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Clasificación de las fundaciones. Las distintas o diferentes tipos de fundaciones se clasifican desde el punto de vista constructivo en dos tipos, de las siguientes formas: Fundaciones Superficiales. Zapatas: cimentaciones en zonas aisladas de la estructura “son los tipos más utilizados y se utilizan cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia media o alta con respecto a las cargas de la estructura. Es homogénea como para ser afectadas por asentamientos diferenciales entre las distintas partes. Zapatas Aisladas: Son de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de planta cuadrada. Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción. (Figura a) Zapatas Atirantadas: Son de carácter puntual y trabajan de forma independiente, pero se encuentran unidas por una cadena apoyada al terreno la cual se diseña para evitar el movimiento horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una función corrida.(figura b) Zapatas Y Vigas De Fundación: La viga de fundación es un elemento estructural que permite tomar las cargas de muro y transmitirlas a zapatas aisladas. Puede haber varias razones para querer diseñar zapatas con vigas de fundación. Por ejemplo: Como una forma de ahorrar en comparación a la alternativa de zapata corrida. En algunos casos es conveniente hacer que el peso de los muros descanse sobre la zapata para aumentar las cargas horizontal y equilibrar momentos descompensados en el apoyo. (Figura c) Zapatas Corridas: Cuando se trate de pilares alineados muy próximos a muros, o de equilibrar cargas excéntricas sobre las zapatas contiguas, se considera directamente el empleo de una zapata continua o zapata corrida. (Figura d) Losas de fundación: cimentación sobre toda la superficie de la estructura “se emplean en terrenos menos resistentes o menos homogéneos o bajo estructuras menos resistentes. Con ellas se aumenta la superficie de contacto y se reducen los asentamientos diferenciales. Puede decirse de forma aproximadamente que la losa es más económica que las zapatas si la superficie total de estas es superior a la mitad de la superficie cubierta por el edificio, debido al menor espesor de hormigón y cuantía de armaduras, a una excavación más sencilla y un ahorro de encofrados.(figura e) Losas Flotantes: Cuando es necesario construir estructuras muy sensibles a asentamientos en terrenos pobres puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. La fundación debe hacerse de dimensiones tales que el peso del volumen de tierra removida sea similar a la carga producto del peso de la estructura. En esta forma las condiciones de carga en la superficie del terreno de fundación no han sido teóricamente modificadas por la construcción, de modo que será razonable suponer que los asentamientos serán bajos o nulos. Fundaciones profundas Características generales de los pilotes El pilotaje es una solución apropiada para terrenos malos en los cuales no es posible usar zapatas o losas de fundación. Los pilotes son piezas largas, cilíndricas o prismáticas, de madera, hormigón o metal, que, hundidas en el suelo, sirven de fundaciones o de estructura para cortinas de tablaestacas. Su hinca en el suelo se obtiene mediante diversos métodos: por percusión, para pilotes de cualquier tipo; por moldeo en el suelo, para pilotes de hormigón; por atornillado, par pilotes de hormigón o metálicos. Un pilote puede ser “soportante” o “de fricción”. En los primeros la resistencia se obtiene por el apoyo del extremo inferior en terrenos de buena calidad, de modo que el pilote trabaja como una columna. En los pilote de fricción, la resistencia se debe al roce entre el pilote y el terreno circundante. En general, un pilote tiene acción combinada y resistente por ambos efectos. ( Análisis de los distintos tipos de pilotes según el material que están hechos y su modo de instalación los pilotes puede ser moldeados en terreno o prefabricados. Se fabrican los primeros haciendo un hueco cilíndrico en terreno hasta alcanzar la capa resistente y rellenando con hormigón (con o sin armadura). Los segundos se hincan en terreno por medio de martinetes u otro, se usan con frecuencia como pilotes flotantes en que la resistencia al hincado permite incluso mejorar las características del terreno original. En la práctica se pueden utilizar los siguientes tipos de pilotes: Pilotes de madera: los pilotes de madera tienen la ventaja de ser baratos, especialmente en las regiones ricas en este material. Además son ligeros y por consiguiente, de fácil manejo. Como pueden absorber flexiones, admiten ligeras desviaciones durante la