1. ANLISIS SUGERIDO Y PROCEDIMIENTOS DE DISEO PARA ZAPATAS COMBINADAS Y LOSAS DE CIMENTACIN.
Ensayo

2. FACTORES Y PROCEDIMIENTOS PARA DISEAR ZAPATAS COMBINADAS Y LOSAS DE CIMENTACIN.
Introduccin
En este ensayo se hablara de los factores a considerar con lo que respecta a la interaccin de la estructura del suelo, como se distribuye la presin del suelo por debajo de la zapata, aldiseo de cimentaciones someras de poca profundidad y algunos aspectos estructurales de diseo.
3. Desarrollo
4. Interaccin de la estructura del suelo
Factores que se han de considerar
Tipo de suelo por debajo de la zapata. Cualquier mtodo para analizar una zapata combinada debe estar basado en una determinacin de las caractersticas fsicas del suelo localizado por debajo de la zapata.
Tamao de las zapatas. El efecto del tamao de las zapatas en la magnitud y distribucin de la presin de contacto variara con el tipo de suelo.
Forma de la zapata. Este factor tambin afecta la relacin del permetrocon el rea.
Excentricidad de la carga. El anlisis debe incluir la consideracin de la variacin de las presiones de contacto derivada de las condiciones de cargas excntricas.
Rigidez de la zapata. La rigidez de la zapata puede influir en las deformaciones que pueden ocurrir en la superficie de contacto, y eso afectara la variacin de las presiones de contacto.
Rigidez de la superestructura. Este factor tiende a restringir la respuesta libre de la zapata a la deformacin del suelo
Modulo de reaccin de la subrasante. Para pequeos cimientos [B menor de 5 pies (1.5 m)].
5. Distribucin de las reacciones del suelo
Distribucin lineal de la presin del suelo
Puede suponerse una distribucin lineal de la presin del suelo para zapatas que se puedan considerar como un cuerpo rgido, en la medida que en que nicamenteresulten pequeas deformaciones producidas por la carga.
Presin de contacto sobre el rea total de la base. Si la resultante de todas las fuerzas es tal que todas las porciones del rea de contacto del cimiento estn en compresin, se considera uniformemente distribuida.
La suposicin de una distribucin lineal de la presin es comnmente utilizada y es satisfactoria en la mayora de los casos, debidos a las estimaciones conservadores de carga y los amplios factores de seguridad de los materiales y el suelo.
Presin de contacto sobre una parte delrea. La distribucin de la presin del suelo debe suponerse que es triangular. La resultante de esta distribucin tiene la misma magnitud y es colineal, pero acta en la direccin opuesta de la resultantede las fuerzas actuantes.
6. Zapatas combinadas
Zapatas de forma rectangular
La longitud y el ancho de las zapatas de forma rectangular deben establecerse de tal manera que la presin mxima de contacto en ninguna parte exceda la presin del suelo permisible.
Todos los momentos debencalcularse con respecto al centroide del rea de la zapatay la parte inferior de esta. Todas las dimensiones de la zapata deben calcularse con la suposicin de que la zapata acta como un cuerpo rgido.
Zapatas trapezoidal o de forma irregular
Para reducir las condiciones de carga excntricas, puede disearse una zapata trapezoidal o de forma irregular. En este caso, puede considerarse que la zapata acta como un cuerpo rgido y la presin del suelo puede determinarse de una manera similar a la de aquella para una zapata rectangular.
7. Cimentaciones en forma de parilla y zapatas lineales que soportan ms de dos columnas
Las cimentaciones de parilla deben ser analizadas como franjas continuas independientes, usando cargas de columna proporcionadas en relacin directa con rigidez de las franjas que actan en cada direccin.
Zapatas que soportan estructuras rgidas
Las zapatas lineales continuas que soportan estructuras que, debido a su rigidez, no permitirn que las columnas individuales se asienten diferencialmente, pueden disearse usando la suposicin de cuerpo rgido, con una distribucin lineal de la presin del suelo.
Para determinar la rigidez aproximada de la estructura, debe hacerse un anlisis comparando la rigidez combinada de la zapata, de los miembros de los marcos de la superestructura, y de los muros de cortante con la rigidez del suelo. Esta rigidez relativa Kr determinara si se debe considerar que la zapata es flexible, o que acta como un cuerpo rgido.
