55044623 diseno de zapatas practica 2 concreto armado
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ESTRUCTURAS
CURSO : CONCRETO ARMADO II
TRABAJO : DISEÑO DE ZAPATAS Y CIMENTACIÓN DE
MUROS DE CORTE
DOCENTE : CARLOS IRALA CANDIOTI
ESTUDIANTE : LORENZO CORI, LENIN BEKER
CÓDIGO : 20077502E
CICLO : 2011-1
UNI, 06 de abril de 2011
CONCRETO ARMADO II DISEÑO DE ZAPATAS Y CIMENTACIÓN DE MURO DE CORTE
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ÍNDICE
Contenido Pág.
1.-CONSIDERACIONES DEL PROBLEMA DE LA PRACTICA 3
2.-CONSIDERACIONES DEL TERRENO 4
3.-CONSIDERACIONES DE USO Y SOBRECARGA 4
4.- DISTRIBUCIÓN DE LA SOBRECARGA EN PISOS TÍPICOS 5
5.-PRE DIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA ALIGERADA 5
6.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS 6
7.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS 8
8.-DISEÑO DE ZAPATAS 15
9.-DISEÑO DE CIMENTACIÓN DE MURO DE CORTE 24
ANEXOS 27
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1.- CONSIDERACIONES DEL PROBLEMA DE LA PRÁCTICA
De acuerdo a las consideraciones:
L1: Número de letras del primer nombre
L2: Número de letras del apellido paterno
L3: Número de letras del apellido materno
Entonces: Nombre: LENIN Numero de letras = L1 = 5
Apellido paterno: LORENZO Numero de letras = L2 = 7
Apellido materno: CORI Numero de letras = L3 = 4
Y bajo las siguientes restricciones:
5 m 1.15L2, 1.10L1, 1.15L3 8 m
3.5 m 0.8L1, 0.8L2 5.5 m
Entonces se tiene la siguiente distribución:
FIGURA NUMERO 1
Vista en planta
FIGURA NUMERO 2
Vista en elevación
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2.- CONSIDERACIONES DEL TERRENO
Se considera el terreno con los límites de propiedad alejada del perímetro del área a
construir tal como se muestra en la figura 3, esto con la finalidad de que la cimentación se
realice con zapatas aisladas y que la columna o muro de corte que transfiera carga este
ubicada en el centro de la perspectiva en planta de la cimentación.
3.- CONSIDERACIONES DE USO Y SOBRECARGA
Se asumirá como uso de la edificación, destinada para un centro de salud, razón por la cual
es necesario recurrir a la Norma Técnica Peruana de cargas E.020 en la cual se estipula
para el caso de hospitales la siguiente configuración de sobrecargas:
TABLA N° 1
Sobrecarga según NTE E.020 para hospitales
Descripción de uso S/C kPa (Kg/cm2)
Salas de operaciones, laboratorios y zonas de servicio 3.0(300)
Cuartos 2.0(200)
Corredores y escalera 4.0(400)
FIGURA NUMERO 3
Limites de propiedad
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4.- DISTRIBUCIÓN DE LA SOBRECARGA EN PISOS TÍPICOS
De acuerdo al plano de arquitectura y distribución (Ver anexos) y según las sobrecargas
estipulados según uso de ambientes (para los niveles: 2;3;4 y 5) se tiene la siguiente
configuración de sobrecargas:
Donde:
5.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE LOSA ALIGERADA:
Para no verificar deflexiones y evitar problemas estructurales relacionados a las excesivas
deflexiones, el pre dimensionamiento se realiza de acuerdo a las consideraciones de las
ACI-318 :
Donde:
l : luz libre de viguetas
FIGURA NUMERO 4
Configuracion de Sobrecargas
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Según la figura 5, la luz libre más grande en la dirección de las viguetas de la losa aligerada
es de 5.5 m.
6.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE VIGAS:
Bajo el mismo criterio del pre dimensionamiento de la losa aligerada se realiza el pre
dimensionamiento de la viga:
Donde:
β= Ancho tributario
l= luz libre de la viga
FIGURA NÚMERO 5
Sentido de la losa aligerada
h
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Las Vigas en la dirección X se asumirán como V-101 uniforme para todos los ejes (1 al 5),
considerando la de mayor luz y mayor ancho tributario.
