Diseño Estructural de Zapatas Corridas de Concreto Reforzado según NTC-04 Zapata:
ZC-1
Tipo de zapata:
Ancho: B (m) =
1.00
Eje:
tipo
Largo: L (m) =
15.00
Tramo:
tipo
Peralte: H(m) = Area de cimentacion: AC (m2) =
0.25
Profundidad de desplante: Df (m) = σ adm (ton/m2) =
1.80
15.00
Lindero
3.50
1. Evaluando la carga vertical factorizada que transmite el edificio al suelo: Elemento
b (m)
h (m)
A (m2)
L (m)
V (m3)
γ (kg/m3)
CS (kg/m2)
P (kg)
CT-1
0.30
0.50
0.15
15.00
2.25
2400.00
-
5,400.00
0.15
0.30
0.05
15.00
0.68
1550.00
-
1,046.25
Muro en P.B. y Losa
32,104.31
PP+PLOSA RELLENO
1.20
1.55
1.86
15.00
27.90
1900.00 PCS(kg) =
38,550.56
F.C. = PCF(kg) =
1.00 38,550.56
2. Calculando el esfuerzo normal factorizado actuante para el diseño de la zapata corrida: σ diseño (kg/m2) = P CF / Ac = σ diseño (ton/m ) = 2
2,570.04 2.57
3. Determinando los elementos mecanicos factorizados actuantes en el volado de la zapata considerando una franja unitaria de 1.0 m en el sentido largo de la zapata corrida: Tipo de zapata: Ancho de la contratrabe CT: B1 (m) =
Lindero
Ancho unitario bu (m) =
1.00
0.30
Carga unitaria Wu (ton/m) =
2.57
Ancho de la zapata ZC: B (m) =
1.00
Momento Mu (ton m) =
0.62966
Longitud del volado de la zapata ZC: C (m) =
0.70
Cortante Vu (ton) =
1.79903
4. Se inicia el proceso de diseño a flexion de la zapata, proponiendo dimensiones de la sección de la zapata corrida: Altura (h) =
25.00
[cm]
Recubrimiento (r) =
5.00
[cm]
Ancho (b) =
100.00
[cm]
Peralte (d) =
20.00
[cm]
5. Propiedades mecanicas de los materiales: a) Concreto f´c = 250.00 [kg/cm2] f*c =
200.00
[kg/cm2]
f'' c =
170.00
[kg/cm2]
b) Acero longitudinal f´y = 4,200.00 β1 =
[kg/cm2]
0.8500
6. Criterio de ductilidad para garantizar que la falla del elemento estructural en contacto con el suelo sea dúctil: ρ min = 0.0030
ρ bal = 0.0202
ρ max = 0.0152
7. Se determina el acero transversal requerido por resistencia para la seccion propuesta debido al momento flexionante FR = 0.70 maximo actuante, considerando un factor de resistencia debido a flexion: Acero transversal requerido Mu [kg cm]
ρcal
ρreq
Asreq [cm2]
88,152.28
0.0008
0.0030
6.00
Vars # 4
Sreq [cm] 21.11
Acero transversal propuesto Smax [cm]
Sprop [cm]
Asreq [cm2]
ρprop
50.00
20.00
6.33
0.0032
Ok cumple
4
@
20.00
cm
Vars #
ρmin < ρprop < ρmax
7. Se calcula el acero longitudinal requerido por cambios volumetricos mediante el suministro de un refuerzo minimo: ρ As [cm2] As [cm2] Asreq ≤ Asprop No. Vars Vars # min
req
prop
0.0314
3.14
5
3
5
Vars #
3
3.56
Ok cumple
8. Se realiza la revision por fuerza cortante en la viga, la cual consiste en determinar si la seccion propuesta en el diseño FR = 0.70 por flexion es adecuada considerando un factor de resistencia a fuerza cortante igual a: Cortante de Diseño: [ VU = 2,518.64 kg ]
<
Cortante limite maximo: [ 2.5 Fr √f*c b d = 49,497.47
Dado la expresion anterior, entonces la seccion propuesta
kg ]
ES ADECUADA.
