El documento presenta el diseño de una zapata aislada para soportar una carga de 33,463.64 kg proveniente de una columna. Se calcula que la zapata debe tener un área de 2.40 m2 y un peralte mínimo de 14.9 cm para resistir la flexión. Adicionalmente, se verifica que la zapata puede resistir el corte con un peralte de 20 cm. Finalmente, se determina que se requieren 6.2 cm2 y 4 cm2 de acero para resistir la flexión.

1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESTRCUTURAS DE ACERO
ING.SOFIO CRUZ ESTRADA
PLACA BASE
Diseño de la placa base para recibir columna
Peso en columna= 33,180 kg
Momento=597,240kg.cm
Altura de columna= 6.00m
Perfil IPR para columna de 356mm x 44.8kg/m
Peso de columna
6.0m 32 .9kg / m
197 .4kg
Proponiendo diámetro de ancla 3/4”=1.91cm
separación 1.91cm * 6 11.46cm
Dimensiones de placa
11 .46 * 2
26 cm
48 .92 cm 50 cm
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
10" x22 lb
ft
254mmx32.9 kg
m

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Área de la placa
A
50 cm
2
2500 cm 2
Peso de la sección
Ptotal
33,180 kg 197 .4kg
33,377 .4kg
Esfuerzo
P
A
33,377.4kg
2500cm 2
13.35kg / cm 2
Carga
w
Lb
13 .35 kg / cm 2 11 .46 cm 1cm
152 .99 kg
Momento
M
wl 2
2
152 .99 kg 11 .46 cm
2
2
10 ,046 .21kg.cm
Espesor
6M
bFy
e
6 *10,046.21
1 3515
4.14cm 1"3 / 4
Volumen de la placa
0.25 m 2 0.04445 m
V
0.011 m 3
Peso especificodelacero
acero
7840 kg / m 3
Peso de la placa
0.011 m 3 7840 kg / m 3
Calculo de los esfuerzos
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
86 .24 kg
4.445cm

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f
P
A
f1
13 .27
28 .67
41 .94 kg / cm 2
f2
13 .27
28 .67
15 .4kg / cm 2
f1
f2
57 .34
41 .94
My
I
33,180
2500
597,240 * 25
13.27 28.67
50 * 50 3
12
41 .94 15 .4
48 .92
X
X
57 .34 kg / cm 2
41 .94 * 48 .92
57 .92
35 .42 cm
Diseño de anclas
0.075 f ' c
0.075 * 350 kg / cm 2
26 .25 kg / cm 2
Proponiendo diámetro de 3 / 4"
Capacidad de resistencia del Ancla Ra
Fy 3515kg / cm 2
Ra
2.85cm 2 3515kg / cm 2
10,017.75kg
Capacidad de tensión
T
bh
L
2
35.42 41.94
48.92
2
36,335.69kg
Número de Anclas
Noanclas
T
Ra
36 ,336 .69
10 ,017 .75
Longitud de ancla
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
3.62
4 pzas

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L
T
36 ,336 .69
1.90 26 .25
231 .91cm
Porespecificación
La
40
40 *1.9
76cm
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
232 cm

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DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS
CIMENTACIONES
Objetivo
Resistir y transmitir las cargas que le envía la superestructura al suelo y de acuerdo a la capacidad
resistente de este, determinar el área de sustentación de la estructura.
Hipótesis de Diseño
1.
2.
3.
Suponemos una variación lineal de presiones de un suelo.
No se acepta resistencia del terreno a tensión.
Los esfuerzos que se presentan en el suelo son proporcionales a los desplazamientos que
sufre la cimentación para la cual se considera un movimiento de cuerpo rígido.
4.
5.
También se puede considerar la presión uniforme en lugar de lineal.
Las hipótesis que la geotecnia nos da para conocer los comportamientos del suelo.
Diseño de una zapata con flexión en un sentido
Datos
Sección
f 'c
60cm * 60cm
350kg / cm 2
f *c
0 .8 f ' c
f "c
0.85 f *c
fy
280kg / cm 2
238kg / cm 2
4200kg / cm 2
Peso en columna= 33,180 kg
Peso de columna= 197.4kg
Peso de la placa
86.24kg
Peso total sobre dado
33,463.64kg
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
Pu 33,463 .64 kg
Mux 597 ,240 kg.cm

