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CIMENTACIONES 
MÉTODOS DE CÁLCULO DE CIMENTACIONES 
SUPERFICIALES 
C Métodos clásicos. 
C Métodos matriciales con modelización del terreno. 
C Métodos de cálculo numérico M.E.F. 
Juan Pérez Valcárcel 
Terreno 
firme 
M.E.C. 
Terreno 
blando 
MÉTODOS CLÁSICOS 
C Basados en el concepto de tensión admisible. 
C Son sencillos y prácticos. 
C Condiciones Cimentaciones de tamaño similar 
Bulbos de presiones no excesivamente profundos
CIMENTACIONES 
MÉTODOS MATRICIALES CON MODELIZACIÓN DEL 
TERRENO. 
P q 
P q 
Cimentación Barras 
Medio elástico 
Juan Pérez Valcárcel 
Bielas 
l 
Suelo firme Suelo firme 
s =-K× d 
E A 
l 
= K b 
× 
× ×D 
Modelo de módulo de balasto 
Contribución a la matriz de rigidez 
E.A 
l 
× d = K ×d×b× D 
Los modelos más complejos pueden resolverse por integración 
numérica. 
C Modelos de mediana dificultad, muy flexibles de uso 
C Precisan programas de cálculo matricial. 
C Adecuados para cimentaciones flexibles.
CIMENTACIONES 
MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS O DE 
CONTORNO 
C En teoría se adaptan a cualquier problema. 
C Precisan complejos programas de cálculo. 
C Es esencial la correcta modelización del terreno. 
Juan Pérez Valcárcel
CIMENTACIONES 
CIMENTACIONES (Art. 59 EHE) 
ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN 
C ZAPATAS 
C ENCEPADOS 
C LOSAS 
CLASIFICACIÓN DE CIMENTACIONES 
Cimentaciones rígidas: 
C Encepados v<2.h 
C Zapatas v<2.h 
C Pozos de cimentación 
C Elementos masivos: 
Contrapesos, muros de gravedad. 
Cimentaciones flexibles: 
C Encepados v>2.h 
C Zapatas v>2.h 
C Losas de cimentación 
Encepados h>40 cm 
Juan Pérez Valcárcel 
h>diámetro del pilote 
Zapatas h>35 cm 
h0>25 cm
CIMENTACIONES 
REACCIONES DEL TERRENO O PILOTES 
CIMENTACIONES RÍGIDAS.- Como un sólido rígido. 
CIMENTACIONES FLEXIBLES.- Considerando la deformación del 
terreno (modelos de respuesta del terreno). 
Juan Pérez Valcárcel 
< 30º 
v 
h h 
y M 
Zapata Zapata 
h0 
v 
Encepado de pilotes 
h 
v 
canto constante canto variable 
N My 
Mz 
N 
Mz 
TENSIONES SOBRE EL TERRENO 
C Todas las cargas de la estructura y el peso del cimiento y del terreno 
sobre él Valores característicos. 
ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS DEL ELEMENTO DE CIMENTACIÓN 
C Todas las cargas de la estructura mayoradas. 
C El peso del cimiento y del terreno mayorados Cuando sea 
necesario
CIMENTACIONES 
MÉTODO GENERAL DE CALCULO DE 
CIMENTACIONES RÍGIDAS (Según EHE) 
Juan Pérez Valcárcel 
R1d R2 d 
1 2 
N1d 
Nd 
N2d 
Md 
F1 
F2 F3 
T 
R 
0,85 d 
= 1 s yd 
1d 
d (x 0,25 a) A f 
× 
- × = × 
N = 
N 
2 
+ 
M 
a / 2 
N = 
N 
2 
- 
M 
a / 2 
1d 
d d 
2d 
d d 
Método de bielas y 
tirantes 
Formación de bielas: 
C Se sustituye la carga y el momento por dos fuerzas situadas en el 
centro de gravedad de las dos mitades del pilar. 
C Se calculan las reacciones del terreno suponiéndolas concentradas 
en el c.d.g. de las dos mitades de la zapata.
CIMENTACIONES 
i j 
i j 
Juan Pérez Valcárcel 
N N 
l 
ASIENTOS ADMISIBLES 
Arenas Asientos en fase de construcción 
Arcillas Asientos diferidos 
Distorsión angular 
Valores aceptables (según J. Montoya) 
C Estructuras de fábrica Entre 2 y 4 cm 
C Estructuras de hormigón Entre 4 y 7 cm 
C Estructuras metálicas Entre 4 y 7 cm
CIMENTACIONES 
CARGAS UNITARIAS ADMISIBLES EN ZAPATAS (J.Montoya) 
Terrenos arenosos sadm en kp/cm2 
Compacidad Densidad 
relativa 
Juan Pérez Valcárcel 
Anchos de zapata en metros 
1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 
Muy suelta <0,20 <0,90 <0,60 <0,45 <0,35 <0,30 <0,30 <0,30 
Suelta 0,20 a 
0,40 
0,90 a 
2,90 
0,60 a 
2,50 
0,45 a 
2,25 
0,35 a 
2,10 
0,30 a 
1,90 
0,30 a 
1,85 
0,30 a 
1,80 
Media 0,40 a 
0,60 
2,90 a 
6,00 
2,50 a 
5,40 
2,25 a 
5,00 
2,10 a 
4,65 
1,90 a 
4,50 
1,85 a 
4,35 
1,80 a 
4,20 
Compacta 0,60 a 
0,80 
6,00 a 
9,75 
5,40 a 
9,00 
5,00 a 
8,40 
4,65 a 
8,00 
4,50 a 
7,60 
4,35 a 
7,35 
4,20 a 
7,00 
Muy 
compacta 
>0,80 >9,75 >9,00 >8,40 >8,00 >7,60 >7,35 >7,00 
Cuando la arena esté bajo el nivel freático estos valores se reducen a la mitad 
CARGAS UNITARIAS ADMISIBLES EN ZAPATAS Y LOSAS (J. 
Montoya) 
Terrenos arcillosos sadm en kp/cm2 
Consistencia sadm ZAPATA 
AISLADA CONTINUA 
Fluida < 0,50 < 0,60 < 0,45 
Blanda 0,50 ÷1,00 0,60 ÷1,20 0,45 ÷0,90 
Media 1,00 ÷2,00 1,20 ÷2,40 0,90 ÷1,80 
Semidura 2,00 ÷4,00 2,40 ÷4,80 1,80 ÷3,60 
Dura > 4,00 > 4,80 > 3,60
CIMENTACIONES 
SEGURIDAD AL VUELCO Y AL DESLIZAMIENTO 
Necesaria en todo tipo de zapatas, en especial si hay fuertes cargas 
horizontales. 
Juan Pérez Valcárcel 
M N 
V 
F 
P 
R A 
Seguridad al vuelco 
Seguridad a deslizamiento
CIMENTACIONES 
ESQUEMAS DE AGOTAMIENTO ESTRUCTURAL DE 
ZAPATAS. 
Juan Pérez Valcárcel 
Rotura agria.- Cuantía mecánica 
insuficiente. 
U 
£ 
U 
s 0,04 
c 
Rotura por fallo de armadura a 
flexión. 
Rotura por fallo de hormigón 
comprimido. 
