Zapatas

QUE SON ZAPATAS?

Las zapatas o cimentación son la infra estructura es decir la parte inferior de la estructura la cual no se ve, esta es la que anclan la estructura al terreno, al igual que lo hacen los pilotes y las losas de cimentación en construcciones de terrenos acuosos o heterogéneos. Se encarga de trasmitir las cargas al terreno, A pesar de su homogeneidad en funciones, hay diversos tipos de zapatas empleadas en las obras residenciales y comerciales por igual. Estas no se encuentran todas a la misma profundidad por lo que eso será otro motivo que nos influye en la decisión de la elección de la cimentación adecuada.

Acá podemos ver un breve esquema de cómo seria el esquema de una zapata:

Importancia de las Cimentaciones

Es evidente que para que una estructura ofrezca una seguridad y comportamiento razonable ha de contar con una cimentación adecuada. Aunque la cimentación es algo que no llama la atención y para inadvertida por los usuarios de la estructura, la organización de sus elementos básicos y el estudio de cada una de sus partes suele a veces exigir del ingeniero o proyectista la mayor destreza y el mejor criterio del que normalmente necesita para redactar el proyecto. La construcción de una cimentación es, a veces, el trabajo más difícil de todos los que se presentan al realizar una obra.

La responsabilidad del buen funcionamiento de una cimentación recae sobre el que la estudia y proyecta. El constructor podrá tener problemas para realizar lo que figura en los planos y especificaciones pero no es responsable del mal criterio que se haya seguido para concebir y diseñar el proyecto. También los que proyectan la estructura y deben tomar las decisiones vitales han de enfrentase a problemas complejos. Las decisiones importantes deben estar fundamentadas en el buen criterio y sentido del ingeniero.

En este blog vamos a estudiar como objetivo principal las zapatas rectangulares.

Las zapatas aisladas rectangulares son prácticamente igual a las cuadradas ya que ambas trabajan y se calculan de forma similar y se recomiendan en aquellos casos donde los ejes entre columnas se encuentran limitados o demasiados juntos.

Por su forma rectangular presentan dos secciones críticas distintas para calcular por flexión. En zapatas aisladas rectangulares en flexión en dos direcciones, el refuerzo paralelo al lado mayor se distribuirá uniformemente.

Otro tema de gran interés que podemos encontrar son las Zapatas rectangulares con Carga vertical centrada, donde cuando la carga vertical es centrada, y no existen momentos en ninguna dirección, es el caso particular más sencillo dentro del general, o sea con Mx=My=0.

La distribución de tensiones es uniforme y con un valor

En general, y en la edificación habitual, la zapata con carga vertical centrada es el caso más frecuente, aunque suelen existir momentos y cortantes, sus valores son muy pequeños y su influencia sobre el centrado de la carga es mínima. 

Para determinar las dimensiones a’,  b’, considerando, como se ha dicho, el peso propio de la zapata más el de las tierras que apoyan sobre ella, como un tanto por ciento de la carga N, de la expresión anterior se obtiene:

—Zapatas cuadradas:

—Zapata rectangular: 

En el caso de zapatas rectangulares, no es aconsejable sobrepasar la relación a’ =  2b’. Caso contrario, debe proyectarse la zapata de forma que se garantice el trabajo del conjunto, por ejemplo, recurriendo a la colocación de nervios superiores, figura 3.16, bien en la dirección mayor o en las dos direcciones (zapatas nervadas o aligeradas).