55044623 Diseno de Zapatas Practica 2 Concreto Armado

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ESTRUCTURAS CURSO : CONCRETO ARMADO II TRABAJO : DISEÑO DE ZAPATAS Y CIMENTACIÓN DE MUROS DE CORTE DOCENTE : CARLOS IRALA CANDIOTI ESTUDIANTE : LORENZO CORI, LENIN BEKER CÓDIGO : 20077502E CICLO : 2011-1 UNI, 06 de abril de 2011

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ESTRUCTURAS

CURSO : CONCRETO ARMADO II

TRABAJO : DISEÑO DE ZAPATAS Y CIMENTACIÓN DE

MUROS DE CORTE

DOCENTE : CARLOS IRALA CANDIOTI

ESTUDIANTE : LORENZO CORI, LENIN BEKER

CÓDIGO : 20077502E

CICLO : 2011-1

UNI, 06 de abril de 2011

CONCRETO ARMADO II DISEÑO DE ZAPATAS Y CIMENTACIÓN DE MURO DE CORTE

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ÍNDICE

Contenido Pág.

1.-CONSIDERACIONES DEL PROBLEMA DE LA PRACTICA 3

2.-CONSIDERACIONES DEL TERRENO 4

3.-CONSIDERACIONES DE USO Y SOBRECARGA 4

4.- DISTRIBUCIÓN DE LA SOBRECARGA EN PISOS TÍPICOS 5

5.-PRE DIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA ALIGERADA 5

6.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS 6

7.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS 8

8.-DISEÑO DE ZAPATAS 15

9.-DISEÑO DE CIMENTACIÓN DE MURO DE CORTE 24

ANEXOS 27

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1.- CONSIDERACIONES DEL PROBLEMA DE LA PRÁCTICA

De acuerdo a las consideraciones:

L1: Número de letras del primer nombre

L2: Número de letras del apellido paterno

L3: Número de letras del apellido materno

Entonces: Nombre: LENIN Numero de letras = L1 = 5

Apellido paterno: LORENZO Numero de letras = L2 = 7

Apellido materno: CORI Numero de letras = L3 = 4

Y bajo las siguientes restricciones:

5 m 1.15L2, 1.10L1, 1.15L3 8 m

3.5 m 0.8L1, 0.8L2 5.5 m

Entonces se tiene la siguiente distribución:

FIGURA NUMERO 1

Vista en planta

FIGURA NUMERO 2

Vista en elevación

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2.- CONSIDERACIONES DEL TERRENO

Se considera el terreno con los límites de propiedad alejada del perímetro del área a

construir tal como se muestra en la figura 3, esto con la finalidad de que la cimentación se

realice con zapatas aisladas y que la columna o muro de corte que transfiera carga este

ubicada en el centro de la perspectiva en planta de la cimentación.

3.- CONSIDERACIONES DE USO Y SOBRECARGA

Se asumirá como uso de la edificación, destinada para un centro de salud, razón por la cual

es necesario recurrir a la Norma Técnica Peruana de cargas E.020 en la cual se estipula

para el caso de hospitales la siguiente configuración de sobrecargas:

TABLA N° 1

Sobrecarga según NTE E.020 para hospitales

Descripción de uso S/C kPa (Kg/cm2)

Salas de operaciones, laboratorios y zonas de servicio 3.0(300)

Cuartos 2.0(200)

Corredores y escalera 4.0(400)

FIGURA NUMERO 3

Limites de propiedad

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4.- DISTRIBUCIÓN DE LA SOBRECARGA EN PISOS TÍPICOS

De acuerdo al plano de arquitectura y distribución (Ver anexos) y según las sobrecargas

estipulados según uso de ambientes (para los niveles: 2;3;4 y 5) se tiene la siguiente

configuración de sobrecargas:

Donde:

5.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOSA ALIGERADA:

Para no verificar deflexiones y evitar problemas estructurales relacionados a las excesivas

deflexiones, el pre dimensionamiento se realiza de acuerdo a las consideraciones de las

ACI-318 :

Donde:

l : luz libre de viguetas

FIGURA NUMERO 4

Configuracion de Sobrecargas

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Según la figura 5, la luz libre más grande en la dirección de las viguetas de la losa aligerada

es de 5.5 m.

6.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS:

Bajo el mismo criterio del pre dimensionamiento de la losa aligerada se realiza el pre

dimensionamiento de la viga:

Donde:

β= Ancho tributario

l= luz libre de la viga

FIGURA NÚMERO 5

Sentido de la losa aligerada

h

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Las Vigas en la dirección X se asumirán como V-101 uniforme para todos los ejes (1 al 5),

considerando la de mayor luz y mayor ancho tributario.

