FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL MATERIA: CLCULO ESTRUCTURAL TALLER DE GRADUACINTALLER #2 CIMENTACIONES SUPERFICIALES CAPTULO I. PLINTOS AISLADOS CAPITULO II. ZAPATAS CORRIDAS EN UNA DIRECCION (COMO VIGA TINVERTIDA VS. COMO PLACA DE ESPESOR CONSTANTE) CAPITULO III. ZAPATAS CORRIDAS EN DOS DIRECCIONES CAPITULO IV. DISEO DE CABEZAL DE PILOTE ELABORADO POR: MANUELGUEVARA ANZULES. DIRIGIDO POR: ING. SILVIO ZAMBRANO ARTEAGA. 2008 2009 GUAYAQUIL - ECUADOR UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules2 Ing. Silvio Zambrano Arteaga TALLER # 2 CIMENTACIONES SUPERFICIALES CONTENIDOPg. Generalidades......................................................................................................................4 CAPTULO IPLINTOS AISLADOS4 1.1 Zapatas aisladas..4 1.2 Diseo de Zapatas aisladas....................................................................................................................5 1.3 Viga de Amarre o Riostra ................................................................................................................................6 1.4 Pasos a seguir en el Diseo de Plintos Aislados6 1.4.1 Dimensiones del plinto.6 1.4.2 Chequeo de las excentricidades 7 1.4.3 Chequeo de la presin de contacto mxima.7 1.4.4 Calculo estructural del plinto 7 1.4.5 Diseo a Cortante por Punzonamiento.7 1.4.6 Diseo a Flexin (Calculo del acero de refuerzo en el plinto).8 1.5 Ejemplo de aplicacin (En solares medianeros)....9 1.6 Ejemplo de aplicacin (En solares centrales)......................................................................10 1.6.1 Anlisis de la superestructura .10 1.6.2 Diseo estructural de cada uno de los grupos de plintos .11 A. Plintos A1-A6-D1-D6 ..........................................................................................................................11 B. Plintos A2-A3-A4-A5-D2-D3-D4-D5 .....................................................................................................14 C. Plintos B1-B6-C1-C617 D. Plintos B2-B3-B4-B5-C2-C3-C4-C521 1.6.3 Detallamiento estructural de cada grupo de plintos diseados..24 1.6.4 Cuadro de detallamiento de dimensiones y aceros de refuerzo ..26 CAPTULO II ZAPATAS CORRIDAS EN UNA DIRECCION (COMO VIGA T INVERTIDA VS. COMO PLACA DE ESPESOR CONSTANTE)..27 2.1 Zapatas corridas.27 2.2 Zapatas combinadas con viga de enlace ..27 2.3 Diseo de zapatas corridas. 28 2.3.1 Dimensiones de la base de la zapata29 2.3.2 Geometra de la zapata:..29 2.3.3 Chequeo de las excentricidades:29 2.3.4 Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): 29 2.3.5 Factor de seguridad al deslizamiento ..30 2.3.6 Clculo de los esfuerzos ltimos actuantes en la zapata30 2.3.7 Clculo de las fuerzas ltimas actuantes en la base de la zapata 30 2.3.8 Diagrama de Cortantes ltimos (Vu) y Momentos ltimos (Mu)31 2.4 Diseo estructural de zapata corrida con viga t invertida.31 2.4.1 Dimensiones de la viga en la zapata en base al Mumax.31 2.4.2 Diseo de la viga en la zapata en base al Cortante ultimo Vumax (Estribos) .31 2.4.3 Diseo de la viga en la zapata en base al Momento ultimo Mu (calculo de aceros longitudinales) ...32 2.4.4 Diseo de la zapata32 2.4.4.1 Diseo a Cortante por Punzonamiento: ....32 2.4.4.2 Diseo a flexin 32 2.5 Diseo estructural de zapata corrida como losa o placa de cimentacin.33 2.5.1 Dimensiones de placa en la zapata (Diseo por cortante) .33 2.5.2 cheque decortante a Punzonamiento: 33 2.5.3 Diseo del acero de la placa en la zapata en base al Momento ultimo Mu..33 2.5.4 Diseo transversal en zona de columnas .34 2.6 Ejemplo de aplicacin. ..35 2.6.1 Anlisis de la superestructura. 35 2.6.2 Consideraciones del diseo estructural: ..36 2.6.3 Clculo y diseo estructural de la cimentacin de la superestructura propuesta ..36 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules3 Ing. Silvio Zambrano Arteaga CONTENIDOPg. EJES 1 636 EJES 2 545 EJES 3 454 2.6.4 Detalle Estructural de Zapata corrida con viga T invertida. 64 2.6.4.1 Planta de cimientos..64 2.6.4.2 Detallamiento Estructural de zapata con viga T invertida.65 2.6.5 Detalle Estructural de Zapata corrida como Placa o losa de espesor constante. .66 2.6.5.1 Planta de cimientos 66 2.6.5.2 Detallamiento Estructural Zapata corrida como Placa o losa de espesor constante. 67 2.6.6 Cuadro de comparaciones de los dos mtodos de zapatas. .68 2.6.6.1 Zapata corrida con viga T invertida ..68 2.6.6.2 Zapata corrida como Placa o losa de cimentacin 68 2.6.6.3 Comparacin Tcnica Econmica de los dos diseos propuestos 68 CAPITULO III ZAPATAS CORRIDAS EN DOS DIRECCIONES.69 3.1 Generalidades 69 3.2 Ejemplo de aplicacin. ..69 3.2.1 Anlisis de la superestructura. 69 3.2.2 Consideraciones del diseo estructural:.70 3.2.3 Clculo y diseo estructural de la cimentacin de la superestructura70 3.2.3.1 Diseo en el sentido X-X.70 EJES 1 6.70 EJES 2 5.77 EJES 3 4.84 3.2.3.2 Diseo en el sentido Y-Y ..91 EJES A D 91 EJES B C98 3.2.4 Detalle Estructural de Zapata corrida en dos direcciones con viga T invertida. ...106 3.2.4.1 Planta de cimientos 106 3.2.4.2 Detallamiento Estructural de zapata con viga T invertida direccin x-x107 3.2.4.3 Detallamiento Estructural de zapata con viga T invertida direccin y-y108 CAPITULO IVDISEO DE CABEZAL DE PILOTE109 4.1 Generalidades..109 4.2 Pasos a seguir en el diseo estructural de un cabezal de pilote:..110 4.3 Ejemplo de aplicacin..111 4.3.1 Calcular el nmero necesario de pilotes 111 4.3.2 Diseo estructural del Cabezal o Encepado ..112 4.3.2.1 Chequeo de la altura del cabezal (h = 70cm) ..113 4.3.2.2 Chequeo del Cortante por Punzonamiento: 113 4.3.2.3 Diseo del acero de refuerzo en la parte Inferior del cabezal: 114 4.3.2.4 Diseo del acero de refuerzo en la parte Superior del cabezal: ..114 4.3.2.5 Plano estructural y detallamiento del cabezal: 115 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA.................................................................................................................116 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules4 Ing. Silvio Zambrano Arteaga TALLER #2 CIMENTACIONES SUPERFICIALES Generalidades Las cimentaciones Directa o Superficial.- Son aquellas reparten la fuerza que le transmite la estructura a travs de sus elementos de apoyo sobre una superficie de terreno bastante grande que admite esas cargas.Lascimentacionessuperficialesseemplearanparatransmitiralterrenolascargasdeunoovariospilaresdela estructura Se considera cimentacin superficial cuando tienen entre 0,50 m. y 4 m. de profundidad, y cuando las tensiones admisiblesdelasdiferentescapasdelterrenoquesehallanhastaesacotapermitenapoyareledificioenforma directasinprovocarasientosexcesivosdelaestructuraquepuedanafectarlafuncionalidaddelaestructura;de no ser as, se harn Cimentaciones Profundas.Debe considerarse como posible que en un mismo solar se encuentren distintos tipos de terreno para una misma edificacin;estopuedeprovocarasientosdiferencialespeligrososaunquelosvaloresde losasientostotalesden como admisibles. Fig.1 Tipo de cimentaciones superficiales CAPITULO I PLINTOS AISLADOS 1.1 Plintos o Zapatas aisladas Esaquellazapataenalquedescansaorecaeunsolopilar.Encargadadetransmitiratravsdesusuperficiede cimentacin las cargas al terreno. La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios. Importante es saber que adems del peso del edificio y las sobre cargas, hay que tener tambin en cuenta el peso de las tierras que descansan sobre sus vuelos Laszapatasaisladasparalacimentacindecadasoporteengeneralserncentradasconelmismo,salvolas situadas en linderos y medianeras, sern de de hormign armado para firmes superficiales o en masa para firmes algo mas profundos. Deplantacuadradacomoopcingeneral.Deplantarectangular,cuandolascuadrasequivalentesquedenmuy prximas, o para regularizar los vuelos en los casos de soportes muy alargados o de pantallas. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules5 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Comonotaimportante:hayquedecirqueseindependizaranlascimentacionesylasestructurasqueestn situadosenterrenosquepresentendiscontinuidadesocambiossustancialesdesunaturaleza,deformaquelas distintaspartesdeedificioquedencimentadasenterrenoshomogneos.Porloqueelplanodeapoyodela cimentacin ser horizontal o ligeramente escalonado suavizando los desniveles bruscos de la edificacin. La profundidad del plano de apoyo o eleccin del firme , se fijara en funcin de las determinaciones del informe geotcnico , teniendo en cuenta que el terreno que queda por debajo de la cimentacin no quede alterado , como ya he dicho antes , para la cimentacin , omejor dicho , para saber que tipo de cimentacin hemos deutilizar , tenemos que saber el tipo de terreno con el que nos vamos a encontrar ( informe geotcnico ) . Aislada propiamente dicha pueden ser: Centrada Combinada Medianera Esquina Tipo 1. Rgida Elvueloesiguala:lavariacinquehayde0.5veceslaalturaalade2veces esta Solo se calculan a flexin. La zapata rgida suele armarse con una carga de hierro dealrededor de 25 a 40 kg/m3. En la armadura se utilizan barras de un dimetro mnimo del orden de 12 mm para evitar corrosiones. Su recubrimiento mnimo es de7 cm.Tipo 2: Maciza de cimentacin o sper-rgida El vuelo es menor a de la altura Hay veces que en este tipo de zapata no son necesarios los armados, todo depende de la resistencia del terreno Es una zapata que no necesita ir armada, aunque puede colocarse una pequea armadura si la carga lo requiere, y de esa manera se evita que el cimiento se abra (armadura de reparto).Tipo 3: Denominadas flexible Son las ms econmicas, pero su clculo tambin es el ms complicado, pues ha de realizarse a flexin, a cortante, a punzonamiento, y hay que tener en cuenta la adherencia entre el acero y el hormign. El vuelo es mayor de 2 veces la altura. Lazapataflexible,porsusdimensiones,estsometidatantoaesfuerzosde compresincomodetraccin.Laarmadurarepartelosesfuerzosdetraccin producidosenlazonainferiordelazapata.Aunquelacantidaddearmadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento, suele oscilar entre 50 y 100 kg/m3.1.2 Diseo de zapatas aisladas.- Para el diseo de una zapata suponemos que la fundacin es totalmente rgida y que por lo tanto ella no se deforma al transmitir las cargas al suelo.Esta suposicin nos lleva a considerar que el esquemadepresionesquesetransmitesobreelsueloesuniformesinimportareltipodesuelosobreelcualse funda lo cual no es del todo cierto.Se sabe que la forma de presiones depende del tipo de suelo (ver figura) pero estasvariaciones se pueden ignorar considerando que a cuantificacinnumrica de ellases inciertay porque su influencia en las fuerzas y momentos de diseo de la zapata son mnimas: Fig.2 Diagrama de presiones Zapata Rgida Zapata Flexible Diagrama de presiones en Suelo granulares Diagrama de presiones en Suelo Cohesivos Diagrama de presionesAsumiendo base rgida UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules6 Ing. Silvio Zambrano Arteaga E L DE L DM M M MP P 1.06P P+ + =+ + =L DL DM M MP 1.06P P+ =+ =suelo del admrequerida cimiento dePA =suelo del admrequerida cimiento de1.33PA = 1.3 Vigas de Amarre o RiostrasTodas las zapatas aisladas deben estar amarradas por un sistema de vigas a nivel de fundacin para garantizar el comportamiento integral de la estructura. Laviga deber dimensionarse o calcularse para la combinacin de la flexin propia ms la traccin a la que se ve sometida con el momento de vuelco inducido por la zapata. F = 0.25AaPu

