diseño de zapatas

DISEÑO ESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS - Page 1 of 25

ZAPATAS AISLADAS - CIMENTACIONES
Tipos de Zapatas Aisladas

Tipos de Zapatas Aisladas:
(a) Espesor Uniforme, (b) Con pedestal y (c) Acartelada
Definición: Las zapatas son elementos estructurales usados para soportar columnas o muros y para:
•

Transmitir y distribuir las cargas de las columnas al suelo de maneraque no se exceda la capacidad
portante del terreno

•

No se produzca un asentamiento excesivo

•

No se tenga un asentamiento diferencial perjudicial

•

No se produzcan rotaciones, y

•

Se cuente con un factor de seguridad adecuado para deslizamiento y volcamiento.

Como limitar asentamiento:
•

Transmitir carga a un estrato con resistencia suficiente

DISEÑOESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS - Page 2 of 25

•

Distribuir carga sobre un área suficiente

Distribución de Esfuerzos en el Suelo
La distribución de esfuerzos en el suelo en general no es uniforme, por las razones siguientes:
•

Flexibilidad de la zapata

•

Profundidad de la zapata por debajo de la superficie del terreno

•

Tipo de suelo, por ejemplocohesivo-arcilla o no cohesivo-arena

Esta falta de uniformidad en la distribución no alcanza a afectar el momento solicitado a la zapata. Deben
cargarse concéntricamente para evitar que el esfuerzo de contacto en un lado sea diferente a la del otro.
Entonces, se debe colocar la columna concéntricamente con la zapata.

Zapata Cargada Axialmente
Distribución de la Reacción del Terreno – Suposición paradiseño
Consideraciones de Diseño
•

Con la capacidad Portante Admisible del Terreno q a , se determina el área en planta de la zapata

•

Determinar el espesor de la zapata: punzonamiento – cortante bi direccional y cortante por flexión en
cada plano

•

Determinación del refuerzo - Diseño a Flexión en cada dirección

DISEÑO ESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS -Page 3 of 25

Fuerzas Actuando en la Zapata
Dimensionamiento de la Zapata – Capacidad Portante del Suelo

q a : Esfuerzo admisible del suelo, se determina a partir de principios de mecánica de suelos. Tienen
involucrado un factor de seguridad de 2 ó 3, por esto para determinar las dimensiones se trabaja con
cargas reales.

⇒ Areq =

D+L
D + L +W D + L + E
ó=
=
qa
1.33q a
1.33q aEl efecto del sismo se debe utilizar en valor real por lo tanto se debe trabajar con E/1,4

Las cargas D y L están evaluadas en el plano de contacto de la zapata y el suelo, se debe incluir el peso
propio de la zapata y el del suelo de relleno sobre la zapata.

El diseño del concreto se debe hacer con cargas últimas
1.4D+1.7L = qu
Generalmente se trabaja con: qu =

1,4 D + 1,7 L
Asu ministrada

DISEÑO ESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS - Page 4 of 25

Cortante bi direccional – Punzonamiento

Secciones Punzonamiento
El esfuerzo promedio es el que se calcula sobre una superficie vertical colocada a d/2 de la cara de la
columna:

DISEÑO ESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS - Page 5 of 25

⇒ υ u1 =

Pu
≤ φυ c
b0 d

bo: perímetrode la sección crítica
Pu: cortante aplicado

bo = 2(c1 + d ) + 2(c 2 + d ) = 2(c1 + c 2 + 2d )
Cortante Unidireccional: Se evalúa considerando la placa como una viga a una distancia d de la cara
de la columna. Es necesario tenerlo en cuenta en las dos direcciones de la placa.

DISEÑO ESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS - Page 6 of 25

Área de placa para evaluar lareacción a cortante.

υu 2

f c'
Vu
=
≤ φυ c1 = φ
1,00d
6

Se debe evaluar en ambos sentidos.

Diseño a Flexión: En ambas direcciones, hierro diseñado en la cara de la columna, una de las parrillas
de refuerzo queda más alta que la otra.

DISEÑO ESTRUCTURAL – ECastell - CLASE 11 - ZAPATAS AISLADAS - Page 7 of 25

Secciones Críticas para Momento

Ejemplo:
Diseñar la zapata aislada...