FIGURA NÚMERO 6

Ancho tributario de viga en dirección X

FIGURA NÚMERO 7

Ancho tributario de viga en dirección Y

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Tipo de

Columnaλ η

Central 1.10 0.30

Perimetro 1.25 0.25

Esquina 1.50 0.20

Las Vigas en la dirección Y se asumirán como V-102 uniforme para todos los ejes (A hasta

E), considerando la de mayor luz y mayor ancho tributario.

7.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS:

El pre dimensionamiento de las columnas se realiza de acuerdo a:

TABLA N° 2

Factores para pre dimensionamiento de columnas

Para realizar el pre dimensionamiento correspondiente para las columnas, cabe mencionar

los datos proporcionados por el problema:

Peso de acabados (1ro al 5to Nivel) = 100 kg/m2

Peso de tabiquería (1ro al 4to Nivel) = 100 kg/m2

Parapeto de albañilería de 1m x 0.15m (5to Nivel) = 0.27 ton/m

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En la figura 8 la letra “C” representa el área tributaria para una columna central, “P”

representa el área tributaria para una columna lateral, “E” representa el área tributaria para

una columna de esquina.

Se considera a estas áreas tributarias coma las más cargadas, teniendo como referencia las

dimensiones de las áreas geométricas y referentes a las sobrecargas que soportan, esto

basado en la representación que se brinda según la figura 4.

7.1.- Características de los materiales:

Se ha empleado concreto cuya resistencia característica es: f’c = 210 kg/cm2

Se ha empleado acero grado 60 cuyo valor de fluencia es : fy = 4200 kg/cm2

7.2.- Metrado de Cargas:

Para el metrado de las cargas vivas o sobrecargas, se ha desarrollado de acuerdo

con el grafico de sobrecargas presentado en la figura 4.

Para efectos de metrado de las cargas muertas se asume una columna de 0.50x0.50 y el

peso especifico del concreto de 2.4 ton/m3.

FIGURA NÚMERO 8

Áreas tributarias a columnas, se muestra las más cargadas

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Resumen de metrado de cargas muertas

CARGAS MUERTAS PARA 1C ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

11.22

ACABADOS

3.21

TABIQUERIA

3.85

VIGASX

3.40

VIGASY

2.00

COLUMNA

8.82

Carga

123.33

CARGAS MUERTAS PARA 2C ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

10.81

ACABADOS

3.09

TABIQUERIA

3.71

VIGASX

3.28

VIGASY

2.00

COLUMNA

8.82

Carga

119.48

CARGAS MUERTAS PARA 3C ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

7.09

ACABADOS

2.03

TABIQUERIA

2.43

VIGASX

3.40

VIGASY

1.16

COLUMNA

8.82

Carga

86.89

CARGAS MUERTAS PARA 4C ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

6.83

ACABADOS

1.95

TABIQUERIA

2.34

VIGASX

3.28

VIGASY

1.16

COLUMNA

8.82

Carga

84.21

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CARGAS MUERTAS PARA 1P ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

5.32

ACABADOS

1.52

TABIQUERIA

1.82

VIGASX

3.40

VIGASY

0.84

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.82

Carga

73.32

CARGAS MUERTAS PARA 2P ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

5.12

ACABADOS

1.46

TABIQUERIA

1.76

VIGASX

3.28

VIGASY

0.84

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.76

Carga

71.08

CARGAS MUERTAS PARA 3P ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

7.09

ACABADOS

2.03

TABIQUERIA

2.43

VIGASX

3.40

VIGASY

1.16

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.82

Carga

88.71

CARGAS MUERTAS PARA 4P ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

6.83

ACABADOS

1.95

TABIQUERIA

2.34

VIGASX

3.28

VIGASY

1.16

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.76

Carga

85.97

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CARGAS MUERTAS PARA 5P ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

5.29

ACABADOS

12.60

TABIQUERIA

1.82

VIGASX

1.39

VIGASY

2.31

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.49

Carga

125.51

CARGAS MUERTAS PARA 6P ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

5.29

ACABADOS

1.51

TABIQUERIA

1.82

VIGASX

1.39

VIGASY

2.31

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.49

Carga

70.08

CARGAS MUERTAS PARA 1E ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

2.17

ACABADOS

0.62

TABIQUERIA

0.74

VIGASX

1.39

VIGASY

0.84

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.28

Carga

38.12

CARGAS MUERTAS PARA 2E ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

2.89

ACABADOS

0.83

TABIQUERIA

0.99

VIGASX

1.39

VIGASY

1.16

COLUMNA

8.82

PARAPETO

1.49

Carga

45.53

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TABLA N° 3-a

Resumen general de metrado de cargas

SOBRECARGA EN COLUMNA CENTRAL

A tributaria PL (ton) AREA PD (ton) PS(ton) Pu(ton)

1C 12.07 32.06 123.33 135.40 193.18

2C 12.35 30.88 119.48 131.83 188.27

3C 8.18 20.25 86.89 95.07 135.55

4C 7.15 19.50 84.21 91.36 130.05

La columna más cargada corresponde al área tributaria 1C.