Sólo para cuantías muy altas 
Rotura por cortante 
Fallo de anclaje de armadura 
Rotura por hendimiento. 
En zapatas muy rígidas 
Fisuración excesiva.
CIMENTACIONES 
ZAPATAS CORRIDAS 
Juan Pérez Valcárcel 
e 
1,5(a-2e) 
a 
1 
5 
a/4 
a 
N+P 
1 
e 
N+P 
5 
N 
P 
M 
N 
a 
P 
V 
h 
h 
h 
M 
V 
N 
P 
c 
Determinación del 
ancho. 
Carga centrada 
N+P 
a adm £ 
s = s 
Carga excéntrica e<a/6 
e = 
× 
M+ V h 
N+ P 
N+P 
a 
s5 = (1+ 
sadm 
3e 
a 
× ) £ 
Carga excéntrica e>a/6 
4 
3 
N+P 
a - 2e 
4 
3 
× æ 
s1 = sadm 
è ç 
ö 
ø ÷ 
£ ×
CIMENTACIONES 
ZAPATAS CORRIDAS.- Determinación del canto. 
C Por optimización de la armadura. 
C Por longitud de anclaje de las esperas. 
C Por cortante. 
Canto óptimo de la zapata 
Esfuerzo de la armadura (bielas) Cuantía mínima 
2 2 
adm = 100 N/m = 1 kp/cm 
2 2 
adm= 200 N/m = 2 kp/cm 
2 2 
adm = 300 N/m = 3 kp/cm 
= d 
0 100 200 300 400 500 600 700 800 
2.40 
2.30 
2.20 
2.10 
1.80 
1.70 
1.60 
1.50 
1.40 
1.30 
1.20 
1.10 
1.00 
0.80 
Juan Pérez Valcárcel 
CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 
2.00 
1.90 
Relación Vuelo/canto 
0.90 
adm = 400 N/m 2 = 4 kp/cm2 
T 
N 
1 d 
( 
b 
4 
d 0,25 a) 
× 
- × 
,70 
T 0,002 1 d f d yd = × × × 
El canto óptimo se produce al igualar ambos esfuerzos
CIMENTACIONES 
ZAPATAS CORRIDAS.- CALCULO 
Zapatas rígidas.- Método de bielas y tirantes 
= 1 s yd 
2 = + × F 
6 M 
b 1 
d d 
.b 
4 1 
Juan Pérez Valcárcel 
R1d R2d 
1 2 
N1d 
Nd 
N2d 
Md 
F 1 
F 2 F3 
F N 
b 
N 
b 2 
= d 
R 
N 
b 
b 
2 
6 M 
b 
b 
4 
N 
2 
3 M 
= d × + d 
d d 
1d 2 
2 b 
× 
× = + 
× 
× 
x 
N 
2 
b 
4 
3 M 
2 b 
2 b 
3 
N 
2 
3 M 
2 b 
N 
2 
4 M 
b 
N 
2 
3 M 
2 b 
d d 
d d 
d d 
d d 
= 
× + × 
× 
× × 
+ × 
× 
= 
+ × 
+ × 
× 
T 
R 
0,85 d 
1d 
d (x 0,25 a) A f 
× 
- × = × 
Se define la excentricidad de la carga e=Md/Nd 
Caso 1º.- e<b/6 Diagrama trapezoidal
CIMENTACIONES 
Zapatas corridas flexibles.- Método de flexión sobre sección de 
referencia. 
Sección de referencia 0,15. a (muros de hormigón) 
d1 
f 0 
Juan Pérez Valcárcel 
l 
0.15a1 
1 M 
a1 
h 
1 m 
0,25. a (muros fábrica) 
Armado Para el flector producido por la reacción del 
terreno en la sección de referencia 
Caso 1 
s = £ = × 
M 
W 
3 2 
1d f 0,21 f 
ct,k ck 
Estrictamente no precisa armado 
Caso 2 
s ³ fct,k 
Se arma para M1d en la sección de 
referencia 
Cuantía geométrica 
>0,20% (B-400S) 
>0,18% (B-500S) 
A 
A 
³ 
s 0,0020 
c 
Para carga centrada. -Armado trasversal 
M = 
N 
2 a 
a - a 
2 
+ 
0,15 
0,25 
a 
= M 
1 d f 
= (1+ ) 
U = A f = 1 d f 
0 
2 
d1 
2 
cd 
yd cd 
g 
m w m m 
w 
× 
× 
× 
æ 
è ç 
ö 
ø ÷ 
× × 
× 
× × × ×
CIMENTACIONES 
Para carga centrada. -Armado 
longitudinal 
d2 f d2 
d2 
2 
cd 
Juan Pérez Valcárcel 
d 
v 
d' 
a 0 
V 
d 
d h 
1m 
a 
Vu2 = [0,12 ×x (100 × r ) 1/3 
l × fck - 0,15 ×s] cd '× b × 
1 
V [0,12 100 f ] b u2 l ck = ×x × 3 × r × × 
Vu2 = 0,205 × x ×b ×d 
V V d £ u2 
M = 0,2 M 
= 
M 
1 d' f 
= (1+ ) 
U = A f = 1 d' f 
yd cd 
g 
m w m m 
w 
× × 
× × 
× 
× × × × 
Cálculo a cortante Sin armado 
Para hormigón H 25 las cuantías geométricas suelen estar en mínimos 
r1 
= 0,002 3 100× 0,002×25 = 1,71
CIMENTACIONES 
ZAPATAS AISLADAS. 
Zapatas cuadradas.- Determinación de dimensiones por tanteo. 
1,5(a-2e) 
Juan Pérez Valcárcel 
e 
a 
1 
5 
a/4 
a 
N+P 
1 
e 
N+P 
5 
N 
P 
M 
N 
a 
P 
V 
h 
h 
h 
M 
V 
N 
P 
c 
Carga centrada 
s = N+P s 
a2 adm £ 
Carga excéntrica e<a/6 
e = 
× 
M+ V h 
N+P 
N+P 
a 
s5 = (1+ 
s2 adm 
3e 
a 
× ) £ 
Carga excéntrica e>a/6 
4 
3 a 
N+P 
a - 2e 
4 
×æè ç 
öø ÷ 
s = 
£ × 
s 1 adm × 3
CIMENTACIONES 
ZAPATAS AISLADAS.- CALCULO. 
