materialesyprocedimientosdeconstruccion-vpa

7/26/2019 MaterialesYProcedimientosDeConstruccion-VPA

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PROGEste libro es el pmero de vaios tomos esctos y digidos a estudiantes, maesos,

arquitectos e ingenieros en el ejercicio de su profesin; en l se resumen los pncipesconceptos de la mecca de suelos y cmentaciones, y se expone la mejor manera deeju los detalles consctivos que se emplean con ms frecuencia.

El texto se basa en cusos que he ipartido a estudiantes de arquitectura en laUniversidad Nacional Automa Mxico y, al escribirlo, aprovecho la experiencia de32 aos de enseanza en colabracin esecha con profesores del departamento deedicacin en la Facltad de Arquitectra. La obra es de utilidad en uniersidades ypolitcnicos, asiismo, es provechosa para consulta en despachos de profesionistasdedicados a la consccin. El libro contiene ilusaciones que yo elabor y ejemplos

relacionados con casos prcticos, cuya presencia es parte esencial del texto ya que se re-suelven aplicando lo estudiado en cada captulo. De igual modo, pretende facilitarmedios para el proyectista y el consctor a fm de que pued resolver una excavacin,o bien, calcular una cimentacin pronda.

Aprovecho la oportunidad para agradecerle a don Francisco Trllas, que tantoconibuye con sus ediciones a la dsin d la cultra, por el estmulo, la ayuda y lasfacildades otorgadas, sin lo cual hubiera sido imsible sacar a la luz este abajo.

Expreso mi agradecimiento a todas las personas que directa o indirectamenteinterinieron en esta publicacin y deseo por que resulte una obra de utilidad.

V PR A


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nmct ot ctnl

PrlogoCap l Suelos

S9

1.1. Suelos 11. 1.. Naturaleza recoocimieto del suelo 1. 1.3. Explo-raci del suelo 13. 14. Sodeos para la exploraci del subsuelo 14. 1.5.Excavacioes 17 1.6. Dreae de los suelos saeamieto de las exca-vacioes 1. 1.7 Electrosmosis . 18 Ataguas tablestacas 4 1.9.Cogelaci del suelo como muro de coteci de ua excavaci 8. 1.10.Accioes producids por las heladas 9.

Cap 2. Limpieza y preparacin del terreno 31

.1. Limpieza preparaci del terreo 33. . Trazo ivelaci 33 .3.Platilla compactaci 36

Cap 3. Cimentaciones 41

3.1. Geeralidades 43. 3.. Cimetacioes superciales 45. 3.3. Cimietos depiedra 46. 3.4. Cimieto ciclpeo 54. 3.5 Cimietos de cocreto armado 56.

Cap 4. Losa o placa de cimentacin

Geeralidades 95

Cap S Cimentaciones profundas

Pilotes 105 Pilas o cilidros 114 Caoes 116

93

103


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Roa firm

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r Fra 1.1

11 SUELOS

Para un constructor de edicios, el suelo se define como un materia no con-solidado formado por parculas mineraes con gases o lquidos incuidos.

Los sueos se casican en sulos orgnicos (su origen es principalmente orgnico),y sulos inorgnicos (producto de a descomposicin fsica o qumica de las rocas).

La mayor pare de los materiales que foan la fuente origina de suelo son as rocas.Durante milones de aos, el ielo, la nieve, e viento y la uvia han desgastado

gradualmente las montaas; e agua ha arrastrado las pares de a roca que se disuevenfcilmente. Es comn que sobre las rocas se desarrollen pantas que, poco a poco,contribuyen a desintegrarlas, dando as comienzo a proceso de formacin de lossuelos (vase g 1 a b e, d y

Roca fim

b) e d e)

Cuando os productos de a descomposicin de as rocas se encuentran en emismo ugar de origen, se dice entonces que forman un sulo rsidual; cuando osproductos de la descomposicin de las rocas se encuentran fuera de su ugar de origen,se dice que forman un sulo tansportado sin importar el medio de transpore.

a S Son los ms antiguos de todos y estn compuestos por elresiduo resultante de la intemperizacin de a roca, producida por fuerzasfsicas, qumicas y biolgicas que dan como consecuencia a formacin desuelo. Estos sueos son generalmente confiables, rmes y estabes en climastempados o semiridos y presentan poca profundidad. En cambio, en cimashmedos y calientes se encuentran a una profundidad mayor y suelen ser

igualmente firmes y seguros, pero tambin pueden estar formados pormateriaes atamente compresibes y presentar, en estos casos, grandescomplicaciones y trabajos para cimentar sobre ellos.

b S Son suelos de origen orgnico, producto de a desi i d l id d i i l d


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y gandes pedazos de oca, se fueon acumulando duante muchos aos debido a losdeshieos en los aos cauosos y a a congeacin en los aos fos. Adems, cuandoel cima en a Tiea se hizo ms templado y toleante, el hieo de os glaciaes empeza deetise ocasionando que su fusin diea oigen a la fomacin de os mucho mscaudalosos que lo actuales, os cuaes aastaban a su paso gavas, imo, acillas y

aenas, que se fueon depositando en as planicies y valles actuaes o llevados a lolago de as coientes.

El viento tambin uega un papel muy impotante en a fomacin de os suelos.En su aaste da oigen a dos tipos de sueo: e oess y os mdanos. El loss sondepsitos acumuados po el viento (sedimentos elicos cohesivos), no contienenpiedas y se encuentan fomados pincipamente po limos y aenas finas.

Los mdanos son acumuaciones de aenas suetas cuazosas aastadas po eviento; estn fomados con aenas unifomes con un pequeo contenido de mica.

Como hemos visto, los sueos se encuentan confomados po una vaiedadmuy amplia de mateiaes tales como la gava, a aena y as mezcas aciosasdepositadas po glaciaes y vientos imos inognicos y imos ognicos, as tubas,as acillas mainas bandas o magas, as aenas de as payas de a costa, as moenas, las tieas diatomceas, las tufas, el caliche, as bentonitas, as ocas y as escamas y cenizas. Su oigen se debe a una vaiedad de causas que eceden todadescipcin detalada. Toda esta gama de mateiaes dstintos que pueden foma unsueo dificutan seiamente el evaua, de manea eacta, su capacidad y sucompotamiento, es po esto que paa edifica sobe elos esuta necesaio ealiza

ensayos fsicos que ofezcan esultados epesentativos de las popiedades del suelo,ya que al petende casifica un sueo en el teeno, su clasificacin puede esutaincieta e incoecta.

Es po esta azn que, a incementase en la poca modea a atua de lasedificaciones, muchos investigadoes e ingenieos se vieon obigados a desaollamtodos nuevos paa conoce el compotamiento de los suelos y as teoas de lamecnica e ingeniea de sueo.

12 NATURALEZA Y RECONOCIMIENTODEL SUELO

Siempe es conveniente eaiza un estudio geogico simpe o a mayo pofundidad, dependiendo de la impotancia de a edificacin, paa detemina la natuaezade los depsitos fomados en e uga de a investigacin. Resuta adecuado conoce elespeso de as capas geogicas que lo foman, su esistencia y cantidad de agua

adems, hay que ecoda que e compotamiento del suelo no so depende de aspopiedades significativas de os ganos de su masa, sino tambin de aquelas quetienen su ogen en e acomodamiento de las patcuas deno de eas, de tal maneaque el constucto pueda peve en elacin con el gado de compesibiidad de tee-


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Tiea aciosa iea con cieo conenido de acia. Aenas evueas no compacas y deposiadas en echos no nauaes pacu

as sueas de oca.

eno de ese gupo, as pesiones mximas que os eenos pueden esisivaan desde O hasa 3500 kg/m2.'En os incompesibes o duos deeznabes y no deeznabes, enemos

a Caizas en echos compacos oca compuesa de cabonao de cacio.b Esquisos o oca banda oca de escua hojosa o pizaosa. Pieda aenisca en echos compacos oca aenea.d Gavas secas y enceadas pieda machacada. Roca ganica masa minea cisaina omada po edespao, cuazo y mica.

En ese gupo, as pesiones mximas que os eenos pueden esisi son deoden de 50 000 hasa 300 000 kg/m2, y en e caso de a oca ganica a caga quepuede ega a sopoa es pcicamene iimiada.

