DOCIM - M2 - T8 - P6 - Diseno Estructural de Losas de Cimentacion - ACI318-19 [PDF]

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DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACION DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. GENERALIDADES DE LOSAS DE FUNDACIÓN Una losa de fundación es una placa de concreto armado, armada en dos direcciones, de grandes dimensiones en planta, que sirve de soporte a grandes grupos de columnas o a todas las columnas de una estructura y que, salvo en condiciones de suelos de extrema dificultad, se apoya directamente sobre el subsuelo.

Losa de Fundación de Concreto Armado

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. GENERALIDADES DE LOSAS DE FUNDACIÓN Desde el punto de vista estructural, las losas de fundación son similares a entrepisos invertidos, donde las cargas distribuidas resultan las reacciones del suelo, actuando de abajo hacia arriba, y las columnas y muros actúan como apoyos puntuales o lineales.

Zapata Rectangular Corrida. Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. GENERALIDADES DE LOSAS DE FUNDACIÓN En general, el espesor de las losas de fundación es determinado por su resistencia a corte y punzonado, especialmente cuando las columnas están ubicadas cerca de los bordes, pues en este caso el perímetro de punzonado se reduce considerablemente.

La tracción diagonal debida al corte y punzonado será resistida únicamente por el concreto, por lo cual la altura de las placas es usualmente elevada, y la rigidez se incrementa consecutivamente. Cuando el espesor de las placas se ve limitado por alguna razón constructiva o económica, se deberá colocar armadura especial para absorber los esfuerzos del corte y punzonado, o colocar nervios longitudinales o cruzados conectados a las columnas. Construcción de losa de cimentación

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. DISTRIBUCION DE PRESIONES BAJO PLACAS DE FUNDACION En forma similar al caso de las bases aisladas, se muestra la distribución de las presiones de contacto de las losas de fundación con el suelo, para el caso de losas rígidas o flexibles, apoyadas en terrenos de diferentes características.

Losa de Fundación Rígidas en Suelo Granular

Losa de Fundación Rígidas en Suelo Cohesivos

Losa de Fundación Flexibles en Suelos Cohesivos o Mixtos

Distribución de Presiones bajo placas de fundación María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

En las placas delgadas sin nervios, se puede evidenciar una excesiva deformación por ser mas flexibles, especialmente en las proximidades de las columnas, debida a la concentración de esfuerzos por flexión y corte, la cual se hace más notable en suelos blandos.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. VENTAJAS DE LA LOSA DE FUNDACION En ciertos casos, se prefiere recurrir al uso de losas de fundación, por las ventajas de que ofrece como mayor rigidez de conjunto y un mejor comportamiento estructural, especialmente en los siguientes casos: ➢ Cuando el suelo de fundación ofrece una limitada capacidad portante. ➢ Para evitar asentamientos considerables si el suelo presenta zonas débiles o defectos, tales como lentes o bolsones de materiales blandos y compresibles. Construcción de losa de cimentación

➢ Si existe la posibilidad de ascenso del nivel freático, con una subpresión que puede levantar las bases aisladas poco cargadas. ➢ Como apoyo de muros y columnas muy cargados, cuyas bases independientes exigen un área en planta que supera el 50% del área bruta de la edificación. Construcción de losa de cimentación

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. TIPOS DE LOSAS DE FUNDACIÓN

Losa de cimentación

Fig. R13.1.1. Tipos de cimentación. ACI 318-19

Construcción de una fundación de tipo losa de cimentación

Fig. 14.10.1.b. Losa de cimentación con vigas de cimentación debajo. ACI 314RS-16. Guía para el diseño simplificado de edificaciones de concreto reforzado

Fig. 14.10.1.a. Losa de cimentación con vigas de cimentación en su parte superior. ACI 314RS-16. Guía para el diseño simplificado de edificaciones de concreto reforzado

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. TIPOS DE LOSA DE FUNDACION ➢ Losas directas. ➢ Losas flotantes. ➢ Losas apoyadas sobre pilotes.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. TIPOS DE LOSA DE FUNDACION Losas Directas: Las losas directas son las que se apoyan sobre el terreno, toda su área en planta, a cualquier profundidad, sin tomar en cuenta el volumen de tierra excavada para la cimentación. Parámetro que afecta el comportamiento del suelo.

Losa de Fundación apoyada directamente sobre el terreno María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. TIPOS DE LOSA DE FUNDACION Losas Flotantes: Son las que se basan en la técnica de la flotación, que consiste en ubicar la placa a una profundidad tal que el peso del suelo excavado iguale el transmitido por el cimiento.