Donde: Pu = Carga mxima de las columnas que amarre yAa = Aceleracin ssmica de diseo Adems de resistir las fuerzasmencionados, laviga de amarre tambin debe soportar los momentos producidos por asentamientos diferenciales. =6LEIM 1.4 Pasos a seguir en el diseo estructural de Plintos Aislados: Cuandoelreadecimentacindelosplintosdeunaedificacinsuperaaproximadamenteel25%delreadel suelodeconstruccin,generalmenteresultamseconmicoreemplazarlosplintosporvigasdecimentacino zapatas, o por losas de cimentacin con vigas de cimentacin. 1.4.1 Dimensiones del plinto Para en contra las dimensiones posibles del plinto estudiaremos dos casos de cargas o combinaciones. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Delosdoscasosescogeremos,aquelquerequieraunamayorreadecimiento,ylasdimensionesdelplinto estarn en funcin del rea escogida, cumpliendo la siguiente condicin: Note que el esfuerzo admisible del suelo es un esfuerzo de trabajo, es decir, es el esfuerzo ltimo dividido por un factor de seguridad que puede oscilar entre 2 y 3, dependiendo de la combinacin de carga analizada, por lo tanto lascargasdelaestructuraquesedebentenerencuentaenestaecuacincorrespondenacargasdeservicio(no facturadas).Insistimosqueelesfuerzoadmisibledelsuelonoesnicoydependedelacondicindecarga analizada. Una vez determinada el rea de contacto se procede a encontrar las dimensiones de la fundacin. Si es cuadrada simplemente se encuentra la raz cuadrada y si es rectangular (para el caso de que no quepa cuadrada) se asume una dimensin y se encuentra la otra, nunca una dimensin mayor que dos veces la otra dimensin (igual que una losa que trabaja en dos direcciones).Viga Riostra ColumnaColumna requerida cimiento de (cimiento)A A UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules7 Ing. Silvio Zambrano Arteaga PMe=6Lemax=) (max imae esuelo del adm maxmax q L6e1APq||

\|+ =suelo del adm maxmax1.33 q L6e1APq||

\|+ =E L D uE L D uM M 1.2M MP P 1.2P P+ + =+ + =L D uL D u1.6M 1.2M M1.6P 1.2P P+ =+ =||

\| =||

\|+ = L6e1APq L6e1APquminumaxuuPMe=||

\| =||

\|+ = L6e1APq L6e1APquminumaxAPquu=PMe=6Lemax=) (max imae euuPMe= En el caso de tener cargas acompaadas de momentos provenientes de la superestructura, la presin de contacto no se ejerce de una manera uniforme sino que presentar un valor mximo para el lado del momento y un valor mnimo para el otro lado en funcin de la Excentricidad por efecto del momento actuante de la superestructura. 1.4.2 Chequeo de las excentricidades: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E 1.4.3 Chequeo de la presin de contacto Mximas (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Una vez establecidas las dimensiones del plinto y comprobado que los esfuerzos no sobrepasen a la resistencia de suelo, podemos continua con elClculo estructural del Plinto en desarrollo. 1.4.4 Calculo Estructural del plinto: Para encontrar los esfuerzos predominantes en la basedel plinto, consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E 1.4.5 Diseo a Cortante por Punzonamiento: La seccin crtica a Punzonamiento se sita alrededor de la columna con una separacin de d/2 de sus caras. Lavariacinlinealdelosesfuerzosdereaccindelsuelo,yelhechodequelacargaesteubicadaeneltercio medio de la cimentacin, determina que el promedio de todos los esfuerzos del suelo de cualquier seccin cuyo centroide coincida con el centroide del plinto, sea el esfuerzo centroidal. Donde: = 0.85 coeficiente cortante trabajando a Punzonamiento a =dimensin de columna b = dimensin de columna UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules8 Ing. Silvio Zambrano Arteaga LyLxLx-a2a Lx-a2Ly-b2bLy-b2LyLxd2 ad2d2bd2SECCIONCRITICAa+db+d( ) [ ] d) d)(b (a L L q Vy x u u+ + =[ ] d d) (b d) (a d bd bVvoouu + + + ==2c cf' V =u cv V N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbH=d+rDfqmaxqminqmedd LfAyy) s(14min=(((

=d L f' .Mfd L f' .Ay c(diseo)yy cs 85 021 185 01 #2r - LC AA#varillasyseparacionsvsvarillas= =( )(B') A q q A qMmed med(diseo)((

((

+((

=3 22 max 2 La fuerza cortante que acta sobre la seccin crtica es: El esfuerzo Cortante por Punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: siendo: El esfuerzo de corte por Punzonamiento solicitante debe sea inferior a la capacidad resistente del hormign. Donde: Lx = Dimensin del plinto Ly = Dimensin del plinto a = Dimensin de columna b = Dimensin de columna d = Peralte de la zapata aislada (La norma ACI-08 establece dmin = 15cm) fc = Esfuerzo del hormign a la compresin simple fy =Esfuerzo del acero de refuerzo a la traccin 1.4.6 Diseo a flexin (Calculo de acero de refuerzo en el plinto) La seccin crtica de diseo a flexin se ubica en las caras de la columna. Los esfuerzos requeridos por flexin, sern el mayor esfuerzo qmax que se produzca de los dos casos en anlisis, y el menor esfuerzo qmin ser el menor de ambos casos en anlisis de la reaccin del suelo. qmin = Esfuerzo a la cara de columna Momento de diseo A2 = (Lx-a)/2 Acero requerido As Acero mnimo As(min) UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules9 Ing. Silvio Zambrano Arteaga mTon20.0 suelo del adm=33.67Ton P 1.06P PL D= + =1.68mmTon2033.67TonPA suelo del admrequerida cimiento de= = =m mmmmALL L b L L Acimientoyy y y x cimiento25 . 2 24 . 275 . 0 68 . 175 . 075 . 032 = = == = =EN BORDES CENTRALESEN BORDES ESQUINERASLyLxabLyLxab 1.5 Ejemplo de aplicacin. (En solares medianeros). Comprobar que el rea de cimiento de plintos perimetrales en solaresmedianeros es completamente imposible cuando limitamos su excentricidad = 0. Para este ejemplo solamente tendremos en cuenta las cargas gravitacionales en la combinacin de cargaD +L con este procedimiento quedara comprobado que los plintos perimetrales en solaresmedianeros no son posibles ya que tendramos que hacer una cimentacin totalmente fuera de lo comn o no construible.

Factores que influyen en las cimentaciones: - Una cimentacin debe tener equilibrio de resultantesResultante de cargas actuantes vs. Resultante de presiones resistentes - Toda cimentacin debe tener Colinealidad. - Una cimentacin adecuada debe tener Interaccin Suelo - Estructura Cargas ltimas de servicio: rea de cimiento requerida Siconsideramosquelaestructuradebetenercolinealidad,estosignificaquelaresultantededescargahaciala cimentacin,estaadelacaradelacolumna,ylaspresionesresistentesdelsueloformanuntriangulode presiones cuya resultante esta a 1/3 de la longitud del plinto. (Ver figura 3) Las longitudes del plinto en anlisis quedaran de esta manera: Lx = 0.75m Ly = 2.25m Siendo: Lx y Ly = longitudes del plinto. A y b = longitudes de la columna De estamanerahemos demostrado que los plintos perimetrales ensolaresmedianeros o simplemente plintos en solaresdondetienenedificacionesaloscostados,sonimposiblesdecimentarpuestoquequedarandelas siguientes formas. 5.09Ton P26.96Ton PLD==Fig.3 Diagrama de presiones N+0.00EXISTENTEdrLx=3/2bCOLUMNA axbH=d+rDfPuRqub1/2b bNIVEL DE TERRENO UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules10 Ing. Silvio Zambrano Arteaga FZ (Ton) MY (T-m) FZ (Ton) MY (T-m) FZ (Ton) MY (T-m)A 26.96 1.22 5.09 0.27 9.29 12.97B 53.23 0.41 11.29 0.09 2.46 14.71C 53.27 0.36 11.30 0.08 2.46 14.70D 26.96 1.25 5.09 0.28 9.28 13.01A 55.01 2.42 12.56 0.61 9.28 12.96B 111.48 0.67 27.68 0.17 2.47 14.68C 111.55 0.63 27.70 0.16 2.47 14.67D 55.01 2.43 12.55 0.61 9.27 13.00A 53.15 2.41 12.05 0.60 9.29 12.97B 107.51 0.71 26.56 0.18 2.47 14.69C 107.59 0.68 26.58 0.17 2.47 14.68D 53.11 2.41 12.04 0.60 9.28 13.01A 53.15 2.41 12.05 0.60 9.29 12.97B 107.51 0.71 26.56 0.18 2.47 14.69C 107.59 0.68 26.58 0.17 2.47 14.68D 53.11 2.41 12.04 0.60 9.28 13.01A 55.01 2.42 12.56 0.61 9.28 12.96B 111.48 0.67 27.68 0.17 2.47 14.68C 111.55 0.63 27.70 0.16 2.47 14.67D 55.01 2.43 12.55 0.61 9.27 13.00A 26.96 1.22 5.09 0.27 9.29 12.97B 53.23 0.41 11.29 0.09 2.46 14.71C 53.27 0.36 11.30 0.08 2.46 14.70D 26.96 1.25 5.09 0.28 9.28 13.011EJESCLUMNASCARGAS ACTUANTES EN LA CIMENTACINCARGA MUERTA CARGA VIVA CARGA POR SISMO X23456PESO TOTAL DE LA SUPERESTRUCTURA = 1770.64 TON 1.6 Ejemplo de aplicacin. (En solares centrales). Disearlacimentacindelasiguientesuperestructuraconsiderandoqueelsolarseencuentralibrede edificaciones aledaas. En base a plintos aislados centrales. 1.6.1 Anlisis de la superestructura. La superestructura en anlisis consta de 3 niveles con una altura total de 10.80m, y con una rea de construccin efectiva de 525m, en plantabaja existen 24 columnas de0.50 x 0.50m cadauna, para el anales de las posibles cargasactuanteshaciaelsuelo,hemosrecurridoalusodelSoftwareEtabs9.07,enelhemosestablecidoslos parmetros de carga mas la accin dinmica posible producida por el efecto de sismo (espectro dinmico). Una vez realizado el anlisis de la Superestructura, nos concentramos en las acciones que la superestructura desarrolla y enva al suelo de cimiento. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules11 Ing. Silvio Zambrano Arteaga 14.46Tm M M M M42.93Ton P P 1.06P PE L DE L D= + + == + + =1.49Tm M M M33.67Ton P 1.06P PL DL D= + == + =1.68mmTon2033.67TonPA suelo del admrequerida cimiento de= = =12.97Ton M0.27Ton M1.22Ton MELD===mTon20.0 suelo del adm=1.62mmTon26.642.93Ton1.33PA suelo del admrequerida cimiento de= = =0.044mPMe = = 0.242m61.45m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.242m 0.044m e < =0.33mPMe = = 0.242m61.45m6Lemax= = =) (max imae eModificar 0.242m 0.33m e > =m e L 00 . 2 98 . 1 6 33 . 0 6 = = =mm Le 33 . 0600 . 26max= = =Ok 0.33m 0.33m e = = Unavezobtenidaslareaccionesdelasuperestructuraestasasuvezsetransformanenaccionesquevan directamente al suelo de fundacin. Paranuestroejemplohemosagrupadoalgunosplintosyaqueporencontrarsesimilitudesensuscargasy momentos actuantes. A. Plintos A1 - A6 - D1 - D6 B. Plintos A2 - A3 - A4 - A5 - D2 D3 D4 D5 C. Plintos B1 B6 C1 C6 D. Plintos B2 B3 B4 B5 C2 C3 C4 C5 1.6.2 Diseo estructural de cada uno de los grupos de plintos A. Plintos A1-A6-D1-D6 A1. Calculo de las dimensiones del plinto: Para encontrar las dimensiones del plinto, consideraremos endos Casos: Siendo 1.06el factor de mayoracin por efecto del peso del plinto y del material sobre el plinto. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E De los dos casos escogeremos el caso #1, puesto que este requiere mayor rea de cimiento, y las dimensiones del plinto son: A2. Chequeo de las excentricidades: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Para el caso #2, la excentricidad es mayor en un 72%, por lo que aumentaremos las dimensiones a: 9.26Ton P5.09Ton P26.96Ton PELD===m . A m . Am . Lm . La o requerid de cimient (cimiento)yx68 1 103 245 145 1= > ===m . A m . Am . Lm . La o requerid de cimient (cimiento)yx68 1 00 400 200 2= > ===UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules12 Ing. Silvio Zambrano Arteaga OkmTon20.0 mTon9.53 q2.00m0.044m 614.00m33.67Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =OkmTon26.6 1.33mTon21.35 q2.00m0.33m 614.00m42.93Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =14.70Tm M M 1.2M M46.70Ton P P 1.2P PE L D uE L D u= + + == + + =1.90Tm 1.6M 1.2M M40.50Ton 1.6P 1.2P PL D uL D u= + == + =mTon8.70 q2.00m0.047m 614.00m40.50Ton L6e1APqmTon11.55 q2.00m0.047m 614.00m40.50Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =mPMe 047 . 0 = = mPMe 31 . 0 = =mTon0.82 q2.00m0.31m 614.00m46.70Ton L6e1APqmTon22.53 q2.00m0.31m 614.00m46.70Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =LyLxd2 ad2d2bd2SECCIONCRITICAa+db+dmTon11.6754.00m46.70TonAPquu= = =( ) [ ] [ ] Ton . m) . m . m)( . m . ( m .mTon. d) d)(b (a L L q Vy x u u52 31 15 0 50 0 15 0 50 0 00 4 675 11 = + + = + + =[ ] [ ] 0.39m 0.15m 0.15m) (0.50m 0.15m) (0.5m 2 d d) (b d) (a 2 d bmton95.080.39m 0.8531.52Tond bVuvuoo= + + + = + + + === = A3. Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Una vez establecidas las dimensiones del plinto y comprobado que los esfuerzos no sobrepasen a la resistencia de suelo, haremos el Calculo estructural del Plinto en desarrollo. A4. Calculo Estructural del plinto: Para encontrar los esfuerzos predominantes en la basedel plinto, consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E

