zapata aislada

FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ALUMNOS: BOCANEGRA ALFARO, LUIS ENRIQUE DIEZ MALPARTIDA LUIS J TANTALEAN BUSTAMANTE, LUIS VALLADOLID SALDAÑA EDSON PIERRE

TEMA: ZAPATAS AISLADA

CURSO: CONCRETO ARMADO II

DOCENTE: ING. OVIDIO SERRANO ZELADA

CICLO: VIII

• Las zapatas son miembros estructurales que se usan para soportar columnas y muros, para transmitir su carga al suelo subyacente.

• El concreto reforzado es un material muy adecuado para las zapatas y se usa así en edificios de concreto reforzado, de acero estructural, en puentes, en torres y en otras estructuras.

• La presión permisible en un suelo debajo de una zapata es normalmente de unas cuantas toneladas por metro cuadrado.

• La mayoría de las zapatas para columnas, aisladas o independientes, son de planta cuadrada, con refuerzo que consiste en dos juegos de varillas perpendiculares entre sí. Este se conoce como refuerzo en dos direcciones. La columna se coloca, directamente, sobre el bloque de zapata, o se apoya sobre un pedestal. Un pedestal o dado es un bloque ancho y corto sometido a compresión, que sirve para reducir el esfuerzo penetrante sobre la zapata. Pare columnas de acero un dado, también sirve para levantar la parte inferior de la columna de acero sobre el nivel de terreno.

• El diseño de una zapata aislada se basa en varias consideraciones como son presión máxima del suelo, control de asentamientos, tamaño de la columna etc.

ZAPAATA AISLADA

CONDICIONES DEL

SUELO

CLASIFICACION DE ZAPATAS AISLADAS

A. Zapata Maciza (concreto en masa)

B. Zapata Rígida (concreto armado)

C. Zapata Flexible (concreto armado)

TIPOS DE ZAPATA AISLADA SEGÚN DE LA POSICION DE LA CARGA:

TIPOS DE ZAPATA AISLADA:

A) Zapata concéntrica:

≥7cms

Para el diseño debemos de seguir los siguientes pasos:

a. Dimensionamiento en planta (Az): Podemos utilizar la expresión:

Dónde:

Az = Área en planta de la zapata

Ps= Carga de servicio sin amplificar que transmite la columna o muro

Pz = Peso de la zapata


b. Dimensionamiento en elevación (h):

b. Cortante por punzonamiento:


Dónde:Vc = Esfuerzo cortante actuanteAz = Area total de zapata = AxBØ = factor de reducción = 0.85k = factor, cuyo valor es el mínimo entre

0.27(2+4/ß) y 1.06

≤ Ø .k

ß = Lado largo de columna o muro Lado corto de columna o placa

podría darse de la siguiente manera:

b. Dimensionamiento en elevación (h):

b. Cortante por punzonamiento:

b.2 Cortante por flexión:


Sección 1, donde y sección 2, donde 53 *, aunque generalmente es suficiente la verificación por punzonamiento.

b.2 Cortante por flexión:

• Cálculo de acero por flexión:


La cimentación funciona como una losa sometida a flexión en dos direcciones.

Se analiza la zapata como un volado.

En la sección 1, el momento de diseño M1=(Pu/B).m2/2, mientras que en la sección 2 M2=(Pu/A).m2/2. El cálculo de acero por flexión puede hacerse mediante la ecuación:

• Verificación por transmisión de esfuerzos:


Transmitidas a través de las columnas y muros

Si Donde: Ø =0.70 y≤2.

El área de acero de los bastones podrá calcularse por: , en caso contrario no se requerirá acero adicional.

• Verificación de adherencia: Escoger el mayor entre:

ld < 30cm.