Los sueos enciean anos miseios que deemina cu es a cimenacinadecuada esua siempe compicado.

Sin embago, cuando cimenamos sobe un eeno incompesibe y compaco, yse conoce, adems, su espeso y esisencia, geneamene no hab pobemas en oque se eiee a a esabiidad de a consuccin. Po e conaio, cuando se ae de un

eeno compesibe y con espesoes vaiabes en sus capas, a cimenacin se encona expuesa a iesgos nada cies de pedeci. En eeco, a consoidacin pogesiva de sueo po e peso de ediicio que compime os esaos coninados deacia banda ubicados en oas capas ms poundas, puede causa asenamienosexcesivos, adems, desuniomes. Sin duda, e conociieno y magniud de os asenamienos nos eva a a eaizacin de un adecuado poyeco de cimenacin anes deinicia cuaquie consccin.

En esumen, podemos aima que un eeno es bueno cuando es duo y sido ysus capas ms poundas pesenan omaciones hoizonaes impemeabes a asaciones y a aase po ujo de aguas supeiciaes o subeneas.

13 PLOCIN DEL SUELO

Los depsios nauaes que oman odo ipo de sueo son an vaiados queningn modo de expoacin es idea paa odos os casos; eso signiica que cadasueo equei, pobabemene, de un pocedimieno paa invesigao muy dieene

de que necesia oo subsueo. Anes de pocede a expoao, es conveniene unanisis y obsevacin peimina de a zona paa ene una inomacin que, en muchos casos, evia invesigaciones cososas e innecesaias.

La obsevancia deaada de as conscciones de a zona y a compaacin con


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14 SONDEOS PARA L PLORACNDEL SUBSUELO

Paa sondeos senclos se utlza a baena como heamenta de ataque peo stapuede se de vaos tpos dependendo de las caactestcas del sueo de po-cedmento de pefoacn elegdo (vase g 12)

Estas heamentas de foma senca maneo manua se usan paa hacepefoacones de pueba con pofunddades que van desde los 200, hasta os 1000m con dmetos comunes de 4 6 y 8". En ocasones se han hecho pefoaconesms pofundas peo al aumenta a pofunddad tambn se ncementa e dmetode la baena (20"), o que tae como consecuenca que s el teeno no es cohesvolas paedes de la pefoacn pueden despendese hacendo necesaa a coocacn

de ams/ opeacn que dfcuta los tabaos puesto que a baena debe estafuea de la pefoacn mentas se hnca el ademe.En la actualdad exsten baenas que pefoan con su popo ademe.Cuando la oba equee de pefoacones ms pondas estudos de suelo ms

elaboados se ecomenda utza as baenas mpusadas mecncamente o asmqunas pefoadoas en e mecado ha una vaedad enome de equpos po-cedmentos adecuados paa cada tpo de subsueo.

A contnuacn se ndcan os ms usados en el campo de la constuccn de

edfcos.

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Sondeo con barena y extaccin de muess

Primero se perfora con la barrena mecnica hasta un estrato que, por su mayor omenor cohesin, demuestre que hay un cambio en la capa del suelo; despus se extrae

la perforadora y se introduce el muestreador tubular de media caa (toma-muestras),que se hinca a golpes de martinete de tal manera que, conociendo el nmero de golpes,su peso, altura de cada, rea transversal y penetracin del muestreador, puedaobtenerse la resistencia a la penetracin estndar (vase g. 13).

Cabeza de avvula de ciere

Muesreador de medacaa qe ne lacoona de core cona bara de sondeo(dmeo de 2 y 3")

Corona de cote de acero od b d

Bara de sondeoatornilable

Espaco deamotguacn

Paredes de mestreado(de acero)

Rosca

CORTE


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Despus de ser clasicada, la muestra se cubre con mantas de cielo y se sella conparafina para enviarla lo ms pronto posible al laboratorio Si la muestra se manejacuidadosamente, conservar su humedad propia, composicin y estructura, aunque eneste ltimo punto el suelo puede sufrir una deformacin notoria.

Sin embargo, cuando la muestra es especialmente extrada y esmeradamenteprotegida, el laboratorio est en condiciones de dictaminar con seguridad la consolidacin del suelo as como los probables asentamientos que sufrir la cimentacinen un tiempo determinado

De la misma manera, se podr medir la permeabilidad o impermeabilidad delsuelo, pruebas muy importantes que indican la rapidez o lentitud que tiene el agua paraatravesar una capa del suelo La muestra se someter tambin a la prueba de com-presin axial y compresin triaxial, aunque esta ltima no aoja resultados del todoconables

Como ya se mencion, habr casos en los que no bastar la perforacin yexploracin del suelo cuando se empleen cimentacones profundas. Entonces, stedeber investigarse tambin por mtodos geofsicos (refraccin ssmica, exploracingeoelctrica, magntica y diferencias gravimtricas), para analizar la tendencia de losmovimientos del subsuelo ocasionados por consolidacin y presin del agua y delestrato rocoso

La exploracin consiste en detectar y encerrar en lmites determinados las rocasdel subsuelo, el nivel etico y los estratos de tierra rme o estratos no cohesivos;igualmente, en obtener la densidad, las diferencias gravimtricas, elctricas, radiac

tivas, la resistencia y elasticidad, entre otras cosasEn construccin son aplicables dos mtodos geofsicos bsicos: el mtodoesttico y elmtodo dinmico.

a) Mtodo esttico. Consiste en determinar las deformaciones de un campofsico en estado de equilibrio, evaluando por qu se producen o si son oca-sionadas por gravedad o por geomagnetismo (magnetismo terrestre)

b) Mtodo dinmico. Se basa en mandar al interior del subsuelo cierto tipo deenerga que pueda ser medida por medio de las seales que regresan

Aunque las exploraciones geofsicas no dejan de ser falibles, sin duda, hanaportado grandes avances en la exploracin de suelos que, aunados a las exploracionesy sondeos convencionales, harn que el constructor emplee cada da mtodos msrefinados y seguros para conocer el subsuelo

En fin, una adecuada y meticulosa exploracin del subsuelo nos llevar, por logeneral, a que toda cimentacin satisfaga, por un lado, la necesidad de impedir que laconstrccin deforme el terreno por sobrecarga y por el otro, permitir que el ediciopueda asentarse a la misma velocidad que lo hace el suelo, pero conservando siempre

la verticalidad ante la carga esttica y, eventualmente, ante la carga ssmica


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o aci b

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Suelo dee tda

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Teenos duos(incompesies)

{ Incompesies y deeznaesIncompesies y no deeznaes

Terrenos blandos (compresibles

{ Manuamente

{ManuamenteCon matio de aie

compimidoCon exposivos

En forma manual Paa atacaos se utiiza e pico y a paa (en ocasiones e azadn) Paa tanspota e mateia excavado se empea e "chunde o chiquihuite y acaetia

En forma mecnica. En excavaciones de egua voumen de mateia excavadose ecomienda siempe que a excavacin pemita e acceso a estos vehcuos evoquete o vagoneta e camin de voteo y e dumperde poca capacidad

Cuando se tate de una excavacin de gandes dimensiones y gan pofundidada excavadoa tipo paa mecnica a zanjadoa a tatacto y a mototaa sonecomendaes y econicas especiamente esta tima que goza de mayo acance yapidez en su tanspotacin

E dumper de gan capacidad y e camin de voteo paa taajo pesado tamin

son muy usados en a tanspotacin de mateia excavado

Terrenos duros (incompresibles y deleznables)

Manualmente Estos teenos geneamente se encuentan foados po aena ygavia compacta oca anda gavas secas y acias con poca compacidad de tamanea que pueden atacase adems de pico y a paa con e azadn as cuas y emao

os medios de tanspote ideaes pueden se a caetia e dumpe y e camin

de voteo no ostante puede utiizase cuaquie oto medio que esute ms pido yecaz

Teenos duos (incompesibes no deleznbles)Manualmente Cuando e teeno est fomado de tepetate semicompacto paa su

excavacin se ecomienda a aeta e aetn as cuas y e maoEn epetates muy duos y en zonas todava no uanizadas es ms ecomendae

e empeo de a aena y a pvoa nega como exposivo a cual disgega y faciitasu excavacinEn ocasiones paa e aenado se utiiza e matio o pistoa de aie compi

mido peo tiene como inconveniente que a pofundidad de aeno es eativamente


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CORTE

TRANSVERSAL

l tbo o db

Pra el drenado se utilizan tubos peorados de cemento con dimeo vable ene y 20 cm que se colocan casi en el fondo de las zanjas; el agua penetra en los tubos porlas perforaciones y juntas que se dej ene ellos (vase g )