A5. Diseo a Cortante por Punzonamiento: La seccin crtica a Punzonamiento se sita alrededor de la columna con una separacin de d/2 de sus caras. La variacin lineal de los esfuerzos de reaccin del suelo, y el hecho de que la carga esteubicadaenelterciomediodelacimentacin,determinaqueelpromediode todoslosesfuerzosdelsuelodecualquierseccincuyocentroidecoincidaconel centroide del plinto, sea el esfuerzo centroidal. Si: Donde = 0.85, a = 0.50m, b = 0.50m. Si utilizamos d = 15cm (la norma ACI-08 establece dmin = 15cm) La fuerza cortante que acta sobre la seccin crtica es: El esfuerzo cortante por punzonamiento que acta sobre la seccin es: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules13 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbHDfLyLxLx-a2a Lx-a2Ly-b2bLy-b2qmaxqminmton167.3cmkg16.73cmkg280 f' Vc c= = = =Okmton95.08 vumton167.3 Vc = > =N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbH=d+rDfqmaxqminqmed( )= ((

((

+((

=yL3 A q q2 A qM2 med max 2 med(diseo)11.70Tm M(diseo)=cm cm cmcmkgd LfAyy) s(10 15 200420014 14min= = =cm . Ad L f' .Mfd L f' .Asy c(diseo)yy cs07 2285 021 185 0=(((

=cm .)cm - (#r - LC .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas5 131410 2001215 33 1454 107 22var varvar= == = = = El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: siendo fc = 280kg/cm El esfuerzo de corte por punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign, por lo que el peralte del plinto es aceptable para la solicitacin analizada. A6. Diseo a flexin: La seccin crtica de diseo a flexin se ubica en las caras de la columna. Elesfuerzorequeridoporflexinsermayorenlafranjaenqueseencuentreelmximoesfuerzoespacialde reaccin del suelo el qmax = 22.53Ton/m del caso #2yqmin = 8.70Ton/m del caso #1 siendo fy = 4200kg/cm qmed = 17.34Ton/m A2 = (Lx-a)/2 = 0.75m Momento de diseo Acero requerido As Acero mnimo As(min) Dado que el acero requerido es mayor que el acero mnimo, tendremos el siguiente esquema de armado en ambos sentidos ya que es plinto cuadrado. As = 22.07cm -Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 15 varillas espaciadas cada 13.5cm UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules14 Ing. Silvio Zambrano Arteaga cm .)cm - (#r - LC .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas0 191010 2001211 98 1001 207 22var varvar= == = = =16.05Tm M M M M79.86Ton P P 1.06P PE L DE L D= + + == + + =3.04Tm M M M70.57Ton P 1.06P PL DL D= + == + =3.53mmTon2070.57TonPA suelo del admrequerida cimiento de= = =13.01Ton M0.61Ton M2.43Ton MELD===mTon20.0 suelo del adm=3.00mmTon26.679.86Ton1.33PA suelo del admrequerida cimiento de= = =0.043mPMe = = 0.33m62.00m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.33m 0.043m e < =0.20mPMe = = 0.33m62.00m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.33m 0.20m e < =OkmTon20.0 mTon19.92 q2.00m0.043m 614.00m70.57Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =odificar MmTon26.6 1.33mTon31.94 q2.00m0.20m 614.00m79.86Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = > =||

\| + = ||

\|+ = -Si utilizamos 16mm cuya rea nominal es de Asv = 2.01cm tendremos, 11 varillas espaciadas cada 19.0cm Para nuestros plintos A1 - A6 - D1 - D6 utilizaremos 14mm c/13.5cm en ambos sentidos Nota:eldetallamientodelosplintosestnenlaseccin1.6.3DetallamientoEstructuraldePlintosycuadro de aceros. B. Plintos A2 A3 A4 A5 - D2 - D3 - D4 - D5 B1. Calculo de las dimensiones del plinto: Para encontrar las dimensiones del plinto, consideraremos endos Casos: Siendo 1.06el factor de mayoracin por efecto del peso del plinto y del material sobre el plinto. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E De los dos casos escogeremos el caso #1, puesto que este requiere mayor rea de cimiento, y las dimensiones del plinto son: B2 Chequeo de las excentricidades: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E B3. Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E 9.29Ton P12.26Ton P55.01Ton PELD===m . A m . Am . Lm . La o requerid de cimient (cimiento)yx53 3 00 400 200 2= > ===UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules15 Ing. Silvio Zambrano Arteaga 16.54Tm M M 1.2M M87.56Ton P P 1.2P PE L D uE L D u= + + == + + =3.89Tm 1.6M 1.2M M85.62Ton 1.6P 1.2P PL D uL D u= + == + =mTon15.52 q2.20m0.045m 614.84m85.62Ton L6e1APqmTonq2.20m0.045m 614.84m85.62Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =86 . 19mPMe 045 . 0 = = mPMe 31 . 0 = =mTon9.47 q2.20m0.189m 614.84m87.56Ton L6e1APqmTon29.62 q2.20m0.189m 614.84m87.56Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =LxLxd2 ad2d2bd2SECCIONCRITICAa+db+dmTon19.544.48m87.56TonAPquu= = =( ) [ ] [ ] Ton . m) . m . m)( . m . ( m .mTon. d) d)(b (a L L q Vy y u u18 60 20 0 50 0 20 0 50 0 48 4 54 19 = + + = + + =OkmTon20.0 mTon17.60 q2.20m0.043m 614.84m70.57Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =OkmTon26.6 1.33mTon25.50 q2.20m0.20m 614.84m79.86Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = > =||

\| + = ||

\|+ = Paraelcaso#2elesfuerzomximoesmayorenun20%alesfuerzoqueresisteelsuelo,porloque aumentaremos el rea de cimiento y sus dimensiones: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Una vez establecidas las dimensiones del plinto y comprobado que los esfuerzos no sobrepasen a la resistencia de suelo, haremos el Calculo estructural del Plinto en desarrollo. B4. Calculo Estructural del plinto: Para encontrar los esfuerzos predominantes en la basedel plinto, consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E

B5. Diseo a Cortante por Punzonamiento: LaseccincrticaaPunzonamientosesitaalrededordelacolumnaconuna separacin de d/2 de sus caras. Lavariacin lineal de los esfuerzos de reaccin del suelo,y elhecho de quela carga este ubicada en el tercio medio de la cimentacin, determina que el promedio de todos los esfuerzos del suelo de cualquier seccin cuyo centroide coincida con el centroide del plinto, sea el esfuerzo centroidal. Si: Donde = 0.85, a = 0.50m, b = 0.50m. Si utilizamos d = 20cm (la norma ACI-08 establece dmin = 15cm) La fuerza cortante que acta sobre la seccin crtica es: m . A m . Am . Lm . Lm . . m . Aa o requerid de cimient (cimiento)yxa o requerid de cimient80 4 84 420 220 280 4 20 1 00 4= > ==== =UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules16 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbHDfLyLxLx-a2a Lx-a2Ly-b2bLy-b2qmaxqmin[ ] [ ] 0.56m 0.20m 0.20m) (0.50m 0.20m) (0.5m 2 d d) (b d) (a 2 d bmton126.430.56m 0.8560.18Tond bVuvuoo= + + + = + + + === =mton167.3cmkg16.73cmkg280 f' Vc c= = = =Okmton126.43 vumton167.3 Vc = > =N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbH=d+rDfqmaxqminqmed( )= ((

((

+((

=ymed med(diseo)L A q q A qM3 22 max 222.33Tm M(diseo)=cm . cm cmcmkgd LfAyy) s(67 14 20 220420014 14min= = =cm . Ad L f' .Mfd L f' .Asy c(diseo)yy cs53 3185 021 185 0=(((

= El esfuerzo cortante por punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: fc = 280kg/cm El esfuerzo de corte por punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign, por lo que el peralte del plinto es aceptable para la solicitacin analizada. B6. Diseo a flexin: La seccin crtica de diseo a flexin se ubica en las caras de la columna. Elesfuerzorequeridoporflexinsermayorenlafranjaenqueseencuentreelmximoesfuerzoespacialde reaccin del suelo el qmax = 29.62Ton/m del caso #2yqmin = 15.52Ton/m del caso #1 siendo fy = 4200kg/cm qmed = 25.04Ton/m A2 = (Lx-a)/2 = 0.85m Momento de diseo Acero requerido As Acero mnimo As(min) UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules17 Ing. Silvio Zambrano Arteaga cm .)cm - (#r - LC .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas5 102010 2201221 47 2054 153 31var varvar= == = = =cm .)cm - (#r - L C .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas0 141510 2201216 69 1501 253 31var varvar= == = = =15.21Tm M M M M70.22Ton P P 1.06P PE L DE L D= + + == + + =0.50Tm M M M67.76Ton P 1.06P PL DL D= + == + =3.38mmTon2067.76TonPA suelo del admrequerida cimiento de= = =14.71Ton M0.09Ton M0.41Ton MELD===mTon20.0 suelo del adm=mmTon26.670.22Ton1.33PA suelo del admrequerida cimiento de64 . 2 = = =0.33m62.00m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.33m 0.007m e < =0.22mPMe = = 0.33m62.00m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.33m 0.22m e < =0.007mPMe = = Dado que el acero requerido es mayor que el acero mnimo, tendremos el siguiente esquema de armado en ambos sentidos ya que es plinto cuadrado. As =31.53cm -Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 21 varillas espaciadas cada 10.5cm -Si utilizamos 16mm cuya rea nominal es de Asv = 2.01cm tendremos, 16 varillas espaciadas cada 14.0cm Para nuestros plintos A2 A3 A4 A5 - D2 - D3 - D4 - D5 utilizaremos 14mm c/10.5cm en ambos sentidos Nota:eldetallamientodelosplintosestnenlaseccin1.6.3DetallamientoEstructuraldePlintosycuadro de aceros. C. Plintos B1 - B6 - C1 - C6 C1. Calculo de las dimensiones del plinto: Para encontrar las dimensiones del plinto, consideraremos endos Casos: Siendo 1.06el factor de mayoracin por efecto del peso del plinto y del material sobre el plinto. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E De los dos casos escogeremos el caso #1, puesto que este requiere mayor rea de cimiento, y las dimensiones del plinto son: C2. Chequeo de las excentricidades: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E 2.460Ton P11.30Ton P53.27Ton PELD===m . A m . Am . Lm . La o requerid de cimient (cimiento)yx38 3 00 400 200 2= > ===UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules18 Ing. Silvio Zambrano Arteaga OkmTon20.0 mTon17.30 q2.00m0.007m 614.00m67.76Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =odificar MmTon26.6 1.33mTon29.14 q2.00m0.22m 614.00m70.22Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = > =||

