Manual del safe
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DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE CONCRETO ARMADO II 1 1. Ingresar al Programa, luego click en la opción New Model y nos aparece la siguiente ventana. En esta ventana se recomienda usar la opción Blank para crear un diseño nuevo de cimentación y no usar ya una plantilla predeterminada 2. Definir el Sistema de Unidades con el que se desea trabajar, para ello en la esquina inferior derecha de la pantalla se busca la opción Units, aparece la ventana y en ella se elige la opción Consistent Units En el cuadro de diálogo se elige el Sistema de Unidades a usar, para este análisis se usarán: Tonf, m, C como se observa en la imagen luego click en OK. CLICK CLICK CLICK CLICK CLICK
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DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE
CONCRETO ARMADO II 1
1. Ingresar al Programa, luego click en la opción New Model y nos aparece la siguiente ventana.
En esta ventana se recomienda usar la opción Blank para crear un diseño nuevo de cimentación y
no usar ya una plantilla predeterminada
2. Definir el Sistema de Unidades con el que se desea trabajar, para ello en la esquina inferior derecha
de la pantalla se busca la opción Units, aparece la ventana y en ella se elige la opción Consistent
Units
En el cuadro de diálogo se elige el Sistema de Unidades a usar,
para este análisis se usarán: Tonf, m, C como se observa en la
imagen luego click en OK.
CLICK
CLICK
CLICK
CLICK
CLICK
DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE
CONCRETO ARMADO II 2
3. Definir los materiales y los elementos estructurales presentes en el diseño de una zapata aislada.
a) Definir el material consistente de la zapata: Concreto f´c = 210 Kg/cm2, para lo cual se ubica la
opción Define del cuadro de menús, luego Materials.
b) Definir los aceros de refuerzo de la zapata: Acero fy = 4200 Kg/cm2, para lo cual del procesos
anterior se tiene la siguiente ventana.
CLICK
CLICK CLICK
En la cuadro de dialogo, se realiza
el procedimiento mostrado en la
imagen superior, luego se realizan
los cambios mostrados en la
imagen inferior izquierda.
Para el Modulo de Elasticidad E, se presiona las teclas
Shift + Enter y aparecerá el cuadro de dialogo que se
muestra en la imagen superior, se realizan los
cambios y se da cilck en OK, luego en OK, de la
ventana anterior.
CLICK
Se elige la opción A615Gr60, luego se
ingresa a la opción Add Copy of Material…
Apareciendo otra ventana en el cual se
realizan los cambios que se muestran en la
siguiente imagen
DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE
CONCRETO ARMADO II 3
Así queda definido los dos materiales como se muestra en la imagen superior derecha.
c) Definir la zapata y el pedestal (columna chica). Para lo cual se ubica en la barra de menús la
opción Define / Slab Properties
CLICK
Para definir el acero,
es importante elegir
la opción Rebar. Ya
que si no generan
errores
CLICK
En el cuadro de diálogo se selecciona la opción Add
New Property, en donde aparece el siguiente cuadro,
en el que se realizan los cambios mostrados en la
siguiente imagen
CLICK
En esta opción se coloca un valor tentativo, por ejemplo en este caso se coloca 0.6 m que representa al espesor total de la zapata, luego al correr el programa y no cumplir con las condiciones establecidas se cambiara el valor hasta hacer cumplir las condiciones
CLICK
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CONCRETO ARMADO II 4
Luego se va definir el pedestal o columna chica, en la misma opción.
d) Definir las varillas de refuerzo (acero), para lo cual de la barra de menús se elige la opción
Define / Reinforcing Bar Sizes…
Las equivalencias de los aceros se pueden modificar a fin de mejor manejo y reconocimiento
del alumno.
e) Definir la calidad del suelo, es decir definir su esfuerzo admisible, que para el caso es igual a:
𝜎𝑡 = 4𝐾𝑔
𝑐𝑚2= 40
𝑇𝑜𝑛
𝑚2
NOTA. Para la comparación en la etapa de tanteo se debe realizar con el esfuerzo admisible del
suelo recomendada por la Norma E-030 que resulta:
𝜎𝑡𝑠 =3
2.5𝜎𝑡 =
3
2.540 = 48
𝑇𝑜𝑛
𝑚2
CLICK
CLICK
Se modifican las opciones como se muestran en la
imagen derecha y para el espesor se considera igual
al de la zapata que será calculada por tanteo.
