UNIVERSIDAD CÁTOLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTEUNIVERSIDAD CÁTOLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE INGENIERIA CIVIL INGENIERIA CIVIL CONCRETO ARMADO II CONCRETO ARMADO II ING. GLORIA ARANGURÍ CASTILLO ING. gloria Arangurí Castillo TEMA: TEMA: “zapata conectada" “Zapatas Conectadas" CICLO: “Shoe connected” CICLO:IX INTEGRANTE: IX MACHADO VELÁSQUEZ LENIN ([email protected]) ARTEAGA KANO KENY([email protected]) INTEGRANTE: LARRIVIERE VALLE ENRIQUE ([email protected]) Machado Velásquez Lenin ([email protected]) Arteaga Cano KenyChimbote-Perú ([email protected]) 2015 Chimbote-Perú 2015 “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” ÍNDICE: INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 4 ZAPATAS CONECTADAS .................................................................................................. 5 USOS: ................................................................................................................................. 5 CONSIDERACIONES: ...................................................................................................... 6 DIMENSIONAMIENTO .................................................................................................... 6 DIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA DE CONEXIÓN ................................................ 7 Dimensionamiento de la zapata exterior ............................................................................. 7 Viga de conexión ................................................................................................................ 8 EL MODELO ESTRUCTURAL............................................................................................ 8 MAYORACION DE CARGAS ......................................................................................... 9 EL MOMENTO MÁXIMO DE DISEÑO .......................................................................... 9 CIMENTACION EXCENTRICAS: .................................................................................... 11 MODELO DEL COMPORTAMIENTO: ............................................................................ 11 DISEÑO DE ZAPATAS EXTERIOR: ................................................................................ 12 DISEÑO EN PLANTA (SERVICIO): ............................................................................. 12 DISEÑO EN ALTURA (ROTURA): ............................................................................... 13 Por Punzonamiento: ...................................................................................................... 13 Verificación de aplastamiento: ...................................................................................... 14 Esfuerzo Actuante: ........................................................................................................ 14 Esfuerzo admisible: ....................................................................................................... 14 Calculo de As: ............................................................................................................... 15 DISEÑO VIGA DE CONEXIÓN (V.C): ............................................................................. 15 Predimensionamiento de Viga de Conexión (v.c.): .............................................................. 15 Calculo de (Rotura): ................................................................................................ 16 Diagrama de diseño: ...................................................................................................... 16 Calculo de refuerzo en V.C: .......................................................................................... 17 Diseño en planta (servicio):........................................................................................... 18 Diseño de zapata interior: .............................................................................................. 18 Diseño en altura (rotura): .............................................................................................. 19 CONCRETO ARMADO II PÁGINA 2 .......................................................................................... 21 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 22 CONCRETO ARMADO II PÁGINA 3 .....................................................................................“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Por longitud de desarrollo: .............. 20 Calculo de As: .................................................................................................................................................................................................................................... 20 Croquis de refuerzo: ....................................................................................................... 21 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ................ 19 Por punzonamiento:...................................................... 19 Por tracción diagonal:.................. Especificaciones del reglamento nacional de edificaciones. Fuerza expansiva del suelo. granular con finos. Capacidad portante por resistencia. Empuje de agua. Angulo de fricción interna. Ubicación del nivel freático. Esfuerzo neto. que va a representar la excavación de la cimentación propuesta. cloruros.