Diseño de Zapatas

MECANICA DE USELOS I INGENIERO PIERO VARGAS

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DISEO DE UNA ZAPATA UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

DISEO DE UNA ZAPATA


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INTRODUCCION

Para realizar el diseo de una zapata hay que tener en cuenta las dimensiones de la zapata

estn en funcin de la carga transmitida y de la capacidad de carga del suelo, Cuidado con

lo siguiente, una zapata se elige cuando la capacidad de carga de suelo lo pide, no porque

yo quiera o me guste, esto es, si las dimensiones de una mampostera no dan para

absorber las cargas del suelo (respuesta) en ese momento entra el siguiente tipo de

cimentacin que sera la zapata aislado o corrida que sera el siguiente, si ponemos

combinacin de cimentaciones corremos el riesgo de funcionamiento diferente y por

consiguiente que se produzcan asentamientos diferenciales provocando en la

construccin la aparicin de grietas.

Supongamos que conocemos la capacidad de carga del suelo y que por ello elegimos la

zapata, debemos de ver como se transmite la carga al suelo porque por lo regular viene

carga concentrada y momento dando lugar a que la zapata sea en lugar de cuadrada que

sea rectangular y la posicin del armado tambin se pondr en el lugar del momento pero

por abajo y con menor separacin por funcionar a tensin y el acero de arriba que forma

la parrilla solo funciona por temperatura ponindose por especificacin, la columna

tendr patas o prolongacin del acero que se pondr encima de la parrilla perfectamente

amarrado o anclado, la parrilla tendr ganchos cuyo doblez es tambin por especificacin

en funcin del dimetro del acero, debe quedar calzada para evitar la oxidacin del acero

y cumplir con el reglamento sobre el recubrimiento mnimo del acero, el espesor del

concreto est en funcin de la carga y momento transmitido, puede ser supongamos de 9

cm. de espesor, puede tener declives o no y tambin puede tener o no dado, dependiendo

del momento que transmita la carga superior, con lo anterior podrs sacar la cantidad de

acero de la parrilla y la cantidad de concreto cuyo f`c o capacidad de carga que puede ser

de 150, 200, 250, 300 kg/cm2 con este dato sacar el proporcionamiento para 1 m3, al

sacar las dimensiones y espesor de la zapata sale su volumen y por regla de tres sacas la

cantidad de materiales que consumir como es el cemento, arena, grava y agua.

Saludos.


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OBJETIVOS

- Dar a conocer si est correctamente diseada las zapatas que estamos estudiando.

- Aplicar los mtodos aprendidos en clase y ponerlos en prctica.


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UBICACIN

A continuacin daremos a conocer su ubicacin:

- POLITICO:

PROVINCIA : Mariscal Nieto

DISTRITO : Moquegua

CENTRO POBLADO : San Antonio

ASOC. VIV. : Villa Moquegua

Mz. : O5

Lt. : 12 13

Calle : Calle 31


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PLANO DE UBICACIN


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ACCESIBILIDAD

El Centro Poblado Menor de San Antonio est ubicado aproximadamente a

3.00 km al oeste del centro de la ciudad de Moquegua. En este sector el perfil

del terreno presenta una configuracin muy errtica pudindose definir dos

reas predominantes con caractersticas geotcnicas similares. La primera

est conformada por la parte central del CPM San Antonio, la cual se

encuentra asentada sobre antiguos lechos de quebradas que han sido

rellenados por depsitos de material gravoso. La potencia del estrato de grava

superficial en esta zona es mayor a los 4.00 m de profundidad, por debajo del

cual se encuentra la arcilla arenosa o arena arcillosa caracterstica de la

formacin Moquegua Inferior. La grava posee una matriz arenosa y limosa, de

compacidad medio suelta y presenta lentes de arena gruesa de espesores

variables. Este material presenta partculas de 5de tamao predominante y

baja humedad. A pesar de la potencia del estrato de grava, en esta zona se

observan manifestaciones de daos en las edificaciones debido a la

expansin del material arcilloso subyacente.

