manual safe - zapata aislada

ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014

Ing. Ovidio Serrano Zelada – [email protected]

APLICACIÓN 01: DISEÑO DE ZAPATA AISLADA CON SISMO EN AMBAS DIRECCIONES. Diseñar una zapata cuadrada cargada concéntricamente para soportar una columna cuyas dimensiones son de 0.50x0.50 m, con un espesor de cimentación es 0.50 m.

My Dimensiones: A = 1.50 m

0.50 x 0.50 B = 2.00 m Mx

A

P

B

Datos:

Cargas y momentos en la columna

Tipo de Carga P(Ton) Mx (Ton-m) My (Ton-m)

Muerta 89.40 -1.50 -0.060

Viva 28.65 -0.370 0.090

Sx -1.07 -0.440 -20.70

Sy -0.160 28.30 -0.790

Peso volumétrico del concreto reforzado = 2.4 Ton/m3

Resistencia del concreto = 210 Kg/cm2

Resistencia del acero de refuerzo = 4200 kg/cm2

Peso volumétrico del relleno = 1.8 Ton/m3

Capacidad admisible del suelo = 2.5 Kg/cm2

Profundidad de desplante (Df) = 1.70

Módulo de Balasto o Subrasante: Kb = 5000 Ton/m3



Solución SAFE 2014.-

Paso 1 [Selección del modelo]: � FILE/NEW MODEL ó CLICK ICONO.

Paso 2 [Definir Código de Diseño, Unidades de trabajo y Preferencias de Diseño]: � Seleccionar el código de diseño con el que se va a trabajar en el proyecto, en nuestro

caso será el código del ACI 318 – 11, luego definir las unidades iniciales en las que desea trabajar y las preferencias de diseño.



Se pueden trabajar con las unidades Generales: Tonf, m, C, así como también cambiar las unidades para cada ítem como se puede apreciar en la tabla de arriba.



Paso 3 [Definir plantilla de trabajo]: � Una vez realizado los pasos anteriores, hacemos CLICK en SINGLE FOOTING:

Luego editar el cuadro con los datos proporcionados:

No se ha definido estados de carga, ya que mas adelante seran editadas e introducidas manualmente.



GUARDAMOS EL PROYECTO: FILE/ SAVE AS…

Paso 4 [Definición de propiedades de los materiales]: Creamos un nuevo material y editamos las propiedades que el programa considera por defecto.

� DEFINE/MATERIAL/ADD NEW MATERIAL QUICK � MODIFY SHOW MATERIAL.

Concreto f’c=210 Kg/cm2



� DEFINE/MATERIAL/ADD NEW MATERIAL QUICK � MODIFY SHOW MATERIAL

Acero fy=4200 Kg/cm2 (Acero Grado 60)

Paso 5 [Definición de los elementos - Secciones] � DEFINE/MATERIAL/SLAB PROPERTIES

� MODIFY SHOW PROPERTY



Paso 6 [Definición del Acero de Refuerzo]: � DEFINE/REINFORCING BAR SIZES � CLEAR ALL BARS � ADDD COMMON BAR SET/U.S.CUSTOMARY/ADD BAR SET � EDITAR LAS VARILLAS CON EL ACERO COMERCIAL DEL PERU (ACEROS AREQUPA)/OK.

Paso 6 [Definición del Módulo de Balasto o Subrasante del terreno]:

� DEFINE/SOIL SUBGRADE PROPERTIES � ADD NEW PROPERTY ó MODIFY SHOW PROPERTY: � En nuestro caso al inicio del proyecto se definió el módulo de balasto, solo tendríamos que

editar el nombre si es que se desea.



Paso 7 [Definición de los patrones de Carga]: � DEFINE/LOAD PATTERNS � ADD LOAD PATTERNS

Se puede también editar los nombres de los estados de carga.

Paso 8 [Definición de los estados de Carga]:

� DEFINE/LOAD CASES � MODIFY SHOW CASE

� EDITAR LOAD CASE NAME � MODIFICAR LOAD CASE TYPE/DESIGN/USER DEFINED/DEAD, LIVE O QUEAKE SEGUN SEA EL

CASO DE CARGA.



OK.



