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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD CIENCIAS DE INGENIERÍA
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 1
CONTENIDO
RESUMEN…………………………………………………………………………………………………….………………………..3
CAPITULO I (INTRODUCCION)……………………………………………………………………….………………………. 4
1.1 GENERALIDADES…………………………………………………………………………………………………………..4
1.2 UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO……………………………………………………………………………….4
1.3 VIAS DE ACCESO AL PROYECTO…………………………………………………………………………………….5
1.4 OBJETIVOS…………………………………………………………………………………………………………………….6
1.5 CONDICIONES CLIMATICAS…….…………………………………………………………………………………….6
CAPITULO II (INFORMACION DE LA ZONA DE ESTUDIO…………………….………….………………………. 7
2.1 SUELOS…………………………………………………………………………………………………………….…………..7
2.2 TOPOGRAFIA………………………………………………………………………………………………….…………….8
2.3 ZONIFICACIÓN SÍSMICA……………….……………………………………………………………………………….8
CAPITULO III (MARCO TEORICO)………………………………………………………………….………………………11
3.1 INTRODUCCION……………………………………………………………………………………………….…………11
3.2 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA……………………………………………………………………….…………11
3.2.1 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN KARL TERZAGHI……………………..…………….…………11
3.2.2 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN MEYERHOF………………………………………………….…13
3.2.3 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA…………………………..………………….………….…15
3.3 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA………………………..…………………….………………….….…15
3.3.1 EQUIPOS Y MATERIALES………………………………………………..…..…………….………….…16
3.3.2 FORMULAS PARA EL CALCULO DEL DPL.………………………..…..…………….………….…16
3.4 CIMENTACIONES………………………………………………………..…………………….………………….….…18
3.4.1 CIMENTACIONES PROFUNDAS.………………………..…..…………….……………………….…18
3.4.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES..…..…..…………….……………………….…20
3.5 PUNZONAMIENTO O CORTANTE BIDIRECCIONAL.……..…………………….………………….….…23
3.6 DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE.……..…………………….………………….………………………..…24
CAPITULO IV (ETAPA DE CALCULO)…………………………………………………………….…………………………27
4.1 METRADO DE CARGAS.……..…………………….………………….………………………………………………27
4.2 ANALISIS DE LA CORTANTE BASAL Y DESPLAZAMIENTO………………………………………………47
4.2.1 CALCULO DE LA CORTANTE BASAL EN LAS DOS DIRECCIONES .…………….…………47
4.2.2 CALCULO DE LOS DESPLAZAMIENTOS PERMISIBLES SEGÚN LA NORMA E-030
DISEÑO SISMO RESITENTE……………………………………………………………. .…………….…………47
4.3 ENSAYO DE PENETRACION DPL……………………………………………………………………..……………49
4.4 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA POR TERZAGHI Y MEYERHOF…………………………………….52
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4.5DISEÑO DE ZAPATAS………………………………………………………………………………………………….54
4.5.1 ZAPATAS CENTRICAS .…………….……………………………………………………………….……54
4.5.2 ZAPATAS MEDIANERAS .…………….……………………………………………………………….…62
4.5.3 ZAPATAS ESQUINERAS .…………….………………………………………………………………..…69
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………….77
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA………………………………………………….…………………………………………….81
ANEXOS…………………………………………………………………….……….….…………………………………………….82
PANEL FOTOGRAFICO…………..……………………….……….….…………………………………………….83
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RESUMEN
El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al
terreno. Debido a que la resistencia y rigidez del terreno suelen ser inferiores a las de
la estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a la suma de las
áreas de todos los pilares y muros portantes (estructura vertical).
Los cimientos por tanto serán por lo general piezas de volumen considerable con
respecto al volumen de las piezas de la estructura. Se construyen en hormigón armado
y en general se empleará hormigón de calidad relativamente baja ya que no resulta
económicamente interesante el empleo de hormigones de resistencias mayores.
Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo del
terreno en el que se va a construir la estructura. Aquí vamos a realizar una pequeña
introducción sobre el suelo y la roca.
Los términos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniería civil, implican una clara
distinción entre dos clases de materiales de cimentación. Se dice que roca es un
agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de
cohesión. Por otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos
minerales, con o sin componentes orgánicos, que pueden separarse por medios
mecánicos comunes, tales como la agitación en el agua.
El ingeniero para preparar un proyecto debe saber cuáles son los materiales que están
presentes y qué propiedades poseen, este conocimiento se adquiere, parcialmente,
consultando libros, pero sobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando
muestras que considere representativas de los materiales. En la ingeniería de las
cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable.
La correcta clasificación de los materiales del subsuelo es un paso importante para
cualquier trabajo de cimentación, porque proporciona los primeros datos sobre las
experiencias que puedan anticiparse durante y después de la construcción.
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CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1. GENERALIDADES.
El diseño estructural de las cimentaciones, por si mismo, representa la frontera y
unión del diseño estructural y la mecánica de suelos. Como tal, comparte las hipótesis,
suposiciones y modelos de ambas disciplinas, que no siempre coinciden.
Se entiende por cimentación a la parte de la estructura que transmite las cargas al
suelo. Cada edificación demanda la necesidad de resolver un problema de
cimentación. En la práctica se usan cimentaciones superficiales o cimentaciones
profundas, las cuales presentan importantes diferencias en cuanto a su geometría, al
comportamiento del suelo, a su funcionalidad estructural y a sus sistemas
constructivos.
Una cimentación superficial es un elemento estructural cuya sección transversal es de
dimensiones grandes con respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas de
una edificación a profundidades relativamente cortas, menores de 4 m
aproximadamente con respecto al nivel de la superficie natural de un terreno o de un
sótano.
1.2. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.
1.2.1 Ubicación.
La zona de estudio se encuentra ubicada en el distrito de Ascensión, provincia de
Huancavelica, Departamento de Huancavelica.
El área propuesta por el grupo para el estudio geotécnico fue el sector de
Quintanilla Pampa, tiene un área de 0.3554 km2 o 35.54037 Hectáreas.
Ubicación Política:
Lugar : Quintanilla Pampa – Ascensión
Distrito : Ascensión
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Provincia : Huancavelica
Departamento : Huancavelica
Geográficamente el sector de Quintanilla Pampa, se encuentra ubicada en las
coordenadas UTM de la siguiente manera: 8587000 N y 501000 E, y a una altura
de 3,690 m.s.n.m. Fuente ubicado mediante GPS.
Latitud : 12° 46’ 48” S
Longitud : 74° 59’ 23” O
Altitud : 3690 m.s.n.m.
1.3. Vías De Acceso Al Proyecto
Para abordar a esta zona de proyecto se accede por la avenida Ernesto Morales o
también por la avenida Garcilaso de la Vega. La primera ruta es vía pavimentada y
el segundo acceso es una vía asfaltada, que son calles del distrito de Ascensión de
la provincia de Huancavelica.
1.4. OBJETIVOS.
1.4.1 Objetivo General.
El presente informe técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno
asignado para el proyecto en mención, por medio de trabajos de campo a
través de pozos de exploración o calicatas, ensayos insitu especiales a fin de
obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo, sus
propiedades de resistencia, deformación y la agresividad de sus componentes.
1.4.2 Objetivo Específico.
En este informe se consignan los trabajos de exploración complementarios
realizados, así como las observaciones de campo pertinentes; se describen los
resultados de la exploración y ensayes de laboratorio, así como se revisa y
complementa la interpretación estratigráfica para obtener los parámetros
mecánicos y de deformación que se emplearon en los análisis geotécnicos
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necesarios. Por último, se presenta la solución de cimentación más adecuada
para el edificio principal en proyecto y su procedimiento constructivo.
Finalmente, se incluyen las conclusiones y recomendaciones pertinentes para el
diseño y construcción de la cimentación de la estructura proyectada.
1.5. Condiciones Climáticas
Por su localización geográfica, altitud promedio de 3700 msnm, Quintanilla
Pampa se caracteriza por tener un clima que está definida por la estación o
época en que se encuentra, el invierno entre los meses de Diciembre a Marzo
es característico de la sierra central del país, la temporada de lluvias; mientras
que en los meses de Abril a Noviembre predominan las heladas y el clima típico
es templado, cálido semiárido.
En base a la información proporcionada por la estación meteorológica de la
zona, las temperaturas registradas son: la mínima entre 2 °C a 5 °C; la media es
de 8 °C a 10 °C; y la temperatura máxima oscila entre 14 °C y 20.
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CAPÍTULO II
INFORMACION DE LA ZONA DE ESTUDIO
2.1. SUELOS.
La exportación geotécnica del suelo se inició con un reconocimiento de la superficie,
destinada a definir las características globales del terreno y situaciones particulares
que pudieran afectar la estructura.
El objetivo fundamental del estudio de suelos ha sido obtener la información básica
sobre el recurso suelo, sus características físicas y su capacidad portante, de modo
que sirva de apoyo a la formulación de proyectos específicos para el desarrollo urbano
integral de la zona.
Reconocimiento del terreno
Distribución y ejecución de calicatas.
Toma de muestras disturbadas.
Evaluación de los trabajos de campo.
Conclusiones y recomendaciones
Grupo analizando la calicata.
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2.2. TOPOGRAFÍA.
La zona de estudio se encuentra a una altitud aproximada entre 3, 690 a 3, 760 metros
sobre el nivel del mar.
La topografía se caracteriza por presentar pendientes llanas e inclinadas con presencia
de nivel freático.
Estratigrafía Del Suelo Explorado
2.3. ZONIFICACIÓN SÍSMICA
De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma
Sismo Resistente (NTE E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades
Sísmicas observadas en el Perú, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó
en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos
históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro
de la Zona de Sismicidad II.
De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones y la Norma Técnica de edificación
E-030, Diseño Sismo resistente, se deberá tomar los siguientes valores para el análisis
sísmico:
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a) Factor de zona…………………………………………….…. Z = 0.3
b) Condiciones Geotécnicas
El suelo investigado, pertenece al perfil Tipo S3………….. S = 1.2
c) Periodo de Vibración del suelo………………………….…Tp = 0.6seg.
d) Factor de Amplificación Sísmica (C)
Se calculara en base a la expresión siguiente:
Para T = Periodo de Vibración de la Estructura = H/Ct
e) Categoría de la estructura ………………..………………… C = 2.5
f) Factor de Uso …………………………………………………U = 1.0
g) La fuerza horizontal o cortante basal, debido a la acción sísmica se determinara
por la formula siguiente:
Para:
V = Cortante Basal
Z = Factor de Zona
U = Factor de Uso
S = Factor de Ampliación del suelo
C = Factor de Ampliación Sísmica
R = coeficiente de Reducción
P = Peso de la Edificación
El área en estudio, corresponde a la zona 2, el factor de zona se interpreta como una
aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50
años.
50.250.2 T
TxC
p
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Distribución de Isoaceleraciones para un 10% de Excedencia en 50 años.
Zonas Sísmicas del Perú.
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CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO
3.1 INTRODUCCIÓN.
El presente capítulo abarca las propiedades físicas e ingeniería de los suelos,
los conceptos se correlacionan con las propiedades y además se evaluará la
importancia de los mismos en este importante campo.
