DISEÑO DE UNA ZAPATA TRAPEZOIDAL EN EL PROGRAMA

UnidadesLas unidades adoptadas en el inicio son Toneladas, metro, y centímetros cuadrados para el refuerzo de acero.

Tipo de Zapata: Combinada

Datos de la zapata La posición de la resultante debe coincidir con la posición del centro de gravedad del trapecio para esto:

Resultante

R = 267 T

Posición de la resultante

X=2.17 m

L/2 = 5/2 = 2.5 mL/3 =5/3 = 1.66 m

1.66 m ≤ x ≤2.5 mCumple que se diseñe como trapezoidal

Cálculo de los lados del trapecio

El B1 y B2 calculados, son respectivamente 3.71 m y 1.62 m.

Tamaño de las columnas

Se ingresan los datos considerando el centro de la columna izquierda como el eje de coordenadas.

Se obtiene una figura rectangular

Se le deben cambiar las coordenadas de los puntos derechos para dar la forma trapezoidal

Patrones de Carga

Combinación de Cargas

Diagramas de Presiones

Los esfuerzos superan la capacidad admisible del suelo, por esto, se debe aumentar las dimensiones de la zapata.

Dimensiones aumentadas de la zapataAumento en la dimensión y en el espesor de la zapata.

Combinaciones de DiseñoPara cargas últimas, de todas las combinaciones.

Punzonamiento

Eficiencia=Solicitación/Resistencia

Ef=1 ÓptimoEf<1 Correcto

Ef>1 Se debe aumentar el espesor de la zapata

Para este caso, se considera que el diseño está correcto.

RefuerzoPara el refuerzo es importante haber escogido inicialmente en las unidades, el reporte del mismo en cm².

Para zapatas de este tipo, hay ciertos valores de momento calculados que van a ser inferiores a los mínimos establecidos por la norma, por esta razón, se debe activar la casilla en la cual nos proporciona los aceros mínimos a colocar.

Además se puede visualizar momentos positivos, negativos, y si se desea, en ambos sentidos (longitudinal y transversal).

Refuerzo Longitudinal

Refuerzo Transversal

Conclusiones

Por la consideración que hace el programa, incluyendo en el cálculo el peso propio de la zapata, se debe estimar anchos mayores a los calculados manualmente sin haber hecho esta consideración.

El espesor de la zapata también se va a incrementar debido al aumento del peso propio y la modelación del suelo que hace SAFE.

Para grandes eficiencias (mayores de 1), se debe incrementar el espesor de la zapata.

En el diseño, la envolvente de todas las combinaciones es el caso más crítico e improbable sin embargo, está dado por el lado de la seguridad.

Es posible diseñar zapatas en SAFE de forma fácil y rápida, estimando valores y modificando datos para que cumpla las condiciones requeridas, con una mejor aproximación del comportamiento del suelo y directamente considerando el peso propio, que en zapatas de gran dimensión, es un incremento importante.

Recomendaciones

Es importante ingresar bien, desde un inicio las unidades, además el sentido de las cargas y momentos, a pesar de que todos estos pueden modificarse durante el transcurso del cálculo.

Se debe crear los patrones de carga a usar, y colocar un valor de 0 para que no se repitan.

Las combinaciones de carga, si son varias, deben hacerse cuidadosamente para que los nombres de las cargas coincidan con nuestras combinaciones, de no hacerlo, al correr el programa, podrían repetirse los valores y no ser confiables.

El crear las combinaciones de carga, una por una y analizarlas individualmente permite un cálculo ordenado y preciso.

Para aprovechar al máximo el esfuerzo admisible del suelo, debemos ocupar la menor área en la que cumpla que los esfuerzos se acerquen o iguales a la capacidad admisible.

Para casos en que las eficiencias de distintas columnas sean diferentes, con el objeto de que sean óptimas es decir su valor sea 1, podría considerarse la posibilidad de construir en forma de pedestal a uno de los lados, en la longitud en que el corte sea más crítico.

AnexosSe adjunta los gráficos obtenidos en el programa SAFE.