CONCRETO ARMADO IICONCRETO ARMADO II

U N I V E R S I D A D P R I V A D A D E T A C N A

Guido F. Rodriguez MolinaGuido F. Rodriguez Molina

ZAPATA CONECTADAZAPATA CONECTADA

TacnaTacna, 2011, 2011

guidormolina@hotmail.com

Z A P A T A C O N E C T A D A

la zapata conectada esta constituida por una zapata excéntrica y una zapata interior unida por una viga de conexión rígida, que permite controlar la rotación de la zapata excéntrica correspondiente a la columna perimetral.

ZAPATA CONECTADA

Se considera una solución económica, especialmente para distancias entre ejes de columna mayores de 6 m. usualmente es mas económico que la zapata combinada.

Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas excéntrica, la que esta en el limite de propiedad y diseñada bajo la condición de presión uniforme del terreno; el momento e flexión debido a que la carga de la columna y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por una viga de conexión rígida que une las dos columnas que forman la zapata conectada.

Z A P A T A C O N E C T A D A

La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. La única complicación es la interacción 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 debajo de ella de manera que solo resista su peso propio. Si se usa un ancho pequeño de 30 o 40 cm, este problema es de poca importancia para el análisis.

La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexión, actuando la zapata como una losa en voladizo a ambos lados de la viga de conexión. Se recomienda dimensionarla en planta considerando una dimensión transversal igual a 2 o 2.5 veces la dimensión en la dirección de la excentricidad.

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Viga de Conexión

Debe analizarse como una viga articulada a las columnas exterior e interior, que soporta la reacción neta del terreno en la zapata exterior y su peso propio.

Se diseña como una zapata aislada. Puede considerarse la reacción de la viga de conexión. En el diseño de cortante por punzonamiento se considera la influencia de la viga de conexión en la determinación de la zona critica.

Zapata Interior

Z A P A T A C O N E C T A D A

Diseñar la cimentación conectada de la figura para las cargas que se indican:

qa = 20 Tn/m2

f`c = 210 Kg/cm2

f’y = 4200 Kg/cm2

EJEMPLO

Z A P A T A C O N E C T A D A

Tn135PPP LD2 =+=

Tn90PPP LD1 =+=

8

lh =

Solución:

Dimensionamiento de zapata exterior y viga de conexión

Columna exterior

Columna interior

Viga de conexión rectangular

l24

Pb =

Ricardo Yamashiro:

P = Carga en Columna exterior:

l = Luz entre ejes de columnas

Z A P A T A C O N E C T A D A

En este caso P = 90 Tn, l = 5.40 m.

)40.5(24

90b =

.m675.0h=

.m694.0b =

Asumimos 0.70 x 0.70

Peso Propio de la viga

0.70 (0.70)(2.40) = 1.18 Tn/m

8

40.5h =

Z A P A T A C O N E C T A D A

Tn5.112)90(25.1Re ==

P25.1Re =

20

5.112A ≈

qa

ReA ≈

Zapata Exterior

Asumimos

Área de zapata

2m625.5A =

Usualmente se dimensionan las zapatas exteriores

Asumimos 1.60 x 3.50

Z A P A T A C O N E C T A D A

Para estas dimensiones chequeamos Re que satisfaga el equilibrio. ∑ = 0Mb

A

P30.104 ZAPATAP+

Tn30.104Re =

072405181405908002250405 =−−−+ ).)(.(.).()...(Re

Presión total sobre la zapata

Z A P A T A C O N E C T A D A

2m/Tn2083.19

60.5

72.630.104≈=

+

ZAPATAPP

9373769030104 ...Ra =−−=

Peralte de la zapata : h = 0.50 m.

1.60(3.50)(0.50)(2.4) = 6.72 Tn

Luego:

Reacción neta en la zapata interior:

Z A P A T A C O N E C T A D A

TN.RU 40154=

Diseño de la viga de conexión (Momento Resistente Ultimo)

Tn.)(.)(.PU 5013325716541 =+=

070.2)40.5)(652.1()40.5(50.133)80.0225.040.5(RU =−−−+

Z A P A T A C O N E C T A D A

Reacción ultima en B

Tn34.12RUB =

)4.5(652.15.13376.154RUB −−=

Diagrama de Esfuerzo Cortante y Momento flector de la viga

m/Tn5.9660.1

40.154=

60.5

40.154q=

A

Rq U=

2m/Tn57.27q=

Z A P A T A C O N E C T A D A

Z A P A T A C O N E C T A D A

CUS VVV −=

dbc'f53.0Vc φ=

Tn.VS 586=

Tn42.27Vc =

Se requiere estribos.

Estribos de Av = 1.42 cm2

42.2734VS −=

83/φ

Diseño por corte:

b = 70 cm

d = 60 cm

)60()70(210)53.0(85.0Vc =

42.27V00.34V CU =>=

SV

dfyAvs

φ=

Z A P A T A C O N E C T A D A

6580

604200421850 ))()(.(.s =

cmd

s .max 154

==

Diseño por flexión

1 @ 5

cm.s 2246=

Por lo tanto ( en cada extremo)

cmd

@stoRe 302

=

8 @ 15

cmd 1202 =

(Negativo)mTn91.63M .maxU −=

bdfy

c'f7.0Asmin =

Z A P A T A C O N E C T A D A

)60)(70(4200

2107.0Asmin =

As min = 10.14 cm2

As = 10.14 cm2 a = 3.40 cm Mu = 22.34 Tn-m

As = 31 cm2 a = 10.42 cm Mu = 64.20 Tn-m

Usamos 6 "1φ Acero negativo

Asumimos:

bc'f85.0

fyAsa= )

2

ad(y'fAsMU −φ=

Momento positivo = 0 (por colocación de estribos asumimos Asmin = 2 )"1φ

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Detallado

Z A P A T A C O N E C T A D A

El diseño para una zapata exterior se efectúa para una presión

25727 m/Tn.q=

El refuerzo por flexión se calcula considerando que la zapata esta apoyada en la viga de conexión (refuerzo perpendicular a la viga)

Se coloca acero de temperatura en la otra dirección

hb0018.0ASt =

La zapata interior se diseña como aislada para una carga P = P2 – RB o Pu = P2 - RBu

Z A P A T A C O N E C T A D A

…… GraciasGracias