La distancia entre los drenes y su profundidad depender del descenso que sedesee obtener y de la rapidez de desecacin de la capa fretica, as como de la

permeabilidad del teeno

CORTE LONGITUDNAL

Agu tc

Pd1t mu g l %dsasar l odo d la zaj

16 Al desecar el terreno excavado, la capa fretica sufre un descenso no regular entodas las zonas de la excavacin; este descenso se vuelve ms pronunciado en lacercana a los drenes, fenmeno que se encuentra directamente relacionado con lapermeabilidad o impermeabilidad del suelo

En ocasiones es necesario hacer la excavacin por etapas, litndola a pequeaszanjas en las que se consuir y lasr la cimentacin antes de continu excavando otraszonas, con el n de evitar que las consucciones vecinas resulten afectadas Pa logrrlo,es preciso reducir al nimo la magnitud de las expansiones instantneas De maneraprevia a la excavacin el reglamento acepta recurrir al hincado de pilotes de friccincapaces de absorber los eserzos de tensin que puedan generr la expansin del teeno

A esto hay que sumarle la sobrecarga inducida en el terreno (ms acentuada ensuelos compresibles) por la fuerza de ltracin que trae consigo los coespondientesasentamientos en la excavacin

En lugares de intenso o es muy importante tom en cuenta el efecto del hielo enel suelo cuando en el exterior la temperatura desciende por abajo de cero grados Alhelarse el suelo, ste se hincha debido a la abundancia de agua que asciende desde capasms prondas hacia la supercie Este hinchamiento provoca que ciertas cillas pierdatoda capacidad portante mienas que oas no sufren iguna lteracin

El peligro es evidente cuando el hielo se acumula debajo de las cimentaciones(sobre todo de las cimentaciones superficiales), provocando presiones muy fuertes

capaces de levantar construcciones de vios pisos.Otro fenmeno grave puede ocurrir durante el deshielo (cuando el ielo se convierenuevamente en agua) cuando ciertas arcillas se ablandan debido al aumento de la humedad Como solucin a estos problemas se recomienda profundizar ms las cimen


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Un suo pud drnas d difnts manas dpndindo d su fomain yaatstias d ta mana qu unos podimintos sutan ms aduados quotos Agunos d os son:

Dnaj po gavdad

Dnaj po onsoidain

Dnaj po inyin d ai Dnaj po sain Dnaj po ongain Dnaj po tosmosis

Drenaje por electosmosis

E podiminto s ostoso y ompiado po so su difusin s ativa simbago s ominda paa suos poo pmabs n dond qui xtas agua on sufiint apid Rsuv situaions d mgnia qu ningn otopodiminto sa apa d oga n suos atamnt imprmabs

Bsiamnt poso onsist n a dsomposiin d un urpo haindopasa po su masa una oint tia apa d a psions d fitain ypodui onsoidain Si intoduimos dos sondas mtias n un suo agado dagua y s ha pasa una orint tia nt as agua d suo s dspaad poo positivo (+ nodo a poo ngativo (-) todo d ta mana qu agua dsuo ui haia todo () qu s u tubo pfoado o poo qu og aguapaa dspus s xtada po bombo Est fmno s db a qu a supi d aspatuas d suo son d natuaa tia on aga ngativa Esta arga ata aspatuas positivas dando uga a a fomain d una apa muy dgada d aguaagada pinipamnt d stas patuas positivas qu junto on as patuasnutas qu s nuntan a su addo s dspaan haia a sonda ngativa () otodo

Est moviinto povoado po a oint tria podu un surrimintod agua dnominado electrosmosis.

gra 17 Pozo fiane

Es omndab qu tubo pfoado qu og agua v prfoaions nsu pat infio para vita a aumuain d sidos dnto d tbo qu obsuya asuin y bu ionainto d a bomba Tambin s onvnint ooa un od gava alddo d tubo y n toda su ongitud pfoada En suos muy nos (imosy ias) s oinda una ma d gava y na impia y gsa (g .7).

+

Expusi d g(tubo d " d ditro

Tubo prodiro d 4")

Tro Tubo d d d itroqu spir gu xpusi)


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igra 18 Ataguas demadera.

Tablstacasvtcasa top

Con a eectrosmosis puede prevenirse e levantamiento de fondo de aexcavacin no obstante deber tenerse especial cuidado cuando a parte inferior de laperforacin de un pozo se encuentre arriba de un estrato impermeabe pues puedeprovocar e evantamiento o reventar el fondo de la excavacin aun con e drenajeproducido por e bombeo. Este problema se evita con os pozos de alivio yamencionados que son salidas para e agua situada por abajo de la capa impermeable

Despus de la excavacin y terminada la cimentacin es necesaro devover elmanto fretco a su nive origina Con este n se inunda a cimentacin para que actecomo lastre o cua evita e evantamiento y e desplome del suelo despus e agua seextrae pauatnamente conforme se va evantando el edifco

18 ATAGUAS Y TABLESTACAS

La atagua es una estructura generamente provisional que se hinca en e terrenopara proteger una excavacin contra a presin ejercida por os terrenos coindantes opor os empujes de agua durante la excavacin Su funcin ms importante esconservar seco e lugar de trabajo sin necesidad de extraer e agua de la zona excavada

Como muro de contencin a atagua tomar en cuenta las acciones de las erzasactuantes tales como su peso propio el empuje de tieas e empuje hidrosttico oerzas de acin las sobrecargas ocasionadas por el reeno y as erzas ssmicasAsimismo se revisarn los estados mites de fala como deslizamiento o voteo fala dea cimentacin o rotura y de servicio como asentamento y giro o posible deformacin

Se lama tablestaca a una taba estrecha o tabn de madera o de concretoarmado metica o precoada que se hinca en e sueo para formar junto con otras unapantala que evite as traciones de agua hacia a excavacin y contenga os empujesde tierra en as paredes de una excavacin para evitar daos a construcciones vecinas(vase fg .8)

/

- Polis o gas codas la gos

/ Colocacin d gapas d (aco paa da mayo \

a las tabl sta as '

DETAlE 1

\

Tabstacad mada

Puta d/


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Fga 19 Ataguas dconco amado coladas n lluga

Tabestaas recuperabes

Talesacas veticalesde madea cima)

al incliado

Lageos

Actuamete as tabestacas de madera ha sido sustituidas co vetajas por asde cocreto armado y ms a por as meticas Las de cocreto armado tiee comocuaidad que resiste bie a corrosi pero so pesadas y puede ser atacadasseveramete e ciertos medios agresivos

Se recomieda que su espesor o sea meor de 2 cm i mayor de 30 cm para

que pueda maejarse co reativa aciidad (mayores espesores las covierte eataguas muy pesadas) Para su costrucci se requiere e muchas ocasioes dedobles paredes de tablestacas obigado e estos casos a empeo de gra catidad demadera y tambi de mao de obra (vase ig 9)

Itodcci del eezot

de aceo

eeno cohesivo

Ms que ua atagua es u muro de coteci de cocreto armado dode las tabestacas secovierte seciamete e ua cimbra pararealizar e coado de muro Las uioes (e casode coar e muro por seccioes) so semejates a

as que aparece ms adeate e a secci"Ataguas precoladas o mixtas

hoizoales : j '!il fv

i> l

E terreos o cohesivos (compresibes) ycoteido de agua retica se recmieda utiizara betoita ya que este lodo por su alto gradode impermeabiidad cierra as grietas e itersticios aturaes de subsuelo impidiedo quelos parametos de la excavaci se despreda(ig. .)La operaci se eva a cabo gracias a

que e cocreto co u peso voumtrico (2300kg/m) mayor que a betoita (00 kg/m)

Ca de ; n . ,

f _;jJ a de a alestaca: vetca paa aclia

s peetaci-e el selo

Lageo hozoal clavado a as aestacas

paa e o se esale e pal

Ca de madea o de aceopaa sopota los empese tasmie cada pal

Taestacase /.: ' '/ /

X

24 MotoconformadoraEs deal para realizar trabaospesados de nivelacin deterrenos movimiento y acomodode tierra se desplaza con granrapidez y eficiencia.

