Proyecto de Zapatas Individuales y Zapatas para Muros.

El proyecto de zapatas ordinarias con cargas concéntricas se basa en la suposición de que la presion del suelo contra el fondeo de la zapata está uniformemente distribuida. Hay muchas pruebas indirectas de que ésta es una suposición satisfactoria y generalmente conservadora, aunque exIsten pocas observaciones en el campo, si es que existen algunas, de la distribución real de las presiones de contacto.

Las reglas para el diseño de zapatas, como las de todos los tipos de miembros de concreto, son principalmente empfricas. Los métodos ordinarios tuvieron su origen en una extensa serie de pruebas hecha por  A. N. Talbot, reportadas en 1913. Muchos de los hallazgos de Talbot todavk se aprecian en el reglamento actual del American Concrete Institute. Los cambios principales realizados desde 1913, toman en cuenta el aumento logrado en la resistencia del concreto y del acero de refuerzo. Por ejemplo, investigaciones completas del comportamiento de la zapatas efectuadas por F. E. Richart en la Universidad de Illinois en 1944, demostraron que los esfuerzos de adherencia admisibles, pueden incrementarse en las barras de refuerzo con  tipos de corrugaciones más efectivos. Esta determinación y Otras observaciones de las pruebas de Richart, condujeron a varias modificaciones del Reglamento de Construcción del ACI en 1951; también se hicieron modificaciones mayores en 1963 y 1971. Desde esa época se lleva a cabo un procedimiento sistemataco de actualizacion.

Los procedimientos para el análisis y proyecto de las estructuras de concreto y de acero evolucionaron durante la década de 1960, desde los basados en el comportamiento elástico (método de los esfuerzos de trabajo) a los basados en el comportamiento plástico (méttdo de la resistencia). En el método de los esfuerzos de trabajo, los esfuerzos se calcularon para las cargas que razonablemente se pueden esperar en la estructura, y estos esfuerzos se comparan con los admisibles determinados aplicando un factor de seguridad a la resistencia máxima. Por otro lado, en el diseño con base en la resistencia, se introduce el margen de seguridad, multiplicando las cargas por factores de carga, y las fuerzas, momentos, y fuerzas cortantes inducidas en los miembros por las cargas ya corregidas, se comparan con la resistencia máxima de los miembros. Las resistencias máximas pueden modificarse después por factores de capacidad, que dependen de varias consideraciones, como la mano de obra.

La selección de cargas y factores de seguridad aplicables a las cimentaciones se estudiaron mas adelante. Se dan referencias posteriores sobre este tema en otros posts. El ingeniero en cimentaciones debe tratar con las caracter sticas de esfuerzo-deformación y resistencias maximas del suelo y de la roca, cualquiera que sea el método de proyecto. En algunos casos, tendrá que ver con las presiones de seguridad o con las cargas admisibles en los pilotes, bajo las cargas especificadas de trabajo de un reglamento de construcción; otras veces, o quizá aun en la misma obra, puede requerir la determinación de factores de seguridad con relación a las resistencias máximas para las sobrecargas excepcionales.

En la mayor parte de los casos, cuando se emplea el método de la resistencia para el proyecto estructural de zapatas y cabezales de pilotes, primero se determinan las dimensiones de la cimentación, o bien el número y disposición de los pilotes, de acuerdo con los procedimientos descritos en otros posts, para las cargas de trabajo, sin la aplicación de factores de carga. De allí en adelante, se deben aplicar los factores de carga y calcular y usar en el análisis las presiones en el suelo y las reacciones producidas en los pilotes, obtenidas con las cargas multiplicadas por los factores.

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