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Juan López Peñalver nº 8, 29590 Parque Tecnológico de Andalucía, Campanillas (Málaga) javiles@procuno.com 95 20 20 165

Curso de cimentaciones superficiales en edificios industriales. Aplicación ESwin.

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1. EL TERRENO. INFORME GEOTÉCNICO.

2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO DE CIMENTACIONES.

3. COMPROBACIONES A ESTADO LÍMITE ÚLTIMO.

• Hundimiento

• Vuelco

• Deslizamiento

• Capacidad estructural

4. COMPROBACIONES A ESTADO LÍMITE DE SERVICIO.

5. ZAPATAS EXCÉNTRICAS.

6. MODELO DE CÁLCULO EN ESWIN.

7. CASOS PRÁCTICOS.

CONTENIDO

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2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO.

• Código Técnico de la Edificación: en sus Documentos Básicos de Seguridad Estructural:• Seguridad estructural (DB-SE).• Cimientos (DB-SE-C).

• Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08).

• Norma de construcción sismorresistente (NCSE-02).

NORMATIVA DE APLICACIÓN.

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2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO.¿QUÉ DEBEMOS SABER ANTES DE DISEÑAR UNA CIMENTACIÓN?

¿Hay Informe Geotécnico?

SÍ NO

1

•¿Qué terrenos se identifican?

•¿Tenemos datos suficientes?

2

•¿Qué solución propone?

3

•¿Hay capas expansivas?

4

•¿Hay contacto con terrenos agresivos? Sólo podemos

hacer un predimensionado de la cimentación.

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¿Hay interferencias con instalaciones?

¿Hay medianerías?

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2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO.TIPOS DE CIMENTACIONES.

1. CIMENTACIONES DIRECTAS.

2. CIMENTACIONES PROFUNDAS (pilotes, grupos de pilotes y micropilotes)

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2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO.PELIGROSIDAD DE LOS TERRENOS EXPANSIVOS:

Capa activa

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2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO.AGRESIVIDAD DEL TERRENO:

En función de la agresividad del terreno debemos:• Elegir un cemento adecuado.• Fijar el contenido mínimo de cemento.• Fijar la relación mínima agua/cemento.

Debemos elegir una resistencia de las recomendadas por la EHE

ar

qui.c

om

rnom

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2. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULORECUBRIMIENTOS MÍNIMOS

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rnom=rmin+10 mm

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3. COMPROBACIONES DE E.L.U.COMPROBACIÓN DEL HUNDIMIENTO POR EL MÉTODO DE MEYERHOF

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**d

d,adm B·LN

q

• Método sencillo y rápido para cálculos manuales.• Propuesto por el DB-SE-C.

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3. COMPROBACIONES DE E.L.U.COMPROBACIÓN DEL HUNDIMIENTO POR EL MÉTODO CLÁSICO

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Equivalente al método de Meyerhof cuando

qadm=1,33·qmax.

• Supone las presiones variables (comportamiento más real).• Se acepta que la presión máxima sea mayor que la admisible (33%)

e≈0 e<A/6 e>A/6

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3. COMPROBACIONES DE E.L.U.VUELCO

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A SM

RZ

• El DB-SE-C introduce un coeficiente de seguridad muy alto a vuelco.

• Suele ser la comprobación más desfavorable en naves industriales.

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3. COMPROBACIONES DE E.L.U.DESLIZAMIENTO

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• Capacidad del terreno para oponerse a las reacciones horizontales.

• El terreno tiene tres mecanismos para oponerse:RZ

RH

FR

EP

•Depende de la carga vertical.

•DB-SE-C: f’=3f/4.

FRICCIÓN

•En suelos cohesivos.

•DB-SE-C sólo lo considera bajo muros de contención.

ADHERENCIA

•Para que aparezca es necesaria una movilización de la estructura.

•NO SE DEBE CONSIDERAR

EMPUJE PASIVO

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3. COMPROBACIONES DE E.L.U.CAPACIDAD ESTRUCTURAL - FLEXIÓN

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• La EHE define dos comprobaciones, dependiendo del vuelo de la zapata:• v<2h → RÍGIDA• v>2h → FLEXIBLE

CASO

DE

ZAPA

TA R

ÍGID

A

CASO

DE

ZAPA

TA F

LEXI

BLE

En todas las comprobaciones de capacidad estructural, gF = 1,60

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3. COMPROBACIONES DE E.L.U.CAPACIDAD ESTRUCTURAL - PUNZONAMIENTO Y CORTANTE

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Son comprobaciones similares, con las que se verifica que el canto de la zapata es suficiente como para que el hormigón soporte el esfuerzo cortante.

CORT

ANTE

PUN

ZON

AMIE

NTO

pS

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4. COMPROBACIONES DE E.L.S.ASIENTOS

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• Asiento máximo (s).• Asiento diferencial (ds).• Distorsión angular (b).

Importante tenerlos en cuenta en:• Estructuras articuladas• Puentes grúa

FISURACIÓN

• Cálculo de la abertura máxima de fisura, que debe ser inferior a 0,3 mm (0,2 mm en Qa, y 0,1 mm en Qb,Qc)

1,7

Separación entre fisuras. Depende de:• Ø mayor• Recubrimiento mínimo

Alargamiento de las armaduras

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5. ZAPATAS EXCÉNTRICAS

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H

N2

11

2

H

ce n

M N

M

N

M

N

max

• “Autoestable” • Implica unas dimensiones

enormes

• Necesidad de colocar una centradora

• Posible inversión de momentos -> Armadura superior.

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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PLANTEAMIENTO CLÁSICO: calcular la estructura como perfectamente empotrada y llevar las reacciones a cimentación.

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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¿Y si fallara una zapata? ¿Se caería todo?

¡NO!La estructura sólo se desplomaría hasta un cierto límite, ya que la

parte que queda en pie sustentaría a la parte que ha quedado descalzada

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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¿Y si fallara una zapata? ¿Se caería todo?

Al fallar la zapata de la estructura de la figura, la parte que queda en pie se comportaría como un voladizo, redistribuyéndose los esfuerzos.

Si hubiéramos diseñado la estructura sabiendo que la zapata fallaría, no pasaría nada

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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CONCLUSIÓN: Cuando falla la cimentación, antes de llegar al colapso debe fallar la estructura. Si ésta resiste, no habrá ningún problema.

Luego, si reducimos la cimentación, haremos trabajar más a la estructura, pero no fallará necesariamente. Esto es lo que ocurre en las estructuras articuladas en cimentación.

¿Y por qué no plantear una solución intermedia?

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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La solapa “MODELO” del cuadro de propiedades de la zapata permite liberar los desplazamientos de ésta, en 5 grados de libertad: x, y, z, qx y qy

GIRO (Distribución de presiones)

EMPOTRADO UNIFORME

Con esta solución el terreno no puede recibir momentos; por

tanto, los momentos flectores se redistribuyen

M

ESFUERZO HORIZONTAL

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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EMPOTRADO LIBRE

Con esta solución estamos “enviando” el esfuerzo horizontal a

otra parte de la estructura

F F

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6. INTERACCIÓN ESTRUCTURA - TERRENO

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MODELO RÍGIDO MODELO DE WINKLER MODELO ELÁSTICO

DESPLAZAMIENTO VERTICAL

• Basado en el módulo de balasto.

• Modifica la distribución de presiones

• Basado en el módulo de elasticidad.

• Modifica la distribución de presiones y la absorción de esfuerzo horizontal

• Desplazamiento totalmente impedido

• El programa sigue calculando los asientos.

• Este modelo no puede coexistir con modelos elásticos.

N N N

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