ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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.
Dimensiones:
My
A = 1.50 m B = 2.00 m
0.50 x 0.50 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
Viva
28.65
-0.370
0.090
Sx
-1.07
-0.440
-20.70
Sy
-0.160
28.30
-0.790
-0.060
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
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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.
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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.
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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.
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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.
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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.
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OK.
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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:
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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.
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 STRIP A:
STRIP B:
Paso 13 [Correr el programa]: RUN/RUN ANALYSIS & DESIGN (F5) ó CLICK EN EL ICONO
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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. Ing. Ovidio Serrano Zelada –
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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:
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 STRIP B:
Paso 17 [Diseño en la cimentación]: DISPLAY/SHOW SLAB DESIGN ó CLICK EN EL ICONO ACERO LONGITUDINAL X-X
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ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTANCIONES CON SAFE 2014 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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