Diseño De Zapata Aislada e56t

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

Diseño de zapata aislada

CATEDRA: Concreto Armado I CATEDRATICO: Ing. Bejarano Dolorier Jorge ESTUDIANTE: Ychpas Avila David SEMESTRE: VIII

PILCOMAYO – 2014

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DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS

INTRODUCCION A medida que las ciudades se desarrollan son mayores sus requerimientos de vivienda, transporte y comunicación, lo que se traduce en la necesidad de nueva y más moderna infraestructura. Ante este requerimiento, el ingeniero civil debe estar preparado técnicamente para afrontar los nuevos desafíos con la mayor responsabilidad y preparación posible. En tal sentido, el desarrollo del presente tema de tesis se torna muy importante porque permite consolidar, reforzar y ampliar los conocimientos básicos de diseño estructural vertidos al estudiante de Ingeniería civil. En el presente trabajo se desarrolla la estructuración, análisis y diseño estructural en concreto armado del edificio “Del Pinar” haciendo uso de los software especializados ETABS y SAP2000 y de las consideraciones del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). El objetivo del diseño es lograr una respuesta adecuada del edificio ante solicitaciones dinámicas y estáticas, cumpliendo como mínimo con las disposiciones de las normas de diseño. un semisótano como área común. La estructuración parte de un diseño arquitectónico ya resuelto para las necesidades de uso de la edificación. Como tema adicional, se respectivamente. En el presente documento podremos encontrar, en una primera fase, las características arquitectónicas del edificio, la estructuración planteada, el Pre dimensionamiento de los elementos estructurales y el análisis sísmico del edificio para verificar que el diseño planteado cumpla las restricciones de máxima deriva de la norma y obtener los esfuerzos últimos de diseño. En la segunda fase, se presenta el diseño en sí de los diversos elementos como son, zapatas aisladas, etc.

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Contenido DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS .................................................................................................. 2 INTRODUCCION ................................................................................................................................. 2 1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................................... 3

1.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................................... 3 1.2.1. Problema principal ............................................................................................................ 3 1.3.

OBJETIVO DE LA INVESTIGACION ............................................................................... 4

1.4.

HIPOTESIS DE LA INVESTIGACION .............................................................................. 4

........................................................................................................................................................ 4 ZAPATAS AISLADAS ..................................................................................................................... 5 TIPOS DE ZAPATAS AISLADAS ................................................................................................ 6 HIPOTESIS DE DISEÑO ........................................................................................................... 8 CONDICIONES DE CARGA DE SERVICIO ........................................................................ 8 DIMENSIONAMIENTO DE LA ALTURA h z DE LA ZAPATA ....................................... 9 DISTRIBUCION DEL REFUERZO POR FLEXION (ACI 318-05) ........................ 12 TRANSFERENCIA DE LA FUERZA EN LA BASE DE LA COLUMNA ....................... 12 MARCO HISTORICO .............................................................................................................. 13 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 13 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 14 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................. 14

CAPITULO I 1. 1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA Básicamente la zapata es un elemento estructural que trabaja en compresión y a una fuerza cortante por punzonamiento, así mismo las fuerzas y momentos en la base de la columna son transferidos a la zapata. El esfuerzo de o entre la columna y la zapata no deberá exceder la resistencia de aplastamiento del concreto.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.2.1. Problema principal

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La necesidad de diseñar una zapata viene de los problemas que se presentan en las estructuras con las fallas que se presentar por ello necesitamos diseñar una zapata que no falle.

1.3. OBJETIVO DE LA INVESTIGACION Los objetivos de este trabajo es buscar diferentes diseños que nos puedan brindar una mayor resistencia de la zapata y cumpla para lo cual se ha diseñado. Diseñar una zapata aislada y realizar su análisis.

1.4. HIPOTESIS DE LA INVESTIGACION El diseño de una zapata aislada sometido a diversas fuerzas entre ellas la fuerza cortante de punzonamiento se hace en base a las mismas hipótesis de diseño en compresión, considerando adicionalmente los refuerzos o dowells.

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ZAPATAS AISLADAS Son un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. Las zapatas aisladas van arriostradas con riostras de hormigón armado de sección inferior a la zapata. Pueden ejecutarse de hormigón en masa, es decir sin armar, si las mismas tienen un canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).

Las zapatas aisladas no requieren de un encofrado ya que estas se construyen directamente sobre el suelo excavado. Después de tener el terreno excavado con las dimensiones de la zapata aislada y cota correspondiente, se vaciará una capa de hormigón pobre sobre la base del terreno con una dosificación 1: 8 (cemento: arena) para empezar con el armado de los fierros.

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Sirve de base de elementos estructurales puntuales como son las columnas; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.

TIPOS DE ZAPATAS AISLADAS A) ZAPATA CONCÉNTRICA: Podríamos considerar una zapata con carga concéntrica, aquella cuya excentricidad de carga es menor o igual al10% de la dimensión de la columna o placa en la dirección del análisis

Para el diseño de una zapata concéntrica se deben llevar a cabo los siguientes pasos: 1 Obtener la carga de servicio P - Zapata Concéntrica. 2 Determinar el ancho B de la Zapata - Concéntrica. 3 Suponer Espesor h de la Zapata - Concéntrica. 4 Revisar punzonamiento o cortante bidireccional Zapata Concéntrica. 5 Revisar cortante unidireccional - Zapata Concéntrica. 6 Revisar el momento para calcular el acero de refuerzo - Zapata Concéntrica. 7 Revisar el aplastamiento - Zapatas Concéntricas. 8 Detalles del refuerzo - Zapata Concéntrica.