Los clculos indican que a medida que se incrementa la rigidez relativa Kr, el asentamiento diferencial se reduce rpidamente.
Si el anlisis de la rigidez relativa de la zapata proporciona un valor de 0.5, la zapata puede considerarse rgida y la variacin de la presin del suelo se determina con base en la simple esttica. Si se encuentra que el factor de rigidez relativa es menor de 0.5, la zapata debe disearse como un miembro flexible.
8. Procedimiento de diseo para zapatas flexibles.
Una zapata continua debe analizarse como una viga sobre cimentacin elstica. El espesor se establece normalmente sobre la base de una viga de ancho permisible o del esfuerzo de cortante de penetracin o punzonamiento sin el uso de refuerzo por cortante, esto no prohbe al diseador el uso de refuerzo por cortante en situaciones especificas.
9. Losas de cimentacin
Las losas de cimentacinse usan comnmente en suelos de estratigrafa errtica o relativamente dbil, en donde se requerira un gran nmero de zapatas ensanchadas, y en donde un estratode apoyo bien definido para cimentaciones profundas no est cerca de la base de la cimentacin.
Las losas de cimentacin pueden ser diseadas y analizadas ya sea como cuerpos rgidoso como placas flexibles apoyadas en un medio elstico (el suelo).
10. Procedimiento de diseo. Puede disearse una losa de cimentacin ya sea usando, el mtodo por resistencia o trabajando con diseo por esfuerzos.
El procedimiento de diseo sugerido es el siguiente:
Proporcionar de la planta de la losa de cimentacin usando cargas no factorizadas y cualquier momento de volteo
Calcular el espesor mnimo de la losa de cimentacin con base en el esfuerzo cortante de penetracin o punzonamiento en las columnas criticas (esquinas, interior, lados, etc.)
Disear el acero de refuerzo por la flexin tratandola losa como un cuerpo rgido y considerando franjasen ambos sentidos.
Realizar un anlisis aproximadoo un anlisis por computadora de la losa y revisar el diseo de cuerpo rgido si es necesario.
11. Mtodos de diseo
Mtodo de diferencias finitas
El mtodo de diferencias finitas es un procedimiento que proporciona resultados bastante buenos para las aproximaciones usadas.
Mtodos de parillas finitas
Este mtodo discretiza la losa en un numero de elementos de viga- columna con resistencia a la flexin y la torsin. La resistencia a la torsin se usa para incorporar la torsin de placa usando el modulo de cortante G. en la terminologa elemento finito, produce elementos no conformados, es decir, la compatibilidad entre elementosqueda asegurada nicamente en los nodos.
Mtodo de elementos finitos
Este mtodo discretiza la losa en un numero de elementos rectangulares y/o triangulares. Para la flexin, se requiere el desplazamiento nodal y las pendientes en las direcciones X y Y. Esto da como resultado tomar derivadas parciales de la funcin desplazamiento. Un elemento es del tipo iso- paramtrico si la misma funcin puede usarse para describir tanto la forma como el desplazamiento.
12. Conclusin
Este ensayo mostro en forma detallada los factores que se toman en cuenta para poder disear la cimentaciones someras de poca profundidad, antes depoder disear las cimentaciones el ingeniero estructurista debe conocer las presiones netas mnimas y mximasdel suelo, las cuales no deben ser mayores a la presin admisible del suelo. Para conocer la presin admisible del suelo se debe hacer un estudio geotcnico.
Existen dos mtodos para poder disear las cimentaciones uno basado en los esfuerzos permisibles, el cual da miembros muy robustos y el mtodo de resistencia, que utiliza factores de sobrecapacidad. Este ltimo es el que mas se utiliza.
Se mostro una breve descripcin de los mtodos que se utilizan para el anlisis de las estructuras, como las losas de cimentacin.
El que persevera alcanza sus metas
13. Literatura citada
ANLISIS SUGERIDO Y PROCEDIMIENTOS DE DISEO PARA ZAPATAS COMBINADAS Y LOSAS DE CIMENTACIN; ACI 336.2R-88 ; 2006.