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