En consecuencia, los únicos asentamientos que se tomarán en cuenta son los debidos a la recompresión del suelo luego de expandirse durante la excavación.

A las losas o placas flotantes se las conoce también por cimientos de sustitución o losas de compensación.

Ejemplo de Losas Flotantes María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. TIPOS DE LOSA DE FUNDACION Losas apoyadas sobre pilotes: Cuando las condiciones del subsuelo lo exigen, las losas de fundación deben apoyarse sobre pilotes, con espesor suficiente para actuar simultáneamente como cabezales, enlazando los extremos superiores de los mismos.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según su forma de planta. Con respecto a la forma en planta, esta responde a las necesidades estructurales del edificio y al espacio disponible, si bien por lo general se las diseña cuadradas o rectangulares, en ciertos casos, como en silos, chimeneas o torres de planta circular, se adopta la forma circular o poligonal concéntrica, para adaptarse mejor al comportamiento del conjunto.

Losa de Fundación Cuadrada o Rectangular

Losa de Fundación Circular

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según el tipo de solicitación y cargas que soportan. Las placas resisten las cargas en sentido bidireccional, por lo cual se las arma en forma cruzada. Las Cargas que actúan sobre las losas de fundación pueden ser estáticas o dinámicas siendo puntuales o lineales dependiendo sea el caso.

Losa de Fundación Cuadrada o Rectangular

María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según su sección transversal.

✓ Losa macizas:

Son las losas mas usadas y simples, con espesor uniforme, y armadas en dos direcciones ortogonales en forma ininterrumpida. En todos los casos se debe verificar que las cargas transmitidas no superen los esfuerzos admisibles del suelo, ni los esfuerzos límites en las secciones de concreto armado, por flexión, corte y punzonado.

Losa de fundación maciza de espesor uniforme

Losa de Fundación apoyada directamente sobre el terreno María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según su sección transversal.

✓ Losa macizas:

Cuando estos esfuerzos en el concreto son excesivos, en las placas macizas se pueden buscar soluciones alternas, entre las cuales se mencionan: a. Aumentar la altura útil de la placa.

b. Colocar pedestales en la base de las columnas.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según su sección transversal.

✓ Losa macizas:

Cuando estos esfuerzos en el concreto son excesivos, en las placas macizas se pueden buscar soluciones alternas, entre las cuales se mencionan: c. Ensanchar la base de las columnas en forma de campana.

d. Acartelar la placa en el plano inferior de la fundación, bajo las columnas

e. f.

Armar la placa con acero a corte y punzonado en la placa Construir una placa nervada, con vigas conectando las columnas en el borde superior de la placa

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según su sección transversal.

✓ Losa nervada:

Son las que presentan nervios o vigas conectando las columnas, con lo cual se logra incrementar la rigidez de la fundación. Los nervios pueden ubicarse junto al borde inferior o superior de la losa, pero generalmente este último caso es el más usual. Los nervios pueden ser: a. Unidireccionales: La fundación trabaja como una transversalmente apoyada en las dos paralelas, es decir, según su luz más corta.

losa vigas

A su vez, las vigas longitudinales resultan de forma de invertida, apoyadas en las columnas y solicitadas por la reacción del suelo.

Losas de fundación con nervios unidireccionales María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. CLASIFICACION DE LOSA DE FUNDACION Según su sección transversal.

✓ Losa nervada:

Los nervios pueden ser: b. Colocados en forma de cuadricula, ortogonalmente: Los nervios ortogonales trabajan bidireccionalmente como un entramado y dividen la superficie total de la losa en áreas parciales de dimensiones más reducidas.

Nervios Cruzados

✓ Losa tipo cajon: Se utiliza, cuando se desea construir una losa muy rígida, que minimice o anule los asentamientos diferenciales, especialmente en suelos débiles y compresibles, o con defectos en el subsuelo, ya que estas permiten aumentar considerablemente la inercia del conjunto con peso reducido.

Losa de fundación tipo cajón María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

Losa de fundación con nervios colocados en forma de cuadricula María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION METODO RIGIDO CONVENCIONAL

METODO FLEXIBLE APROXIMADO

METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. MÉTODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Selección del Método. Requisito ACI (American Concrete Institute) para el diseño de losas de cimentación.

=4

k b 4  Ec  I

Donde: ancho tributario de la franja en consideración. módulo de balasto o coeficiente de reacción del subsuelo. módulo de elasticidad del concreto. momento de inercia de sección transversal de la franja.

Sepcol  1.75 / 

Método Rígido Convencional.

