zapatas de cimentacion

24
P1 P2 M1 M2 M3 d1 d2 d3 CARGA VIVA CARGA MUERTA P1 14.45 90.31 [T] qa= P2 33.04 166.68 f'c= P3 37.29 184.05 Fy= P4 31.61 160.77 P5 13.9 88.07 M1 0.2 0.88 [T.M] M2 0.25 1.03 M3 0.05 0.23 M4 0.23 0.98 M5 0.18 0.82 d1 100 [cm] d2 450 d3 600 d4 575 d5 430 d6 100 2055 A= 1.14 Ix= 0.06928224 P ESP. HORM 2.4 PP= 2.736 r= 7

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hoja de calculo para zapatas de cimentacion

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Page 1: zapatas de cimentacion

P1 P2 P3

M1 M2 M3 M4

d1 d2 d3 d4

CARGA VIVA CARGA MUERTAP1 14.45 90.31

[T]

qa= 20 ton/m2P2 33.04 166.68 f'c= 210 kg/cm2P3 37.29 184.05 Fy= 4200 kg/cm2P4 31.61 160.77P5 13.9 88.07M1 0.2 0.88

[T.M]M2 0.25 1.03M3 0.05 0.23M4 0.23 0.98M5 0.18 0.82

d1 100

[cm]

d2 450d3 600d4 575d5 430d6 100

2055

A= 1.14 M2Ix= 0.06928224 M^4

P ESP. HORM 2.4 TON/M3PP= 2.736 Tr= 7 cm

Page 2: zapatas de cimentacion

P1 P2 P3

M1 M2 M3 M4

d1 d2 d3 d4

CARGA DE SERV CARGA ULTP1 104.76 131.492P2 199.72 252.88P3 221.34 280.524P4 192.38 243.5P5 101.97 127.924M1 1.08 1.376M2 1.28 1.636M3 0.28 0.356M4 1.21 1.544M5 1 1.272

β1 para f'c entre 170 kg/cm2 y 280 kg/cm2

β1= 0.85Ec= 2188197.888675 T/m2 fi= 0.9

r= 7 cm

β= 2400 T/m3

Presion. Max= T/m2 < 20

DISEÑO A FLEXION LONGITUDINAL

Cuantía mínima 0.00333333 0.002760262237

Mayor valor= 0.003333333333ro bal= 0.021422965116ro max= 0.016067223837 normal

0.65

𝐸𝑐=15100√𝑓^′ 𝑐𝛽=120∗𝑞𝑎

Page 3: zapatas de cimentacion

0.90.35

2.50

DISEÑO MOMENTO MAX NEGATIVO

DISEÑO EN EL PUNTO 1

M= 68.91 T.m 6891000RO= 0.004287446847

0.00333333 < 0.00428745 < 0.01606722

As= 23.13077573946 cm2Asmin= 17.98333333333 cm2

DISEÑO EN EL VOLADO

M= 9.61 T.m 961000RO= 0.000571600256

0.00333333 < 0.0005716 < 0.01606722

As= 17.98333333333 cm2 Ver tabla de hierrosAsmin= 17.98333333333 cm2

DISEÑO EN EL PUNTO 2

M= 71.52 T.m 7152000RO= 0.004459332608

0.00333333 < 0.00445933 < 0.01606722

As= 24.05809941958 cm2 Ver tabla de hierrosAsmin= 17.98333333333 cm2

Ver tabla de ACEROS

Page 4: zapatas de cimentacion

DISEÑO EN EL PUNTO 3

M= 93.12 T.m 9312000RO= 0.005912817105

0.00333333 < 0.00591282 < 0.01606722

As= 31.89964828299 cm2 Ver tabla de hierrosAsmin= 17.98333333333 cm2

DISEÑO EN EL PUNTO 4

M= 63.82 T.m 6382000RO= 0.003954441593

0.00333333 < 0.00395444 < 0.01606722

As= 21.3342123954 cm2 Ver tabla de hierrosAsmin= 17.98333333333 cm2

Page 5: zapatas de cimentacion

P4 P5

M5

d5 d6

R= 820.17 kg

AF= 47.159775 cm2

AF=BxL

B= 2.29487956 m

ASUMIMOS :

