COLUMNA XXX
Cálculo de zapata excéntrica en base al Reglamento ACI 318-08 DATOS DE ENTRADA
RESUMEN DEL ANALISIS
ANCHO DE COLUMNA
c1
=
12.00
in
ANCHO DE LA ZAPATA
B
=
4.92
ft
LARGO DE COLUMNA
c2
=
12.10
in
LARGO DE LA ZAPATA
L
=
4.92
ft
ANCHO DE PLACA BASE
b1
=
13
in
ESPESOR DE LA ZAPATA
T
=
10
in
LARGO DE PLACA BASE
b2
=
13.1
in
REFUERZO EN PARRILLA SUPERIOR
No se requiere
RESISTENCIA DEL CONCRETO
fc'
=
3.5
ksi
REFUERZO EN PARRILLA INFERIOR
6 # 4 @ 10 in o.c.
REFUERZO TRANSVERSAL INFERIOR
6 # 4 @ 10 in o.c.
FLUENCIA DEL ACERO
fy
=
60
ksi
CARGA MUERTA AXIAL
PDL
=
45.12
k
CARGA VIVA AXIAL
PLL
=
36.24
CARGA LATERAL (0=VIENTO, 1=SISMO) PLAT CARGA AXIAL POR SISMO
= =
1 0
SISMO,SD
MOMENTO ACTUANTE POR SISMO
MLAT
=
0
ft-k, SD
CORTANTE ACTUANTE POR SISMO
k k, SD
VLAT
=
0
k, SD
SOBRECARGA
qs
=
0.1
ksf
PESO ESPECIFICO DEL SUELO
ws
=
0.137
kcf
PROFUNDIDAD DE DESPLANTE
Df
=
2.95
ft
T
=
10
in
CAPACIDAD DE CARGA DEL SUELO
Qa
=
6.35
ksf
POSICION EN "Y" DEL PEDESTAL
B1
=
2.460
ft
B2
=
2.460
ft
L1
=
2.46
ft
L2
=
2.46
ft
#
4
ESPESOR DE LA ZAPATA
POSICION EN "X" DEL PEDESTAL
DIAMETRO DEL REFUERZO
EL DISEÑO DE LA ZAPATA ES ADECUADO.
ANALISIS ESTRUCTURAL CALCULO DE CARGAS DE DISEÑO EN LA BASE DE LA COLUMNA (IBC SEC.1605.3.2 & ACI 318-08 SEC.9.2.1) CASO 1: DL + LL P = 81 kips 1.2 DL + 1.6 LL M = 0 ft-kips e = 0.0 ft, desde ctr zap CASO 2: DL + LL + E / 1.4 P = 81 kips 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 E M = 0 ft-kips V = 0 kips e = 0.0 ft, desde ctr zap CASO 3: 0.9 DL + E / 1.4 P = 41 kips 0.9 DL + 1.0 E M = 0 ft-kips V = 0 kips e = 0.0 ft, desde ctr zap
Pu Mu eu Pu Mu Vu eu Pu Mu Vu eu
REVISION DE FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLTEO (IBC 09 1605.2.1, 1808.3.1, & ASCE 7-05 12.13.4) MOMENTOS RESPECTO AL EXTREMO DERECHO DE LA ZAPATA MR / MO = Donde MO =
> F = 0.75 / 0.9 = MLAT + VLAT T - PLATL2 =
13570652129.8
0.83 0
[Satisfactorio] k-ft
Pz =
(0.15 kcf) T B L =
3.03
k, Peso de la zapata
Ps =
ws (Df - T) B L =
7.02
k, Peso del suelo
MR =
PDLL2 + 0.5 (Pz + Ps) L =
136
k-ft
MOMENTOS RESPECTO AL EXTREMO IZQUIERDO DE LA ZAPATA MR / MO = Donde MO = MR =
>
13570652129.8
F = 0.75 / (0.9x1.4) =
0.60 0
MLAT + VLAT Df - PLATL1 = PDLL1 + 0.5 (Pzap + Psuelo) L =
136
[Satisfactorio]
k-ft k-ft
REVISION POR DESLIZAMIENTO (IBC 09 1807.2.3) 1.1 (VLat, ASD) = Donde `
0 µ=
kips 0.40
<
µ ΣW =
19.26
kips
[Satisfactorio]
= = = = = = = = = = =
112 0 0.0 90 0 0 0.0 41 0 0 0.0
kips ft-kips ft, desde ctr zap kips ft-kips kips ft, desde ctr zap kips ft-kips kips ft, desde ctr zap
(cont'd) REVISION POR ESFUERZOS DE APOYO ADMISIBLE DEL SUELO (ACI 318-08 SEC.15.2.2) Cargas de servicio
CASO 1
CASO 2
CASO 3
P e
81.4 0.0
81.4 0.0
40.6 0.0
qs B L
k ft (desde el centro de la zapata)
2.4
2.4