FIGURA NÚMERO 6
Ancho tributario de viga en dirección X
FIGURA NÚMERO 7
Ancho tributario de viga en dirección Y
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Tipo de
Columnaλ η
Central 1.10 0.30
Perimetro 1.25 0.25
Esquina 1.50 0.20
Las Vigas en la dirección Y se asumirán como V-102 uniforme para todos los ejes (A hasta
E), considerando la de mayor luz y mayor ancho tributario.
7.- PRE DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS:
El pre dimensionamiento de las columnas se realiza de acuerdo a:
TABLA N° 2
Factores para pre dimensionamiento de columnas
Para realizar el pre dimensionamiento correspondiente para las columnas, cabe mencionar
los datos proporcionados por el problema:
Peso de acabados (1ro al 5to Nivel) = 100 kg/m2
Peso de tabiquería (1ro al 4to Nivel) = 100 kg/m2
Parapeto de albañilería de 1m x 0.15m (5to Nivel) = 0.27 ton/m
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En la figura 8 la letra “C” representa el área tributaria para una columna central, “P”
representa el área tributaria para una columna lateral, “E” representa el área tributaria para
una columna de esquina.
Se considera a estas áreas tributarias coma las más cargadas, teniendo como referencia las
dimensiones de las áreas geométricas y referentes a las sobrecargas que soportan, esto
basado en la representación que se brinda según la figura 4.
7.1.- Características de los materiales:
Se ha empleado concreto cuya resistencia característica es: f’c = 210 kg/cm2
Se ha empleado acero grado 60 cuyo valor de fluencia es : fy = 4200 kg/cm2
7.2.- Metrado de Cargas:
Para el metrado de las cargas vivas o sobrecargas, se ha desarrollado de acuerdo
con el grafico de sobrecargas presentado en la figura 4.
Para efectos de metrado de las cargas muertas se asume una columna de 0.50x0.50 y el
peso especifico del concreto de 2.4 ton/m3.
FIGURA NÚMERO 8
Áreas tributarias a columnas, se muestra las más cargadas
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Resumen de metrado de cargas muertas
CARGAS MUERTAS PARA 1C ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
11.22
ACABADOS
3.21
TABIQUERIA
3.85
VIGASX
3.40
VIGASY
2.00
COLUMNA
8.82
Carga
123.33
CARGAS MUERTAS PARA 2C ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
10.81
ACABADOS
3.09
TABIQUERIA
3.71
VIGASX
3.28
VIGASY
2.00
COLUMNA
8.82
Carga
119.48
CARGAS MUERTAS PARA 3C ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
7.09
ACABADOS
2.03
TABIQUERIA
2.43
VIGASX
3.40
VIGASY
1.16
COLUMNA
8.82
Carga
86.89
CARGAS MUERTAS PARA 4C ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
6.83
ACABADOS
1.95
TABIQUERIA
2.34
VIGASX
3.28
VIGASY
1.16
COLUMNA
8.82
Carga
84.21
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CARGAS MUERTAS PARA 1P ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
5.32
ACABADOS
1.52
TABIQUERIA
1.82
VIGASX
3.40
VIGASY
0.84
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.82
Carga
73.32
CARGAS MUERTAS PARA 2P ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
5.12
ACABADOS
1.46
TABIQUERIA
1.76
VIGASX
3.28
VIGASY
0.84
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.76
Carga
71.08
CARGAS MUERTAS PARA 3P ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
7.09
ACABADOS
2.03
TABIQUERIA
2.43
VIGASX
3.40
VIGASY
1.16
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.82
Carga
88.71
CARGAS MUERTAS PARA 4P ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
6.83
ACABADOS
1.95
TABIQUERIA
2.34
VIGASX
3.28
VIGASY
1.16
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.76
Carga
85.97
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CARGAS MUERTAS PARA 5P ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
5.29
ACABADOS
12.60
TABIQUERIA
1.82
VIGASX
1.39
VIGASY
2.31
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.49
Carga
125.51
CARGAS MUERTAS PARA 6P ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
5.29
ACABADOS
1.51
TABIQUERIA
1.82
VIGASX
1.39
VIGASY
2.31
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.49
Carga
70.08
CARGAS MUERTAS PARA 1E ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
2.17
ACABADOS
0.62
TABIQUERIA
0.74
VIGASX
1.39
VIGASY
0.84
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.28
Carga
38.12
CARGAS MUERTAS PARA 2E ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
2.89
ACABADOS
0.83
TABIQUERIA
0.99
VIGASX
1.39
VIGASY
1.16
COLUMNA
8.82
PARAPETO
1.49
Carga
45.53
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TABLA N° 3-a
Resumen general de metrado de cargas
SOBRECARGA EN COLUMNA CENTRAL
A tributaria PL (ton) AREA PD (ton) PS(ton) Pu(ton)
1C 12.07 32.06 123.33 135.40 193.18
2C 12.35 30.88 119.48 131.83 188.27
3C 8.18 20.25 86.89 95.07 135.55
4C 7.15 19.50 84.21 91.36 130.05
La columna más cargada corresponde al área tributaria 1C.