9. Determinando la resistencia del concreto a la acción de la fuerza cortante por la seccion y acero propuesto se tiene: Contribución del concreto: V cR =
5,213.84
[kg]
10. Se realiza la revision por fuerza cortante del elemento de concreto reforzado propuesto: VU ≤ VCR [ V U (kg)=
2,518.64
]
<
[ V cR (kg) =
5,213.84
] ok cumple
Dado que se cumple con lo anterior, se acepta el espesor de 20 cm por ancho de 100 cm de la zapata corrida de lindero ZC-1, refuerzo transversal con Vars#4@20 cm y longitudinal con 6 Vars#3.
Node
L/C 958 959 960 961
7 7 7 7
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m 0.119 21894.807 -0.486 2.186 -0.014 0.045 19995.973 -0.486 2.186 -0.014 -0.029 18097.137 -0.486 2.186 -0.014 -0.066 17147.721 -0.486 2.186 -0.014 55096.88429
Node
L/C 553 558 560 570
7 7 7 7
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m -381.641 2963.096 -70.543 -202.379 -2.586 -1160.812 13253.014 -489.56 -797.295 -0.815 -1636.057 19202.467 -223.427 -420.542 -1.62 -1091.498 9527.451 703.33 893.237 -2.173 44946.028 32104.30571
Refuerzo por temperatura =
0.0314285714
As =
3.1428571429 cm2
#4 =
2.4746906637
S=
40.4090909091
Moment-Z kg-m 0.615 0.775 0.934 1.013
Moment-Z kg-m 558.97 1659.557 2327.599 1548.708
Diseño Estructural de Zapatas Corridas de Concreto Reforzado según NTC-04 Zapata:
ZC-2
Tipo de zapata:
Ancho: B (m) =
1.40
Eje:
Largo: L (m) =
19.50
Tramo:
A-G`
Peralte: H(m) = Area de cimentacion: AC (m2) =
0.25
Profundidad de desplante: Df (m) = σ adm (ton/m2) =
1.80
27.30
Central 12
3.50
1. Evaluando la carga vertical factorizada que transmite el edificio al suelo: Elemento
b (m)
h (m)
A (m2)
L (m)
V (m3)
γ (kg/m3)
CS (kg/m2)
P (kg)
Cadena CC-1
0.30
0.50
0.15
19.50
2.93
2400.00
-
7,020.00
PP + PLOSA
-
-
-
-
-
-
-
85,433.74
Muro en P.B. Y Losa
0.15
0.30
0.05
19.50
0.88
1550.00
1,360.13 PCS(kg) =
93,813.87
F.C. = PCF(kg) =
1.00 93,813.87
2. Calculando el esfuerzo normal factorizado actuante para el diseño de la zapata corrida: σ diseño (kg/m2) = P CF / Ac = σ diseño (ton/m ) = 2
3,436.41 3.44
3. Determinando los elementos mecanicos factorizados actuantes en el volado de la zapata considerando una franja unitaria de 1.0 m en el sentido largo de la zapata corrida: Tipo de zapata: Ancho de la contratrabe CT: B1 (m) =
Central
Ancho unitario bu (m) =
1.00
0.30
Carga unitaria Wu (ton/m) =
3.44
Ancho de la zapata ZC: B (m) =
1.40
Momento Mu (ton m) =
0.51976
Longitud del volado de la zapata ZC: C (m) =
0.55
Cortante Vu (ton) =
1.89002
4. Se inicia el proceso de diseño a flexion de la zapata, proponiendo dimensiones de la sección de la zapata corrida: Altura (h) =
25.00
[cm]
Recubrimiento (r) =
5.00
[cm]
Ancho (b) =
100.00
[cm]
Peralte (d) =
20.00
[cm]
5. Propiedades mecanicas de los materiales: a) Concreto f´c = 250.00 [kg/cm2] f*c =
200.00
[kg/cm2]
f'' c =
170.00
[kg/cm2]
b) Acero longitudinal f´y = 4,200.00 β1 =
[kg/cm2]
0.8500
6. Criterio de ductilidad para garantizar que la falla del elemento estructural en contacto con el suelo sea dúctil: ρ min = 0.0030
ρ bal = 0.0202
ρ max = 0.0152
7. Se determina el acero transversal requerido por resistencia para la seccion propuesta debido al momento flexionante FR = 0.70 maximo actuante, considerando un factor de resistencia debido a flexion: Acero transversal requerido Mu [kg cm]
ρcal
ρreq
Asreq [cm2]
51,975.63
0.0004
0.0030
6.00
Vars # 4
Sreq [cm] 21.11
Acero transversal propuesto Smax [cm]
Sprop [cm]
Asreq [cm2]
ρprop
50.00
20.00
6.33
0.0032
Ok cumple
4
@
20.00
cm
Vars #
ρmin < ρprop < ρmax
7. Se calcula el acero longitudinal requerido por cambios volumetricos mediante el suministro de un refuerzo minimo: ρmin Asreq [cm2] Asprop [cm2] Asreq ≤ Asprop No. Vars Vars # 0.0030
10.50
6
5
11.88
Ok cumple
6
Vars #
5
8. Se realiza la revision por fuerza cortante en la viga, la cual consiste en determinar si la seccion propuesta en el diseño FR = 0.70 por flexion es adecuada considerando un factor de resistencia a fuerza cortante igual a: Cortante de Diseño: [ VU = 1,890.02 kg ]
<
Cortante limite maximo: [ 2.5 Fr √f*c b d = 49,497.47
Dado la expresion anterior, entonces la seccion propuesta
kg ]
ES ADECUADA.