0.0
k, (sobrecarga)
(0.15-ws)T B L ΣP eL
0.3 84.0 0.0
< L/6
0.3 84.0 0.0
< L/6
0.2 40.8 0.0
< L/6
k, (incremento en zapata) k ft
eB
0.0
< B/6
0.0
< B/6
0.0
< B/6
qL
17.1
17.1
8.3
k / ft
qmax
3.47
3.5
1.7
ksf
qadm
6.35
8.5
8.5
ksf
6e L ( ΣP ) 1 + L L , for eL ≤ L 6 qL = 2 ( ΣP ) L , for e L > 6 3(0.5L − e L)
Donde
q MAX
6e B q L 1 + B , = B 2q L , 3(0.5 B − eB)
ft
B 6 B for e B > 6
for e B ≤
[Satisfactorio]
DISEÑO POR FLEXION Y CORTANTE (ACI 318-08 SEC.15.4.2, 10.2, 10.3.5, 10.5.4, 7.12.2, 12.2, 12.5, 15.5.2, 11.1.3.1, & 11.2)
6eu ( Σ P u ) 1 + L L , for eu ≤ 6 BL qu,MAX = 2 ( Σ Pu ) L , for eu > 6 3B(0.5L − eu)
ρ MAX =
' Mu 0.85 f c 1 − 1 − 0.383b d 2 f c' ρ= fy
0.85 β 1 f 'c fy
ρ MIN = MIN 0.0018
εu εu +εt
T 4 , ρ d 3
PRESIONES DE CONTACTO DEL SUELO FACTORIZADAS Cargas factorizadas CASO 1 CASO 2
CASO 3
Pu
112.1
90.4
40.6
k
eu
0.0
0.0
0.0
ft
γ qs B L γ[0.15T + ws(Df - T)]BL Σ Pu eu
3.9
2.4
0.0
12.1
12.1
9.0
128.1
104.9
49.6
0.0
qu, max
< L/6
0.0
5.290
< L/6
0.0
4.332
k, (sobrecarga factorizada) k, (cargas de relleno y peso propio factorizadas)
k < L/6
ft
2.051
Momento y cortante actuantes en zapata en la sección longitudinal para el caso 1 0.25 L1 0.50 L1 0.75 L1 ColL Sección 0
ColR
ksf
0.25 L2 0.50 L2 0.75 L2
L
Xu (ft, desde el borde izquierdo)
0
0.62
1.23
1.85
1.94
2.98
3.08
3.69
4.31
4.92
Mu,col (ft-k)
0
0
0
0
0
-58.4
-69.0
-137.9
-206.9
-275.8
Vu,col (k)
0
0.0
0.0
0.0
0.0
112.1
112.1
112.1
112.1
112.1
Pu,sobrecarga (klf)
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
Mu,sobrecarga (ft-k)
0
-0.1
-0.6
-1.3
-1.5
-3.5
-3.7
-5.4
-7.3
-9.5
Vu,sobrecarga (k)
0
0.5
1.0
1.5
1.5
2.3
2.4
2.9
3.4
3.9
Pu,zap & rell (klf) Mu,zap & rell (ft-k) Vu,zap & rell (k) qu,suelo (ksf) Mu,suelo (ft-k) Vu,suelo (k)
2.45 0 0 5.29 0 0
2.45 -0.5 1.5 5.29 4.9 -16.0
2.45 -1.9 3.0 5.29 19.7 -32.0
2.45 -4.2 4.5 5.29 44.3 -48.0
2.45 -4.6 4.8 5.29 48.9 -50.5
2.45 -10.9 7.3 5.29 115.6 -77.6
2.45 -11.6 7.5 5.29 123.1 -80.0
2.45 -16.7 9.0 5.29 177.2 -96.0
2.45 -22.7 10.5 5.29 241.2 -112.0
2.45 -29.7 12.1 5.29 315.0 -128.1
Σ Mu (ft-k)
0
4.3
17.2
38.8
42.8
42.8
38.8
17.2
4.3
0
Σ Vu (kips)
0
-14.0
-28.0
-42.0
-44.2
44.2
42.0
28.0
14.0
0
(cont'd) Momento y cortante actuantes en zapata en la sección longitudinal para el caso 2 0.25 L1 0.50 L1 0.75 L1 ColL 0 Sección Xu (ft, desde el borde izquierdo)
0
0.62
1.23
Mu,col (ft-k)
0
0
0
Vu,col (k)
0
0.0
0.0
Pu,sobrecarga (klf)
0.49
0.49
0.49
Mu,sobrecarga (ft-k)
0
-0.1
Vu,sobrecarga (k) Pu,zap & rell (klf) Mu,zap & rell (ft-k) Vu,zap & rell (k) qu,suelo (ksf) Mu,suelo (ft-k) Vu,suelo (k)
0 2.45 0 0 4.33 0 0
0.3 2.45 -0.5 1.5 4.33 4.0 -13.1
Σ Mu (ft-k)
0
3.5
13.9
Σ Vu (kips)
0
-11.3
-22.6
1.85
0.25 L2 0.50 L2 0.75 L2
L
2.98
3.08
3.69
4.31
4.92
0
0
-47.1
-55.6