,

a motonformadora es muy recomendabe para nive tenos muy extensoso grandes teapenes gracias a su poderosa cuchia que rmite exnder el materia ynivelarlo en amos anchos con un soo movimiento (g 2.4. Cuenta con excelentefaciidad en sus movimientos

geu Teen sinnivela

t k. vv


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Baa de ace 3/4"

Sldada

2.3. LTI Y CMACON

a compactacin e un medio articia ti para aumentar la denidad de unuelo Puede levare a cabo por medio manuae o mecnico

E procedimiento m eemental e la compactacin con el pin de mano

(g 25)

Placa de ace

Pisn melico

El bte n debe llenarsetalmente de cncet

Valla corugada 3/4", anladaa cncet

.-

Bt alchle qese de cimba alcncet

(so apoximado: 2 kg)Pisn dconceto

(peso apoximado: 25 kg)

Baa de ace\ Empe manal

\

3/4"

Pate de tnc

Pisn de madea(peso apoximado 5 kg)

Pisn de odillo liso*(peso apoximado 2 kg)

E d bl l h i

Se san genealmente en lacmpactacin de sels nchesisS el apsnad se efecta en

capas delgadas, sebtenen bens esltads

Empje manal


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Con os pisones mnues opercin de pisondo resu en y compccin co fecv, pues e eserzo proporciondo por ese medio nicmeneg hs s cps ms sucies de sueo.

Un mejor compccin se ogr con os pisones neumicos y vibrdores (vseg. 26 a y b).

Manbr

S fncnamn s similar, prambin in mayr pnca y mayrdsplazamn riznal (70 90 cmd di mr

S fncnamincnsis n implsar lpisn cnra l slpr mdi d n mr

d gaslina qprdc l rb. aalra dl rb s d36 cm cn ndsplazaminhrznal d 1 5 cm

t

Hay pisns q rabaan prmdi d na cmprsra q ls

nyca ar cmprimid a lspsns, pr s ncsari cnarcn lcrcidad y n mcasbras, sbr d al principi, ns cna cn lla

Bila

Fr 26 a Pisn vibradornemico (peso aproximado100 kg; b) Pisn vibradorneumtico (peso aproximado00 a 1000 kg). Hay orospisones semejanes pero con1600 kg de peso

rrn in

E pisondo es un opercin imporne y deicd en que deber seeccionrse cuiddosmene e euipo pr compcr, pues un mquin muy pesd

puede desruir esucur ineror de sueo y cmbir su resisenciL plantilla o cama, es un cp de meri que se cooc en e ondo de

ecvcin, enre e sueo y e cimieno, proporcionndoe se un supericie desieno pno que prmie rsmiir mejor s crgs, c como isne conr

humedd de sueo y ofrece, dems, un espcio impio en e que puede bjrse enform fci ecz .1

L pni no proporcion ningn incremeno en cpcidd de cr desueo; si se hce muy grues, o que se ogr es sobrecgr e sueo resndoe pre desu resisenci. Por o nerior, e espesor de pni deber es ene 8 y 2 cm,

pues dr un espesor myor peudic nmene L pni puede hcerse con:

a) Tieb) Pedcer de biquee) Concreo zone

nla de pedacera de tabique


31/113


nla de pedacera de tabique

Esa planlla se logra con un espesor aproxmado d 10 cm (g. 27)

El ess scsidea ete8 y 1 0 cm

N

Planlla de coneto

Me

Pedacea de abiqe

Pedacea de abqecaapead

E vaciad de me se ha esada mecla ida paa qe peeeyape las jas ee s abqes

Me cal ceme: aea 1 : 05 : 5)1 ca; 0.5 ceme 5 aea

a planlla con proporcn pobre de cemeno (1 : 4: 8) es recomendable ya qela revolura en esado plsco cubre muy ben los poros y oqedades del sueloformando, agu, una base excelene para rasmr nformemene las cargas alselo.

Cuando el concreo se mezcla ben, se vbra y se hdraa (se cra) adecadaene, la planlla de concreo resular deal (g. 2.8).

ee si excava

lan de tne


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Fa 2.9

lande tne

Se ecoienda utiiza e tezonte en aqueos ugaes en que se equiea con-seva un espacio seco bsicamente en ugaes abietos (caminos teapenesestacionamientos) donde e agua de uvia se de a pidamente. En ocasiones

tambin se utiiza en esos casos a panta de gava impia peo e tezontle es msigeo y da mejoes esutados (g. .9)

S puede da pendente paa evita chacs-?

,

.

* Las planillas de arena a de pieda trturada son gualmente ecomendables.a arena bien confnada proporciona una plantlla extaodinar

Subsulo

' ,/


33/113

3 1 GERALIDAD


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31 GERALIDAD

Un ciiento es aquella pate de la esctura que recibe la carga de la consccin y la trasmite al terreno r medio de un ensanchamiento de su base.D acuerdo con la forma en que asite la crga, las cimentaciones se clasicn en:

a) Supercialesb) ondas

Son supercal cuando asmten la carga al suelo por presin bajo su base sinrozamientos laterales de ningn tpo. Terzaghi y Peck dicen:

Un cimiento es superfcial cuando su anchura es igual o mayor que su prondidad.

Son profund aquellas que asiten la crga al suelo por presin bajo su base,pero pueden contar, adems, con rozaiento en el ste.

{Zapatas aisladasZapatas continuas en uno o en ambos

Cimentaciones superciales sentidosZapatas en colindancia

Placa de cimentacin

Cimentaciones profundas {Pilotes, pilas o cajones

'Generalmente, ta consccin sue un asentamiento en mayor o menor grado,el cual dependiendo de lo adecuado que haya sido el estudio de la mecnica del suelo yde la cimentacin escogida No obstante, un asentamiento no causar mayoresproblemas cuando el hundimiento sea uniforme y se hayan tomado las debidasprecauciones para ello. Sin embargo, en las cimentaciones aisladas y en las corridas(aunque en las ltimas en menor proporcin), con ecuencia aparecen hundientosdiferenciales ms pronunciados en el centro de la construccin. Esto se debe

principalmente a la presencia de los bulbos de presin y a la costumbre generalizadade mand mayores cargas en la parte cenal de la edicacn.

or lo anteror, resulta ms conveniente cargar el edicio en los exemos que enel ceno y dsear la cimentacin det manera que sta peanezca muy bien ligadaene s (vanse gs 31 y 32), pocurando siempre que los ejes de cimentacin se

encuenen sucientemente alejados, con lo cu se evit que los bulbos de presinse encimen unos con oos y provoquen sobrefatigas en el suelo (g 33)

Si el peso de la constccin hace que l zapatas empiecen a juntarse, es mejor


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Columna opestal

pesn

Tbes de lga

3.2. En a zapata corrda os bubosde presn aparecen en dos ados.

Fa 3.1. En una zapata asada os bubosde presn aparecen e todo su perfetro

Bulbos de pr sin

Columa o conatabe

xcaacn

de terseccin de los

3 2 ONS SUPOA


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Columa demadera

3.2. ONS SUPOA

Los cimientos superciale son qullos qu dscnsn n ls cps supclsdl sulo ls culs son cpcs d sopo l c qu cib d l consuccn pomdio d un mplcn d bs

El mtil ms mpldo n l constuccin d cimintos supcils s lpid (bsicmnt cundo s tt d consuccions lis), n culqui d susvidds simp y cundo st s sistnt miz y sin poos Sn mbo lconcto do s un xodnio mtil d consuccin y simp sult mscomndl

En ocsions s constuyn cimintos d md y tmbin d tbiqu1 pombos mtils dbn consids ncmnt p obs d tipo povisonl(vns s 34 y 35)

