zapatas superficiales

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PRE-DIMENSIONADO DE
CIMENTACIONES SUPERFICIALES

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Ing. William Rodríguez Serquén
l estudio de Mecánica de Suelos.- Van a
afectar el diseño de cimentaciones: el tipo de
suelo (cohesivo, granular, granular con finos, de
alta o baja plasticidad), la variación de estratos,
la consistencia (media, blanda, dura), las
propiedades físicas y mecánicas (cohesión,
ángulo de friccióninterna, índice de compresión),
la ubicación del nivel freático, la profundidad de
cimentación, la capacidad portante por
resistencia, la capacidad portante por
asentamientos máximos, el esfuerzo neto, los asentamientos diferenciales y
totales, los agentes agresivos (sales, cloruros, sulfatos), la expansibilidad y fuerza
expansiva del suelo, la estabilidad del talud de la excavación, la geodinámicainterna y externa, las especificaciones de las Normas peruanas de estructuras, etc.
Sólo si conocemos esto procedemos a diseñar la cimentación, en caso contrario el
diseñador se convierte en un peligro público.

“En vista de que no hay gloria en las cimentaciones, y de que
las fuentes del éxito o fracaso están escondidas
profundamente en el terreno, las cimentaciones de los
edificios sontratados como hijastros y las consecuencias
debidas a esa falta de atención son por lo general, muy
penosas” dijo el Dr. Terzaghi en el Building Research Congress, en Londres, en
1951.

Fig. (2). Planta y elevación de zapata aislada.
Pre-dimensionado.De n = Pz / P,
P + Pz = q neto x A, y
Pz = γ c * A * B * H,
Siendo:
- γc = Peso volumétrico del concreto armado.
A, B, H = dimensiones enplanta y elevación de la zapata.
-q neto = esfuerzo neto
…(ZA-1)
Se obtiene:
1

n=

qneto

γc * H

−1

Con el peso volumétrico del concreto de 2,4 t/m3 y H = 0,60 m, se obtiene lo
siguiente:

.Fig. (1). Desmoronamiento de un talud en suelo arenoso con poca cohesión en la
ciudad universitaria de Lambayeque.
2. Tipo de cimentaciones.Las cimentaciones superficiales se clasificanen:
2.1 Zapata aislada.
2.2 Zapata combinada.
2.3 Zapata conectada.
2.4 Zapata corrida (o continua).
2.5 Platea de cimentación.
3. ZAPATAS AISLADAS.- Su estudio es la base para realizar el diseño de los
otros tipos de cimientos. Mencionamos algunos aspectos importantes, referentes al
pre-dimensionado y diseño de zapatas aisladas.
Se tiene que calcular las dimensiones en planta (AxB), elperalte (H) y el acero
(Asx y Asy).

Tabla (1). Peso de zapata en función del peso de la superestructura.
q neto,
Proporción,
Porcentaje,
kg/cm2
n = Pz/P
n*100
0,50
0,404
40,4
0,85
0,204
20,4
1,00
0,168
16,8
1,25
0,130
13,0
1,50
0,106
10,6
2,00
0,078
7,8
2,50
0,061
6,1
3,00
0,050
5,0
3,50
0,043
4,3
4,00
0,037
3,7
La tabulación y representación de la Ec.(ZA-1),se encuentra en la Tabla ZA-01 y
figura ZA-01 del Anexo, para diversos valores de peralte de zapata.
3.1 Dimensiones en planta.- Se necesita la capacidad portante y el esfuerzo neto
(lo que queda de la capacidad portante, para la superestructura).
q neto = q admisible - g * Df – sobrecarga de piso
g = peso volumétrico del suelo.
sobrecarga de piso = 500 kg/m2
______
A = √(Azap) – (s – t)/2______
B = √(Azap) + (s - t)/2
3.2 El peralte.- Se calcula procurando que la zapata no falle por:
3.2.1 Longitud de Anclaje
3.2.2 Punzonamiento
3.2.3 Cortante por flexión
3.2.1 Longitud de anclaje.- Se espera que el espesor del concreto sea tal, que la
varilla de la columna pueda desarrollar los esfuerzos en el concreto:
La longitud de desarrollo a compresión (ld), esta dada por:
__
ld= 0.08 * fy * db / √f'c
ld = 0.004 db * fy
ld = 20 cm.
El que sea mayor.
db = Diámetro de la varilla.
3.2.2 Peralte por punzonamiento.- Se calcula al resolver la ecuación siguiente, y
despejar el peralte “d”:
v (actuante) = v (resistente por punzonamiento)

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qu* [ A*B
A - (s+d)*(t + d)]] / [2d*(s + t + 2*d))] =
φ * 0.27(2 + 4/ß) √ f'c
ó
φ * 1.1 √f'c
ß = s/tt (lado mayor a...