Cursos de SIDERPERU - Construccion Civil

1. DIMENSIONAMIENTO DE
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
(Zapatas aisladas)

2. AGENDA
• TIPOS DE CIMENTACIONES
• CIMENTACIONES SUPERFICIALES
• PASOS DE DISEÑO DE CIMENTACIONES
• DIMENSONAMIENTO PARA UNA CARGA UNIAXIAL
• Esfuerzo trapezoidal
• Esfuerzo triangular
• Esfuerzo rectangular (Meyerhof)
• DIMENSIONAMIENTO PARA CARGAS BIAXIALES
• Esfuerzos trapezoidales
• Esfuerzo rectangular (Meyerhof)
Fuente: http://infobasicingcivil.blogspot.com/2018/04/diseno-de-
cimentaciones-superficiales.html
Fuente: http://infobasicingcivil.blogspot.com/2018/04/diseno-de-
cimentaciones-superficiales.html

3. TIPOS DE CIMENTACIONES
• CIMENTACIONES SUPERFICIALES
• CIMENTACIONES PROFUNDAS
Fuente :https://sites.google.com/site/tecno1christianescobar/3-
cimientos/cimentacion-profunda
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Cimentaci%C3%B3n

4. CIMENTACIONES SUPERFICIALES
• Son aquellas cimentaciones usadas en la mayoría de las
edificaciones, estas transmiten la carga de las estructuras hacia
un terreno ubicado a poca profundidad desde la superficie.

5. TIPOS DE CIMENTACIONES

6. Tipos de suelo Lima y Callao
Fuente: INDECI

7. ¿Qué datos requerimos?
Para el dimensionamiento de zapatas
requerimos un EMS:
•Presión admisible del suelo (qs).
•Profundidad mínima de cimentación
correspondiente a la presión admisible
indicada (hf).
•Necesidad de considerar o no
asentamientos diferenciales importantes (φ).
•Presencia de napa freática, agentes
químicos dañinos al concreto de
cimentación.
Fuente: https://civilblog.org/2015/11/27/how-
to-do-standard-penetration-test-spt-of-soil-on-
site/

8. Criterios para cimentaciones superficiales
El tipo de cimentación apropiado para cada
situación depende de varios factores:
• La resistencia y compresibilidad de los
estratos del suelo.
• La magnitud de las cargas de las columnas.
• La ubicación de la napa freática.
• La profundidad de cimentación de las
edificaciones vecinas.

9. Pasos de diseño estructural de cimentaciones
superficiales
Para el diseño de cimentaciones es conveniente distinguir dos etapas:
1. Dimensionamiento de la planta de la cimentación:
• Usar cargas en servicio
• Se considera un incremento de la carga para tomar en cuenta el peso propio
de la zapata (5 a 10% dependiendo si el terreno es duro o blando)
2. Diseño de la cimentación propiamente dicho:
• Usar cargas ultimas amplificadas
• Caculo del peralte y cantidad de acero
Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=_tM3USR5dag

10. Distribución de las presiones inmediatamente por
debajo de la cimentación
Algunos de los factores que influyen en la distribución de la reacción del terreno
son:
• La flexibilidad del
cimiento respecto al
suelo
• El nivel de cimentación
• El tipo de terreno.
Fuente: https://www.elconstructorcivil.com/2011/02/factores-de-diseno-de-estructuras-de.html

11. SUPOSICIONES PARA DIMENSIONAR
En el diseño se asumen dos hipótesis básicas de simplificación:
1. La cimentación es rígida.
2. El suelo es homogéneo, elástico y aislado del suelo
circundante.
Estas suposiciones conllevan a que la distribución de la reacción
del suelo, frente a las cargas transmitidas por la columna sea
lineal.

12. Carga aplicada a la zapata sin momento

13. Ejemplo: Zapata solo con carga axial aplicada
Datos:
Vivienda de 4 pisos
Columna de 0.3 x 0.3 m
Resistenciadel terreno: qs=4kg/cm2
FS= 3
Peso especifico del suelo: y=1800 kg/m3
Profundidad mínima de cimentación: Hf=1.2 m
Dimensionamiento de zapata aislada:
At=36 m2
Pe=36*1*4=144 tn
Pt= 1.05*144= 151.2 tn
qs> 151.2 / A = 40tn/m2
A zapata= 3.78 m2
Se considera un zapata cuadrada de 2m x 2m
6.00m
6.00m

14. PREGUNTA
Se tiene un suelo en Lima de resistencia= qs = 30ton/m2
Se dispone de una zapata de 1.8 x 1.8 m
¿Cuánto es la máxima carga total axial aplicada en el centro, que esta
zapata puede soportar?
a)80.5 ton
b)112.5 ton
c)97.2 ton
d)187.4 ton

15. Caso de carga aplicada con una fuerza de momento
aplicada en una dirección
• Si la carga aplicada viene acompañada de un momento, es
decir que existe una excentricidad respecto al centro de
gravedad de la zapata, generalmente se admite como válida
una distribución lineal de presiones

16. Zapatas rectangulares BxL

17. Zapatas rectangulares
BxL

18. Caso de carga aplicada con una fuerza de momento
aplicada en una dirección
Para los casos en que teóricamente
se producirían tracciones, se puede
considerar una distribución de
presiones triangular o rectangular
uniforme que cumpla el equilibrio con
sólo presiones en compresión.

19. Distribución triangular de presiones

20. Distribución rectangular uniforme de presiones
(Meyerhof)

21. Caso de cargas aplicadas con momentos en dos
direcciones

22. Esfuerzo rectangular Meyerhof

23. Ejemplo de dimensionamiento de una zapata
aislada con carga y momentos
Datos: Columna .40x.80
• Resistencia del terreno = 3 kg/cm² = 30 ton/m²
Cargas:
Pm= 130 ton
Pv= 70 ton
Mmx= 10 ton*m Mmy= 2 ton*m
Mvx= 6 ton*m Mvy= 1 ton*m
Msx = 15 ton*m Msy= 13 ton*m
Psx= 10 ton Psy= 9 ton

24. Ejemplo de dimensionamiento de una zapata aislada con carga y momentos

25. Ejemplo de dimensionamiento de una zapata aislada con carga y momentos

26. Ejemplo de dimensionamiento de una zapata aislada con carga y momentos

27. RESUMEN DE APRENDIZAJE
Dimensionamiento de la planta de la cimentación:
Usar cargas en servicio
Considerar un incremento de la carga para tomar en cuenta el peso propio de la
zapata (5 a 10% dependiendo si el terreno es duro o blando) o considerar el
metrado de carga del peso de la zapata.
Tipos de esfuerzos que se transmiten al suelo:
• Esfuerzo trapezoidal
• Esfuerzo triangular
• Esfuerzo rectangular (Meyerhof)

28. • CONFERENCIA: CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y CIMENTACIONES
PROFUNDAS
Blanco Blasco, Antonio
13 de Junio de 1991
• DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
Harmsen, Teodoro E.
Fondo Editorial PUCP, 2002
• NORMA TÉCNICA E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”
Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento
BIBLIOGRAFÍA

29. TIEMPO DE PREGUNTAS