Quedando definidos la zapata y la columna chica CLICK
CLICK
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CONCRETO ARMADO II 5
Se ingresa en la barra de menús a la opción Define / Soil Subgrade Properties…
f) Definir la Masa, para ello se ubica en la opción Define / Mass Source…
CLICK
CLICK CLICK
Se modifican los datos y valores como se
muestran en la imagen inferior izquierda, luego
queda definida la calidad del suelo
CLICK
El valor en la opción Subgrade Modulus se obtiene de las Tablas del Coeficiente de Balasto, para
un Capacidad de Esfuerzo Admisible del Suelo igual a 4 Kg/cm2, el Coeficiente de Balasto equivale
a 8000 Ton/m3.
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CONCRETO ARMADO II 6
g) Definir los Patrones de Carga, para lo cual se ubica Define / Load Patterns…
h) Definir las Combinaciones de Carga que refieren en el RNE, para ello se ubica la opción Define /
Load Combinations…
DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA. Se consideran las cargas de servicio:
COMB1 = D + L + S / 1.25
DIMENSIONAMIENTO EN ELEVACIÓN. Se considerar las cargas ultimas según el reglamento
considerando 5 combinaciones:
CLICK
Se modifican los datos y valores como se
muestran en la imagen inferior izquierda, luego
quedan definidos los patrones de carga, pero
se tiene que tener en cuenta las siguientes
consideraciones:
Si se trata de una zapata aislada se recomienda:
𝑃𝑡 = 𝑃(1 + %)
Como el suelo es bueno entonces % = 5 %
Donde; P es el peso total: P = D + L + S/1.25
Si se trata de una
zapata conectada
se recomienda:
Para D y L considerar
el %, pero para S
(Sismo) considerar la
unidad, es decir S =
1.00 en el cuadro.
CLICK
Se ingresa al cuadro y se elige la opción Add New
Combo… se ingresarán 6 Combinaciones como
sigue:
DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE
CONCRETO ARMADO II 7
COMB2 = 1.4 D + 1.7 L COMB3 = 1.25 (D + L) + S COMB5 = 0.9 D + S
COMB4 = 1.25 (D + L) – S COMB6 = 0.9 D – S
Se modifican los datos y valores como se muestran en las imagines siguientes:
CLICK CLICK
CLICK CLICK
DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE
CONCRETO ARMADO II 8
4. Dibujar la Zapata, para ellos se ubica en la barra lateral izquierda de la pantalla la opción Quick
Draw Areas Around Points
CLICK CLICK
Con lo cual quedan definidos todas las
combinaciones de carga, ya sea para el
Dimensionamiento en Planta, como para el
Dimensionamiento en Elevación, como se muestra
en la imagen contigua
CLICK
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CONCRETO ARMADO II 9
NOTAS.
Para las dimensiones de la zapata, tanto de L como B, se colocan tentativamente, siendo un buen
punto de partida: B = 1.0 m, por tanto calcular L, de la relación: L – B = b – a, para el caso L = 1.4
m. Luego se calcularán los verdaderos valores de B y L mediante procesos de tanteo.
Se deberá dibujar un punto en el centro de la columna a fin de poder asignar las cargas, esto se
realiza ubicando la opción Draw / Draw Points
Luego click en el origen y se dibuja el punto, para finalizar se debe salir del modo dibujo
5. Asignar las Cargas y la Resistencia del suelo a la zapata.
a) Para asignar las cargas, se debe marcar el punto, luego ubicar el comando Assign / Load Data /
Point Loads…
Luego se modifica e ingresan los datos para la carga muerta (DEAD), carga viva (LIFE) y la carga
sísmica (SISMO) como se muestran en las imágenes siguientes, se debe tener en cuenta que para
cada tipo de carga el proceso se repite comenzando con marcar el punto nuevamente.
CLICK En los cuadros de dialogo se
seleccionan e ingresan los datos tanto
de la zapata como la columna chica
luego se ubica en el origen y se da un
click para cada caso respectivamente y
se dibuja la zapata.
CLICK
CLICK
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CONCRETO ARMADO II 10
b) Asignar la calidad del suelo a la zapata dibujada, para ello, se selecciona la zapata haciendo un
click sobre ella, luego se ubica la opción Assing / Support Data / Soil Properties
CLICK
CLICK CLICK
CLICK
Se va asignar la capacidad del suelo
a la zapata (esfuerzo admisible)
quedando la configuración mostrada
en la imagen contigua donde se
observa la asignación.
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CONCRETO ARMADO II 11
6. Correr el programa. Click en el ícono.
7. Verificación del Dimensionamiento en Planta, se busca el icono Show Reaction Forces,
aparece el cuadro de dialogo, donde se modifican las opciones como sigue.
