DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES

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DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES Unidad 1 Equipo 1 Zaira I. Boa García Jorge Arturo Vázquez José Luis Hernández Sánchez Miguel Ángel Sánchez García Carlos Alejandro Barrón Flores Adolfo Cuellar Reyes Juan Manuel Riquer Trujillo

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Unidad 1

Equipo 1Zaira I. Boa García

Jorge Arturo Vázquez José Luis Hernández SánchezMiguel Ángel Sánchez García

Carlos Alejandro Barrón Flores Adolfo Cuellar Reyes

Juan Manuel Riquer Trujillo

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INTRODUCCIÓN..................................................................................................................................1

Cimentación.......................................................................................................................................1

Momento de inercia.......................................................................................................................2

Centroides......................................................................................................................................6

Radio de giro..................................................................................................................................7

Objetivo de una cimentación......................................................................................................8

Tipos de cimentación..................................................................................................................8

Cimentaciones ciclópeas........................................................................................................8

Zapatas aisladas......................................................................................................................8

Zapatas corridas......................................................................................................................9

Zapatas combinadas...............................................................................................................9

Losas de cimentación.............................................................................................................9

Muro pantalla..........................................................................................................................10

Cimentaciones profundas.........................................................................................................11

Pilotes......................................................................................................................................11

Cimentaciones de máquinas....................................................................................................11

GLOSARIO.........................................................................................................................................12

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INTRODUCCIÓN

Cimentación Su función es lograr que las fuerzas que se presentan en la base de la estructura se transmitan adecuadamente al suelo al que esta se apoya. Para una cimentación se tiene que definir cuáles son los estratos de suelo más adecuados para aceptar las cargas transmitidas por la estructura

Primero se tiene que definir:

Cuál es la forma de la subestructura que, mejor se presta a realizar dicha transmisión de carga.

Cuál es el proceso de construcción más adecuado

Algunos factores importantes que pueden presentarse en la construcción de la cimentación son:

a) Excavación b) Bombeoc) Compactación

Para el diseño influye:

a) Análisis de sistema de suelo-cimentación-superestructurab) Revisión de la capacidad de carga del suelo y revisión de posibles hundimientosc) El dimensionamiento de la cimentación

El comportamiento de la cimentación depende de las propiedades mecánicas del suelo.

La forma más común de clasificar las cimentaciones es en función de la profundidad de los estratos a los que se transmite la mayor parte de las cargas que provienen de la construcción.

En estos términos se subdividen las cimentaciones en superficiales, profundas y mixtas.

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Momento de inercia

El momento de inercia es una indicación de la rigidez de una viga, es decir, su resistencia a flexionarse cuando se somete a cargas que tienden a flexionarla.

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Centroides

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Radio de giro Se define el radio de giro como la distancia desde el eje de giro a un punto donde podríamos suponer concentrada toda la masa del cuerpo de modo que el momento de inercia respecto a dicho eje se obtenga como el producto de la masa del cuerpo por el cuadrado del radio de giro.

L: sumatoria de los momentos de inercia de la figura

M: área total de la figura

K: radio de giro

Formula de la escuadría

σ:esfuerzo

F: fuerza

A: área

M: momento

S: sección

Módulo de sección

I: momento de inercia

C: centroide

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Objetivo de una cimentaciónTransmitir al terreno de forma amortiguada las cargas estructurales que no se pueden transmitir directamente al mismo por ser un material de baja resistencia y elevada deformabilidad.

Tipos de cimentaciónLas Cimentaciones Superficiales reparten la fuerza que le transmite la estructura a través de sus elementos de apoyo sobre una superficie de terreno bastante grande que admite esas cargas.

Se considera cimentación superficial cuando tienen entre 0,50 m. y 4 m. de profundidad, y cuando las tensiones admisibles de las diferentes capas del terreno que se hallan hasta esa cota permiten apoyar el edificio en forma directa sin provocar asientos excesivos de la estructura que puedan afectar la funcionalidad de la estructura; de no ser así, se harán Cimentaciones Profundas.

Cimentaciones ciclópeas

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas.

Zapatas aisladasSon un tipo de cimentación superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar, de ahí el nombre de aislada.

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Zapatas corridasSe emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales separadas.

Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas como cimentación de un elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno.

Zapatas combinadasEs un elemento que sirve de cimentación para dos o más pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un menor momento resultante.

Losas de cimentación Es una placa flotante apoyada directamente sobre el terreno. Como losa está sometida principalmente a esfuerzos de flexión. El espesor de la losa será proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la misma.

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Cimentaciones semiprofundas

Pozos de cimentación: Son en realidad soluciones intermedias entre las superficiales y las profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el río, en ese caso se trabaja en cámaras presurizadas.

Muro pantalla El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.

Estos elementos estructurales subterráneos se emplean también en forma temporal para la contención y retención de paredes

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Cimentaciones profundasSe basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Deben ubicarse más profundamente, para poder distribuir sobre una gran área, un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos métodos utilizados en cimentaciones profundas son:

PilotesSon elementos de cimentación esbeltos que se hincan o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno Antiguamente eran de madera, hasta que en los años 1940 comenzó a emplearse el concreto.