La segunda zona que se puede representar con un perfil caracterstico est

conformada por las reas cercanas a las laderas de los cerros que se ubican a

ambos lados del CPM San Antonio. En esta zona los estratos de arcilla

arenosa y arena arcillosa de la formacin Moquegua Inferior se encuentran

mucho ms superficiales, llegando a aflorar en las laderas y partes altas de los

cerros. El estrato superficial est constituido tambin por un material gravoso

similar al encontrado en la primera zona, aunque se encuentra ms

estratificado con lentes de arenas gruesas y material fino.

La arcilla limosa a arenosa, que generalmente constituye el terreno de

fundacin de las edificaciones, se encuentra en estado seco y muy rgido,

siendo muy difcil de excavar por lo que los pobladores suelen humedecerla

para poder excavar las zanjas para la cimentacin de sus viviendas. Los

resultados de los ensayos de expansin muestran que estos suelos tienen un

potencial de expansin de hasta 18%, las cuales generan cargas o presiones

de expansin de hasta 4.6 kg/cm2, ocasionando un serio problema a las

edificaciones convencionales.


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CLIMA

El clima del rea es clido y desrtico, correspondiente a la zona de vida Desierto

rido, con una temperatura media anual de 18C

TEMPERATURA

El clima de la zona investigada es soleado

- Mxima: La temperatura mxima registrada en el mes de octubre fue26C

- Mnima: La temperatura mnima registrada en el mes de octubre fue 12 C

PRECIPITACION

Es una zona rida cuyo promedio de precipitacin es de 15.9 mm/ao registrada

en la estacin meteorolgica de Moquegua. Sin embargo, en 1993 se registr una

intensa precipitacin que alcanz valores de 100 mm en 03 das de lluvias,

ocasionando severos daos en viviendas de adobe y material rstico, inundando

calles y avenidas con alturas de hasta 25 cm.

HUMEDAD RLATIVA

La humedad relativa del rea de estudio es de 60%.

VIENTOS

- VELOCIDAD: La mxima velocidad del viento registrada es de 04 nudos en

el mes de Agosto y la menor velocidad durante los meses de Febrero y

Marzo.

- DIRECCIN: La direccin predominante es oeste a este


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GEODINAMICA

EXTERNA:

- DERRUMBES: Con el termino se conoce a una amplia variedad de

movimientos cuesta abajo de suelos y rocas generados por accin de

gravedad en terrenos inclinados o cortes perpendiculares. Los

desplazamientos de rocas o suelos dependen en gran parte de la

inclinacin de los estratos, a mayor inclinacin se incrementa el peligro.

Estos pueden ser ocasionados por la infiltracin de agua, movimientos

ssmicos y por el paulatino debilitamiento al corte por descomposicin de

las rocas, que se llama intemperismo, la desestabilizacin de la pendiente

por remocin de materiales en la parte baja o causada por actividades del

hombre, como el corte de la pendiente para la construccin de carreteras,

canales u otras obras de ingeniera.

INTERNA:

- SISMOS: Debido a su ubicacin prxima a la zona de convergencia de las

placas de Nazca y Amrica del Sur, la zona de estudio ha sido afectada por

muchos movimientos ssmicos desde la antigedad. Considerando la forma

de la actividad ssmica en profundidad, en el borde occidental de Amrica

del Sur se pueden definir 5 regiones:

1) Ecuador,

2) Per norte y central,

3) Sur de Per y norte de Chile (15-27S)

4) Chile central

5) Sur de Chile.

En las zonas 1,3 y 5 la actividad ssmica se distribuye hacia el continente

en un ngulo de buzamiento de 25-30 aproximadamente -subduccin

normal- y asocia una regin de actividad volcnica terciaria y cuaternaria

(Sismicidad interplaca).El ultimo terremoto en Moquegua fue registrado el

23 de junio del 2001.