= 1 s yd 
2 = + × F 
6 M 
b 1 
d d 
.b 
4 1 
Juan Pérez Valcárcel 
R1d R2d 
1 2 
N1d 
Nd 
N2d 
Md 
F 1 
F 2 F3 
F N 
b 
N 
b 2 
= d 
R 
N 
b 
b 
2 
6 M 
b 
b 
4 
N 
2 
3 M 
= d × + d 
d d 
1d 2 
2 b 
× 
× = + 
× 
× 
x 
N 
2 
b 
4 
3 M 
2 b 
2 b 
3 
N 
2 
3 M 
2 b 
N 
2 
4 M 
b 
N 
2 
3 M 
2 b 
d d 
d d 
d d 
d d 
= 
× + × 
× 
× × 
+ × 
× 
= 
+ × 
+ × 
× 
Método de bielas y tirantes 
T 
R 
0,85 d 
1d 
d (x 0,25 a) A f 
× 
- × = × 
Se define la excentricidad de la carga e=Md/Nd 
Caso 1º.- e<b/6 Diagrama trapezoidal
CIMENTACIONES 
Comparación con la teoría de Lebelle (Para zapata centrada) 
d 
= s yd 
Juan Pérez Valcárcel 
Nd 
Nd /2 Nd /2 
Nd /2 Nd /2 
1 2 
T 
N 
8 d 
d (b a) A f 
× 
- = × 
Bielas 
N 
N 
2 
x 
b 
4 
T 
R 
0,85 d 
(x 0,25 a) 
N 
6,8 d 
(b - a) = A f 
1d 
d 
1 
d 
1d 
1 
d 
s yd 
= = 
= 
× 
- × = 
× 
× 
La única diferencia está en que en la teoría de Lebelle las bielas 
parten del apoyo del pilar y según la EHE de un punto situado a 
0,85.d
CIMENTACIONES 
CANTO ÓPTIMO EN ZAPATAS AISLADAS CON CARGA 
CENTRADA 
Esfuerzo de la armadura (bielas) Cuantía mínima 
2 2 
adm= 100 N/m = 1 kp/cm 
2 2 
adm= 200 N/m = 2 kp/cm 
adm= 300 N/m = 3 kp/cm 
= d 
0 100 400 700 1000 1300 1600 1900 2200 
2.40 
2.30 
2.20 
2.10 
1.80 
1.70 
1.60 
1.50 
1.40 
1.30 
1.20 
1.10 
1.00 
0.80 
Juan Pérez Valcárcel 
CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 
2.00 
1.90 
Relación Vuelo/canto 
0.90 
adm = 400 N/m 2 = 4 kp/cm2 
2 2 
T 
N 
1 d 
( 
b 
4 
d 0,25 a) 
× 
- × 
,70 
Td = 0,002 ×b×d× fyd 
El canto óptimo se produce al igualar ambos esfuerzos 
N 
1 d 
(b 
4 
0,25 a) = 0,002 b d f 
d = 
N 
0,136 f 
(1- 
a 
b 
) 
d 
yd 
d 
yd 
,70× 
- × × × × 
× 
×
CIMENTACIONES 
CALCULO DE ZAPATAS AISLADAS FLEXIBLES 
Método de flexión 
Sección de referencia 0,15. a (pilares de hormigón) 
a1 l 
Juan Pérez Valcárcel 
0.15a1 
M1 h 
Punto medio cara pilar y borde 
placa (pilares metálicos) 
Armado Para el flector producido por la reacción del 
terreno en la sección de referencia 
Caso 1 
s = £ = × 
M 
W 
3 2 
1d f 0,21 f 
ct,k ck 
Estrictamente no precisa armado 
Caso 2 
s => fct,k 
Se arma para M1d en la sección de 
referencia 
Cuantía geométrica 
>0,20% (B-400S) 
>0,18% (B-500S) 
A 
A 
³ 
s 0,0020 
c 
Comprobación a tensiones tangenciales 
C Cortante Zapatas estrechas (comentarios) 
C Punzonamiento Zapatas bidimensionales
CIMENTACIONES 
Cálculo a cortante Sin armado 
Juan Pérez Valcárcel 
a 
b 
0 a 
0 b 
h 
d 
Vd 
V = [0,12 ×x (100 ×r × f ) 1/3 
- 0,15 ×s '] × b × 
d u2 l ck 
cd V [0,12 100 f ] b d u2 l ck = × x × 3 × r × × × 
Vu2 = 0,205 × x ×b ×d 
V V d £ u2 
Para hormigón H 25 las cuantías geométricas suelen estar en mínimos 
r1 
= 0,002 3 100× 0,002×25 = 1,71
CIMENTACIONES 
Cálculo a punzonamiento Sin armado 
U 1 
c1 
× × × × 
× 
1 1 2 
b b 
sd,ef d 
Juan Pérez Valcárcel 
bx 
2d 
2d c2 
by 
b1 
b2 
U0 
hormigón HA-25 
p 
U = 2 c + 2 c + 4 d 
F = N = 1,15 
F 
u d 
0,12 100 f 0,442 
sd,ef 
1 
1 ck 
3 
× 
£ × × × × £ × 
x r x 
Comprobación en el perímetro del pilar 
u 2 c 2 c 
N 
u d 
0 1 2 
d 
0,30 f 
cd 
0 
= × + × 
× 
£ ×
CIMENTACIONES 
ZAPATA RÍGIDA AISLADA.- MÉTODO SIMPLIFICADO 
Juan Pérez Valcárcel 
h 
lv 
N+P 
a2 adm 
s = £ s 
h 
d 
b 
a 
Vd 
A 1 
c 
c2 
1 
Dimensionado en planta 
Para un tanteo inicial 
P » 0,1×N 
Canto para zapatas rígidas 
sadm (kN/m2) vuelo/canto 
100 2,0 
200 1,6 
300 1,3 
400 1,1 
Comprobación a cortante 
= × - - 
= × × - - 
£ × × × 
A a (b a 2d) 
V s 
a (b a 2d) 
V 0,205 b d (para H 25) 
x 
Armado.- Por bielas 
N N 
2 
x b 
4 
T R 
0,85 d 
(x 0,25 a) N 
6,8 d 
(b- a) = A f 
1d 
d 
1 
d 
1d 
1 
d 
s yd 
= = 
= 
× 
- × = 
× 
×
CIMENTACIONES 
TABLAS COMPARATIVAS DE ARMADO PARA 
ZAPATAS CON CARGA CENTRADA. 
ZAPATAS: v=2.h (Carga centrada) 
650 
500 
450 
400 
350 
300 
250 
200 
150 
100 
50 
650 
600 
550 
500 
450 
400 
300 
150 
100 
50 
Juan Pérez Valcárcel 
flexión 
cuantía min. 
0 100 400 700 1000 1300 1600 1900 2200 
0 
CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 
600 
550 
bielas 
ARMADO DE LA ZAPATA POR m (kN/m) 
ZAPATAS: v=h (Carga centrada) 
1300 
flexión 
CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 
ARMADO DE LA ZAPATA POR m (kN/m) 
0 100 
0 
400 700 1000 
350 
250 
200 
cuantía min. 
1600 1900 
2200 
bielas
CIMENTACIONES 
ZAPATAS DE MEDIANERÍA. 
Problema.- Momento por excentricidad de la carga. 
P1 
Juan Pérez Valcárcel 
P1 
1 N 
TIRANTE+TERRENO 
1 N 
P 
1 
R1 
N1 
P 2 
R2 
N2 
T 
P1 
1 N 
T 
T 
1 P 
FR 
N1 
T 
EP 
FR FR 
TIRANTE+RIOSTRA RIOSTRA+TERRENO 
VIGA CENTRADORA 
M = N1 . e 
Sistemas de equilibrado.
CIMENTACIONES 
ZAPATAS DE MEDIANERÍA.- MODELOS DE RESPUESTA DEL 
TERRENO CONSIDERANDO EL MÓDULO DE BALASTO. 
