Cálculo estructural del cimiento.

Hasta ahora se han expuesto las posibles soluciones para determinar las dimensiones de la superficie de contacto cimiento-terreno, en función de las distintas solicitaciones que pueden transmitir los soportes, que deben corresponder a la combinación pésima de solicitaciones. Como se ha visto, para nada ha influido el material con que fuese a ser construido el cimiento, pues, cualquiera que sea, se admite que, en todo caso, tiene mayor resistencia que el terreno.

En la actualidad, y salvo casos muy singulares que requerirían un tratamiento aparte, las cimentaciones se construyen en hormigón, en masa o armado.

El cimiento como elemento estructural, debe dimensionarse y en su caso armar- se, considerando los valores ponderados de las solicitaciones debidas a las reacciones del terreno, obtenidas como se ha visto en los apartados anteriores.

La Instrucción EH-82 establece que para el cálculo de las solicitaciones que actúan sobre el elemento de cimentación, se deduzcan los valores ponderados de las solicitaciones debidas al peso propio del elemento de cimentación y al del terreno que descansa sobre él. Esta consideración se basa en admitir que el peso propio de la zapata y del terreno que descansa sobre ella es equivalente al peso de las tierras que antes de la excavación soportaba el terreno de cimentación. Esta hipótesis en gran parte de los casos puede ser cierta. No obstante, el deducir el peso propio de la zapata y de las tierras, complica el cálculo, reduce el coeficiente de seguridad y, en general, puede decirse que va en contra de seguridad. Por ello, se consideran como solicitaciones a efectos del cálculo del elemento de cimentación Las reacciones o tensiones en el terreno, obtenidas conforme a los apartados anteriores afectados del coeficiente de ponderación de las acciones, γf.

Puede admitirse para simplificación del cálculo que las tensiones en el terreno son uniformes, con valor  σf, igual al valor máximo de las tensiones calculadas por el coeficiente de ponderación γf, cometiéndose con ello pequeños errores pero siempre a favor de seguridad.

Sin perjuicio de lo anterior, y cuando se requieren cálculos exactos, se tomarán como solicitaciones del elemento de cimentación las tensiones reales obtenidas, deduciendo el peso propio del cimiento y de las tierras que descansan sobre él, multiplicadas por el coeficiente γf.

Las proporciones de las zapatas, y su forma de trabajar como elemento único hacen que su estudio no sea equiparable a los modelos habituales, sin embargo, considerando cada sección por separado permite calcularlas como ménsulas solicitadas por la reacción del terreno (figura 3.39). 

 Figura 3.39

En el cálculo de la zapata, admitiendo su comportamiento como ménsula, es necesario distinguir las de hormigón en masa y las de hormigón armado, y dentro de éstas las de mucho o poco canto en relación con el vuelo, pues su mecanismo resistente o forma de trabajo es distinta.