PROYECTO ILUSTRATIVO - ZAPATA SUJETA A MOMENTO

Los cálculos en este problema representan el procedimiento común para el proyecto de zapatas rectangulares sujetas a momento con respecto a un eje. Primero se dan a la zapata las dimensiones, de manera que la presión admisible en el suelo no se exceda bajo las cargas de trabajo. Luego, se aplican factores a las cargas y al momento de vuelco, y se calculan las presiones correspondientes, corregidas por los coeficientes. Como las cargas que obran en la zapata incluyen también las producidad por el viento, y como la probabilidad de que se apliquen simultáneamente todas ellas es pequeña, solamente se usan para el proyecto estructural de la zapata el 75 por ciento de las cargas corregidas por los factores de carga y el momento externo. Las secciones críticas se eligen de acuerdo con las reglas dadas en el cap. 23. La fuerza cortante y el momento en las secciones crfticas se calculan de acuerdo con la distribución no uniforme de la presión en la base. Esta es la principal diferencia entre los cálculos ilustrados en el problema 24-1.


Si el proyectista supone que la zapata va a funcionar como losa en los dos sentidos y desea usar la fig. 23.2 para determinar su peralte, qn debe tomarse como la presión media en el área que contribuye al cortante en la sección de. Los cálculos del problema 24-1 (Hoja 1) indican que la presión media en el área cdefgh, después de aplicar los factores de carga es aproximadamente 31.2 tons/m2, de donde qn /vc = 29.8. Como la zapata es rectangular, S = 3.05/1.83  = 1.67,  ,

 y a/B’ 0.219. Por medio de estos valores y de la fig. 23.2, se determina el valor adecuado de d/B’ que es 0.135. Por lo tanto, para refuerzo en dos sentidos, el peralte de la zapata no debe ser menor que 38 cm. Por otra parte, cuando la zapata comprueba que es necesario para el funcionamiento en un solo sentido, se advierte un peralte de 40.6 cm.

Curvas para elegir el peralte de una zapata basándose en el esfuerzo de cortante, siempre que la zapata funciones como losa reforzada en dos sentidos.
Figura 23.2 Curvas para elegir el peralte de una zapata basándose en el esfuerzo de cortante,
siempre que la zapata funciones como losa reforzada en dos sentidos.
La magnitud del refuerzo en el lado largo de la zapata está regida por la flexión en la cara de la columna; por otra parte, el acero necesario en la dirección del lado corto, está determinado por los esfuerzos de contracción, para los cuales el porcentaje mínimo es 0.18 para varillas con punto de fluencia de 4,219 kg/cm2. El acero calculado de esta manera, es más de una tercera parte más abundante que el requerido por flexión. Por lo tanto, la cantidad de acero para contracción se considera que satisface el requisito por flexión en el lado corto, aunque el área de acero sea menor que ρ = 0.5 por ciento. Estas limitaciones mínimas para la contracción y flexión corresponden al Reglamento dci ACI de 1971.

La necesidad de concentrar el acero en la porción central de la zapata, como lo acusa la ec. 23.1 para zapatas con carga concéntrica, es contrarrestada parcialmente por la determinación del refuerzo necesario en la dirección corta, tomando como base una presión cerca de los bordes más alta que la promedio. En consecuencia, el refuerzo en la dirección corta se distribuye uniformemente.

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