“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” INTRODUCCIÓN Cuando se diseña cimentaciones hay que tener en cuenta lo siguiente: Tipo de suelo (cohesivo. Variación de estratos. Socavación. Agentes agresivos (sales. Supresión de agua. Consistencia (blanda. Totales y rotaciones. media. Peligros de derrumbes y daños. ACI. coeficiente de balasto). índice de compresión. Las propiedades físicas y mecánicas (cohesión. módulo de elasticidad. etc. de alta o baja plasticidad). Profundidad de cimentación. dura). Asentamientos diferenciales. Capacidad portante por asentamiento máximo permisible. Empuje de agua sobre la subestructura y superestructura. sismos. Erosión eólica e hidráulica. Procedimientos constructivos. efecto de fenómenos naturales como inundaciones. Estabilidad del talud de la excavación. granular. sulfatos). CONCRETO ARMADO II PÁGINA 4 . Expansión y licuación del suelo. debido a la excentricidad de la carga de la columna y la reacción del suelo. para evitar los desplazamientos horizontales de las zapatas.“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” ZAPATAS CONECTADAS Las zapatas conectadas están formadas. soportar los momentos de las columnas (especialmente por sismo). por zapatas acopladas con vigas de conexión (o vigas de atado). CONCRETO ARMADO II PÁGINA 5 . que se produce en las zapatas excéntricas. debido a la distribución triangular que se produce al considerar la excentricidad de la carga actuante. disminuir el efecto de los asentamientos diferenciales y. para soportar los momentos. Se colocan vigas de conexión. IMAGEN N° 1 ZAPATA CONECTADA EN PLANTA USOS: Es utilizada cuando la columna está ubicada en el límite de propiedad y el uso de zapatas excéntricas sometidas a presiones elevadas. La colocación de vigas de atado es obligatorio en estructuras construidas en zonas sísmicas. El diseño se realiza en forma similar al de zapatas aisladas y la viga de conexión similar a una viga simple sometida a esfuerzos de flexión y cortante. sino como una reacción concentrada en el eje de la zapata. El fondo de la viga debe estar a 10 o 20 cm. DIMENSIONAMIENTO El dimensionamiento de las zapatas conectadas es equivalente al de dos zapatas aisladas. Es recomendable que la viga tenga un ancho igual o mayor al ancho de la columna y un peralte que le permita tener buena rigidez. CONCRETO ARMADO II PÁGINA 6 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” CONSIDERACIONES: No se toma en cuenta el peso de la viga y su influencia en el cortante y el momento. La presión del terreno no se está considerando uniformemente repartida en toda la zapata. por encima del fondo de la zapata con la finalidad de que no tome presiones del terreno. para disminuir la excentricidad. La zapata excéntrica se dimensionará con voladizos diferentes de manera que en la dirección de la viga su dimensión sea menor que en la dirección transversal. La viga de conexión es muy rígida de manera que ella absorbe el íntegro del momento existente en las columnas. La rigidez al giro de la zapata interior se desprecia y se considera como si la viga estuviera articulada en ese extremo. que tienen las siguientes particularidades. Algunos autores recomiendan que la viga no se apoye en el terreno. CONCRETO ARMADO II PÁGINA 7 .5 veces la dimensión en la dirección de la excentricidad. Si se usa un ancho pequeño de 30 ó 40 cm. actuando la zapata como una loza en voladizo a ambos lados de la viga de conexión. La única complicación es la interacción entre el suelo y el fondo de la viga. Dónde: L1: espaciamiento entre la columna exterior y la columna interior L2: carga total de servicio de la columna exterior Dimensionamiento de la zapata exterior La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexión. o que se apoye debajo de ella de manera que solo resista su propio peso. este problema es de poca importancia para el análisis. Se recomienda dimensionarla en planta considerando una dimensión transversal igual a 2 ó 2.“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” DIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA DE CONEXIÓN La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. s1 es el ancho de columna. R1 y R2. Zapata interior Se diseña como una zapata aislada. y x es la distancia al punto de momento máximo. EL MODELO ESTRUCTURAL Un modelo estructural simple. puede considerarse la reacción de la viga de conexión.“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Viga de conexión Debe analizarse como una viga articulada a las columnas exterior e interior. son las reacciones del suelo. de zapatas conectadas. L es la separación entre cargas. donde P1 y P2 son las cargas actuantes. CONCRETO ARMADO II PÁGINA 8 . se muestra en la Figura. que soporta la reacción neta del terreno en la zapata exterior y su peso propio. en el diseño de cortante por punzonamiento se considera la influencia de la viga de conexión en la determinación de la zona critica. 83.4 * E Se mayoran las cargas (P1u y Pu2).5 *CM + 1.8) El diagrama de momentos nos sirve para calcular el acero de la viga de conexión que..7 * L + 1. y se calculan la reacción (Ru1) y esfuerzo último del suelo (qu1). 318-05. 77.4 * D + 1.2* D + 1. 95.Pu1*(x – s1/2) + qu* x2/ 2 .7 * L Pu = 0. 318-08: Pu = 1. es mayor en el lecho superior de la viga.8 CS Pu= 1. como se observa. Se obtendrá un diagrama similar al del modelo mostrado.4 * D + 1.