-111.2
-166.8
-222.3
0.0
0.0
90.4
90.4
90.4
90.4
90.4
0.49
0.49
0.49
0.49
0.49
0.49
0.49
-0.4
-0.8
-0.9
-2.2
-2.3
-3.3
-4.6
-6.0
0.6 2.45 -1.9 3.0 4.33 16.1 -26.2
0.9 2.45 -4.2 4.5 4.33 36.3 -39.3
1.0 2.45 -4.6 4.8 4.33 40.1 -41.3
1.5 2.45 -10.9 7.3 4.33 94.7 -63.5
1.5 2.45 -11.6 7.5 4.33 100.8 -65.5
1.8 2.45 -16.7 9.0 4.33 145.1 -78.6
2.1 2.45 -22.7 10.5 4.33 197.5 -91.8
2.4 2.45 -29.7 12.1 4.33 258.0 -104.9
31.3
34.5
34.5
31.3
13.9
3.5
0
-33.9
-35.6
35.6
33.9
22.6
11.3
0
Momento y cortante actuantes en zapata en la sección longitudinal para el caso 3 0.25 L1 0.50 L1 0.75 L1 ColL Sección 0 0.62
ColR
1.94
Xu (ft, desde el borde izquierdo)
0
1.23
Mu,col (ft-k)
0
0
0
Vu,col (k)
0
0.0
0.0
Pu,sobrecarga (klf)
0.00
0.00
0.00
Mu,sobrecarga (ft-k)
0
0.0
Vu,sobrecarga (k) Pu,zap & rell (klf) Mu,zap & rell (ft-k) Vu,zap & rell (k) qu,suelo (ksf) Mu,suelo (ft-k) Vu,suelo (k)
0 1.84 0 0 2.05 0 0
0.0 1.84 -0.3 1.1 2.05 1.9 -6.2
Σ Mu (ft-k)
0
1.6
6.2
Σ Vu (kips)
0
-5.1
-10.2
1.85
ColR
0.25 L2 0.50 L2 0.75 L2
L
1.94
2.98
3.08
3.69
4.31
4.92
0
0
-21.2
-25.0
-49.9
-74.9
-99.9
0.0
0.0
40.6
40.6
40.6
40.6
40.6
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0 1.84 -1.4 2.3 2.05 7.6 -12.4
0.0 1.84 -3.1 3.4 2.05 17.2 -18.6
0.0 1.84 -3.5 3.6 2.05 19.0 -19.6
0.0 1.84 -8.2 5.5 2.05 44.8 -30.1
0.0 1.84 -8.7 5.7 2.05 47.7 -31.0
0.0 1.84 -12.5 6.8 2.05 68.7 -37.2
0.0 1.84 -17.0 7.9 2.05 93.5 -43.4
0.0 1.84 -22.2 9.0 2.05 122.1 -49.6
14.0
15.5
15.5
14.0
6.2
1.6
0
-15.2
-16.0
16.0
15.2
10.2
5.1
0
DISEÑO POR FLEXION Localización Parrilla superior Parrilla inferior Parrilla transversal inferior
Mu,max 0.0 ft-k 42.8 ft-k 8.67 ft-k / ft
d (in) 7.75 8.75 8.50
ρmin ρreqD ρmax smax 0.0000 0.0000 0.0181 no limit 0.0021 0.0022 0.0181 18 0.0021 0.0023 0.0181 18
Usar No se requiere 6 # 4 @ 10 in o.c. 6 # 4 @ 10 in o.c.
ρsum 0.0000 0.0023 0.0024 [Satisfactorio]
DISEÑO POR CORTANTE φVc = 2 φ b d (fc')0.5
Dirección
Vu,max
Longitudinal Transversal
44.19 k 8.96 k / ft
45.84 k 9 k / ft
Revisar si Vu < φ Vc [Satisfactorio] [Satisfactorio]
REVISION DE CORTANTE POR PENETRACION (ACI 318-08 SEC.15.5.2, 11.11.1.2, 11.11.6, & 13.5.3.2)
v u ( psi ) =
P u − R 0.5γ v M u b1 + J AP
A P = 2 ( b1 + b 2 ) d
γ v = 1−
2 d b3 1 1 + d + 3 b 2 J = 6 b1 b1 R=
Donde
Pu 112.1 90.4 40.6
Mu 0.0 0.0 0.0
b1 21.0 21.0 21.0
φ
=
0.75
1+
2 3
b2 21.1 21.1 21.1
b0 0.6 0.6 0.6
γv 0.4 0.4 0.4
f 'c
4 d y = MIN 2, , 40 β b 0 c A b 0 = P , b1 = ( 0.5c1 + 0.5b1 + d ) , b 2 = ( 0.5c 2 + 0.5b 2 + d ) d
b1 b2
A f = BL
P u b1b2 Af CASO 1 2 3
φ v c( psi ) = φ ( 2 + y )
1
βc 1.0 1.0 1.0
(ACI 318-08, Sección 9.3.2.3 )
y 2.0 2.0 2.0
Af 24.2 24.2 24.2
Ap 5.0 5.0 5.0
R 14.3 11.5 5.2
J 2.6 2.6 2.6
vu (psi) 136.8 110.2 49.5
φ vc 177.5 177.5 177.5 [Satisfactorio]