Sepcol  1.75 / 

Método Flexible Aproximado.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

METODO RIGIDO CONVENCIONAL

PREMISAS: 1. La losa se supone infinitamente rígida. 2. La presión del suelo se distribuye linealmente y el centroide de la presión del suelo coincide con la línea de acción de las cargas resultantes de las columnas. 3. En el método rígido convencional el suelo es simplemente carga sobre la cimentación. No existe interacción suelo – estructura.

PROCEDIMIENTO: 1. Verificar que las columnas estén alineadas en ambas direcciones. 2. El espaciamiento entre columnas adyacentes no debe diferir en mas del 20%. 3. Las cargas de las columnas adyacentes no debe superar el 20% de diferencia, con respecto a la más cargada.

Planta de Losa de Cimentación. Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: 4.

Calcular la carga total de las columnas.

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Qn

Planta de Losa de Cimentación. Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

Losa de cimentación

Fig. R13.1.1. Tipos de cimentación. ACI 318-19

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: 5.

Ubicar el centro de presiones de la resultante de las cargas y momentos de las columnas, en régimen de servicio. Esto se logra haciendo sumatoria de momento igual a cero con respecto a la esquina de la losa de fundación. ' ' ' ' Q  x + Q  x + Q  x + Q  x 2 2 3 3 n n x' = 1 1 Qtotal ' ' ' ' Q  y + Q  y + Q  y + Q  y 2 2 3 3 n n y' = 1 1 Qtotal

6.

Las excentricidades de las cargas y , en las direcciones e , se determinan usando las coordenadas e .

ex = x ' −

B 2

ey = y ' −

L 2

Ancho de la losa de fundación en dirección . Longitud de la losa de fundación en dirección .

Planta de Losa de Cimentación. Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO:

7.

Determine la presión de contacto sobre el suelo y verifique que no sobrepase al esfuerzo admisible del suelo. q q serv

Presión de contacto en cualquier punto de la losa.

qserv

Qtotal M y  x M x  y =   Af Iy Ix

Presión de contacto en los puntos extremos de la losa.

qserv

Qtotal = Af

Donde:

 6  ex 6  ey   1   B L  

adm ( neta )

Momento flectores resultantes en la losa.

B ex = x − 2 M x = Qtotal  ey '

L ey = y − 2 M y = Qtotal  ex '

Momento de inercia del área de la losa.

B  L3 Ix = 12

L  B3 Ix = 12

Carga total sobre la losa de fundación, incluido el peso propio de la misma. Area total de la losa de fundación. Coordenadas del punto donde se quiere calcular la presión de contacto con respecto a los ejes x e y que pasan por el centroide del area de la losa. : Excentricidad de la resultante de carga con respecto a los ejes e . Momento de inercia del area de la losa con respecto al eje y al eje .

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: 8.

Mayorar las cargas de las columnas según los requerimientos del código carga total mayorada sobre la losa.

y obtener la

Qu = Qu1 + Qu 2 + Qu 3 + Qun 9.

Hallar la reacción o presión ficticia mayorada del suelo. max u min

q

max u min

q

Qu M uy  x M ux  y =   Af Iy Ix

Q = u Af

 6  eux 6  euy   1   B L  

10. Dividir la losa en franjas, con rectas equidistantes de las columnas en ambos sentidos ortogonales. Cada una de las franjas se analizará independientemente. El valor del ancho de la franja será llamado

Planta de Losa de Cimentación. Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: 11. Cuando el valor de la presión de contacto con respecto a la franja analizada no sea uniforme, se adopta un valor promedio en cada franja: Para la franja que determina los puntos puede calcular la como:

q prom

qmax + qmin = 2

q prom

qI + qF = 2

se

= Presiones del suelo en los puntos determinadas anteriormente.

Planta de Losa de Cimentación. Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: 12. En cada franja seleccionada para diseñar, de debe cumplir que la reacción total del suelo sea igual a la carga total de las columnas sobre la franja. En caso de que no se cumpla se debe ajustar el valor de las cargas y reacciones de modo que se cumpla el equilibro estático. Reacción del suelo (

Rs = q prom  B  B1 Carga total de las columnas de la franja (

Qtf = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Corrección de las cargas provenientes de las columnas Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

𝑆𝑖:

q prom  B  B1  Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Rs  Qtf

Se debe realizar una corrección de las cargas y reacciones hasta lograr el equilibro estático.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: Corrección de las cargas de las columnas de la franja y reacción del suelo. Carga promedio

carga prom =

Reacción del suelo promedio

q prom  B  B1 + Q1 + Q2 + Q3 + Q4

q prom (mod) = q prom 

2 Carga promedio

q prom  B  B1

Factor de modificación de cargas de columnas:

F=

Carga promedio Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Cargas de columnas modificadas

FQ1 , FQ2 , FQ3 , FQ4

Corrección de las cargas provenientes de las columnas Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

Hecha la corrección es posible construir los diagramas de corte y momento para la franja. Este procedimiento se repite para todas las franjas en dirección e .

