Taller Geotecnia - Vigas de Fundacion

7/24/2019 Taller Geotecnia - Vigas de Fundacion

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TALLER DE INVESTIGACIN

VIGAS DE AMARRE EN LAS CIMENTACIONES

ALBERTO CARLOS SAN MARTIN DEL PRADO

BRYAN NOVELLY CABRALES

HOLMES ENRIQUE DE LA ROSA DIAZ

OSCAR GOMEZ ANAYA

Presentado al docente:

ING. JOSE GUARDO POLO

En la asignatura:

GEOTECNIA APLICADA A LA INGENIERIA ESTRUCTURAL

DIRECCION DE ESPECIALIZACIONES


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ESPECIALIZACION EN ANALISIS Y DISEO DE ESTRUCTURASTALLER No.2

Investigar la utilizacin de vigas de amarre en las cimentaciones. Comente loestipulado en la NSR-10. Ilustre con eemplos los di!erentes usos.

1. VIGAS DE AMARRE O DE FUNDACIN EN LAS CIMENTACIONES.

"as vigas de !undacin #$igura 1% son los elementos estructurales &ue seemplean para amarrar estructuras de cimentacin tales como zapatas' dadosde pilotes' pilas o caissons.

Figura 1 Cimentacin con Viga de Fundacin

2. FUNCIONES DE LAS VIGAS DE FUNDACIN

( las vigas de !undacin tradicionalmente se les )an asignado las siguientes!unciones principales:

"a reduccin de los asentamientos di!erenciales. "a atencin de momentos generados por e*centricidades no consideradas

en el dise+o. El meoramiento del comportamiento s,smico de la estructura.

las siguientes !unciones secundarias:

El arriostramiento en laderas. "a disminucin de la eseltez en columnas. El aporte a la estailizacin de zapatas medianeras.

2.1. La !"#$$%&' "! a(!')a*%!')o( "%+!!'$%a,!(

El e!ecto de las vigas de !undacin como elementos &ue sirven para el controlde asentamientos di!erenciales depende de su rigidez. Normalmente' eltama+o de las secciones de las vigas de !undacin &ue se emplean #m/*. " 0%' permite descartar cual&uier posiilidad de transmisin de cargas entre unazapata 2 la otra. No se puede garantizar &ue una viga de !undacin transmita


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momentos deidos a los asentamientos di!erenciales de las zapatas' a menos&ue para ello tenga una rigidez considerale. #Pineda 3 R4a' 1566%.Cuando una viga de !undacin se pro2ecta con rigidez su7ciente para controlarasentamientos di!erenciales de la estructura' es necesario considerar lainteraccin suelo 8 estructura. 9n mtodo &ue en ocasiones se )a empleadocon el propsito de &ue la viga de !undacin controle asentamientos

di!erenciales' es el de suministrar' como dato del ingeniero de suelos' el valordel asentamiento di!erencial &ue su!re la cimentacin correspondiente a uno delos e*tremos de la viga' el cual induce sore el otro e*tremo un momento dadopor:

M=6 EI

L2

En este caso' ilustrado en la $igura ' para un valor determinado de ' se tiene&ue a ma2or seccin transversal de la viga' ma2or ser/ el momento inducido .(&u, la rigidez de la viga no estar,a controlando el asentamiento di!erencial#&ue para el caso' es un dato 2 no una variale% sino el valor del momento'generando un dise+o dicotmico' es decir &ue a ma2or rigidez' se re&uiere m/sacero' lo cual no tiene sentido pr/ctico' 2 por lo tanto no se recomienda. Elerror a&u, consiste en pretender &ue el asentamiento di!erencial &ue suministreel ingeniero de suelos sea independiente de la rigidez de la viga' 2a &ue ama2or rigidez de la viga' este se reducir,a. Si la viga de !undacin no )a sidoe*presamente dise+ada para reducir los asentamientos di!erenciales' lo cualimplica &ue disponga de una rigidez importante' no se recomienda considerarlaen el dise+o.

Figura 2 Momento inducido en un extremo de la Viga de Fundacin por el asentamientodiferencial

2.2. A)!'$%&' "! *o*!')o( -!'!a"o( o !/$!')%$%"a"!( 'o$o'(%"!a"a( !' !, "%(!0o

Esta !uncin la eerce la viga de !undacin dependiendo del criterio &ue seadopte para su dise+o.

Criterio 1: ;ise+ar la viga de !undacin para &ue tome los momentos&ue se generan en el empotramiento 2 la zapata slo atienda cargaa*ial. En este caso' se deer,a considerar la viga en el an/lisisestructural' tal como se ilustra en la $igura < inclu2endo el apo2o soreel suelo' 2a &ue esta no se constru2e en el aire' en general.


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Figura 3 La Viga de Fundacin toma los momentos resultantes del anlisis estructural yla zapata la carga axial

(lgunos dise+adores no inclu2en la viga en el an/lisis estructural' peroaritrariamente la dise+an con los momentos otenidos en los nudos columna -zapata &ue resulta del an/lisis estructural con modelacin de empotramiento.

Criterio : ;ise+ar la zapata para &ue atienda el momento ia*ial'criterio &ue se austa con ma2or precisin a la suposicin inicial de

empotramiento entre la columna 2 la zapata. En este caso la viga de!undacin se dise+a 4nicamente para las cargas nominales de sismo' locual conduce a armaduras m,nimas.