6. La capacidad de carga de suelo se supondrá
qu
q suelo
25ton / m 2
25,000 kg / m 2
25,000 kg / m 2 * 0.7 17 ,500 kg / m 2 también se supondrá que el peralte de la zapata es de
20cm y la profundidad de excavación es de 150cm
A
q pp
Pu
qu Fcq pp
0.2m * 2.4ton / m 3
1.3m *1.6ton / m
3
0.48t / m 2
2.08t / m
2.56t / m 2 Por lo tanto, sustituyendo los valores en la
2
ecuación anterior en la ecuación anterior.
A
Pu
qu Fcq pp
33,463 .64 kg
17 ,500 kg / m 2 1.4 * 2560 kg / m 2
Ancho de zapata
B
2.40 m 2
L
1.55 m 1.60 m
Peso propio
Pupp
1.4 3,520kg / m2 2.40m2
Calculo de
qd
11,827.2 11,827kg
q d de diseño
33,463.64kg
2.56m 2
13,071.73kg / m 2
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
13,072kg / m 2
2.40 m 2

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Caculo de las excentricidades
Datos
Pu
33,463.64kg
Putotal
46,849.1kg
Mux 597,240kg.cm
ex
597 ,240 kg.cm
33,463 .64 kg
18 cm
ex
597 ,240 kg.cm
46 ,849 .1kg
13cm
Calculo del peralte por flexión para el máximo porcentaje de acero
w
M
q d *1 13,072kg / m 2 1m
wl 2
2
13,072kg * (0.55m) 2
2
1,977.14kg.m
0.7 f ' c
0.7 * 350kg / cm 2
fy
p mín
q
13,072kg / m
4200kg / cm 2
fy
f "c
p
0.0031* 4200kg / cm 2
238kg / cm 2
0.0031
0.055
MR
FR bd 2 f "c q 1 0.5q
MR
0.7 *100cm * d 2 * 238kg / cm 2 * 0.055 * 1 0.5 * 0.055
MR
891.10kg / cm d 2
d
197,714kg.cm
891.10kg / cm
14.90cm
Por lo tanto, el peralte que propusimos está bien, el que tenemos es de 20 cm y el que se requiere es
de 14.90cm.
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ

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Verificación del peralte por cortante por penetración
Vu
Pu Acq d
Ac
c1
c1
d
50cm
Ac
d * c2
c2
d
d
20cm
70cm
0.49m 2
Sustituyendo valores
Vu
Pu Acqd
33,180kg
Vu
26,774.72kg * 0.9
0.49m 2 *13,072kg / m 2
24,097.25kg
MR
0.2 * 24,097.25kg * 0.2m
Mu
MR
963.89kg.m
96,389kg.cm
597,240kg.cm 96,389kg.cm
Por lo tanto, si hay transmisión de momento.
1
1
c1 d
1 0.67
c2 d
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
26,774.72kg
1
1
0.70
1 0.67
0.70
0.40

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Esfuerzo cortante de diseño
c ab
Acr
Jc
vuab
c1
d
c2
2
d
2
35
2 * 20 cm * 50 cm 50 cm
3
3
5600 cm 2
40 cm
20 cm 70 cm
6
24,097.25kg
5600cm 2
70 cm 20 cm
6
20 cm 70 cm
2
0.40 * 597,240kg.cm * 35cm
4.7 x106 cm 4
3
4.7 x10 6 cm 4
6.08kg / cm 2
El esfuerzo cortante máximo de diseño obtenido con los criterios anteriores no debe exceder de:
0.8 0.5 1 280kg / cm 2
0.8 * 280kg / cm 2
20.08kg / cm 2
13.39kg / cm 2
Por lo tanto, por esta verificación si pasa.
Cálculo del acero por flexión
As
0.0031*100cm * 20cm
6.2cm 2
Separación
Utilizaremos varilla del numero 4
s
lAs
4
4
Asn
100 cm * 1.27 cm 2
6.2cm 2
20 .48 cm
Área de acero por cambio volumétrico
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
20 cm

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As
660x1
1.5
fy(100 x1 )
As 100 * 0.04cm
660 * 20cm
1.5
4200kg / cm 2 (120cm)
4.0cm 2
Aquí también se utilizara varilla del Numero 4
s
lAs
4
4
Asn
100 cm * 1.27 cm 2
4cm 2
Ver los detalles y dibujos anexos
ELABORO:
URIBE GUTIERREZ MARICRUZ
31 .75 cm
30 cm
0.04cm 2

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