FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

CURSO:

CONCRETO ARMADO II

DOCENTE:

ING. ARANGUR CASTILLO GLORIA

TITULO:

ZAPATAS AISLADAS

INTEGRANTES:

TERRONES CHVEZ PEDRO

SAENZ VERA BRIAN

CHIMBOTE-PER

2015

Prcticamente todas las superestructuras, sean de edificios, puentes, tneles,

carreteras, muros, torres, necesitan transmitir sus esfuerzos al terreno. La subestructura o

cimentacin es aquella parte de la estructura que estando en la misma superficie del

suelo o dentro del mismo transfiere las cargas al suelo adyacente. Con superestructura

en general se designa a toda parte de la estructura que no corresponde al sistema de

fundacin. Sin embargo, debe tenerse mucha precaucin al usar los trminos pues en

realidad la estructura es una sola, las fundaciones son parte de ellas y como tal se las

debe considerar desde el mismo inicio del proceso de diseo. Si el proyectista no

considera la forma en que va a transmitir las cargas y acciones, ssmicas incluidas,

desde el planteo inicial estructural global, las hiptesis planteadas en la

superestructura podran resultar poco vlidas y podra ser necesario una reformulacin

de todo lo proyectado.

INTRODUCCION

DEFINICION:

Las zapatas aisladas, son elementos estructurales de concreto

armado, que sirven para repartir las cargas de la columna al

suelo, de tal manera que la resistencia del suelo las soporte.

Se deduce que suelos de buena resistencia tendrn zapatas de

menor dimensin, con respecto a las construidas en suelos de

menor resistencia.

Las zapatas aisladas son el tipo ms frecuente. Se emplean

cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia

media o alta en relacin a las cargas de la estructura., y es

suficientemente homogneo como para que no sean de temer

asientos diferenciales entre las distintas partes de sta.

CLASIFICACION:

POR SU FORMA DE TRABAJAR

Las zapatas aisladas pueden ser rgidas o flexibles:

Se definen como zapatas rgidas aquellas cuyo vuelo no supera al doble del canto; y como zapatas

flexibles aquellas cuyo vuelo supera al doble del canto.

En las zapatas rgidas la distribucin de presiones sobre el terreno puede suponerse plana;

pero para su clculo como piezas de concreto, al igual que sucede en las mnsulas cortas,

no puede aplicarse la teora general de flexin, sino que es necesario aplicar el mtodo de

las bielas y tirantes Por el contrario, en las zapatas flexibles la distribucin de presiones

sobre el terreno depende de la rigidez relativa entre suelo y zapata; suponer una ley plana

queda del lado de la inseguridad para la comprobacin de las presiones (que sern mayores

en el centro de la zapata para carga centrada y zapata muy flexible) y del lado de la

seguridad para el clculo de la pieza de hormign. El clculo de sta se hace por la teora

general de la flexin, como si fuera una losa o una viga plana.

POR SU MORFOLOGA

Las zapatas aisladas se emplean para transmitir al terreno la carga de un solo soporte y su

planta suele ser cuadrada o rectangular. Las formas tpicas de la seccin de la zapata son

las indicadas en la figura si bien las normalmente empleadas son las de espesor constante

por su fcil ejecucin.

POR SU FORMA

Las zapatas aisladas rectangulares se aplican en ambas direcciones de lo indicado

para la distribucin transversal en zapatas continuas bajo muro.

Si la zapata es rgida y la resultante en su base tiene una doble excentricidad, es decir,

cuando adems del axil N el soporte transmite a la zapata dos momentos Mx, My, el

problema se soluciona aplicando la ley de Navier generalizada:

Donde i es la presin bajo cada uno de los cuatro vrtices, obtenida utilizando las cuatro

combinaciones posibles de signos. Para que la frmula sea vlida debe resultar i < o.

Si el soporte no estuviese centrado con la zapata sino que presentase excentricidades ex, ey

con respecto a los ejes que pasan por el centro de la misma, el problema se reducira al

anterior con:

CARGAS:

CARGA CENTRADA

Si la zapata es rgida, se supone distribucin uniforme.

Si la zapata es flexible, se supone distribucin uniforme si el terreno es cohesivo; si el terreno no tiene

cohesin, se hace el doble supuesto, es decir, distribucin triangular para el clculo geotcnico y

uniforme para la estructura.

La tensin resultante debe ser menor que la admisible.

