Ingeniero Civil

Páginas: 7 (1712 palabras) Publicado: 19 de marzo de 2014
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DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS
Ing.William Rodríguez Serquén
1. Las zapatas aisladas, son elementos estructurales de
concreto armado, que sirven para repartir las cargas de la
columna al suelo, de tal manera que la resistencia del suelo
las soporte. Se deduce que suelos de buena resistencia
tendrán zapatas de menor dimensión, con respecto a las
construidas en suelos de menor resistencia.2. Su diseño sirve de base para otro tipo de cimentaciones.
Los otros tipos de cimientos fallan por mecanismos
similares a los de éstas zapatas: por flexión, adherencia y
anclaje, cortante punzonante y cortante por flexión.
3. El diseño consiste en calcular, la forma y dimensiones del
concreto, así como la cantidad y tipos de acero de la zapata.
4. Se necesita como datos, conocer: la cargaaxial de la
superestructura, la sección y aceros de la columna que
soporta, y la resistencia admisible del suelo (q adm), sobre el
que se diseña la zapata.

qadm = capacidad de carga admisible del suelo
Ld = longitud de anclaje por compresión (o tracción) del
acero de columna
g = Peso específico promedio del relleno
Df = profundidad de cimentación
s/c piso = sobrecarga de piso = 500kg/m2
5. Hay que encontrar el esfuerzo neto (q neto) que soporta el
suelo:
q neto = qadm - g * Df - s/c piso
6. Hay que calcular el peso total Pt de la superestructura que
llega al suelo, incluyendo el peso propio de zapata:
Se va a encontrar la proporción n, entre el peso de zapata Pz
y la carga de servicio P, como función del esfuerzo neto:
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 en planta y elevación de la zapata.
-q neto = esfuerzo neto
Se obtiene: n =

1
qneto
−1
γc * H
P de zapata = n x P de servicio

…(ZA-1)

Fig. 2. Gráfica para pre-dimensionado de zapata aislada.
Se suele usar:
Pt = P + (%) P, el %P se obtiene de la Fig. 2.
Fig. Elementos para el diseño de zapataaislada.
ELEMENTOS BASICOS:
A, B = Dimensiones en planta de la zapata
s,t = Dimensiones en planta de la columna
m = Longitud del volado de la zapata
H = peralte de la zapata
P = carga axial actuante

7. Determinamos el área de zapata requerida:
A zapata = (Pt) /q neto
8. Como se busca que en ambos sentidos la zapata tenga el
mismo volado:
(s + 2m)(t + 2m ) = A zapata

2Resolviendo la ecuación se obtiene m aproximadamente:
____
m = (√Azap / 2) - (s + t)/4
9. Luego las dimensiones de A y B son:
A = 2m + t
B = 2m + s
_________
A = √(A zapata) – (s-t)/2
_________
B = √(A zapata) + (s-t)/2
10. Luego dimensionamos el peralte H:
H se calcula cuando se determine el peralte efectivo "d",
mediante la verificación por:
-Longitud de desarrollo
-Cortante porpunzonamiento
-Cortante por flexión

Pu = 1.5 D + 1.8 L
Pu = 1.2D + 1.6 L

(Normas peruanas)
(Normas ACI-318)

qu = Pu/(A*B)
13. El esfuerzo cortante por punzonamiento se calcula con:
Vp = Vu – 2* (s+d)(t+d)*d
-v actuante = Vp / (perímetro * d)
v actuante = qu* [ A*B - (s+d)*(t + d)] / [2d*(s + t + 2*d)]
....(A)

11. La longitud de desarrollo a compresión está dada por:
__
ld = 0.08 * fy *db / √f'c
…Norma ACI-318
ld = 0.004 db * fy, o
ld = 20 cm, el que sea mayor.

Fig. 5. Falla por punzonamiento. Ensayo en la UNPRG.
Lambayeque. Perú.

db = diámetro de la varilla de la columna
db'= diámetro de la varilla superior de la parrilla
db"= diámetro de la varilla inferior de la parrilla

Fig.3. Falla por adherencia.
Por tanto H deberá ser igual a:
H = ld + db` + db” +recubrimiento.

Fig. 6. Falla por punzonamiento y bloque equivalente.
14. El que tendrá que ser menor o igual que el esfuerzo
cortante admisible:
__
v admisible = φ* 0.27(2 + 4/ß) √ f'c
…Norma ACI 318
ß = s/t (lado mayor a lado menor de columna)
o también:
__
v admisible = φ * 1.1 √f'c , φ = 0.85 …Norma ACI 318
...(B)
El que sea menor.
15. "d2" se obtiene al igualar las expresiones
(A) =...
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