9. Determinando la resistencia del concreto a la acción de la fuerza cortante por la seccion y acero propuesto se tiene: Contribución del concreto: V cR =
5,213.84
[kg]
10. Se realiza la revision por fuerza cortante del elemento de concreto reforzado propuesto: VU ≤ VCR [ V U (kg)=
1,890.02
]
<
[ V cR (kg) =
5,213.84
] ok cumple
Dado que se cumple con lo anterior, se acepta el espesor de 15 cm por ancho de 80 cm de la zapata corrida central ZC-2, refuerzo transversal con Vars#3@20 cm y longitudinal con 6 Vars#3.
Node
L/C 542 559 560 568
7 7 7 7
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m Moment-Z kg-m 1606.792 20271.509 -282.745 -524.712 -1.342 -2266.387 225.22 40079.254 -278.245 -505.365 -1.518 -310.72 -1636.057 19202.467 -223.427 -420.542 -1.62 2327.599 -254.37 40054.007 -311.503 -559.127 -1.464 371.802 85433.74071
Node
L/C 539 569 570 571
7 7 7 7
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m 1077.703 10047.109 751.839 941.886 -0.844 257.335 19595.586 1252.85 1665.348 -1.26 -1091.498 9527.451 703.33 893.237 -2.173 -271.491 19623.085 1256.616 1664.099 -1.516 41995.165
Node
L/C 545 556 557 558
7 7 7 7
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m 1318.491 15556.499 -420.322 -719.063 -1.519 -431.072 28132.8 -683.905 -1086.226 -1.759 264.77 25696.917 -798.706 -1242.542 -1.764 -1160.812 13253.014 -489.56 -797.295 -0.815 59028.02143
Node
L/C 551 556 568 571
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m 7 -475.573 8894.013 -157.907 -339.593 -1.027 7 7 7
-431.072 -254.37 -271.491
28132.8 40054.007 19623.085
-683.905 -311.503 1256.616
-1086.226 -559.127 1664.099
-1.759 -1.464 -1.516
69074.2178571 Node
L/C 552
Force-X kg Force-Y kg Force-Z kg Moment-X kg-m Moment-Y kg-m 7 139.282 3988.175 -34.49 -157.757 -1.592
557
7
264.77
25696.917
-798.706
-1242.542
-1.764
559 569
7 7
225.22 257.335
40079.254 19595.586
-278.245 1252.85
-505.365 1665.348
-1.518 -1.26
63828.5228571
nt-Z kg-m
Moment-Z kg-m -1521.932 -362.481 1548.708 389.85
Moment-Z kg-m -1851.056 628.877 -360.488 1659.557
Moment-Z kg-m 695.709 628.877 371.802 389.85
Moment-Z kg-m -178.338 -360.488 -310.72 -362.481
Node
L/C 5 6 35 50 59 68 77 86 95
6 6 6 6 6 6 6 6 6
Force-X MtonForce-Y MtonForce-Z Mton Moment-X MTon-m Moment-Y MTon-m Moment-Z MTon-m 0.094 0.528 0 0 0 0.037 -0.059 0.498 0.053 -0.017 0 -0.017 0.058 0.867 0 0 0 -0.005 0.032 0.779 0 0 0 -0.003 0.007 0.711 0 0 0 -0.003 -0.012 0.645 0 0 0 -0.003 -0.028 0.578 0 0 0 -0.003 -0.042 0.512 0 0 0 -0.003 -0.049 0.462 0.003 0.001 0 -0.001