Juan Pérez Valcárcel 
Viga centradora = 35x70 
Esquema simplificado del 
pórtico 
Viga centradora = 35x70 
Modulo de balasto = 0.5 
Viga centradora = 35x70 
Modulo de balasto = 4.0 
Diagrama de 
m o m e n t o s 
K=0,5 
Diagrama de 
momentos K=4,0
CIMENTACIONES 
ZAPATAS DE MEDIANERÍA. RESPUESTA UNIFORME DEL TERRENO 
a 
1 P 
b1 
a1 
b 
Tomando momentos respecto a los apoyos 
Juan Pérez Valcárcel 
a2 
hv b2 
bv 
N1 
R1 R2 
N2 
P 2 
P1 
R2 
N1 
L1 
a1 
N1 
R2 
N .l P a R a 0 R = N l 
a 
+P 
N .(l a ) R a 0 R = 
N l 
a 
-N 
1 1 1 1 1 1 1 
1 1 
1 
1 
1 1 1 2 1 2 
1 1 
1 
1 
+ × - × = × 
- - × = ×
CIMENTACIONES 
COMPROBACIÓN DE LAS ZAPATAS 
Zapata 1 s s s 1 
Juan Pérez Valcárcel 
b 
d M 
l x 
b1 
0.15b 
bw 
b 
Md 
b1 
bv d 
Vx 
1 
adm 
1 
2 adm 
R 
a b 
b 2 a 
R 
2 a 
= 
× 
£ » × Þ 
× 
£ 
Zapata 2 R2 £ (N2 )Carga perm. + P2 
Armado zapata 1.- Como una zapata corrida N=N1 
l 
b b 
2 
0,15 b 
b 
2 
0,35 b 
M 
l 
2 
= 
N 
b 
l 
2 
A f = 
N 
0,9 b d 
l 
2 
(Armado por m) 
x 
v 
v v 
d d 
x 
2 
d x 
2 
x yd 
d x 
2 
= 
- 
+ × = - × 
= × × 
× 
× × 
× 
s 
Comprobación a cortante 
v 
b b 
2 
- d 
V v = 
N 
b 
v 
V = 
N 
b 
v 0,12 100 f 
x 
v 
x x 
d 
d 
3 
x 1 ck 
= 
- 
= × × 
× £ × × × × 
s 
x r
CIMENTACIONES 
ARMADO DE LA VIGA CENTRADORA 
M =R (a - a / 2) = ( 
ZAPATAS DE MEDIANERÍA.- PUNZONAMIENTO 
c2 by 
Juan Pérez Valcárcel 
As 
Ap 
Ai 
d/2 d/2 
2d 
c1 2d 
U1 
<0.5 C1 ó 1.5d 
1.5d> c2 
U0 
C1 
N l 
a 
-N ) (a - a / 2) 
V =R = ( 
N l 
a 
-N ) 
max 2 1 
1 1 
1 
1 1 
max 2 
1 1 
1 
1 
× 
× 
× 
× 
× » × 
F = N 1,40 N 
F 
u d 
sd,ef d d 
0,442 
sd,ef 
1 
b 
x 
× 
£ × 
Comprobación en el perímetro del pilar 
= + × £ + × 
u c 3 d c 2 c 
N 
u d 
0 1 1 2 
d 
£ 0,30 × 
f 
× 
cd 
0
CIMENTACIONES 
ZAPATA RETRANQUEADA 
Juan Pérez Valcárcel 
R 
a1 
L1 
1 
1 P 
N1 
R 
2 
2 
P 
R1 
N1 
2 R 
N1 
a 
b 
N 
P2 
2 
a1 
b1 
N .l P a R a 0 R = N l 
a 
+P 
N .(l a ) R a 0 R = 
N l 
a 
- N 
1 1 1 1 1 1 1 
1 1 
1 
1 
1 1 1 2 1 2 
1 1 
1 
1 
+ × - × = × 
- - × = 
× 
Zapata 1 s 1 
s 1 
adm 
R 
a b 
= 
× 
£ 
Zapata 2 R2 £ (N2 )Carga perm. + P2
CIMENTACIONES 
ZAPATAS DE ESQUINA CON VIGAS CENTRADORAS 
(Método simplificado) 
× × Þ × 
Juan Pérez Valcárcel 
N 
1 R 
2 R 
y´ 
l 1 
x´ 
a1 
2 l 
2 a 
R 
R +P £ 
a b adm 
s = s 
× 
Ecuaciones de equilibrio 
F 0 N+ R +R - R = 0 
M 0 - N l + R a + R l =0 R =R 
a 
l 
- N 
M 0 N l - R a + R l =0 R = R 
a 
l 
- N 
z 1 2 
x' 1 2 1 2 1 
2 
2 
y' 1 1 2 1 2 
1 
1 
å 
å 
å 
= Þ 
= Þ × × × Þ × 
= Þ × × × Þ × 
Sustituyendo estos valores en la primera ecuación 
N+R 
a 
l 
- N+R 
a 
l 
- N- R =0 N = R ( 
a 
l 
+ 
a 
l 
- 1) 
R = 
N 
( a 
l 
+ a 
l 
- 1) 
2 
2 
1 
1 
2 
2 
1 
1 
2 
2 
1 
1 
Zapata 
Vigas centradoras como en las zap. de medianería
CIMENTACIONES 
RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS 
EXCAVACIÓN Y HORMIGONADO 
C Se escava el hueco de la zapata, dejando 20 cm para excavarlo 
inmediatamente antes de hormigonar. 
Especialmente en suelos coherentes. 
C Se vierten 10 cm de hormigón de limpieza. 
C Se coloca la ferralla sobre calzos. 
C Se vierte el hormigón y se vibra. 
ARMADO EN ESPERA. 
C Anclaje por prolongación recta. 
Las patillas a compresión son inútiles. 
C Solución con grupos de barras. 
C El armado en espera es el necesario para la sección de la base 
del pilar. (No necesariamente la más desfavorable). 
CUANTÍAS GEOMÉTRICAS MÍNIMAS 
B 400 S 0,0020 
B 500 S 0,0018 
Diámetros de 12 o superiores Mejor de 16, 20 ,25 
Juan Pérez Valcárcel
CIMENTACIONES 
ANCLAJE DE ARMADURAS A LA ZAPATA 
Juan Pérez Valcárcel 
lb=longitud anclaje 
ls=longitud solape 
lb no se tienen en cuenta grupos de barras 
ls se tienen en cuenta los grupos de barras 
La patilla inferior sólo sirve para apoyo de las barras. Es inútil a 
compresión. 
Longitudes de anclaje (H 25 posición I) 
lb B 400 S B 500 S 
i12 24 24 
i14 28 29 
i16 32 38 
i20 48 60 
i25 75 94
CIMENTACIONES 
l1 l2 l3 
Juan Pérez Valcárcel 
a 
c.d.g. b 
N2 
N1 + N2 
M2 
N1 
M1 
x1 x x2 
- - + + = - ( + ) 
= 
N x N x M M N N x 
1 1 2 2 1 2 1 2 
N x + N x - M - 
M 
X 
1 1 2 2 1 2 
+ 
N N 
1 2 
ZAPATAS COMBINADAS 
c.d.g. zapata ø c.d.g. cargas 
Condiciones de rigidez de la zapata. 
l 
EI 
kb 
l 
EI 
kb 
l 
EI 
kb 
2 
4 
1 
4 
3 
4 
< 17 × 
< 
< 
. 