Lospilots s pudn consui con muchos mtils po l concto mdo

y los pfbcdos quz son los ms utilzdos No obstnt, los d md y losmtlicos tmbin son muy mpldos unqu s ncuntn limitdos citssiccons

p

ALAD

Coma cadada deabque (28 X 28 cm)mmo, cuaapeado lada co i ada

ALAD

Columa de _"Mjmadera PlANTA PlANTA

Escada de aceo


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Pob: de un cm al


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h ? 0.85

P 38 kg

? 0475J

Pob: de un cm ald piedra (zpata)

Qu cho y qu ralte tendru cimiento aislado de piedra que recibe una crgade 38 kg? Se supone que el teno (RT) es capaz soportar 32 kg/m2 (g 37)

Se hace un anli sis de caga paasabe el que eci lacolumna En es caso suponeque caga 38 kg

Como no se sabe la seccin y altura decimiento es comn asignarle un porcentaje de30 % como peso propio y despus se comprue-

ba dicho peso. Veamos:

3800 + 30 % de 3800

32

3800 + 1140 4940 k-

= 155 m23200 3200 kg/m2

0.475i

075

Se analiza a capacidadde caga del eeno. Enese caso se supuso quesopoa 3200 kg/m : a y1.55 25 m

ELN11o

Fga 37

t

1 . 25 m

i

0.475

a 30

2

Se consider 1140 g.

h

a - 30

2

1 25 - 0.30 0.475 m

2

h tg 60 :. h tg 60 X 0.475

0.475

h 0823 085 mComprobacin del peso propio considerado:

1.25)

0.30)

_

.

_ 085 X 2 kg/m 139 kg2

Hay una diferencia en menos de 254 kg (22.3 %)eclculo del cimiento

38 + 1140 + 254A

=

z3200

5194 kg

32 1.62 m2 en lugr de 1.55 m2

:. a V

1.62 128 m en lugar de 125 m.

Zapata connua en uno o en ambos sendos


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p

Cuando se ata de una cimentacin para un muro de carga, el cimiento coido depiedra da buenos resultados siempre que la carga no sea muy grande y se cuenteadems, con una buena resisncia en el teeno.

Como ya se ha mencionado, siempre debe haber cuaapeo ene las piedras ydebe evitarse a toda costa que se construyan cimientos como el que aparece en lagura 3.8

En dicha gura se muesa un cimiento de piedra totalmente defectuoso que nocumple con ninguno de los requisitos estipulados en el Reglmento Construcciones

l . No hay cuaapeo en la colocacin de las piedras, por lo que el cimiento sepuede partir.

2. Las caras de las piedras estn palelas con la horizontal del cimiento, lo que

puede ocasionar que se desprendan por resbalamento.3 La cantdad de mortero en las juntas es exagerada, y genera puntos dbiles,

pues el motero es el material s dbil.4 Las cuas o rajuelas ocasionan un acomodo defectuoso de la piedra En la gura aparecen piedas puntiagudas en contacto directo con el suelo

(piedrasA y B).2

Si no se emplea plantilla, las piedras A y B se incrustarn en el teeno ocasio-

nando concenaciones en la asmisin de las cargas al suelo.Hay que tener presente que no todas las piedras son adecuadas para laconstruccin de ciientos. Debern desecharse las que son porosas, las de tipo

pizarroso que se rompen al golpe en forma de laja y todas aquellas que absorbenfcilmente el agua y la humedad.

Una piedra recomendable para la consccin de cimientos ser aquella que nopresenta grietas ni huecos, resista bien al intemperismo y presente una superficiesra que oezca una adecuada adhencia al moero de sus juntas. Finalmente, se

puede reconocer si una piedra es dura cuando al golpearla con el mtillo sta emite un

sonido vivo como si se golpearan dos metales entre s; en cambio, la piedra es blandacuando el golpe se escucha fofo y deber ser desechada para cimentar.

No hay curpeo eas junas

p

Las piedras se despedepo su mla cooai

Pob: clo de un zpat co


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Fa 3.9

p

Diga qu ncho y qu ralte ndr el cimiento continuodpiedra somedo a lascrg que apan en la fgura 39 Se supone quese hizou estudio de la capacidad decrga del teeno (Rr) y result capaz de sorr 5 kg/m2 (vasefg 39)

Peso que mandan las losas 3480 kg/mo bien, wr = 7400 kg

Cantea y moteode cemento-aena

(4 cm de espeso)

Cadena o dala deconceto amado (sesupone de 20 X 20 cm)

Peso de tieaque caga sobreel cimento

PI a

Aplanado de yesocm de espeso)

Muo de tabque _ ecocdo de 1 4

cm de espes

240 m

10.20-TH

-

. l h = ? 0.74 m

.

Cimio de pid'a l;mpia y ci

/Sueo yacompactado

0CORTE LONGITUDI

P

CORTE TRANSVERSAL

Carga sobre el cimiento en kg/ml

Peso del muro:Peso aplanado de yeso:

Peso de la cantera:3Peso de la cadena:

0 14 X 240 X 1= 538 kg/ml002 X 240 X 12 = 58 kg/ml

0 X 2.40 X 23 = 221 kg/ml0.20 X 0.20 X 24 = 96 kml

913 kg/ml


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R (resultante de cargas)Zapata en colndancia


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E regamenondica una

separacinmnima enrecoindanciasde 5 cm

Junta eseparacin encolindanca

Lmite de -erreno

Fgra 312

1

R (resultante de cargas)

. ' pe


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Peso del bique recocidoPeso del mosico y morero

de cemeno-renCden de concreo rmdo

014 X 0 X 1600 = 515 kg/ml

004 X 0 X 1500 = 18 kg/ml= 00 X 00 X 400 = 96 kg/ml

749 kg/ml

El peso de l be se encuen y incluido en el peso de 1 00 kg/ml

l 3 ,--

Clculo del cmentoprmi

= 1 + 749 = 1949 kg/l

ncho del 1949 + 0 % de 1949cimieno =h = ? = 73 m

1949 + 585

500

Fg 3.14

.

1

;

0.3 0t

042

o = 7 m

54- = 07 m500

hg 60 = :. h g 60 X 04

04

h = 1 7 X 04 = 07 m

Reisin del peso propio del cimieno

07 + 00

07 X 000 = 745 kg/ml

En el ejemplo se consider 585 kg/ml

Hy un diferenci de 160 kg/ml pero l diferenci es peque y no merireclculr el cimieno

-

Tesn

R1ue8Q

Obsrese que en los cimienos con doblelud el ncho generlmene es myor que l lurEn cmbio en los cimienos de lindero o colindne l prondidd sobreps l nchur Espriculridd se debe que el cimieno cuen conun solo lud reslndo el ceo ericl del rngulo con un myor dimensin Ese fenmeno nosyud proporcionr dems myor proeccincon l cimencin colindne

Vemos en l figur 1 4 el momeno de


45/113


46/113

Hay una diferencia en ms de 37 kg/ml y es cnveniente recalcular el cimientAumentems el prcentaje en el pes pi del cimient a 45 Veams


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p j p p

259 kg/ml P 259 X 04 = 66 kg/ml259 + 66 3757

Nuev anch de la zapata 46 4600 = 082 m

Hay tdava una diferencia en el pes prpi de 79 kg/ml per es unadiferencia pequea y n se quiere calcular nuevamente el cimient

El cimient de cncret ciclpe se cnstruye fcil y rpid; es el msrecmendable en las cnstruccines ligeras y dnde el suel dependiend de suchesin l permita

35 CINTOS DE CONCRTO AOZapata aislada cuadrda

s cimients de cncret arad se utilizan en ds ls teens pues aunqueel cncret es un material pes resenta la ventaja de que en su clcul se btienenprprcinalmente seccines relativamente pequeas si se les cmpara cn lasbted en ls ciients de piedra

a zapata aislada cmmente se utiliza ara sprtar la carga cncentrada deuna clumna cuya cin principal cnsiste en aumentar el rea de apy en ambasdireccines

En general su cnstruccin se acnseja cuand la carga de la clumna esrximadamente 75 ms baja que la capacidad de carga admisible del suel. aprctica recmienda que la zapata aislada der emplearse cuan el suel tenga unacapacidad de carga misible n menr de 0 kg/m cn el n de que sus lads nresuten exageradamente grandes

l clcul de estas zaatas se basa en ls eserzs crtics a que se encuentrasmedas per su dise l determina el esuerz crnte de neacin la cmpresin de la clumna sbre la aata el ese de exin prducid pr la presinascendente del suel cna la rpia zaata ls eserzs del cncret en el interirde la zata as cm el deslizamient falta de adherencia del acer cn el cncret

Den de las dispsicines generales el Reglamento de Construcciones para elDistrito Federal dice:

l Para dimensinar pr exin se tarn las siguientes seccines crticas

En zas que soporten elementos conco, r e pano veical angente a a caade elemeno (vanse fgs 3.19 320)

En zapatas que soporen coumnas de aceo con placa tambin de aceo a seccin

p

La columna seintersecta directamente

La altura delpedestal tendr

pLa columna seintersecta con epedesta ste cona zapata


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intersecta directamentecon la zapata

Compesiones

L

Plano vertical tangenea la cara delelemento (columna)

"-

CORTE

TensonesReaccin de terreno

a

a - =

-

-. a - x

f

-

a 319. Ccuo por fxinColumna unda a la zapata, sin pedestal.

