CONCRETO ARMADO II IX - CICLO INTRODUCCION El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contención de un terreno, que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno artificial. En la situación anterior, el cuerpo del muro trabaja esencialmente a flexión y la compresión vertical debida a su propio peso es generalmente despreciable. Sin embargo, en ocasiones el muro desempeña una segunda misión que es la de transmitir cargas verticales al terreno, desempeñando una función de cimiento. La carga vertical puede venir de una cubierta situada sensiblemente a nivel del terreno o puede ser producida también por uno o varios forjados apoyados sobre el muro y por pilares que apoyan en su coronación transmitiéndole las cargas de las plantas superiores. El cuerpo del muro funciona en este segundo caso como una losa de uno o varios vanos y a ese funcionamiento se superpone con frecuencia el de la pieza como viga de cimentación de gran canto. DISEÑO DE CALZADURAS Y ZAPATAS CONECTADAS CAROL MINAYA CORRALES 1
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CONCRETO ARMADO II IX - CICLO
INTRODUCCION
El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contención de un terreno,
que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno artificial.
En la situación anterior, el cuerpo del muro trabaja esencialmente a flexión y la compresión
vertical debida a su propio peso es generalmente despreciable.
Sin embargo, en ocasiones el muro desempeña una segunda misión que es la de transmitir
cargas verticales al terreno, desempeñando una función de cimiento. La carga vertical puede
venir de una cubierta situada sensiblemente a nivel del terreno o puede ser producida
también por uno o varios forjados apoyados sobre el muro y por pilares que apoyan en su
coronación transmitiéndole las cargas de las plantas superiores.
El cuerpo del muro funciona en este segundo caso como una losa de uno o varios vanos y a
ese funcionamiento se superpone con frecuencia el de la pieza como viga de cimentación de
gran canto.
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DISEÑO ESTRUCTURAL EN CONCRETO
I. ZAPATAS CONECTADAS
I.1 DEFINICION
La zapata conectada esta constituida por una zapata excéntrica y una zapata
interior unida por una viga de conexión rígida, que permite controlar la rotacion
de la zapata excéntrica correspondiente as la columna perimetral .
Se considera una solución economía, especial mente para distancias entre ejes de
columnas mayores de seis metros. Usualmente es mas económica que la zapata
combinada estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas
excéntricas, la que esta en el limite de propiedad y diseñada bajo la condición de
presión uniforme del terreno, el momento de flexión debido a que la carga de la
columna y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por
una viga de conexión rígida que une las dos columnas que forman la zapata
conectada.
La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible con el modelo
estructural supuesto la única complicación es la interacción entre el suelo y el
fondo de la viga. Algunos autores recomiendan que la viga no se apoye en el
terreno, o que se apoye el suelo debajo de ella de manera que solo resista su
propio peso. Si se usa un gancho pequeño de 30 0 40 cm, este problema es de poca
importancia para el análisis.
I.2 DIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA DE CONECCION
h=l17
b=P131l1
≥h2
Donde:
l1 = Espaciamiento entre la columna exterior y la columna interior
P1 = Carga total de servicio de la columna exterior
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I.3 DIMENSIONAMIENTO DE LA ZAPATA EXTERIOR
La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexión, actuando la zapata
como una losa en voladizo a ambos lados de la viga de conexión. Se recomienda
dimensionarla considerando una dimensión longitudinal.
I.4 VIGA DE CONEXIÓN
Debe analizarse como una viga articulada a las columnas exterior e interior, que
soporta la reacción neta del terreno en la zapata exterior y su peso propio.
I.5 ZAPATA INTERIOR
Se diseña como una zapata aislada. Puede considerarse la reacción de la viga de
conexión. En el diseño de cortante por punzonamiento se considera la Influencia
de la viga de conexión en la determinación de la zona critica.
