ZAPATAS PARA CONDUCIR LAS CARGAS AL SUELO

La capacidad de carga de un suelo depende, principalmente, de la resistencia al esfuerzo cortante T.

En el siguiente ejemplo, tendremos en cuenta esfuerzos sencillos como los esfuerzos principales en un suelo. Ver dibujo siguiente.

Se utiliza para el concreto una resistencia ultima de 2500 libras/pulgada2. F= 2500 lb/pulg2

Área de terreno de la habitación = 36 M2.

Fc = del concreto = 2500 lb/pulg2

T = 0,217 kg/cm2

2500    lb      x  1kg  x   1pulg2

         Pulg2       2lb     2,54cm2

Fc = 492,12 kg/cm2

C.V. = carga viva    C.M. = carga muerta      C.T. = carga total

C.V. = 200kg/M2    C.M. = 250kg/M2           C.T. = 450KG/M2

P = C.T. x A

P = 450KG/M2 x 36M2

P = 16200kg

Son 6 las zapatas

16200kg

    6Z

Carga (peso) por zapata = 2700kg.

Área por zapata:

A = C.T (carga total) de cada zapata

  T

A =            2700kg             

          0,2170kg/cm2

A = 12442,39cm2 por zapata.

Como la zapata es cuadrada se supone el lado b = 111,54cm por la razón de a que 111,54cm x 111,54cm es igual a 12,454.

En este caso no tenemos que calcular a Df que es la profundidad de la zapata pues se trata de un caso sencillo y de poca carga pero si debemos averiguar el espesor o la altura de la zapata.

Como una zapata es similar a una viga simplemente apoyada. Tenemos:

M = W.L/8

La carga total sobre una zapata de 111,54cm x 111,54cm es = 0,2170kg/cm2 porque

 f = P (peso o carga)/área

             2700kg                     

111,54cm x 111,54cm

 = 0,2170kg/cm2

W = 0,2170kg/cm2 x 111,54cm = 24,204kg/cm.  W, es la carga lineal de la zapata, es decir por cada centímetro lineal en cada lado.

Utilizando la fórmula del momento :

M = W.L/8

M = 24,204kg/cm x 111,54cm

                           8

M = 337,5 kg-cm

Para la siguiente formula se requiere el coeficiente R para el concreto que puede ser consultado en uno de los libros de resistencia de materiales que proporciona dicho coeficiente; R = 16,59 y el lado de la zapata b = 111,54. Utilizando la siguiente fórmula para hallar el espesor de la zapata:

d = altura o espesor de la zapata

d(al cuadrado) = M/R.b

d(al cuadrado) = 337,5 kg-cm/16,59 x 111,54cm

d(al cuadrado) = 337,5/1850,45

d= 0,1829cm (raíz)

d = 0,4270 cm.

Como observamos la altura resultante es mínima por lo tanto se puede aumentar a 5 centímetros de altura. Ver en la figura anterior el tercer dibujo.

Otra forma de expresar el resultado es dimensionando la zapata de 40cm de ancho y entonces en este caso la altura podría ser 20cm.