Plano verical tangente a permetro de laplaca cuando sta cuente con adecuadaresistencia rigidez.Cuando la placa no tiene la duadarigidez, la seccin crtica ser la distancamedia entre la cara de la columna y laperiferia de la placa

Tensiones

ran qu setoma paracalcular laxin

PLANTA

como mximo 3veces el lado

a zapata

menor del pedesta_Plano vertcal tangente a a

Pedestal o dado caga del elemento (pedestal)

Compresiones '/

tTensone Reaccn

de tereno

_

Fana que se toma

a

a - x =

C

a

a - , x

=

t

Fga 320. Ccuo por flexin

para cacular laflexin

Coumna unda al pedestal ste a a zapata

Columna de acero

_

(,2 canales)Plano vertical tangente a

l

cara de a columna

CORTE

Reaccin del terreno

2 Para dise pr crtante y tensin diagnal, se tmar la siguiente seccincrtica, dependiend de:


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a) Si el ea dode acta la cga coceada o tiee eates la secci ctica se elplao vetical que pasa a ua distacia del ea cagada igual a 2 (gs. 3.22 3.23). Si el ea cgada tie eates, la secci cca se h de modo que su peeo seamimo e ig puto su distacia a la ifeia del ea cgada se meo que 2(g. 324).

Columna

S recomiend que los lados deestal sobresalgan de los de lcolumna 5 cm como mnimo

alura ser como mxmo 3

veces el ldo menor del pedesal

Pedesal o dado Plano veica

p

(por los ldos)

=

"o :f

i

do

:

;

)

:=

:

=

a

u

+ ':

Plano veical1 1 1 d ) !d + e

.

r os ost _

t a

322 Clcuo por cortanteCoumna unda directamente cona zapata

o

a

323 Clculo por cortante.Couma unida al pedestal y ste a azapata.

-+:

!d + c2)

a

F 324 Clculo por cortanteColumna con pedestal y ste conentrantes

-

+:

En elements anchs cm las zapatas cuand el anch a n sea menr que

o


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51/113


52/113

Para obener el perale por exin el Reglamento de Constrcciones ice

Deber obtenerse prmeramente un porcentaje de acero , que etar comprenddoene un mnimo < un mximo (b) para evitar comportamiento fgil


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ene un mnimo < un mximo (b), para evitar comportamiento fgil.14 14

f mn. =;

=42

0.0033; resula ms recomenable ar un porcenaje

mayor que el mnimo Para el ejemplo suponemosf 0.01.Y como flla balanceaa enremos

4800fb =

+ 6

frmula aa por el reglameno one' = 0.85 "y " = 08 (vase refuerzomximo exin en el Reglamnto de Constrcciones para el D. )

Para nueso ejemplo

48 136 4800f _

0.85 X 0.8 X 2b 42

4200 + 6000 4200 10 2

= 0.032 X 0.47 0.015 1 .5 %

El auor iere en esa frmula el Reglameno y comiena aplic:

f0.85J 4800 0.85 X 2

b = 4200 + 6

=4200

0.04 X 047 = 0.019 = 1 .9 %

lculo el peral fecvo

4810 200

El momeno resisene e seo en funcin el concreo (M), vale

M = F1 059},y y ff

= 00142

= 0.21, y v: 2

251 2 251 200 251 200 - - - 09 X 135 X 2 X 0.21 1 059 X 021 5103 0.876 4470

Clculo del pealte po cotante (g 330)

rea total e la zapata = 135 X 135 = 183 m2


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www fullengineering ook netFa 3.30

p

rea que asmite la carga = 050 X 050 = 025 m2

:. Vu = R [2 - + dY = 13 500 [1 83 025] = 21 330 kg

f m' tx_d = 050 m1 +

l .

21 3304 X 50 20

21 330= = 534 kg/cm2

4

ex 00 ,

0.425 1 . 35 m 0425

Por Reglamento, vu no ebe exceer eu : F Y= 07 V8 X 2 = 885 kg/cm2 ua > vu; correcto La zapata

resiste erfectamente el esfuerzo e corte con el perte e 20 cm.El peralte por cortante puee obtenerse tambin toano el apecio que aparece

en la gura. 330 El resultao en ambos casos eber ser el mismo. Veamos

' . ( ) ( 135 + 050)Area el apeco AT =

20425 = 0394 m2

V 5319Vu= R AT = 13 5 X 0394 = 5319 kg, y =u = = 532 kg/cm2u b 'd 50 X 20

2 258tendremos: b0 = = = 3080 cm Por tanto, 3080 = 4 120 U 8.854 120 3080 = O y si dividimos todo ene 4 obtenemos:


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4 120 3080 = O, y si dividimos todo ene 4, obtenemos:

- 3 V3o - 4 ( -) 3 V9o 38 30 770 = . = =

2 2 30 3980 - 30 63= = = 1650 cm

2 2

Como se supuso un peralte eectivo de 20 cm, ste cubre perectamente todos losesuezos requeridos y se deja por ahora para calcular el ea de acero

Con anterioridad se supuso un porcentaje de acero def = 1 %, por tant?:

As fb = 0.01 X 135 X 20 = 27 cm; con varillas del nmero 5, tendremos: 1

Nmero de varillas =- 14 varillas # 5; separacin =,

9.6 cm1.99 14

s

Anclaje lond de desaolloEl acero de erzo en ta seccin deber dellarse por medio de adherencia

en una longitud sufciente de barra o de algn dissitivo mecnico que le d anclajeDe acuerdo con las varillas obtenidas, la longiud de desarrollo valdr:

a 1.99 X 42L = 006 0.6 : 0.06 = 35.46 cm, y

0.6 X 1.59 X 42 = 40.07 cm (la longitud de desarrollo alla con la varilladel # 5 y es necesario aumentar el dimetro

de la varilla)Con vaillas del #6:

287 X 42000.06

2= 51 .1 5 cm, y 0.6 X 1 .91 X 4200 48.15

51 .15 cm > 48.15 cm y se cumple lo impuesto por el Reglamento.A cambiar el dimeo de la vailla, ambin s requiere modifc el nmero de

varillas y su sepain Veamos:

27 135Nme de varillas =- 10 vallas # 6. Separacin = 13 50 cm

V ill l l

El imetro y la seacin e losanillos en la columna, se estuiarnen su captulo coresnente


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Vaillas e la columnaanclaas a la zapata

a = 1 35

J

331

/

'

/

a = 35 m

.

Vaillas # 6@ 1 350 cm en

ambos sentis

52. 50 cm

Anclas e lasvails e acolumna

ongitu isnible e erolo

t d = 20h = 2b . Vailas # 6@ 350 cm

en amntios

1 -

+

;

-

5

.

2

.5

5

=

4

5

c

_

m___

e

Recubrimiento

Tereno consoliao

*Las varias e a zap nesion una ngiu e esarrl de 5 5 cm se cueno nicament n 47.5 cm se e qutarn 5 cm fra arle a as rilasun rcubrment en el re e la zaf Pr ont, se neri hacere unganch a las variRas fra rar la lngiu equeia de 5 5 cm.P eglamen, en ningn cas se menr e 30 cm.

