SEPARATA_DE_ZAPATAS

INGENIERIA DE CIMENTACIONES

INGº MIGUEL CHANG HEREDIA ULADECH - PIURA

APUNTES DE

INGENIERIA DE

CIMENTACIONES

SUPERFICIALES

ANÁLISIS Y DISEÑO DE ZAPATAS DE

CONCRETO ARMADO

INTRODUCCIÓN DIMENSIONAMIENTO EJEMPLOS DE APLICACIÓN DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS ANEXOS

AUTOR: ING. MIGUEL CHANG HEREDIA

2012



ANALISIS DE ZAPATAS DE CONCRETO ARMADO

INTRODUCCIÓN

El Estudio de las Cimentaciones Superficiales: Zapatas de Concreto Armado,

se refiere a las Bases y Apoyos sobre el terreno de las estructuras, en la cual

se transmite el peso de una edificación al suelo. Si observamos el

comportamiento del Suelo; entraríamos al estudio de la Mecánica de Suelos;

pero si observamos las características del elemento Zapata y su Diseño,

entraríamos al estudio del Análisis de la estructura y del Concreto Armado.

Parte del Análisis es estudiar las fallas que pueden ocurrir en una Zapata, su

Dimensionamiento y las cargas que soportan estas estructuras; mediante un

metrado de cargas y las nociones del equilibrio estático que son sometidas.

Desde el punto de vista de la Resistencia de Materiales, diseñamos las

Zapatas como elementos de Concreto Armado; porque el Concreto va a

soportar los esfuerzos de compresión que ocurran en el material y el Acero va

a soportar los esfuerzos de tracción que ocurran en el material.

Cabe mencionar que el diseño de elementos estructurales se rige por la

normatividad vigente del R. N. E. y el código A. C. I.



DEFINICIÓN DE ZAPATA:

Son estructuras de Concreto Armado que transmiten las cargas totales del

Peso de una Edificación, al Terreno de fundación.

Son elementos diseñados a flexión y soportan cargas distribuidas menores a la

capacidad portante del terreno.

TIPOS DE ZAPATAS:

Las Zapatas se clasifican dentro del rubro de cimentaciones superficiales:

CIMIENTOS CORRIDOS

SUPERFICIALES AISLADAS

ZAPATAS COMBINADAS

CONECTADAS PLATEAS

CIMENTACION

PILOTES

PROFUNDAS PILAS

CAISSONES

ESTRUCTURA INTERNA DE UNA ZAPATA:

PS N.T.N. CONCRETO

Df hz ACERO BASE



TIPOLOGIA DE FALLAS:

Una Zapata de Concreto Armado puede fallar de las siguientes maneras:

Por Deslizamiento Por Punzonamiento Por Volteo

Por Asentamiento Por momento Flector Por Torsión en Planta

Por el Material

FALLA FRAGIL falla el Acero

FALLA DUCTIL falla el Concreto



ANÁLISIS DE ZAPATAS AISLADAS:

CARACTERÍSTICAS Y COMPONENTES DE ZAPATAS

AISLADAS:

Ps

Df

qo hz

Qt

B x D

Donde:

Ps: Carga Facturada que soporta cada Zapata en la Edificación (Tn)

Df: Profundidad de Cimentación de la Zapata (m)

qo: Carga repartida uniformemente a lo largo del área de la zapata

(Kg/cm2)

Qt: Capacidad portante del terreno (Kg/cm2)

B x D: Dimensiones de la Zapata (m x m)

CAPACIDAD DE CARGA:

qo > Qt INESTABLE

qo = Qt EQUILIBRIO

qo < Qt ESTABLE



DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATAS AISLADAS:

Para dimensionar una zapata aislada de B x D, se tiene la

expresión siguiente de la capacidad portante del terreno:

PS Qt = ……..(1) Capacidad Portante del Terreno

AZAP

Donde:

PS: Carga Puntual Facturada. (R. N. E.)

AZAP: Dimensión de la Zapata

Sea la siguiente planta típica:

C-3: columna esquina

Área de Influencia

De columna esquina

C-1: columna central

C-2: columna lateral



La distribución de las áreas de Influencia depende de la ubicación de

cada columna, que soporta parte del peso de la edificación. Por ello las

columnas centrales en una edificación soportan la mayor cantidad del peso

total de la edificación.

El peso Ps depende del metrado de cargas y las áreas de influencia;

según la ubicación de cada ZAPATA AISLADA.

La Capacidad Portante del Terreno es dato de Ingreso para determinar

las dimensiones de la zapata aislada.

Ejemplo Nº 01:

Según la Planta Típica que se muestra. Dimensionar las Zapatas Asilada

para la columna central. La edificación tiene las siguientes características:

6 m

C - 1

6 m

6 m

4 m 4 m

4,00 m



Número de Pisos : 03 niveles.

Losa Aligerada : 0.20 m (espesor)

Peso de Tabiquería : 150 kg / m2

Peso de Tabiquería : 100 kg / m2

Capacidad Portante del Terreno : 1 kg / cm2 (Suelo Arenoso)

Uso : Oficinas (Sobrecarga de 250 Kg / m2)

Solución:

Para la columna C-1, se tendrá un tipo de Zapata aislada Z- 1:

METRADO DE CARGAS:

CARGA MUERTA:

* Peso de Losa Aligerada = 300 Kg / m2

* Peso de Tabiquería = 150 Kg / m2

* Peso de Acabado = 100 Kg / m2

* Peso de Viga = 60 Kg / m2

* Peso de Columna = 100 Kg / m2

WD = 710 Kg / m2

CARGA VIVA: WL = 250 Kg / m2

Según el A.C.I, se tiene la combinación de carga:



W U = 1.2 wD + 1.6 wL = 1252 Kg / m2 = 1.25 Tn / m2

Entonces: La carga Puntual que soporta la Columna C-1 será:

Ps = 1.25 Tn / m2 x (6 m x 4 m) x 3 = 90 Tn

Ahora; La Capacidad Portante del Terreno es de 1 Kg / cm2 que equivale

a decir: 10 Tn / m2. Luego; de expresión (1):

PS 90 Tn

AZAP = = = 9.00 m2

Qt 10 Tn / m2

AZAP = 9.00 = 3,00 m x 3.00 m

Por lo Tanto se tiene una sección de zapata de: 3,00 m x 3,00 m

3,00 m

3,00 m

VISTA EN PLANTA



REFERECIAS BIBLIOGRAFICAS:

DISEÑO EN CONCRETO ARMADO. Roberto Morales Morales. ICG. 3ra Edic.

2006.

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO. Tesoro Harmsen y

J. Mayorca. PUCP. 2005.

SUPERVISIÓN DE OBRAS DE CONCRETO. Roberto Morales Morales. 3ra

Edic. 2004.

EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO. Antonio Blanco Blasco. CIP.

2004.

SEPARATAS DE CONCRETO ARMADO. Miguel Chang Heredia. UPAO. 2010

(actualizado – ACI 2008)

CIMENTACIONES DE CONCRETO ARMADO EN EDIFICACIONES. Jorge

Alva Hurtado. 2004.

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