Paso 9 [Definición de las combinaciones de carga]: � DEFINE/LOAD COMBINATIONS � ADD NEW COMBO

COMBINACIONES DE DISEÑO (STRENGTH – ULTIMATE)

� COMBO 01 (Linear Add): 1.4CM + 1.7CVC � COMBO 02 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) + SX � COMBO 03 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) – SX � COMBO 04 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) + SY � COMBO 05 (Linear Add): 1.25 (CM + CV) - SY � COMBO 06 (Linear Add): 0.9CM + SX � COMBO 07 (Linear Add): 0.9CM - SX � COMBO 08 (Linear Add): 0.9CM + SY � COMBO 09 (Linear Add): 0.9CM – SY � ENVOLVENTE (Envelope): COMBO 01 + COMBO 02 + OMBO 03 + COMBO 04 + COMBO 05 +

COMBO 06 + COMBO 07 + COMBO 08 + COMBO 09 COMBINACION DE SERVICIO (SERVICE – NORMAL)

� COMBO: CM + CV



Paso 9 [Editar el material de Refuerzo]: Al crear en un inicio nuestro nuevo material ACERO 4200, el programa ya tenía establecido un material de refuerzo por defecto, para cambiar el material, el procedimiento es el siguiente:

� SELECCIONE EL ELEMENTO/ANTICLICK/DESIGN/REBAR MATERIAL/OK/OK.

Paso 10 [Asignar restricciones a la cimentación]: � SELECCIONAR LA CIMENTACION � ASSIGN/SUPPORT DATA/POINT RESTRAINTS:

RESTRINGIR:



Paso 11 [Asignación de Cargas]: � SELECCIONAR EL PUNTO CENTRAL QUE IDELIZA EL EJE CENTRAL DE LA COLUMNA, LUEGO IR A: � ASSIGN/LOAD DATA/POINT LOADS:

Repetir el Paso 11 para la asignación de las demás cargas.



Paso 12 [Asignación de Franjas de Diseño - Strips]: � La asignación de los Strips se puede hacer manualmente o por defecto, el cual el

programa considera el método de las franjas.

METODO AUTOMATICO (DEFECTO) � EDIT/ADD/EDIT DESIGN STRIPS… ADD DESIGN STRIPS. � Se debe realizar cada Strip por separado, ingresando por la misma ruta para crear el

segundo Strip.

PARA OBSERVAR LOS STRIPS: VIEW/SET DISPLAY OPTIONS ó EL CLICK ICONO DEL CHECK



STRIP A:

STRIP B:

Paso 13 [Correr el programa]: � RUN/RUN ANALYSIS & DESIGN (F5) ó CLICK EN EL ICONO



OBTENCION Y VERIFICACION DE RESULTADOS:

Paso 13 [Asentamientos]: AL CORRER EL PROGRAMA, POR DEFECTO NOS PRESENTA LOS ASENTAMIENTOS EN LA CIMENTACION, EL CUAL DEBERA SER EVALUADO PARA CARGA DE SERVICIO. COMBO – SERVICIO: CM + CV.

� DISPLAY/SHOW DEFORMED SHAPE ó CLICK EN EL ICONO Desplazamiento Max: 0.85 cm Paso 14 [Presiones en el terreno]:

� DISPLAY/SHOW REACTIONS FORCES ó CLICK EN EL ICONO

Presión máxima: 4.28 kg/cm2

Se puede observar que la cimentación no cumple por esfuerzos en el terreno: 4.28 kg/cm2 > 2.5 kg/cm2. Aumentar dimensiones de la cimentación y verificar nuevamente.



Paso 15 [Punzonamiento en la Cimentación]:

� DISPLAY/SHOW PUNCHING SHEAR DESIGN ó CLICK EN EL ICONO

Se puede apreciar que la cimentación no cumple por punzonamiento, se tiene que aumentar el espesor de la cimentación. Aumentar peralte de cimentación a 0.60 m y verificar nuevamente.

Paso 16 [Momentos de Diseño en la cimentación]:

DISPLAY/SHOW STRIP FORCES ó CLICK EN EL ICONO

STRIP A:



STRIP B:

Paso 17 [Diseño en la cimentación]:

DISPLAY/SHOW SLAB DESIGN ó CLICK EN EL ICONO

ACERO LONGITUDINAL X-X



ACERO LONGITUDINAL Y-Y

NOTA: LAS DIMENSIONES FINALES DE LA ZAPATA AISLADA, PARA VERIFICAR ASENTAMIENTOS, PRESIONES Y PUNZONAMIENTO, RESULTO 2.5 m x 2.5 m

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