PROCESO DE CONSTRUCCION DE ZAPATAS PIRAMIDALES: ARMADO Y DETALLES ESTRUCTURALES
En esta guía se
muestran los detalles del armado de una zapata piramidal, este tipo de zapata
es una alternativa más eficiente en términos de resistencia que las zapatas
prismáticas (rectangulares o cuadradas), es decir resisten mayores cargas
axiales y de momento, es usual plantear esta tipología cuando el terreno de
fundación tiene una baja capacidad portante. Se mostrará un armado específico
de zapata piramidal, el cual tiene acero superior que sigue la configuración de
la forma trapezoidal, este refuerzo se coloca cuando la zapata debe soportar
esfuerzo de arrancamiento que generan un momento superior, el armado también
cuenta con un armado inferior y características singulares de este tipo de
estructuras que debe conocer.
¿Qué es una zapata piramidal o trunca?
Es un tipo de cimentación que tiene una forma tridimensional similar a una pirámide, este tipo de zapatas se utiliza para distribuir las cargas de una estructura de manera más eficiente en el suelo de fundación, tienen un base cuadrara o rectangular que se estrecha hacia arriba, formando una estructura piramidal.
¿Es mejora una zapata piramidal que una prismática?
La zapata
piramidal tiene una mejor resistencia respecto a una zapata
prismática, sus capacidades de carga axial y de momentos son superiores, según cálculos se puede estimar que la zapata piramidal puede
ofrecer un rendimiento de más del 40% den la resistencia a efectos de corte y
punzonamiento en comparación que las prismáticas, este incremento en la
capacidad de carga la convierte en una opción importante en situaciones donde
las fuerzas aplicadas son considerables.
Además, la
zapata piramidal presenta una longitud de desarrollo más extensa,
proporcionando un anclaje mejor anclaje para las columnas, esta característica
es importante en estructuras con grandes momentos flectores, asimismo, la
conexión más fuerte entre la columna y la zapata piramidal contribuye a la
estabilidad estructural de la edificación, ya que reduce el riesgo de
desplazamientos no deseados durante cargas extremas.
En definitiva,
la zapata piramidal es una estructura capaz de resistir una mayor carga en
comparación a una zapata prismática, debido a su gran robustez y capacidad para
enfrentar mayores solicitaciones axiales y de momento; esta mayor resistencia
es de suma importancia en estructuras que experimentan fuerzas considerables o
en terrenos con baja capacidad portante.
¿Es más económico una zapata prismática que una piramidal?
La zapata
piramidal es más costosa, ya que requiere de mayor trabajo en el encofrado de
las caras inclinadas, además por su geometría el volumen es mayor y por lo
tanto requiere un mayor volumen de concreto, encareciendo el costo por m3. Otro
costo adicional es el acero de refuerzo, por las dimensiones requiere mayor
cuantía, lo que podría representar en un exceso entre el 30 a 40% en costos, a
comparación de una zapata prismática.
La elección
entre ambas zapatas dependerá de las necesidades específicas del proyecto,
considerando las cargas esperadas, las características del suelo y las
restricciones económicas. Mientras que la zapata prismática puede ser adecuada
en situaciones donde la carga es moderada y la eficiencia económica es
prioritaria, la zapata piramidal se vuelve esencial en escenarios que demandan
una resistencia excepcional y una distribución optima de cargas.
1.- Solado y recubrimiento
La zapata debe contar con un solado para aislar el concreto y la
armadura del suelo de fundación, así mismo permite obtener una superficie
nivelada para realizar los trazos y la colocación de la armadura. Cuando se
trata de zonas sin humedad el recubrimiento es de 7.5 cm, caso contrario se
debe adoptar un recubrimiento mínimo de 10 cm. Los separadores son conocidos
como dados y pueden ser fabricados insitu o prefabricados, en ambos casos debe
tener la misma resistencia del concreto de la zapata.
2.- Armado inferior
El armado de la zapata es en 2 direcciones a manera de una parrilla,
el refuerzo esta conformado por barras de 5/8"@20 cm en las dos
direcciones; las barras, en sus extremos, deben llevar ganchos en caso no
cumplan con la longitud de desarrollo. La longitud del gancho de acuerdo al
espesor de la barra (según norma es 12 db), para este ejemplo se aproximó a 20
cm.
3.- Armado de columna
Por ser una zapata céntrica, el armado de la columna va centrada
respecto al área de la zapata, las patas de las barras de la columna van
orientadas dentro del núcleo de la columna y sobresalen la longitud típica del
gancho, y respecto a los estribos, estos van espaciados cada 10 cm en toda la
altura de la zapata, y son denominados estribos por montaje.
4.- Dimensiones de la zapata
La zapata tiene una base más ancha que la zona superior, y una
altura total de 100 cm, 30 cm corresponden a la zona inferior que es
rectangular y los 70 cm hasta el nivel superior con la inclinación de acuerdo a
la geométrica propuesta. Es importante resaltar que la zona superior debe tener
un perímetro más grande que la sección de la columna, en este caso de adopta
7.5 cm a ambos lados.
5.- Armado de la zona superior
En la parte superior de la zona piramidal, se debe armar por dos
razones, la primera cuando la zapata está sometida a fuerzas de arrancamiento
que generan un momento en la zona superior, en este caso se colocar el refuerzo
de acuerdo a la magnitud del momento; la otra razón es cuando la zapata tiene
grandes dimensiones y una altura considerable, en este caso se colocar el acero
por cuantía mínima. El armado superior esta conformado por barras de
1/2"@15 cm, en el detalle se muestran un tipo de armado, pero es preferible que las barras sean corridas en las esquinas de las caras inclinadas.
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