Informe Diseño DE Zapata Concéntrica PDF

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Informe diseño de zapata concéntrica concreto II según norma NSR-10...

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INFORME DISEÑO DE ZAPATA CONCÉNTRICA

INTEGRANTES

Presentado a: Ing.

En la asignatura de: CONCRETO II

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL TUNJA 2018

INTRODUCCIÓN

La cimentación es la parte de la estructura que se coloca por debajo de la superficie del terreno, su función es transmitir las cargas de la estructura al suelo, los requisitos que debe satisfacer una cimentación es el asentamiento pues debe encontrarse en un rango tolerable y fundamentalmente que el asentamiento diferencial de las distintas partes de la estructura no exista, esto la define como una de las partes más importantes en la construcción de una estructura. El hecho de que el alto grado de especialización con que se realiza el diseño hoy en día haga que los ingenieros estructurales y los ingenieros de suelos tengan diferentes enfoques, afecta en cierto modo el producto final en que se encuentran estas dos disciplinas: el diseño de la cimentación. En efecto, para el trabajo normal el análisis estructural se realiza normalmente con las hipótesis de que la estructura de los edificios está empotrada en el suelo, es decir, apoyada en un material indeformable. Esta, desgraciadamente, no es una condición común en fundaciones. De otro lado, el ingeniero de suelos, para el cálculo de las condiciones de servicio por asentamiento del suelo, desprecia la estructura, cuyo modelo son solo fuerzas como resultante de las reacciones. La realidad es que ni el suelo es indeformable ni la estructura tan flexible como para que sus efectos no estén interrelacionados. Al final de cuentas, el sistema suelo-estructura es un continuo cuyas deformaciones del uno dependen del otro. Sin embargo, por facilidad en los cálculos, se suele hacer caso omiso de esta dependencia. El caso más reciente es el que se utiliza para el diseño de zapatas comunes. Uno de los objetivos del curso de concreto II es aprender el conocimiento apropiado acerca del diseño y manejo del concreto reforzado, aplicado a diferentes elementos estructurales, entre estos las losas. Este documento habla específicamente del diseño de una losa en concreto en una dirección utilizando los conocimientos básicos aprendidos en el aula de clase y en base a la norma sísmica existente (NSR-10).

MARCO TEÓRICO VIGAS DE FUNDACIÓN Las vigas de fundación, son los elementos estructurales que se emplean para amarrar estructuras de cimentación tales como zapatas, dados de pilotes, pilas o caissons. FUNCIONES DE LAS VIGAS DE FUNDACIÓN A las vigas de fundación tradicionalmente se les han asignado las siguientes funciones principales:   

La reducción de los asentamientos diferenciales. La atención de momentos generados por excentricidades no consideradas en el diseño. El mejoramiento del comportamiento sísmico de la estructura.

Y las siguientes funciones secundarias:   

El arriostramiento en laderas. La disminución de la esbeltez en columnas. El aporte a la estabilización de zapatas medianeras

Localización de las Secciones Críticas Para la localización de las secciones críticas de momento, cortante y desarrollo del refuerzo de las zapatas, en columnas o pedestales de concreto no cuadrados, la NSR-10 en su artículo C.15.3, permite, por simplicidad, trabajar con columnas o pedestales cuadrados equivalentes en área. Los criterios aceptados para el diseño de zapatas aisladas cuadradas consideran que la zapata trabaja como una losa en una dirección, inicialmente, y luego se coloca el mismo acero en la otra dirección. Esto conduce a un criterio relativamente conservador ya que se diseña como si se cargara dos veces, puesto que en la realidad se trata de una losa con trabajo bidireccional, cuyo cálculo sería más complejo, este método simplificado resulta más apropiado para el trabajo práctico.

METODOLOGÍA Inicialmente, se considera que para la zapata no solamente llega al cimiento una carga vertical P, sino también un Momento M= P*e. Las reacciones del terreno pueden evaluarse según la expresión:

Por medio del método de área aferente se puede realizar el cálculo de las dimensiones iniciales de la zapata, las cuales son las siguientes Dimensión columnas

0.15 0.15

qu (KN/m2) fy en Mpa f'c en Mpa

40 420 21.1

Se utiliza la carga de servicio (B.2.3.1 NSR-10) para obtener las dimensiones de las cimentaciones de forma conceptualmente compatible con la capacidad admisible del suelo , calculada por el ingeniero de suelos a partir de las propiedades del suelo y un factor de seguridad que suele ser del orden de 3. Ésta carga es de 40 KN/m2

Se determina el Ancho B de la Zapata Para ello se emplea la expresión:

Los cálculos para hallar el valor se B se adjuntan en la siguiente tabla

Se supone el Espesor h de la Zapata Esta suposición se hace sobre las siguientes bases conceptuales, estipuladas en la NSR-10: 



El espesor efectivo de la zapata por encima del refuerzo inferior no puede ser menor de 150mm (dmin< 150mm para zapatas apoyadas sobre suelo) (Artículo C.15.7 NSR-10). El recubrimiento mínimo debe ser de medido desde la superficie del concreto hasta la superficie exterior del acero. (Artículo C.7.7.1(a) NSR-10)

De acuerdo con estos conceptos, el espesor mínimo de una zapata será 225 mm Con respecto a lo anterior se pueden hacer los siguientes comentarios:  

El recubrimiento funciona como una capa que rompe la capilaridad, protegiendo el acero de refuerzo. El solado o concreto pobre de que normalmente se vacía como actividad preliminar y preparatoria de la superficie sobre la cual se colocará la zapata, no se considera recubrimiento.

Posteriormente, se debe calcular el momento último, este momento, debe ser igual al momento al borde de la columna

Con el cálculo del momento, se puede hallar el área de refuerzo de la estructura, los datos se adjuntan en la hoja de cálculo

Finalmente, con el área del refuerzo, se puede calcular el refuerzo necesario para la estructura, el refuerzo necesario aparece aquí varilla

area

D4

C2

C3

SEPARACION

3 4 5 6 7 8 9 10 12 14

0.712557392 1.266768698 1.97932609 2.85022957 3.879479137 5.067074791 6.413016532 7.917304361 11.40091828 15.51791655

24.12086406 13.56798603 8.683511062 6.030216015 4.430362787 3.391996509 2.680096007 2.170877766 1.507554004 1.107590697

37.2777 20.9687 13.42 9.31942 6.84692 5.24218 4.14197 3.35499 2.32986 1.71173

37.28 20.97 13.42 9.319 6.847 5.242 4.142 3.355 2.33 1.712

0.03690945 0.09011373 0.15851924 0.24212598 0.34093393 0.45494312 0.58415352 0.72856516 1.06299209 1.45822393...