3.2 CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA
3.2.1 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN KARL TERZAGHI
Aquel investigador fue el primero en presentar una teoría completa para
evaluar la capacidad de carga última de cimentaciones superficiales. Según el
autor una cimentación se puede considerar superficial si la profundidad de
cimentación es menor o igual que el ancho de la misma Df ≤ B . Sin embargo,
estudios posteriores argumentan que cimentaciones con Df igual a 3 ó 4 veces
el ancho de la misma pueden ser definidas también, como cimentaciones
superficiales. Terzaghi sugirió para una cimentación corrida (relación ancho-
longitud tiende a cero), B ≤ L la superficie de falla en el suelo bajo carga última
puede interpretarse según la Figura. Notar que es el caso de falla general por
corte.
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El efecto del suelo sobre el fondo de cimentación, puede ser reemplazado por
una sobre carga equivalente efectiva q = Df γ ; donde γ = peso específico del
suelo. La zona de falla bajo la cimentación puede fraccionarse en tres sub-
zonas: La zona triangular o cuña, inmediatamente bajo la cimentación. La zona
activa. La zona pasiva Notar que, las zonas activa y pasiva se repiten en ambos
extremos de la cuña. Usando el análisis de equilibrio, la capacidad de carga
última se expresa:
Dónde: C = Cohesión del suelo
γ = Peso específico
Df = Profundidad de desplante.
Nc, Nq, Nγ= Factores de capacidad de carga adimensional en función del
ángulo de fricción del suelo.
Para diferentes geometrías de cimentaciones se obtuvo las siguientes
expresiones:
En la ecuación para cimentación cuadrada, B es la dimensión de cada lado y
para la cimentación circular B, es el radio. También varios autores han
determinado fórmulas matemáticas para el cálculo de los factores de
capacidad de carga entre ellos Reissner (1924) presentó expresiones tales
como:
(
)
( )
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El factor de capacidad soporte Nγ es muy discutido por varios autores ya que
este factor es influenciado por otros parámetros como el ángulo de fricción y la
rugosidad propia de la cimentación. En la práctica de la ingeniería existe una
marcada preferencia por utilizar Nγ de Caquot y Keresil (1953).
( )
Para cimentaciones que exhiben falla local o punzonamiento por corte en
suelos, Terzaghi sugirió modificaciones en los parámetros (φ ,C ) es decir
sustituirlos por ( 'φ ,'C ) en las ecuaciones (a, b, c).
(
)
Dónde:
Nc, Nq, N = factores de capacidad de carga modificado, tales se calculan
ingresando con el ángulo de fricción y cortando las curvas segmentadas en el
ábaco que se visualiza a continuación.
3.2.2 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN MEYERHOF
Esta solución considera factores de corrección por forma, aplicación de la carga
inclinada y profundidad de cimentación (s, i, d). La influencia de esfuerzos
cortantes por encima del nivel de cimentación es considerada. Entonces los
factores de corrección. La ecuación general de capacidad de carga última está
expresada por la siguiente ecuación (*). Considerando el Caso A la ecuación
puede variar según:
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En el caso de carga vertical:
En el caso de carga inclinada:
Factores de capacidad de carga:
(
)
( )
( ) ( )
Factores de forma
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Factores de inclinación de la carga
(
)
(
)
3.2.3 CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA NETA
En ciertos proyectos es necesario estimar la carga que va directamente al suelo
por lo que la capacidad de carga última no siempre es la adecuada. Entonces la
capacidad de carga última neta es la máxima presión aplicada a nivel del fondo
de cimentación, a partir de allí se disipa su energía hasta alcanzar una
profundidad que depende de las condiciones del suelo y la geometría de la
cimentación.
( )
( )
3.3 ENSAYO DE PENETRACIÓN (D.P.L) Este método describe el procedimiento generalmente conocido como ensayo de
penetración ligera, consiste en introducir al suelo una varilla de acero, en una punta se
encuentra un cono metálico de penetración con 60° de punta, mediante la aplicación
de golpes de un martillo de 10kg que se deja caer desde una altura de 0.50m.
Como medida de la resistencia a la penetración se registra el numero N, ha sido
correlacionado con algunas propiedades relativas al suelo, particularmente con sus
parámetros de resistencia al corte, capacidad portante, densidad relativa, etc.
El objetivo específico de este ensayo se efectúa colocando un espécimen del suelo
sometido a una carga normal para aplicarse el esfuerzo cortante para determinar los
valores de cohesión y el ángulo de fricción interna.
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Normalmente este ensayo se efectuar varias pruebas diferentes para obtener los
cálculos del suelo en que se va trabajar y realizar nuestro proceso constructivo como
ingenieros civiles
Este ensayo impone sobre un suelo condiciones idealizadas, o sea indica la ocurrencia
de una falla a través de un plano de localización predeterminado en la dirección
horizontal. Sobre este plano actúan dos fuerzas, una normal por una carga vertical
aplicada y un esfuerzo cortante debido a la acción de una carga horizontal. Para
realizar respectivos ensayos siempre debemos tener en cuenta si el suelo es cohesivo y
los respectivos cálculos se realizan a las 24 horas de haber saturado la muestra.
3.3.1 EQUIPOS Y MATERIALES
Equipo de DPL DIN 4094
Cono metálico de penetración (60°)
Yunque o Cabezote
Varillas o tubos de perforación
Martillo o pesa (10kg)
Barra guía
Otros equipos.- Guantes y alicates de manipuleo
3.3.2 FORMULAS PARA EL CÁLCULO DEL DPL
a. CALCULO DE LA PRESION GEOSTATICA
(Suelos no cohesivos)
( )
( )
b. CALCULO DE LAS CORRECCIONES
(Suelos no cohesivos)
( (
))
( ( ))
( )
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DONDE:
N= NUMERO DE COLPES
T°= PRESION GEOSTATICA
c. CALCULO DEL Nᶺ CORREGIDO FINAL
( ( )) Suelos cohesivos
( ) Suelos no cohesivos
d. CALCULO DE LA DENSIDAD RELATIVA (Dr%)
(Densidad relativa)
VALOR N Dr(%)
0 5 11 31 >
4 10 30 50 50
0 15 33 67 85
15 33 67 85 100
e. DETERMINACION DEL ANGUOLO DE FRICCION INTERNA
( )( )
f. CALCULO DE qad (KG/CM2)
(Suelos cohesivos)
VALOR N qad Kg/cm2
0 5 11 31 >
4 10 30 50 50
0 0.32 0.7 2.5 >
0.27 0.64 2.5 4.5 4.5
(Suelos cohesivos)
g. CALCULO DE qu (KG/CM2)
(Suelos cohesivos)
(Suelos no cohesivos)
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3.4 CIMENTACIONES
En una cimentación superficial la reacción del suelo equilibra la fuerza transmitida por
la estructura. Esta reacción de fuerzas, que no tiene un patrón determinado de
distribución, se realiza en la interface entre el suelo y la sección transversal de la
cimentación que está en contacto con él. En este caso, el estado de esfuerzos laterales
no reviste mayor importancia. En consecuencia, el comportamiento estructural, de una
cimentación superficial tiene las características de una viga o de una placa.
Las cimentaciones superficiales, cuyos sistemas constructivos generalmente no
presentan mayores dificultades pueden ser de varios tipos, según su función: zapata
aislada, zapata combinada, zapata corrida o losa de cimentación. En una estructura,
una zapata aislada, que puede ser concéntrica, medianera o esquinera se caracteriza
por soportar y trasladar al suelo la carga de un apoyo individual; una zapata
combinada por soportar y trasladar al suelo la carga de varios apoyos y una losa de
cimentación o placa por sostener y transferir al suelo la carga de todos los apoyos. Las
zapatas individuales se plantean como solución en casos sencillos, en suelos de poca
compresibilidad, suelos duros, con cargas de la estructura moderadas: edificios hasta
de 7 pisos. Con el fin de darle rigidez lateral al sistema de cimentación, las zapatas
aisladas siempre deben interconectarse en ambos sentidos por medio de vigas de
amarre. Las zapatas combinadas se plantean en casos intermedios, esto es, suelos de
mediana compresibilidad y cargas no muy altas. Con esta solución se busca una
reducción de esfuerzos, dándole cierta rigidez a la estructura, de modo que se
restrinjan algunos movimientos relativos. La losa de cimentación por lo general ocupa
toda el área de la edificación. Mediante esta solución se disminuyen los esfuerzos en
el suelo y se minimizan los asentamientos diferenciales.
3.4.1 CIMENTACIONES PROFUNDAS
Una cimentación profunda es una estructura cuya sección transversal es pequeña con
respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas de una edificación a
profundidades comprendidas aproximadamente entre 4 m y 40 m. A diferencia de las
cimentaciones superficiales, en una cimentación profunda, no solamente se presentan
reacciones de compresión en el extremo inferior del elemento sino también laterales.
En efecto, la cimentación profunda puede estar sometida a momentos y fuerzas
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horizontales, en cuyo caso, no solo se desarrollará una distribución de esfuerzos en el
extremo inferior del elemento, sino también lateralmente, de modo que se equilibren
las fuerzas aplicadas. En consecuencia, el comportamiento estructural de una
cimentación profunda se asimila al de una columna. Las cimentaciones profundas
pueden ser de dos tipos: Pilotes o pilas
Los pilotes, que tienen máximo un diámetro del orden de 0.80 m, son
comparativamente más flexibles que las pilas cuyo diámetro es superior a los 0.80 m.
La respuesta frente a solicitaciones tipo sismo o carga vertical es diferente en cada
una de estas dos estructuras.
Por las limitaciones de carga de un pilote individual, frecuentemente es necesario
utilizar varios elementos para un mismo apoyo de la estructura, este es caso de una
zapata aislada apoyada en varios pilotes.
En otros casos, la situación puede ser aún más compleja: zapatas combinadas o losas
de cimentación apoyadas en varios pilotes. Cuando se utilizan pilas como sistema de
cimentación, generalmente se emplea un elemento por apoyo.
Las pilas están asociadas a cargas muy altas, a condiciones del suelo superficialmente
desfavorables y a condiciones aceptables en los estratos profundos del suelo, a donde
se transmitirán las cargas de la estructura.
En cuanto a los sistemas constructivos, los pilotes pueden ser preexcavados y vaciados
en el sitio o hincados o prefabricados e instalados a golpes o mediante vibración o
presión mecánica.
Cuando un pilote se hinca, a medida que se clava se está compactando el suelo, y por
ende mejorando sus condiciones, en cambio, cuando el pilote se vacía, las
características del suelo pueden relajarse. Generalmente los elementos hincados son
reforzados.
Las pilas siempre son preexcavadas y vaciadas en el sitio. El sistema constructivo
empleado, tendrá incidencia en el diseño. Las pilas pueden o no ser reforzadas. En las
zonas con riesgo sísmico importante conviene reforzarlas, al menos nominalmente.