B. ZAPATAS ESQUINERAS: pág. 6

Se estudiará en este curso el caso de zapatas esquineras con dos vigas aéreas, considerando que bajo la cimentación existe una distribución de presiones linealmente variable . presentamos un análisis partiendo del hecho de que la complejidad del modelo es muy grande si la columna y la zapata no son cuadrados. Puesto que en el caso de zapatas de esquina no existe ninguna restricción preferente para hacerlas mayores en una dirección que en la otra, en lo que sigue, el método se expondrá para el caso de zapata cuadrada.

ZAPATAS MEDIANERAS Las zapatas medianeras (Figura 32) son aquellas que soportan una columna dispuesta de tal forma que una de sus caras coincida con el borde de la zapata. La necesidad de su uso es muy frecuente debido a las limitaciones de colindancia con las edificaciones adyacentes. A continuación se expondrán las teorías expuestas por algunos autores para modelar y resolver el problema de las zapatas medianeras.    

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Caso de carga axial liviana: Análisis de zapata medianera recomendado por Enrique Kerpel. Caso de carga axial mediana: Análisis de zapata medianera con viga aérea, recomendado por José Calavera. Zapata medianera con distribución uniforme de presiones y reacción mediante viga aérea. Zapata medianera con distribución variable de presiones y reacción mediante viga aérea.

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HIPOTESIS DE DISEÑO El diseño de una zapata aislada sometido a diversas fuerzas entre ellas la fuerza cortante de punzonamiento se hace en base a las mismas hipótesis de diseño en compresión, considerando adicionalmente los refuerzos o dowells. CONDICIONES DE CARGA DE SERVICIO El esfuerzo neto del terreno. Sobrecarga sobre el nivel de piso terminado. Densidad promedio del suelo. Altura del suelo sobre la zapata.

En caso de que la carga P, actue sin excentricidad es recomendable buscar que:

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Para lo cual se puede demostrar que:

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 de resistir la cortante por penetración (cortante por punzonamiento). Se asume que ese punzonamiento es resistido por la superficie bajo la línea punteada.

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La resistencia del concreto de corte por punzonamiento es igual a la determinada a través de las siguientes expresiones:

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

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Peralte mínimo: El peralte de la zapata (por encima del refuerzo de flexión ) será mayor a 15cm.

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DISTRIBUCION DEL REFUERZO POR FLEXION (ACI 318-05) 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 deacuerdo a las siguientes recomendaciones. El refuerzo en la dirección larga será distribuido uniformemente a través de todo el ancho de la zapata. El refuerzo en la dirección corta, se deberá en dos partes, una porción (la mayor) será distribuida uniformemente sobre una franja central igual al ancho de la zapata en la dirección corta, siendo este refuerzo el dado por.

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. El esfuerzo de o entre la columna y la zapata no debe exeder la resistencia de aplastamiento el concreto. La resistencia del concrteto será:

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En caso que se exceda la resistencia por aplastamiento del concreto. Se usaran refuerzos o dowells. Pero sea este o no el caso deberá tenerse un minimo de refuerzos igual a 0.005 Ag y no menor a cuatro varillas. MARCO HISTORICO

El objetivo planteado para el diseño de zapatas aisladas” es lograr una respuesta adecuada ante solicitaciones dinámicas y estáticas, cumpliendo así con las disposiciones mínimas dadas por las normas técnicas peruanas. La estructuración del edificio logra mantener sus desplazamientos máximos bajo los límites permitidos, siguiendo las instrucciones del análisis dinámico regulado por la norma E.030 de Diseño Sismo Resistente Los periodos fundamentales son los que se muestran en el siguiente cuadro, quedando en evidencia la menor rigidez del edificio en la dirección XX. El comportamiento estructural es el esperado, ya que el edificio es de pequeña altura y tiene un diseño arquitectónico convencional; sin embargo, presenta irregularidades en planta en ambas direcciones e irregularidad torsional en la dirección XX. La poca rigidez estructural del edificio “Del Pinar” en la dirección XX, trae como consecuencia que las placas centrales estén bastante esforzadas; si bien, el diseño de estas placas satisface los esfuerzos últimos del análisis, se puede lograr un diseño más eficiente con una mayor densidad de placas de corte en esta dirección, lo que a implica plantear una modificación en la arquitectura. Además se concluye que el método para pre dimensionar longitud de placas es obsoleto en la dirección XX, por la gran diferencia entre lo que se puede colocar en la realidad y lo que el método sugiere. Estructuralmente también se pueden plantear algunas mejoras para contrarrestar los grandes esfuerzos en las placas centrales; básicamente, se trata de estructurar las vigas de manera que una mayor área de losa descanse sobre estos elementos y así tener mayor carga axial que contrarreste

OBJETIVOS  El objetivo de este trabajo es diseñar una cimentación de zapata conectada que pueda soportar cargas elevas, tenga años de durabilidad.  Aprender acerca del diseño en concreto armado de zapatas conectadas.  A partir de los conceptos, realizar un ejemplo con lo aprendido.

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 Poder hacer un diseño de zapatas aisladas con mucha mayor facilidad en el programa Microsoft Excel, claro siempre basándonos en los reglamentos nacionales de edificaciones. Y de esa forma cumpliendo con las normas correspondientes.

CONCLUSIONES  Con esto llegamos a la conclusión que cuenta bastante el diseño que se haga en una zapata y el costo que se requiera para realizarla, por lo cual se determina cual zapata es la mas adecuada para una edificación.  Se logró aprender acerca del diseño en concreto armado de zapatas aisladas y sus principales aspectos para su ejecución. BIBLIOGRAFIA

 (s.f.). APLICACIONES PARA EL ANALISIS Y DISEÑO DE ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO. ICOTEC.  GRACIELA FRATELLI, M. (1998). DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO ARMADO. VENEZUELA.

 H. NILSON, A. (2001). DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO. santa fe de bogota, colombia: McGRAW-HILL.

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