0.65

0.9 0.3

2.50 base (B=) aprox a multiplos d 5

Page 6: zapatas de cimentacion

P4 P5

M5

d5 d6

β1 para f'c entre 170 kg/cm2 y 280 kg/cm2

Page 7: zapatas de cimentacion

ho sumado 0.05

Page 8: zapatas de cimentacion

DISEÑO A CORTANTE LONGITUDINAL

f'c= 210 kg/cm2 cortante del estribobw= 65 cmd= 83 cmVi= 82.66 TVd= 80.83 Tλ= 1 f'c normφ= 0.75 compresionFy= 4200 kg/cm2

Vu= 82660 kgVc= 41435.9181 kgVs= 68777.4152 kgVn= 110213.333 kg

82660 >= 82660

S= 11.4548649 cmasumo= 10 cm

Se trabajara con varilla de 12 mm a cada 10 cm

𝑉𝑐=0.53√(𝑓^′ 𝑐)∗𝑏𝑤∗𝑑∗"λ"𝑉𝑢=∅∗(𝑉𝑐+𝑉𝑠)𝑉𝑠=𝑉𝑢/∅−Vc

𝑉𝑛=𝑉𝑐+𝑉𝑠

𝑉𝑛∗∅>𝑉𝑢

𝑉𝑠=(𝐴𝑣∗𝐹𝑦∗𝑑)/𝑆𝑆=(𝐴𝑣∗𝐹𝑦∗𝑑)/𝑉𝑠

Page 9: zapatas de cimentacion

DISEÑO A CORTANTE LONGITUDINAL

Page 10: zapatas de cimentacion

DISEÑO DE LA ZAPATA

CORTANTE COMO VIGA DISEÑO A FLEXION TRANSVERSAL

Diseño por un metro de longitud

qmax= 2.124 kg/cm2f´c= 210 kg/cm2bw= 100 cm por un metror= 6 cmd= 29 cm Mu=B= 250.00 cm ro.cal=b= 65 cm As=λ= 1 f'c normφ= 0.75 compresiónφ= 0.9 flexión ro.retraccion=Fy= 4200

0.65

AsDist=As=

0.90.35

2.50

Vu= 13487.4 kgVc= 22273.2461 kg

φ*Vc= 16704.9345 kg

13487.4 <= 16704.9345

𝑉𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥(𝐵/2−𝑏/2−𝑑)𝑉𝑐=0.53∗λ∗√(𝑓^′ 𝑐)∗𝑏𝑤∗𝑑

𝑉𝑢≤∅∗𝑉𝑐

𝑀𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥(𝐵/2−𝑏/2)∗( /2− /𝐵 𝑏2)∗1/2∗100

𝐴𝑠=𝑟𝑜.𝑐𝑎𝑙∗𝑑∗100

𝐴𝑠𝐷𝑖𝑠𝑡=𝑟𝑜.𝑟𝑒𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛∗( /2− /𝐵 𝑏2)∗ℎ

Page 11: zapatas de cimentacion

DISEÑO A FLEXION TRANSVERSAL

908673.75 kg/cm0.002961578.58854827 cm2

0.0018

5.8275 cm28.58854827 cm2

VER TABLA DE ACERO

𝑀𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥(𝐵/2−𝑏/2)∗( /2− /𝐵 𝑏2)∗1/2∗100

𝐴𝑠=𝑟𝑜.𝑐𝑎𝑙∗𝑑∗100

𝐴𝑠𝐷𝑖𝑠𝑡=𝑟𝑜.𝑟𝑒𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛∗( /2− /𝐵 𝑏2)∗ℎ

Page 12: zapatas de cimentacion

COLUMNA A COLUMNA B

d1 d2 d3

DISEÑO A FLEXIÓN LONGITUDINALE= 218819.788867 kg/cm2

f'c= 210 kg/cm2β1= 0.85Fy= 4200 kg/cm2ϒc= 2.4 T/m3qa= 18 T/m2β= 2160 T/m3 z. no sismica

z.sismicaCOLUMNA BASE ALTURA

A 0.35 0.35B 0.45 0.45

CARGA VIVA CARGA MUERTA CARGA DE SERV.PA 2.787 14.074 16.861PB 9.348 38.074 47.422 M(-)MA 0.014 0.048 0.062 M(+)MB 0.15 0.502 0.652