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3.4.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES
VIGAS DE FUNDACIÓN
Las vigas de fundación (Figura 1) son los elementos estructurales que se emplean
para amarrar estructuras de cimentación tales como zapatas, dados de pilotes,
pilas o caissons, etc.
A las vigas de fundación tradicionalmente se les han asignado las siguientes funciones
principales:
La reducción de los asentamientos diferenciales
La atención de momentos generados por excentricidades no consideradas en
el diseño.
El mejoramiento del comportamiento sísmico de la estructura Y las siguientes
Funciones secundaria:
El arrostramiento en laderas
La disminución de la esbeltez en columnas
El aporte a la estabilización de zapatas medianeras
Zapata concéntrica.
Para el diseño de una zapata concéntrica (Figura) se deben llevar a cabo los
siguientes pasos:
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Obtener la carga de servicio P. Esto significa que se debe “desmayorar” la
carga última Pu obtenida del análisis estructural, dividiéndola por el factor de
seguridad FG, el cual vale aproximadamente 1.5 para estructuras de concreto y
1.4 para estructuras de acero, o calcularla con cargas de servicio.
La carga última se “desmayora” con el propósito de hacerla conceptualmente
compatible con la capacidad admisible del suelo qa, calculada por el ingeniero
de suelos a partir de qu (presión última que causa la falla por cortante en la
estructura del suelo), en la cual ya se involucra el factor de seguridad, de
acuerdo con expresiones del siguiente tipo (válidas para suelos cohesivos):
Dónde: c(ton/m2) : coeficiente del suelo Nc : factor de capacidad de carga (ton/m3) : peso volumétrico de la masa del suelo Df(m) : profundidad de desplante de la zapata Fs : factor de seguridad
Determinar el ancho B de la zapata. Para ello se emplea la expresión:
√
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Suponer espesor h de la zapata. Esta suposición se hace sobre las siguientes bases
conceptuales, estipuladas en la NSR 98: ·
El espesor efectivo de la zapata por encima del refuerzo inferior no puede ser
menor de 150 mm (dmin>150 mm, para zapatas apoyadas sobre suelo)
El recubrimiento mínimo debe ser de 70 mm, para el caso en que la zapata esté
apoyada sobre suelo natural.
El recubrimiento mínimo debe ser de 50 mm, para el caso en que la zapata esté
apoyada sobre suelo de relleno y el acero de refuerzo que se deba recubrir sea
f>5/8”.
El recubrimiento mínimo debe ser de 40 mm, para el caso en que la zapata esté
apoyada sobre suelo de relleno y el acero de refuerzo que se deba recubrir sea
fe 5/8”.
De acuerdo con estos conceptos, el espesor mínimo de una zapata será 190 mm, y
corresponde al caso de una zapata reforzada con varillas con diámetro inferior a
5/8”, apoyada sobre un suelo de relleno.
Con respecto a lo anterior se pueden hacer los siguientes comentarios.
El recubrimiento funciona como una capa que rompe la capilaridad, protegiendo
el acero de refuerzo. Cuando la zapata se apoya sobre un suelo de relleno
granular como arenilla o grava, donde el fenómeno de la capilaridad no es tan
importante, podría optarse por un recubrimiento menor.
El solado que normalmente se vacía como actividad preliminar y preparatoria de
la superficie sobre la cual se colocará la zapata, no es suficiente recubrimiento. ·
Cuando se da un cambio de rigidez brusco entre los estratos del suelo se
disminuyen las deformaciones horizontales; propiedad que se constituye en una
forma indirecta de confinar el suelo por fricción.
Esta ventaja se aprovecha en muchos casos prácticos, por ejemplo, cuando al
construir un lleno se intercalan capas de geotextil con arenilla o con otro
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material de lleno. El resultado final es un aumento en la capacidad portante del
suelo. (Aunque por costos, en este caso particular, puede resultar más favorable
mezclarle cemento a la arenilla, lo que se conoce como suelo - cemento)
3.5 Punzonamiento O Cortante Bidireccional.
Se refiere al efecto en que la zapata trata de fallar por una superficie piramidal,
como respuesta a la carga vertical que le transfiere la columna o pedestal. En la
práctica, para simplificar el problema, se trabaja con una superficie de falla o
sección crítica perpendicular al plano de la zapata y localizada a d/2 de la cara de
la columna, pedestal o muro si son de concreto o a partir de la distancia media de
la cara de la columna y el borde de la placa de acero si este es el caso, con una
traza en la planta igual al perímetro mínimo bo.
Para el caso supuesto de zapata cuadrada, si se asume que debajo de ella se presenta
una reacción uniforme del suelo dada por q = P/B2 , el esfuerzo cortante bidireccional,
será:
( ( )( ))
( )
Dónde:
Pu : Carga ultima, que se transfiere a la zapata a través de la columna.
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B : Ancho de la zapata, expresado en mm. d : Distancia desde la fibra extrema a compresión
hasta el centroide del refuerzo b1 : Lado corto de la columna b2 : Lado largo de la columna
3.6 DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE:
Se presenta un análisis pormenorizado del proceso de drenaje en obra civil ubicado en
zona de Estudio denominada “Quintanilla Pampa”. Una urbe cuyos alrededores están
medianamente edificados, concretamente junto al “Colegio Rosa de América” en la
ciudad de Huancavelica. Se hace especial énfasis en los detalles de construcción de una
red de tuberías que servirán como colectores del agua subterránea para así bajar el
nivel freático excesivo del terreno y poder plantear un adecuado diseño de
cimentación para la futura edificación.
SELECCIÓN DEL METODO
La selección del método se hizo analizando los pre-requisitos y datos, con el fin
de aproximarnos teóricamente a la decisión acertada. Los datos básicos
disponibles y suministrados por los ensayos realizados en campo, nos pueden
servir para elaborar el modelo paulatinamente refinado. A partir de estos
primeros datos, por deducción o por eliminación, podremos estimar si aplicamos
un solo método o una combinación de varios sistemas drenaje.
CONDICIONES DEL SUELO Y GEOLÓGICAS:
Los parámetros geo mecánicos propios del suelo pueden igualmente condicionar
o incluso impedir el uso de algunos de los métodos, por ejemplo por su densidad
y resistencia.
En la zona de estudio se Encontró un suelo de baja resistencia y problemas de
Suelo saturado.
PROFUNDIDAD DEL DESCENSO DEL NIVEL PIEZOMÉTRICO REQUERIDO:
Permite determinar hasta donde se bajara el nivel freático a fin de permitirnos
establecer y definir el nivel óptimo de cimentación.
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De acuerdo al metrado de cargas de la futura Edificación se prevé una
profundidad de cimentación de 1.5 metros por lo cual el nivel freático deberá
descender asa una profundidad de 1.6 metros.
FIABILIDAD DEL SISTEMA:
Determinando si será suficiente por sí solo, o precisará de combinación de otro
método, por ejemplo de pozos y barreras negativas.
Después del análisis de costo y Rendimiento para ente tipo de suelo se concluyó
que este sistema de drenaje mediante instalación de tubo de drenaje es que
mejor rendimiento muestra.
PENDIENTE:
Variable de 0.2 a 0.5 % cuanto mayor sea, menor será el diámetro del dren, pero
más profundo estará el dren colector.
Por lo tanto daremos un valor conservador de 0.3 % para su posterior análisis de
comportamiento.
ESPACIAMIENTO ENTRE DRENES
( )
S: Espaciamiento entre drenes.
El espaciamiento entre drenes ser mayor:
- Mayor conductividad hidráulica.
- Mayor profundidad de los drenes.
- Mayor profundidad de la capa impermeable.
Para el suelo encontrado en la zona de Estudio:
SUELO ESPACIAMIENTO(m) PROFUNDIDAD(m)
Grava 5-6 1.00-1.15
DIMENSIONAMIENTO DE LOS TUBOS
El dimensionamiento de los tubos se hace con la siguiente formula:
√
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Dónde:
d= Diámetro del tubo (m)
Q= Caudal (m3/s)
n= Coeficiente de Manning.
K= Coeficiente de relación h/d
i= Pendiente de drenes (m/m)
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CAPÍTULO IV
ETAPA DE CÁLCULO
4.1 METRADO DE CARGAS
DEFINICIÓN
Es el peso que pueda tener la edificación, al sumar cada elemento (columna, placa,
losa, viga, etc.), el peso de cada elemento se halla encontrando su volumen y
multiplicando con su peso específico (determinado según reglamento), en el caso
de losa será el producto de su área por su peso específico.
AMPLIFICACIÓN DE CARGAS.- el RNE indica en la norma dar un factor de
amplificación de cargas cuando se trate de diseño, por tanto dicho factor se
aplicara en los metrados de carga. Se define de la siguiente manera:
CARGA MUERTA.- es el peso de aquel elemento que es constante y no sufre
cambios, es decir el peso de la estructura en sí.
Peso de los elementos (vigas, placas, columnas, losas)
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CARGA VIGA.- se trata de aquel peso que no es constante y es móvil, se trata de
personas muebles y todo aquello que se apoye sobre la losa, pasarelas y es variable en
el tiempo.
Pero no se puede determinar cuántas personas pueden caminar en una losa o los
muebles que haya en ella, por lo que el RNE E.020 ha determinado pesos de carga viva
según edificación.
PESO ESPECÍFICO DE LOS ELEMENTOS
Los pesos específicos se tomara de acuerdo a lo que indica el REGLAMENTO NACIONAL
DE EDIFICACIONES “RNE”
Pesos específicos de los materiales según E.020 RNE
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PROCEDIMIENTO METRADO DE CARGAS
El procedimiento a seguir para el metrado de cargas es el siguiente:
Se define las áreas tributarias de cada uno de los elementos verticales, es decir,
columnas y placas.
Se calcula, para cada columna y cada placa, el peso de todos los elementos que
estén incluidos en el área tributaria que le corresponda.
De manera análoga se calcula la carga viva del área tributaria y el proceso se
lleva a cabo en los pisos típicos y en la azotea.
De esta manera se obtiene las cargas en los elementos verticales para su diseño y el de
sus cimientos y, utilizando el porcentaje de carga viva que corresponde según la
Norma de Diseño Sismorresistente E.030, se obtiene también el peso (y por ende la
masa) a utilizar en el análisis sísmico.
