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FUNDACIONES Generalidades. Diferentes tipos de fundación. Criterios de selección. Métodos de cálculo y verificación de estabilidad. Fundaciones de máquinas (cargas dinámicas). Características de trabajo que condicionan su diseño. Bibliografía : Manual de Cálculo de Estructuras de Hormigón Armado- Ing. Osvaldo J. Pozzi Azzaro Informe Técnico Nº 6 “Fundaciones para máquinas” Alberto Scardiglia, Universidad Nacional de Córdoba Fundación: definición Es aquella parte de la estructura que tiene como función transmitir en forma adecuada las cargas de la estructura al suelo y brindar a la misma un sistema de apoyo estable. Tiene una doble función: Estabilidad Resistencia Debe por tanto controlar dos estados (ambos estados definen si una fundación sirve o no): 1) Estado de servicio o de funcionamiento 2) Estados límites de resistencia 1) Estado de servicio o de funcionamiento Se puede considerar comportamiento inadecuado cuando se presentan los siguientes problemas en el suelo o la fundación: Aunque la estructura, incluyendo la fundación no presente un daño, se considera que falla cuando no tiene un comportamiento adecuado a) Asentamientos diferenciales o totales Los asentamientos se limitan a los siguientes valores dependiendo del sistema estructural Pórticos L/300 L distancia entre apoyos horizontales. Muros L/500 a L/1000 b) Desplazamientos o levantamientos excesivos causados por suelos expansivos c) Daños locales o generales causados por fenómenos de erosión interna, lixiviación (*) o dispersión. d) Vibraciones excesivas causadas por estructuras o cargas móviles (motores o máquinas) que afecten el confort de los ocupantes. d) Daños locales en partes de la estructura por falta de juntas de expansión y de contracción (*) La lixiviación es el proceso de lavado del suelo por la filtración del agua. http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo http://es.wikipedia.org/wiki/Agua 2) Estados límites de resistencia a) Falla del suelo por exceder su capacidad portante b) Disminución del equilibrio por inestabilidad del terreno c) Amplificación y o modificación de la onda sísmica que viajan por el suelo produciendo falla en la estructura por entrar en resonancia. d) Falla de la estructura por el cambio de las propiedades del suelo al presentarse el fenómeno de licuefacción (*) durante un sismo. e) Falla de la cimentación como tal Está asociado a la falla física de los componentes de la fundación o de cualquier parte de la estructura por un mal comportamiento del sistema suelo-cimentación. (*) Licuefacción:La licuefacción del suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado Licuefacción del suelo a causa del terremoto ocurrido en Niigata Japón, obsérvese como los edificios se han inclinado al perder su apoyo en el suelo. http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza La licuefacción permitió que esta boca de alcantarilla flotara y se elevara por sobre la superficie http://es.wikipedia.org/wiki/Alcantarilla Un buen diseño debe: Dimensionar las fundaciones para que en su transmisión de cargas al suelo no hagan fallar el mismo. Diseñar estas fundaciones para que ellas estructuralmente no fallen Tipos de Fundación Superficiales Zapatas aisladas centradas o directas excéntricas Zapatas con viga cantilever Zapatas combinadas Plateas,etc. Profundas Pilotes o indirectas Pilotines Cilindro de fundación Pozos Romanos Zapatas aisladas La distribución de las tensiones en el terreno en función de: El tipo de suelo La rigidez de la base I-Zapata rígida, suelo cohesivo II-Zapata rígida, suelo no cohesivo III-Zapata flexible, suelo cohesivo IV-Zapata flexible, suelo no cohesivo Zapata aislada Zapata con Viga Cantilever Platea de fundación Platea de fundación Se emplea platea de fundación A) Cuando la tension del terreno es reducida B) Cuando las cargas son muy elevadas Pilotes Cuando el suelo donde debe fundarse una estructura, alcanza capacidad portante a profundidades muy grandes, mayor a 8 o 10 metros, es preferible utilizar una fundación sobre pilotes en lugar de zapatas. Columna Cabezal pilotes Se pueden clasificar Prefabricados: estos pilotes son hincados en el terreno con un martinete, y el diámetro máximo es de 60cm. Hormigonados In situ: Se realiza primeramente la perforación en el terreno y luego se coloca la armadura y el hormigón. Capacidad de carga de los pilotes De acuerdo al tipo de terreno los pilotes transmiten su carga de dos formas: A) De punta: como lo indica su nombre la carga se transmite por la punta del pilote. B) Por fricción : se transmite la carga mediante las fuerzas de fricción entre pilote y suelo. En general todo pilote transmite su carga por punta y el resto por fricción, y su capacidad portante depende de sus dimensiones y delas características del suelo Distintos tipos de cabezales Cabezal de seis pilotes Cabezal de tres pilotes Cabezal de cuatro pilotes
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