ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 APLICACIÓN 03: DISEÑO DE ZAPATA CONECTADA Diseñar una zapata conectada para soportar una columna de colindancia y una interior. Datos: Momentos en la columna de colindancia de 0.40m x 0.50m COLUMNA EXTERNA Tipo de Carga
P (kg)
Mx (kg-m)
My (kg-m)
Muerta
18.10
-0.825
-0.044
Viva
4.60
-0.198
0.053
Sx
-0.646
-0.268
-11.12
Sy
-0.067
15.54
-0.483
Cargas y momentos en la columna interna de 0.40m x 0.40m COLUMNA INTERNA Tipo de Carga
P (kg)
Mx (kg-m)
My (kg-m)
Muerta
20.41
-1.250
-0.065
Viva
4.00
-0.290
0.077
Sx
-0.980
-0.400
-19.92
Sy
-0.100
15.58
-0.720
Ps1
Ps2
s/c
s/c ep er
NPT
ep er
t1
NTN
t2 Df h
VC
H2
H1
T2
T1
t2
t1
B1
b1
VC
1
b
2
b2
B2
L
T1
T2
Despreciar el peso del relleno, falso piso y piso terminado. Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014
* Dimensiones de Columnas: * Dimensión en x-x:
t1 =
50
cm
t2 =
40
cm
* Dimensión en y-y:
b1 =
40
cm
b2 =
40
cm
L=
3.55
m
T1 =
1.50
m
T2 =
2.00
m
B1 =
2.00
m
B2 =
2.00
m
H1 =
0.50
m
H2 =
0.50
m
* Distancia entre ejes de columnas:
*Dimensiones de la Cimentación
Peso volumétrico del concreto reforzado = 2.4 Ton/m3 Resistencia del concreto = 210 Kg/cm2 Resistencia del acero de refuerzo = 4200 kg/cm2 Peso volumétrico del relleno = 1.8 Ton/m3 Capacidad admisible del suelo = 2.5 Kg/cm2 Profundidad de desplante (Df) = 1.50 Módulo de Balasto o Subrasante: Kb = 5000 Ton/m3
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Solución SAFE 2014.-
Paso 1 [Selección del modelo]: FILE/NEW MODEL ó CLICK ICONO.
Paso 2 [Definir Código de Diseño, Unidades de trabajo y Preferencias de Diseño]: Seleccionar el código de diseño con el que se va a trabajar en el proyecto, en nuestro caso será el código del ACI 318 – 11, luego definir las unidades iniciales en las que desea trabajar y las preferencias de diseño.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014
Se pueden trabajar con las unidades Generales: Tonf, m, C, así como también cambiar las unidades para cada ítem como se puede apreciar en la tabla de arriba.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 3 [Definir plantilla de trabajo]: Una vez realizado los pasos anteriores, hacemos CLICK en COMBINED FOOTING:
Luego editar el cuadro con los datos proporcionados:
No se ha definido estados de carga, ya que mas adelante seran editadas e introducidas manualmente.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 GUARDAMOS EL PROYECTO: FILE/ SAVE AS…
Paso 4 [Definición de propiedades de los materiales]: Creamos un nuevo material y editamos las propiedades que el programa considera por defecto. DEFINE/MATERIAL/ADD NEW MATERIAL QUICK MODIFY SHOW MATERIAL. Concreto f’c=210 Kg/cm2
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 DEFINE/MATERIAL/ADD NEW MATERIAL QUICK MODIFY SHOW MATERIAL Acero fy=4200 Kg/cm2 (Acero Grado 60)
Paso 5 [Definición de los elementos - Secciones] DEFINE/MATERIAL/SLAB PROPERTIES MODIFY SHOW PROPERTY
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 DEFINE/MATERIAL/BEAM PROPERTIES ADD NEW PROPERTY
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 6 [Definición del Acero de Refuerzo]: DEFINE/REINFORCING BAR SIZES CLEAR ALL BARS ADDD COMMON BAR SET/U.S.CUSTOMARY/ADD BAR SET EDITAR LAS VARILLAS CON EL ACERO COMERCIAL DEL PERU (ACEROS AREQUPA)/OK.
Paso 6 [Definición del Módulo de Balasto o Subrasante del terreno]: DEFINE/SOIL SUBGRADE PROPERTIES ADD NEW PROPERTY ó MODIFY SHOW PROPERTY: En nuestro caso al inicio del proyecto se definió el módulo de balasto, solo tendríamos que editar el nombre si es que se desea.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 7 [Definición de los patrones de Carga]: DEFINE/LOAD PATTERNS ADD LOAD PATTERNS Se puede también editar los nombres de los estados de carga.
