Estructuras

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil

CONCRETO ARMADO II

CIMENTACIONES

Ing. Roberto Morales Morales

ZAPATAS AISLADAS
σ n = Esfuerzo Neto del terreno σn = σ t − hfγ m − S /C
P

S/C (sobrecarga sobre el NPT)

hf hz
T

Df

γ m = Densidad Promedio

Debemos trabajar con condiciones de carga de servicio, por tanto no se factoran las cargas.

lv 2 t2t1
T

A zap = l v1
S

P

σn

En el caso que la carga P, actúe sin excentricidad, es recomendable buscar que:

l v1 = l v 2

Para la cual podemos demostrar que:
T = S= ( t 1− t 2 ) 2 (t −t ) Az − 1 2 2 Az +

Dimensionamiento de la altura h z de la zapata

La condición para determinar el peralte efectivo de zapatas, se basa en que la sección debe resistir el cortante porpenetración (punzonamiento). Se asume que ese punzonamiento es resistido por la superficie bajo la línea punteada. (Debemos trabajar con cargas factoradas).

d /2 d /2

n

m T

Pu Azap V u = Pu − w nu m × n w nu =
Vu = Cortante por punzonamiento actuante.

S

V c = Resistencia al cortante por punzonamiento en el concreto.

⎛ 4⎞ ≤ 0.27 ⎜ 2 + ⎟ f c' bo d Vc ⎜ β ⎟ ⎝ c⎠ αsd ⎞ ⎛ ⎟ f c' bo d Vc ≤ 0 .27 ⎜ 2 + ⎜ bo ⎟ ⎝ ⎠
Seccion critica d/2

V c ≤ 1 .06 f c' bo d αs = Parametro igual a 40 para aquellas columnas en que la
seccion critica de punzonamiento tiene 4 lados, 30 para las que tiene 3 lados y 20 para las que tienen 2 lados
Seccion critica Seccion critica

d/2

αs= 40

αs= 30

αs = 20

βc =

D mayor D menor
o

β ≤ 2 ⇒ V = 1 .06 c
c

f b d
c o

'

b = 2m + 2 n (perímetro de los planos de falla)

V
Lue go, se debe cumplir:

u

φ

≤V

c

Esta última nos dará una expresión en función a “d ”, que debemos resolver. •

Finalmente en la zapata se debe de verificar la capacidad cortante como viga a una distancia “d” de la cara de la columna de apoyo.

Pe ralte Mínimo: El peralte de la zapata (por encima del refuerzo de flexión), serámayor a 15 cm.

• •

DISTRIBUCIÓN DEL REFUERZO POR FLEXION (ACI 318-02) En zapatas en una dirección y zapatas cuadradas en dos direcciones, el refuerzo será distribuido uniformemente a través de todo el ancho de la zapata. En zapatas rectangulares en dos direcciones, el refuerzo será distribuido de acuerdo a las siguientes recomendaciones: o El refuerzo en la dirección larga será distribuidouniformemente a través de todo el ancho de la zapata. o El refuerzo en la dirección corta, se deberá repartir en dos partes, una porción ( mayor) será distribuida uniformemente sobre un franja la central igual al ancho de la zapata en la dirección corta, siendo este refuerzo el dado por:

As en la franja central 2 = β +1 As total longitud larga de la zapata β= longitud corta de la zapata
Elrefuerzo restante será distribuido uniformemente sobre las franjas laterales.

TRANSFERENCIA DE LA FUERZA EN LA BASE DE LA COLUMNA Las fuerzas y los momentos en la base de la columna es transferido a la zapata por apoyo sobre el concreto, con refuerzo de acero y/o dowells. El esfuerzo de contacto entre la columna y la zapata no deberá exceder la resistencia de aplastamiento del concreto. Laresistencia de aplastamiento del concreto será: Para la columna : Para la zapata :

φ (0.85 f c' ) φ (0.85 f c' )
A2 , siendo: A1 A2 ≤2 A1

columna.

A1 = Área cargada. A2 = Área máxima en la zapata que es geométricamente igual al área de la

φ = 0.60 para columnas estribadas φ = 0.65 para columnas zunchadas
En caso que se exceda la resistencia de aplastamiento del concreto, se usarán refuerzoso dowels. Pero sea este o no el caso, deberá tenerse un mínimo de refuerzos o dowels igual a 0.005A y no menor a 4 varillas. g

EJEMPLO ILUSTRATIVO: DISEÑO DE UNA ZAPATA AISLADA Diseñar una zapata aislada para: PL = 65 Tn PD = 180 Tn Df = 1.70 m f 'c = 210 kg/cm2 γ m = 2.1 Tn/m3 S/Cpiso = 500 kg/m2 Dimensionar la columna con: σ t = 3.5 kg/cm2 f y = 4200 kg/cm2

N.P.T + .30

N.T.N. + 0.00...