SEPARATA_DE_ZAPATAS

INGENIERIA DE CIMENTACIONES INGº MIGUEL CHANG HEREDIA

ULADECH - PIURA

APUNTES DE  INGENIERIA DE  CIMENTACIONES  SUPERFICIALES 

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ANALISIS DE ZAPATAS DE CONCRETO ARMADO INTRODUCCIÓN

El Estudio de las Cimentaciones Superficiales: Zapatas de Concreto Armado, se refiere a las Bases y Apoyos sobre el terreno de las estructuras, en la cual se transmite el peso de una edificación al suelo. Si observamos el comportamiento del Suelo; entraríamos al estudio de la Mecánica de Suelos; pero si observamos las características del elemento Zapata y su Diseño, entraríamos al estudio del Análisis de la estructura y del Concreto Armado.

Parte del Análisis es estudiar las fallas que pueden ocurrir en una Zapata, su Dimensionamiento y las cargas que soportan estas estructuras; mediante un metrado de cargas y las nociones del equilibrio estático que son sometidas. Desde el punto de vista de la Resistencia de Materiales, diseñamos las Zapatas como elementos de Concreto Armado; porque el Concreto va a soportar los esfuerzos de compresión que ocurran en el material y el Acero va a soportar los esfuerzos de tracción tr acción que ocurran en el material.

Cabe mencionar que el diseño de elementos estructurales se rige por la normatividad vigente del R. N. E. y el código A. C. I.

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DEFINICIÓN DE ZAPATA:

Son estructuras de Concreto Armado que transmiten las cargas totales del Peso de una Edificación, al Terreno Terr eno de fundación. Son elementos diseñados a flexión y soportan cargas distribuidas menores a la capacidad portante del terreno. TIPOS DE ZAPATAS:

Las Zapatas se clasifican dentro del rubro de cimentaciones superficiales:

CIMIENTOS CORRIDOS

SUPERFICIALES

 AISLADAS

ZAPATAS

COMBINADAS

CONECTADAS PLATEAS

CIMENTACION

PILOTES

PROFUNDAS

PILAS

CAISSONES

ESTRUCTURA INTERNA DE UNA ZAPATA:

PS N.T.N.

CONCRETO

Df

hz ACERO BASE

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TIPOLOGIA DE FALLAS: F ALLAS:

Una Zapata de Concreto Armado puede fallar de las siguientes maneras:

Por Deslizamiento Deslizamien to

Por Asentamiento

Por Punzonamiento Punzonamient o

Por momento Flector

Por Volteo

Por Torsión en Planta

Por el Material FALLA FRAGIL falla el Acero

FALLA DUCTIL falla el Concreto

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ANÁLISIS DE ZAPATAS AISLADAS:

CARACTERÍSTICAS Y COMPONENTES DE ZAPATAS AISLADAS: Ps

Df qo

hz

Qt B x D Donde: Ps: Carga Facturada que soporta cada Zapata en la Edificación (Tn) Df: Profundidad de Cimentación de la Zapata (m) qo: Carga repartida uniformemente a lo largo del área de la zapata (Kg/cm2) Qt: Capacidad portante del terreno (Kg/cm 2) B x D: Dimensiones de la Zapata (m x m) CAPACIDAD DE CARGA:

qo > Qt

INESTABLE

qo = Qt

EQUILIBRIO

qo < Qt

ESTABLE

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DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATAS AISLADAS: Para dimensionar una zapata aislada de B x D, se tiene la expresión siguiente de la capacidad portante del terreno: PS Qt =

……..(1) Capacidad Portante del

Terreno

AZAP Donde:

PS: Carga Puntual Facturada. (R. N. E.) AZAP: Dimensión de la Zapata Sea la siguiente planta típica: C-3: columna esquina

Área de Influencia De columna esquina

C-1: columna central

C-2: columna lateral

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La distribución de las áreas de Influencia depende de la ubicación de cada columna, que soporta parte del peso de de la edificación. Por ello las columnas centrales en una edificación soportan la mayor cantidad del peso total de la edificación.

El peso Ps depende del metrado de cargas y las áreas de influencia; según la ubicación de cada ZAPATA AISLADA. La Capacidad Portante del Terreno es dato de Ingreso para determinar las dimensiones de la zapata aislada. Ejemplo Nº 01: Según la Planta Típica que se muestra. Dimensionar las Zapatas Asilada para la columna central. La edificación tiene las l as siguientes características:

6m

C-1 6 m 6m

4 m

4m

4,00 m

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Número de Pisos Losa Aligerada Peso de Tabiquería Peso de Tabiquería Capacidad Portante Portante del Terreno Terreno Uso

: 03 niveles. : 0.20 m (espesor) : 150 kg / m2 : 100 kg / m2 : 1 kg / cm2 (Suelo Arenoso) : Oficinas (Sobrecarga de 250 Kg / m2)

Solución: Para la columna C-1, se tendrá un tipo de Zapata aislada Z- 1: METRADO DE CARGAS:

CARGA MUERTA: = 300 Kg / m2 = 150 Kg / m2 = 100 Kg / m2 = 60 Kg / m2 = 100 Kg / m2

* Peso de Losa Aligerada * Peso de Tabiquería * Peso de Acabado * Peso de Viga * Peso de Columna

CARGA VIVA:

WD

= 710 Kg / m2

WL

= 250 Kg / m2

Según el A.C.I, se tiene la combinación de carga:

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W U = 1.2 wD + 1.6 wL = 1252 Kg / m2 = 1.25 Tn / m2 Entonces: La carga Puntual que soporta la Columna C -1 será:

Ps = 1.25 Tn / m 2 x (6 m x 4 m) x 3 = 90 Tn

Ahora; La Capacidad Portante del Terreno es de 1 Kg / cm2 que equivale a decir: 10 Tn / m 2. Luego; de expresión (1):

90 Tn

PS AZAP =

10 Tn / m2

Qt

AZAP =

= 9.00 m2

=

9.00

=

3,00 m

x

3.00 m

Por lo Tanto se tiene una sección de zapata de: 3,00 m

3,00 m

3,00 m

VISTA EN PLANTA

x 3,00

m

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REFERECIAS BIBLIOGRAFICAS:

DISEÑO EN CONCRETO ARMADO . Roberto Morales Morales. ICG. 3ra Edic.

2006.

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO . Tesoro Harmsen y

J. Mayorca. PUCP. 2005.

SUPERVISIÓN DE OBRAS DE CONCRETO . Roberto Morales Morales. 3ra

Edic. 2004.

EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO . Antonio Blanco Blasco. CIP.

2004.

SEPARATAS DE CONCRETO ARMADO . Miguel Chang Heredia. UPAO. 2010

(actualizado – ACI 2008)

CIMENTACIONES DE CONCRETO ARMADO EN EDIFICACIONES . Jorge

Alva Hurtado. 2004.