Paso 8 [Definición de los estados de Carga]: DEFINE/LOAD CASES MODIFY SHOW CASE
EDITAR LOAD CASE NAME MODIFICAR LOAD CASE TYPE/DESIGN/USER DEFINED/DEAD, LIVE O QUEAKE SEGUN SEA EL CASO DE CARGA.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014
OK.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 9 [Definición de las combinaciones de carga]: DEFINE/LOAD COMBINATIONS ADD NEW COMBO COMBINACIONES DE DISEÑO (STRENGTH – ULTIMATE) COMBO 01 (Linear Add): 1.4CM + 1.7CVC COMBO 02 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) + SX COMBO 03 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) – SX COMBO 04 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) + SY COMBO 05 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) - SY COMBO 06 (Linear Add): 0.9CM + SX COMBO 07 (Linear Add): 0.9CM - SX COMBO 08 (Linear Add): 0.9CM + SY COMBO 09 (Linear Add): 0.9CM – SY ENVOLVENTE (Envelope): COMBO 01 + COMBO 02 + OMBO 03 + COMBO 04 + COMBO 05 + COMBO 06 + COMBO 07 + COMBO 08 + COMBO 09 COMBINACION DE SERVICIO (SERVICE – NORMAL) COMBO: CM + CV
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 9 [Editar el material de Refuerzo]: Al crear en un inicio nuestro nuevo material ACERO 4200, el programa ya tenía establecido un material de refuerzo por defecto, para cambiar el material, el procedimiento es el siguiente: SELECCIONE EL ELEMENTO/ANTICLICK/DESIGN/REBAR MATERIAL/OK/OK.
Paso 10 [Editar la geometría de la cimentación]: Obtener las dimensiones de cada una de las zapatas utilizando las herramientas de edición. Trazar una línea NULA paralela a 1m con respecto a la vertical con la finalidad de obtener la cimentación de la columna interna: 2.00m x 2.00m DRAW BEAMS LINE ó CLICK EN EL ICONO
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Luego dividir la cimentación con respecto a la línea trazada para ello, seleccionar la línea y la cimentación, luego; EDIT/EDIT AREAS/DIVIDE AREAS:
Realizar el mismo paso para obtener la cimentación de colindancia.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014
Paso 11 [Editar la geometría de la cimentación]: Dibujar la VIGA DE CONEXIÓN, para ello: DRAW BEAMS LINE ó CLICK EN EL ICONO
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 12 [Asignar restricciones a la cimentación]: SELECCIONAR LA CIMENTACION ASSIGN/SUPPORT DATA/POINT RESTRAINTS: RESTRINGIR:
Paso 13 [Asignación de Cargas]: SELECCIONAR EL PUNTO CENTRAL QUE IDELIZA EL EJE CENTRAL DE LA COLUMNA, LUEGO IR A: ASSIGN/LOAD DATA/POINT LOADS:
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Repetir el Paso 13 para la asignación de las demás cargas. Paso 12 [Asignación de Franjas de Diseño - Strips]: La asignación de los Strips se puede hacer manualmente o por defecto, el cual el programa considera el método de las franjas. METODO MANUAL: DISEÑO POR EL METODO DE LAS FRANJAS.
DRAW/DRAW DESIGN STRIPS ó CLICK EN EL ICONO
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014
PARA OBSERVAR LOS STRIPS: VIEW/SET DISPLAY OPTIONS ó EL CLICK ICONO DEL CHECK
Paso 14 [Correr el programa]: RUN/RUN ANALYSIS & DESIGN (F5) ó CLICK EN EL ICONO
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 OBTENCION Y VERIFICACION DE RESULTADOS: Paso 15 [Asentamientos]: AL CORRER EL PROGRAMA, POR DEFECTO NOS PRESENTA LOS ASENTAMIENTOS EN LA CIMENTACION, EL CUAL DEBERA SER EVALUADO PARA CARGA DE SERVICIO. COMBO – SERVICIO: CM + CV. DISPLAY/SHOW DEFORMED SHAPE ó CLICK EN EL ICONO
Asentamiento Max: 0.28 cm
Paso 14 [Presiones en el terreno]: DISPLAY/SHOW REACTIONS FORCES ó CLICK EN EL ICONO
Presión máxima: 1.43 kg/cm2
Se puede observar que la cimentación no cumple por esfuerzos en el terreno: 1.43 kg/cm2 < 2.5 kg/cm2. La cimentación propuesta cumple con los requerimientos de presiones en el terreno.
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 16 [Punzonamiento en la Cimentación]: DISPLAY/SHOW PUNCHING SHEAR DESIGN ó CLICK EN EL ICONO
Se puede apreciar que el programa SAFE no arroja valores para el punzonamiento (N/C) cuando se tiene vigas de conexión o cimentacion, es porque el programa considera que el punzonamiento (penetra) es tomado por la viga y no por la losa (zapata), debiéndose diseñar la viga para esfuerzos de cortante desfavorables si es el caso.
Paso 17 [Momentos de Diseño en la cimentación]: DISPLAY/SHOW STRIP FORCES ó CLICK EN EL ICONO STRIP A:
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 STRIP B:
Paso 18 [Diseño en la cimentación]: DISPLAY/SHOW SLAB DESIGN ó CLICK EN EL ICONO ACERO LONGITUDINAL X-X
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 ACERO LONGITUDINAL Y-Y
Paso 19 [Momentos de Diseño en la Viga de Cimentación]: DISPLAY/SHOW BEAM FORCES ó CLICK EN EL ICONO
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 Paso 20 [Diseño en la Viga de Cimentación]: DISPLAY/SHOW BEAM DESIGN ó CLICK EN EL ICONO
Ing. Ovidio Serrano Zelada –
[email protected]
