ZAPATAS Y CIMIENTOS TIPOS Y FUNCIONES La subestructura, o cimiento, es la parte de una estructura que generalmente se coloca debajo la superficie del suelo y eso transmite la carga al suelo o roca subyacente. Todos Los suelos se comprimen notablemente cuando se cargan y hacen que la estructura soportada se asiente. los dos requisitos esenciales en el diseño de fundaciones son que la liquidación total de la estructura se limitará a una cantidad tolerablemente pequeña y esa liquidación diferencial de3 Las diversas partes de la estructura se eliminarán lo más posible. Con respecto a posible daño estructural, la eliminación del asentamiento diferencial, es decir, diferente cantidades de liquidación dentro de la misma estructura, es más importante que las limitaciones en asentamiento general uniforme. Para limitar los asentamientos como se indica, es necesario (1) transmitir la carga del estructurar a un estrato de suelo de suficiente resistencia y (2) para distribuir la carga sobre un área suficientemente grande de ese estrato para minimizar la presión del rodamiento. Si no hay suelo adecuado encontrado inmediatamente debajo de la estructura, se hace necesario usar cimientos profundos como pilas o cajones para transmitir la carga a capas más profundas y firmes. Si el suelo es satisfactorio directamente debajo de la estructura, simplemente es necesario repartir la carga, mediante zapatas o otros medios. Tales subestructuras se conocen como fundaciones extendidas, y es principalmente esto tipo que se discutirá. Información sobre los tipos más especiales de cimientos profundos. se puede encontrar en textos sobre ingeniería de cimientos, por ejemplo, Refs. 15.1 a 15.4. Diseño de refuerzo en las articulaciones La mayoría de las fallas en el concreto reforzado ocurren no por deficiencias en el análisis de la estructura o en el diseño de los miembros, pero debido a la atención inadecuada a Los detalles del refuerzo. Muy a menudo, el problema está en las conexiones de main elementos estructurales (Ref. 18.1). Hay una tendencia creciente en la práctica estructural moderna para el ingeniero confiar en un detallista, empleado por el fabricante de la barra de refuerzo, para proporcionar Diseño conjunto. Ciertamente, en muchos casos, detalles estándar como los que se encuentran en el Se puede seguir el Manual de detalle ACI (Ref. 18.2), pero solo el ingeniero de diseño, con Los resultados completos del análisis de la estructura en cuestión pueden hacer este juicio. En En muchos otros casos, los requisitos especiales para la transferencia de fuerza requieren que los detalles conjuntos completamente especificado en los dibujos de ingeniería, incluidas las configuraciones de curva y corte puntos para barras principales y provisión de refuerzo suplementario El requisito básico en las juntas es que todas las fuerzas existentes en los extremos del los miembros deben transmitirse a través de la articulación a los miembros de apoyo Complejo existen estados de tensión en la unión de vigas y columnas, por ejemplo, que deben reconocerse en el diseño del refuerzo. Las discontinuidades agudas ocurren en la dirección de interno fuerzas, y es esencial colocar barras de refuerzo, debidamente ancladas, para resistir el tensión resultante. Algunos detalles de conexión utilizados con frecuencia, cuando se prueban, han sido encontró para proporcionar tan poco como el 30 por ciento de la resistencia requerida (Refs. 18.1 y 18.3). Terminado A lo largo de los años, se han dirigido importantes investigaciones para establecer un mejorado base para el diseño conjunto (Refs. 18.4 y 18,5) Pruebas a gran escala de viga-columna las juntas han llevado a métodos de diseño mejorados como los descritos en la Recomendación para el diseño de juntas de viga y columna en estructuras de hormigón armado monolítico, informado por el Comité ACI-ASCE 352 (Ref. 18.6) Aunque no están completamente incorporado en el Capítulo 15 del Código ACI, que cubre viga-columna y viga juntas, tales recomendaciones proporcionan una base para el diseño seguro de la viga-columna articulaciones tanto para la construcción ordinaria como para edificios sujetos a fuerzas sísmicas. Otro pruebas han dado una valiosa información sobre el comportamiento de las juntas de vigas de vigas, uniones de paredes, y otras configuraciones conjuntas, proporcionando así una base sólida para el diseño. Diseño sísmico Los terremotos resultan del movimiento repentino de las placas tectónicas en la corteza terrestre. El movimiento tiene lugar en las líneas de falla y se transmite la energía liberada. a través de la tierra en forma de ondas que causan movimiento del suelo a muchas millas de la epicentro. Las regiones adyacentes a las líneas de falla activas son las más propensas a experimentar terremotos. El mapa en la figura 20.1 muestra el máximo movimiento de tierra considerado Para el contiguo 48 estados. Los valores mapeados, expresados como un porcentaje de la gravedad, representan el Aceleración máxima esperada de un sistema de un solo grado de libertad con 0.2 segundos período y 5 por ciento de amortiguación crítica. Conocido como el 0.2 respuesta espectral seg aceleración SS (subíndice S para abreviar período), se utiliza, junto con el espectral de 1,0 segundos respuesta aceleración S1 (mapeado de manera similar), para establecer los criterios de carga para diseño sísmico Aceleraciones SS y S1 se basan en registros históricos y locales geología. Para la mayor parte del país, representan el movimiento de tierra del terremoto con un "probabilidad de excedencia del 2 por ciento en 50 años ", un valor que es equivalente a un regreso período de unos 2500 años (Ref. 20.1). Como experimentado por estructuras, los terremotos consisten en horizontal y vertical al azar movimientos de la superficie de la tierra. A medida que el suelo se mueve, la inercia tiende a mantenerse estructuras en su lugar (Fig. 20.2), resultando en la imposición de desplazamientos y fuerzas ese puede tener resultados catastróficos. El propósito del diseño sísmico es proporcionar estructuras para que puedan soportar los desplazamientos y las fuerzas inducidas por el suelo movimiento RESPUESTA ESTRUCTURAL La seguridad de una estructura sometida a carga sísmica depende de la comprensión del diseñador. de la respuesta de la estructura al movimiento del suelo. Durante muchos años, el objetivo de El diseño del terremoto en América del Norte ha sido construir edificios que resistan moderar terremotos sin daños y terremotos severos sin colapso. Los códigos de construcción han sufrido modificaciones regulares a medida que los grandes terremotos han expuesto Debilidades en los criterios de diseño existentes. Diseño para los terremotos difiere del diseño para la gravedad y las cargas de viento en el relativamente mayor sensibilidad de las fuerzas inducidas por terremotos a la geometría de la estructura. Sin un diseño cuidadoso, las fuerzas y los desplazamientos pueden concentrarse en porciones. de una estructura que no es capaz de proporcionar resistencia o ductilidad adecuadas. Pasos para fortalecer un miembro para un tipo de carga en realidad puede aumentar las fuerzas en el miembro y cambiar el modo de falla de dúctil a frágil.
