Resumen

El método clásico de diseño estándar para zapatas rectangulares de concreto reforzado es: Primero, se propone una dimensión que cumpla con los esfuerzos admisibles; posteriormente, la profundidad efectiva se obtiene a partir del momento máximo y se comprueba con el cortante por flexión y el cortante por punzonamiento hasta que cumpla con estas condiciones y, luego, se obtiene el refuerzo de acero, aunque no se garantiza que se obtendrá el costo mínimo. Este trabajo muestra un diseño óptimo para zapatas rectangulares de concreto reforzado utilizando el nuevo modelo. Una experimentación numérica se presenta para mostrar la capacidad del modelo para estimar el diseño de costo mínimo de los materiales utilizados para una zapata rectangular que soporta una carga axial y momentos en dos direcciones, de acuerdo con los requisitos del código de construcción para concreto estructural y comentarios (ACI 318-13). Además, se hace una comparación entre el diseño óptimo y el diseño actual de zapatas rectangulares. Las soluciones muestran que el diseño óptimo es más económico y más preciso con respecto al diseño actual, ya que este último se realiza a través de ensayo y error. De este modo, el diseño óptimo se debe utilizar para obtener el diseño de costo mínimo para zapatas rectangulares de concreto reforzado.

Introducción

La cimentación es la parte de la estructura que transmite las cargas al suelo. Las cimentaciones se clasifican en superficiales y profundas, que presentan importantes diferencias: en cuanto a la geometría, el comportamiento del suelo, su funcionalidad estructural y sus sistemas constructivos (Das et al., 2006; Ha, 1993).

El tamaño de las zapatas se rige principalmente por la carga axial y los momentos, la presión admisible del suelo, el peso unitario del hormigón, el peso unitario del suelo y la profundidad de la base de la zapata por debajo de la rasante final (Al-Ansari, 2013).

El diseño óptimo de las estructuras ha sido el tema de muchos estudios en el campo del diseño estructural. El objetivo de un diseñador es desarrollar una "solución óptima" para el diseño estructural considerado. Normalmente, una solución óptima implica la estructura más económica sin perjudicar los propósitos funcionales que la estructura debe cumplir (Bhalchandra & Adsul, 2012).

• Materias:Cimentaciones
• Subjects:Foundations
• Palabras claves:Diseño óptimo; Zapatas rectangulares de concreto reforzado; Diseño de costo mínimo; Momentos; Cortante por flexión; Cortante por punzonamiento
• Keywords:Optimal design; Reinforced concrete rectangular footings; Minimum cost design; Moments; Bending shear; Punching shear