5.58
11.16
oment-Z MTon-m
Node
L/C 22 23 27 28 29 30 35 36 37 38 43 48 49 50 51 56 57 58 59 64 65 66 67 72 73 74 75 80 150 151 155 156
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
Force-X MtonForce-Y MtonForce-Z Mton Moment-X MTon-m Moment-Y MTon-m 0 14.83 0 0.002 0 0 15.444 0 0.002 0 0 14.109 0 0.002 0 0 14.723 0 0.002 0 0 14.892 0 0.002 0 0 15.506 0 0.002 0 0 14.171 0 0.002 0 0 14.785 0 0.002 0 0 14.954 0 0.002 0 0 15.568 0 0.002 0 0 14.492 0 0.002 0 0 14.233 0 0.002 0 0 14.847 0 0.002 0 0 15.016 0 0.002 0 0 15.63 0 0.002 0 0 14.295 0 0.002 0 0 14.909 0 0.002 0 0 15.078 0 0.002 0 0 15.692 0 0.002 0 0 14.357 0 0.002 0 0 14.971 0 0.002 0 0 15.14 0 0.002 0 0 15.754 0 0.002 0 0 14.419 0 0.002 0 0 15.033 0 0.002 0 0 15.202 0 0.002 0 0 15.816 0 0.002 0 0 15.137 0 0.002 0 0 15.447 0 0.002 0 0 15.171 0 0.002 0 0 13.742 0 0.002 0 0 14.188 0 0.002 0 477.551
Moment-Z MTon-m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Node
L/C 22 23 27 28 29 30 35 36 37 38 43 48 49 50 51 56 57 58 59 64 65 66 67 72 73 74 75 80 150 151 155 156
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
Force-X MtonForce-Y MtonForce-Z Mton 2.545 14.971 1.933 2.644 15.929 1.933 2.582 14.293 1.536 2.553 14.586 1.536 2.545 14.757 1.536 2.644 15.715 1.536 2.582 14.091 1.167 2.553 14.384 1.167 2.545 14.542 1.167 2.644 15.5 1.167 2.561 14.708 1.933 2.582 13.973 0.885 2.553 14.193 0.885 2.545 14.328 0.885 2.644 15.289 0.885 2.582 14.298 0.947 2.553 14.52 0.947 2.545 14.636 0.947 2.644 15.523 0.947 2.582 14.626 1.135 2.553 14.849 1.135 2.545 14.952 1.135 2.644 15.839 1.135 2.582 14.954 1.417 2.553 15.177 1.417 2.545 15.269 1.417 2.644 16.156 1.417 2.59 15.45 1.933 2.59 15.396 1.135 2.59 15.374 1.417 2.582 14.047 1.714 2.561 14.259 1.714 476.584
Moment-X MTon-m Moment-Y MTon-m Moment-Z MTon-m 4.546 0 5.982 4.546 0 6.213 3.612 0 6.068 3.612 0 6 3.612 0 5.982 3.612 0 6.213 2.746 0 6.068 2.746 0 6 2.746 0 5.982 2.746 0 6.213 4.546 0 6.019 2.084 0 6.068 2.084 0 6 2.084 0 5.982 2.084 0 6.213 2.229 0 6.068 2.229 0 6 2.229 0 5.982 2.229 0 6.213 2.67 0 6.068 2.67 0 6 2.67 0 5.982 2.67 0 6.213 3.334 0 6.068 3.334 0 6 3.334 0 5.982 3.334 0 6.213 4.546 0 6.087 2.67 0 6.087 3.334 0 6.087 4.031 0 6.068 4.031 0 6.019
Node
L/C 22 23 27 28 29 30 35 36 37 38 43 48 49 50 51 56 57 58 59 64 65 66 67 72 73 74 75 80 150 151 155 156