Se observa que los esfuerzos no cumplen con la condición: 𝜎𝑎𝑐𝑡 ≤ 𝜎𝑡𝑠 = 48 𝑇𝑜𝑛/𝑚2. Por tanto
se debe incrementar las dimensiones de la zapata, por tanteo se verifica para B = 2.7 m y para L =
3.1 m, el procedimiento para cambiar el tanteo de dimensiones es como sigue:
Se abre el candado, luego se marca la zapata haciendo un click dentro de ella y se ubica
la opción Edit / Edit Areas / Expand/Shrink Areas…
CLICK
CLICK
CLICK
Para el proceso de tanteo se recomienda
incrementar las dimensiones de 0.05 m a la vez
hasta que cumplan la condición, este incremento se
da en las 4 direcciones de la zapata, es decir la
zapata incrementa en dimensión 0.1 m por cada
0.05 m que se considera en el tanteo.
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CONCRETO ARMADO II 12
Luego se corre el programa nuevamente y se ubica nuevamente el icono resultando
la ventana donde se modifican las opciones como se muestra en la imagen siguiente.
Se observa que los esfuerzos cumplen con la condición: 𝜎𝑎𝑐𝑡 ≤ 𝜎𝑡𝑠 = 48 𝑇𝑜𝑛/𝑚2. Por tanto que
definido el Dimensionamiento en Planta.
8. Verificación del Dimensionamiento en Elevación, para lo cual se ubica el icono Show Punching
Shear Design
Se observa el valor indicado, esto responde a la relación:
𝑉𝑢 ≤ 𝜙 ∗ 𝑉𝑐 →𝑉𝑢
𝜙 ∗ 𝑉𝑐≤ 1.00
Por tanto el valor indicado resulta mayor a la unidad, entonces es necesario incrementar el peralte
de la zapata por tanteo, mediante el siguiente procedimiento:
CLICK
CLICK
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CONCRETO ARMADO II 13
Se abre el candado luego se ubica la opción Define / Slab Properties…
Donde aparece el cuadro de dialogo y se modifica
la opción Thickness como sigue y luego el mismo
procedimiento indicado para la zapata
CLICK
CLICK
CLICK
CLICK
Por tanteo se determina el espesor de la zapata,
es recomendable ir incrementando dicha
magnitud de 0.05 m, a la vez hasta que cumpla que
la relación sea menor que la unidad.
Es importante que tanto para la zapata como para
la columna chica es espesor sea el mismo, sino se
incurren a generar errores de cálculo para el
programa
Luego se corre nuevamente el programa haciendo
click en el icono y se ubica el icono
Show Punching Shear Design y se observa que para
un Thickness = 0.8 m, la relación resulta menor que
la unidad, cumpliendo con las condiciones y
quedando definido el Dimensionamiento en
Elevación.
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CONCRETO ARMADO II 14
9. Diseño de los refuerzos por flexión en la zapata, para lo cual se sigue el siguiente procedimiento.
Definir las Franjas de Diseño, para lo cual se abre el candado y se ubica la opción Draw
Design Strips en la barra lateral izquierda.
Para poder visualizar se ubica el icono sin salir del modo dibujo y en la ventana se selecciona.
CLICK CLICK
CLICK
En el cuadro se selecciona Strip Layer A, que
representa los aceros en dirección X.
Además se ingresan los datos
marcados, que responden a las
distancias medias transversales al
eje X, es decir B / 2 = 1.35 m
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Para definir en la dirección Y, se sigue el siguiente procedimiento.
Luego se sale del modo dibujo, ubicando el icono y se corre el programa
CLICK
CLICK
En el cuadro se selecciona Strip Layer B, que
representa los aceros en dirección Y.
Además se ingresan los datos
marcados, que responden a las
distancias medias transversales al
eje Y, es decir L / 2 = 1.55 m
DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS EN EL SAFE
CONCRETO ARMADO II 16
10. Calculando los aceros de refuerzo, para lo cual se ubica la opción Display / Show Slab Design
Se usarán aceros de Ø 3 / 4” @ 0.18 m para la dirección X (longitudinal)
Para los aceros de la dirección Y, se sigue el mismo procedimiento anterior.
Para los aceros longitudinales, se
selecciona en el cuadro como se
muestra y se coloca el espaciamiento
tentativamente.
Si aparece el dibujo como se muestra en la
imagen superior, se debe disminuir el
espaciamiento
En el gráfico de la zapata aparece sin
el dibujo, por tanto:
CLICK CLICK
CLICK CLICK
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Se usarán aceros de Ø 3 / 4” @ 0.20 m para la dirección Y (transversal)
Para los aceros longitudinales, se
selecciona en el cuadro como se
muestra y se coloca el espaciamiento
tentativamente.
Si aparece el dibujo como se muestra en la
imagen superior, se debe disminuir el
espaciamiento
En el gráfico de la zapata aparece sin
el dibujo, por tanto:
CLICK CLICK
CLICK CLICK