Vista de la edificación en 3d
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Vista de la edificación en planta
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a) DISTRIBUCIÓN DE ÁREA TRIBUTARÍA
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CALCULO DE CARGAS PARA CADA COLUMNA
CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
1.28 0.30 0.40 2.40 0.37
AREA CAD 6.15 - 0.10 0.62
AREA CAD 6.15 - 0.30 1.85
- - - - 1.00
4.57
AREA 6.15 - 0.10 0.62
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 6.15 0.15 0.92para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 6.15 0.2 1.23
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 4.57 4.57 6.39 0.92 0.92 1.57 5.49 7.96
3ro 5.18 9.75 13.65 1.23 2.15 3.66 11.90 17.30
2do 5.18 14.93 20.90 1.23 3.38 5.75 18.31 26.65
1er 5.18 20.11 28.15 1.23 4.61 7.84 24.72 35.99
ultimade servicio
Peso de tabiqueria
COLUMNA 01
NIVEL
(piso)Carga aumentada
carga
parcial de
servicio
carga
parcial de
servicio
Carga aumentada
Peso de la columna (RNE)
Peso del acabado
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del aligerado
TOTAL
CARGA VIVA (SOBRECARGA)CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA TOTAL
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
4.25 0.30 0.40 2.40 1.22
- - - 0.00
AREA CAD 9.55 - 0.10 0.96
AREA CAD 9.55 - 0.30 2.87
- - - - 1.00
6.04
AREA 9.55 - 0.10 0.96
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 9.55 0.15 1.43para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 9.55 0.2 1.91
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 6.04 6.04 8.46 1.43 1.43 2.44 7.48 10.90
3ro 7.00 13.04 18.26 1.91 3.34 5.68 16.39 23.94
2do 7.00 20.04 28.06 1.91 5.25 8.93 25.29 36.99
1er 7.00 27.04 37.86 1.91 7.16 12.18 34.20 50.03
NIVEL
(piso)carga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
CARGA VIVA (SOBRECARGA)CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA TOTAL
TOTAL
Peso de tabiqueria
COLUMNA 02
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
1.44 0.30 0.40 2.40 0.41
1.28 0.30 0.40 2.40 0.37
AREA CAD 3.68 - 0.10 0.37
AREA CAD 3.68 - 0.30 1.10
- - - - 1.00
3.26
AREA 3.68 - 0.10 0.37
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 3.68 0.15 0.55para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 3.68 0.2 0.74
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 3.26 3.26 4.56 0.55 0.55 0.94 3.81 5.50
3ro 3.62 6.88 9.63 0.74 1.29 2.19 8.17 11.82
2do 3.62 10.50 14.70 0.74 2.02 3.44 12.53 18.14
1er 3.62 14.13 19.78 0.74 2.76 4.69 16.89 24.47
CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)
COLUMNA 03
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
AREA CAD 8.01 0.10 0.80
AREA CAD 8.01 - 0.30 2.40
- - - - 1.00
5.68
AREA 8.01 - 0.10 0.80
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 8.01 0.15 1.20para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 8.01 0.2 1.60
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 5.68 5.68 7.95 1.20 1.20 2.04 6.88 9.99
3ro 6.48 12.16 17.02 1.60 2.80 4.77 14.96 21.79
2do 6.48 18.64 26.09 1.60 4.41 7.49 23.04 33.58
1er 6.48 25.12 35.16 1.60 6.01 10.21 31.12 45.38
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)
COLUMNA 04
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
4.25 0.30 0.40 2.40 1.22
- - - - 0.00
AREA CAD 12.83 0.10 1.28
AREA CAD 12.83 - 0.30 3.85
- - - - 1.00
7.36
AREA 12.83 - 0.10 1.28
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 12.83 0.15 1.92para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 12.83 0.2 2.57
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 7.36 7.36 10.30 1.92 1.92 3.27 9.28 13.57
3ro 8.64 16.00 22.39 2.57 4.49 7.63 20.49 30.03
2do 8.64 24.63 34.49 2.57 7.06 12.00 31.69 46.48
1er 8.64 33.27 46.58 2.57 9.62 16.36 42.90 62.94
CARGA TOTAL
carga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)
COLUMNA 05
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
1.44 0.30 0.40 2.40 0.41
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
AREA CAD 4.81 0.10 0.48
AREA CAD 4.81 - 0.30 1.44
- - - - 1.00
4.08
AREA 4.81 - 0.10 0.48
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 4.81 0.15 0.72para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 4.81 0.2 0.96
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 4.08 4.08 5.71 0.72 0.72 1.23 4.80 6.93
3ro 4.56 8.63 12.09 0.96 1.68 2.86 10.32 14.95
2do 4.56 13.19 18.47 0.96 2.65 4.50 15.84 22.96
1er 4.56 17.75 24.85 0.96 3.61 6.13 21.35 30.98
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
COLUMNA 06
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
2.38 0.30 0.40 2.40 0.69
AREA CAD 7.52 0.10 0.75
AREA CAD 7.52 - 0.30 2.26
- - - - 1.00
5.43
AREA 7.52 - 0.10 0.75
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 7.52 0.15 1.13para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 7.52 0.2 1.50
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 5.43 5.43 7.60 1.13 1.13 1.92 6.56 9.52
3ro 6.18 11.61 16.26 1.50 2.63 4.47 14.25 20.73
2do 6.18 17.80 24.91 1.50 4.14 7.03 21.93 31.95
1er 6.18 23.98 33.57 1.50 5.64 9.59 29.62 43.16
CARGA TOTAL
carga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)
COLUMNA 07
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
4.25 0.30 0.40 2.40 1.22
- - - - 0.00
AREA CAD 10.87 0.10 1.09
AREA CAD 10.87 - 0.30 3.26
- - - - 1.00
6.57
AREA 10.87 - 0.10 1.09
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 10.87 0.15 1.63para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 10.87 0.2 2.17
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 6.57 6.57 9.20 1.63 1.63 2.77 8.20 11.97
3ro 7.66 14.23 19.92 2.17 3.80 6.47 18.04 26.39
2do 7.66 21.89 30.65 2.17 5.98 10.16 27.87 40.81
1er 7.66 29.55 41.37 2.17 8.15 13.86 37.70 55.23
59.44
NIVEL
(piso)
COLUMNA 08
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
1.44 0.30 0.40 2.40 0.41
1.10 0.30 0.40 2.40 0.32
AREA CAD 2.66 0.10 0.27
AREA CAD 2.66 - 0.30 0.80
- - - - 1.00
2.80
AREA 2.66 - 0.10 0.27
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 2.66 0.15 0.40para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 2.66 0.2 0.53
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 2.80 2.80 3.91 0.40 0.40 0.68 3.19 4.59
3ro 3.06 5.86 8.20 0.53 0.93 1.58 6.79 9.78
2do 3.06 8.92 12.49 0.53 1.46 2.49 10.38 14.97
1er 3.06 11.98 16.77 0.53 2.00 3.39 13.98 20.16
24.69
COLUMNA 09
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
2.28 0.30 0.40 2.40 0.66
AREA CAD 7.24 0.10 0.72
AREA CAD 7.24 - 0.30 2.17
- - - - 1.00
5.29
AREA 7.24 - 0.10 0.72
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 7.24 0.15 1.09para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 7.24 0.2 1.45
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 5.29 5.29 7.41 1.09 1.09 1.85 6.38 9.25
3ro 6.01 11.30 15.83 1.45 2.53 4.31 13.84 20.13
2do 6.01 17.32 24.24 1.45 3.98 6.77 21.30 31.01
1er 6.01 23.33 32.66 1.45 5.43 9.23 28.76 41.90
ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTAL
carga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio
COLUMNA 10
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
NIVEL
(piso)
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
4.25 0.30 0.40 2.40 1.22
- - - - 0.00
AREA CAD 10.44 0.10 1.04
AREA CAD 10.44 - 0.30 3.13
- - - - 1.00
6.40
AREA 10.44 - 0.10 1.04
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 10.44 0.15 1.57para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 10.44 0.2 2.09
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 6.40 6.40 8.96 1.57 1.57 2.66 7.97 11.62
3ro 7.44 13.84 19.38 2.09 3.65 6.21 17.50 25.59
2do 7.44 21.29 29.80 2.09 5.74 9.76 27.03 39.56
1er 7.44 28.73 40.22 2.09 7.83 13.31 36.56 53.54
57.73
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
COLUMNA 11
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
1.44 0.30 0.40 2.40 0.41
2.28 0.30 0.40 2.40 0.66
AREA CAD 2.49 0.10 0.25
AREA CAD 2.49 - 0.30 0.75
- - - - 1.00
3.07
AREA 2.49 - 0.10 0.25
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 2.49 0.15 0.37para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 2.49 0.2 0.50
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 3.07 3.07 4.29 0.37 0.37 0.63 3.44 4.93
3ro 3.32 6.38 8.94 0.50 0.87 1.48 7.26 10.42
2do 3.32 9.70 13.58 0.50 1.37 2.33 11.07 15.91
1er 3.32 13.02 18.22 0.50 1.87 3.17 14.88 21.40
25.92
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
COLUMNA 12
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
2.56 0.30 0.40 2.40 0.74
1.03 0.30 0.40 2.40 0.30
AREA CAD 3.72 0.10 0.37
AREA CAD 3.72 - 0.30 1.12
- - - - 1.00
3.52
AREA 3.72 - 0.10 0.37
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 3.72 0.15 0.56para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 3.72 0.2 0.74
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 3.52 3.52 4.93 0.56 0.56 0.95 4.08 5.88
3ro 3.89 7.42 10.38 0.74 1.30 2.21 8.72 12.60
2do 3.89 11.31 15.83 0.74 2.05 3.48 13.36 19.31
1er 3.89 15.20 21.29 0.74 2.79 4.74 17.99 26.03
CARGA TOTAL
carga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)
COLUMNA 13
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
4.25 0.30 0.40 2.40 1.22
- - - - 0.00
AREA CAD 5.96 0.10 0.60
AREA CAD 5.96 - 0.30 1.79
- - - - 1.00
4.61
AREA 5.96 - 0.10 0.60
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 5.96 0.15 0.89para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 5.96 0.2 1.19
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 4.61 4.61 6.45 0.89 0.89 1.52 5.50 7.97
3ro 5.20 9.81 13.74 1.19 2.09 3.55 11.90 17.28
2do 5.20 15.02 21.02 1.19 3.28 5.57 18.29 26.60
1er 5.20 20.22 28.31 1.19 4.47 7.60 24.69 35.91
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)
COLUMNA 14
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
CARGA TOTAL
carga
parcial de
servicio
Carga aumentadacarga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
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CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL
1.44 0.30 0.40 2.40 0.41
1.03 0.30 0.40 2.40 0.30
AREA CAD 2.24 0.10 0.22
AREA CAD 2.24 - 0.30 0.67
- - - - 1.00
2.61
AREA 2.24 - 0.10 0.22
CARGA VIVA
para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 2.24 0.15 0.34para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 2.24 0.2 0.45
de servicio ultima de servicio ultima
4rto 2.61 2.61 3.65 0.34 0.34 0.57 2.94 4.22
3ro 2.83 5.44 7.61 0.45 0.78 1.33 6.22 8.95
2do 2.83 8.27 11.58 0.45 1.23 2.09 9.50 13.67
1er 2.83 11.10 15.54 0.45 1.68 2.86 12.78 18.40
COLUMNA 15
Peso de la viga principal
Peso de la viga secund.