TABLA N° 3-b
Resumen general de metrado de cargas
SOBRECARGA EN COLUMNA PERIMETRAL
A tributaria PL (ton) AREA PD (ton) PS(ton) Pu(ton)
1P 4.56 15.19 73.32 77.88 110.39
2P 4.95 14.63 71.08 76.03 107.93
3P 4.05 20.25 88.71 92.76 131.08
4P 3.90 19.50 85.97 89.87 126.99
5P 3.78 15.13 125.51 129.29 182.14
6P 3.03 15.13 70.08 73.11 103.25
La columna más cargada corresponde al área tributaria 5P.
TABLA N° 3-c
Resumen general de metrado de cargas
SOBRECARGA EN COLUMNA ESQUINA
A tributaria PL (ton) AREA PD (ton) PS(ton) Pu(ton)
1E 1.86 6.19 38.12 39.98 56.52
2E 1.65 8.25 45.53 47.18 66.55
La columna más cargada corresponde al área tributaria 2E.
7.3.- Columna Central:
Ps = 135.40 ton
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7.4.- Columna Lateral:
Ps = 129.29 ton
7.5.- Columna Esquina:
Ps = 47.18 ton
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8.- DISEÑO DE ZAPATAS:
8.1.- Parámetro de Suelo
8.2.- Diseño de zapata para C1
8.2.1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA
Luego:
Ps
FIGURA NÚMERO 9
Zapata C1
L
B 0.40
0.60 lv
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8.2.2.- CALCULO DE PERALTE
8.2.2.1.- Por Punzonamiento
Pu
2.70 2.50
n
m
0.60
0.40
qu
FIGURA NÚMERO 10
Area de punzonamiento en zapata C1
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8.2.2.2.- Verificación por corte
Verificación para una franja de 1m:
8.2.3.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO
Resolviendo:
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8.3.- Diseño de zapata para C2
8.3.1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA
Luego:
Ps
FIGURA NÚMERO 11
Zapata C2
L
B 0.45
0.70 lv
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8.3.2.- CALCULO DE PERALTE
8.3.2.1.- Por Punzonamiento
Pu
2.60
2.40 n
m
0.70
0.45
qu
FIGURA NÚMERO 12
Area de punzonamiento en zapata C2
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8.3.2.2.- Verificación por corte
Verificación para una franja de 1m:
8.3.3.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO
Resolviendo:
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8.4.- Diseño de zapata para C3
8.4.1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA
Luego:
Ps
FIGURA NÚMERO 13
Zapata C3
L
B 0.40
0.45 lv
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8.4.2.- CALCULO DE PERALTE
8.4.2.1.- Por Punzonamiento
Pu
1.40
1.50 n
m
0.45
0.40
qu
FIGURA NÚMERO 14
Area de punzonamiento en zapata C3
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8.3.2.2.- Verificación por corte
Verificación para una franja de 1m:
8.4.3.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO
Resolviendo:
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9.- DISEÑO DE CIMENTACIÓN DE MUROS DE CORTE:
9.1.- METRADO DE CARGAS
En la figura siguiente se presenta el área tributaria de los muros de corte.
Según el grafico 4, se tiene una carga viva como sigue:
TABLA N° 4
Metrado de cargas muertas para muro de corte
CARGAS MUERTAS PARA MURO DE CORTE ton
PESO DE LOSA ALIGERADA
8.32
ACABADOS
2.38
TABIQUERIA
2.85
VIGASX
1.39
VIGASY
3.68
MURO DE CORTE
21.17
PARAPETO
2.36
Carga
113.73
FIGURA NÚMERO 15
Área tributaria a los muros de corte
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En el caso de muros de corte las cargas son repartidas a lo largo de su longitud:
El diseño se realiza para 1m de franja en el sentido más largo:
9.2.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA
FIGURA NÚMERO 16
Cimentación de muro de corte
B
0.15
lv
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9.3.- CALCULO DE PERALTE POR CORTE
Si se cumple que:
9.4.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO
Resolviendo:
En el otro sentido: