Que es una Zapata Combinada ?
Las zapatas combinadas representan una forma efectiva de cimentación superficial empleada en la ingeniería civil, especialmente cuando las columnas de una estructura se encuentran separadas por una distancia reducida o cuando la capacidad portante del suelo es tan baja que se requiere zapatas de gran área para una mejor distribución de las cargas de las columnas al suelo donde se asienta dicha estructura.
Asimismo, las zapatas combinadas se requieren cuando las columnas adyacentes están tan cercanas que sus zapatas se superponen. Este tipo de cimentación se vuelve indispensable en situaciones donde las columnas están ubicadas en proximidad al límite de la propiedad, impidiendo el uso de zapatas individuales sin infringir dicho límite. En este contexto, estas zapatas superficiales brindan soporte a múltiples columnas o muros dentro de una misma área.
Cuando el suelo subyacente presenta una capacidad de carga limitada, se necesitan áreas de contacto más amplias. En consecuencia, las zapatas individuales son reemplazadas por zapatas corridas o continuas, las cuales pueden soportar múltiples columnas, e incluso todas las columnas en una fila. En algunos casos, estas franjas se disponen en dos direcciones, dando lugar a una cimentación reticular. Esta estrategia permite proyectar una mayor área de contacto, resultando en una solución más rentable en comparación con el uso de zapatas individuales.
Criterios para usar zapatas combinadas
Como ? Cuando y Porque usar zapatas combinadas en un hecho que debemos tomar en cuenta en el diseño de cimentaciones para estructuras en ingeniería civil. Su aplicación se justifica en situaciones específicas que demandan soluciones adaptativas y eficientes. A continuación, examinaremos los criterios clave que guían el uso de zapatas combinadas en tres contextos distintos: cuando las columnas y/o zapatas están muy cercanas entre sí, cuando una columna exterior se encuentra próxima a un lindero, y cuando el suelo presenta una capacidad portante limitada. Entender estos criterios nos permitirá comprender la importancia y la versatilidad de las zapatas combinadas en la ingeniería civil.
ZAPATAS Y/O COLUMNAS MUY CERCANAS ENTRE SI :
En proyectos de construcción, especialmente en estructuras de gran altura o en edificaciones con múltiples niveles, es común encontrar columnas dispuestas en proximidad cercana o el caso de una superposición del dimensionamiento de la zapatas. Esta disposición puede generar problemas de interferencia estructural y distribución de cargas, lo que requiere soluciones específicas de cimentación para garantizar la estabilidad y la seguridad de la estructura. Por lo cual se recalcula el dimensionamiento de las zapatas como una sola ,teniendo en cuenta las cargas puntuales de ambas columnas.
COLUMNA EXTERIOR MUY CERCA DE UN LINDERO :
Cuando una columna se encuentra ubicada en el perímetro de una edificación y está muy próxima a un lindero, se presentan desafíos adicionales debido a las restricciones de espacio y a la necesidad de cumplir con las regulaciones de construcción. La cercanía al lindero puede limitar las opciones de cimentación y estabilidad por lo cual se une la cimentación de la columna mas cercana en direccion del centro de la construcción para mejorar la estabilidad y seguridad para el soporte de cargas.
BAJA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO :
Los suelos con baja capacidad portante, como los suelos arcillosos o los suelos con alto contenido de humedad, presentan desafíos significativos para el diseño de cimentaciones. Estos suelos pueden sufrir asentamientos excesivos bajo cargas pesadas puntuales, lo que compromete la estabilidad de la estructura y puede provocar daños estructurales a largo plazo si no se abordan adecuadamente. Por ello se combinan las zapatas mas cercanas para una compensación de cargas en el área de soporte.
Tipos de Zapatas combinadas
Las zapatas combinadas, ya sean rectangulares o trapezoidales, son esenciales en el diseño de cimentaciones para estructuras en ingeniería civil. La elección del tipo de zapata combinada depende de varios factores, incluyendo la distribución de cargas y las restricciones de espacio en el sitio de construcción. A continuación, profundizaremos en los detalles específicos de cada tipo de zapata combinada, teniendo en cuenta las consideraciones mencionadas.
Zapata combinada rectangular
La zapata combinada rectangular es ideal cuando el rectángulo puede extenderse más allá de cada columna para asegurar que el centroide del rectángulo coincida con el punto en el que la carga resultante de la columna se cruza con la zapata. Las principales características y consideraciones incluyen:
- Forma y Extensión del Rectángulo: La extensión del rectángulo más allá de cada columna es crucial para alinear el centroide con el punto de carga resultante. Esto garantiza una distribución uniforme de las cargas sobre la zapata.
- Ajuste de la Longitud y Ancho: La longitud de la base combinada se ajusta para acomodar la proyección de la base más allá de la columna interior. El ancho se determina dividiendo la suma de las cargas verticales por el producto de la longitud y la presión permisible del suelo.
Zapata combinada trapezoidal
La zapata combinada trapezoidal es preferida cuando las cargas de las columnas son desiguales y la columna exterior lleva una carga más alta. Las características y consideraciones clave son las siguientes:
- Forma y Dimensiones del Trapecio: La forma trapezoidal permite una distribución eficiente de las cargas, especialmente cuando la línea de propiedad está cerca de la columna exterior.
- Ancho Ajustado: Incluso cuando la columna interior lleva una carga más alta, se puede utilizar una zapata combinada trapezoidal. Sin embargo, el ancho del trapecio será mayor en el lado interno para garantizar la estabilidad estructural.
- Limitaciones de Longitud y Ancho: La longitud está limitada por la línea de propiedad en un extremo y por la construcción adyacente en el otro. La determinación del ancho en cada extremo del trapecio implica la solución de ecuaciones simultáneas que consideran la ubicación del centroide y la carga total de la columna.