Cajon de Cimentacion

EQUIPO #8: Mendoza Barrera Oscar Omar. Villarruel Villarr uel Flores Axel.

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Se entiende por cimentaciones compensadas aquéllas en las que se busca reducir el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante excavaciones del terreno y uso de un cajón desplantado a cierta profundidad. Según que el incremento neto de carga aplicado al suelo en la base del cajón resulte positivo, nulo o negativo, la cimentación se denomina parcialmente compensada, compensada o sobre – compensada, respectivamente.

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Para el cálculo del incremento de carga transmitido por este tipo de cimentación el peso de la estructura a considerar será: la suma de la carga muerta, incluyendo el peso de la subestructura, más la carga viva con intensidad media, menos el peso total del suelo excavado. Además, deberán tomarse en cuenta los cambios posibles de materiales de construcción, de solución arquitectónica o de usos de la construcción susceptibles de modificar significativamente en el futuro dicha carga neta.

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La porción de las celdas del cajón de cimentación que esté por debajo del nivel freático y que no constituya un espacio funcionalmente útil, deberá considerarse como llena de agua y el peso de esta deberá sumarse al de la subestructura, a menos que dicho espacio se rellene con material ligero no saturable que garantice la permanencia del efecto de flotación.

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En terrenos II y III el problema principal de la cimentación son los asentamientos generales o diferenciales, así como el procedimiento constructivo de excavación. Es necesario contar con un estudio completo de mecánica de suelos que nos indique principalmente el NAF, la profundidad a la primera capa dura, el índice de compresibilidad volumétrica mv , el peso volumétrico seco y húmedo, asentamientos probables y capacidad de carga.

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En terrenos II y III para reducir los asentamientos es necesario hacer cajones de cimentación, que en caso de existir nivel de aguas freáticas muy superficial el cajón debe ser estanco (que se impida el paso del agua) y el reglamento contempla los siguientes casos:

ASENTAMIENTOS CALCULADOS PARA AREAS CUADRADAS SOMETIDAS A DIFERENTES PRESIONES UNIFORMES EN UN SITIO DE LA ZONA III DE LA CIUDAD DE MEXICO.

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Encontrar la profundidad de desplante Df de un edificio de 5 niveles donde la descarga al terreno es de 4.2 ton/m2  , en un suelo tipo II, la sobrecarga al suelo Δp= 2 ton/m2  , el peso volumétrico del suelo γs= 1.48 ton/m3 , y el NAF se encuentra a 2.5 m de profundidad

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Para un terreno tipo III, determinar el tipo de cimentación y profundidad de desplante de un edificio de 15 niveles y descarga es 13.2 ton/m2, el NAF esta a 1.5m, el peso vol. De la arcilla es 1.39 ton/m3 y la sobrecarga recomendada por la mecánica de suelos es 1.5 ton/m2. la profundidad a la 1era capa dura es de 27 m.

No es recomendable y las posibles soluciones son : a) Un cajón de cimentación cuyo desplante se fija arbitrariamente a 2.5m y pilotes de fricción.

Otra posible solución es:

b) Un cajón de cimentación arbitrario y pilotes de punta de control, los que se llevan toda la descarga, por lo tanto, no hay compensación.

De los más altos del mundo. Su altura final es de 492 metros y tiene 101 pisos.  El diseño del SWFC es único en el mundo ya que cuenta con una apertura en la punta, como la torre Insignia de la Ciudad de Shanghai, esto como solución para la presión del viento sobre el edificio. Esta apertura era en el primer diseño circular, pero se decidió cambiar porque el círculo simboliza la bandera de su rival económico, Japón, por lo que se decidió que fuera un trapezoide, esto porque los ingenieros decían que su facilidad de ser construido era mayor que si fuese circular. El agujero en forma de trapezoide está en el nivel 97, el cual cuenta con la cubierta de observación más alta del mundo a 440 metros en su parte inferior. 

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Ocupa 377.300 m². Tiene 101 pisos, 33 escaleras y 31 ascensores. La mega estructura portante que constituye el esqueleto del Shanghai World Financial Center se ha puesto a punto gracias a la integración y a la interacción de tres sistemas estructurales, capaces de responder a las solicitaciones propias y externas que puedan pesar sobre el edificio:

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1. El sistema formado por grandes columnas estructurales, vigas diagonales y vigas perimetrales.

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2. El núcleo central de servicio con muros de contención de cemento armado.

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3. Vigas que enlazan diagonalmente estos dos sistemas.

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Este tipo de sistema estructural ha permitido reducir los costos y hacer la construcción mucho más rápida respecto a los sistemas más tradicionales. Puesto que uno de los objetivos a nivel estructural era el de optimizar materiales y estructura, se ha intentado limitar el peso del edificio, reduciendo el espesor de los muros de cemento armado que constituyen el núcleo central. Esto se ha conseguido limitando las fuerzas laterales producidas por el viento y por un eventual terremoto, que debían soportar dichos muros, incrementando la rigidez de estos muros perimetrales.