Manual Safe - Zapata Conectada

ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014

Ing. Ovidio Serrano Zelada – [email protected]

1 2VC

T1T2

B2B1

L

b1

t1 t2

b2

Df

Ps2

T2

t2

H1

Ps1

T1

t1

H2

VC h

NTN

NPT

b

eper

s/c

eper

s/c

APLICACIÓN 03: DISEÑO DE ZAPATA CONECTADA Diseñar una zapata conectada para soportar una columna de colindancia y una interior.

Datos:

Momentos en la columna de colindancia de 0.40m x 0.50m

Cargas y momentos en la columna interna de 0.40m x 0.40m

Despreciar el peso del relleno, falso piso y piso terminado.

COLUMNA EXTERNA

Tipo de Carga P (kg) Mx (kg-m) My (kg-m)

Muerta 18.10 -0.825 -0.044

Viva 4.60 -0.198 0.053

Sx -0.646 -0.268 -11.12

Sy -0.067 15.54 -0.483

COLUMNA INTERNA

Tipo de Carga P (kg) Mx (kg-m) My (kg-m)

Muerta 20.41 -1.250 -0.065

Viva 4.00 -0.290 0.077

Sx -0.980 -0.400 -19.92

Sy -0.100 15.58 -0.720



* Dimensiones de Columnas:

* Dimensión en x-x: t1 = 50 cm t2 = 40 cm

* Dimensión en y-y: b1 = 40 cm b2 = 40 cm

* Distancia entre ejes de columnas:

L = 3.55 m

*Dimensiones de la Cimentación T1 = 1.50 m T2 = 2.00 m

B1 = 2.00 m B2 = 2.00 m

H1 = 0.50 m H2 = 0.50 m

Peso volumétrico del concreto reforzado = 2.4 Ton/m3

Resistencia del concreto = 210 Kg/cm2

Resistencia del acero de refuerzo = 4200 kg/cm2

Peso volumétrico del relleno = 1.8 Ton/m3

Capacidad admisible del suelo = 2.5 Kg/cm2 Profundidad de desplante (Df) = 1.50

Módulo de Balasto o Subrasante: Kb = 5000 Ton/m3



Solución SAFE 2014.-

Paso 1 [Selección del modelo]: � FILE/NEW MODEL ó CLICK ICONO.

Paso 2 [Definir Código de Diseño, Unidades de trabajo y Preferencias de Diseño]: � Seleccionar el código de diseño con el que se va a trabajar en el proyecto, en nuestro

caso será el código del ACI 318 – 11, luego definir las unidades iniciales en las que desea trabajar y las preferencias de diseño.



Se pueden trabajar con las unidades Generales: Tonf, m, C, así como también cambiar las unidades para cada ítem como se puede apreciar en la tabla de arriba.



Paso 3 [Definir plantilla de trabajo]: � Una vez realizado los pasos anteriores, hacemos CLICK en COMBINED FOOTING:

Luego editar el cuadro con los datos proporcionados:

No se ha definido estados de carga, ya que mas adelante seran editadas e introducidas manualmente.



GUARDAMOS EL PROYECTO: FILE/ SAVE AS…

Paso 4 [Definición de propiedades de los materiales]: Creamos un nuevo material y editamos las propiedades que el programa considera por defecto.

� DEFINE/MATERIAL/ADD NEW MATERIAL QUICK � MODIFY SHOW MATERIAL.

Concreto f’c=210 Kg/cm2



� DEFINE/MATERIAL/ADD NEW MATERIAL QUICK � MODIFY SHOW MATERIAL

Acero fy=4200 Kg/cm2 (Acero Grado 60)

Paso 5 [Definición de los elementos - Secciones] � DEFINE/MATERIAL/SLAB PROPERTIES

� MODIFY SHOW PROPERTY



� DEFINE/MATERIAL/BEAM PROPERTIES

� ADD NEW PROPERTY



Paso 6 [Definición del Acero de Refuerzo]: � DEFINE/REINFORCING BAR SIZES � CLEAR ALL BARS � ADDD COMMON BAR SET/U.S.CUSTOMARY/ADD BAR SET � EDITAR LAS VARILLAS CON EL ACERO COMERCIAL DEL PERU (ACEROS AREQUPA)/OK.

Paso 6 [Definición del Módulo de Balasto o Subrasante del terreno]:

� DEFINE/SOIL SUBGRADE PROPERTIES � ADD NEW PROPERTY ó MODIFY SHOW PROPERTY: � En nuestro caso al inicio del proyecto se definió el módulo de balasto, solo tendríamos que

editar el nombre si es que se desea.



Paso 7 [Definición de los patrones de Carga]: � DEFINE/LOAD PATTERNS � ADD LOAD PATTERNS

Se puede también editar los nombres de los estados de carga.

Paso 8 [Definición de los estados de Carga]:

� DEFINE/LOAD CASES � MODIFY SHOW CASE

� EDITAR LOAD CASE NAME � MODIFICAR LOAD CASE TYPE/DESIGN/USER DEFINED/DEAD, LIVE O QUEAKE SEGUN SEA EL

CASO DE CARGA.



OK.