hinca. En cambio presentan el grave inconveniente de un difícil control de la corrección de su ejecución y de la puesta en obra del hormigón. Como para los pilotes prefabricados e hincados, la puesta en obra de los pilotes moldeados in situ debe ser objeto especial de atención. Se trata de un procedimiento ciego de cimentación profunda, y se corre el riesgo de sufrir errores en cuanto a la calidad del hormigón, en el caso en que una capa de agua subterránea corte a los pilotes o que se haya producido un estrangulamiento de la sección al no realizar correctamente la extracción de u entubado provisional. Independientemente de un constante control durante la ejecución, es prudente prever una auscultación de cierros pilotes después de terminada esta. Pilotes metálicos: su colocación en obra puede realizarse inmediatamente después de la recepción, siendo su transporte muy fácil. Atraviesan fácilmente las capas resistentes y presentan una resistencia elevada a los esfuerzos de flexión y cizallamiento. Su hinca puede realizarse por elementos de pequeña longitud que se unen por roblonado o soldadura. Sus dimensiones transversales son pequeñas. Su mayor inconveniente es su sensibilidad a la corrosión, que exige la utilización de una protección especial (por ejemplo Pilotes prefabricados de hormigón: estos pilotes son más caros que los de madera en general a demás, son más pesados y su manejo más delicado. Su fabricación y almacenaje exigen superficies importantes como consecuencia del tiempo necesario para el endurecimiento del hormigón antes de la hinca. Durante la hinca, en las capaz difíciles de atravesar se corre el riesgo de roturas o al menos fisuraciones, que a la larga abren camino a la corrosión de las armaduras. Su resistencia es muy superior a la de los pilotes de madera. Son insensibles a la sequedad y humedad así como al ataque de organismos marinos. Pilotes de hormigón moldeados “in situ”: con estos pilotes se evita la necesidad de una playa de fabricación y almacenaje, economizándose además la parte de las armaduras que exigen el movimiento de los pilotes prefabricados. La longitud de los pilotes se adapta automáticamente al terreno encontrado. Por otra parte, la rugosidad de su fuste y la base ensanchada que puede dárseles, aumentan su poder portante, así como la resistencia al arrancamiento. Fundaciones aisladas sísmicamentes Chile es un país con alta sismicidad y por ello debe ser un país culto sísmicamente debe estar preparado, para reaccionar adecuadamente en emergencias de este tipo sus construcciones deben ser especiales y sus normas de diseños más estrictas que en otras partes del mundo. En un edificio convencional sin aislación la estructura vibra como consecuencia del movimiento del suelo. Si esta vibración excede cierto nivel se produce daño en la estructura. Por lo contrario en un edificio aislado los aisladores acomodan la deformación impuesta por el sismo reduciendo el movimiento que se traspasa a la estructura. Los aisladores sísmicos consisten en un conjunto de láminas de goma natural y acero, colocadas alternadamente y adheridas entre sí para formar un dispositivo con una gran una gran flexibilidad horizontal y una gran rigidez vertical. La flexibilidad horizontal permite acomodar la deformación de corte, la flexibilidad horizontal del aislador permite acomodar La deformación del suelo de fundación durante un sismo, evitando así una transferencia del movimiento del suelo a la estructura; por otra parte su rigidez vertical permite soportar el peso de la estructura sin sufrir deformaciones importantes. Diseño sísmico de estructuras Existen dos conceptos de gran importancia en el diseño sismoresistente: la resistencia lateral y la ductilidad. La resistencia latera se refiere a la capacidad resistente horizontal que es capaz de desarrollar una estructura antes de colapsar. La ductilidad refleja la capacidad de absorción y disipación de energía que una estructura puede ofrecer ante s de colapsar. Las estructuras deben, de una u otra forma disipar la energía que el movimiento del suelo entrega durante un movimiento sísmico la forma más eficiente de llevar a cabo esta tarea durante sismos de gran severidad es deformándose lateralmente y experimentando daño interno. Si durante este proceso, no se alcanza a desarrollar la deformación horizontal que lleva la estructura a su colapsó, ella sobrevivirá al evento sísmico en caso contrario colapsará. La deformación máxima que el sismo demanda a una estructura se expresa a través de la ductilidad que es el cuociente entre la deformación máxima y una deformación horizontal y esto se le llama deformación de fluencia.