\| + = ||

\|+ =15.29Tm M M 1.2M M77.68Ton P P 1.2P PE L D uE L D u= + + == + + =0.64Tm 1.6M 1.2M M82.00Ton 1.6P 1.2P PL D uL D u= + == + =mTon17.95 q2.20m0.007m 614.84m82.00Ton L6e1APqmTon18.65 q2.20m0.007m 614.84m82.00Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =0.007mPMe = = 0.20mPMe = =mTon7.88 q2.20m0.20m 614.84m77.68Ton L6e1APqmTon26.79 q2.20m0.20m 614.84m77.68Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =OkmTon20.0 mTon15.41 q2.20m0.007m 614.84m67.76Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =OkmTon26.6 1.33mTon25.01 q2.20m0.22m 614.84m70.22Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = > =||

\| + = ||

\|+ = C3 Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Paraelcaso#2elesfuerzomximoesmayorenun9.50%alesfuerzoqueresisteelsuelo,porloque aumentaremos el rea de cimiento y sus dimensiones: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Una vez establecidas las dimensiones del plinto y comprobado que los esfuerzos no sobrepasen a la resistencia de suelo, haremos el Calculo estructural del Plinto en desarrollo. C4. Calculo Estructural del plinto: Para encontrar los esfuerzos predominantes en la basedel plinto, consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E

m . A m . Am . Lm . Lm . . m . Aa o requerid de cimient (cimiento)yxa o requerid de cimient38 4 84 420 220 238 4 095 1 00 4= > ==== =UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules19 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbHDfLyLxLx-a2a Lx-a2Ly-b2bLy-b2qmaxqminLyLxd2 ad2d2bd2SECCIONCRITICAa+db+dmTon18.304.48m82.00TonAPquu= = =( ) [ ] [ ] Ton . m) . m . m)( . m . ( m .mTon. d) d)(b (a L L q Vy x u u36 56 20 0 50 0 20 0 50 0 48 4 30 18 = + + = + + =[ ] [ ] 0.56m 0.20m 0.20m) (0.50m 0.20m) (0.5m 2 d d) (b d) (a 2 d bmton118.400.56m 0.8556.36Tond bVuvuoo= + + + = + + + === =mton167.3cmkg16.73cmkg280 f' Vc c= = = =Okmton118.40 vumton167.3 Vc = > = C5. Diseo a Cortante por Punzonamiento: La seccin crtica a Punzonamiento se sita alrededor de la columna con una separacin de d/2 de sus caras. Lavariacinlinealdelosesfuerzosdereaccindelsuelo,yelhechodequelacargaeste ubicadaenelterciomediodelacimentacin,determinaqueelpromediodetodoslos esfuerzosdelsuelodecualquierseccincuyocentroidecoincidaconelcentroidedel plinto, sea el esfuerzo centroidal. Si: Donde = 0.85, a = 0.50m, b = 0.50m. Si utilizamos d = 20cm (la norma ACI-08 establece dmin = 15cm) La fuerza cortante que acta sobre la seccin crtica es: El esfuerzo cortante por punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: fc = 280kg/cm El esfuerzo de corte por punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign, por lo que el peralte del plinto es aceptable para la solicitacin analizada. C6. Diseo a flexin: La seccin crtica de diseo a flexin se ubica en las caras de la columna. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules20 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbH=d+rDfqmaxqminqmed( )= ((

((

+((

=ymed med(diseo)L A q q A qM3 22 max 220.39Tm M(diseo)=cm . cm cmcmkgd LfAyy) s(67 14 20 220420014 14min= = =cm . Ad L f' .Mfd L f' .Asy c(diseo)yy cs61 2885 021 185 0=(((

=cm .)cm - (#r - LC .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas5 . 11 67 111810 2201219 57 1854 161 28var varvar = == = = =cm .)cm - (#r - L C .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas0 151410 2201215 23 1401 261 28var varvar= == = = = Elesfuerzorequeridoporflexinsermayorenlafranjaenqueseencuentreelmximoesfuerzoespacialde reaccin del suelo el qmax = 26.79Ton/m del caso #2yqmin = 17.95Ton/m del caso #1 siendo fy = 4200kg/cm qmed = 23.37Ton/m A2 = (Lx -a)/2 = 0.85m Momento de diseo Acero requerido As Acero mnimo As(min) Dado que el acero requerido es mayor que el acero mnimo, tendremos el siguiente esquema de armado en ambos sentidos ya que es plinto cuadrado. As =28.61cm -Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 19 varillas espaciadas cada 11.0cm -Si utilizamos 16mm cuya rea nominal es de Asv = 2.01cm tendremos, 15 varillas espaciadas cada 15.0cm Para nuestros plintos B1 - B6 - C1 - C6 utilizaremos 14mm c/11.5cm en ambos sentidos Nota:eldetallamientodelosplintosestnenlaseccin1.6.3DetallamientoEstructuraldePlintosycuadro de aceros. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules21 Ing. Silvio Zambrano Arteaga 15.58Tm M M M M148.41Ton P P 1.06P PE L DE L D= + + == + + =0.89Tm M M M145.94Ton P 1.06P PL DL D= + == + =7.30mmTon20145.94TonPA suelo del admrequerida cimiento de= = =14.69Ton M0.18Ton M0.71Ton MELD===mTon20.0 suelo del adm=mmTon26.6148.41Ton1.33PA suelo del admrequerida cimiento de58 . 5 = = =0.458m62.75m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.458 0.006m e < =0.105mPMe = = 0.458m62.75m6Lemax= = =) (max imae eOk 0.458m 0.105m e < =OkmTon20.0 mTon19.55 q2.75m0.006m 617.56m145.94Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = < =||

\| + = ||

\|+ =OkmTon26.6 1.33mTon24.12 q2.75m0.105m 617.56m148.41Ton L6e1APq suelo del adm maxmax = > =||

\| + = ||

\|+ =0.006mPMe = = D. Plintos B2 B3 B4 B5 C2 C3 C4 C5 D1. Calculo de las dimensiones del plinto: Para encontrar las dimensiones del plinto, consideraremos endos Casos: Siendo 1.06el factor de mayoracin por efecto del peso del plinto y del material sobre el plinto. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E De los dos casos escogeremos el caso #1, puesto que este requiere mayor rea de cimiento, y las dimensiones del plinto son: D2. Chequeo de las excentricidades: a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E D3. Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Una vez establecidas las dimensiones del plinto y comprobado que los esfuerzos no sobrepasen a la resistencia de suelo, haremos el Calculo estructural del Plinto en desarrollo. 2.47Ton P27.70Ton P111.55Ton PELD=== 30 7 56 775 275 2m . A m . Am . Lm . La o requerid de cimient (cimiento)yx= > ===UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules22 Ing. Silvio Zambrano Arteaga 15.72Tm M M 1.2M M164.03Ton P P 1.2P PE L D uE L D u= + + == + + =1.14Tm 1.6M 1.2M M178.18Ton 1.6P 1.2P PL D uL D u= + == + =mTon23.26 q2.75m0.006m 617.56m178.18Ton L6e1APqmTonq2.75m0.006m 617.56m178.18Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =88 . 230.006mPMe = = 0.096mPMe = =mTon17.20 q2.75m0.096m 617.56m164.03Ton L6e1APqmTonq2.75m0.096m 617.56m164.03Ton L6e1APqminuminmaxumax=||

\| = ||

\| ==||

\| + = ||

\|+ =19 . 26LyLyd2 ad2d2bd2SECCIONCRITICAa+db+dmTon23.577.56m178.18TonAPquu= = =( ) [ ] [ ] Ton . m) . m . m)( . m . ( m .mTon. d) d)(b (a L L q Vy x u u53 139 32 0 50 0 32 0 50 0 56 7 57 23 = + + = + + =[ ] [ ] 1.05m 0.32m 0.32m) (0.50m 0.32m) (0.5m 2 d d) (b d) (a 2 d bmton156.341.05m 0.85139.53Tond bVuvuoo= + + + = + + + === =mton167.3cmkg16.73cmkg280 f' Vc c= = = =Okmton156.34 vumton167.3 Vc = > = D4. Calculo Estructural del plinto: Para encontrar los esfuerzos predominantes en la basedel plinto, consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E

D5. Diseo a Cortante por Punzonamiento: LaseccincrticaaPunzonamientosesitaalrededordelacolumnaconuna separacin de d/2 de sus caras. Lavariacinlinealdelosesfuerzosdereaccindelsuelo,yelhechodequelacarga este ubicada en el tercio medio de la cimentacin, determina que el promedio de todos losesfuerzosdelsuelodecualquierseccincuyocentroidecoincidaconelcentroide del plinto, sea el esfuerzo centroidal. Si: Donde = 0.85, a = 0.50m, b = 0.50m. Si utilizamos d = 32cm (la norma ACI-08 establece dmin = 15cm) La fuerza cortante que acta sobre la seccin crtica es: El esfuerzo cortante por punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: si fc = 280kg/cm El esfuerzo de corte por punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign, por lo que el peralte del plinto es aceptable para la solicitacin analizada. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules23 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LyCOLUMNA axbHDfLyLxLx-a2a Lx-a2Ly-b2bLy-b2qmaxqminN+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmLx-a2aLx-a2LxCOLUMNA axbH=d+rDfqmaxqminqmed( )= ((

((

+((

=ymed med(diseo)L A q q A qM3 22 max 244.57Tm M(diseo)=29.33cm 32cm 275cmcmkg420014d Lf14yymin= = =) s(Acm . Ad L f' .Mfd L f' .Asy c(diseo)yy cs32 3885 021 185 0=(((

=cm .)cm - (#r - LC .cm .cm .AA#illas illasyseparacionsvsillas11 04 112410 2751225 88 2454 132 38var varvar = == = = =13.5cm 13.941910)cm - (2751 #2r - LC20 06 . 192.01cm38.32cmAA#varillas varillasyseparacionsvsvarillas = == = = = D6. Diseo a flexin: La seccin crtica de diseo a flexin se ubica en las caras de la columna. Elesfuerzorequeridoporflexinsermayorenlafranjaenqueseencuentreelmximoesfuerzoespacialde reaccin del suelo el qmax = 26.19Ton/m del caso #2yqmin = 23.26Ton/m del caso #1 siendo fy = 4200kg/cm qmed = 24.46Ton/m A2 = (Lx -a)/2 = 1.125m Momento de diseo Acero requerido As Acero mnimo As(min) Dado que el acero requerido es mayor que el acero mnimo, tendremos el siguiente esquema de armado en ambos sentidos ya que es plinto cuadrado. As =38.32cm -Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 25 varillas espaciadas cada 11.0cm -Si utilizamos 16mm cuya rea nominal es de Asv = 2.01cm tendremos, 20 varillas espaciadas cada 13.5cm Para nuestros plintos B2 B3 B4 B5 C2 C3 C4 C5 utilizaremos 14mm c/11cm en ambos sentidos Nota:eldetallamientodelosplintosestnenlaseccin1.6.3DetallamientoEstructuraldePlintosycuadro de aceros. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules24 Ing. Silvio Zambrano Arteaga PLANTAESC: NCORTEESC: 1.5N14mm c/13.5cm 0.120.120.120.1214mm c/13.5cm2.002.000.500.5014mm c/13.5cm2.000.150.2014mm c/13.5cm0.75 0.50 0.750.050.60COLUMNA 0.5x0.50PLANTAESC: NCORTEESC: 1.5N14mm c/10.5cm 0.120.120.120.1214mm c/10.5cm2.202.200.500.5014mm c/10.5cm2.200.150.2014mm c/10.5cm0.85 0.50 0.850.050.60COLUMNA 0.5x0.50PLANTAESC: NCORTEESC: 1.5N14mm c/11.5cm 0.120.120.120.1214mm c/11.5cm2.202.200.500.5014mm c/11.5cm2.200.150.2014mm c/11.5cm0.85 0.50 0.850.050.60COLUMNA 0.5x0.50 1.6.3 Detallamiento Estructural de cada grupo de Plintos diseados. A. Plintos A1 - A6 - D1 - D6 B. Plintos A2 - A3 - A4 - A5 - D2 D3 D4 D5 C. Plintos B1 B6 C1 C6 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules25 Ing. Silvio Zambrano Arteaga PLANTAESC: NCORTEESC: 1.5N14mm c/11cm14mm c/11cm2.752.750.500.5014mm c/11cm2.750.320.4014mm c/11cm1.125 0.50 1.1250.050.60COLUMNA 0.5x0.50 D. Plintos B2 B3 B4 B5 C2 C3 C4 C5 PLANTA DE CIMIENTO GENERAL DE PLINTOS UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules26 Ing. Silvio Zambrano Arteaga 08 . 964 3775 341 mkgm . kg.mkghormigonacero= = 1.6.4 Cuadro de detallamiento de dimensiones y aceros de refuerzo PLINTOS LxLyLndHAsxAsy mmmmm A. A1-A6-D1-D62.002.001.900.150.20 14mm c/13.5cm 1514mm1514mm B. A2-A3-A4-A5 D2-D3-D4-D5 2.202.202.100.200.25 14mm c/10.5cm 2114mm2114mm C. B1-B6-C1-C62.202.202.100.200.25 14mm c/11.5cm 1914mm1914mm D. B2-B3-B4-B5 C2-C3-C4-C5 2.752.752.650.320.40 14mm c/11cm 2514mm2514mm Para nuestros plintos utilizaremos aproximadamente: PLINTOS LnAsxAsy mm lineales de 14 mm A. A1-A6-D1-D61.90 57m 28.5m28.5m B. A2-A3-A4-A5 D2-D3-D4-D5 2.10 88.2m 44.1m44.1m C. B1-B6-C1-C62.10 79.8m 39.9m39.9m D. B2-B3-B4-B5 C2-C3-C4-C5 2.65 132.5m 66m66m Dando como resultado 357m lineales de 14mm, esto significa 0.055m de acero (357.5m x 1.539x10-4), que a su vez son 341.75 kg de acero (0.055m x 7850 kg/m) El rea de cimientos total de los plintos es: PLINTOS LxLydHrea por plinto en m rea total de plintos en m Vol. Por plinto en m Vol. total de plintos en m mmmm A1-A6-D1-D62.002.000.150.204.0016.000.702.80 A2-A3-A4-A5 D2-D3-D4-D5 2.202.200.200.254.8438.721.098.72 B1-B6-C1-C62.202.200.200.254.8419.361.094.36 B2-B3-B4-B5 C2-C3-C4-C5 2.752.750.320.407.5660.52.7221.76 Como podemos observar el rea total de cimiento de plintos aislados es 134.58m siendo este valor el 25.6% del readeconstruccin,conesteporcentajepodemosestablecerqueeldiseoestcnicamenteestable,seguroy con un grado de economafavorable. Puesto que existe un criterio que correlaciona el rea de construccin con el rea de cimiento: - Para Plintos Aislados el rea de cimiento debe ser menor o igual al 30% de rea de construccin - Para Zapatas Corridas en un sentido el rea de cimiento debe estar entre el 30%-50% de rea de construccin - para Zapatas Corridas en 2 sentidos el rea de cimiento debe estar entre el 50%-75% del rea de construccin - para Losas de Cimentacin el rea de cimiento debe ser mayor que el 75% del rea de construccin Conelvolumentotaldehormignestablecidoenlosplintosqueesiguala37.64m,podemosestablecerla relacin entre el acero de refuerzo y el hormign a utilizar. La relacin entre peso del acero de refuerzo y el volumen de hormign es 9.08 kg/m Elpesototaldeplintosaisladosesiguala90.68Ton.EstoprovienedelasumadelpesoporelHormign 90.34kg(37.64mx2.400Ton/m)+elpesodelosacerosderefuerzos0.342Ton,estasumaequivaleal5.12% del peso total de la estructura (1770.64Ton). Con este porcentaje hacemos referencia al 6% que seleccionamos por peso propio en cada clculo de plintos para obtener su rea de cimiento. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules27 Ing. Silvio Zambrano Arteaga CAPITULO II ZAPATAS CORRIDAS EN UNA DIRECCION 2.1 Zapatas corridas. Se entiende por zapata corrida aquella que recibe una carga lineal (en realidad distribuida en una franja estrecha de contacto con un muro), y eventualmente un momento flector transmitido por el muro Fig. 2.1 a.-Laszapatasescalonadas,aunquesuponenunaeconomaapreciabledehormign,noseusanhoyenda debido a que requieren encofrados y hormigonados costosos, que hacen que en conjunto resulten caras. b.-Lasolucindecantovariable,seempleanenhormigonesrelativamentesecos,puedeserconstituidasin encofrados,aunquelacompactacindehormignessiempredeficienteenestoscasosylavibracinsevuelve imposible,locualhacequedebacontarsesiempreconunaresistenciarealbajadelhormign.Esunasolucin que solo puede emplearse en grandes cimientos. c.- en otros casos la solucin de Canto constante o tambin llameada Zapata corrida como placa de cimentacin, essiemprepreferible,tcnicamenteymejoreconmicamentemasinteresante,puesaunquepresentemayor volumen de hormign este se coloca en obra y compacta muy rpida y fcilmente. 2.2 Zapatas combinadas con viga de enlaceSeentiendeporzapatacombinadalaquecimientadosomaspilares,engeneralenestecasoesunabuena prcticadimensionarelcimientodeformaqueelcentrodegravedaddesusuperficieenplantacoincida sensiblemente con el de las acciones. Estopuedeconseguirsedevariasformas(figura2.2):Unadeellasconsisteenconstruirlazapatadeancho constante (a), de forma que el centro de gravedad del rectngulo de la planta de la zapata coincida con el punto de paso de la resultante de las cargas. Estomismopuedealcanzarseconotraformadeplanta,comoporejemplolatrapezoidal(b),peroellotieneel inconvenientedecomplicarmucholaferralla,alorganizarlaconaceroderefuerzodelongitudvariable,porlo que muy rara vez se recurre a esta solucin. Fig. 2.2 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules28 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Actualmentedelpuntodevistaeconmico,setiendeadaralazapatacombinadaconunavigaTinvertida, aunque a veces en casos particulares se emplea la solucin con canto constante Si es posible, el cimiento generalmente de planta rectangular, se dispone concntrico con R, con lo cual se tiene la ventaja de que las presiones sobre el suelo, si el cimiento va a ser rgido, pueden considerarse uniformes. En la prctica esto frecuentementeno se cumpleya que existen diferentes combinaciones de acciones a las que corresponden distintos valores y posiciones de R. 2.3 Diseo de zapatas corridas. Para el diseo de una zapata corrida suponemos que la fundacin es totalmente rgida y que por lo tanto ella no se deforma al transmitir las cargas al suelo.Esta suposicin nos lleva a considerar que el esquema de presiones que se transmite sobre el suelo es uniforme sin importar el tipo de suelo sobre el cual se funda lo cual no es del todocierto.Sesabequelaformadepresionesdependedeltipodesuelo(verfigura)peroestasvariacionesse puedenignorarconsiderandoqueacuantificacinnumricadeellasesinciertayporquesuinfluenciaenlas fuerzas y momentos de diseo de la zapata son mnimas: Fig.2.3 Diagrama de presiones Diagrama de presiones en Suelo granulares Diagrama de presiones en Suelo Cohesivos Diagrama de presionesAsumiendo base rgida UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules29 Ing. Silvio Zambrano Arteaga ) () 12 . (E L DE L DM M M MP P P 1 P+ + =+ + =) M (M M) P (1.12P PL DL D+ =+ =L PBB LP suelo del adm suelo del adm==L 1.33PBB LP1.33 suelo del adm suelo del adm==PMe=6Lemax=) (max imae e suelo del adm maxmax qAPq = = Dadoqueelaceromnimoesmayorqueelacerocalculado,tendremoselsiguienteesquemadearmadoen sentidos longitudinal L = 20.90mcon un rea de acero de = 160.23cm - Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 104 varillas espaciadas cada 20cm - Si utilizamos 12mm cuya rea nominal es de Asv = 1.131cm tendremos, 142varillas espaciadas cada 14cm Para el armado transversal a lo largo de L = 20.90m, utilizaremos 12mm c/14cm x 0.80m Para el armado en las aletas de la zapata utilizaremos la ecuacin de Asminpor Retraccin y Fraguado -Si utilizamos 10mm cuya rea nominal es de Asv = 0.785cm tendremos, 2 varillas a cadalado de las aletas de la zapata. Por lo tanto a cada costado utilizaremos 2 10mm x 20.90m Nota: El detallamiento Longitudinal y transversal de la zapata de los ejes 1-6 estn en la seccin 2.6.4.2 Detallamiento Estructural de zapata con viga T invertida. a.9DISEO ESTRUCTURAL DE ZAPATA CORRIDA COMO LOSA O PLACA DE CIMENTACIN: a.9.1 Dimensiones de placa en la zapata (Diseo por cortante) a.9.1.1 Para el diseo de la placa hacemos que el hormign absorba todo el cortante a flexin: Dada la condicin: Donde: El esfuerzo que resiste el hormign es: si dp = 0.78m Tendremos: siendo =0.75 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules44 Ing. Silvio Zambrano Arteaga [ ]borde lumnas dePara co d )d b a ( d bntrales olumnas cePara c d ) d (b ) d (a d bd bVvp p p op p p p oz ouu + + = + + + ==2 22mton.cmkg.cmkg. f' . Vc c06 184 406 18 280 1 1 1 1 = = = =u cv V H=0.85md=0.78mr =0.07mAsCOLUMNA axbB-c2c=0.50mB-c2B=0.85mB fMud d acp p' 85 . 0) 10 ( 25 =((

=2105ad fMAp yus a.9.1.2 cheque decortante a Punzonamiento: El esfuerzo cortante por Punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: si fc = 280kg/cm Condicin: Cuadro de calculo del dp = 78cm ColumnasVu(Ton)b0dp (m)vu(Ton)Vc (Ton/m)Observacin A40.4961.790122.622184.06ok B81.9562.995227.362184.06ok C81.9562.995227.362184.06ok D40.4961.790122.622184.06ok El esfuerzo de corte por Punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign y el peralte analizado dp = 78cm cumple satisfactoriamente con los esfuerzos Cortantes a.9.2 Diseo del acero de la placa en la zapata en base al Momento ultimo Mu

SeccinMu (Tm)a (cm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A0.36610.025780.124213.0013.00 A-B59.85224.33520.88013.0020.88 B15.82881.12265.407513.0013.00 B-C51.90523.744818.03713.0018.037 C15.52821.12265.407513.0013.00 C-D59.85224.33520.88013.0020.88 D0.36610.025780.124213.0013.00 Donde:a = altura del bloque de compresin en la viga = 0.90 factor de reduccin a flexin H = 0.85m= (dp+7cm) fc = 280kg/cm, resistencia a la compresin del hormign fy = 4200kg/cm, resistencia a la traccin del acero de refuerzo Asmin = rea de acero mnimo que se debe ubicar en la seccin de la viga Asmax = rea de acero mximo que se debe ubicar en la seccin de la viga Cabesealarqueeldetallamientoyubicacindelosdimetrosdelosacerosquedaacriteriodediseador basndose en las secciones requeridas del cuadro anterior. cm 00 . 13 0018 . 0 Asmin= = H BUNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules45 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Lx=2d +aLx=d +a pBp Lx=2d +aLx=d +a pp(((

= d B f' .Mfd B f' .Ap c(diseo)yp cs 85 021 185 0HdrAsCOLUMNA axbB-b2bB-b2Bq=13.785Ton/mx (diseo)L BqM =2 a.9.2 Diseo transversal en zona de columnas Paralazonadondeseencuentranlascolumnassedisearaasumiendounavigaficticia,comosemuestraenel siguiente grafico: q = 13.785Ton/m ColumnasLx (m)Mu (Tm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A1.2812.7484.34917.9717.97 B2.0620.5167.02428.9228.92 C2.0620.5167.02428.9228.92 D1.2812.7484.34917.9717.97 ColumnasLx (m)B (m)As req (cm) (mm)Av (cm)#=As req/ AvObserv. A1.280.8517.97141.541214mm c/10cm B2.060.8528.92141.541914mm c/11cm C2.060.8528.92141.541914mm c/11cm D1.280.8517.97141.541214mm c/10cm Nota: El detallamiento Longitudinal y transversal de la zapata de los ejes 1-2 estn en la seccin2.6.5.2 Detallamiento Estructural Zapata corrida como Placa o losa de espesor constante. EJES 2 5 Cargas actuantes a la cimentacin Cargas muertas DCargas vivas LCargas por Sismo Ex Pz (Ton)Fx (Ton)My (Tm)Pz (Ton)Fx (Ton)My (Tm)Pz (Ton)Fx (Ton)My (Tm) A2-A5-55.01-2.30-2.43-12.56-0.58-0.61-9.28-6.94-13.00 B2-B5-111.550.620.67-27.700.160.17-2.47-8.39-14.68 C2-C5-111.55-0.62-0.67-27.70-0.16-0.17-2.47-8.39-14.68 D2-D5-55.012.302.43-12.560.580.61-9.28-6.94-13.00 Las dimensiones a cada una de las columnas se muestran en la figura siguiente: H Lx = 0018 . 0 AsminUNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules46 Ing. Silvio Zambrano Arteaga m .PMe 116 0 = =3.483m620.90m6Lemax= = =) (max imae eOk m . m . e < = 483 3 116 0OkmTon. mTonqmTon.m . mTonAP qelo adm del su = < === =0 12 732 . 11732 1190 20 85 . 1614 . 453maxmaxOkmTon. .mTonqm .m .

)m . (Ton Le AP qelo adm del su = < =||

\| += ||

\|+ =96 15 33 1 750 . 1290 20116 0 6190 20 85 . 1114 . 477 61maxmaxmTon12.0 suelo del adm=Tm . ) M M (M MTon ) P P P . ( PE L DE L D36 55114 . 477 12 1= + + == + + =0614 . 453 12 1= + == + =) M (M MTon ) P P . ( PL DL Dm BmmTonTonLPB85 . 1 809 . 190 . 200 . 12614 . 453B LPsuelo del admsuelo del adm ====m Bm . )mTon. ( .TonL .PBB LP .elo adm del suelo adm del su50 . 1 43 . 190 20 0 12 33 1114 . 47733 133 1 ====OkTonTonFP uFxs === 5 . 1 068 . 666 . 30114 . 477 39 . 0 La resistencia admisible del suelo a.1 Clculo de la base de zapata: Para encontrar las dimensiones de la zapata, consideraremos endos Casos: Siendo 1.12el factor de mayoracin por efecto del peso de la zapata y del material sobre la zapata. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E a.1.1 Geometra de la zapata: La zapata tiene una longitud L = 20.90m a todo lo largo en la direccin X, la siguiente ecuacin esta en funcin del rea de la zapata (L x B) siendo B el ancho de la Zapata. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E De los dos casos escogeremos el caso #1, puesto que este requiere mayor base, la zapata y las dimensiones son: a.2 Chequeo de las excentricidades:Puestoqueenelcaso#1noexistemomentoconsideramosquelacargaultimadeserviciocoincideconla resultantedepresionesdesdeelsueloalazapatacuyaexcentricidades=0estonoshacereferenciaquelas presiones son uniforme. Analizaremos el caso #2 b. Caso # 2 combinacin D + L + E Puesto que la excentricidad esta dentro del tercio de la longitud de la zapata. Tendremos un sistema de presiones trapezoidal a.3 Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E a.4 Factor de seguridad al deslizamiento Dondeu=0.39,estevalordependedeltipodesuelodondeseencuentralazapata,paranuestrocasotenemos arcilla y la fuerza P la establecemos para el caso #2 as mismo la Fx para el mismo caso m Bm L85 . 190 . 20==UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules47 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Tm . M M M . MTon P P P . PE L D uE L D u36 55 2 1764 . 503 2 1= + + == + + =0 6 1 2 1576 . 528 6 1 2 1= + == + =L D uL D uM . M . MTon P . P . PmTonqm .

)m . (Ton Le APqu670 . 1390 200 6185 . 1 90 20576 . 528 61maxmax=||

\| += ||

\|+ =0 = =uuPMemTonqm .m .

m . mTon Le APqmTonqm .m .

m . mTon Le APquu617 . 1290 20110 0 6190 20 85 . 1764 . 503 61440 . 1390 20110 0 6190 20 85 . 1764 . 503 61minminmaxmax=||

\| = ||

\|+ ==||

\| += ||

\|+ =mPMeuu110 . 0 = =mTonm .mTonQB q Quu290 . 25 85 1 6706 . 13max= = =mTonmmTonQB q QmTonmmTonQB q Quuuu342 . 23 85 . 1 617 . 12864 . 24 85 . 1 440 . 13minmin minmaxmax max= = == = =QuQmaxQminQmaxQmin a.5 Clculo de los esfuerzos ltimos actuantes en la zapata Para encontrar los esfuerzos predominantes en la base de la zapata consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E a.6 Clculo de las fuerzas ltimas actuantes en la base de la zapata a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E Diagramas de esfuerzos actuantes en la lnea de la zapata Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6L Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules48 Ing. Silvio Zambrano Arteaga QmaxQmaxQminQu = 25.290 Ton/m6.32279.78592.19185.9880.790125.07042.948103.2386.108 Ton 178.18 TonCortante Ultimo (Vu)Momento Ultimo (Mu)178.18 Ton 86.108 Ton85.98892.19179.785125.07042.9480.790 Diagrama envolvente debido al caso #2 a.7 Diagrama de Cortantes ltimos (Vu) y Momentos ltimos (Mu)Los diagramas tanto de Cortante ltimo (Vu), como el de Momento ltimo (Mu) estn a base a: - Considerando la esttica entre las cargas actuantes que baja por los pilares y la cargas que resulta de los esfuerzos del suelo. -Considerando la interaccin Suelo-Estructura. -Considerando a la cimentacin totalmente rgida. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6L UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules49 Ing. Silvio Zambrano Arteaga TonmmmTonToncd Q V Vv u u ux878 . 64250 . 083 . 0 290 . 25 191 . 922=((

+ =((

+ =ux nV V ) (c s nV V V + = Ton Vux878 . 64 =Ton kg cm cmcmkgd b f Vv v c c124 . 33 21 . 33124 83 45280 53 . 0 ' 53 . 0 = = = =TonTonVTon V TonV V Vssc s ux38 . 5375 . 0035 . 40) 124 . 33 ( 75 . 0 878 . 64) (= =+ =+ =cmcmcmkgkgsAd fVSASd f AVvv ys vv y vs153 . 083420053380=== =cmASv153 . 0= No se ha tomado en cuenta las cortantes y momentos ltimos del diagrama del caso #2. Puesto que el esfuerzo es menor que el caso #1, solo evaluaremos y disearemos con los esfuerzos del caso #1por ser el mayor. a.8DISEO ESTRUCTURAL DE ZAPATA CORRIDA CON VIGA T INVERTIDA a.8.1 Dimensiones de la viga en la zapata en base al Mumax LasdimensionesestarnenfuncindelMumax=125.070Tm,parazonasssmicascomoelcasodelEcuadorse establece la siguiente ecuacin. Donde = 0.90 dv = Peralte mnimo de la viga en la zapata fc = esfuerzo de compresin del hormign que es 280kg/cm bv = base o ancho de la viga en la zapata Seleccionaremos el peralte de la viga en funcin de laposible base a seleccionar: bv (cm)dv (cm)r (cm)h (cm) 3586.62793.62 4081.02788.02 4576.39783.39 5072.47779.47 Dado estos resultados seleccionaremos las siguientes dimensiones de la viga en la zapata, estableciendo el peralte efectivo de clculo: bv (cm)dv (cm)r (cm)h (cm) 4583790 a.8.2. Diseo de la viga en la zapata en base al Cortante ultimo Vumax (Estribos) Donde Vumax = 92.191 Ton y Qu = 25.290 Ton/m El valor de c depende donde se encuentre el valor mximo del cortante ya que es la dimensin de la columna en la direccin de la zapata c = 0.50m Dada la condicin: Donde: El esfuerzo que resiste el hormign es: Si igualamos Vn = Vux tendremos: siendo =0.75El esfuerzo que resisten los estribos: Donde: Av = 2A dos veces el rea nominal del estribo Fy = esfuerzo de traccin del acero S = separacin de los estribos Utilizaremos en los vanos Estribos 10mm c/10cm en los apoyo de columna a unadistanciaLn/4yenloscentrosdevanoutilizaremosEstribos10mm c/20cm, siendo Ln la luz neta entre cara a cara de columna en los vanos (mm)Av (cm)S (cm) 81.0056.568 101.57010.26 122.26214.78 v cuvb fMd' 189 . 0 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules50 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmB-b2cB-b2BH=d+rDfq=13.670Ton/mbmax a.8.3 Diseo de la viga en la zapata en base al Momento ultimo Mu (calculo de aceros longitudinales) SeccinMu (Tm)a (cm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A0.7900.0990.25212.4512.45 A-B125.07017.47244.55412.4544.55 B42.9485.55414.16312.4514.16 B-C103.2314.10135.95712.4535.96 C42.9485.55414.16312.4514.16 C-D125.07017.47244.55412.4544.55 D0.7900.0990.25212.4512.45 Donde:a = altura del bloque de compresin en la viga = 0.90 factor de reduccin a flexin fc = 280kg/cm, resistencia a la compresin del hormign fy = 4200kg/cm, resistencia a la traccin del acero de refuerzo = es el 50% de la cuanta de balance para fc = 280kg/cm, =0.014 Asmin = rea de acero mnimo que se debe ubicar en la seccin de la viga Asmax = rea de acero mximo que se debe ubicar en la seccin de la viga Cabesealarqueeldetallamientoyubicacindelosdimetrosdelosacerosquedaacriteriodediseador basndose en las secciones requeridas del cuadro anterior. a.8.4 Diseo de la zapataPara el diseo de la zapata consideraremos el esfuerzo del caso #1 analizados en el estado de carga mayorado: qmax = 13.670Ton/m y este a su vez en la zapata es lineal constante como lo muestra la siguiente figura. a.8.4.1 Diseo a Cortante por Punzonamiento: La seccin crtica a Punzonamiento se sita alrededor de la columna con una separacin de d/2 de sus caras. La fuerza cortante que actan sobre la seccin crtica en cada columna son: ColumnasVu(Ton) A86.108 B178.18 C178.18 D86.108 ( )v5uv vb fc 0.8510 M 2 d d a ==((

=2ad f10 MAv y5uscmcmkgcm cmfd bAyv vs45 . 12420083 45 14 14min= = =cm cm cm . d b Av v s29 . 52 83 45 014 0max= = =UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules51 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Tm Mm . m) . (mTon.L LqM(diseo)z (diseo)515 . 6590 20 675 02670 132max= = =cm cm cmcmkgd LfAvy) s(73 . 264 38 2090420014 14min= = =cm A d L f' .Mfd L f' .Asz c(diseo)yz cs844 . 4585 021 185 0=(((

=[ ]borde lumnas dePara co d )d b a ( d bntrales olumnas cePara c d ) d (b ) d (a d bd bVvz z z oz z z z oz ouu + + = + + + ==2 22mton.cmkg.cmkg. f' . Vc c06 184 406 18 280 1 1 1 1 = = = =N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmB-c2cBH=d+rDfq=13.670Ton/mcmaxB-c2u cv V El esfuerzo cortante por Punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: si fc = 280kg/cm Si: Donde = 0.75, a = 0.50m, b = 0.50m. Si utilizamos dz = 38cmy H = 45cm (la norma ACI-08 establece dmin = 15cm) Condicin: Cuadro de calculo del dz = 38cm ColumnasVu(Ton)b0dz (m)vu(Ton)Vc (Ton/m)Observacin A86.1080.6441133.68184.06ok B178.181.0032177.61184.06ok C178.181.0032177.61184.06ok D86.1080.6441133.38184.06ok El esfuerzo de corte por Punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign y el peralte analizado dz = 38cm cumple satisfactoriamente con los esfuerzos Cortantes a.8.4.2 Diseo a flexin: Laseccincrticadediseoaflexinseubicaenlacaradela columna.El esfuerzo requerido por flexines: qmax = 13.670Ton/m Lz = (B - c)/2 = 0.675m L = 20.90m - Acero calculado As - Acero mnimo As(min) UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules52 Ing. Silvio Zambrano Arteaga cm)cm - (#r L-Ccm .cmAA#illas illasseparacionsvsillas12 16 . 1217110 209012172 90 . 17154 173 . 264var varvar = == = = =cm)cm - (#r L- Ccm .cmAA#illas illasseparacionsvsillas8 92 . 823310 2090120 . 234131 173 . 264var varvar = == = = =cm cm cm . AH L . Asz s47 . 5 45 5 . 67 0018 00018 0minmin= = =7 96 . 60.785cm5.47cmAA#svsvarillas = = =u nV V c nV V = 92.191Ton Vu=Ton kg cm cmcmkgBd f Vp c c97 . 127 84 . 127973 78 185280 53 . 0 ' 53 . 0 = = = =92.191Ton 95.98Ton 127.97Ton 0.75V V VV Vu c nu n> = = Dadoqueelaceromnimoesmayorqueelacerocalculado,tendremoselsiguienteesquemadearmadoen sentidos longitudinal L = 20.90mcon un rea de acero de =264.73 cm - Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 172 varillas espaciadas cada 12cm - Si utilizamos 12mm cuya rea nominal es de Asv = 1.131cm tendremos, 234 varillas espaciadas cada 8cm Para el armado transversal a lo largo de L = 20.90m, utilizaremos 14mm c/12cm x 1.80m Para el armado en las aletas de la zapata utilizaremos la ecuacin de Asminpor Retraccin y Fraguado -Si utilizamos 10mm cuya rea nominal es de Asv = 0.785cm tendremos, 2 varillas a cadalado de las aletas de la zapata. Por lo tanto a cada costado utilizaremos 7 10mm x 20.90m Nota: El detallamiento Longitudinal y transversal de la zapata de los ejes 2-5 estn en la seccin 2.6.4.2 Detallamiento Estructural de zapata con viga T invertida. a.9DISEO ESTRUCTURAL DE ZAPATA CORRIDA COMO LOSA O PLACA DE CIMENTACIN: a.9.1 Dimensiones de placa en la zapata (Diseo por cortante) a.9.1.1 Para el diseo de la placa hacemos que el hormign absorba todo el cortante a flexin: Dada la condicin: Donde: El esfuerzo que resiste el hormign es: si dp = 0.78m Tendremos: siendo =0.75 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules53 Ing. Silvio Zambrano Arteaga [ ]borde lumnas dePara co d )d b a ( d bntrales olumnas cePara c d ) d (b ) d (a d bd bVvp p p op p p p oz ouu + + = + + + ==2 22mton.cmkg.cmkg. f' . Vc c06 184 406 18 280 1 1 1 1 = = = =u cv V B fMud d acp p' 85 . 0) 10 ( 25 =((

=2105ad fMAp yusH=0.85md=0.78mr =0.07mCOLUMNA axbB-b2b=0.50mB-b2B=0.85m a.9.1.2 chequeo decortante a Punzonamiento: El esfuerzo cortante por Punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: si fc = 280kg/cm Condicin:

Cuadro de calculo del dp = 78cm ColumnasVu(Ton)b0dp (m)vu(Ton)Vc (Ton/m)Observacin A86.1081.790148.102184.06ok B178.182.995259.488184.06ok C178.182.995259.488184.06ok D86.1081.790148.102184.06ok El esfuerzo de corte por Punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign y el peralte analizado dp = 78cm cumple satisfactoriamente con los esfuerzos Cortantes a.9.2 Diseo del acero de la placa en la zapata en base al Momento ultimo Mu

SeccinMu (Tm)a (cm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A0.790.0260.26828.30528.305 A-B125.074.15743.58128.30543.581 B42.9481.40214.69928.30528.305 B-C103.233.41535.79628.30535.796 C42.9481.40214.69928.30528.305 C-D125.074.15743.58128.30543.581 D0.790.0260.26828.30528.305 Donde:a = altura del bloque de compresin en la viga = 0.90 factor de reduccin a flexin H = 0.85m= (dp+7cm) fc = 280kg/cm, resistencia a la compresin del hormign fy = 4200kg/cm, resistencia a la traccin del acero de refuerzo Asmin = rea de acero mnimo que se debe ubicar en la seccin de la viga Asmax = rea de acero mximo que se debe ubicar en la seccin de la viga Cabesealarqueeldetallamientoyubicacindelosdimetrosdelosacerosquedaacriteriodediseador basndose en las secciones requeridas del cuadro anterior. cm 305 . 28 0018 . 0 Asmin= = H BUNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules54 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Lx=2d +aLx=d +a pBp Lx=2d +aLx=d +a pp(((

= d B f' .Mfd B f' .Ap c(diseo)yp cs 85 021 185 0x (diseo)L BqM =2H=0.85md=0.78mr =0.07mCOLUMNA axbB-b2b=0.50mB-b2B=1.85mq=13.670Ton/m a.9.2 Diseo transversal en zona de columnas Paralazonadondeseencuentranlascolumnassedisearaasumiendounavigaficticia,comosemuestraenel siguiente grafico: q = 13.670Ton/m ColumnasLx (m)Mu (Tm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A1.2829.94210.21919.58419.584 B2.0648.18916.51031.51831.518 C2.0648.18916.51031.51831.518 D1.2829.94210.21919.58419.584 ColumnasLx (m)B (m)As req (cm) (mm)Av (cm)#=As req/ AvObservacin A1.281.8519.584141.541314mm c/10cm B2.061.8531.518141.542114mm c/10cm C2.061.8531.518141.542114mm c/10cm D1.281.8519.584141.541314mm c/10cm Nota: El detallamiento Longitudinal y transversal de la zapata de los ejes 2-5 estn en la seccin2.6.5.2 Detallamiento Estructural Zapata corrida como Placa o losa de espesor constante. EJES 3 - 4 Cargas actuantes a la cimentacin Cargas muertas DCargas vivas LCargas por Sismo Ex Pz (Ton)Fx (Ton)My (Tm)Pz (Ton)Fx (Ton)My (Tm)Pz (Ton)Fx (Ton)My (Tm) A3-D4-53.15-2.28-2.41-12.05-0.57-0.60-9.29-6.95-13.01 B3-B4-107.590.660.71-26.580.170.18-2.47-8.41-14.69 C3-C4-107.59-0.66-0.71-26.58-0.17-0.18-2.47-8.41-14.69 D3-D4-53.152.282.41-12.050.570.60-9.29-6.95-13.01 Las dimensiones a cada una de las columnas se muestran en la figura siguiente: H Lx = 0018 . 0 AsminUNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules55 Ing. Silvio Zambrano Arteaga m .PMe 208 0 = =3.483m620.90m6Lemax= = =) (max imae eOk m . m . e < = 483 3 208 0OkmTon. mTonqmTon.m . mTonAP qelo adm del su = < === =0 12 310 . 11310 1190 20 85 . 132 . 437maxmaxOkmTon. .mTonqm .m

)m . (Ton Le AP qelo adm del su = < =||

\| += ||

\|+ =96 15 33 1 630 . 1290 20208 . 0 6190 20 85 . 184 . 460 61maxmaxmTon12.0 suelo del adm=Tm ) M M (M MTon ) P P P . ( PE L DE L D4 . 5484 . 460 12 1= + + == + + =032 . 437 12 1= + == + =) M (M MTon ) P P . ( PL DL Dm BmmTonTonLPB75 . 1 744 . 190 . 200 . 1232 . 437B LPsuelo del admsuelo del adm ====m Bm . )mTon. ( .TonL .PBB LP .elo adm del suelo adm del su40 . 1 38 . 190 20 0 12 33 184 . 46033 133 1 ====OkTonTonFP uFxs === 5 . 1 844 . 572 . 3084 . 460 39 . 0 La resistencia admisible del suelo a.1 Clculo de la base de zapata: Para encontrar las dimensiones de la zapata, consideraremos endos Casos: Siendo 1.12el factor de mayoracin por efecto del peso de la zapata y del material sobre la zapata. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E a.1.1 Geometra de la zapata: La zapata tiene una longitud L = 20.90m a todo lo largo en la direccin X, la siguiente ecuacin esta en funcin del rea de la zapata (L x B) siendo B el ancho de la Zapata. a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E Cabe indicar quela base de la zapata de los Ejes 2-5 es de 1.85my la calculada para los Ejes 3-4 es 1.75m,ya que difiere en 10cm escogeremos 1.85m al igual que los Ejes 2-5, con esto tendremos un encofrado igual para los dos ejes en sus bases. a.2 Chequeo de las excentricidades:Puestoqueenelcaso#1noexistemomentoconsideramosquelacargaultimadeserviciocoincideconla resultantedepresionesdesdeelsueloalazapatacuyaexcentricidades=0estonoshacereferenciaquelas presiones son uniforme. Analizaremos el caso #2 b. Caso # 2 combinacin D + L + E Puesto que la excentricidad esta dentro del tercio de la longitud de la zapata. Tendremos un sistema de presiones trapezoidal a.3 Chequeo de la presin de contacto Mxima (qmax): a. Caso # 1 combinacinD + Lb. Caso # 2 combinacin D + L + E a.4 Factor de seguridad al deslizamiento Dondeu=0.39,estevalordependedeltipodesuelodondeseencuentralazapata,paranuestrocasotenemos arcilla y la fuerza P la establecemos para el caso #2 as mismo la Fx para el mismo caso m Bm L85 . 190 . 20==UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules56 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Tm M M M . MTon P P P . PE L D uE L D u40 . 54 2 1556 . 486 2 1= + + == + + =0 6 1 2 1392 . 509 6 1 2 1= + == + =L D uL D uM . M . MTon P . P . PmTonqm .

)m . (Ton Le APqu174 . 1390 200 6185 . 1 90 20392 . 509 61maxmax=||

\| += ||

\|+ =0 = =uuPMemTonqm .m .

m . mTon Le APqmTonqm .m .

m . mTon Le APquu183 . 1290 20111 0 6190 20 85 . 1556 . 486 61985 . 1290 20111 0 6190 20 85 . 1556 . 486 61minminmaxmax=||

\| = ||

\|+ ==||

\| += ||

\|+ =mPMeuu111 . 0 = =mTonm .mTonQB q Quu3719 . 24 85 1 174 . 13max= = =mTonmmTonQB q QmTonmmTonQB q Quuuu538 . 22 85 . 1 183 . 12022 . 24 85 . 1 985 . 12minmin minmaxmax max= = == = =QuQmaxQminQmaxQmin a.5 Clculo de los esfuerzos ltimos actuantes en la zapata Para encontrar los esfuerzos predominantes en la base de la zapata consideraremos endos Casos: a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E a.6 Clculo de las fuerzas ltimas actuantes en la base de la zapata a. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6Lb. Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E Diagramas de esfuerzos actuantes en la lnea de la zapata Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6L Caso # 2 combinacin 1.2 D + L + E UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules57 Ing. Silvio Zambrano Arteaga QmaxQmaxQminQu = 24.372Ton/m6.09276.96788.74382.8560.761120.76940.832100.02383.06 Ton 171.60 TonCortante Ultimo (Vu)Momento Ultimo (Mu)171.60 Ton 83.06 Ton82.85688.74376.967120.76940.8320.7616.092 Diagrama envolvente debido al caso #2 a.7 Diagrama de Cortantes ltimos (Vu) y Momentos ltimos (Mu)Los diagramas tanto de Cortante ltimo (Vu), como el de Momento ltimo (Mu) estn a base a: - Considerando la esttica entre las cargas actuantes que baja por los pilares y la cargas que resulta de los esfuerzos del suelo. -Considerando la interaccin Suelo-Estructura. -Considerando a la cimentacin totalmente rgida. Caso # 1 combinacin1.2D + 1.6L UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules58 Ing. Silvio Zambrano Arteaga TonmmmTonToncd Q V Vv u u ux412 . 62250 . 083 . 0 372 . 24 743 . 882=((

+ =((

+ =ux nV V ) V (V Vc s n+ = 62.412Ton Vux=Ton kg cm cmcmkgd b f Vv v c c124 . 33 21 . 33124 83 45280 53 . 0 ' 53 . 0 = = = =50.092Ton0.7537.569TonV33.124Ton) 0.75(V 62.412Ton) V (V Vssc s ux= =+ =+ =0.143cm83cmcmkg420050092kgsAd fVSASd f AVvv ys vv y vs=== =0.143cmASv= No se ha tomado en cuenta las cortantes y momentos ltimos del diagrama del caso #2. Puesto que el esfuerzo es menor que el caso #1, solo evaluaremos y disearemos con los esfuerzos del caso #1por ser el mayor. a.8DISEO ESTRUCTURAL DE ZAPATA CORRIDA CON VIGA T INVERTIDA a.8.1 Dimensiones de la viga en la zapata en base al Mumax LasdimensionesestarnenfuncindelMumax=120.769Tm,parazonasssmicascomoelcasodelEcuadorse establece la siguiente ecuacin. Donde = 0.90 dv = Peralte mnimo de la viga en la zapata fc = esfuerzo de compresin del hormign que es 280kg/cm bv = base o ancho de la viga en la zapata Seleccionaremos el peralte de la viga en funcin de laposible base a seleccionar: bv (cm)dv (cm)r (cm)h (cm) 3585.11792.11 4079.62786.62 4575.06782.62 5071.21778.21 Dado estos resultados seleccionaremos las siguientes dimensiones de la viga en la zapata, estableciendo el peralte efectivo de clculo: bv (cm)dv (cm)r (cm)h (cm) 4583790 a.8.2. Diseo de la viga en la zapata en base al Cortante ultimo Vumax (Estribos) Donde Vumax = 88.743 Ton y Qu = 24.372 Ton/m El valor de c depende donde se encuentre el valor mximo del cortante ya que es la dimensin de la columna en la direccin de la zapata c = 0.50m Dada la condicin: Donde: El esfuerzo que resiste el hormign es: Si igualamos Vn = Vux tendremos: siendo =0.75El esfuerzo que resisten los estribos: Donde: Av = 2A dos veces el rea nominal del estribo Fy = esfuerzo de traccin del acero S = separacin de los estribos Utilizaremos en los vanos Estribos 10mm c/10cm en los apoyo de columna a unadistanciaLn/4yenloscentrosdevanoutilizaremosEstribos10mm c/20cm, siendo Ln la luz neta entre cara a cara de columna en los vanos (mm)Av (cm)S (cm) 81.0057.02 101.57010.97 122.26215.81 v cuvb fMd' 189 . 0 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules59 Ing. Silvio Zambrano Arteaga N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmB-b2cB-b2BH=d+rDfq=13.174Ton/mbmax a.8.3 Diseo de la viga en la zapata en base al Momento ultimo Mu (calculo de aceros longitudinales) SeccinMu (Tm)a (cm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A0.7610.0950.24312.45012.450 A-B120.76916.79542.82612.45042.826 B40.8325.27113.44112.45013.441 B-C100.02313.62034.73012.45034.730 C40.8325.27113.44112.45013.441 C-D120.76916.79542.82612.45042.826 D0.7610.0950.24312.45012.450 Donde:a = altura del bloque de compresin en la viga = 0.90 factor de reduccin a flexin fc = 280kg/cm, resistencia a la compresin del hormign fy = 4200kg/cm, resistencia a la traccin del acero de refuerzo = es el 50% de la cuanta de balance para fc = 280kg/cm, =0.014 Asmin = rea de acero mnimo que se debe ubicar en la seccin de la viga Asmax = rea de acero mximo que se debe ubicar en la seccin de la viga Cabesealarqueeldetallamientoyubicacindelosdimetrosdelosacerosquedaacriteriodediseador basndose en las secciones requeridas del cuadro anterior. a.8.4 Diseo de la zapataPara el diseo de la zapata consideraremos el esfuerzo del caso #1 analizados en el estado de carga mayorado: qmax = 13.174Ton/m y este a su vez en la zapata es lineal constante como lo muestra la siguiente figura. a.8.4.1 Diseo a Cortante por Punzonamiento: La seccin crtica a Punzonamiento se sita alrededor de la columna con una separacin de d/2 de sus caras. La fuerza cortante que actan sobre la seccin crtica en cada columna son: ColumnasVu(Ton) A83.06 B171.60 C171.60 D83.06 ( )v5uv vb fc 0.8510 M 2 d d a ==((

=2ad f10 MAv y5uscmcmkgcm cmfd bAyv vs45 . 12420083 45 14 14min= = =cm cm cm . d b Av v s29 . 52 83 45 014 0max= = =UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules60 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Tm Mm . m) . (mTonL LqM(diseo)z (diseo)725 . 6290 20 675 02174 . 132max= = =cm cm cmcmkgd LfAvy) s(73 . 264 38 2090420014 14min= = =cm A d L f' .Mfd L f' .Asz c(diseo)yz cs882 . 4385 021 185 0=(((

=[ ]borde lumnas dePara co d )d b a ( d bntrales olumnas cePara c d ) d (b ) d (a d bd bVvz z z oz z z z oz ouu + + = + + + ==2 22mton.cmkg.cmkg. f' . Vc c06 184 406 18 280 1 1 1 1 = = = =N+0.00 NIVEL DE TERRENO EXISTENTEdr=5cmB-c2cBH=d+rDfq=13.174Ton/mcmaxB-c2u cv V El esfuerzo cortante por Punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: si fc = 280kg/cm Si: Donde = 0.75, a = 0.50m, b = 0.50m. Si utilizamos dz = 38cmy H = 45cm (la norma ACI-08 establece dmin = 15cm) Condicin: Cuadro de calculo del dz = 38cm ColumnasVu(Ton)b0dz (m)vu(Ton)Vc (Ton/m)Observacin A83.060.6441128.95184.06ok B171.601.0032171.052184.06ok C171.601.0032171.052184.06ok D83.060.6441128.95184.06ok El esfuerzo de corte por Punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign y el peralte analizado dz = 38cm cumple satisfactoriamente con los esfuerzos Cortantes a.8.4.2 Diseo a flexin: La seccin crtica de diseo a flexin se ubica en la cara de la columna.El esfuerzo requerido por flexines: qmax = 13.174Ton/m Lz = (B - c)/2 = 0.675m L = 20.90m - Acero calculado As - Acero mnimo As(min) UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules61 Ing. Silvio Zambrano Arteaga cm)cm - (#r L-Ccm .cmAA#illas illasseparacionsvsillas12 16 . 1217110 209012172 90 . 17154 173 . 264var varvar = == = = =cm)cm - (#r L- Ccm .cmAA#illas illasseparacionsvsillas8 92 . 823310 2090120 . 234131 173 . 264var varvar = == = = =cm cm cm . AH L . Asz s47 . 5 45 5 . 67 0018 00018 0minmin= = =7 96 . 60.785cm5.47cmAA#svsvarillas = = =u nV V c nV V = Ton 88.743 Vu=Ton kg cm cmcmkgBd f Vp c c97 . 127 84 . 127973 78 185280 53 . 0 ' 53 . 0 = = = =Ton 88.743 Ton 95.98 Ton 127.97 0.75V V VV Vu c nu n> = = Dadoqueelaceromnimoesmayorqueelacerocalculado,tendremoselsiguienteesquemadearmadoen sentidos longitudinal L = 20.90mcon un rea de acero de =264.73 cm - Si utilizamos 14mm cuya rea nominal es de Asv = 1.54cm tendremos, 172 varillas espaciadas cada 12cm - Si utilizamos 12mm cuya rea nominal es de Asv = 1.131cm tendremos, 234 varillas espaciadas cada 8cm Para el armado transversal a lo largo de L = 20.90m, utilizaremos 14mm c/12cm x 1.80m Para el armado en las aletas de la zapata utilizaremos la ecuacin de Asminpor Retraccin y Fraguado -Si utilizamos 10mm cuya rea nominal es de Asv = 0.785cm tendremos, 2 varillas a cadalado de las aletas de la zapata. Por lo tanto a cada costado utilizaremos 7 10mm x 20.90m Nota: El detallamiento Longitudinal y transversal de la zapata de los ejes 3-4 estn en la seccin 2.6.4.2 Detallamiento Estructural de zapata con viga T invertida. a.9DISEO ESTRUCTURAL DE ZAPATA CORRIDA COMO LOSA O PLACA DE CIMENTACIN: a.9.1 Dimensiones de placa en la zapata (Diseo por cortante) a.9.1.1 Para el diseo de la placa hacemos que el hormign absorba todo el cortante a flexin: Dada la condicin: Donde: El esfuerzo que resiste el hormign es: si dp = 0.78m Tendremos: siendo =0.75 UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules62 Ing. Silvio Zambrano Arteaga [ ]borde lumnas dePara co d )d b a ( d bntrales olumnas cePara c d ) d (b ) d (a d bd bVvp p p op p p p oz ouu + + = + + + ==2 22mton.cmkg.cmkg. f' . Vc c06 184 406 18 280 1 1 1 1 = = = =u cv V B fMud d acp p' 85 . 0) 10 ( 25 =((

=2105ad fMAp yusH=0.85md=0.78mr =0.07mCOLUMNA axbB-b2b=0.50mB-b2B=1.85m a.9.1.2 chequeo decortante a Punzonamiento: El esfuerzo cortante por Punzonamiento que acta sobre la seccin es: El esfuerzo resistente a corte por Punzonamiento es: si fc = 280kg/cm Condicin:

Cuadro de calculo del dp = 78cm ColumnasVu(Ton)b0dp (m)vu(Ton)Vc (Ton/m)Observacin A83.061.790146.399184.06ok B171.602.995257.292184.06ok C171.602.995257.292184.06ok D83.061.790146.399184.06ok El esfuerzo de corte por Punzonamiento solicitante es inferior a la capacidad resistente del hormign y el peralte analizado dp = 78cm cumple satisfactoriamente con los esfuerzos Cortantes a.9.2 Diseo del acero de la placa en la zapata en base al Momento ultimo Mu

SeccinMu (Tm)a (cm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A0.7610.0250.22928.30528.305 A-B120.7694.01037.15328.30537.153 B40.8321.33212.36928.30528.305 B-C100.0233.30630.64528.30530.645 C40.8321.33212.36928.30528.305 C-D120.7694.01037.15328.30537.153 D0.7610.0250.22928.30528.305 Donde:a = altura del bloque de compresin en la viga = 0.90 factor de reduccin a flexin H = 0.85m= (dp+7cm) fc = 280kg/cm, resistencia a la compresin del hormign fy = 4200kg/cm, resistencia a la traccin del acero de refuerzo Asmin = rea de acero mnimo que se debe ubicar en la seccin de la viga Asmax = rea de acero mximo que se debe ubicar en la seccin de la viga Cabesealarqueeldetallamientoyubicacindelosdimetrosdelosacerosquedaacriteriodediseador basndose en las secciones requeridas del cuadro anterior. cm 305 . 28 0018 . 0 Asmin= = H BUNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules63 Ing. Silvio Zambrano Arteaga Lx=2d +aLx=d +a pBp Lx=2d +aLx=d +a pp(((

= d B f' .Mfd B f' .Ap c(diseo)yp cs 85 021 185 0x (diseo)L BqM =2H=0.85md=0.78mr =0.07mCOLUMNA axbB-b2b=0.50mB-b2B=1.85mq=13.174Ton/m a.9.2 Diseo transversal en zona de columnas Paralazonadondeseencuentranlascolumnassedisearaasumiendounavigaficticia,comosemuestraenel siguiente grafico: q = 13.174Ton/m ColumnasLx (m)Mu (Tm)As (cm)Asmin (cm)As req (cm) A1.2828.8569.84619.58419.584 B2.0646.44015.90531.51831.518 C2.0646.44015.90531.51831.518 D1.2828.8569.84619.58419.584 ColumnasLx (m)B (m)As req (cm) (mm)Av (cm)#=As req/ AvObservacin A1.281.8519.584141.541314mm c/10cm B2.061.8531.518141.542114mm c/10cm C2.061.8531.518141.542114mm c/10cm D1.281.8519.584141.541314mm c/10cm Nota: El detallamiento Longitudinal y transversal de la zapata de los ejes 3-4 estn en la seccin2.6.5.2 Detallamiento Estructural Zapata corrida como Placa o losa de espesor constante. H Lx = 0018 . 0 AsminUNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules64 Ing. Silvio Zambrano Arteaga 654321A B C DA B C D 2.6.4 Detalle Estructural de Zapata corrida con viga T invertida. 2.6.4.1 Planta de cimientos UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILUNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL ANALISIS ESTRUCTURAL Manuel Guevara Anzules65 Ing. Silvio Zambrano Arteaga ABCD418mm 620mm x 3.20m0 . 4 50 . 4 5416mm 416mm 416mm VZ1 - VZ6 (0.35x0.70)DETALLES DE VIGAS ZAPATAS VZ1 6Guia 10mm ambas carasGuia 10mm ambas carasEstr. 10mm c/0.151.600.250.151.601 61 61 60.450.450.450.450.151.600.250.151.600.151.600.250.151.60620mm x 3.20m620mm x 3.20m418mm 418mm SECCIN12mm c/14cm210mm VZ1 - VZ6 (0.35x0.70)210mm Guias210mm ABCD522mm 722mm x 3.20m0 . 4 50 . 4 5416mm 416mm 416mm VZ2 - VZ5 (0.45x0.90)2 5Estr. 10mm c/0.101.600.200.101.602 52 52 50.450.450.450.450.101.600.200.101.600.101.600.200.101.60522mm x 3.20m722mm x 3.20m522mm 522mm SECCIN14mm c/12cmVZ2 - VZ5 (0.45x0.90)310mm Guias712mm 316mm 316mm ABCD522mm 820mm x 3.20m0 . 4 50 . 4 5416mm 416mm 416mm VZ3 - VZ4 (0.45x0.90)3 4Guia 12mm ambas carasGuia 12mm ambas carasEstr. 10mm c/0.101.600.200.101.603 43 43 40.450.450.450.450.101.600.200.101.600.101.600.200.101.60520mm x 3.20m820mm x 3.20m522mm 522mm SECCIN14mm c/12cmVZ3 - VZ4 (0.45x