Paso 9 [Definición de las combinaciones de carga]: � DEFINE/LOAD COMBINATIONS � ADD NEW COMBO

COMBINACIONES DE DISEÑO (STRENGTH – ULTIMATE)

� COMBO 01 (Linear Add): 1.4CM + 1.7CVC � COMBO 02 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) + SX � COMBO 03 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) – SX � COMBO 04 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) + SY � COMBO 05 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) - SY � COMBO 06 (Linear Add): 0.9CM + SX � COMBO 07 (Linear Add): 0.9CM - SX � COMBO 08 (Linear Add): 0.9CM + SY � COMBO 09 (Linear Add): 0.9CM – SY � ENVOLVENTE (Envelope): COMBO 01 + COMBO 02 + OMBO 03 + COMBO 04 + COMBO 05 +

COMBO 06 + COMBO 07 + COMBO 08 + COMBO 09 COMBINACION DE SERVICIO (SERVICE – NORMAL)

� COMBO: CM + CV



Paso 9 [Editar el material de Refuerzo]: Al crear en un inicio nuestro nuevo material ACERO 4200, el programa ya tenía establecido un material de refuerzo por defecto, para cambiar el material, el procedimiento es el siguiente:

� SELECCIONE EL ELEMENTO/ANTICLICK/DESIGN/REBAR MATERIAL/OK/OK.

Paso 10 [Editar la geometría de la cimentación]:

� Obtener las dimensiones de cada una de las zapatas utilizando las herramientas de edición.

� Trazar una línea NULA paralela a 1m con respecto a la vertical con la finalidad de obtener la cimentación de la columna interna: 2.00m x 2.00m

� DRAW BEAMS LINE ó CLICK EN EL ICONO



� Luego dividir la cimentación con respecto a la línea trazada para ello, seleccionar la línea y la cimentación, luego;

� EDIT/EDIT AREAS/DIVIDE AREAS:

Realizar el mismo paso para obtener la cimentación de colindancia.



Paso 11 [Editar la geometría de la cimentación]:

� Dibujar la VIGA DE CONEXIÓN, para ello:

� DRAW BEAMS LINE ó CLICK EN EL ICONO



Paso 12 [Asignar restricciones a la cimentación]: � SELECCIONAR LA CIMENTACION � ASSIGN/SUPPORT DATA/POINT RESTRAINTS:

RESTRINGIR: Paso 13 [Asignación de Cargas]:

� SELECCIONAR EL PUNTO CENTRAL QUE IDELIZA EL EJE CENTRAL DE LA COLUMNA, LUEGO IR A: � ASSIGN/LOAD DATA/POINT LOADS:



Repetir el Paso 13 para la asignación de las demás cargas.

Paso 12 [Asignación de Franjas de Diseño - Strips]: � La asignación de los Strips se puede hacer manualmente o por defecto, el cual el

programa considera el método de las franjas.

METODO MANUAL: DISEÑO POR EL METODO DE LAS FRANJAS.

� DRAW/DRAW DESIGN STRIPS ó CLICK EN EL ICONO



PARA OBSERVAR LOS STRIPS: VIEW/SET DISPLAY OPTIONS ó EL CLICK ICONO DEL CHECK

Paso 14 [Correr el programa]: � RUN/RUN ANALYSIS & DESIGN (F5) ó CLICK EN EL ICONO



OBTENCION Y VERIFICACION DE RESULTADOS:

Paso 15 [Asentamientos]: AL CORRER EL PROGRAMA, POR DEFECTO NOS PRESENTA LOS ASENTAMIENTOS EN LA CIMENTACION, EL CUAL DEBERA SER EVALUADO PARA CARGA DE SERVICIO. COMBO – SERVICIO: CM + CV.

� DISPLAY/SHOW DEFORMED SHAPE ó CLICK EN EL ICONO Asentamiento Max: 0.28 cm Paso 14 [Presiones en el terreno]:

� DISPLAY/SHOW REACTIONS FORCES ó CLICK EN EL ICONO

Presión máxima: 1.43 kg/cm2

Se puede observar que la cimentación no cumple por esfuerzos en el terreno: 1.43 kg/cm2 < 2.5 kg/cm2. La cimentación propuesta cumple con los requerimientos de presiones en el terreno.



Paso 16 [Punzonamiento en la Cimentación]:

� DISPLAY/SHOW PUNCHING SHEAR DESIGN ó CLICK EN EL ICONO

Se puede apreciar que el programa SAFE no arroja valores para el punzonamiento (N/C) cuando se tiene vigas de conexión o cimentacion, es porque el programa considera que el punzonamiento (penetra) es tomado por la viga y no por la losa (zapata), debiéndose diseñar la viga para esfuerzos de cortante desfavorables si es el caso.

Paso 17 [Momentos de Diseño en la cimentación]:

DISPLAY/SHOW STRIP FORCES ó CLICK EN EL ICONO

STRIP A:



STRIP B:

Paso 18 [Diseño en la cimentación]:

DISPLAY/SHOW SLAB DESIGN ó CLICK EN EL ICONO

ACERO LONGITUDINAL X-X



ACERO LONGITUDINAL Y-Y

Paso 19 [Momentos de Diseño en la Viga de Cimentación]:

DISPLAY/SHOW BEAM FORCES ó CLICK EN EL ICONO



Paso 20 [Diseño en la Viga de Cimentación]:

DISPLAY/SHOW BEAM DESIGN ó CLICK EN EL ICONO

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