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO: 13. Determinar los diagramas de corte y momento flector de las franjas (en ambas direcciones)

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION 13. Determinar los diagramas de corte y momento flector de las franjas (en ambas direcciones) Se permite calcular y para cargas gravitacionales de acuerdo con esta sección para vigas continuas y losas en una dirección que cumplan con hasta : Los miembros son prismáticos. Las cargas distribuidas.

están

uniformemente

Haya dos o más vanos. La luz del mayor de dos vanos adyacentes no excede en más de la luz del menor. debido a cargas gravitacionales debe calcularse de acuerdo con la Tabla 6.5.2. Los momentos calculados según 6.5.2 no pueden ser redistribuidos.

Tabla 6.5.2. Momentos aproximados para vigas continuas no presforzadas y losas en una dirección. ACI 318-19.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION 13. Determinar los diagramas de corte y momento flector de las franjas (en ambas direcciones)

debido a cargas gravitacionales se debe calcular de acuerdo a la Tabla 6.5.4. Tabla 6.5.4. Cortantes aproximados para vigas continuas no presforzadas y losas en una dirección. ACI 318-19.

Coeficientes aproximados para calcular momentos flectores y fuerza cortante en losas. Fargier Luis B. & Fargier Luis E. (2010). Concreto armado. Comportamiento y Diseño.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

14. Determinar las áreas de acero positivo y negativo por ancho de franja en

e

.

 = 0.90

M u  M n

Área de acero de refuerzo requerido

d − d2 − As =

2M u 0.85    B  f c' fy

0.85  f c'  B Área de acero de refuerzo mínimo

Asmin = 0.0018  B  hz Ancho o base de la franja de estudio Ancho o base de la cimentación



As ,col = máx As , Asmín



Diagrama de Corte y Momento Flector de la Zapata Combinada María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

14. Determinar las áreas de acero positivo y negativo por ancho de franja en

e

.

 = 0.90

M u  M n

Área de acero de refuerzo requerido

d − d2 − As =

2M u 0.85    B  f c' fy

0.85  f c'  B Área de acero de refuerzo mínimo

Asmin = 0.0018  B  hz Ancho o base de la franja de estudio Altura de la losa de cimentación



As ,col = máx As , Asmín



Diagrama de Corte y Momento Flector de la Zapata Combinada María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

14. Determinar las áreas de acero positivo y negativo por ancho de franja en

e

.

El refuerzo originado por la flexión en la losa de cimentación, se distribuirá uniformemente a través del ancho de la franja de estudio. Numero de barras de refuerzo a flexión

#barras =

As ,col Ab

Área acero de refuerzo colocada en la sección Área de la barra de refuerzo

Separación de barras de refuerzo a flexión

sepbarras =

B − 2r # barras

Ancho de franja de estudio recubrimiento de diseño

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

15. Determinar la altura efectiva de la losa punzonado de la misma.

en función de la resistencia al corte y

La resistencia de diseño a corte por de viga ancha debe cumplir con:

Vu  Vc

 = 0.75

Fuerza cortante última actuante (Obtenida del diagrama de corte en la sección critica).

Resistencia a cortante del concreto Sistema

(esfuerzos en

1 3

:

):

Vc = 2.1   (  w )  f c'  B  d Sistema SI (esfuerzos en

):

1 3

Vc = 0.66    (  w )  f c'  B  d Ancho o base de la franja altura útil de la sección

Diagrama de Corte y Momento Flector de la Zapata Combinada María G. Fratelli (1993). Suelos, Fundaciones y Muros

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

15. Determinar la altura efectiva de la losa punzonado de la misma. Sistema

(esfuerzos en

1 3

):

en función de la resistencia al corte y Sistema SI (esfuerzos en

):

1 3

Vc = 0.66    (  w )  f c'  B  d As evaluada sobre el área w = Bd

Vc = 2.1   (  w )  f  B  d ' c

: cuantía del área de refuerzo

Ancho o base de la franja de estudio

Tabla 25.4.2.5. Factores de modificación para el desarrollo de las barras corrugadas y alambres corrugados en tracción. ACI 318-19.

esta limitado a: Sistema SI (esfuerzos en

):

Vc  0.42    f c'  B  d

Sistema

(esfuerzos en

Vc  1.33    f c'  B  d

):

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO: 15. Determinar la altura efectiva de la losa en función de la resistencia al corte y punzonado de la misma. Determinar el perímetro de punzonado a una distancia pedestal.

