Zapata aislada con carga axial

Zapata aislada con carga axial

ex= Mx / p

1) Proponer la dimensión de la zapata

Se calcula el Área (Az)

¿La zapata es cuadrada?

Se propone peralte total (h)

Calcular peso propio de la cimentación (Pp)

Recalculando la carga total para revisar el procedimiento, se tiene que: PTz= Pm+Pv

B=L=Raiz(Az)

Pm= Pzm+Pp

Pv= Pzv (Carga viva del análisis estructural)

Recalculando el Área (Az)

Pp= Pzapata + Prelleno + Pdado

Zapata= B∗L∗h∗γconcreto

Relleno= (B∗L-a∗b)∗(Df-h)∗γsuelo

Dado=(B∗L-a∗b)∗(Df-h)∗γsuelo

Az= PzTotal / σa

Az= PTz / σa

¿La zapata es cuadrada?

B=L=Raiz(Az)

2) Combinaciones de diseño

Calcular peso propio de la cimentación (Pp)

Recalculando la carga total para revisar el procedimiento, se tiene que: PTz= Pm+Pv

Pm= Pzm+Pp

Pv= Pzv (Carga viva del análisis estructural)

Combinaciones de diseño con el ACI 318-14

Usar la combinación con el resultado mayor

Pu1= 1.4Pm

Pu2= 1.2Pm+1.6Pv

Momentos

Momento en Y más desfavorable

Combinaciones de carga de acuerdo con el ACI

My1= 1.4Mym

My2= 1.2Mym+1.6Myv

Calculando los momentos con los diferentes tipos de carga

Carga muerta

Mym= My1+My2+My3

My2= Momento que proviene de la fuerza cortante

My2= Vxm * Df

My1= Momento que proviene del Análisis estructural

My1= Mym

My3= Momento provocado por la fuerza axial y el peso del dado

My3= (Pdado+Pzm) * (B/2)-(a/2)

Carga viva

Myv= My1+My2+My3

My2= Momento que proviene de la fuerza cortante

My2= Vxv * Df

My1= Momento que proviene del Análisis estructural

My1= Myv

My3= Momento provocado por la fuerza axial y el peso del dado

My3= Pzm * (B/2)-(a/2)

Momento en X más desfavorable

Combinaciones de carga de acuerdo con el ACI

Mx1= 1.4Mxm

Calculando los momentos con los diferentes tipos de carga

Carga muerta

Mxm= Mx1+Mx2+Mx3

Mx2= Momento que proviene de la fuerza cortante

Mx2= Vym * Df

Mx1= Momento que proviene del Análisis estructural

Mx1= Mxm

Mx3= Momento provocado por la fuerza axial y el peso del dado

Mx3= El momento provocado por la fuerza axial, por el peso propio y por el peso del dado es 0, debido a que esas fuerzas se encuentran en el centrodide de la dimensión en el eje Y

Carga viva

Mxv= Mx1+Mx2+Mx3

Mx2= Momento que proviene de la fuerza cortante

My2= Vyv * Df

Mx1= Momento que proviene del Análisis estructural

Mx1= Mxv

Mx3= Momento provocado por la fuerza axial y el peso del dado

My3= El momento provocado por la fuerza axial, por el peso propio y por el peso del dado es 0, debido a que esas fuerzas se encuentran en el centrodide de la dimensión en el eje Y

Mx2= 1.2Mxm+1.6Mxv

Excentricidad en el eje X

ey= My / p

Verificar en donde si la resultante se encuentra en el tercio medio:

B/6

Si B/6<ex

Excentricidad en el eje Y

ex= Mx / p

Verificar en donde si la resultante se encuentra en el tercio medio:

Calcular el esfuerzo a nivel de desplante de la cimentación

Utilizar el valor promedio de:

σ= P/A + 6Mx / (BL^2 ) + 6My / (B^2 L)

σ= P/A + 6Mx / (BL^2 ) - 6My / (B^2 L)

σ= P/A - 6Mx / (BL^2 ) - 6My / (B^2 L)

σ= P/A - 6Mx / (BL^2 ) + 6My / (B^2 L)

3) Revisión del espesor de la zapata por penetración

Se propone un Peralte efectivo mínimo (dmin) de 15cm y un recubrimiento (r) de 7.5cm

Se obtiene el Peralte total (h)

h= r + dmin (redondear a multiplos de 5)

Peralte efectivo (d)

d= h - r

a'= a + d

b'= b + d

Área por cortante de penetración (Avp)

Avp= B*L - (a')(b')

Fuerza cortante actiante (Vp)

Vp= σn * Avp

El esfuerzo cortante (Vc) que soporta el concreto de acuerdo con el ACI-318-14

Se escoge el menor

Vc= 1.1λ√(f ′c)

Vc= 0.53(1+2 / β) λ√(f ′c)

Vc= 0.27(2+(as d) / bo ) λ √(f ′c)

Cortante último (Vu)

Suponiendo φ= 0.75

Vu= Vp/ϕ

4) Revisión del espesor de la zapata por cortante a flexión

Área del ala

Aa= (L-a)/2 * B

Fuerza cortante actuante (V)

V= Aa * Vp

Fuerza cortante crítica (Vc)

Vc= V / [(L-2)/2] * (L.2)/2 - fy

Esfuerzo cortante crítico (𝜎cr)

Si Vc > σcr

La sección CUMPLE por cortante

Si Vc < σcr

La sección NO cumple por cortante

Cambiar las dimensiones de la zapata

5) Diseño de acero por flexión

𝜎cr= Vcr / (B * fy)

Para el largo B

Para el largo L

Mu= σn∗B∗(c^2/2)

Usando varilla No.3 y un recubrimiento lateral mínimo de 4 cm

Calcular (q)

Calcular (ρ)

Calcular área de acero mínimo (As)

As= ρ b d

Calculo de cantidad de varillas

Cantidad de varillas=
As / (π(2.54 * No.Varilla/ 8 )^2) / 4

ρ= q (f ′c) / fy

Mu= σn∗B∗(c^2/2)

Usando varilla No.3 y un recubrimiento lateral mínimo de 4 cm

Calcular (q)

q= 0.848 - √(0.719 - (Mu/(0.53 b d^2 f ′c))

Calcular (ρ)

ρ= q (f ′c) / fy

Calcular área de acero mínimo (As)

As= ρ b d

Calculo de cantidad de varillas

Cantidad de varillas=
As / (π(2.54 * No.Varilla/ 8 )^2) / 4

Separación de varillas

Sep. varillas=
(Ancho zapata - 2 ∗ rec.lateral) / (#varillas - 1)

q= 0.848 - √(0.719 - (Mu/(0.53 b d^2 f ′c))

Calcular (φMn=)

Suponiendo φ= 0.9

φMn= φ b d^2 f ′c q (1-0.59q)

Si φMn > Mu

Pasa por flexión

NO pasa por flexión

Calcular (Mn)

Mn= AsFy(d-a/2)

a= AsFy / (0.85f ′cb)

Calcular (𝜀𝑠)

εs= (εc ∗ (d-c)) / c

c= a / 0.85

Si εs > 0.005

Cumple ∴ φ = 0.9

Si εs < 0.005

NO cumple ∴ φ ≠ 0.9

Se calcula como el caso 2

Si B/6>ex

Se calcula como el caso 1

B/6