I.6 EJEMPLO DE ZAPATA CONECTADA
Diseñar la zapata conectada que se muestra en la figura mostrada. En la columna
exterior P1 esta sujeta a Pd =70 tn, Pl =26 tn. La columna interior P2 esta sujeta a Pd
= 120 tn, Pl = 45 tn.
La capacidad permisible del terreno a nivel del fondo de cimentación es de:
t = 3.5 kg/cm2
ht = 1.5 m
γm =2 T/m3
S/C = 0.4 T/m2
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F’c = 210 Kg/cm2
C1 =0.5 x 0.5 m2
C2 = D = 0.70 m
DIMENSIONAMIENTO:
ZAPATA EXTERIOR
Estimamos: A=1.2 P1
σn
Donde:
P1 = 70 + 26 = 96 Tn
n = 35 – 1.5 * 2 – 0.4 =31.6 T/m2
Reemplazando datos:
A=1.2∗9631.6
=3.65m2
Dimensionamiento en planta:
T = 2S => 2 S2 =3.65
S = 1.35 => Usar S = 1.35
Viga de Conexión:
h=l17=6 .27
=0.89m
b=P131l1
= 9631∗6 .2
=0 .5m> h2
Usar : 0.50 x 0.90 m2
DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATA EXTERIOR
WV = 0.50 x 0.90 x 2.4 = 1.08 T/m
MΣ 2 = 0
RN (5.775) = P1 x 6.20 + 1.08 x 6.452/2
RN = 106.96 T.
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A z=RN
σn
=106 .9631 .6
=3 .39m2
3.39 = T x S = T x 1.35=> T = 2.51 m.
Usar: T x S = 2.55 x 1.35 m2
DISEÑO DE LA VIGA DE CONEXIÓN
P1u = 142.2 T
WVu = 1.51 T/m
MΣ 2 = 0
RNu (5.775) = P1u x 6.2 + 1.51 x 6.452/2
RNu = 158.10 T
W Nu=RNu
S=158 .11.35
=117 .11T /m
SECCION DE MOMENTO MAXIMO, X0 ≤ S
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Vx = (WNu – Wvu) X0 – P1u = 0
xO=142 .2
117 .11−1.51=1 .23m<S=1.35m OK
M u max=(W Nu−W Vu )x02
2−P1u¿
Mu máx. = 115.6 x 1.232 /2 – 142.2 (1.23 – 0.25)
Mu máx. = - 51.91 T/m2
As=
51. 91 x105
0 .9 x 4200 x 0 .9 x82 .78
AS = 18.4 cm2 => a = 8.6 cm
AS = 17.5 cm2 => a = 8.2 cm OK
d = 90 – ( 5 + 0.95 + 2.54/2) = 82.78 cm.
Usar: 4 1” (4 x 5.07 = 20.28 cm2)
ρ=AS
bd= 20 .2850x 82 .78
=0.0049> ρmin=14f y
=0 .003 OK
REFUERZO EN LA CARA INFERIOR
A s
+¿=As
−¿
3−
As−¿
2≥ AS min¿ ¿¿
As = 20.28/2 = 10.14 cm2
As min = 0.0033 x 50 x 82.78 = 13.8 cm2
Como As < As min => Usar: 5 ¾”
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DISEÑO POR CORTE
V 1U=(W NU−W VU )∗(T1+d )−P1U
V 1U=115.6 (0.50−0.83 )−142.2=11.55
V 2U=(W NU−W VU )∗S−P1U
V 2U=(115.6−W VU )∗S−P1U
V 1
∅=13.860.85
=16.31T
V C=0.53∗√210∗(10 )∗(0.50 )∗(0.83 )=31.88T>V n OK
Usar: estribo de montaje S = 36 =36*1.91= 68.6 cm
DISEÑO DE ZAPATA EXTERIOR:
W Nu=RNu
T=158.12.55
=62.0Ton
Mumax=62.0∗1.0252
2=32.57T−m
Mu=∅∗f ' c∗b d2w (1−0.59w )
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