COMPORTAMIENTO DEL HORMIGN ARMADO

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CONCRETO ARMADO II

ZAPATAS CONECTADAS.-Una zapata conectada est constituida por una zapata excntrica y una zapata interior unida por una viga de conexin rgida, que permite controlar la rotacin de la zapata excntrica correspondiente a la columna perimetral.

Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas excntrica, la que est en el lmite de propiedad y diseada bajo la condicin de presin uniforme del terreno; el momento de flexin debido a que la carga de la columna y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por una viga de conexin rgida que unen las dos columnas que conforman la zapata conectada.

La viga de conexin debe ser muy rgida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. La nica complicacin es la interaccin 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 de manera que solo resista su peso propio.Usos.-

Es utilizada cuando la columna est ubicada en el lmite de propiedad y el uso de zapatas excntricas sometidas a presiones elevadas, debido a la distribucin triangular que se produce al considerar la excentricidad de la carga actuante, no es segura ni econmica.

Consideraciones.-

No se toma en cuenta el peso de la viga y su influencia en el cortante y el momento. La presin del terreno no se est considerando uniformemente repartida en toda la zapata, sino como una reaccin concentrada en el eje de la zapata.

La rigidez al giro de la zapata interior se desprecia y se considera como si la viga estuviera articulada en ese extremo. La viga de conexin es muy rgida de manera que ella absorbe el ntegro del momento existente en las columnas.

Dimensionamiento.-

El dimensionamiento de las zapatas conectadas es equivalente al de dos zapatas aisladas, que tienen las siguientes particularidades. La zapata excntrica se dimensionar con voladizos diferentes de manera que en la direccin de la viga su dimensin sea menor que en la direccin transversal, para disminuir la excentricidad.

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. El fondo de la viga debe estar a 10 o 20 cm. por encima del fondo de la zapata con la finalidad de que no tome presiones del terreno. El diseo se realiza en forma similar al de zapatas aisladas y la viga de conexin similar a una viga simple sometida a esfuerzos de flexin y cortante.

Viga de conexin:

Donde:L1= Espaciamiento entre la columna exterior y la columna interior.

P1=Carga total de servicio de la columna exterior.

Zapata Exterior.-

La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexin, actuando la zapata como una losa en voladizo e ambos lados de la viga de conexin. Se recomienda dimensionarla en planta considerando una dimensin transversal igual a 1.5 a 2.0 veces la dimensin en la direccin de la excentricidad.

Zapata Interior.-

Se disea como una zapata aislada. Puede considerarse la reaccin de la viga de conexin. En el diseo de cortante por punzonamiento se considera la influencia de la viga de conexin en la determinacin de la zona crtica.Modelo Estructural.-

M1 y M2 son positivos si son horarios.

M1 y M2 son positivos si son horarios.

Diseo de una Zapata Conectada.- Datos:

Resistencia del terreno : t=1.8 kg/cm2 Coeficiente de Balasto: Ko=4000Tn/m3 Luz libre entre columnas: 4.10 m

f'c= 210 kg/cm2 fy=4200 kg/cm2 Df=1.20m.

NPT=+0.25m

S/C=400 kg/m2

Columna 01 (0.40m*0.40m)

Columna 02 (0.40m*0.40m)

Cargas.-

PD=35.0 Tn

PD=32.0 Tn

PL=15.0 Tn

PL=10.0 TnMD=2.5 Tn-m

MD=3.0 Tn-m

ML =1.25 Tn-m

ML=1.5 Tn-m

Solucin.-1. Determinacin del Esfuerzo Neto del Terreno.-

Dimensionamiento.-

Zapata Exterior.-

Por tratarse de una zapata excntrica, es necesario disminuir la excentricidad tomado el lado menor en la direccin de la viga. Asumimos B=1.75L

Tomamos: L * B = 1.50m * 2.60m

Determinacin de las Reacciones.-

Esfuerzos en el Terreno.-

Incrementamos el rea de la zapata en un 10% y volvemos a determinar las dimensiones y los esfuerzos en el terreno.-

Tomamos: L * B = 1.60m * 2.80m

Determinacin de las Reacciones.-

Esfuerzos en el Terreno.-

Zapata Interior.-

Como se trata de una columna rectangular, buscamos que las dimensiones de la zapata tengan relacin con las dimensiones de la columna. Por ser una columna cuadrada:

Tomamos: L * B = 1.70m * 1.70m

Esfuerzos en el Terreno.-

Carga ltima de Diseo por Reaccin del Terreno.-Cargas Amplificadas.-

Columna 01.-

Esfuerzo en el Terreno.-

Columna 02.-

Esfuerzo en el Terreno.-

Diseo de la Viga de Conexin.-

Diagrama de Momentos Flectores y Esfuerzos cortantes.-

Dimensionamiento de la viga.-

Determinacin del Refuerzo Longitudinal.-b=40 cm

fc=210 kg/cm2fy=4200 kg/cm2d=62.78 cmAcero Mnimo.-.

Acero Negativo.-

Acero Positivo.-

Determinacin del Refuerzo Transversal.-Corte tomado por el concreto

Colocar refuerzo transversal mnimo

Colocar estribos N 3, 1 @ 0.05, 6 @ 0.10, rto @ 0.30Distribucin del refuerzo.-

Bibliografa Consultada.-

Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones I Congreso Nacional de Ingeniera Estructural y Construccin.

Captulo Peruano del ACI

Diseo de Estructuras de Concreto Armado

Teodoro Harmsen

Concreto Armado

Roberto Morales MoralesDOCENTE: ING. OVIDIO SERRANO ZELADA 36 CIMENTACIONES: ZAPATAS CONECTADAS

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