Vu  Vc

de las caras del

 = 0.75

SUELO

Fuerza cortante ultima por punzonado actuante en la zapata

Vu = Pu − qu  ( b + d )  ( a + d )  bo = 2  ( b + d ) + ( a + d ) 

dimensiones en planta del pedestal altura útil de la sección

SECCION CRITICA A PUNZONAMIENTO

Perímetro de punzonado.

. Diseño Rígido Convencional de una Losa de Cimentación Braja M. Das.(2012). Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO: 15. Determinar la altura efectiva de la losa (d) en función de la resistencia al corte y punzonado de la misma.

Vc =  c  bo  d

: Resistencia a cortante por punzonado del concreto Sistema SI (esfuerzos en

):

Sistema

(esfuerzos en

):

( a ) c = 1.1  

f c'  2 ( b ) c = 0.53  1 +     fc'    s  d  '    f ( c ) c = 0.27   2 +  c b o   : Perímetro de punzonado.

bo = 2  ( b + d ) + ( a + d )  Tabla 22.6.5.2. υ𝑐 para miembros en dos direcciones sin refuerzo para cortante. ACI 318-19

El valor de es 40 para columnas interiores, 30 para columnas de borde y 20 para columnas Tabla 25.4.2.5. Factores de modificación para el desarrollo de las barras corrugadas y alambres corrugados en tracción. ACI 318-19. en esquina.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional PROCEDIMIENTO:

16. Se verifica la rigidez de la losa de fundación. Requisito ACI (American Concrete Institute) para el diseño de losas de cimentación.

=4

k b 4  Ec  I

Donde: ancho tributario de la franja en consideración. módulo de balasto o coeficiente de reacción del subsuelo. módulo de elasticidad del concreto. momento de inercia de sección transversal de la franja.

Sepcol  1.75 / 

Método Rígido Convencional.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

17. Verificar el Aplastamiento y la transferencia de Esfuerzo. La resistencia de diseño al aplastamiento debe cumplir con:

Bu   Bn

 = 0.65

para cada combinación de mayoración de carga aplicable.

Tabla 22.8.3.2. Resistencia nominal al aplastamiento. ACI 318-19

corresponde a la zona cargada es el área de la base inferior de mayor tronco de pirámide, cono, o cuñas contenida totalmente dentro del apoyo y que tiene su base superior igual al área cargada. Los lados de la pirámide, cono o cuña deben tener una inclinación de 1 vertical a 2 horizontal.

Fig. R22.8.3.2. Aplicación del tronco de pirámide para determinar A2 en apoyos escalonados o inclinados. ACI 318-19

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

17. Verificar el Aplastamiento y la transferencia de Esfuerzo.

Requerimiento de transferencia de esfuerzos Todas las cargas de la columna o pedestal se transferirán a la cimentación por contacto directo con el concreto y mediante las barras de refuerzo.

Solo se requiere acero de refuerzo mínimo con:

As  0.5% Aped  1% Acol si la fatiga de contacto no es superior a la fatiga resistente del concreto al aplastamiento.

Bu   Bn

 = 0.65

Tabla 22.8.3.2. Resistencia nominal al aplastamiento. ACI 318-19

Fig. R22.8.3.2. Aplicación del tronco de pirámide para determinar A2 en apoyos escalonados o inclinados. ACI 318-19

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. METODO DE CALCULO DE LOSA DE FUNDACION Método Rígido Convencional

PROCEDIMIENTO:

17. Verificar el Aplastamiento y la transferencia de Esfuerzo.

Requerimiento de transferencia de esfuerzos Cuando los esfuerzos de aplastamiento exceden la resistencia del concreto al aplastamiento se proporcionara refuerzo entre la cimentación y la columna y el refuerzo proporcionara el excedente de la fuerza de aplastamiento.

Bu −  Bn As    fy

 = 0.65

Las barras del acero de transferencia deben cumplir los requerimientos de longitud de desarrollo a compresión. En caso de que las condiciones de carga originen esfuerzos de tracción se debe calcular un área de acero por transferencia igual a:

Tu As    fy

ft  A1 As    fy

 = 0.90

Fig. R22.8.3.2. Aplicación del tronco de pirámide para determinar A2 en apoyos escalonados o inclinados. ACI 318-19

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOSAS DE FUNDACIÓN DE CONCRETO REFORZADO SEGÚN EL ACI 318-19. LOSA DE FUNDACION