(ZC. 89. 6* LPu = 1.25*(CM+CV+/-CS) Reglamentos del ACI. el punto de cortante cero y de momento máximo: qu1*x – P1u =0 x = P1u / qu1 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” MAYORACION DE CARGAS Las combinaciones de carga se mayoran según el reglamento a usar: Reglamento Nacional de Edificaciones (2005) Pu= 1..75*(1. Normas 318-71.2 * D + 1.0* L + 1..(ZC. pero con las cargas mayoradas: EL MOMENTO MÁXIMO DE DISEÑO Hallamos “x “.7) Mu máx= . 99 Pu = 1..87 * EQ) Reglamentos del ACI. El diseño de variados tipos de zapatas conectadas se muestra en el anexo en la figura ZC-01 CONCRETO ARMADO II PÁGINA 9 . Normas: 318-02. MODELO ESTRUCTURAL Y DIAGRAMA DE MOMENTOS COLOCACIÓN DE ACERO EN ZAPATAS Y VIGA DE CONEXIÓN DE ZAPATAS CONECTADAS CONCRETO ARMADO II PÁGINA 10 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” ZAPATA CONECTADA. “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” CIMENTACION EXCENTRICAS: MODELO DEL COMPORTAMIENTO: CONCRETO ARMADO II PÁGINA 11 . 5 a 2.0 veces la dimensión en la dirección de la excentricidad. DISEÑO EN PLANTA (SERVICIO): CONCRETO ARMADO II PÁGINA 12 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” DISEÑO DE ZAPATAS EXTERIOR: La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexión. actuando la zapata como una losa en voladizo e ambos lados de la viga de conexión. Se recomienda dimensionarla en planta considerando una dimensión transversal igual a 1. “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” DISEÑO EN ALTURA (ROTURA): Por Punzonamiento: ( ( ) ) ( ) √ ( ) Debe cumplir: CONCRETO ARMADO II PÁGINA 13 . “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Verificación de aplastamiento: Esfuerzo Actuante: Esfuerzo admisible: Si √ √ Si √ En el caso que: Requiere refuerzo por aplastamiento (dados o bastones). CONCRETO ARMADO II PÁGINA 14 . (edificios altos) ( CONCRETO ARMADO II ) PÁGINA 15 .c.C): Predimensionamiento de Viga de Conexión (v.“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Calculo de As: DISEÑO VIGA DE CONEXIÓN (V.): b=30 cm (edificios pequeños) b=40 cm a 50cm (edificios medianos ≤10pisos) b=60 a 80cm. “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Calculo de (Rotura): ∑ ∑ ( ) Calculo de We : Diagrama de diseño: CONCRETO ARMADO II PÁGINA 16 . C: CONCRETO ARMADO II PÁGINA 17 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Calculo de refuerzo en V. CONCRETO ARMADO II PÁGINA 18 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Diseño en planta (servicio): ( ) ( ( √( ) ) ) ( ) Diseño de zapata interior: Se diseña como una zapata aislada. En el diseño de cortante por punzonamiento se considera la influencia de la viga de conexión en la determinación de la zona crítica. Puede considerarse la reacción de la viga de conexión. “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Diseño en altura (rotura): Por longitud de desarrollo: Por punzonamiento: ( ( CONCRETO ARMADO II ) ) PÁGINA 19 . “AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Por tracción diagonal: Calculo de As: CONCRETO ARMADO II PÁGINA 20 . es tarea del ingeniero civil. las especificaciones del Código del ACI. disminuye el concreto y acero requeridos. Existen relaciones geométricas de volado/peralte y separación de columnas/peralte. . buscar el estrato más resistente. Eurocódigos y Reglamento Nacional de Edificaciones. Cuando aumenta la capacidad portante del suelo. El peso de una cimentación aislada depende de la capacidad de carga admisible del suelo. cambiar o compactar el suelo de cimentación. que deben cumplir las zapatas corridas y plateas de cimentación para que su comportamiento sea rígido. CONCRETO ARMADO II PÁGINA 21 .“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” Croquis de refuerzo: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Hay que hacer cumplir en el diseño y construcción. y la carga de servicio actuante en la superestructura. en las vigas de conexión y en las zapatas de una edificación. por tanto. Concreto armado II [citado el 2015 septiembre del 10]. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 1: ing.net/martinsamillanramirez/cimentaciones-roberto-morales 2: ING. Alejandro Lara Costa. William Rodríguez Serquén. Geotecnia aplicada al diseño y construcción de cimentaciones. [Seriada en línea 2012] [Citado el 2015 septiembre del 10]. Disponible en: http://www. Disponible en: http://tesis.pdf?sequence=1 CONCRETO ARMADO II PÁGINA 22 .edu/4328950/INGENIERIA_GEOTECNICA_JUNIO_2013 4: bach. [Seriada en línea 2013] [Citado el 2015 septiembre del 10]. Disponible en: http://es. el mayor momento de la viga de conexión ocurre en el lecho superior de la misma.com/doc/141328713/CimentacionesZapatas-Conectadas#scribd 3: Ing.slideshare.academia. Luis Calua Vásquez. sometida a cargas verticales solamente. Roberto Morales. Cimentaciones Zapatas Conectadas [citado el 2015 septiembre del 10].“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DELFORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN” En una cimentación con zapatas conectadas.pucp. donde existe zapata excéntrica.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/1585/CALUA_LUIS_Y_L ARA_ALEJANDRO_EDIFICIO_7_NIVELES.scribd.edu. Disponible en: http://es. Ovidio Serrano Zelada. Diseño de un edificio de concreto armado.