DICTAMEN TECNICO

CIMENTACIÓN PARA LA ESTRUCTURA DE OFICINASDEL GIMNASIO “C”

COMPLEJO DEPORTIVO “HERIBERTO JARA CORONA”

XALAPA, VER.

2 DE MARZO DE 2014

M. EN ING. VICTOR MANUEL ANTONIO IZARRARAS

CED. PROF. 4460258

1. Objetivo del análisis

El presente análisis tiene como objeto evaluar el uso de zapatas aisladas como esquemade   cimentación   del   edificio   de   oficinas   que   se   construirá   dentro   del   espaciodenominado “Gimnasio C” del Complejo Deportivo “Heriberto Jara Corona”, ubicado enXalapa, Ver.,   a  partir de las condiciones del subsuelo,   de las características de la losaexistente  y de las dimensiones y propiedades de la estructura a construir.  

2.  Introducción

El análisis se enfocará principalmente en la inspección de las características del terrenoy de la losa existente, a fin de exponer los motivos por los cuales no es convenientedesplantarse   sobre   la  misma,  así  como  proponer   (con   las  debidas   reservas  por   laescasez   de   información   técnica),   la   necesidad   de   que   la   estructura   se   desplantemediante zapatas aisladas. 

En la primera parte, se dará una descripción general del proyecto tomando en cuentaque   ya   se   encuentra  definido   a  nivel   arquitectónico   y   estructural,   y  que   solo   sepropondrá una modificación al sistema de techo de azotea que aligerará el peso de laestructura. Posteriormente se dará una breve descripción de las condiciones de suelo yla   losa   existente,   para   concluir   con   la   exposición   de   motivos   por   los   cualesconsideramos   la  conveniencia  de  cimentar  sobre  zapatas  aisladas  y   ligadas  mediantetrabes que absorberán los asentamientos diferenciales.

Por  ultimo  se  propondrán   las  dimensiones  de  dicha  zapata,  mediante  el  análisis  decargas para la columna mas desfavorable y con base en la capacidad de carga propuestaen la memoria descriptiva anteriormente realizada.

3. Descripción general del proyecto

La estructura consiste en un edificio de dos niveles con sistema de entrepiso a base delosacero de concreto armado, así como losa de azotea compuesta por un falso plafónsoportado por perfiles de aluminio que estarán sujetos al arco techo de la estructura delamina  original  del gimnasio1. Este sistema  de entrepiso  y azotea  está  soportado poruna estructura compuesta de 32 columnas de acero tubulares cuadrados OR 254 X 13 yun sistema de trabes y vigas de distintas dimensiones.

1 Esto es una modificación al proyecto original que planteaba una losa de azotea compuesto por una losacero con enladrillado e impermeabilizante.

4. Condiciones del suelo.

De acuerdo a lo observado en un pozo a cielo de profundidad aproximada de 1.50 m,  elsuelo  consiste  en  una  capa   inicial  de  0.50  m  de  espesor  de  material  de  relleno  condesechos de consistencia blanda. 

Fig. 1 Condición de suelo

Fig. 2 Espesores de capas

Posteriormente se encuentra una pequeña capa de arcilla de aproximadamente 10 cmde   espesor   de   consistencia  media   y   conforme   se   llega   a   una   profundidad   deaproximadamente 1.20 a 1.50 m se encuentra una capa de material arcilloso uniforme,cuya consistencia va en aumento conforme se profundiza, lo anterior se confirma con ladificultad para realizar la operación de la excavación a dicha profundidad.

Losa superior de concreto simple

Losa inferior de concreto armado

Capa de arcilla uniforme

Capa de material de relleno

5 Condiciones de la losa existente.

De la excavación realizada se observa que la losa no es monolítica, es decir consta dedos  capas  de  concreto  que   fueron  coladas  de  manera   independiente  y  en  épocasdistintas. La losa de fondo tiene aproximadamente 12 cm de espesor y está reforzadacon  varillas  de  acero  que  consideramos  que  su  función  sería  absorber   los  esfuerzosgenerados por los cambios de temperatura. La losa superior es de concreto simple, ytiene   un   espesor   aproximado   de   10   cm,   sin   embargo   este   no   es   uniforme.Superficialmente  y  en   toda  el  área,  se  observan  grietas  que   tienen  distancias  de  2metros o menor entre ellas, lo que hace suponer que dichas grietas no corresponden ajuntas constructivas.

Así mismo se observaron ligeras diferencias de nivel en ciertas zonas de la losa.