Peso del acabado
Peso del aligerado
Peso de la columna (RNE)
TOTAL
Peso de tabiqueria
NIVEL
(piso)
CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga
parcial de
servicio
Carga aumentada carga
parcial de
servicio
Carga aumentadade servicio ultima
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4.2 ANALISIS DE LA CORTANTE BASAL Y DESPLAZAMIENTOS:
4.2.1 Calculo de la cortante basal en las dos direcciones
Fuerza Basal En La Dirección XX Por Pisos
∑ ( )
Fuerza Basal En La Dirección YY Por Pisos
∑ ( )
4.2.2 Calculo De Los Desplazamientos Permisibles Según La Norma E 0.30 De
Diseño Sismo Resistente
Fi = Ui: cortante basal de cada piso
R : factor de reducción sísmica en cada dirección( Rx =8, Ry =6)
H: altura de cada piso
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Por lo tanto los desplazamientos cumplen con la norma E 0.30
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4.3 ENSAYO DE PENETRACIÓN (D.P.L):
EXPLORACION GEOTECNICA MEDIANTE DPL
EXPLORACION GEOTECNICA DE SUELOS MEDIANTE DPL
EN LOS GRAFICOS SE VE EL ENSAYO DPL, LA FORMA DE OPERAR Y EL MUESTREO FINAL
EXPLORACION GEOTECNICA MEDIANTE CALICATA A CIELO ABIERTO
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EXPLORACIÓN A CIELO ABIERTO
En las imágenes se observa el comienzo de la calicata a explorar y la foto grupal
Una vez escavada la calicata se observo y se describe que para una profundidad de 2 m se observa un vivel freático alto (0.5m con respecto a la superficie)
DESCRIPCION DE LAS CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DE LA EXPLORACION DE LA
CALICATA
La exploración geotécnica de suelo se inició con un reconocimiento de la
superficie, encontrando sus características principales destinados a definir y las
situaciones globales que le afecten.
La calicata consta de 2 m de profundidad
En esta inspección se observó un nivel freático alto aproximadamente de 0.5 m
con respecto a la superficie
En su inspección se sometió a muestreo así como un levantamiento del
registro estratigráfico detallando cada uno de ellos en los planos
correspondientes
Dadas las características de los suelos presentes en la zona de estudio y el
proyecto a fundar sobre el terreno se tomó en consideración la mala calidad
del terreno por simple inspección y algunos ensayos en el laboratorio
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De acuerdo con la información obtenida de la exploración, el suelo presenta un
perfil compuesto por los siguientes estratos, cuyas características son las
siguientes
SE PRESENTA UNA LEYENDA TANTO PARA LOS ENSAYOS DPL Y LA EXPLORACION DE LA CALICATA Y ESTATIGRAFIA DE UN SUELO MEJORADO
SE PRESENTA UNA LEYENDA TANTO PARA LOS ENSAYOS DPL Y LA EXPLORACION DE LA
CALICATA Y ESTATIGRAFIA DE UN SUELO MEJORADO
ANTES DESPUES
ESTATIGRAFIA DEL SUELO ENCONTRADO POR LAS EXPLORACIONES
ESTATIGRAFIA DEL SUELO CUANDO SE MEJORA CON UN CAMBIO DE SUELOS
SOLUCION
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CARACTERISTICAS: CARACTERISTICAS
NIVEL FREATICO ALTO
MATERIAL ARCILLO QUE ADHIERE AGUA
DRENAJE A TRAVEZ DE TUBERIAS
CAMBIO DE MATERIAL POR UN SUELO GRANULAR
4.4 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA POR TERZAGHI Y MEYERHOF
Qde la columna FS Df B L Q terzaghi Q meyerhof
(tn) (m) (m) (m) (tn/m2) (tn/m2)
C-1 35.99 3 1.5 1 1 37.27 56.66
C-3 24.47 3 1.5 0.8 0.8 29.21 45.82
C-13 26.03 3 1.5 0.75 0.75 27.24 43.08
C-15 18.4 3 1.5 0.55 0.55 19.56 38.02
C-4 45.38 3 1.5 1.25 0.5 47.77 104.09
C-7 43.16 3 1.5 1.2 0.5 45.63 98.15
C-10 41.9 3 1.5 1.12 0.5 42.25 88.92
C-14 35.91 3 1.5 1 0.5 47.27 75.67
C-12 25.92 3 1.5 0.75 0.5 27.24 50.37
C-9 24.69 3 1.5 0.7 0.5 25.29 45.8
C-6 30.98 3 1.5 0.9 0.5 33.2 64.95
C-2 50.03 3 1.5 1.35 0.5 52.11 115.83
C-11 57.73 3 1.5 1.5 1.5 58.75 86.74
C-8 59.44 3 1.5 1.55 1.55 61.01 89.26
C-5 62.94 3 1.5 1.6 1.6 63.25 91.8
MEDIANERA
ESQUINERA
CENTRICA
TIPO COLUMNA
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Cargas admisibles máximas y mínimas
B*L
Esquinera Max 0.8*0.8 36.51 tn/m2
Min 0.55*0.55 35.55 tn/m2
Medinera Max 1.35*0.5 38.6 tn/m2
Min 0.7*0.5 36.13 tn/m2
Centrica Max 1.6*1.6 39.55 tn/m2
Min 1.5*1.5 39.17 tn/m2
Qadmisible
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4.5 DISEÑO DE ZAPATAS
4.5.1 ZAPATAS CENTRICAS PARA LAS COLUMNAS C - 5, C - 8, C - 11
Z A P A T A AISLADA
D A T O S
GEOMETRIA CARGA
A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 62.94 ton.
B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 3.99 ton.
a (C1)= 0.30 m b1 = 0.83 m Mx = 14.00 ton-m
b (C2)= 0.35 m b2 = 0.82 m Vy = 2.99 ton.
h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 12.00 ton-m
Df = 1.50 m b3 = 0.00 m
h´= 0.10 m
recubrimiento r = 5.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4
cap.de carga qa = 91.8 ton/m2
acero de ref. fy = 4200 kg/cm2
Relleno gs = 1.50 ton/m3
concreto f 'c = 210 kg/cm2
zona sismica = si
Constantes
f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2
f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2
b1 = 0.85
r min = 0.002415
r b = 0.01700
r max = 0.01275
fy
cfmin
'7.0r
fyx
fy
cfb
+
6000
16000'' br
140005.185.0
*
1
cfó -b
A
B
b1
b2
b
a1 a b2
1
43
2
X
Y
x
y
a b
d
c
Df
h'
h
P
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Peso de la estructura
zapata = A x B x h x 2.40 = = 5.7600 ton.
dado = a x b x ( Df - h + h´) x 2.40 = = 0.252 ton.
relleno = [( A x B ) - ( a x b ) ] x ( Df - h ) x gs = 5.26 ton. Peso cim.= 11.27 ton.
P = = 62.94 ton.
PT = 74.21025 ton.
Momentos en dirección X
zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76 ton-m
dado = 0.25 x 1.00 = 0.25 ton-m
relleno = 5.26 x 1.00 = 5.26 ton-m
P = 62.94 x 1.00 = 62.94 ton-m
MRY = 74.21 ton-m
Momentos en dirección Y
zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76000 ton-m
dado = 0.25 x 1.01 = 0.253260 ton-m
relleno = 5.26 x 1.00 = 5.257541 ton-m
P = 62.94 x 1.01 = ######### ton-m
MRX = 74.52550 ton-m
Revisión de la estabi l idad
MVX = MY+ VX(Df+h´) MVX = 18.38 ton-m
Momentos de volteo
MVY = MX+ VY(Df+h´) MVY = 18.78 ton-m
Mex = MRY Mex = 74.21 ton-m
Momentos de equilibrio
Mey = MRX Mey = 74.53 ton-m
Factor de seguridad al volteo
FSvx = Mex / Mvx FSvx = 4.04 > 1.5 OK
FSvy = Mey / Mvy FSvy = 3.97 > 1.5 OK
Esfuerzos de contacto sobre el suelo.
Propiedades de la zapata
AR = A x B AR = 4.000 m2
= 1.333 m4
= 1.333 m3
= 1.333 m4
= 1.333 m3
12
3ABI X
12
3BAI Y
6
2ABS X
6
2BAS Y
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Esfuerzo Maximo
Momento total alrededor de X
18.469 ton-m
Momento total alrededor de Y
18.384 ton-m
18.617 ton/m2
46.193 ton/m2
-9.087 ton/m2
18.489 ton/m2
q máx .= 46.19 ton/m2
< qadm = 91.80 ton/m2
Los esfuerzos serán los siguientes:
q a = 11.66 ton/m2
7
q b = 39.23 ton/m2
q c = 39.30 ton/m2
q d = 11.59 ton/m2
Si consideramos para diseño un ancho unitario de 1.0 mts.
Peso de relleno w = ( Df - h ) x gs x 1.0 = 1.35 ton/m
Peso de zapata w = h x 2.40 x 1.0 = 1.44 ton/m
=========
peso total wt = 2.79 ton/m
Diseño a lo largo del eje X
Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano a-b
)2/('
)('
AIy
yMy
Ix
xM
A
Pq
R
Ta -+
)2/('
)('
AIy
yMy
Ix
xM
A
Pq
R
Tb ++
)('
)2/('
xIy
yMB
Ix
xM
A
Pq
R
Tc ++
)('
)2/('
xIy
yMB
Ix
xM
A
Pq
R
Td +-
+ 3' aPMyM vx
+ 3' bPMxM vy
+-+ )2/('
)2/('
1 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
++ )2/('
)2/('
2 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
-+-+ )2/('
)2/('
3 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
-++ )2/('
)2/('
BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
Tc
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q1( a-b ) = 15.792 ton/m2
q2 ( a-b ) = 23.376 ton/m2
q3 ( a-b ) = 27.512 ton/m2
q4 ( a-b ) = 35.096 ton/m2
Momentos en los paños (puntos 2 y 3)
Mp2 = 4.6141 ton-m
Mp3 = 11.753 ton-m
Cortantes a un peralte del paños (puntos 1 y 4)
Vp1 = 3.280 t
Vp4 = 10.312 t
Se tomaran los elementos mécanicos mayores
Mp = 11.753 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 16.455 ton-m
Vp = 3.280 ton
Vpu = Vp x Fc Vpu = 4.592 ton
Flexión
si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión
d = 55 cm
h = 60 cm
r = 0.00147
rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00147
As = rbd As = 13.28 cm2
/m
se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2
S = 14.9 cm
usar varillas del # 4 @ 20 cm
Cortante por tensión diagonal
úúû
ù
êêë
é--
cfbdF
Mpu
fy
cf
R ''
211
''2
r
As
AvS
100
Df
h'
h
a
qaq1
q2q3 q4
qb
a1 a2
wt
A
dd
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ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIVIL - HUANCAVELICA
MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 59
ó
As = 9.9 cm2
/m
r = 0.0018
Vcr = 13459 kg
Vcr = 13.459 ton > Vpu = 4.592 Ok
Diseño a lo largo del eje Y
Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano c-d
q1(c-d) = 35.420 ton/m2
q2 (c-d) = 27.801 ton/m2
q3 (c-d) = 22.953 ton/m2
q4 (c-d) = 15.335 ton/m2
Momentos en los paños (puntos 2 y 3)
Mp2 = 11.26 ton-m
Mp3 = 4.23 ton-m
Cortantes a un peralte del paño (puntos 1 y 4)
Vp1 = 9.679 t
Vp4 = 2.882 t
Se tomaran los elementos mécanicos mayores
Mp = 11.255 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 15.757 ton-m
Vp = 9.679 ton
Vpu = Vp x Fc Vpu = 13.551 ton
Flexión
si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión
d = 55 cm
h = 60 cm
r = 0.00141
rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00141
As = rbd As = 13.28 cm2
/m
se propone usar varillas # 4 Av = 1.27 cm2
S = 9.5 cm
usar var i l las del # 5 @ 10 cm
S
AvAs
100
bd
Asr
CR fbdFVcr *).202.0.( r+
úúû
ù
êêë
é--
cfbdF
Mpu
fy
cf
R ''
211
''2
r
As
AvS
100
CR fbdFVcr *.5.0
B
b
qcq1
q2
Df d
b1
q4q3
qd
b2
d
wt
h
h'
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 60
Cortante por tensión diagonal
ó
As = 12.7 cm2
/m
r = 0.0023
Vcr = 14033 kg
Vcr = 14.033 ton > Vpu = 13.551 Ok
Acero por cambios volumétricos
Este acero se coloca en el lecho opuesto al acero por flexión en ambos sentidos y solo si h es mayor o igual a15 cm
As = 0.003bd As = 16.50 cm2
/m
se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2
S = 12.0 cm
usar var i l las del # 4 @ 20 cm
Cortante por penetración
C1 = 30 cm
C2 = 35 cm
C1 + d = 85 cm
C2 + d = 90 cm
Elementos mecanicos en el espesor medio de la zapata.