Cga tota = 24 780 kg

El ancho de la zapata ser el mismo, es decir:


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a cho de a apata se e m smo, es dec

Az = 1 83 m, y a = 1 .35 m

La reaccin neta (R) es igua a

Clculo del momento de exn (fg 332).

Ser conveniente

tomar en cuenta el

= 2056

=13 500 X 1 35 0475Y

2

Columna

peso propio delpedestal cuando suseccin considerable. En casocontrario, dicho soquedar incluido en

Mu = 205 600 kcm

Pedestal el porcentaje del sopropio dado a lazata En el ejemplono se consder el

Para este ejemplo suponemos un porcenajede acero de 1.2 % que, como ya vimos en el ejemplo anterior, se encuentra comprendido enre el

mnimo = 0.0033 , y el mximo requerido porel reglamento, que result def = 0019.110 m < 3 e,

- 135 040 2a 135 m i -

e, 040

t 0.475

o- +5

i

40

-

.

-

=

0 875 0 47

peso del pedestal

Clculo del efectivo

Al modifcar el porcentaje de acero, cambiar tambin elperalte eecvo Veamos:

M = b 1 59 y. y 421= f= != 0.012 2 = 0252, portato:205

d2 = - -- 09 X 135 X 2 X 0252 (1 - 0.59 X .252)

205 600-

.

= 3946 cm61236 ( 851)

Clculo el peralte r cortante (fg 3.33)

A darle mayor seccin al elemeno que asmie la carga


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tde, 4

d/2

gra 333

(pedesal), se reduce el canilever y, en consecuencia,disminuye el perale. Veamos:

vu F . = 07 v 8 X 200 = 885 kgcm

coo vu = , y Vu Rn [ - x + d]b0 d:. v" = 13 5 [1.35 - 0.55 + .15Y] = 18 090 kg

V 18 090 18 090por ano, vu

0

4 X 5515 = 3300

T= 548 kg/cm

ex .55

J

El perale supueso de 15 cm resise ampliamene eleserzo corane, ya que vu > vu requerido

ERALTE OR ENETRACIN

e00 0 55

b0 = 4 40 + d 4 d + 160 y haciendo operaconesse endr:

- 40 + 66.402

13 20 cm < 15 cm supuesos.

Clculo el rea e acero (fg 334).

= f b d = 0012 X 135 X 15 = 2430 cm Uilizando varillas del # 6 endremos

2430 135N d ill d l # 6 9 # 6 @ 15


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Zapata ailada rectgr

La zapata aiada rectanguare on prcticamente iguae a a cuadrada;amba trabajan y e cacuan en orma imiar y e recomiendan en aqueo cao


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j y y qdonde o eje ene couna e encuenan imitado o demaiado junto

En e cao de a zapata aiada rectanguare, e Reglamento de Construc-ciones pa el Distrito Federal, no dice

Por u orma rectanguar preenta do eccione crtica ditinta para cacuarpor exin. E zapata que oporten eemento de concreto er e pomo verticatangente a a cara de a couna o pedeta en ambo ado de a zapata (fg 336 y3.37)

a 336 Grfica demomentos fexionantes.

En zapata que oporten couna de acero, e eguirn a mima epecifca-cione que a indicada para zapata aiada cuadrada (vane fg 3 19 a 3 21 )

p Colm o ptl

(igl q l

zpt cr

Efrzo compri Plo vrticl tgt l c l

lmto (colm o pl)

Efrzo i

-

Rcci l

*

tro

En zapatas aisladas rectanglares en lexin en dos direcciones, el reerzoparalelo al ado mayor se distribir niormeente (fg. 338) . El acero paralelo allado menor se disibir en tres ranjas en la sigien oa: n la anja cenal, deancho , na cantidad de acero igal a la totalidad qe debe colocarse en esadiccin mltiplicada r 2( + ) siendo y los lados corto y lgo de la


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1

0 !+

l 1

t

f

1

diccin, mltiplicada r 2( + ), siendo y , los lados corto y lgo de lazapata, rescvamente (fg. 339). En las dos anjas resttes de la zapata el reerzose distribir niormeente.

l

'

1

11 l1 l

Aeo oladonifomemene

- ,2

t

Aeo en posin - pependila al

+aeo oloado

nifomemeneaa,

Aeo loado unifomemente

El aeo se oloa enf fsta anja ni omemente

T6 1 ' +< 6


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Clcul del r efectiv r 'en

fy 4200MR=FRb d2cy(1- 0.59;,y y= f ; = 0008 250 =0. 135


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d=

3 84 0

0.90 X 2 X 250 X 0.135 (1 - 059 X 0135)3 84 0

= = 570 cm5589

d = V 570 = 24 cm

=3 184 0

6075 (1 - 008)

Como en estas zapatas dominan los esuerzos cortantes y de penetracin, elperalte

aumentar

d = 30cm.

Clcul de r r cnte (fg 343

Pedestal

d 2.4 n

-

!

por tanto, u = 17 804 [{200 X 3.10) (00 + 030)(050 + 030)],vu = 17 804 [{620) (056)]

:. vu = 415 kg

_ El Regamento especifca que i

: "+ + ' V u

(

Vo

y d = u bo Vu El peralte por cortante valdr:

100415d =(2 X 70) + (2 X 80)9 90

Peralte por netracin

b0 = 2(4 + d) + 2(5 + d) = 2d + 8 + 2d + 1 = 4d + 18b d 4d + 18d b d crga 11 385 1 1 1 5


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b0 d = 4d + 18d; y b d = g = = 1 1 1 5 cm vu 9.9:. 11 15 = + 18d; y dividiendo todos los trminos de la ecuacin entre 4

45 v45t - 4 (- 2787)nos queda d + 45d 2787 = d = 2

- 45 v

13 175 - 45 + 114.8d = 2 = 2 = 349 cmFinalmente el ralte en la zapata deber aumentarse a 34.9 cm ya que e el

ralte por penetracin el que domin el diseo de la piezarea de acero

En el sentido largo

As = a d = 6 X 2 X 34.9 = 41.88 cm; con varillas de 3441.88

1

= =

15

:

3

/

4 .

2.87En el sentido corto

2Separacin

=- = 134 cm15

As = ad = . X 31 X 3299 = 61 .36 cm

d = d 1 = 349 - 1.91 = 32.99 cm

E Reglamento especifca El acero paralelo al lado menor se distribuir en esanjas (vase fg 3.44.En la ranja cenal de anco una cantidad de acero igual a la totalidad que

debe colrse en esa direccin multiplicada por

+1 , veamos

al a

61.36 X 2 X 22 + 31

24 54451

= 48.13 cm; con varillas de 3/4

48. 13

,

2= 2.87 = 17 : 3/4 . Separacin = = 11.8 cm

Anclaje longtud e darllo


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Fa 3.44

y 06 X 91 X 4200 = 483 cm. No se cumple con la especifcacin y ser nece-

sario aumentar el dimeo de la varilla a 1

"

57 X 4200Ld 006 = 8 cm > 06 X 254 X 42 6 cm (correcto)

v 25

A cambiar el dimeo (sendo paralelo al ado largo), ser necesario modifcartambin el nmero de varillas y su separacin:

' " 4 88 , " 200

Numero de varillas de 1 =

9 1:

separacin - =

22 cm507 9

En la fgura 344 se presentan armados y la orma de consir la zapata correspondiente ejemplo que acabamos de analizr

T

- - -

'Pedestal (40 X 50)

w

ou

Varlas de 3/4" dento de fanj cental, colocads

@ 1 80 cm

1 '

/ 6


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1 8 0 2 8 762 cmEn zapatas crridas es recmendabe tmar una anja de

1. m de anch para cacuaras. VeamsPlano de la

+-+

37340.83t 1 .M =

Rn 100 =


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Mu + 2 2

-

15 c

1286 k = 128 kcm 76 + 7 = 8J 1

F 347

Plano de leccin ctica-

!coante)

Porcentaje mnimo de acero:

14 14f m = = = 00033 tmams = 0005

fy 4200

'

Pete efectiv pr exinfg 347)

!y 42 f - = 0005 = 0105e 200d =

M

u

_ _

1

_

__

0

_R cl 0.59 090 X 1 X 200 X 0105 (1 0.59 X 0.105)

