Zapatas flexibles: Cálculo de la armadura.



El cálculo de la armadura necesaria en cada una de las direcciones debe hacerse conforme con los principios generales de secciones sometidas a solicitaciones normales.

En general en zapatas y salvo casos muy singulares no se coloca armadura de compresión, por lo cual, el canto de la zapata debe ser el necesario para que los esfuerzos de compresión puedan ser absorbidos por el hormigón.

De no disponer de tablas o ábacos de armado, es práctico utilizar las fórmulas del método de cálculo simplificado del momento tope (Anejo 7 de la Instrucción EH- 82), para flexión simple sin armadura de compresión, que se dan a continuación. 

 
el canto mínimo según dicho método es:

siendo b el ancho de la sección, es decir, a’ o b’ según la sección que se conside

Si se fija como canto, el canto mínimo, la armadura necesaria será: 


Independiente de lo anterior, ¡as áreas de acero deben cumplir las limitaciones de cuantías mínimas que establece la Instrucción EH-82. Si la armadura de tracción dada por el cálculo As1 nec. es

se dispondrá como armadura de tracción la menor de las dos siguientes: 

 
Asimismo la cuantía geométrica mínima de la armadura longitudinal wg, no será inferior en ningún caso al 1,4 °/, debiendo ser además mayor que los siguientes valores para los distintos tipos de acero: 


fy se expresará en Kp/cm2.
La cuantía geométrica, para el caso de sólo armadura de tracción es: 

 
donde:
As1 = Area de la sección de la armadura de tracción.
As1 = Area de la sección de la armadura de compresión.
As3 = Area de la sección de la armaduraen caras laterales.
Ac = Area de la sección de hormigón ortogonal a las armaduras.

Además de las limitaciones anteriores, las armaduras dispuestas en cualquier cara no se separan a más de 30 cm.

En todas las expresiones anteriores b es el ancho de la sección, es decir a’ o b’ se gún la sección que se esté estudiando.

Las armaduras, al estar generalmente enterrado él cimiento, están expuestas a la posible accion agresiva tanto del terreno como del agua. Independiente de las precauciones, que para cada caso se tomen (hormigones especiales, etc.) el re cubrimiento de las mismas no debe ser inferior a 5 cm.

Cálculo a flexión zapatas.


Para el cálculo a flexión se considera como sección más desfavorable la sección de referencia S1, figura 3.49 que es plana, paralela a la cara del soporte y situada

 Figura 3.49

detrás de la cara del mismo y a las siguientes distancias según sea de hormigón o mampostería:

Soporte o muro de hormigón = 0,15 a
Soporte o muro de mamposteria = 0,25 a

Si el soporte fuese metálico sobre placa de reparto de acero se tomará como sección de referencia la más cercana a la cara del soporte de las dos siguientes:
-La sección situada a la mitad de la distancia entre la cara del soporte y el borde
de la placa.
-La sección situada a una distancia 2e de la cara del soporte siendo e el espesor de la placa de reparto.
El canto útil de la sección de referencia se tomará igual al canto útil de la sección paralela a la S1, y situada en la cara del soporte o muro. 

 Figura 3.50

La Instrucción EH-82  impone una limitación del cálculo, el canto útil «no excederá de 1,5 veces el vuelo perpendicularmente a está sección, si ocurriese lo contrario, el canto útil se tomará igual a 1,5 y», figura 3.50. 

Al considerar la sección de referencia S1 a efectos de cálculo del momento flector para soportes o muros de hormigón o mampostería detrás de la cara del soporte o muro, se tiene en cuenta que el momento flector puede aumentar considerablemente detrás de dicha cara, fundamentalmente en soportes delgados y alargados.

El momento Rector máximo es el que produce la reacción del terreno en la sección de referencia, según se indica en la figura 3.51. 

El momento así calculado es el momento de servicio si no se han mayorado las tensiones del terreno, para el calculo de la sección hay que multiplicarlo por el coeficiente de ponderación yf

Figura 3.51

 
De igual manera se calcula el momento flector según la otra dirección. El momento flector que debe resistir una sección de referencia no será menor que la quinta parte del momento que puede resistir la sección de referencia ortogonal.

En los casos de distribución de tensiones triangular o trapezoidal, puede ocurrir que el momento de cálculo debido a dichas tensiones en la sección de referencia, sea menor que el valor absoluto del momento mayorado en la sección de referencia del peso propio de la zapata y de las tierras que descansan sobre ella.

En este caso, es necesario colocar una armadura superior capaz de soportar la diferencia de los valores absolutos de los momentos mayorados debidos a las reacciones del terreno por un lado y al peso propio de la zapata y de las tierras que están sobre ella por el otro. 

 Figura 3.52


Zapatas flexibles de hormigon armado.



Como ya se ha dicho, se consideran zapatas flexibles aquellas en que el vuelo es mayor que el canto. Su forma de trabajo es similar de una mensula invertida cargada con la reaccion del terreno, trabajando a flexion.

En consecuencia, como cualquier elemento que trabaje a flexion es necesarion dimensionar y armar la seccion para que resita los mmentos y esfuerzos cortantes que se producen. Ademas, es preciso comprobar la adherencia de las armaduras y la seguridad a punzonamiento del conjunto.