Criterios Técnicos para el Cálculo de Cimentaciones y Estructuras de Hormigón

Condiciones de Empuje Pasivo en Deslizamiento

• Se deben despreciar los 50 cm más próximos a la superficie del Empuje Pasivo (E.P.).
• Es fundamental asegurar la permanencia de las tierras alrededor de la zapata.
  • Si existe alguna duda sobre dicha permanencia, no se debe emplear este recurso.
• Se debe minorar el Empuje Pasivo a la mitad (considerando la relación aproximada E.P. = 9 * E.A.).
• La ejecución debe realizarse hormigonando directamente contra el terreno.
  • No se debe utilizar encofrado en estas zonas.

Nota importante: No se deben comprobar el Empuje Pasivo y el Deslizamiento de forma simultánea; se debe optar por uno solo.

Factores que afectan las condiciones de Vuelco, Deslizamiento y Hundimiento

Vuelco

Factores que lo favorecen (y por tanto son perjudiciales para la estabilidad):

• Valores de Momento de diseño (Md) y Cortante de diseño (Vd) elevados.
• La dimensión del canto tiene una gran importancia.
• Esfuerzos de Axil de diseño (Nd) a tracción.
• Un peso propio reducido de la estructura.

Deslizamiento

• Un coeficiente de rozamiento bajo entre el cimiento y el suelo.
• Una reacción normal (N) baja.

Hundimiento

• Grandes dimensiones de la zapata.
• Suelo en fase de solidificación.
• Presencia de huecos o discontinuidades ocultas en el terreno.
• Una elevada excentricidad de la carga aplicada.

Cargas de Viento [qe = qb * ce * cp]

El cálculo de las cargas de viento posee un componente subjetivo basado en los siguientes parámetros:

• qb (Presión dinámica): Se establece en función del emplazamiento geográfico.
• ce (Coeficiente de exposición): Determinado por la aspereza del entorno (presencia de árboles, proximidad al mar, altura del edificio, etc.).
• cp (Coeficiente eólico de presión): Depende de la forma de la estructura y la orientación del viento. Involucra múltiples parámetros geométricos.

Cargas de Nieve [qn = μ * Sk]

El cálculo se realiza sobre la proyección horizontal de la superficie:

• μ (Coeficiente de forma): Varía en función de la pendiente de la cubierta.
  • Si la pendiente es suficientemente empinada, el coeficiente puede ser μ = 0.
  • Si el deslizamiento de la nieve está impedido, las condiciones serán más desfavorables.
  • El valor cambia si existen faldones sucesivos.
• Sk (Valor característico de la carga de nieve): Se define según la localización geográfica y la altitud.

En entornos protegidos del viento: qn' = 0.8 * qn (requiere mayorar).

En entornos fuertemente expuestos: qn' = 1.2 * qn (permite minorar).

Influencia del Ángulo de Rozamiento Interno (φ)

• Muro de contención: A mayor ángulo φ, menor será el empuje ejercido por el terreno.
• Zapata: A mayor ángulo φ, mayor será el coeficiente de rozamiento μ [calculado como tg(2 * φ / 3)], lo que resulta en un menor riesgo de deslizamiento.
• Excavación: La inclinación de las paredes de excavación debe corresponderse con el valor de φ.

Factores de Retracción del Hormigón

La retracción es la disminución de volumen que experimenta el hormigón durante el proceso de fraguado, causada principalmente por la evaporación del agua. Factores influyentes:

• Ambientes secos: Favorecen una mayor pérdida de humedad.
• Geometría de la pieza: A mayor área expuesta y menor espesor, se produce una mayor retracción.
• Edad del hormigón: El fenómeno es más intenso en hormigón joven.
• Resistencia: Una mayor resistencia implica más cemento, lo que deriva en una mayor retracción.
• Armadura: Una mayor cantidad de armadura reduce la retracción debido a la zona de contacto con el hormigón.

Cortante en el Hormigón (Vd)

Para el análisis del esfuerzo cortante se utilizan simplificaciones basadas en el modelo de Biela-Tirante:

• Biela (Compresión del alma) [Vu1]: Se comprueba en el borde del apoyo para asegurar que el hormigón no se aplaste por compresión oblicua.
• Tirantes (Tracción del alma) [Vu2]: Se comprueba a una distancia "d" (canto útil) del apoyo. El primer tirante de tracción comienza donde se agota la capacidad de la biela.

Tipos de Empujes (Activo, Reposo y Pasivo)

• Empuje Activo: Común en muros ménsula. Ocurre cuando el muro es flexible y cede ligeramente, permitiendo que el terreno se relaje y el empuje disminuya.
• Empuje al Reposo: Típico en muros de sótano. Se da cuando el muro es totalmente rígido, obteniendo un valor de presión intermedio.
• Empuje Pasivo: Se produce cuando el muro se desplaza empujando y comprimiendo la tierra, alcanzando el valor máximo de resistencia del terreno.