2.. E, *!oa*%!')o "!, $o*o)a*%!')o (3(*%$o "! ,a !()#$)#a

Este criterio' de acuerdo con el art,culo (.. de la NSR-10' estalece &uelas vigas de !undacin deen resistir una !uerza 2a sea de traccin o decompresin #C o T%' dada por la e*presin:

C o T? 0.@a!u #1%

;nde:

a : Coe7ciente &ue representa la aceleracin pico e!ectiva paradise+o. El valor de este coe7ciente dee determinarse de acuerdocon lo estipulado en las secciones (... 2 (...< de la NSR810.

!u : Aalor de la !uerza a*ial ma2orada sin incluir los e!ectos de lascargas transitorias correspondiente a la columna m/s cargada#comparando las dos !uerzas a*iales a las cuales est/n sometidaslas dos columnas unidas por la viga de amarre%.

Por eemplo' para la ciudad de Bedell,n' el valor deaes de 0.1@ por lo tanto'para este caso particular' C o T? 0.0


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de !undacin es mu2 in!erior al valor de la !uerza a traccin o a compresin &uepuede resistir una viga de seccin pe&ue+a &ue usualmente se utiliza' poreemplo' una viga de


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C $ 100= *)

;e acuerdo con lo e*presado en la Ecuacin #1% para el caso particular de laciudad de Bedell,n' una !uerza s,smica a*ial de compresin de 100= *)en laviga de amarre' implicar,a una !uerza a*ial #!u% en la columna m/s cargada de100=H0.0 G ' !unciona adecuadamente siempre 2 cuando' la !uerzaa*ial #!u% &ue act4a sore la columna m/s cargada no sea superior a 11>>0 *)'e&uivalente a la carga gravitacional &ue sore esta columna transmitir,a unedi7cio de apro*imadamente @ pisos. ( partir de este valor' ser,a necesariomodi7car la seccin transversal de la viga de !undacin o cuant,a de re!uerzo'por este concepto.

En conclusin' para la ma2or,a de los casos pr/cticos la viga de !undacin de


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Por el desnivel del terreno' un edi7cio puede presentar irregularidad en altura'con7guracin geomtrica &ue !avorece la generacin de es!uerzos de Me*inen las columnas &ue pueden ser atendidos mediante vigas de !undacin endireccin diagonal #$igura >%' las cuales al arriostrar el edi7cio' aportan rigideza la zona m/s Me*ile 2 vulnerale.

Figura + Vigas para arriostramiento en edi,cios construidos en laderas(

2.5. La "%(*%'#$%&' "! ,a !(6!,)!7 !' $o,#*'a(

9na !uncin estructural importante presenta la viga de !undacin cuando sedise+a 2 constru2e a cierta altura con respecto a la cara superior de laszapatas &ue une. "a viga en este evento' al interceptar las columnas in!erioresen su longitud' las arriostra disminu2endo su eseltez. En trminos generales'dee procurarse &ue la viga de !undacin sea lo m/s super7cial posile paralograr menor e*cavacin #2 por ende ma2or estailidad lateral del suelo%' 2

ma2or !acilidad en la colocacin del acero de re!uerzo 2 en el vaciado del)ormign. En este caso el suelo sirve de !ormaleta' lo &ue constitu2e una granventaa econmica.

2.8. E, ao)! a ,a !()a6%,%7a$%&' "! 7aa)a( *!"%a'!a(

En el caso de zapatas medianeras una viga de amarre no slo podr,a a2udar adisminuir el valor de los asentamientos di!erenciales' sino &ue tamin a2uda amantener su estailidad' 2a sea actuando como un elemento tensor &ue seopone al momento volcador &ue le trans7ere la columna a la zapata' o comoun elemento relativamente pesado &ue a manera de palanca impide la rotacin

de la zapata al centrar la !uerza dese&uilirante de la reaccin en la !undacin2 la carga &ue aa por la columna.

"as vigas de enlace son un claro eemplo de vigas de !undacin &ue aportanuna alta estailizacin a las zapatas medianeras' unindolas a las zapatascentrales o a un contrapeso elaorado en concreto ciclpeo o en concretosimple. ( continuacin de7nimos este elemento:


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V%-a "! E',a$!91:;es una viga r,gida &ue uneuna zapata individuale*cntrica a una zapata individual interior o a un contrapeso. Se utilizapara oviar los prolemas de la zapata e*cntrica #Aolcamiento'presiones desiguales' e*centricidades' etc.%' tamin resulta m/spr/ctico 2 econmico el uso de este tipo de zapata cuando la distanciaentre las columnas es apreciale' lo &ue dar,a lugar a una zapata

cominada rectangular larga 2 angosta 2 por lo tanto' sometida amomentos grandes. En el caso de &ue la columna se encuentre mu2distante o simplemente no e*ista' la zapata aislada e*cntrica se une aun contrapeso por medio de una viga r,gida con el oeto de !ormar unaalanza o palanca de primer gnero.

Figura -#%Viga de .nlace uniendo una zapate exterior a una zapata interior(

Figura /#


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Figura #>%.0emplo de refuerzo de una Viga de .nlace(

"a de7nicin de Aiga de Enlace#1%' 2 las 7guras @#%' =#% !ueron tomadas de las clasesimpartidas por el ing. Pedro )eran Caello en el mdulo de ;ise+o de Cimentaciones en el a+o01> en la Especializacin en (n/lisis 2 ;ise+o de Estructuras en la 9niversidad del Norte.

Figura .0emplo de Viga de .nlace uniendo una zapata medianera a un contrapeso(

. DIMENSIONES M


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En el art,culo [email protected]


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(ndrs 9riel allego' Ingeniero civil graduado de la $acultad de Binas dela 9niversidad Nacional

)ttp:HHes.slides)are.netHtorresminasHcimientos-66055
http://es.slideshare.net/torresminas/cimientos-31488099http://es.slideshare.net/torresminas/cimientos-31488099

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