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UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA

CURSO: CONCRETO ARMADO II

TEMA: “ZAPATAS AISLADA CENTRADA”

DOCENTE: ING.MARIO A. VELA RODRIGUEZ.

INTEGRANTES:  GARCIA FLORES, Jean Piere.  LOPEZ HIDALGO, Gian Marco.  SANTILLAN AHUANARI, Juan Carlos

SAN JUAN BAUTISTA – PERÚ 2020

INDICE GENERAL PAG 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................1 2. MARCO TEORICO.....................................................................................................................1 2.1 DEFINICION..............................................................................................................................1 A) Zapata............................................................................................................................1 B) Zapata Aislada .............................................................................................................1 2.2 Elementos Basicos de Zapata................................................................................................1 2.3 Consideraciones ......................................................................................................................1 2.4 Diseño Zapatas Aisladas Centrada........................................................................................1 2.5 Ventajas ....................................................................................................................................1 2.6 Desventajas...............................................................................................................................1 2.7 Normas de Concreto Armado..................................................................................................1 2.8 Ejercicio de Aplicación de Zapatas Ailadas Centradas.......................................................1 3. BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................1

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1.- INTRODUCCIÓN.

La cimentación es aquella estructura que se encarga de transmitir las cargas al terreno, distribuyéndolas de forma que la presión admisible no debe ser superada en cada parte de la edificación y no produzca cargas zonales, teniendo en cuenta las características del suelo, se va a elegir el tipo de cimentación a desarrollar. Transmiten las fuerzas originadas por el peso propio de la estructura y sobrecargas que posteriormente actuarán sobre esta, resiste todas las cargas puntuales y las apoya en el terreno con firmeza, mediante comprensión vertical. También podemos decir que es el soporte de la vivienda, y la causante del equilibrio. Debe de ser construida fijando el peso de las cargas vivas y muertas, para que pueda ser duradera. Las Zapatas Aisladas Centradas se encuentras dentro de la clasificación de tipos de cimiento por la forma de trabajar. Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Constructivamente, conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin intersectar zapatas o riostras

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CONCRETO ARMADO II 2. MARCO TEORICO. 2.1 DEFINICIONES A) ZAPATA: es un tipo de cimentación superficial (normalmente aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente homogéneos y de resistencias a comprensiones medias o altas. Consisten en un ancho prisma de hormigón (concreto) situado bajo los pilares de la estructura. Su función es transmitir al terreno las tensiones a que está sometida el resto de la estructura y anclarla. Cuando no es posible emplear zapatas debe recurrirse a cimentación por pilotaje o Losas de cimentación B) ZAPATAS AISLADAS: La zapatas aisladas se ubican dentro de los tipos de cimentación por la forma de trabajar. 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 tendrán zapatas de menor dimensión, con respecto a las construidas en suelos de menor resistencia. Su diseño sirve de base para otro tipo de cimentaciones. Los otros tipos de cimientos fallan por mecanismos similares a los de éstas zapatas: Por flexión, adherencia y anclaje, cortante punzonante y cortante por flexión El diseño consiste en calcular, la forma y dimensiones del concreto, así como la Cantidad y tipos de acero de la zapata. Se necesita como datos, conocer: la carga axial de la superestructura, la sección y Aceros de la columna que soporta, y la resistencia admisible del suelo (q adm), sobre el que se diseña la zapata. Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Constructivamente, conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin intersectar zapatas o riostras. Son un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.

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2.2 ELEMENTOS BASICOS DE ZAPATA A, B = Dimensiones en planta de la zapatas t = Dimensiones en planta de la columna m = Longitud del volado de la zapata H = peralte de la zapata P = carga axial actuante qadm = capacidad de carga admisible del suelo Ld = longitud de anclaje por compresión (o tracción) delacero de columna g= Peso específico promedio del relleno Df = profundidad de cimentaciones/c piso = sobrecarga de piso = 500 kg/m 3

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CONCRETO ARMADO II 2.3 CONSIDERACIONES 

Armado de la parte inferior: Se realiza un mallazo conformado por barras cruzadas; la separación entre Barras no ha de superar los 30 cm.  Recubrimiento para evitar corrosiones: Separación de las armaduras, entre 7.5 a 10 cm. del borde y del fondo de la Zapata, dependiendo del tipo de hormigón utilizado y de las características del terreno.  Barras: Se recomienda utilizar diámetros de barras grandes, mínimo del 12, ante Posibles corrosiones. La armadura longitudinal del pilar llega hasta el mallazo, por lo cual se colocan armaduras de espera iguales que las de los pilares.  Solape mínimo: Considerar 30 veces el diámetro de la barra más gruesa del pilar . 2.4 DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin cortar zapatas ni riostras. Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 10 cm. en el estrato del terreno. La profundidad del plano de apoyo se fija basándose en el informe geotécnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mínima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. En aquellas zonas afectadas por estas variables. En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes. Conviene utilizar hormigón de consistencia plástica, con áridos de tamaño alrededor de 40 mm. En la ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer en el fondo una capa de hormigón pobre de aproximadamente 5 cm de espesor, antes de colocar las armaduras.

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2.5 VENTAJAS Cuando existen suficientes datos locales, comprobados experimentalmente, sobre el espesor, situación y resistencia de los estratos del suelo a efectos de edificación, la norma puede aplicarse, en general, para calcular las cimentaciones superficiales (zapatas aisladas o corridas)

2.6 DESVENTAJAS Un error en la valoración del suelo y de la humedad existente en el subsuelo, o en el comportamiento de la cimentación elegida, provoca casi siempre unas consecuencias técnicas y económicas irreparables. 2.7 NORMAS DE CONCRETO ARMADO.  

NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.060 CONCRETO ARMADO. Reglamento para Concreto Estructural ACI 318S-14

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CONCRETO ARMADO II 2. 8 EJERCICIO DE APLICACIÓN

3 5 4 ∅ +2∅ 4 8 ⊠∅

3 1@ 0.05 , 4 @ 0.1, resto 0.025 8

S Kg =250 2 C m

DATOS PM =15 Tn PL=13 Tn γm=1800

Kg m3

f ' c=250

Kg m2

fy=4200

Kg m2

σt =0.9

Kg c m2

1) ESFUERZO NETO DEL SUELO σn=σt −γm ( Df )−ex ( γe )−

s c

σn=9− (1.8 )( 1.5 ) −0.15 ( 2.4 )−0.25 σn=9− (1.8 )( 1.5 ) −0.15 ( 2.4 )−0.25 σn=5.69

Tn m2

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CONCRETO ARMADO II 2) PESO DEL SERVICIO ( Ps = Cm + Cv) PS=15+13 PS=28Tn

3) AMPLIFICACION DE CARGA ( Pu= 1.4Cm + 1.6 Cv) PU =1.4 ( 15 )+1.6 ( 13 ) PU =41.2Tn

4) AREA DE ZAPATA σn=

PS Az

Az=

PS 28 = =4.9209 m 2 σn 5.69

A∗B=4.9209

( 2 X +0.35 )∗( 2 X +0.30 )=4.9209 4 X 2 +0.6 X + 0.7 X +0.105=4.9209 4 X 2 +1.3 X +0.105=4.9209 4 X 2 +1.3 X−4.8159=0 X =0.9467 ⇒ A=2 X +0.35=2.2434 ≈ 2.25 m ⇒ B=2 X + 0.30=2.1934 ≈ 2.20 m Az=2.25 m∗2.20 m=4.95 m 2

5) DIMENSIONAMIENTO a) POR FLEXION Asumimosel Coeficientre de Balasto K o =12 7

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CONCRETO ARMADO II hz ≥2.3∗b

√ 3

KOb E

hz=2.3 (225)

√

3.

12(225) 15000 √ 250

hz=1.164 m≈ 1.2 m b) POR LONGUITUD DE DESARROLLO hz=ld +10 ld =0.08 ∅ b

fy

√f ' c

3 ∴ ∅ b= ∗2.54=1.905 cm 4 ld =0.08

( 1.905 )∗4200 √ 250

ld =40.4822 cm ⇒ hz =40.4822+10=50.4822 cm ≈ 55 cm

c) POR PUNZONAMIENTO RELACION DE COLUMNA BO=



L MAYOR 35 = =1.167 L MENOR 30

b o=2 ( 0.30+d ) +2 ( 0.35+d )=0.6+2 d+ 0.7+2 d b o=4 d +1.3

(

4 Bo

(

as d bo

*Vc=0.27 2+

*Vc=0.27 2+

(

Vc=0.27 2+

) √ f c∗b d '

o

)√

4 1.167

'

f c∗bo d

) √250∗( 4 d +1.3)d 8

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CONCRETO ARMADO II Vc=23.17 ( 4 d 2+ 1.3 d ) … … …..( I )

40 d 4 d +1.3

(

Vc=0.27 2+

[

Vc= 8.538+

) √ 250∗( 4 d +1.3) d

170.763 d ∗( 4 d 2 +1.3 d ) … … … .. ( II ) 4 d +1.3

]

EN (I) Y (II)

[

23.17 ( 4 d 2 +1.3 d )= 8.538+

170.763 d ∗( 4 d 2 +1.3 d ) 4 d +1.3

]

(23.17−8.538) ( 4 d +1.3 )=170.763d 58.528 d +19.0216=170.763 d 19.0216=112.235 d d=0.1695 cm ⇒ hz =d +7.5+∅ b+

∅b =0.1695+7.5+1.905+0.5475 2

⇒ hz =10.122cm ≈ 15 cm

ASUMIMOS: hz=65 cm ⇒ d =hz−7.5−∅ b−

∅b =65−7.5−1.905−0.5475 2

⇒ d =55 cm

CALCULO DE LA RESISTENCIA NETA DEL TERRENO s σn=σt −σm ( Df )−ex ( σe )− −hz ( σe ) c σn=9− (1.8 )( 1.5 ) −0.15 ( 2.4 )−0.25−0.6 (2.4) σn=4.25

Tn m2

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CONCRETO ARMADO II 6) REACCION DEL TERREENO q u=

PU 41.2 Tn = =8.323 2 Az 4.95 m

7) VERIFICACION POR CORTANTE a) CORTE ACTUANTE Vu=qu∗Ac Vu=8.323(0.675∗2.20) Vu=12.3597 Tn

∅ Vc=∅ ( 1.06 √ f ' c∗b∗d )∗10 ∅ Vc=0.75 ( 1.06 √250∗2.20∗0.55 )∗10 ∅ Vc=152.0976

∴ ∅ Vc >Vu→ 152.0976>12.3597 CONFORME

b) CORTE POR PUNZONAMIENTO Vu=qu∗A . actuante

Vu=8.323∗[ 2 ( 0.85∗0.675 )+ 2 ( 0.675∗2.25 ) ] Vu=34.831755 Tn

( (

∅ Vc=∅ 0.27 2+

as d b

) √ f ' c∗b∗d )∗10 10

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( (

∅ Vc=0.75 0.27 2+

40∗0.55 2.20

) √250∗2.20∗0.55)∗10

∅ Vc=464.9023 Tn

∴ Vu< ∅ Vc → 34.8318