Superestructura = .................................................................... = 62.940 ton.
Relleno ----------- = [ ( C1+ d ) ( C2+d ) - (C1 x C2 ) ] x (Df - h) x gs = 0.891 ton.
zapata ------------ = ( C1 + d ) (C2 + d ) x h x 2.40 .......................... = 1.102 ton.
=======
P = 64.933 ton.
X
Y
d/2
d/2
C2
d/2 C1 d/2
C1+ d
c2+d
columnao dado
proyección de la superficieque resiste la penetración
S
AvAs
100
bd
Asr
CR fbdFVcr *).202.0.( r+ CR fbdFVcr *.5.0
As
AvS
100
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 61
En dirección X y Y
Mx = Mx + Vy ( Df - 0.5h ) Mx = 17.588 ton-m
My = My + Vx ( Df - 0.5h ) My = 16.788 ton-m
Esfuerzo por penetración
ax = 0.39
ay = 0.41
Ac = 19250 cm2
Jcx = 2.8E+07 cm4
Jcy = 2.6E+07 cm4
Sustituyendo valores:
v = 5.7 kg/cm2
El esfuerzo último por penetración sera: vu = v x FC vu = 7.94 kg/cm2
Esfuerzo resistente del concreto
vCR = 9.07 kg/cm2
vCR = 9.07 kg/cm2
> v u = 7.94 kg/cm2
Ok
Por lo tanto, el espesor de la zapata propuesto es correcto.
Jcx
dCMx
Jcy
dCMy
Ac
Pv
yx
2
)2(
2
)1( ++
++
aa
dC
dCx
+
++
-
2
167.01
11a
dC
dCy
+
++
-
1
267.01
11a
)221(2 dCCdAc ++
2
)2)(1(
6
)2(
6
)2( 233 dCdCdddCdCdJcx
+++
++
+
2
)1)(2(
6
)1(
6
)1( 233 dCdCdddCdCdJcy
+++
++
+
*cRCR fFv
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 62
El armado esquematicamente queda de la siguiente manera
ESCALERA
CARTABONES
38 0
1300140PLACA e = 38
acot.: mm
ANCLA A-171.5 120 0
9 14
22.50°45.0 0 ø = 32
( 16 PZAS. )
MONOPOLO ø = 36 "
Plantilla f'c=100kg/cm2
e=5cmCorte B-B'B
vars no.5 @18
vars no.5 @18
A
vars no.5@20Dado
A'
PlantaB'
Plantilla f'c=100kg/cm2
e=5cm
vars no.5@20
40
Corte A-A'
140
140
5045 45
50
45
45
140
25
vars no.5@20
140vars no.5@20
100
100
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 63
4.5.2. ZAPATAS MEDIANERAS
ZAPATA MEDIANERA PARA COLUMNAS (C4, C7, C10, C14, C12, C9, C6,
C2)
Z A P A T A AISLADA
D A T O S
GEOMETRIA CARGA
A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 43.92 ton.
B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 2.90 ton.
a (C1)= 0.30 m b1 = 0.00 m Mx = 0.80 ton-m
b (C2)= 0.35 m b2 = 1.65 m Vy = 2.25 ton.
h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 0.60 ton-m
Df = 1.50 m b3 = 0.83 m
h´= 0.00 m
recubrimiento r = 5.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4
cap.de carga qa = 52.1 ton/m2
acero de ref. fy = 4200 kg/cm2
Relleno gs = 1.50 ton/m3
concreto f 'c = 210 kg/cm2
zona sismica = si
Constantes
f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2
f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2
b1 = 0.85
r min = 0.002415
r b = 0.01700
r max = 0.01275
fy
cfmin
'7.0r
fyx
fy
cfb
+
6000
16000'' br
140005.185.0
*
1
cfó -b
A
B
b1
b2
b
a1 a b2
1
43
2
X
Y
x
y
a b
d
c
Df
h'
h
P
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ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIVIL - HUANCAVELICA
MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 64
Peso de la estructura
zapata = A x B x h x 2.40 = = 5.7600 ton.
dado = a x b x ( Df - h + h´) x 2.40 = = 0.227 ton.
relleno = [( A x B ) - ( a x b ) ] x ( Df - h ) x gs = 5.26 ton. Peso cim.= 11.25 ton.
P = = 43.92 ton.
PT = 55.16505 ton.
Momentos en dirección X
zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76 ton-m
dado = 0.23 x 1.00 = 0.23 ton-m
relleno = 5.26 x 1.00 = 5.26 ton-m
P = 43.92 x 1.00 = 43.92 ton-m
MRY = 55.17 ton-m
Momentos en dirección Y
zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76000 ton-m
dado = 0.23 x 0.18 = 0.039690 ton-m
relleno = 5.26 x 1.02 = 5.375194 ton-m
P = 43.92 x 0.18 = 7.686000 ton-m
MRX = 18.86088 ton-m
Revisión de la estabi l idad
MVX = MY+ VX(Df+h´) MVX = 4.95 ton-m
Momentos de volteo
MVY = MX+ VY(Df+h´) MVY = 4.18 ton-m
Mex = MRY Mex = 55.17 ton-m
Momentos de equilibrio
Mey = MRX Mey = 18.86 ton-m
Factor de seguridad al volteo
FSvx = Mex / Mvx FSvx = 11.14 > 1.5 OK
FSvy = Mey / Mvy FSvy = 4.52 > 1.5 OK
Esfuerzos de contacto sobre el suelo.
Propiedades de la zapata
AR = A x B AR = 4.000 m2
= 1.333 m4
= 1.333 m3
= 1.333 m4
= 1.333 m3
12
3ABI X
12
3BAI Y
6
2ABS X
6
2BAS Y
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 65
Esfuerzo Maximo
Momento total alrededor de X
40.409 ton-m
Momento total alrededor de Y
4.950 ton-m
40.386 ton/m2
47.811 ton/m2
-20.228 ton/m2
-12.803 ton/m2
q máx .= 47.81 ton/m2
< qadm = 52.11 ton/m2
Los esfuerzos serán los siguientes:
q a = 37.73 ton/m2
7
q b = 45.16 ton/m2
q c = 45.95 ton/m2
q d = -14.66 ton/m2
Si consideramos para diseño un ancho unitario de 1.0 mts.
Peso de relleno w = ( Df - h ) x gs x 1.0 = 1.35 ton/m
Peso de zapata w = h x 2.40 x 1.0 = 1.44 ton/m
=========
peso total wt = 2.79 ton/m
Diseño a lo largo del eje X
Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano a-b
)2/('
)('
AIy
yMy
Ix
xM
A
Pq
R
Ta -+
)2/('
)('
AIy
yMy
Ix
xM
A
Pq
R
Tb ++
)('
)2/('
xIy
yMB
Ix
xM
A
Pq
R
Tc ++
)('
)2/('
xIy
yMB
Ix
xM
A
Pq
R
Td +-
+ 3' aPMyM vx
+ 3' bPMxM vy
+-+ )2/('
)2/('
1 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
++ )2/('
)2/('
2 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
-+-+ )2/('
)2/('
3 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
-++ )2/('
)2/('
BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
Tc
Df
h'
h
a
qaq1
q2q3 q4
qb
a1 a2
wt
A
dd
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q1( a-b ) = 38.847 ton/m2
q2 ( a-b ) = 40.889 ton/m2
q3 ( a-b ) = 42.003 ton/m2
q4 ( a-b ) = 44.045 ton/m2
Momentos en los paños (puntos 2 y 3)
Mp2 = ####### ton-m
Mp3 = 14.926 ton-m
Cortantes a un peralte del paños (puntos 1 y 4)
Vp1 = 10.650 t
Vp4 = 12.544 t
Se tomaran los elementos mécanicos mayores
Mp = 14.926 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 20.896 ton-m
Vp = 10.650 ton
Vpu = Vp x Fc Vpu = 14.910 ton
Flexión
si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión
d = 55 cm
h = 60 cm
r = 0.00188
rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00188
As = rbd As = 13.28 cm2
/m
se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2
S = 14.9 cm
usar varillas del # 5 @ 10 cm
Cortante por tensión diagonal
úúû
ù
êêë
é--
cfbdF
Mpu
fy
cf
R ''
211
''2
r
As
AvS
100
Df
h'
h
a
qaq1
q2q3 q4
qb
a1 a2
wt
A
dd
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 67
ó
As = 19.8 cm2
/m
r = 0.0036
Vcr = 15511 kg
Vcr = 15.511 ton > Vpu = 14.910 Ok
Diseño a lo largo del eje Y
Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano c-d
q1(c-d) = 45.954 ton/m2
q2 (c-d) = 45.954 ton/m2
q3 (c-d) = 35.347 ton/m2
q4 (c-d) = 18.678 ton/m2
Momentos en los paños (puntos 2 y 3)
Mp2 = 0.00 ton-m
Mp3 = -1.06 ton-m
Cortantes a un peralte del paño (puntos 1 y 4)
Vp1 = 0.000 t
Vp4 = -0.859 t
Se tomaran los elementos mécanicos mayores
Mp = -1.062 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 1.487 ton-m
Vp = 0.859 ton
Vpu = Vp x Fc Vpu = 1.202 ton
Flexión
si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión
d = 55 cm
h = 60 cm
r = 0.00013
rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00013
As = rbd As = 13.28 cm2
/m
se propone usar varillas # 4 Av = 1.27 cm2
S = 9.5 cm
usar var i l las del # 4 @ 10 cm
S
AvAs
100
bd
Asr
CR fbdFVcr *).202.0.( r+
úúû
ù
êêë
é--
cfbdF
Mpu
fy
cf
R ''
211
''2
r
As
AvS
100
CR fbdFVcr *.5.0
B
b
qcq1
q2
Df d
b1
q4q3
qd
b2
d
wt
h
h'
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 68
Cortante por tensión diagonal El acero de refuerzo es para el lecho superior dado que el momento es negativo
ó
As = 12.7 cm2
/m
r = 0.0023
Vcr = 14033 kg
Vcr = 14.033 ton > Vpu = 1.202 Ok
Acero por cambios volumétricos
Este acero se coloca en el lecho opuesto al acero por flexión en ambos sentidos y solo si h es mayor o igual a15 cm
As = 0.003bd As = 16.50 cm2
/m
se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2
S = 12.0 cm
usar var i l las del # 4 @ 20 cm
Cortante por penetración
C1 = 30 cm
C2 = 35 cm
C1 + d = 85 cm
C2 + d = 62.5 cm
Elementos mecanicos en el espesor medio de la zapata.