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CONDICIONES GEOMORFOLGICAS

LLANURA COSTANERA NIVEL-INFERIOR (LL-CN2); Se encuentra por debajo de la escarpa de la falla Jaguay hasta el lineamiento de escarpas estructurales cerro El Portillocerro El Siglo-Cerro San Bernab, entre los 1650 y 1500 m.s.n.m. Este nivel tiene una pendiente mucho ms fuerte, con la misma orientacin; es disectada por las quebradas del cementerio, San Antonio, Montalvo. Entre estas quebradas se localizan la Pampa de San Antonio y los asentamientos urbanos de ChenChen, Villa Francia, Santa Fortunata-Cerrillos y el distrito de Samegua.

FORMACION GEOLOGICA

AFLORAMIENTO

- Llegando a aflorar en las laderas y partes altas de los cerros.

CARACTERISTICA DE SUELO

ZONA

UBICACIN DESCRIPCIN

ZONA I

CIUDAD DE MOQUEGUA C.P.M. LOS ANGELES

GRAVAS CON MATRIZ ARENOSA LIMOSA

ZONA II PAMPAS DE CHEN CHEN CHEN CHEN COLINDA PLANTA DE TRATAMIENTO

GRAVAS CON MATRIZ LIMOSA

ZONA IIIA SAN ANTONIO (LLANO) EXPANSION DE ARCILLAS LIMOSAS

ZONA IIIB SAN ANTONIO (LADERO CERRO)

ARCILLA LIMOSA DE ALTO POTENCIAL EXPANSIVO, PENDIENTES ALTAS

ZONA IV SAN FRANCISCO RELLENOS ARENISCAS Y ARCILLAS. PENDIENTES ALTAS Y PROBLEMAS DE INESTABILIDAD DE TALUDES


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ZONIFICACIN GEOTCNICA Cuadro N 2.6.5-04

ZONA GEOTEC.

UBICACIN TIPO DE SUELO

ZONA I


S2 S2

ZONA II PAMPAS DE CHEN CHEN

S3

ZONA IIIA SAN ANTONIO (LLANO) S3

ZONA IIIB SAN ANTONIO (LADERO CERRO) S2

ZONA IV SAN FRANCISCO S3

CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO

Cuadro N 2.6.5-02

ZONA

UBICACIN CAPACIDAD PORTANTE

MIN MAX ZONA I


1.20

2.00

ZONA II PAMPAS DE CHEN CHEN

1.20 1.70

ZONA IIIA SAN ANTONIO (LLANO) 1.00 1.50

ZONA IIIB SAN ANTONIO (LADERO CERRO) 0.80 1.00

ZONA IV SAN FRANCISCO 0.60 0.80

PERIODO DE VIBRACIN DEL SUELO (TP) Cuadro N -2.6.5-03

ZONA GEOTEC.

UBICACION PERIODO SUELO (Tp) SEG.

MIN MAX ZONA I


0.1 0.2

0.35 0.30

ZONA II - PAMPAS DE CHEN CHEN - CHEN CHEN COLINDA PLANTA DE TRATAMIENTO

0.9 0.1

1.50 0.30

ZONA IIIA SAN ANTONIO (LLANO) 0.4 0.80

ZONA IIIB SAN ANTONIO (LADERO CERRO) 0.2 0.35

ZONA IV SAN FRANCISCO 0.2 0.35


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TIPOS DE SUELO:

- ARCILLOSO LIMOSOS O ARENOSO(VI)


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ESTUDIO DE ZAPATAS


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PLANOS DE ARQUITECTURA


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PLANOS DE CIMENTACION


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PLANO DE LOZA ALIGERADA


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RECOMENDACIONES

Se recomienda que el diseo de las zapatas se haga aplicando las formulas

sugeridas y que este dentro de los estndares que deba estar; Cada suelo soporta

un peso determinado. Si se le pone demasiado peso encima, ceder, se hundir.

Por eso es tan importante la cimentacin en la construccin, porque distribuye el

peso de las columnas y muros al suelo en forma segura y equilibrada, reduciendo

la presin. Hay diferentes tipos de cimentacin: cimiento corrido, zapata

combinada, zapata conectada, zapata sobre pilotes, zapata aislada, etc.

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