zapata aislada

1. ZAPATA
AISLADA
MECANICA DE
MATERIALES APLICADA
EQUIPO 9

2. CONCEPTO Las Zapatas Aisladas son un tipo
de Cimentación Superficial que sirve de base
de elementos estructurales puntuales como
son los pilares; de modo que esta zapata
amplía la superficie de apoyo hasta lograr
que el suelo soporte sin problemas la carga
que le transmite.
Consiste en una losa de concreto armado
que se apoya directamente sobre el suelo y
que distribuye las cargas de la columna o
pilar a través de un área más amplia para
evitar que el suelo ceda o se deforme.

3. FUNCION
Las zapatas aisladas se utilizan
cuando las cargas son
relativamente ligeras y la
resistencia del suelo es suficiente
para soportarlas. Se coloca en la
superficie del terreno y se excava
un área, en donde se coloca una
capa de grava o piedra para evitar
que la humedad afecte el concreto y
se procede a verter el concreto.

4. DISEÑO DE ZAPATA
El pilotaje y soporte aportado por la
zapata aislada o cimentación aislada
como también se le conoce, es de
crucial importancia en la estabilidad
de la estructura.
La zapata aislada, son el tipo de
cimentación más simple y común. Por
lo general, se utilizan cuando la
transferencia de carga al suelo desde
la estructura proviene de las
columnas.

5. DISEÑO GENERAL
Se diseñan considerando la carga que soportará y las características
del suelo, mediante un análisis geotécnico. La forma y tamaño de la
zapata dependerá del diámetro y altura de la columna o pilar que
soportará.
Cada base soporta su propia columna de la que toma la carga y la
distribuye por el suelo sobre el que descansa. Las cimentaciones
aisladas son casi siempre cuadradas o rectangulares.
Esto los hace más fáciles de analizar y construir. Las dimensiones de la
zapata se estiman en función de las cargas de la columna y la
capacidad de carga y el exceso de estratificación del suelo.

7. Pasos principales para el cálculo de una zapata aislada
-Determinar la carga que soportará la zapata: Esto dependerá del peso de la
columna o pilar que se apoyará sobre la zapata, así como de las cargas
adicionales que se produzcan en la estructura.
-Identificar las características del suelo: Es necesario realizar un estudio
geotécnico del terreno para determinar la capacidad portante del suelo y su tipo
de suelo.
-Determinar las dimensiones de la zapata: La zapata se diseña de manera que la
presión que ejerce sobre el suelo no supere la capacidad portante del suelo. El
área de la zapata se calcula dividiendo la carga total que soportará la zapata
por la capacidad portante del suelo.

8. -Calcular la profundidad de la zapata: La profundidad de la zapata dependerá
del tipo de suelo y de la carga que soportará. En general, se recomienda que la
zapata se extienda por debajo de la zona de congelamiento del suelo y que la
profundidad mínima sea de 30 cm.
-Diseñar la armadura de la zapata: Se debe diseñar la armadura de la zapata
considerando la carga que soportará y la resistencia del concreto.
-Verificar la estabilidad de la zapata: Se debe comprobar que la zapata esté bien
diseñada para soportar las cargas que se le aplicarán y que no se produzcan
deformaciones excesivas o fallas en la estructura.

9. TIPOS DE ZAPATAS
Zapata Recta
Zapata Escalonada
Zapata Piramidal
Zapata Nervada
Zapata Rígida o sin libertad
de deformación
Zapata Flexible o con libre
deformación
Zapatas centradas.
Zapatas excéntricas.
Zapatas irregulares.
Zapatas colindantes
Existen varios tipos de
cimentación de acuerdo a la
función de apoyo entre uno o
varios pilares estructurales.
Para pilares individuales se
usan zapatas aisladas.
Asimismo, se usan zapatas
combinadas para el sostén
de dos o más pilares
cercanos.

11. VENTAJAS
-Fácil de construir: son relativamente fáciles de construir, ya que no requieren
de grandes excavaciones o la instalación de pilotes o vigas.
-Económica: es una opción económica en comparación con otros tipos de
cimentaciones.
-Rapidez de construcción: el proceso de construcción es rápido y eficiente, lo
que reduce el tiempo total de construcción.
-Flexibilidad: se puede diseñar en diferentes formas y tamaños, lo que la
hace adaptable a diferentes tipos de estructuras.

12. DESVENTAJAS
-Capacidad limitada: por lo que no es adecuada para estructuras con
grandes cargas.
-Vulnerabilidad sísmica: no son adecuadas para zonas sísmicas, ya que no
proporcionan suficiente resistencia para soportar las fuerzas sísmicas.
-Asentamientos diferenciales: La carga concentrada puede generar
asentamientos diferenciales en el terreno, lo que puede afectar la estabilidad
de la estructura.
-Depende del suelo: depende de la capacidad portante del suelo en el que se
apoya. Si el suelo es inestable, la zapata aislada no será adecuada.

13. MOMENTOS ADECUADOS
Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que se utilizan
principalmente en estructuras pequeñas o medianas con cargas puntuales.
Algunas situaciones en las que se pueden utilizar este tipo de zapatas:
Viviendas unifamiliares: son una opción común para cimentar viviendas
unifamiliares o pequeñas.
Estructuras ligeras: comúnmente en estructuras ligeras como torres de
transmisión, postes de iluminación, entre otros.
Cargas puntuales: son ideales para soportar cargas puntuales como columnas,
muros, pilares, entre otros.
Suelos estables: se utilizan en suelos estables y consistentes, ya que requieren
una buena capacidad portante del suelo.

15. Unidades de Estado Límite en zapataaislada
Para el cálculo de una zapata aislada, se requiere que se comprueben las
Unidades de Estado Límite (UEL)
-UEL de estabilidad: se produce cuando existe riesgo de vuelco o deslizamiento.
-UEL de hundimiento en el suelo: Si el terreno de apoyo no tiene la portante
necesaria, se debe corregir la superficie de apoyo.
-UEL de agotamiento por flexión: Mide la compresión de los pilares por ceder
ante el peso de la estructura
-UEL de punzonamiento: esta es la posibilidad de fisuración y desconexión entre
pilar y la zapata.
Cada uno de estos UEL deben corregirse, compensarse o reestructurarse el
diseño ante su eventual suceso para hacer las estructuras más seguras y
estables.

16. EJEMPLO BÁSICO
Los datos necesarios para llevar a cabo el diseño:
•Carga muerta
•Carga viva
•Sección de columna
•Capacidad portante
•Sobrecarga
Paso 1. Dimensionamiento en planta: se calcula el esfuerzo neto y se
determina el área mínima de zapata.
Paso 2. Dimensionamiento de altura: se determina la altura, se verifica
punzonamiento y cortante.
Paso 3. Diseño por flexión: se determina el momento último, momento
nominal, el acero, las cuantía y la distribución del acero.

17. EJEMPLO BÁSICO
Paso 4. Longitud de desarrollo: se estima la longitud disponible por barra, la
transferencia de fuerzas en la superficie de contacto de la columna y la
zapata, la resistencia al aplastamiento y las debidas comprobaciones.
Es importante que la zapata esté correctamente dimensionada y construida
para garantizar su estabilidad, así como también la durabilidad en el tiempo.
Además, es importante que se realice una correcta compactación del suelo. Así
como también es necesaria una buena calidad de los materiales: concreto y
acero para la armadura.

18. VIDEOS

21. GRACIAS