B) Zapatas excéntricas:

a. Caso 1: e < A/6



b. Caso 2: e=A/6

q2=0



c. Caso 3: e>A/6

𝑞1=2∗𝑃

3( 𝐴2 −𝑒)



d. Caso 4: excentricidad alrededor de dos ejes


CRITERIOS DE DISEÑO

a. Disposición de las armaduras:

La armadura se ejecutara en todos los casos, sin reducción alguna de su sección de un lado al otro de la zapata.


a. Disposición de las armaduras:En el caso de zapatas apoyadas sobre el terreno, un porcentaje de las compresiones transmitidas por el pilar se distribuyen en el interior del macizo de la zapata por efecto arco a través de bielas inclinadas Por esta causa, la armadura no se escalonará y se extenderá, sin reducir su sección, de un extremo al otro de la zapata. Además, convendrá doblarla en los extremos en ángulo recto o soldarle barras transversales (caso de mallas electrosoldadas). No es conveniente dejar las barras rectas sin doblar, en el borde de la zapata.


a.1 Zapatas apoyadas sobre el terreno

Si la base de la zapata es cuadrada, la armadura se podrá distribuir uniformemente y paralelamente a los lados de la base de la zapata.



En zapatas rectangulares, la armadura paralela al lado mayor de la base de la zapata de longitud a', se podrá distribuir uniformemente en todo el ancho b' de la base de la zapata. La armadura paralela al lado menor b' se deberá colocar de tal forma que, una fracción del área total A, se coloque uniformemente distribuida en una banda central coaxial con el soporte, de anchura igual a b'. El resto de la armadura se repartirá uniformemente en las dos bandas laterales resultantes.



El ancho de la banda b' no será inferior a a+2 h, en donde:

a = lado del soporte o del muro paralelo al lado mayor de la base de la zapata

h = canto total de la zapata.

Si b' fuese menor que a+2h, se sustituirá b' por a+2h.


Cuando el vuelo «v» de la zapata sea superior al canto total h de la misma, la longitud de anclaje se contará desde una sección situada a una distancia igual a un canto total h de la cara del soporte, conservándose hasta tal sección la totalidad de la armadura inferior.

TIPOS DE ZAPATA AISLADA POR UBICACIÓN DE LA COLUMNA:

a) Zapatas medianeras

a.1 Caso de carga axial liviana: Análisis de zapata medianera recomendado por Enrique Kerpel.

• El equilibrio exige que la resultante de las presiones sobre el terreno se igual y opuesta a la carga vertical que actúa sobre la columna.

• Como la zapata no es simétrica con respecto a la columna y la condición anterior debe cumplirse de todas maneras, es evidente que se deben tener presiones mayores del lado izquierdo que del lado derecho, (FIG), o sea que no habrá reacción uniforme. La presión máxima se obtendrá en el lado de la columna.

• No se toma en cuenta el peso propio de la zapata.

FIG. MODELO ESTRUCTURAL DE LA ZAPATA MEDIANERA SIN MOMENTO APLICADO EN LA COLUMNA PRESENTADO POR ENRIQUE KERNEL

• El método propuesto por Enrique Kerpel es aplicable para cargas axiales, pequeñas. Para el dimensionamiento se utilizan las siguientes expresiones:

Para que qmin = 0, se debe cumplir que e = B/6 . Remplazando este valor en la expresión de qmax y despejando L se obtiene:

L = 2P/ B.qa

b) Zapata esquineras. Se analiza con dos vigas aéreas, considerando que bajo la cimentación existe una distribución de presiones linealmente variable,

FIG: Geometría del modelo estructural de la zapata esquinera con dos vigas aéreas presentado por José Calavera.

Se muestra el esquema estructural y las fuerzas en equilibrio

FIG: Geometría del modelo estructural de la zapata esquinera con dos vigas aéreas presentado por José Calavera.

• Se muestra una sección transversal trazada justo por la diagonal de la zapata, con base en la cual se determinan las ecuaciones de equilibrio suponiendo que todo el terreno bajo la zapata está comprimido.

FIG: Modelo estructural de la zapata esquinera con distribución variable de presiones y dos vigas aéreas.

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