128 600

= 7260 cm : d = 72.6 860 cm1773E Regament especifca que e prate eectiv mnim ser de 15 cm Pr

tant tmams d = 15 cm

Perte efectiv pr crtnte (fg 348)

rea raya = 0685 X 100 = 0685 m:. u = Rn A = 3734 X 0.685 2558 kg

" R Vf = 070 V 0.8 X 2 885 kgcm

67.5 68.5 id/2 1 5/2 = 75 c - v 2558 . d = R 1 Vu 07 X 100 X 8852558= 4.13cm620


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Zapata coda de concreto aadopa apoyos aislados

Cuando la cmentacn est dseada para una estructura ormada por apoyosasaos (cunas) y la resstenca del teeno no tene gran capacdad de soporte


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asaos (cunas) y la resstenca del teeno no tene gran capacdad de soporte,ser ms adecuada la zapta corrda para dos o ms columnas Dchas columnaspodrn manda a a zapata cargas smtrcas, lo que como resultado una zapata decho unoe (fg 3 5 )

- -o Columna-

R rgo ContratrabeZapata

Rr

CORTE ONGITUDINA RTerren CORTE TRANSVERSA

35

mao uCotate xmo

Y

PANTA

1

%r Varla picipaespo cculo

!

M O u

uM

u

o

r

n

o

WJ

C

o

rt

,.

:

Y

r

/

W

?

/

;

:

Vala poremperatura

Cotratrabe

Cuando las cargas son asmtrcas, la zapata tendr anchos dstntos para asmtr

al terreno una atga unorme (fg 352)La zapata se solucona dndole una orma apezodal, pero presenta dfcultad ensus armados lo que hace que no resulte prctca desde el punto de vsta constructvo


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Poentaje de ac n zapataf '

=_==0.0033=033%. f 42y


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080

\

Sunemos = 1 2 %

Peralte efectivo por exn (f 3.58)

fy 4200y= = 0.012 - = 020

; 250

560 0

0.90 X 1 X 250 X 0.20 1 059 X 0.20560 000

= = 141 m . d = 12 m3969

El Relameno espeifa que el perale eeivo mnimoser de 1 5 m Por ano, omamos:

l lao de la

J

secc crtca (coate)d = 5 m

Peralte efectivo por cortante (f 359)

rea rayada = 0.725 X 1.00 = 0.725 m

: u = Rn A = 17 5 X 0725 12 688 k

040 /2 5/2t

a 2.00

0.725

l

b

.

J

"

.

t .OO m

Vu :F

vr:

= 0.70y .8 X 250 990 km

u 2 688

dv - =F 1 Vu 0.70 X 100 X 9.9012 688

=693

= 18.31 m

d = 1831 > d. = 15 m

lculo del rea de acero (f 3.60)

otatabe ai llas # 3 @ 1 8 2m po tempeatua

Lontud de desarllo

h4t= :xd_= 1 8 . 31 m

AsvfyL = 0.06 _r 0.6 fy

V

f

ill # 5 @ 9


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= 2 m

aillas # 5 @ 9m po uo

,_

allas # 5 @ 9m po lulo

199 X 4200 006

: =31 72 cm;

250

0.006 X 159 X 4200 = 40 cmSe omar la logiud de 40 cm

1

A cada lado de la coaabe e cuea co (80 - 5 = 75 cmde logiud, que cubre pliee la medida requerida

aillas # 3@ 1 8 2 mpo empeatua

Ace por temperatura (g 360

As = 02 % bd = 0002 X 200 X 1831 = 7.33 cm7.33

Co varilla del # 3 - 11 # 3; eparaci0.71

200= - 18 cm11

Clculo de la conatrabe

E la gura 361 e mue lo diagrama de eerzo corae y momeoexioae e lo puo pricipale de la coraabe

Carga por metro lineal

98 000 X 2 = 35 0 kg/ml560Corae e lo pao ieriore de columa 35 000 X 040 14 000. 14 0 - 98 000 - 84 000 kg Cora a ua diacia (d/2) de lo pao ieriore de columaSe upoe para la coaabe u perale de 120 m Veamo

- 84 000+

(35 0 X 0.60) = - 63 000 kgMomento mimo entre pao interiore de colmna


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s =

0.7 X 2 X 0.49 X 4200 X 175 s n 90 + cos 90)= 35 cm

63 0 - 48 5 10


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Cumna

- 1

63 0 48 5 10

07 X 2 X 0.49 X 4200. . = 21 cm3.5 X 40

Los estibos de 5/16" se colocarn cada 21 cm.

Clculo del rea de acero (contratrabe) (fg. 362)

As = f bd=

0.005 X 40 X 175=

35 cm35

Con varillas # 9 == 6 # 9 + 2 < # 4 (armado).6.42

Detalle de armados (fg. 3.63)

6 < # 9

1'# 2 .5 @ 10 ,2 1 ' 2 1 Varilas # 5 @ 9 cm

Fa 363

DETALLE 1Ancas de as varilas -de la coumna

Varilas # @ 1 8 .2 cm

(por emperaturas

r


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En una esuctura es dcl que no exsta excencdad en las cargas y aunque nola haya, el Reglamento Constcciones dce pa estos casos

La excentrcdad de dseo no se menor que 005 h :2 cm sendo h ladmensn de a seccn en el sendo que se consdera la exn

Cuando la carga se desplaza del cenode de fgura la compresn aumentar del


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Eceicidd !e

Cuando la carga se desplaza del cenode de fgura la compresn aumentar del

lado de la ca y dsmnur de su lado opuesto (fg 369).A aumentar la excencdad y aplcar la carga en cualquer punto de la peeadel ncleo cenal, del ladod la cga la compresn se duplca menas que del ladoopuesto no hay eserzo (fg 3.70

Cuando la carga se sale del ncleo cenal aparecen tensones del lado opuestode la carga (fg 371) Cuando esto sucede, la parte del cmento donde aparecen lastensones tende a levantarse del suelo enmeno que har que cudar para que elconcreto no llegue a agretarse

Fra 3

Colum

Colum

Exceicidd !e

Si aplicamos la cga en el eemo de la seccin (cimiento), la compresin aajode la carga alcanzar un valor igual que el dole de la tensin que se produce en ellado opuesto de la cga (fg 372)

Cudo la carga se aleja ms y ms del centroide de la zapata, las tensionesaumentarn tamn del lado opues de la carga, y el eje neuo se ir acercado alceno del cimiento (fg 373)


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Fa 3

mte cleocetal

Excetcidad !)

1

e > i/2 : Pi= 2


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085 2 . 1 5

A couac obeemos las agas e las seccoes ccas po compaac e gulos (gs 3.76y 3.77).

22.66

3.00 2.55


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Fa3

1 1 0

Fa 3

oq

1 .90

o2 = 3.0 m

1

C "

N

22.66 X 2.55:. JI = = 19.26 + 5.343.00

J 24.60 T/m22.66 J

-

=

3.00 2.15

El _

2266 X 2.15J

16.24 + 5.343.00

E el plao gee a la colua obeemos, (g 378).

22.66

3. 1.90

f

=22.66 X 1.90

= 14.35 + 5.34 33.00

Clculo el esfueo cote (fg 3.79)El Regleo ce Al cosea la combac e

accoes pemaees, vaables y acceales el esezocoae o excee e F Aems, el aco F pacoae se oma gual a 0.7.

Po ao

ve : FYJ

: 0.7Y

08 X 250 990 kg/cm

24.60 + 2158 , 210 + 110= 23.09T/m; Area= 040 064 m

2 2

: 2309 X 0 = 14.78T

Cortante mximo 2499 + 1478 3977T


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vu 39 770:.Vu

FR(1 10)d= = 10.33kg/cm2>Ve07 X 110 X 50

La pieza falla ligeramen a coranteCorante en el plano tangencial() a una distancia 2 del pao de la columna

2158 + 28.00 ,=24.79T/m; Area 085 X 210 1 79 m

2

. 2479 X 179 = 4438T

44 380T 44 380T

Vu 07 X 210 X 50 = 7350 = 604 kg/cm

materialesyprocedimientosdeconstruccion-vpa

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