d1= 0.175d2= 2.15 3.3d3= 0.975

R= 64.283 T

X= 1.59717654745 m DISEÑO A CORTANTE TRANSVERSAL

emax= 0.55e= 0.12217654745

𝑒𝑚𝑎𝑥=𝐿/6𝑒=𝐿/2−𝑥−0.175

∑▒〖𝑓𝑌 =0〗∑▒〖𝑀𝑎 =0〗

Page 13: zapatas de cimentacion

ex ≤ e0.122 0.55 PASA

DIMENSIONAMIENTO DE LA ZAPATA

AF= 4.11 m2B= 1.24 m

ASUMIR B= 1.5 md= 0.35 mr= 0.08 m

0.35

1.5

A= 0.525 m2

I= 0.005359375 m4 DISEÑO A CORTANTE LONGITUDINAL

PESO PROPIO:

Pp= 1.26 T/m

PESO PROPIO MAYORADO:Ppu=1.2*Pp

Presión max ≤ qa≤

Pp=A*γc

𝐴𝐹=(𝑅+𝑆𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎)/𝑞𝑎 𝐴𝐹=𝐵∗𝐿𝐵=𝐴𝐹/𝐿𝑉𝑐=0.53√(𝑓^′ 𝑐)∗𝑑∗100𝑐𝑚𝑉𝑢≤ØVc

𝑉𝑐=0,53∗𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bw*d

𝜙𝑉𝑐≥𝑉𝑢

Page 14: zapatas de cimentacion

DISEÑO A FLEXIÓN

DISEÑO A FLEXIÓN LONGITUDINAL

Mu(-)= 729928.475 kg.cmMu(+)= 8229984.47 kg.cm

14/Fy

0.00333333ρbal= 0.02142297

0.01606722ρcal= 0.00180421ρcal= 0.03183074

CALCULO DEL As:

As= 13.5 cm2

12

DISEÑO A CORTANTE TRANSVERSAL

f'c= 210 kg/cm2b= 35 cm b= 45d= 27 cmB= 150 cm

qmax= 2.1065 kg/cm2λ= 1 f'c normφ= 0.75 compresion

ρmin=ρmax= 0.75*ρbalρmax= 0.5*ρbal

ρmin=

ρmax=

VER TABLA DE ACERO

12Ø12

ρ𝑐𝑎𝑙=(0,85𝑓^′ 𝑐)/𝑓𝑦 (1−√(1−2𝑀𝑢/(0,85∗∅∗𝑓^′ 𝑐∗𝑏∗𝑑^2 )))ρ𝑏𝑎𝑙=(0,85𝐵1𝑓^′ 𝑐)/𝑓𝑦 (6120/(6120+𝑓𝑦))

𝑀𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥/2 ((𝐵−𝑏)/2)^2∗𝑙

Page 15: zapatas de cimentacion

Fy= 4200 kg/cm2

Analizamos en un metro de long:

EJE A EJE BVu= 6424.825 kg Vu= 5371.575Vc= 20737.1601 kg Vc= 20737.1601

6424.825 ≤ 15552.8701 5371.575 ≤ 15552.8701ok ok

Mu= 215903.084 kg.m

ρcal= 0.00128308As= 3.02

DISEÑO A CORTANTE LONGITUDINAL

Vu= 14177.52 KgVc= 31105.7402 Kg

23329.3051 ≥ 14177.52

𝑉𝑐=0.53√(𝑓^′ 𝑐)∗𝑑∗100𝑐𝑚 𝑉𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥∗𝑙∗1𝑚𝑉𝑢≤ØVc 𝑉𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥((𝐵−𝑏)/2−𝑑)∗100

𝑀𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥((𝐵−𝑏)/2)^2∗𝑙

𝑉𝑐=0,53∗𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bw*d

𝜙𝑉𝑐≥𝑉𝑢

𝑉𝑢=𝑃𝑢−𝑞∗(𝑐𝑥+𝑑/2)∗(𝑐𝑦+𝑑)

𝑉𝑐=0,53∗(1+2/𝛽)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑉𝑐=𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

