Zapatas de hormigón en masa o las grandes olvidadas

En el post de hoy vamos a hablar de las zapatas de hormigón en masa. En muchas ocasiones olvidamos que la EHE-08 no solo recoge elementos de hormigón armado y pretensado, sino también elementos de hormigón en masa.

Los que hemos tenido la suerte o desgracia de dedicarnos al cálculo de estructuras, (y esto sonará a muchos colegas) muchas veces hacemos encaje de bolillos para intentar optimizar las cuantías de acero, sin dejar de cumplir todos los requisitos normativos, sobre todo en zona sísmicamente activa.

Las zapatas de hormigón en masa pueden ser una buena medida para disminuir los kilos de acero de la estructura.

Cierto es que cuando se arman, el canto se puede optimizar debido a la existencia de las armaduras, ya que el principio de funcionamiento de una zapata de hormigón en masa es que el propio hormigón sea capaz de soportar las tensiones de tracción, que como ya sabemos, no es precisamente su punto fuerte. Esto solo se consigue de dos maneras, aumentando la resistencia del hormigón o bien con una sección más potente.

Pues bien, hay veces que ya sea por llegar al firme, ya sea por anclar las armaduras del pilar o la pila correctamente, necesitamos un canto de zapata importante.

Si cuando nos ocurre lo anterior aprovechamos esa situación, la zapata de hormigón en masa puede empezar a ser competitiva.

¿Como se dimensionan? Muy sencillo.

Para el cálculo de la distribución de tensiones, igual que si fuera de hormigón armado. Hacemos el reparto tensional (si lo hacemos elástico, tendremos una distribución trapezoidal y si la excentricidad es muy grande, triangular).

Una vez hecho el reparto tensional, podemos verificar que soporta el flector y el cortante al que va a estar sometida.

Para comprobar la resistencia a flexión, determinamos el flector de cálculo Md en la sección de referencia considerada:

Secciones de referencia para flexión en zapatas

Una vez hecho esto, hemos de determinar que la tensión en la fibra de hormigón más traccionada no supera la resistencia de cálculo inferior del hormigón a tracción fct,d que para el caso de hormigones que no son de alta resistencia (como ocurrirá normalmente con el hormigón en masa), vendrá dada por:

fck es la resistencia característica del hormigon a compresión a los 28 dias que para hormigón en masa puede emplearse de 20 MPa y γc el coeficiente de minoración del hormigón.

Y la tensión de tracción de la zapata, que no ha de superar el valor anterior, vendrá dada por el cociente entre el momento y el módulo resistente, que tratándose de una sección rectangular, como suele ser común vendrá dado por

Siendo bxh la sección de hormigón que soporta el momento.

Para verificar el cortante, se actúa de forma similar. Primeramente se determina el cortante de cálculo Vd en la sección de referencia:

Sección de referencia para el cortante en zapatas

Finalmente solo hay que verificar que las tensiones tangenciales de la sección transversal no superan la resistencia a tracción del hormigón de forma que:

Finalmente solo hay que tener la precaución de comprobar las cargas localizadas del pilar sobre la zapata, sobre todo si la resistencia del hormigón armado del pilar es superior a la del hormigón en masa de la zapata.

Espero os sirva por si alguna vez teneis que recurrir a este tipo de cimentación.


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Flecha-roja

2 Responses to Zapatas de hormigón en masa o las grandes olvidadas

  1. Pablo dice:

    Un artículo interesante. Quería aprovechar para hacer un comentario. En obras de construcción, en ocasiones se colocan banderolas que pueden estar sometidas a efectos cíclicos por viento, en mi opinión, poco estudiados. Muchos fabricantes de estas banderolas, te calculan una zapata de hormigón en masa. En el aspecto de un cálculo estático, cumplen. En el aspecto “dinámico” creo que no tanto. No deja de ser un soporte de unos 50 60 cm de canto embebido en una importante losa de hormigón de varios metros cuadrados. Aquí siempre con el miedo de que no quieres que se te caiga una banderola por el viento, les pido armar las caras a cuantia mínima, para al menos asegurar que la losa no deje de ser un bloque a largo plazo. Pero la verdad es que nunca encontré a nadie que me aclare realmente si el punto de vista de los suministradores o el mio es correcto,

  2. Hector Dueñas dice:

    No hay que olvidar que los códigos para diseño sismo resistente utilizan cargas menores a las que un sismo puede generar debido a que es parte intrínseca del código, que se diseñarán los elementos de hormigón con la ductilidad correspondiente a la carga utilizada. Una zapata que dependa solo de la resistencia del hormigón a tracción no tiene mucha ductilidad.
    Yo la usaría en elementos que no formen parte del sistema resistente a sismo.

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