Descripción: Diseño Zapata Aislada de Columna Circular Diseño Zapata Aislada de Columna Circular CON MATHCAD URP
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Diseño Zapata Aislada de Columna Circular Diseño Zapata Aislada de Columna Circular CON MATHCAD URPFull description
MANUAL USO DEL PROGRAMA EN EXCEL PARA EL DISEÑO DE UNA ZAPATA AISLADA El programa realizado en un libro de Excel para el correspondiente calculo en el diseño de una zapata aislada necesita los siguientes datos de entrada: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Geometría de la columna (bc, Lc) deben estar en mm Las propiedades de los materiales en este caso el acero y concreto (f’c,f’y) en MPa
Profundidad de desplante (D) en m (t/m2)) Capacidad admisible dado por el estudio de suelos ( σadm (t/m2)) Capacidad portante del suelo (γprom (t/m3)) Constante por cortante y aplastamiento Solicitaciones en la columna en condiciones de servicio, Dead, Live, Earthquake(cargas viva y muerta, momento en las dos direcciones) NOTA: se deben respetar las unidades establecidas en el programa, por tanto los datos de entrada deben introducirse en las unidades que ahí se indican. Datos de entrada
Columna1
bc (mm)
300 500 21 420 12 1.25 2 13 0.75 0.65
Lc (mm) f'c (Mpa) f'y (Mpa)
σadm (t/m2) D (m) γprom (t/m3) Valor iteración φcortante φaplastamiento
Load
Notación
P (t)
Mx (t-m)
My (t-m)
Dead
D L E
25 10 0
0 0 -8
0 0 10
Live Earthquake
Cálculos elaborados por el programa: 1.
q(neta) esfuerzo neto sin sismo: = − 0
Donde:
= : Capacidad del suelo 0 = × : esfuerzo ejercido por el suelo retirado : presión presión que ejerce la zapata al suelo
1.33: constante definida para un sismo 0 = × : esfuerzo ejercido por el suelo retirado : presión que ejerce la zapata al suelo
3. Combinación de cargas para verificación de estado límite de servicio Combinaciones en servicio Combinación
Ps (t)
Mxs (t-m)
Mys (t-m)
D+L 35 0 0 D+L+0.7E 35 -5.6 7 4. Combinación de cargas mayoradas usando el método de resistencia ultima Combinaciones mayoradas Combinación
Pu (t)
Mxu (t-m)
Muy (t-m)
1.2D+1.6L 1.2D+L+1.0E
46 40
0 -8
0 10
5. Calculo de excentricidades con las siguientes expresiones:
6. Calculo de las dimensiones para la primera iteración, este tiene una celda en los datos de entrada con el nombre valor iteración:
Dimensiones de zapata L (m) B (m)
2.6 2.10
7. Calculo de presiones de contacto con cargas de servicio y mayoradas:
P. Contacto (servicio) qs (t/m2) Revisión
P. Contacto (mayorada) qu (t/m2) qu (t/m2)
Combinación
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
D+L+0.7E
0.52
6.38
12.30
6.44
Combinación
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
1.2D+1.6L 1.2D+L+1.0E
8.42 -1.09
8.42 7.29
8.42 15.74
8.42 7.36
8. Realizamos el chequeo por dimensionamiento: Presión de contacto de los 4 puntos debe ser menor o igual a que es la presión que ejerce la zapata al suelo con sismo, es decir. ,2, 4 ≤
Si esto no se cumple se vuelve a redimensionar la geometría de la zapata que bastara con aumentar el valor de la celda con nombre valor iteración. 9. Realizamos el cálculo del espesor de la zapata con la siguiente formula:
Se le debe sumar los 75 mm del recubrimiento 10. Cortante unidireccional:
Corte Unidireccional Dirección x qud (t/m2) Vud (t)
φVc (t)
Dirección y
13.05 25.26 33.51
qud (t/m2) Vud (t)
φVc (t)
13.06 24.94 27.07
11. Cortante bidireccional:
12. Chequeo por aplastamiento:
8. Diseño a Flexión
Datos de salida: 1. Dimensiones de la zapata Dimensiones zapata (m) Largo (L) Ancho (B) Espesor 2. Esfuerzo servicio en el suelo de cimentación Esfuerzo maximo servicio. 12.30
2.6 2.10 0.3
Esfuerzo maximo admisible. 13.46
3. Respectivos chequeos Chequeo Dimensionamiento Cortante Und X Cortante Und Y Cortante Bid 1 Cortante Bid 2 Cortante Bid 3 Aplastamiento
CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE
4. Diseño a flexión Varillas necesarias. Sentido X Y