Sumario concreto armado

ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES




ANALISIS Y DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS




La zapata aislada, es un elemento que soporta una columna, y se considera como un
segmento invertido de losa, en el que la presión neta del suelo está actuando sobre una losa en voladizo
apoyada en una columna. La losa estará sujeta a flexión y a cortante de modo similar a la losa de un
piso que soporta cargas de gravedad. Cuando intervienen cargas concentradas muy fuertes, se ha
comprobado que el cortante y no la flexión controla la mayoría de los diseños de las cimentaciones.
Puesto que en la mayoría de los casos la zapata se flexiona en doble curvatura, se debe considerar el
cortante y la flexión con respecto a los dos ejes principales
Una vez que se determina la presión admisible del suelo a partir de los datos disponibles del
lugar, el tamaño del área de la zapata se calcula con las cargas sin factorizar (de servicio), como las
cargas muerta, viva, de viento o las cargas de sismo, en la combinación que gobierne al diseño. Es
recomendable que las dimensiones de zapata y columna guarden una relación directa.
Distribución del refuerzo.- Se supone que el peralte efectivo es igual en la dirección corta y larga,
sin pérdida significativa de precisión, aunque difiere ligeramente por las dos capas de las parrillas de
refuerzo. La Norma E-060 recomienda distribuir el refuerzo de la forma siguiente :


1. El refuerzo en la dirección larga se distribuye uniformemente en todo el ancho de la zapata.
2. Para el refuerzo en la dirección corta, una franja central con ancho igual al ancho de la zapata
en la dirección corta contendrá la mayor porción del área total de refuerzo, distribuido uniformemente
en todo el ancho de la franja, como se da en la ecuación:


refzo. en el ancho de la franja = . 2 .
refzo. total en dirección corta,(As)  +1

en la que , “ ” es la relación del lado largo al corto de la zapata. El resto del refuerzo que se requiere
en la dirección corta, se distribuye uniformemente fuera de la franja central de la zapata.




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CARLOS J RAMOS CH

, ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES

ANALISIS Y DISEÑO DE ZAPATA AISLADA CON CARGAS DE GRAVEDAD
DATOS:

Resistencia del terreno : 1.30 kg/cm² f¨c = 210 kg/cm²
S/C = 250 kg/m² Piso = 0.15 cms
Df = 1.30 mts H asumido = 0.50 m
Ko = 9000 ton/m3 Øca = 2.40 ton/m3
Øs = 1.60 ton/m3 Øcs = 2.0 ton/m3
NPT = 0.30 mts.
CARGAS

Columna : b * t : 0.25 x 0.40
Pm = 50.0 ton
Pv = 20.0 ton

SOLUCION .-

1.- DIMENSIONAMIENTO .-
a) Presión neta del terreno :
σ nt= σt - s/c- h*Øca - ep*Øcs - er*Øs
6.0 " σ nt= 13,000 - 250 - 1,200 - 305 - 1,520
6.0 " σ nt= 9,725 kg/m² = 9.73 ton/m²
b) Area de la zapata :
Df 0.50 A = Sum P / ðnt
A= ( 50.0 + 20.0 ) * 1000 = 7.20 m²
9,725
c ) Dimensiones de la zapata :
b B a - b = L- B B x L = A
a 0.15 = L - B ; 7.20 = A
L² - 0.15 L - 7.20 = 0
L
L = 0.15 +/- 0.02 + 4.00 x 7.20 =
2.00
2.76
L = 0.15 +/- 5.4 = L = 2.80
2.00 -2.61

B = A / L B= 7.20 = 2.57 B= 2.65
2.80
B x L = 2.65 x 2.80
Verificación de la Presión transmitida : σt = 70.00 = 9.43 < σ nt= 9.73 ton/m²
7.42
a) Determinación de la Carga ultima :

Pu = 1.4 * Pm + 1.7 Pv Pu = 104 ton.
b ) Presión última actuante :
ðu = Pu = 14.02 ton/m²
B xL
c) Determinación de la Rigidez :
h >= 2.10 3 Ko
Ko**LL E = 15000 f´c
E
E= 2.2E+06 ton/m²
h>= 2.10 3 9,000 x 2.80 = 0.48 mts.
2.E+06
Se adopta h = 0.50 mts.
Peralte d = h - recub - Ø/2
d = 50 - 7.5 - 0.79 = 41.71 cms.
d) Verificación del esfuerzo cortante :
Cortante en la sección critica :
d Vud = ðu * B * X
X = L/2 - a/2 - d
0.25 2.65 X = 1.40 - 0.20 - 0.42 = 0.78 mts.
0.4 x Vud = 14.0 x 2.65 x 0.78 = 29.08 ton.
Vud < Ø Vn Vn = Vc + Vs Vs = 0
Vud < Ø Vc Vc = 0.53 f´c B*d
2.80
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CARLOS J RAMOS CH