Zapata rígida 
Se calcula como viga apoyada en pilares con respuesta uniforme de 
terreno 
s = 
+ + 
× 
N N P 
1 2 
a b 
Zapata flexible 
Apoyo elástico en el terreno ! mod. 
de balasto.
CIMENTACIONES 
ARMADO DE ZAPATAS COMBINADAS 
- Armado longitudinal Armado como viga invertida. 
b0 
a0 
- Armado transversal flexión transversal 
Juan Pérez Valcárcel 
a 
b 
h h h h 
N1 
N 
1 
s = 
b × ( a + 
2 
h 
) 0 El armado trasversal puede aplicarse a la rama horizontal de los 
estribos!Disposiciones adecuadas. 
Fuera de estas zonas: Arm. trasv. =0.2 Arm. long.
CIMENTACIONES 
d 
Juan Pérez Valcárcel 
d d 
d 
Vrd 
- Armado a esfuerzo cortante 
Cercos: 
- De apoyo de armadura 
- Resistentes 
- Sección referencia !a la distancia d de la cara del pilar. 
V = max (V1,V2,V3,V4) Vd = ?f·V 
Vrd = Vcu + Vsu Vcu = [0.10 ? (100 ?1 fck)1/3 ] b0 d 
Vsu = A·fyd/s · 0.9 ·d 
Cercos enteros !armadura transversal. 
- Comprobación a punzonamiento 
Soportes interiores ! como en zapata centrada. 
Soportes en el borde !como en zapata de medianería.
CIMENTACIONES 
Juan Pérez Valcárcel 
h 
b 
l 
D 
Columna equivalente 
D x b 
VIGAS FLOTANTES 
Métodos de cálculo Viga rígida 
Viga flexible sobre apoyo elástico 
Viga flexible sobre terreno elástico. 
Viga rígida 
Esquema 
simplificado. 
Viga flexible sobre apoyo elástico 
k 
l 
E 
l 
E 
l 
= = E k l 
× 
= = Þ = × 
s 
d 
s 
e 
s 
s
CIMENTACIONES 
POZOS DE CIMENTACIÓN 
ZAPATA + ENANO HORMIGÓN 
Cimentaciones de profundidad media 4-10 m. 
Juan Pérez Valcárcel 
CICLOPEO + ZAPATA 
POZO 
b-2ex 
b 
a-2ey 
a 
ey 
ex 
e 
Pozos de hormigón en masa. 
( ) 
( ) ( ) 
= - 
= - 
A a b e 
A b a e 
x 
y 
( ) 
A A A 
e 
Nd A fcd 
e 
fck 
Siendo fcd 
A 
e 
c 
c 
Nd A fcd 
e 
1 
2 
1 2 
2 
2 
2 
0 85 0 9 
12 
2 
4 
0 85 0 9 
üý ï 
þ ï 
= 
£ × × × 
= 
× 
= 
× - 
£ × × × 
min , 
. . 
. 
. . 
g 
p f
CIMENTACIONES 
Nd 
Nc 
60º 
a 
Juan Pérez Valcárcel 
Comprobación del terreno 
lb 
Armadura carga 
puntual (si es 
necesaria) 
Junta hormigonado 
Nd 
Nc 
Sc 
f 
adm 
g 
s 
+ 
£ 
Para profundidades importantes, puede 
considerarse el rozamiento de fuste. 
a=20-30 cm. 
Armado

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  • 1. CIMENTACIONES MÉTODOS DE CÁLCULO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES C Métodos clásicos. C Métodos matriciales con modelización del terreno. C Métodos de cálculo numérico M.E.F. Juan Pérez Valcárcel Terreno firme M.E.C. Terreno blando MÉTODOS CLÁSICOS C Basados en el concepto de tensión admisible. C Son sencillos y prácticos. C Condiciones Cimentaciones de tamaño similar Bulbos de presiones no excesivamente profundos
  • 2. CIMENTACIONES MÉTODOS MATRICIALES CON MODELIZACIÓN DEL TERRENO. P q P q Cimentación Barras Medio elástico Juan Pérez Valcárcel Bielas l Suelo firme Suelo firme s =-K× d E A l = K b × × ×D Modelo de módulo de balasto Contribución a la matriz de rigidez E.A l × d = K ×d×b× D Los modelos más complejos pueden resolverse por integración numérica. C Modelos de mediana dificultad, muy flexibles de uso C Precisan programas de cálculo matricial. C Adecuados para cimentaciones flexibles.
  • 3. CIMENTACIONES MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS O DE CONTORNO C En teoría se adaptan a cualquier problema. C Precisan complejos programas de cálculo. C Es esencial la correcta modelización del terreno. Juan Pérez Valcárcel
  • 4. CIMENTACIONES CIMENTACIONES (Art. 59 EHE) ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN C ZAPATAS C ENCEPADOS C LOSAS CLASIFICACIÓN DE CIMENTACIONES Cimentaciones rígidas: C Encepados v<2.h C Zapatas v<2.h C Pozos de cimentación C Elementos masivos: Contrapesos, muros de gravedad. Cimentaciones flexibles: C Encepados v>2.h C Zapatas v>2.h C Losas de cimentación Encepados h>40 cm Juan Pérez Valcárcel h>diámetro del pilote Zapatas h>35 cm h0>25 cm
  • 5. CIMENTACIONES REACCIONES DEL TERRENO O PILOTES CIMENTACIONES RÍGIDAS.- Como un sólido rígido. CIMENTACIONES FLEXIBLES.- Considerando la deformación del terreno (modelos de respuesta del terreno). Juan Pérez Valcárcel < 30º v h h y M Zapata Zapata h0 v Encepado de pilotes h v canto constante canto variable N My Mz N Mz TENSIONES SOBRE EL TERRENO C Todas las cargas de la estructura y el peso del cimiento y del terreno sobre él Valores característicos. ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS DEL ELEMENTO DE CIMENTACIÓN C Todas las cargas de la estructura mayoradas. C El peso del cimiento y del terreno mayorados Cuando sea necesario
  • 6. CIMENTACIONES MÉTODO GENERAL DE CALCULO DE CIMENTACIONES RÍGIDAS (Según EHE) Juan Pérez Valcárcel R1d R2 d 1 2 N1d Nd N2d Md F1 F2 F3 T R 0,85 d = 1 s yd 1d d (x 0,25 a) A f × - × = × N = N 2 + M a / 2 N = N 2 - M a / 2 1d d d 2d d d Método de bielas y tirantes Formación de bielas: C Se sustituye la carga y el momento por dos fuerzas situadas en el centro de gravedad de las dos mitades del pilar. C Se calculan las reacciones del terreno suponiéndolas concentradas en el c.d.g. de las dos mitades de la zapata.
  • 7. CIMENTACIONES i j i j Juan Pérez Valcárcel N N l ASIENTOS ADMISIBLES Arenas Asientos en fase de construcción Arcillas Asientos diferidos Distorsión angular Valores aceptables (según J. Montoya) C Estructuras de fábrica Entre 2 y 4 cm C Estructuras de hormigón Entre 4 y 7 cm C Estructuras metálicas Entre 4 y 7 cm
  • 8. CIMENTACIONES CARGAS UNITARIAS ADMISIBLES EN ZAPATAS (J.Montoya) Terrenos arenosos sadm en kp/cm2 Compacidad Densidad relativa Juan Pérez Valcárcel Anchos de zapata en metros 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 Muy suelta <0,20 <0,90 <0,60 <0,45 <0,35 <0,30 <0,30 <0,30 Suelta 0,20 a 0,40 0,90 a 2,90 0,60 a 2,50 0,45 a 2,25 0,35 a 2,10 0,30 a 1,90 0,30 a 1,85 0,30 a 1,80 Media 0,40 a 0,60 2,90 a 6,00 2,50 a 5,40 2,25 a 5,00 2,10 a 4,65 1,90 a 4,50 1,85 a 4,35 1,80 a 4,20 Compacta 0,60 a 0,80 6,00 a 9,75 5,40 a 9,00 5,00 a 8,40 4,65 a 8,00 4,50 a 7,60 4,35 a 7,35 4,20 a 7,00 Muy compacta >0,80 >9,75 >9,00 >8,40 >8,00 >7,60 >7,35 >7,00 Cuando la arena esté bajo el nivel freático estos valores se reducen a la mitad CARGAS UNITARIAS ADMISIBLES EN ZAPATAS Y LOSAS (J. Montoya) Terrenos arcillosos sadm en kp/cm2 Consistencia sadm ZAPATA AISLADA CONTINUA Fluida < 0,50 < 0,60 < 0,45 Blanda 0,50 ÷1,00 0,60 ÷1,20 0,45 ÷0,90 Media 1,00 ÷2,00 1,20 ÷2,40 0,90 ÷1,80 Semidura 2,00 ÷4,00 2,40 ÷4,80 1,80 ÷3,60 Dura > 4,00 > 4,80 > 3,60
  • 9. CIMENTACIONES SEGURIDAD AL VUELCO Y AL DESLIZAMIENTO Necesaria en todo tipo de zapatas, en especial si hay fuertes cargas horizontales. Juan Pérez Valcárcel M N V F P R A Seguridad al vuelco Seguridad a deslizamiento
  • 10. CIMENTACIONES ESQUEMAS DE AGOTAMIENTO ESTRUCTURAL DE ZAPATAS. Juan Pérez Valcárcel Rotura agria.- Cuantía mecánica insuficiente. U £ U s 0,04 c Rotura por fallo de armadura a flexión. Rotura por fallo de hormigón comprimido. Sólo para cuantías muy altas Rotura por cortante Fallo de anclaje de armadura Rotura por hendimiento. En zapatas muy rígidas Fisuración excesiva.
  • 11. CIMENTACIONES ZAPATAS CORRIDAS Juan Pérez Valcárcel e 1,5(a-2e) a 1 5 a/4 a N+P 1 e N+P 5 N P M N a P V h h h M V N P c Determinación del ancho. Carga centrada N+P a adm £ s = s Carga excéntrica e<a/6 e = × M+ V h N+ P N+P a s5 = (1+ sadm 3e a × ) £ Carga excéntrica e>a/6 4 3 N+P a - 2e 4 3 × æ s1 = sadm è ç ö ø ÷ £ ×
  • 12. CIMENTACIONES ZAPATAS CORRIDAS.- Determinación del canto. C Por optimización de la armadura. C Por longitud de anclaje de las esperas. C Por cortante. Canto óptimo de la zapata Esfuerzo de la armadura (bielas) Cuantía mínima 2 2 adm = 100 N/m = 1 kp/cm 2 2 adm= 200 N/m = 2 kp/cm 2 2 adm = 300 N/m = 3 kp/cm = d 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2.40 2.30 2.20 2.10 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 0.80 Juan Pérez Valcárcel CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 2.00 1.90 Relación Vuelo/canto 0.90 adm = 400 N/m 2 = 4 kp/cm2 T N 1 d ( b 4 d 0,25 a) × - × ,70 T 0,002 1 d f d yd = × × × El canto óptimo se produce al igualar ambos esfuerzos
  • 13. CIMENTACIONES ZAPATAS CORRIDAS.- CALCULO Zapatas rígidas.- Método de bielas y tirantes = 1 s yd 2 = + × F 6 M b 1 d d .b 4 1 Juan Pérez Valcárcel R1d R2d 1 2 N1d Nd N2d Md F 1 F 2 F3 F N b N b 2 = d R N b b 2 6 M b b 4 N 2 3 M = d × + d d d 1d 2 2 b × × = + × × x N 2 b 4 3 M 2 b 2 b 3 N 2 3 M 2 b N 2 4 M b N 2 3 M 2 b d d d d d d d d = × + × × × × + × × = + × + × × T R 0,85 d 1d d (x 0,25 a) A f × - × = × Se define la excentricidad de la carga e=Md/Nd Caso 1º.- e<b/6 Diagrama trapezoidal
  • 14. CIMENTACIONES Zapatas corridas flexibles.- Método de flexión sobre sección de referencia. Sección de referencia 0,15. a (muros de hormigón) d1 f 0 Juan Pérez Valcárcel l 0.15a1 1 M a1 h 1 m 0,25. a (muros fábrica) Armado Para el flector producido por la reacción del terreno en la sección de referencia Caso 1 s = £ = × M W 3 2 1d f 0,21 f ct,k ck Estrictamente no precisa armado Caso 2 s ³ fct,k Se arma para M1d en la sección de referencia Cuantía geométrica >0,20% (B-400S) >0,18% (B-500S) A A ³ s 0,0020 c Para carga centrada. -Armado trasversal M = N 2 a a - a 2 + 0,15 0,25 a = M 1 d f = (1+ ) U = A f = 1 d f 0 2 d1 2 cd yd cd g m w m m w × × × æ è ç ö ø ÷ × × × × × × ×
  • 15. CIMENTACIONES Para carga centrada. -Armado longitudinal d2 f d2 d2 2 cd Juan Pérez Valcárcel d v d' a 0 V d d h 1m a Vu2 = [0,12 ×x (100 × r ) 1/3 l × fck - 0,15 ×s] cd '× b × 1 V [0,12 100 f ] b u2 l ck = ×x × 3 × r × × Vu2 = 0,205 × x ×b ×d V V d £ u2 M = 0,2 M = M 1 d' f = (1+ ) U = A f = 1 d' f yd cd g m w m m w × × × × × × × × × Cálculo a cortante Sin armado Para hormigón H 25 las cuantías geométricas suelen estar en mínimos r1 = 0,002 3 100× 0,002×25 = 1,71