Superestructura = .................................................................... = 43.920 ton.
Relleno ----------- = [ ( C1+ d ) ( C2+d ) - (C1 x C2 ) ] x (Df - h) x gs = 0.575 ton.
zapata ------------ = ( C1 + d ) (C2 + d ) x h x 2.40 .......................... = 0.765 ton.
=======
P = 45.260 ton.
X
Y
d/2
d/2
C2
d/2 C1 d/2
C1+ d
c2+d
columnao dado
proyección de la superficieque resiste la penetración
S
AvAs
100
bd
Asr
CR fbdFVcr *).202.0.( r+ CR fbdFVcr *.5.0
As
AvS
100
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 69
En dirección X y Y
Mx = Mx + Vy ( Df - 0.5h ) Mx = 3.500 ton-m
My = My + Vx ( Df - 0.5h ) My = 4.080 ton-m
Esfuerzo por penetración
ax = 0.44
ay = 0.36
Ac = 19250 cm2
Jcx = 1.3E+07 cm4
Jcy = 2.0E+07 cm4
Sustituyendo valores:
v = 2.9 kg/cm2
El esfuerzo último por penetración sera: vu = v x FC vu = 4.10 kg/cm2
Esfuerzo resistente del concreto
vCR = 9.07 kg/cm2
vCR = 9.07 kg/cm2
> v u = 4.10 kg/cm2
Ok
Por lo tanto, el espesor de la zapata propuesto es correcto.
El armado esquematicamente queda de la siguiente manera
Jcx
dCMx
Jcy
dCMy
Ac
Pv
yx
2
)2(
2
)1( ++
++
aa
dC
dCx
+
++
-
2
167.01
11a
dC
dCy
+
++
-
1
267.01
11a
)221(2 dCCdAc ++
2
)2)(1(
6
)2(
6
)2( 233 dCdCdddCdCdJcx
+++
++
+
2
)1)(2(
6
)1(
6
)1( 233 dCdCdddCdCdJcy
+++
++
+
*cRCR fFv
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4.5.3. ZAPATAS ESQUINERAS PARA LAS COLUMNAS C -1, C - 3, C - 13, C - 15
ZAPATA AISLADA PALAPA
Z A P A T A AISLADA
D A T O S
GEOMETRIA CARGA
A = 1.50 m a1 = 0.00 m P = 45.38 ton.
B = 1.50 m a2 = 1.20 m Vx = 1.20 ton.
a (C1)= 0.30 m b1 = 0.58 m Mx = 1.15 ton-m
b (C2)= 0.35 m b2 = 0.58 m Vy = 1.00 ton.
h = 0.60 m a3 = -0.60 m My = 15.23 ton-m
Df = 1.50 m b3 = 0.00 m
h´= 0.00 m
recubrimiento r = 7.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4
cap.de carga qa = 52.2 ton/m2
acero de ref. fy = 4200 kg/cm2
Relleno gs = 2.12 ton/m3
concreto f 'c = 210 kg/cm2
zona sismica = si
Constantes
f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2
f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2
b1 = 0.85
r min = 0.002415
r b = 0.01700
r max = 0.01275
fy
cfmin
'7.0r
fyx
fy
cfb
+
6000
16000'' br
140005.185.0
*
1
cfó -b
A
B
b1
b2
b
a1 a b2
1
43
2
X
Y
x
y
a b
d
c
Df
h'
h
P
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MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 71
Peso de la estructura
zapata = A x B x h x 2.40 = = 3.2400 ton.
dado = a x b x ( Df - h + h´) x 2.40 = = 0.227 ton.
relleno = [( A x B ) - ( a x b ) ] x ( Df - h ) x gs = 4.09 ton. Peso cim.= 7.56 ton.
P = = 45.38 ton.
PT = 52.93946 ton.
Momentos en dirección X
zapata = 3.24 x 0.75 = 2.43 ton-m
dado = 0.23 x 1.35 = 0.31 ton-m
relleno = 4.09 x 0.72 = 2.95 ton-m
P = 45.38 x 1.35 = 61.26 ton-m
MRY = 66.95 ton-m
Momentos en dirección Y
zapata = 3.24 x 0.75 = 2.43000 ton-m
dado = 0.23 x 0.75 = 0.170100 ton-m
relleno = 4.09 x 0.75 = 3.069495 ton-m
P = 45.38 x 0.75 = ######### ton-m
MRX = 39.70460 ton-m
Revisión de la estabi l idad
MVX = MY+ VX(Df+h´) MVX = 17.03 ton-m
Momentos de volteo
MVY = MX+ VY(Df+h´) MVY = 2.65 ton-m
Mex = MRY Mex = 66.95 ton-m
Momentos de equilibrio
Mey = MRX Mey = 39.70 ton-m
Factor de seguridad al volteo
FSvx = Mex / Mvx FSvx = 3.93 > 1.5 OK
FSvy = Mey / Mvy FSvy = 14.98 > 1.5 OK
Esfuerzos de contacto sobre el suelo.
Propiedades de la zapata
AR = A x B AR = 2.250 m2
= 0.422 m4
= 0.563 m3
= 0.422 m4
= 0.563 m3
12
3ABI X
12
3BAI Y
6
2ABS X
6
2BAS Y
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Esfuerzo Maximo
Momento total alrededor de X
2.650 ton-m
Momento total alrededor de Y
-10.198 ton-m
46.370 ton/m2
10.110 ton/m2
36.947 ton/m2
0.688 ton/m2
q máx .= 46.37 ton/m2
< qadm = 52.17 ton/m2
q min.= 0.688 ton/m2
No hay tensiones
Los esfuerzos serán los siguientes:
q a = 44.01 ton/m2
7
q b = 7.75 ton/m2
q c = 44.56 ton/m2
q d = 35.13 ton/m2
Si consideramos para diseño un ancho unitario de 1.0 mts.
Peso de relleno w = ( Df - h ) x gs x 1.0 = 1.908 ton/m
Peso de zapata w = h x 2.40 x 1.0 = 1.44 ton/m
=========
peso total wt = 3.348 ton/m
Diseño a lo largo del eje X
Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano a-b
)2/('
)('
AIy
yMy
Ix
xM
A
Pq
R
Ta -+
)2/('
)('
AIy
yMy
Ix
xM
A
Pq
R
Tb ++
)('
)2/('
xIy
yMB
Ix
xM
A
Pq
R
Tc ++
)('
)2/('
xIy
yMB
Ix
xM
A
Pq
R
Td +-
+ 3' aPMyM vx
+ 3' bPMxM vy
+-+ )2/('
)2/('
1 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
++ )2/('
)2/('
2 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
-+-+ )2/('
)2/('
3 BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
T
-++ )2/('
)2/('
BIx
xMA
Iy
yM
A
Pq
R
Tc
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q1( a-b ) = 44.014 ton/m2
q2 ( a-b ) = 44.014 ton/m2
q3 ( a-b ) = 36.762 ton/m2
q4 ( a-b ) = 23.950 ton/m2
Momentos en los paños (puntos 2 y 3)
Mp2 = 0.0000 ton-m
Mp3 = 10.134 ton-m
Cortantes a un peralte del paños (puntos 1 y 4)
Vp1 = 0.000 t
Vp4 = 8.378 t
Se tomaran los elementos mécanicos mayores
Mp = 10.134 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 14.188 ton-m
Vp = 0.000 ton
Vpu = Vp x Fc Vpu = 0.000 ton
Flexión
si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión
d = 53 cm
h = 60 cm
r = 0.00136
rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00136
As = rbd As = 12.80 cm2
/m
se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2
S = 15.5 cm
usar varillas del # 4 @ 20 cm
Cortante por tensión diagonal
úúû
ù
êêë
é--
cfbdF
Mpu
fy
cf
R ''
211
''2
r
As
AvS
100
Df
h'
h
a
qaq1
q2q3 q4
qb
a1 a2
wt
A
dd
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ó
As = 9.9 cm2
/m
r = 0.00187
Vcr = 13044 kg
Vcr = 13.044 ton > Vpu = 0.000 Ok
Diseño a lo largo del eje Y
Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano c-d
q1(c-d) = 44.274 ton/m2
q2 (c-d) = 40.945 ton/m2
q3 (c-d) = 38.746 ton/m2
q4 (c-d) = 35.417 ton/m2
Momentos en los paños (puntos 2 y 3)
Mp2 = 6.61 ton-m
Mp3 = 5.45 ton-m
Cortantes a un peralte del paño (puntos 1 y 4)
Vp1 = 1.848 t
Vp4 = 1.437 t
Se tomaran los elementos mécanicos mayores
Mp = 6.613 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 9.259 ton-m
Vp = 1.848 ton
Vpu = Vp x Fc Vpu = 2.587 ton
Flexión
si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión
d = 53 cm
h = 60 cm
r = 0.00088
rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00088
As = rbd As = 12.80 cm2
/m
se propone usar varillas # 10 Av = 7.92 cm2
S = 61.9 cm
usar var i l las del # 10 @ 10 cm
S
AvAs
100
bd
Asr
CR fbdFVcr *).202.0.( r+
úúû
ù
êêë
é--
cfbdF
Mpu
fy
cf
R ''
211
''2
r
As
AvS
100
CR fbdFVcr *.5.0
B
b
qcq1
q2
Df d
b1
q4q3
qd
b2
d
wt
h
h'
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Cortante por tensión diagonal
ó
As = 79.2 cm2
/m
r = 0.01494
Vcr = 27411 kg
Vcr = 27.411 ton > Vpu = 2.587 Ok
Acero por cambios volumétricos
Este acero se coloca en el lecho opuesto al acero por flexión en ambos sentidos y solo si h es mayor o igual a15 cm
As = 0.003bd As = 15.90 cm2
/m
se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2
S = 12.4 cm
usar var i l las del # 4 @ 20 cm
Cortante por penetración
C1 = 30 cm
C2 = 35 cm
C1 + d = 56.5 cm
C2 + d = 88 cm
Elementos mecanicos en el espesor medio de la zapata.
Superestructura = .................................................................... = 45.380 ton.
Relleno ----------- = [ ( C1+ d ) ( C2+d ) - (C1 x C2 ) ] x (Df - h) x gs = 0.748 ton.
zapata ------------ = ( C1 + d ) (C2 + d ) x h x 2.40 .......................... = 0.716 ton.