TABLA N° 3-b

Resumen general de metrado de cargas

SOBRECARGA EN COLUMNA PERIMETRAL

A tributaria PL (ton) AREA PD (ton) PS(ton) Pu(ton)

1P 4.56 15.19 73.32 77.88 110.39

2P 4.95 14.63 71.08 76.03 107.93

3P 4.05 20.25 88.71 92.76 131.08

4P 3.90 19.50 85.97 89.87 126.99

5P 3.78 15.13 125.51 129.29 182.14

6P 3.03 15.13 70.08 73.11 103.25

La columna más cargada corresponde al área tributaria 5P.

TABLA N° 3-c

Resumen general de metrado de cargas

SOBRECARGA EN COLUMNA ESQUINA

A tributaria PL (ton) AREA PD (ton) PS(ton) Pu(ton)

1E 1.86 6.19 38.12 39.98 56.52

2E 1.65 8.25 45.53 47.18 66.55

La columna más cargada corresponde al área tributaria 2E.

7.3.- Columna Central:

Ps = 135.40 ton

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7.4.- Columna Lateral:

Ps = 129.29 ton

7.5.- Columna Esquina:

Ps = 47.18 ton

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8.- DISEÑO DE ZAPATAS:

8.1.- Parámetro de Suelo

8.2.- Diseño de zapata para C1

8.2.1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA

Luego:

Ps

FIGURA NÚMERO 9

Zapata C1

L

B 0.40

0.60 lv

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8.2.2.- CALCULO DE PERALTE

8.2.2.1.- Por Punzonamiento

Pu

2.70 2.50

n

m

0.60

0.40

qu

FIGURA NÚMERO 10

Area de punzonamiento en zapata C1

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8.2.2.2.- Verificación por corte

Verificación para una franja de 1m:

8.2.3.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO

Resolviendo:

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8.3.- Diseño de zapata para C2

8.3.1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA

Luego:

Ps

FIGURA NÚMERO 11

Zapata C2

L

B 0.45

0.70 lv

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8.3.2.- CALCULO DE PERALTE

8.3.2.1.- Por Punzonamiento

Pu

2.60

2.40 n

m

0.70

0.45

qu

FIGURA NÚMERO 12

Area de punzonamiento en zapata C2

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8.3.2.2.- Verificación por corte

Verificación para una franja de 1m:

8.3.3.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO

Resolviendo:

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8.4.- Diseño de zapata para C3

8.4.1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA

Luego:

Ps

FIGURA NÚMERO 13

Zapata C3

L

B 0.40

0.45 lv

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8.4.2.- CALCULO DE PERALTE

8.4.2.1.- Por Punzonamiento

Pu

1.40

1.50 n

m

0.45

0.40

qu

FIGURA NÚMERO 14

Area de punzonamiento en zapata C3

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8.3.2.2.- Verificación por corte

Verificación para una franja de 1m:

8.4.3.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO

Resolviendo:

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9.- DISEÑO DE CIMENTACIÓN DE MUROS DE CORTE:

9.1.- METRADO DE CARGAS

En la figura siguiente se presenta el área tributaria de los muros de corte.

Según el grafico 4, se tiene una carga viva como sigue:

TABLA N° 4

Metrado de cargas muertas para muro de corte

CARGAS MUERTAS PARA MURO DE CORTE ton

PESO DE LOSA ALIGERADA

8.32

ACABADOS

2.38

TABIQUERIA

2.85

VIGASX

1.39

VIGASY

3.68

MURO DE CORTE

21.17

PARAPETO

2.36

Carga

113.73

FIGURA NÚMERO 15

Área tributaria a los muros de corte

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En el caso de muros de corte las cargas son repartidas a lo largo de su longitud:

El diseño se realiza para 1m de franja en el sentido más largo:

9.2.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA

FIGURA NÚMERO 16

Cimentación de muro de corte

B

0.15

lv

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9.3.- CALCULO DE PERALTE POR CORTE

Si se cumple que:

9.4.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO

Resolviendo:

En el otro sentido: