Zapatas Aisladas

3. Construcción y prefabricación de zapatas aisladas de concreto reforzado. 3.1. Generalidades

Las zapatas son miembros estructurales que se encargan de transmitir la carga total de columnas, pilares o muros, incluyendo su peso propio sobre un área de terreno suficiente para que los esfuerzos transmitidos estén dentro de los límites permitidos para el suelo que la soporta.( 1)

Los esfuerzos críticos que se provocan en las zapatas son:

a) Esfuerzos de Compresión

El código del ACI permite esfuerzos de compresión de: 0.375 f'c y para áreas

intermedias puede interpolarse.

b) Presión del suelo

La obtenemos al dividir la carga total incluyendo el peso propio entre el área de la

zapata mas o menos el producto del momento por la distancia del eje neutro entre el momento de inercia de la base.

Esta presión así obtenida debe ser igual o menor que la presión admitida y no debe de existir tensiones entre el suelo y la zapata.

Γ= P/A±My/I

c) Esfuerzo de corte

Los esfuerzos de corte máximos en las zapatas se localizan a una distancia de la columna o de la base del dado de la mitad del peralte

En el caso de muros el corte máximo estará a una distancia de un peralte completo. Γ= F/A

(1) Marco Aurelio Torres H., Concreto Teoría Elástica Diseño al Limite, Patria S.A. d) Momento flector

Es la suma algebraica de todos los momentos, de todas las fuerzas que actúan a la izquierda o a la derecha de una sección diferencial dx. Normalmente el momento flexionante que actúa en la zapata es el máximo momento que se puede presentar en la estructura en ese punto, y la zapata debe ser capaz de absorberla.

Cimentación por zapatas:

En general son de planta cuadrada, pero en la proximidad las colindancias suelen hacerse rectangulares. Se hacen de concreto armado para que sean capaces de distribuir fuertes cargas en una superficie importante. Esta solución será satisfactoria mientras las zapatas no se junten demasiado; de ocurrir esto será mejor la cimentación corrida. Esta formada por concreto armado, esto quiere decir que esta conformada por concreto y acero, el cual debe ir armado según los cálculos de las cargas que reciba dicha cimentación. Este tipo de cimentación se utiliza en obras donde el área de construcción es grande y en donde las zapatas aisladas se juntan.

Como nota importante hay que decir que se independizaran las cimentaciones y las estructuras que estén situados en terrenos que presenten discontinuidades o cambios sustanciales de su naturaleza, de forma que las distintas partes del edificio queden cimentadas en terrenos homogéneos.

La profundidad del plano de apoyo o elección del firme, se fijara en función de las determinaciones del informe geotécnico, teniendo en cuenta que el terreno que queda por debajo de la cimentación no quede alterado, pero antes para saber que tipo de cimentación vamos a utilizar tenemos que conocer el tipo de terreno según el informe geotécnico.

3.2 Clasificación de Zapatas

Los tipos de zapatas pueden ser: Por su forma de trabajar:

- Aisladas.

- Combinadas.

- Continuas bajo pilares. - Continuas bajo muros. - Arriostradas.

Por su morfología: - Macizas,

Que a su vez pueden ser. - Rectas.

- Escalonadas.

- Piramidales.

Por la relación entre sus dimensiones (lo que condiciona su forma de trabajo). - Rígidas. En las que el vuelo es menor o igual a dos veces el canto. -Flexibles. En las que el vuelo es mayor a dos veces el canto.

Por la forma:

- Rectangulares, cuadradas, circulares y poligonales.

Zapatas aisladas

Es aquella zapata en la que descansa o recae un solo pilar. Encargada de transmitir a través de su superficie de cimentación los elementos mecánicos al terreno. (2)

La zapata no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las estructuras si que es normal además de aconsejable poner una junta cada 30 mts aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un único pilar.

Importante es saber que además del peso del edificio y las sobrecargas, hay que tener también en cuenta el peso de las tierras que descansan sobre sus vuelos.

Zapata aislada cuadrada

La zapata aislada comúnmente se utiliza para transportar la carga concentrada de una columna cuya función principal consiste en aumentar el área de apoyo en ambas direcciones.

En general, su construcción se aconseja cuando la carga de la columna es aproximadamente 75% mas baja que la capacidad de carga admisible del suelo. Se recomienda que la zapata aislada deberá emplearse cuando el suelo tenga una capacidad de carga admisible no menor de 10000 Kg. / m2, con el fin de que sus lados no resulten exageradamente grandes.

Él calculo de estas zapatas se basa en los esfuerzos críticos a que se encuentran sometidas, pero su diseño lo determinan el esfuerzo cortante de penetración, la compresión

(2) Marco Aurelio Torres H., Concreto Teoría Elástica Diseño al Limite, Patria S.A.

de la columna sobre la zapata, el esfuerzo de flexión producido por la presión ascendente del suelo contra la propia zapata, los esfuerzos del concreto en el interior de la zapata, así como el deslizamiento o falta de adherencia del acero con el concreto.

Zapata aislada rectangular

Las zapatas aisladas rectangulares son prácticamente iguales a las cuadradas; ambas

trabajan y se calculan en forma similar y se recomiendan en aquellos casos donde los ejes entre columnas se encuentran limitados o demasiado juntos. (3)

Por su forma rectangular presenta dos secciones críticas distintas para calcular por flexión. En zapatas que soporten elementos de concreto, será el plomo vertical tangente a la cara de la columna o pedestal en ambos lados de la zapata.

Zapata aislada descentradas

Las zapatas aisladas descentradas tienen la particularidad de que las cargas que sobre ellas recaen, lo hacen en forma descentrada, por lo que se producen unos momentos de vuelco que habrá de contrarrestar.

Las formas de trabajo se solucionan y realizan como la zapata aislada con la salvedad de la problemática que supone el que se produzcan momentos de vuelo, debido a la excentricidad de las cargas.

Algunas de las soluciones para evitar el momento de vuelco seria utilizando una contra trabe. Utilizando contra trabe, esta a través de su trabajo a flexión, tiene la misión de absorber el momento de vuelco de la zapata descentrada. Deberá tener gran inercia y estar fuertemente armada.

(3) Marco Aurelio Torres H., Concreto Teoría Elástica Diseño al Limite, Patria

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