columnas formando un soporte rigidizado
como se observa
en la figura [2.1(a)].
2.1. GENERALIDADES
La seccin transversal de las vigas de cimentacin puede ser en
forma de L,
rectangular, o bien adoptar la forma de T invertida figura
[2.1], este ltimo con
economa de hormign y acero, pero con un mayor costo de encofrado
y mano
de obra. La tendencia actual se inclina hacia secciones
rectangulares, salvo en
grandes cimentaciones, en la que la forma ms complicada puede
ser
compensada desde el punto de vista econmico.
Figura2.1. Vigas de cimentacin
Una ventaja de este tipo de cimentacin se muestra en la menor
sensibilidad
que presenta en comparacin con las zapatas aisladas, frente a un
posible
defecto local del terreno (suelos pocos uniformes).
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El clculo y diseo de este tipo de cimentaciones se convierte en
algo
complejo y slo queda abordarlo por mtodos aproximados. Con el
uso de la
tecnologa y software los clculos se hacen ms rpidos y
representan gran
ayuda, pero tampoco su uso nos conduce a exactitud.
El proyectista tendr que utilizar, en todo lo que sigue su
criterio en muchos
aspectos.
Se las emplea en suelos poco resistentes, para integrar
linealmente la
cimentacin de varias columnas. Cuando se integran las
columnas
superficialmente mediante vigas de cimentacin en dos
direcciones, se forma
una malla de cimentacin.
Para el caso precedente de cimentaciones de borde o
cimentaciones cercanas
al lmite de propiedad, se recomienda aligerar el peso de todo el
edificio ya
que su aplicacin se limita a cargas relativamente livianas, para
de esta manera
evitar que la reaccin del suelo produzca cargas excntricas como
se explica
ms adelante. Si no existen lmites de propiedad, esta solucin se
puede
emplear para soportar cargas elevadas ya que no existir
excentricidad.
FUNCIONES DE LAS VIGAS DE CIMENTACIN A las vigas de cimentacin
tradicionalmente se les han asignado las siguientes funciones
principales:
La reduccin de los asentamientos diferenciales.
Momento Inducido en un Extremo de la Viga de Cimentacin por el
Asentamiento Diferencial
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La atencin de momentos generados por excentricidades no
consideradas en el diseo.
Viga de Fundacin Toma los Momentos Resultantes del Anlisis
Estructural y la Zapata la Carga Axial
El mejoramiento del comportamiento ssmico de la estructura. Y
las siguientes funciones secundarias:
El arriostramiento en laderas.
Vigas para Arriostramiento en Edificios Construidos en
Laderas.
La disminucin de la esbeltez en columnas.
El aporte a la estabilizacin de zapatas medianeras.
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Consideraciones:
La complejidad del problema surge en primer lugar del conjunto
sueloestructura y
ms en concreto de su interaccin.
Actualmente existen tres niveles de precisin en el clculo
general de este tipo de
cimentaciones:
a. Cimiento Rgido y por lo tanto indeformable.
b. Deformacin, comn al terreno y al cimiento, es proporcional a
la
presin producida.
c. El terreno que rodea el cimiento experimenta, deformaciones
bajo
la accin de este, como en realidad ocurre.
FIG.3
P1 P2
FIG.4
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Deformabilidad relativa del suelo, el cimiento y la
estructura:
En el caso indicado en la figura 6.1 que corresponde a un
cimiento muy rgido y a una
estructura muy flexible, la distribucin de presiones vara
realmente segn el tipo de
suelo, pero con razonable aproximacin puede considerarse un
reparto de acuerdo
con el mdulo de balasto.
FIG.5
FIG.6.1
FIG.6.2 FIG.6.3
FIG.6.4
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En el caso de la figura 6.2, tanto el cimiento como la
estructura son rgidos y la
distribucin de presiones puede suponerse linealmente
variable.
En la figura 6.3 estamos ante una estructura flexible y un
cimiento flexible.
En el caso de la figura 6.4, el cimiento es flexible y la
estructura rgida. No existe un
procedimiento satisfactorio de clculo. Veremos un mtodo
aproximado.
Evaluacin de la Rigidez de la Estructura
El problema esencial es determinar cuando la estructura es rgida
y cuando flexible en
comparacin con el terreno, y por tanto, cuando los puntos de
enlace de la estructura
con el cimiento se consideran que no pueden o si pueden sufrir
asentamientos
diferenciales entre s.
2.2. EFECTO DE CARGAS EXCNTRICAS SOBRE VIGAS DE CIMENTACION
Como se explic anteriormente las cimentaciones de columnas
exteriores pueden
estar sujetas a cargas excntricas. Si la excentricidad es
grande, puede resultar
esfuerzos de traccin sobre un lado de la cimentacin, por lo que
se recomienda
dimensionar de manera que la carga este dentro del tercio
central para poder de esta
forma evitar esfuerzos de traccin en el suelo que tericamente
puede ocurrir antes
de la redistribucin de esfuerzos.
Figura 2.2 Vigas de cimentacin (centroide)
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Para este caso
=
(Ec.2.1)
Dnde: = 1 + 2 + 3 + 4 + + = =1
rea: =
=
=3
12
=
2
Reemplazando los valores del rea, momento, y la inercia en la
ecuacin.. se tiene:
=
3
2=
6
2
=
(1
6
) (Ec.2.2)
CASO I: cuando e=0
Caso en que la resultante cae en el centro del ncleo central o
tercio medio (centro de
gravedad) como se muestra en la Figura [2.3].
Figura 2.3 Vigas de cimentacin para e=0
La presin del suelo para este caso est dada por la siguiente
ecuacin:
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=
(Ec.2.3)
Se debe cumplir : 3 > 2 > 1
Figura 2.4 Vigas de cimentacin para e=0 cuando > 3 > 2
> 1 Entonces empezar la sumatoria de momentos en el punto donde
la carga es menor
obteniendo de ese modo el valor de X (longitud adicional).como
se muestra en la
figura [2.4].
CASO II: Cuando
