Diseno de Zapatas Corridas Bajo Columnas (ING CIVIL)

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INSTITUTO INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA TECNOLOGICO DE LA PAZ PAZ DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA INGENIERIA CIVIL INGENIERIA CIVIL CIMENTACIONES CIMENTACIONES CIE - 9327 CIE - 9327

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ESTRUCTURAS, DISEÑO

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Page 1: Diseno de Zapatas Corridas Bajo Columnas (ING CIVIL)

INSTITUTO INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA TECNOLOGICO DE LA

PAZPAZ

DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRACIENCIAS DE LA TIERRA

INGENIERIA CIVILINGENIERIA CIVIL

CIMENTACIONESCIMENTACIONES

CIE - 9327CIE - 9327

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Modulo V: Diseño de Modulo V: Diseño de cimentaciones corridascimentaciones corridas

•Instructor: MC Guillermo R. Andrade LopezInstructor: MC Guillermo R. Andrade Lopez

Diseño de zapatas corridas Diseño de zapatas corridas bajo columnasbajo columnas

Page 3: Diseno de Zapatas Corridas Bajo Columnas (ING CIVIL)

Diseñe la zapata corrida siguiente:

Datos:

Df = 2.00 m

qa =15 ton/m2

γs = 1400 kg/m3

fc’ = 250 kg/cm2

fy= 4,200 kg/cm2

Cols. de 45 x 45 cm

3.20 m 3.20 m

0.225 0.225

P1=30 ton P2=50 ton P3=40 ton

1 2 3

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Carga total de las columnas: Σ P = 30 + 50 + 40 = 120 ton

La longitud total “L” se obtendra de manera que el suelo este sometido a una presion uniforme:

ΣMcol1 = 0 040.620.3245.0

2 32

xPxPL

P

0256160245.0

2120

L

044360 L mL 38.7

Dimensionamiento preliminar:

Considerando un peso de la cimentación del 10% de las descargas de las columnas, se tiene:

120 x 0.10 = 12 ton = 12,000 kg repartidos en 7.38 m x 1.00 m = 7.38 m2, se tiene:

22 / 63.1

38.7 12

mtonmton

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El peso del relleno es: 1.4 ton/m3 x 2.00 m = 2.8 ton/m2

Capacidad neta permisible del suelo (qan) = 15.00 – 1.63 – 2.8 = 10.57 ton/m2

Área mínima de la zapata:2 35.11

57.10120

mA

Se propone: L = 8.00 m

Ancho de la zapata: mB 42.100.835.11

Se tomara B = 1.50 m

Las dimensiones finales finales seran: L = 8.00 m, B = 1.50, A = 12.00 m2

La presión de apoyo o contacto del suelo para el diseño estructural de la zapata es:

2 ton/00.1400.12

)120)(4.1(m

A

Pq uc

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Análisis de la viga:

3.20 m 3.20 m0.80 0.80

8.00 m

qu = 14 x 1.5 = 21 ton/m

SHEAR FY LN= 1

Maximum= 38.78 UNIT MET MTO

MN/ELEM

J=5,M=4

MOMENT MZ LN= 1

Maximum= 23.28 UNIT MET MTO

MN/ELEM

J=5,M=4

3.470.873

-12.42

15.31

-12.42

15.310.73

3.47

12.1

-23.63

34.12

-34.12

23.63

-12.1

Page 7: Diseno de Zapatas Corridas Bajo Columnas (ING CIVIL)

ΣP = 168 T

P1=42 T P3=56 TP2=70 T

Q1= 45.15 T Q1= 77.70 T Q1= 45.15 T

ΣQ = 168 T0.80 0.803.20 3.20

-3.15 -7.70P

V

ΔM

M

MC

10.85

-3.15 -10.85

-3.15 x 3.20 = -10.08 -10.85 x 3.20 = - 34.72

0.00 -10.08 -44.80

+44.80+22.400.00

MF 0.00+12.32

0.00

12.321.35

5.200.87

1.355.20

-3.15

-10.85

Page 8: Diseno de Zapatas Corridas Bajo Columnas (ING CIVIL)

SHEAR FY LN= 1

Maximum= 38.78 UNIT MET MTO

MN/ELEM

J=5,M=4

MOMENT MZ LN= 1

Maximum= 23.28 UNIT MET MTO

MN/ELEM

J=5,M=4

3.471.74

-7.22

26.76

-7.22

26.761.74

3.47

12.1

-26.78

30.97

-44.97

12.78

-12.1

Diagramas de diseño:

Page 9: Diseno de Zapatas Corridas Bajo Columnas (ING CIVIL)

Determinación del peralte: (por flexión longitudinal)

bKM

du

R Mu = 26.76 ton -m

Para:

06.0170200,4

)0026.0( 0026.0

015.075.0

0026.0

"

max

min

c

y

b

f

fqsi

cmx

d

xKu

77.44)150)(90.8(

1076.26

90.8)06.05.01)(06.0)(170)(9.0(

5

Se propone un peralte de 50 cm,

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Determinación del peralte: (por flexión transversal)

0.45

0.525 m

B = 1.50 m

qc =14 x 1.00 = 14 ton/m

(B – c)/2

Considerando un ancho unitario

m ton93.12

)525.0(14 2

uM

Peralte por flexión:

bKM

du

R

Para:

06.0170200,4

)0026.0( 0026.0

015.075.0

0026.0

"

max

min

c

y

b

f

fqsi

cmx

d

xKu

0.12)150)(90.8(

1093.1

90.8)06.05.01)(06.0)(170)(9.0(

5

Rige el peralte de 50 cm.

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Revisión de la sección por cortante:

Como viga:0.015 0.0026 Para

*)202.0( cRCR fbdFV

tonkgxVCR 4.21 383,21200)0026.0202.0)(50)(150)(8.0(

tonVV uCR 97.44

Con d = 105 cm

uCR VtonxV 948.444.2150

105

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Como losa:

d/2d/2

d/2

d/2

VCR

Pu

P’

Cols. De 45 x 45

2'

0

0*

)45(

)(4

dqAP

criticazonaladeperimetrodcb

dbfFV

cv

cRCR

Por equilibrio vertical

VCR + P’ – Pu = 0

073.146998.45

0000,70)4.1()45(4)45(2008.0

0

2

2

0*

dd

ddd

PqAdbfF ucvcR

Sol. d = 22 cm

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Diseño por flexión en el sentido longitudinal:

Para Mu = 26.76 ton – m en el paño de la columna central

El peralte de 105 cm se obtuvo con un porcentaje de 0.0026, por lo que el área de acero se obtendrá con dicho porcentaje

As = 0.0026x150x105 = 40.95 cm2

Con varilla del # 6 (3/4”), as = 2.85 cm2

cmS 1095.40

)85.2)(150( Colocar # 6 @ 10cm

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Diseño de la zapata en el sentido transversal

45d/2 d/2

1.50 m

1.50 m1.50 m1.50 m

Franja de refuerzo transversal

La presión neta de apoyo factorizada en la dirección transversal es :

2/ 667,4650.1000,70

cmkgqb Columna central

m - ton 6.42 421,62

)525.0)(667,46(2

22

mkgl

qM bu

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As = 0.0026 x 150 x 105 = 40.95 cm2

Se debe realizar la revision de la longitud de desarrollo para las varillas de tension, así como la revision por aplastamiento.

Croquis de armado:

6 # varillas1485.295.40 VN

# 6 @ 10 cm

# 6 @ 10 cm150 cm 150 cm150 cm

14 # 6 14 # 6

110 cm