Fig. 3 Agrietamiento en la losa

Fig. 4 Daños 

Fig. 5 Diferencia de espesor en la losa superior

6. Exposición de motivos

A   continuación   se   enumeran   las   razones   por   las   que   consideramos   no   se   debedesplantar sobre la losa existente:

El espesor de la capa de relleno es considerable y de consistencia blanda, dichomaterial podría provocar una falla de tipo frágil sobre la losa si es que se sometea cargas puntuales.

La losa no es monolítica, lo que podría traer como consecuencia una distribuciónde esfuerzos no uniforme.

De  acuerdo  al diseño  arquitectónico,   la  construcción  de  baños  en  este  edificioobliga a romper la losa de  piso existente para la ubicación de las  instalacionessanitarias,   lo  que  restaría  continuidad  de   la   losa  provocando  entre  otras  cosasconcentraciones de esfuerzos.

La losa en si como elemento estructural no funcionaría debido a la presencia degrietas, imperfecciones y variabilidad en espesor. 

7. Análisis de las cargas sobre la cimentación

Para  efectos  prácticos,   se  determinará   la   carga  que   actúa   sobre   la   columna  másdesfavorable localizada en la intersección de los ejes 5 y D.

Las siguientes páginas muestran el proceso de análisis de carga para este elemento y lacarga puntual que se transmitirá a la cimentación.

Fig. 6 Distribución de las cargas sobre la columna D5

A1= 14.125 A2= 7.98 A3= 15.415 A4= 5.592 A5= 18.044A6= 21.000 Área de influencia total sobre la columna 43.874 M2

2 3 4 5 6 7 8 9

C

D

E

F

4.7805.650

9.940

8.840

9.940

A2

A1

A3

A4

A5A6

2.500

A4

Análisis de cargas (azotea) Para columna (D5)

Peso propio de trabes

Tipo Peso (kg/ml) W (kg) W (Ton)

TI W 16 x 31 50.2 5.650 283.63 0.28363T2 W 16 x 31 50.2 4.780 239.956 0.239956T3 W 18 x 35 55.4 8.840 489.736 0.489736T4 W 21 x 55 81.2 9.940 807.128 0.807128

Total 1.82045Carga sobre la columna 0.910225

Trabe y/o Viga

Longitud (m)

Peso de sistema de techo

Concepto

Plafón Falso 10 43.874 0.43874Carga adicional 40 43.874 1.75496

Carga sobre la columna 2.1937

Peso (kg/m2)

Área de influencia

(m2)

Peso sobre la columna

(TON)

Peso de la columna del 2do. Nivel

Tipo Peso LongitudOR 254 X 13 92.95 3.000 278.85 0.27885

Peso propio de la columna 0.27885

Total (kg)

Total (ton)

Carga viva Azotea con pendiente < 5%

Wm W (kg) W (Ton)100 43.874 4387.4 4.3874

Carga viva en azotea 4.3874

Área de influencia

CARGA TOTAL EN COLUMNA A NIVEL ENTREPISO (TON) 7.770175

Análisis de cargas (entrepiso) Para columna (D5)

Peso propio de trabes

Tipo Peso (kg/ml) W (kg) W (Ton)

TI W 16 x 31 50.2 5.650 283.63 0.28363T2 W 16 x 31 50.2 4.780 239.956 0.239956T3 W 18 x 35 55.4 8.840 489.736 0.489736T4 W 21 x 55 81.2 9.940 807.128 0.807128V1 W 12 x 19 28.3 16.840 476.572 0.476572

Total 2.297022Carga sobre la columna 1.148511

Trabe y/o Viga

Longitud (m)

8. Dimensiones de la zapata

De  un  estudio  anterior,  se  tiene  que   la  capacidad  de  carga  admisible  del  terreno  encuestión  es  de  10   ton/m2.  Para  algunos  autores  este  rango  de  capacidad  de  cargapertenece a un tipo de suelo arcillosos de consistencia media (Ver tablas siguientes).Con las reservas del caso, las dimensiones de la zapata se determinarán en función dedicha capacidad de carga admisible.

Peso de sistema de techo

Concepto

Loseta + pegamento 1500 0.03 45 43.874 1974.330Firme de mortero 2100 0.03 63 43.874 2764.062

205 43.874 8994.170Instalaciones 30 43.874 1316.220Falso plafón 10 43.874 438.740

Carga adicional 40 43.874 1754.960Carga sobre la columna (TON) 17.242

Peso específico

(kg/m3)

Dimensión (m)

Peso por unidad de

área (kg/m2)

Área de influencia de la columna

(m2)

Peso sobre la columna (kg)

Losa acero cal 22 + 5 cm de concreto

 

1.93 m

0.30 m

0.30 m