CARGA EXCNTRICA

Cuando la resultante de la carga pasa por el ncleo central se obtiene una distribucin trapecial. La

mxima tensin (en el borde de la zapata) vale:

Se trabaja siempre por metro de longitud (b=l). Pero se admite que esta tensin supere a la admisible, ya

que es puntual, en el mismo borde, y el terreno ceder un poco en ese punto, con lo que se redistribuyen

las tensiones de forma ms favorable. Por ello, la tensin que se toma de referencia es la tensin al cuarto

de la luz, es decir, la semisuma de a1 y la tensin en el centro, que vale:

Debe resultar menor que adm.

DISEO DE UNA ZAPATA AISLADA:

DISEO EN PLANTA:

n = esfuerzo neto del terreno

n = t hf m s/c (s/c = sobrecarga sobre NPT)

m = densidad promedio del suelo

hf = altura del suelo sobre la zapata

Se debe trabajar con condiciones de carga de servicio (no se factoran las cargas).

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

Lv1 = Lv2

Por lo que se puede demostrar que:

DIMENSIONES DE LA ALTURA HZ DE LA ZAPATA:

La condicin para determinar el peralte efectivo de zapatas, se basa en que la seccin debe

resistir el cortante por penetracin (punzonamiento).

Se asume que ese punzonamiento es resistido por la superficie bajo la lnea punteada.

(Debemos trabajar con cargas factoradas).

Vu = Cortante por punzonamiento actuante

Vc = Resistencia al cortante por punzonamiento en el

concreto

La resistencia del concreto de corte por punzonamiento es igual a la menor determinada a travs

de las siguientes expresiones:

Donde:

bo = permetro de la seccin critica

s = parmetro igual a 40 para aquellas columnas en que la seccin critica de punzonamiento

tiene 4 lados; 30 para las que tienen 3 lados y 20 para las que tienen 2 lados.

bo = 2m + 2n ( permetros de los planos de las fallas)

Se debe cumplir:

DISTRIBUCION DEL REFUERZO POR FLEXION (ACI 318-05):

En zapatas en una direccin y zapatas cuadradas en dos direcciones, el refuerzo ser distribuido uniformemente a

travs de todo el ancho de la zapata.

En zapata rectangulares en dos direcciones, el refuerzo ser distribuido de acuerdo a las siguientes

recomendaciones:

El refuerzo en la direccin larga ser distribuido uniformemente a travs de todo el ancho de la zapata.

El refuerzo en la direccin corta, se deber repartir en dos partes, una porcin (la mayor) ser distribuida

uniformemente sobre un franja central igual al ancho de la zapata en la direccin corta, siendo este refuerzo el

dado por:

El refuerzo restante ser distribuido

uniformemente sobre las franjas laterales.

TRANSFERENCIA DE LA FUERZA EN 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 y/o dowells.

El esfuerzo de contacto entre la columna y la zapata no deber exceder la resistencia de aplastamiento del

concreto. La resistencia de aplastamiento del concreto ser:

Para la columna:

Para la zapata:

Donde:

A1 = rea cargada

A2 = rea mxima en la zapata que es geomtricamente

igual al rea de la columna.

= 0.65 para columnas estribadas

= 0.70 para columnas zunchadas

CONCLUSIONES:

En las zapatas cargadas excntricamente, la reaccin del suelo ya no se considera uniforme y tiene

una distribucin que puede ser trapezoidal o triangular, dependiendo de la excentricidad de la carga.

Las zapatas aisladas se emplean cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia medio o alta

en relacin con las cargas de la estructura.

Tanto para el clculo geotcnico como para el estructural debemos conocer la distribucin de

tensiones en el terreno, que depende fundamentalmente del tipo de suelo y de la rigidez de la zapata.

Si la zapata es rgida se supone una distribucin uniforme

Los pasos para el diseo de una zapata aislada se puede resumir en los siguientes:

Determinar el rea de la zapata en funcin de cargas y capacidad del terreno.

Revisar las presiones de contacto.

Estimar el espesor de la zapata.

Revisar la cortante bidireccional o punzonamiento en la zapata (accin de losa).

Revisar la cortante en una direccin (Accin de viga).

Determinar el refuerzo a flexin

Revisar la presin de contacto en la unin columna-zapata.

Determinar el refuerzo por transferencia columna-zapata (dovelas).

Hallar las longitudes de desarrollo del refuerzo