- Diseñar y calcular una zapata aislada
¿Quieres diseñar y como calcular una zapata aislada?. En esta publicación se explica el proceso de manera simplificada y aplica para una zapata aislada de concreto armado. Para realizar el diseño de una zapata aislada se recomienda los siguientes pasos:
1.- Recolectar los datos necesarios para el calculo
Esfuerzos que actuan sobre la zapata aislada
- PD : Carga muerta
- PL : Carga viva
- Pcs: Carga de servicio
Datos de ingreso redimensionamiento de la base
( Esfuerzos que actuaran sobre la zapata aislada, Resistencia del terreno , Datos del concreto)
Datos de ingreso redimensionamiento de la base:
La dimension minima recomendada de la base para efectos sismicos es de 30cm. Sin embargo esta dimension no es concluyente, recuerda que es un predimensionamiento y en la mayoria de casos esta dimension de la base se adaptará a los planos de arquitectura.
2.- Verificar las resistencias de diseño
Resistencia a la compresion del concreto f´c
En Perú de manera general se suelen utilizar para vigas las resistencias f´c=210kg/cm2 y f´c=280kg/cm2.
Estas se verifican luego con el analisis estructural y posteriormente con el diseño.
Resistencia a la fluencia del acero
El acero corrugado mas utilizado tiene una resistencia a la fluencia fy=4200kg/cm2. Si se trabajara con otro tipo de acero debera revisarse como minimo la resistencia a la fluencia detallada en su ficha técnica.
3.- Obtener los momentos actuantes
Estos momentos se obtienen de un analisis estructural .
Existen diversos metodos de calculo de estos momentos ( matriciales, por software, por analisis manual).
Actualmente la manera mas confiable de obtener estos momentos es a partir de software de analisis ( Por ejemplo programas como el ETABS o como el SAP).
Tambien existe el metodo simplificado del ACI para vigas, que son conservadores. Pero si necesitas un calculo rapido te pueden salvar de un apuro.
Ver publicación ⇒ Calculo de momentos en vigas por el metodo simplificado del ACI
4.- Obtener las cuantias de acero
.
Despejar la variable w
El primer paso es despejar la variable «w» de la siguiente ecuacion.
Mu=ø · f´c · b · (d^2) · w · (1-0.59w)
Donde:
- Mu: Momento ultimo ( el obtenido en el paso 3)
- ø : factor de diseño a flexion = 0.9
- f´c= resistencia a la compresion del concreto
- fy : Resistencia a la fluencia del acero
- b: Ancho de la base de la viga
- d: peralte efectivo ( Para fines practicos es igual a la altura de la viga menos 6 centimetros es decir d=h-6)
Determinacion de la cuantia preliminar
Luego la cuantia se obtiene de la siguiente ecuacion:
ρ = (w · f´c) / (fy)
Donde:
- ρ : cuantia de acero preliminar
- w: Parametro de diseño obtenido en el paso anterior
- f´c= resistencia a la compresion del concreto
- fy : Resistencia a la fluencia del acero
Determinacion de la cuantia final
La obtencion de la cuantia final se obtiene a partir de la comparacion de las siguientes cuantias:
Si:
- ρ (cuantia preliminar) > 0.0033 —-> se utiliza ρ(final)= ρ(cuantia preliminar)
- ρ (cuantia preliminar) < 0.0033 —-> se utiliza ρ(final)= 0.0033
Donde : 0.0033 es la cuantia minima ρ (cuantia minima) = 14/fy=14/4200
5.- Obtener el area de acero necesario en las vigas
Luego el area de acero se obtiene con la siguiente expresion:
As= ρ · b· d
Donde:
- ρ : cuantia de acero final
- b : ancho de base de la viga
- d : peralte efectivo
- As: area de acero necesaria para el diseño
6.- Determinacion de los aceros
Las areas de los aceros se obtienen sumando las secciones de los aceros. Veamos un ejemplo :
- Si requieres un area de As=3cm2 entonces se pueden utilizar 3 fierros de 1/2″.
| As(cm2) | Ø» |
| 5.07 | Ø1″ |
| 2.85 | ؾ» |
| 1.98 | Ø5/8« |
| 1.27 | ؽ» |
También puede ver ⇒ Metrado completo de una vivienda
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