=======
P = 46.844 ton.
X
Y
d/2
d/2
C2
d/2 C1 d/2
C1+ d
c2+d
columnao dado
proyección de la superficieque resiste la penetración
S
AvAs
100
bd
Asr
CR fbdFVcr *).202.0.( r+ CR fbdFVcr *.5.0
As
AvS
100
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En dirección X y Y
Mx = Mx + Vy ( Df - 0.5h ) Mx = 2.350 ton-m
My = My + Vx ( Df - 0.5h ) My = 16.670 ton-m
Esfuerzo por penetración
ax = 0.35
ay = 0.46
Ac = 18126 cm2
Jcx = 2.0E+07 cm4
Jcy = 1.0E+07 cm4
Sustituyendo valores:
v = 5.3 kg/cm2
El esfuerzo último por penetración sera: vu = v x FC vu = 7.39 kg/cm2
Esfuerzo resistente del concreto
vCR = 9.07 kg/cm2
vCR = 9.07 kg/cm2
> v u = 7.39 kg/cm2
Ok
Por lo tanto, el espesor de la zapata propuesto es correcto.
Jcx
dCMx
Jcy
dCMy
Ac
Pv
yx
2
)2(
2
)1( ++
++
aa
dC
dCx
+
++
-
2
167.01
11a
dC
dCy
+
++
-
1
267.01
11a
)221(2 dCCdAc ++
2
)2)(1(
6
)2(
6
)2( 233 dCdCdddCdCdJcx
+++
++
+
2
)1)(2(
6
)1(
6
)1( 233 dCdCdddCdCdJcy
+++
++
+
*cRCR fFv
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El armado esquematicamente queda de la siguiente manera
ESCALERA
CARTABONES
38 0
1300140PLACA e = 38
acot.: mm
ANCLA A-171.5 120 0
9 14
22.50°45.0 0 ø = 32
( 16 PZAS. )
MONOPOLO ø = 36 "
Plantilla f'c=100kg/cm2
e=5cmCorte B-B'B
vars no.5 @18
vars no.5 @18
A
vars no.5@20Dado
A'
PlantaB'
Plantilla f'c=100kg/cm2
e=5cm
vars no.5@20
40
Corte A-A'
140
140
5045 45
50
45
45
140
25
vars no.5@20
140vars no.5@20
100
100
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El presente estudio fue elaborado con la finalidad de evaluar el comportamiento
mecánico de los Suelos de Cimentación para el proyecto en mención, el cual es
exclusivamente para este fin.
En base a los resultados de las exploraciones realizadas, efectuando posteriormente
los cálculos y análisis respectivos se establece las siguientes conclusiones y
recomendaciones:
El terreno materia de estudio está ubicado en el distrito de Ascensión, Provincia Y
Departamento de Huancavelica.
Las propiedades índice de suelo nos indican que su resistencia es baja y que
presenta un volumen de vacíos a tenerse en cuenta, como consecuencia de ello,
las deformaciones por sobre cargas podrían presentarse.
De acuerdo a las Normas Técnicas en Edificaciones E-30 de diseño sismo resistente
y el predominio del suelo de cimentación, se recomienda adoptar en los análisis de
la edificación los siguientes parámetros.
Zona sísmica : 2
Factor de zona : Z = 0.3
Factor de suelo : S = 1.2
Periodo de Ampliación Sísmica : C = 2.5
Periodo de vibración del suelo : Tp = 0.6 seg.
Factor de uso : U = 1.0
Nivel de cimentación:
1. zapatas aisladas:
Zapatas Céntricas Para Las Columnas C - 5, C - 8, C - 11
Para las zapatas de las columnas C - 5, C - 8, C – 11 se realizó el cálculo del
diseño que son:
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Zapatas Medianeras Para Las Columnas C - 4, C - 7, C - 10, C - 14, C - 12, C - 9,
C - 6, C – 2.
Para las zapatas de las columnas C - 4, C - 7, C - 10, C - 14, C - 12, C - 9, C - 6, C –
2, se realizó el cálculo del diseño que son:
Z A P A T A AISLADA
D A T O S
GEOMETRIA CARGA
A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 62.94 ton.
B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 3.99 ton.
a (C1)= 0.30 m b1 = 0.83 m Mx = 14.00 ton-m
b (C2)= 0.35 m b2 = 0.82 m Vy = 2.99 ton.
h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 12.00 ton-m
Df = 1.50 m b3 = 0.00 m
h´= 0.10 m
recubrimiento r = 5.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4
cap.de carga qa = 91.8 ton/m2
acero de ref. fy = 4200 kg/cm2
Relleno gs = 1.50 ton/m3
concreto f 'c = 210 kg/cm2
zona sismica = si
Constantes
f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2
f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2
b1 = 0.85
r min = 0.002415
r b = 0.01700
r max = 0.01275
fy
cfmin
'7.0r
fyx
fy
cfb
+
6000
16000'' br
140005.185.0
*
1
cfó -b
A
B
b1
b2
b
a1 a b2
1
43
2
X
Y
x
y
a b
d
c
Df
h'
h
P
Z A P A T A AISLADA
D A T O S
GEOMETRIA CARGA
A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 43.92 ton.
B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 2.90 ton.
a (C1)= 0.30 m b1 = 0.00 m Mx = 0.80 ton-m
b (C2)= 0.35 m b2 = 1.65 m Vy = 2.25 ton.
h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 0.60 ton-m
Df = 1.50 m b3 = 0.83 m
h´= 0.00 m
recubrimiento r = 5.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4
cap.de carga qa = 52.1 ton/m2
acero de ref. fy = 4200 kg/cm2
Relleno gs = 1.50 ton/m3
concreto f 'c = 210 kg/cm2
zona sismica = si
Constantes
f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2
f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2
b1 = 0.85
r min = 0.002415
r b = 0.01700
r max = 0.01275
fy
cfmin
'7.0r
fyx
fy
cfb
+
6000
16000'' br
140005.185.0
*
1
cfó -b
A
B
b1
b2
b
a1 a b2
1
43
2
X
Y
x
y
a b
d
c
Df
h'
h
P
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Zapatas Esquineras Para Las Columnas C - 1, C - 3, C - 13, C - 15.
Para las zapatas de las columnas, C - 1, C - 3, C - 13, C - 15. se realizó el cálculo
del diseño que son:
Tipo de cimentación:
Se recomienda considerar el uso de cimentaciones zapatas aisladas convencionales tal
como cimientos corridos, dejando en consideración de la aplicación al ingeniero
estructural.
La localidad se encuentra ubicada en la zona 2 de media sismicidad.
Para la aplicación de las Normas de Diseño Sismo resistente del RNE, debe
considerarse que el depósito de suelo donde estará ubicado el proyecto
corresponde a un perfil tipo S3 suelos intermedio con periodo predominante Tp =
0.60s.
Se concluye por lo tanto que el estrato de suelo que forma parte del contorno
donde irá desplantada la cimentación contiene concentraciones nocivas de
sulfatos, por lo cual se sugiere que se trabaje con el “Cemento Portland tipo I y II”
Z A P A T A AISLADA
D A T O S
GEOMETRIA CARGA
A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 43.92 ton.
B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 2.90 ton.
a (C1)= 0.30 m b1 = 0.00 m Mx = 0.80 ton-m
b (C2)= 0.35 m b2 = 1.65 m Vy = 2.25 ton.
h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 0.60 ton-m
Df = 1.50 m b3 = 0.83 m
h´= 0.00 m
recubrimiento r = 5.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4
cap.de carga qa = 52.1 ton/m2
acero de ref. fy = 4200 kg/cm2
Relleno gs = 1.50 ton/m3
concreto f 'c = 210 kg/cm2
zona sismica = si
Constantes
f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2
f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2
b1 = 0.85
r min = 0.002415
r b = 0.01700
r max = 0.01275
fy
cfmin
'7.0r
fyx
fy
cfb
+
6000
16000'' br
140005.185.0
*
1
cfó -b
A
B
b1
b2
b
a1 a b2
1
43
2
X
Y
x
y
a b
d
c
Df
h'
h
P
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o la reducción de la relación agua cemento de 0.50 para los elementos en contacto
con el suelo. (Según el R.N.E.)
En caso que resulten grandes desplazamientos laterales como resultado del
análisis estático - dinámico, se recomienda el uso de zapatas rígidas
interconectadas con vigas de arriostre, con la finalidad de impedir los
desplazamientos horizontales ocasionados por fuerzas sísmicas y empujes
laterales en la estructuras.
NOTA:
Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe técnico son
solo aplicables para el área estudiada. De ninguna manera se puede aplicar a otros
sectores u otros fines.
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REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
1. Whitlow, Roy. Fundamentos de mecánica de suelos. (2ª Edición; México:
Editorial CECSA, 2000) pp. 231 – 273, 477 – 553.
2. Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez. Mecánica de suelos, tomo II. (2ª
Edición; México: Editorial LIMUSA, 2003) pp. 343 – 431.
3. Terzaghi, Karl. Mecánica teórica de suelos. (2ª Edición; Buenos Aires, Argentina:
ACME agency, 1949) pp. 132 – 161.
4. Normas AASHTO. sección 10, Fundaciones (SI). (año 2002) pp. 1 – 21, 36 – 107.
5. Peck, Ralph B. y otros. Ingeniería de cimentaciones. (2ª Edición, México:
Editorial LIMUSA, 1996) pp.140 – 150, 221 – 226, 239 – 251, 285 – 289.
6. Normas estructurales de diseño recomendadas para la república de Guatemala.
(AGIES NR – 2: 2000) p. 12.
7. Crespo Villalaz, Carlos. Mecánica de suelos y cimentaciones. (5ª Edición;
México: Editorial LIMUSA, 2005) pp.161 – 185, 289 - 301.
8. T. William Lambe y Robert V. Whitman. Mecánica de suelos. (1ª Edición;
México: Editorial LIMUSA – WILEY) pp. 119 – 140, 219 – 228.
9. Das, Braja. Principios de ingeniería de cimentaciones. (4ª Edición; México:
Internacional Thomson Editores, 2001) pp. 55 – 66, 98 – 122, 152 – 202, 296 –
303, 564 -604, 676 – 702.
10. Norma E-050, Suelos y Cimentaciones.
11. Norma E-030, Diseño Sismoresistente
12. Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - ACI American Concrete
Institute. Segunda Edición 1998.
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ANEXOS
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PANEL FOTOGRAFICO
EL GRUPO REALIZANDO EL ENSAYO DPL EN EL LUGAR DE QUINTANILLA PAMPA
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EN LA VISTA SE OBSERVA EL TIPO DE ESTRATO QUE SE ENCONTRO EN EL INTERIOR DE KLA ZONA DE ESTUDIO
PREPARANDO LAS CAPAS DEL SUELO PARA ENSAYO DE DRENAJE ESCOGIDO PARA LA ZONA DE ESTUDIO
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MIDIENDO LAS CAPAS DE ESTRATO PARA ENSAYO
CUBO LISTO PARA EL ENSAYO DE DRENAJE