  • 16. CIMENTACIONES ZAPATAS AISLADAS. Zapatas cuadradas.- Determinación de dimensiones por tanteo. 1,5(a-2e) Juan Pérez Valcárcel e a 1 5 a/4 a N+P 1 e N+P 5 N P M N a P V h h h M V N P c Carga centrada s = N+P s a2 adm £ Carga excéntrica e<a/6 e = × M+ V h N+P N+P a s5 = (1+ s2 adm 3e a × ) £ Carga excéntrica e>a/6 4 3 a N+P a - 2e 4 ×æè ç öø ÷ s = £ × s 1 adm × 3
  • 17. CIMENTACIONES ZAPATAS AISLADAS.- CALCULO. = 1 s yd 2 = + × F 6 M b 1 d d .b 4 1 Juan Pérez Valcárcel R1d R2d 1 2 N1d Nd N2d Md F 1 F 2 F3 F N b N b 2 = d R N b b 2 6 M b b 4 N 2 3 M = d × + d d d 1d 2 2 b × × = + × × x N 2 b 4 3 M 2 b 2 b 3 N 2 3 M 2 b N 2 4 M b N 2 3 M 2 b d d d d d d d d = × + × × × × + × × = + × + × × Método de bielas y tirantes T R 0,85 d 1d d (x 0,25 a) A f × - × = × Se define la excentricidad de la carga e=Md/Nd Caso 1º.- e<b/6 Diagrama trapezoidal
  • 18. CIMENTACIONES Comparación con la teoría de Lebelle (Para zapata centrada) d = s yd Juan Pérez Valcárcel Nd Nd /2 Nd /2 Nd /2 Nd /2 1 2 T N 8 d d (b a) A f × - = × Bielas N N 2 x b 4 T R 0,85 d (x 0,25 a) N 6,8 d (b - a) = A f 1d d 1 d 1d 1 d s yd = = = × - × = × × La única diferencia está en que en la teoría de Lebelle las bielas parten del apoyo del pilar y según la EHE de un punto situado a 0,85.d
  • 19. CIMENTACIONES CANTO ÓPTIMO EN ZAPATAS AISLADAS CON CARGA CENTRADA Esfuerzo de la armadura (bielas) Cuantía mínima 2 2 adm= 100 N/m = 1 kp/cm 2 2 adm= 200 N/m = 2 kp/cm adm= 300 N/m = 3 kp/cm = d 0 100 400 700 1000 1300 1600 1900 2200 2.40 2.30 2.20 2.10 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 0.80 Juan Pérez Valcárcel CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 2.00 1.90 Relación Vuelo/canto 0.90 adm = 400 N/m 2 = 4 kp/cm2 2 2 T N 1 d ( b 4 d 0,25 a) × - × ,70 Td = 0,002 ×b×d× fyd El canto óptimo se produce al igualar ambos esfuerzos N 1 d (b 4 0,25 a) = 0,002 b d f d = N 0,136 f (1- a b ) d yd d yd ,70× - × × × × × ×
  • 20. CIMENTACIONES CALCULO DE ZAPATAS AISLADAS FLEXIBLES Método de flexión Sección de referencia 0,15. a (pilares de hormigón) a1 l Juan Pérez Valcárcel 0.15a1 M1 h Punto medio cara pilar y borde placa (pilares metálicos) Armado Para el flector producido por la reacción del terreno en la sección de referencia Caso 1 s = £ = × M W 3 2 1d f 0,21 f ct,k ck Estrictamente no precisa armado Caso 2 s => fct,k Se arma para M1d en la sección de referencia Cuantía geométrica >0,20% (B-400S) >0,18% (B-500S) A A ³ s 0,0020 c Comprobación a tensiones tangenciales C Cortante Zapatas estrechas (comentarios) C Punzonamiento Zapatas bidimensionales
  • 21. CIMENTACIONES Cálculo a cortante Sin armado Juan Pérez Valcárcel a b 0 a 0 b h d Vd V = [0,12 ×x (100 ×r × f ) 1/3 - 0,15 ×s '] × b × d u2 l ck cd V [0,12 100 f ] b d u2 l ck = × x × 3 × r × × × Vu2 = 0,205 × x ×b ×d V V d £ u2 Para hormigón H 25 las cuantías geométricas suelen estar en mínimos r1 = 0,002 3 100× 0,002×25 = 1,71
  • 22. CIMENTACIONES Cálculo a punzonamiento Sin armado U 1 c1 × × × × × 1 1 2 b b sd,ef d Juan Pérez Valcárcel bx 2d 2d c2 by b1 b2 U0 hormigón HA-25 p U = 2 c + 2 c + 4 d F = N = 1,15 F u d 0,12 100 f 0,442 sd,ef 1 1 ck 3 × £ × × × × £ × x r x Comprobación en el perímetro del pilar u 2 c 2 c N u d 0 1 2 d 0,30 f cd 0 = × + × × £ ×
  • 23. CIMENTACIONES ZAPATA RÍGIDA AISLADA.- MÉTODO SIMPLIFICADO Juan Pérez Valcárcel h lv N+P a2 adm s = £ s h d b a Vd A 1 c c2 1 Dimensionado en planta Para un tanteo inicial P » 0,1×N Canto para zapatas rígidas sadm (kN/m2) vuelo/canto 100 2,0 200 1,6 300 1,3 400 1,1 Comprobación a cortante = × - - = × × - - £ × × × A a (b a 2d) V s a (b a 2d) V 0,205 b d (para H 25) x Armado.- Por bielas N N 2 x b 4 T R 0,85 d (x 0,25 a) N 6,8 d (b- a) = A f 1d d 1 d 1d 1 d s yd = = = × - × = × ×
  • 24. CIMENTACIONES TABLAS COMPARATIVAS DE ARMADO PARA ZAPATAS CON CARGA CENTRADA. ZAPATAS: v=2.h (Carga centrada) 650 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 650 600 550 500 450 400 300 150 100 50 Juan Pérez Valcárcel flexión cuantía min. 0 100 400 700 1000 1300 1600 1900 2200 0 CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) 600 550 bielas ARMADO DE LA ZAPATA POR m (kN/m) ZAPATAS: v=h (Carga centrada) 1300 flexión CARGA SOBRE LA ZAPATA (kN) ARMADO DE LA ZAPATA POR m (kN/m) 0 100 0 400 700 1000 350 250 200 cuantía min. 1600 1900 2200 bielas
  • 25. CIMENTACIONES ZAPATAS DE MEDIANERÍA. Problema.- Momento por excentricidad de la carga. P1 Juan Pérez Valcárcel P1 1 N TIRANTE+TERRENO 1 N P 1 R1 N1 P 2 R2 N2 T P1 1 N T T 1 P FR N1 T EP FR FR TIRANTE+RIOSTRA RIOSTRA+TERRENO VIGA CENTRADORA M = N1 . e Sistemas de equilibrado.