Page 16: zapatas de cimentacion

DISEÑO A FLEXIÓN

DISEÑO A FLEXIÓN TRANSVERSAL

EJE A EJE BCOL 35*35 cm COL 45*45 cmL= 62 cm L= 99r= 7 cm Asumimos r= 7 cm

Mu= 215903.084 kg.m Mu= 287399.011

0.0018 0.0018ρbal= 0.02142297 ρbal= 0.02142297ρmax= 0.01606722 ρmax= 0.01606722ρcal= 0.00128308 ρcal= 0.00171686

As= 3.0132 As= 4.8114

DISEÑO A PUNZONAMIENTO

EJE A EJE BCX CY CX

COL = 35 35 COL = 45

as40 col. Int30 col. Borde

ρ retraccion= ρ retraccion=

VER TABLA DE ACERO

VER TABLA DE ACERO

𝑀𝑢=𝑞𝑚𝑎𝑥/2 ((𝐵−𝑏)/2)^2∗𝑙

𝑏𝑜=2(𝑐𝑥+𝑑/2)+(𝑐𝑦+𝑑) 𝑏𝑜=2(𝑐𝑥+𝑑/2)+(𝑐𝑦+𝑑)

Page 17: zapatas de cimentacion

bo= 159 20 col. Esquin bo= 288

Pu= 21348 kg Pu= 60645.6q= 1.4579 kg/cm2 q= 1.9667

Vu= En un area a una dist. d/2 alrededor de las columnas Vu= En un area a una dist. d/2 alrededor de las columnas

Vu= 16964.0947 kg Vu= 50450.2272

β= 1 β= 1Vc= 98916.2538 Vc= 179169.063

Vc= 119164.33 Vc= 174943.378

Vc= 62211.4804 Chequeo con el menor valor Vc= 112684.946

16964.095 ≤ 46658.610 50450.227 ≤ok ok

𝑉𝑢=𝑃𝑢−𝑞∗(𝑐𝑥+𝑑/2)∗(𝑐𝑦+𝑑)

𝑉𝑐=0,53∗(1+2/𝛽)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑉𝑐=0,27∗((𝑎𝑠∗𝑑)/𝑏𝑜+2)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑉𝑐=𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑽𝒖≤Ø𝐕𝐜

𝑉𝑢=𝑃𝑢−𝑞∗(𝑐𝑥+𝑑/2)∗(𝑐𝑦+𝑑)

𝑉𝑐=0,53∗(1+2/𝛽)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑉𝑐=0,27∗((𝑎𝑠∗𝑑)/𝑏𝑜+2)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑉𝑐=𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑽𝒖≤Ø𝐕𝐜

Page 18: zapatas de cimentacion

CY45

𝑏𝑜=2(𝑐𝑥+𝑑/2)+(𝑐𝑦+𝑑)

Page 19: zapatas de cimentacion

kgkg/cm2

En un area a una dist. d/2 alrededor de las columnas

kg

Chequeo con el menor valor

84513.709

𝑉𝑢=𝑃𝑢−𝑞∗(𝑐𝑥+𝑑/2)∗(𝑐𝑦+𝑑)

𝑉𝑐=0,53∗(1+2/𝛽)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

𝑉𝑐=0,27∗((𝑎𝑠∗𝑑)/𝑏𝑜+2)𝜆∗√(𝑓^′ 𝑐)*bo*d

Page 20: zapatas de cimentacion

TABLAS DE HIERROSSECCIONES (cm2)

1 2 3 4 5 66 0.222 0.283 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:5228 0.392 0.000 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522

10 0.617 0.001 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52212 0.888 0.002 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52214 1.208 0.003 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52216 1.578 0.006 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52218 1.998 0.009 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52220 2.466 0.014 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52222 2.984 0.020 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52225 3.853 0.033 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52228 4.834 0.052 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:52232 6.313 0.089 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 Err:522

f'c (kg/cm2) β1210 0.85280 0.85350 0.8420 0.75490 0.7

0.65

D (mm)

PESO (Kg/m)

≥560

Page 21: zapatas de cimentacion

TABLAS DE HIERROSSECCIONES (cm2)

7 8 9 10Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 1.332 34.05Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 4.704 9.57Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 7.404 6.13Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 10.656 4.26Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 14.496 3.13Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 18.936 2.39Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 23.976 1.82Err:522 Err:522 Err:522 29.592 1.53Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 35.808 1.27Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 46.236 0.98Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 58.008 0.78Err:522 Err:522 Err:522 Err:522 75.756 0.6

PESO X VAR (Kg)

PESO X qq