Cimentaciones de máquinasA diferencia de las cimentaciones de edificación, que generalmente están sometidas a cargas estáticas, las cimentaciones de maquinaria están sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas cíclicas obliga a considerar el estado límite de servicio de vibraciones y el estado límite último de fatiga.

Algunos tipos de cimentación usados para maquinaria son:

• Tipo bloque

• Tipo celdas

• De muros

• Porticadas

• Con pilotes

• Sobre apoyos elásticos

• De soporte

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GLOSARIOEsfuerzo

Fuerza se define como una interacción entre dos cuerpos; es una cantidad física vectorial que se describe mediante los conceptos intuitivos de “empujar” y “jalar”.

Debemos centrarnos en entender que la acción de la fuerza aplicada y el efecto producido dependerán directamente del área sobre la que está actuando la fuerza. A esto se le conoce como esfuerzo, “fuerza por unidad de área”.

Deformación

La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo. En conjunto con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud.

Cuando la deformación se define como el cambio por unidad de longitud en una dimensión lineal de un cuerpo, el cual va acompañado por un cambio de esfuerzo, se denomina deformación unitaria debida a un esfuerzo.

Superestructura

Parte de la estructura de una construcción que se eleva por encima del nivel del suelo o del agua.

Subestructura

Estructura que se encuentra oculta en el terreno, que constituye la cimentación de una construcción.

Sustentable

Sustentar procede del latín ( sustentare, intens. de sustinere) y tiene cinco acepciones, de las cuales tres de alguna manera se relacionan con la idea de apoyar o dar base a algo, mientras que las otras dos se acercan más al sentido ecológico al que aquí apuntamos.

Una de ellas implica” proveer a alguien del alimento necesario”, y la restante es “conservar algo en su ser o estado”.

De estas dos últimas acepciones puede derivarse la idea de que sustentables aquello que puede conservarse y puede responder a ciertas necesidades.

Este término se refiere a un proceso, y significa que puede mantenerse por sí mismo, sin aporte exterior ni disminución de los recursos existentes.

Omisión

Abstención de decir o hacer algo voluntaria o involuntariamente

Falta que se comete por haber dejado de decir o de hacer una cosa

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Profesionista

Un profesionista es aquel que acudió a la Universidad y obtuvo un título universitario, pero nadie nos dice cómo fue que llegó ahí y cómo fue que obtuvo ese tan preciado título.

Profesional

Por otra parte un profesional es aquella persona que gusta de su trabajo y es celoso del mismo en el sentido de que tiene el orgullo de buscar siempre hacer las cosas de la mejor manera posible, se esfuerza y busca siempre cómo hacerlo mejor. Busca la excelencia aun y cuando nunca haya escuchado de las teorías de la calidad total y toda esa filosofía que ha inundado a nuestro continente.

Un profesional se reconoce porque llega a tiempo, cumple con lo que ha prometido, hace el trabajo en el tiempo que dijo, no hay fallas y si puede hacerlo, lo hace en menor tiempo o a un menor costo del que se indicó al principio, es una persona orgullosa de su trabajo, demuestra sus conocimientos y dominio de la materia, busca mantenerse actualizado pues sabe que de lo contrario, sin importar a lo que se dedique en poco tiempo estará obsoleto.Un profesional tiene una actitud de servicio muy desarrollada, tiene la virtud de la honestidad y sabe decir la verdad aunque con ello pueda perder un contrato, un profesional no se preocupa por cubrir sus deficiencias mintiendo, sabe decir no se, pero lo puedo investigar, es responsable y valora su trabajo. No pretende engañar y hacer promesas que sabe no se pueden cumplir, no finge saber o poder o ser lo que no sabe, es o puede. No pierde su tiempo ni se lo hace perder a otros.

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BIBLIOGRAFÍA

http://fcm.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/ESFUERZO.htm

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec2/2_5.htm

http://www.lem.ep.usp.br/pef2308/Materiais_de_apoio/momentos_de_inercia.pdf

http://wiki.ead.pucv.cl/index.php/Archivo:MOMINER.PNG

http://es.thefreedictionary.com/omisi%C3%B3n

http://www.dhconsultores.com/index.php?option=com_content&view=article&id=26:iprofesionista-o-profesional&catid=11:articulos&Itemid=42

http://materias.fi.uba.ar/7411/curso/TP2/teoria/FP01.pdf

http://www.educaciontecnologica.cl/esfuerzos_que.htm

http://www.umng.edu.co/www/resources/r15_03.pdf

RESISTENCIA DE LOS MATERIALES. Segunda edición. JOHN N. CERNICA. CIA. EDITORIAL CONTINENTAL, S. A. DE C. V., MEXICO-- EDICION AUTORIZADA POR: HOLT, RINEHART AND WINSTON

Resistencia de materiales aplicada –tercera edición- Robert l. Montt cap. 7 y 8

Resistencia de materiales aplicada –tercera edición- Robert l. Montt cap. 10 - 15

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