  • 26. CIMENTACIONES ZAPATAS DE MEDIANERÍA.- MODELOS DE RESPUESTA DEL TERRENO CONSIDERANDO EL MÓDULO DE BALASTO. Juan Pérez Valcárcel Viga centradora = 35x70 Esquema simplificado del pórtico Viga centradora = 35x70 Modulo de balasto = 0.5 Viga centradora = 35x70 Modulo de balasto = 4.0 Diagrama de m o m e n t o s K=0,5 Diagrama de momentos K=4,0
  • 27. CIMENTACIONES ZAPATAS DE MEDIANERÍA. RESPUESTA UNIFORME DEL TERRENO a 1 P b1 a1 b Tomando momentos respecto a los apoyos Juan Pérez Valcárcel a2 hv b2 bv N1 R1 R2 N2 P 2 P1 R2 N1 L1 a1 N1 R2 N .l P a R a 0 R = N l a +P N .(l a ) R a 0 R = N l a -N 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 + × - × = × - - × = ×
  • 28. CIMENTACIONES COMPROBACIÓN DE LAS ZAPATAS Zapata 1 s s s 1 Juan Pérez Valcárcel b d M l x b1 0.15b bw b Md b1 bv d Vx 1 adm 1 2 adm R a b b 2 a R 2 a = × £ » × Þ × £ Zapata 2 R2 £ (N2 )Carga perm. + P2 Armado zapata 1.- Como una zapata corrida N=N1 l b b 2 0,15 b b 2 0,35 b M l 2 = N b l 2 A f = N 0,9 b d l 2 (Armado por m) x v v v d d x 2 d x 2 x yd d x 2 = - + × = - × = × × × × × × s Comprobación a cortante v b b 2 - d V v = N b v V = N b v 0,12 100 f x v x x d d 3 x 1 ck = - = × × × £ × × × × s x r
  • 29. CIMENTACIONES ARMADO DE LA VIGA CENTRADORA M =R (a - a / 2) = ( ZAPATAS DE MEDIANERÍA.- PUNZONAMIENTO c2 by Juan Pérez Valcárcel As Ap Ai d/2 d/2 2d c1 2d U1 <0.5 C1 ó 1.5d 1.5d> c2 U0 C1 N l a -N ) (a - a / 2) V =R = ( N l a -N ) max 2 1 1 1 1 1 1 max 2 1 1 1 1 × × × × × » × F = N 1,40 N F u d sd,ef d d 0,442 sd,ef 1 b x × £ × Comprobación en el perímetro del pilar = + × £ + × u c 3 d c 2 c N u d 0 1 1 2 d £ 0,30 × f × cd 0
  • 30. CIMENTACIONES ZAPATA RETRANQUEADA Juan Pérez Valcárcel R a1 L1 1 1 P N1 R 2 2 P R1 N1 2 R N1 a b N P2 2 a1 b1 N .l P a R a 0 R = N l a +P N .(l a ) R a 0 R = N l a - N 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 + × - × = × - - × = × Zapata 1 s 1 s 1 adm R a b = × £ Zapata 2 R2 £ (N2 )Carga perm. + P2
  • 31. CIMENTACIONES ZAPATAS DE ESQUINA CON VIGAS CENTRADORAS (Método simplificado) × × Þ × Juan Pérez Valcárcel N 1 R 2 R y´ l 1 x´ a1 2 l 2 a R R +P £ a b adm s = s × Ecuaciones de equilibrio F 0 N+ R +R - R = 0 M 0 - N l + R a + R l =0 R =R a l - N M 0 N l - R a + R l =0 R = R a l - N z 1 2 x' 1 2 1 2 1 2 2 y' 1 1 2 1 2 1 1 å å å = Þ = Þ × × × Þ × = Þ × × × Þ × Sustituyendo estos valores en la primera ecuación N+R a l - N+R a l - N- R =0 N = R ( a l + a l - 1) R = N ( a l + a l - 1) 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 Zapata Vigas centradoras como en las zap. de medianería
  • 32. CIMENTACIONES RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS EXCAVACIÓN Y HORMIGONADO C Se escava el hueco de la zapata, dejando 20 cm para excavarlo inmediatamente antes de hormigonar. Especialmente en suelos coherentes. C Se vierten 10 cm de hormigón de limpieza. C Se coloca la ferralla sobre calzos. C Se vierte el hormigón y se vibra. ARMADO EN ESPERA. C Anclaje por prolongación recta. Las patillas a compresión son inútiles. C Solución con grupos de barras. C El armado en espera es el necesario para la sección de la base del pilar. (No necesariamente la más desfavorable). CUANTÍAS GEOMÉTRICAS MÍNIMAS B 400 S 0,0020 B 500 S 0,0018 Diámetros de 12 o superiores Mejor de 16, 20 ,25 Juan Pérez Valcárcel
  • 33. CIMENTACIONES ANCLAJE DE ARMADURAS A LA ZAPATA Juan Pérez Valcárcel lb=longitud anclaje ls=longitud solape lb no se tienen en cuenta grupos de barras ls se tienen en cuenta los grupos de barras La patilla inferior sólo sirve para apoyo de las barras. Es inútil a compresión. Longitudes de anclaje (H 25 posición I) lb B 400 S B 500 S i12 24 24 i14 28 29 i16 32 38 i20 48 60 i25 75 94
  • 34. CIMENTACIONES l1 l2 l3 Juan Pérez Valcárcel a c.d.g. b N2 N1 + N2 M2 N1 M1 x1 x x2 - - + + = - ( + ) = N x N x M M N N x 1 1 2 2 1 2 1 2 N x + N x - M - M X 1 1 2 2 1 2 + N N 1 2 ZAPATAS COMBINADAS c.d.g. zapata ø c.d.g. cargas Condiciones de rigidez de la zapata. l EI kb l EI kb l EI kb 2 4 1 4 3 4 < 17 × < < . Zapata rígida Se calcula como viga apoyada en pilares con respuesta uniforme de terreno s = + + × N N P 1 2 a b Zapata flexible Apoyo elástico en el terreno ! mod. de balasto.
  • 35. CIMENTACIONES ARMADO DE ZAPATAS COMBINADAS - Armado longitudinal Armado como viga invertida. b0 a0 - Armado transversal flexión transversal Juan Pérez Valcárcel a b h h h h N1 N 1 s = b × ( a + 2 h ) 0 El armado trasversal puede aplicarse a la rama horizontal de los estribos!Disposiciones adecuadas. Fuera de estas zonas: Arm. trasv. =0.2 Arm. long.
  • 36. CIMENTACIONES d Juan Pérez Valcárcel d d d Vrd - Armado a esfuerzo cortante Cercos: - De apoyo de armadura - Resistentes - Sección referencia !a la distancia d de la cara del pilar. V = max (V1,V2,V3,V4) Vd = ?f·V Vrd = Vcu + Vsu Vcu = [0.10 ? (100 ?1 fck)1/3 ] b0 d Vsu = A·fyd/s · 0.9 ·d Cercos enteros !armadura transversal. - Comprobación a punzonamiento Soportes interiores ! como en zapata centrada. Soportes en el borde !como en zapata de medianería.
  • 37. CIMENTACIONES Juan Pérez Valcárcel h b l D Columna equivalente D x b VIGAS FLOTANTES Métodos de cálculo Viga rígida Viga flexible sobre apoyo elástico Viga flexible sobre terreno elástico. Viga rígida Esquema simplificado. Viga flexible sobre apoyo elástico k l E l E l = = E k l × = = Þ = × s d s e s s
  • 38. CIMENTACIONES POZOS DE CIMENTACIÓN ZAPATA + ENANO HORMIGÓN Cimentaciones de profundidad media 4-10 m. Juan Pérez Valcárcel CICLOPEO + ZAPATA POZO b-2ex b a-2ey a ey ex e Pozos de hormigón en masa. ( ) ( ) ( ) = - = - A a b e A b a e x y ( ) A A A e Nd A fcd e fck Siendo fcd A e c c Nd A fcd e 1 2 1 2 2 2 2 0 85 0 9 12 2 4 0 85 0 9 üý ï þ ï = £ × × × = × = × - £ × × × min , . . . . . g p f
  • 39. CIMENTACIONES Nd Nc 60º a Juan Pérez Valcárcel Comprobación del terreno lb Armadura carga puntual (si es necesaria) Junta hormigonado Nd Nc Sc f adm g s + £ Para profundidades importantes, puede considerarse el rozamiento de fuste. a=20-30 cm. Armado