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Force-X MtonForce-Y Mton 2.536 14.87 2.516 15.163 2.399 13.536 2.507 14.493 2.536 14.667 2.516 14.961 2.399 13.322 2.507 14.279 2.536 14.464 2.516 14.758 2.477 14.445 2.399 13.192 2.507 14.076 2.536 14.262 2.516 14.559 2.399 13.505 2.507 14.392 2.536 14.582 2.516 14.805 2.399 13.822 2.507 14.708 2.536 14.91 2.516 15.133 2.399 14.138 2.507 15.025 2.536 15.238 2.516 15.461 2.531 15.017 2.531 15.021 2.531 15.011 2.399 13.295 2.477 13.989 463.099
Force-Z Mton Moment-X MTon-m Moment-Y MTon-m Moment-Z MTon-m -0.948 -2.226 0 5.96 -0.948 -2.226 0 5.913 -0.881 -2.069 0 5.639 -0.881 -2.069 0 5.891 -0.881 -2.069 0 5.96 -0.881 -2.069 0 5.913 -0.841 -1.975 0 5.639 -0.841 -1.975 0 5.891 -0.841 -1.975 0 5.96 -0.841 -1.975 0 5.913 -0.948 -2.226 0 5.822 -0.81 -1.903 0 5.639 -0.81 -1.903 0 5.891 -0.81 -1.903 0 5.96 -0.81 -1.903 0 5.913 -0.592 -1.391 0 5.639 -0.592 -1.391 0 5.891 -0.592 -1.391 0 5.96 -0.592 -1.391 0 5.913 -0.452 -1.06 0 5.639 -0.452 -1.06 0 5.891 -0.452 -1.06 0 5.96 -0.452 -1.06 0 5.913 -0.403 -0.945 0 5.639 -0.403 -0.945 0 5.891 -0.403 -0.945 0 5.96 -0.403 -0.945 0 5.913 -0.948 -2.226 0 5.947 -0.452 -1.06 0 5.947 -0.403 -0.945 0 5.947 -0.909 -2.135 0 5.639 -0.909 -2.135 0 5.822
Node
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Force-X Mton -2.536 -2.516 -2.399 -2.507 -2.536 -2.516 -2.399 -2.507 -2.536 -2.516 -2.477 -2.399 -2.507 -2.536 -2.516 -2.399 -2.507 -2.536 -2.516 -2.399 -2.507 -2.536 -2.516 -2.399 -2.507 -2.536 -2.516 -2.531 -2.531 -2.531 -2.399 -2.477
Force-Y MtonForce-Z Mton Moment-X MTon-m Moment-Y MTon-m Moment-Z MTon-m 13.37 0.948 2.231 0 -5.96 14.257 0.948 2.231 0 -5.913 13.312 0.881 2.074 0 -5.639 13.535 0.881 2.074 0 -5.891 13.686 0.881 2.074 0 -5.96 14.573 0.881 2.074 0 -5.913 13.64 0.841 1.98 0 -5.639 13.864 0.841 1.98 0 -5.891 14.003 0.841 1.98 0 -5.96 14.889 0.841 1.98 0 -5.913 13.146 0.948 2.231 0 -5.822 13.884 0.81 1.908 0 -5.639 14.18 0.81 1.908 0 -5.891 14.319 0.81 1.908 0 -5.96 15.203 0.81 1.908 0 -5.913 13.684 0.592 1.396 0 -5.639 13.978 0.592 1.396 0 -5.891 14.113 0.592 1.396 0 -5.96 15.07 0.592 1.396 0 -5.913 13.482 0.452 1.064 0 -5.639 13.776 0.452 1.064 0 -5.891 13.899 0.452 1.064 0 -5.96 14.856 0.452 1.064 0 -5.913 13.279 0.403 0.95 0 -5.639 13.573 0.403 0.95 0 -5.891 13.684 0.403 0.95 0 -5.96 14.642 0.403 0.95 0 -5.913 13.813 0.948 2.231 0 -5.947 14.377 0.452 1.064 0 -5.947 13.824 0.403 0.95 0 -5.947 12.825 0.909 2.139 0 -5.639 12.986 0.909 2.139 0 -5.822 445.722
