Secciones Críticas Zapatas Individuales y Zapatas para Muros.

El procedimiento para proyectar zapatas, como el que se emplea para otros elementos de concreto reforzado, se fundamenta en la manera en la que éste puede fallar. Los experimentos han demostrado que se pueden presentar diferentes tipos de comportamiento estructural, antes de alcanzar la resistencia máxima en una zapata. En alguna resistencia, menor que la máxima, las deformaciones y grietas de la zapata probablemente sean tan grandes que la zapata quede inservible. A esta etapa se le llama de falla primaria. La naturaleza de la falla primaria es a veces difícil de determinar, debido a la interdependencia entre varios factores.

Si es insuficiente el acero de refuerzo en el lecho inferior de la zapata, la falla primaria toma la forma de una cedencia excesiva de las varillas. Por otra parte, si la longitud de anclaje del refuerzo es inadecuada, la falla primaria puede tomar la forma de deslizamiento de las mismas. En ambos casos, la falla última es usualmente por cortante alrededor del área cargada.

Si la falla primaria de una zapata cuadrada para una columna ocurre como resultado del esfuerzo cortante, una sección cónica del concreto que se extiende hacia afuera y hacia abajo de la columna, se separa del resto de la zapata. Las grietas se forman inicialmente en el lecho inferior de la zapata cuando los esfuerzos en el acero todavía son bajos. Al aumentar el esfuerzo cortante, las grietas se propagan hacia arriba en dirección a los bordes de la columna, y la zapata falla por tensión diagonal, antes de que el promedio del esfuerzo en el acero a tensión llegue al punto de fluencia. Si la forma de la zapata es rectangular, y la relación de la longitud al ancho es grande, la grieta puede extenderse a través de todo el espesor de la zapata.

En el desarrollo anterior sobre las formas en que puede fallar una zapata se indica que el proyecto o el análisis de esfuerzos pueden basarse correctamente en el momento y fuerza de corte en ciertas secciones críticas, donde la falla debida a las deformaciones excesivas en flexión o en tensión diagonal pueden iniciarse. La sección crítica para el cortante se localiza comúnmente a una distancia d/2 de la cara de la columna, pedestal o muro, como se muestra en la fig. 23.1. Por lo tanto, la longitud de la sección de es igual al peralte de la zapata más el ancho de la columna. La fuerza cortante total que se usa para calcular el esfuerzo en una zapata cuadrada es la suma de las fuerzas en el área cdef de la fig. 23.la. Si la zapata es rectangular, la fuerza cortante total en cdefgh se aplica en la sección crítica de (fig. 23.1 b); el esfuerzo cortante en d’e’ debe comprobarse también para la fuerza cortante total generada en d’e’gh.

Secciones críticas para cortante, flexion y adherencia del refuerzo en a) zapatas cuadradas b) rectangulares.
Figura 23.1 Secciones críticas para cortante, flexion y adherencia del refuerzo en a) zapatas cuadradas b) rectangulares.

Si la parte de la estructura que descansa en la zapata es de concreto reforzado, la sección crítica por flexión y por longitud de adherencia, se supone ordinanamente que se extiende a través de toda la zapata en la cara de la columna, pedestal, o muro, como se muestra por ab yjk en la fig. 23.1. Los esfuerzos en el concreto y en el acero se calculan con las fuerzas y momentos que obran en esta sección. Para las zapatas bajo los muros de mampostería, es una técnica común investigar los esfuerzos de flexión en una sección bajo el muro; usualmente, se elige el punto de la cuarta parte. Si la carga en la columna se transmite a la zapata por medio de una placa de apoyo, es razonable, debido a la flexibilidad de la placa, usar una sección a la mitad de la distancia entre el borde de la placa y la cara de la columna.

Los comentarios anteriores con respecto a las secciones críticas han puesto en evidencia, que los esfuerzos calculados en el análisis de una zapata son solamente valores promedios encontrados con los momentos totales y las fuerzas cortantes que obran en secciones de varios metros de longitud. Es imposible predecir, en las condiciones del campo, la variación real de estos esfuerzos a lo largo de cualquier sección de la zapata. Por lo tanto, es una feliz circunstancia que las zapatas, como otras estructuras indeterminadas, tengan una gran capacidad para redistribuir los momentos y las fuerzas cortantes, antes de que ocurra la falla en secciones que puedan haber quedado sobreesforzadas.

0 comentarios:

Publicar un comentario en la entrada