Dimensionamiento de una zapata aislada

El dimensionamiento de una zapata, como el de cualquier otro elemento estructural, no lo debemos de tomar a la ligera, pero la cimentación es sin duda el elemento estructural que debemos tomarnos más en serio porque es sobre el cual va a sustentarse nuestra edificación.

El dimensionamiento que propongo a continuación sirve para realizar un cálculo rápido y conocer en poco tiempo y de manera aproximada la medición de una zapata (m3 de hormigón, kg de acero, etc…).

Para el dimensionamiento de la zapata necesitaremos los siguientes datos de partida:

• El axil característico (Nk) o el aproximado que proviene del pilar.

El axil aproximado es una estimación de carga que utilizaremos cuando no conozcamos el Nk que atraviesa el pilar. Para obtener este dato lo que haremos en edificación será aplicar la siguiente fórmula:

Nk = 1,2(carga sin mayorar x dimensión del pilar x número de plantas de la edificación).

El 20% por el que multiplicamos toda la fórmula no es más que una estimación del peso propio de la zapata y el peso de las tierras que habrá sobre ella.

• Diámetro de la armadura longitudinal del pilar.
• Dimensión del pilar (a x b)

En caso de no conocer dicha dimensión, estimamos un pilar de 4ox4ocm.

• Tensión admisible del terreno. (Tadm)

Este dato no puede ser ni aproximado ni estimado, debe provenir de un informe geotécnico realizado a mayor o menor escala en el solar donde vaya a situarse la edificación.

Con todos estos datos en nuestro poder, podemos proceder  al dimensionamiento de los diferentes elementos de la cimentación aislada, teniendo sumo cuidado con las unidades que utilizamos para no obtener resultados erróneos:

• Área de la zapata (A)

Podemos considerar que nuestra zapata es cuadrada (a²) o bien es rectangular y existe una relación entre sus lados. P.ej: a=2b

En cualquier caso debemos aplicar la siguiente fórmula para conocer el área: A = Nk/Tadm

• Canto de la zapata (h)

Supondremos un zapata rígida, de tal modo que el vuelo (V) debe ser mayor que el doble del canto (h): Vmáx<2h. De ahí despejamos: h>V/2.

Deberemos elegir de entre los tres posibles valores del valor de (h) el más restrictivo:

1. 25cm (h mínimo)
2. h >V/2
3. h>15 x Φ² + 10cm. Estos 10cm se los añadimos por recubrimiento y montaje.

• Armado de la zapata (As)

Tomaremos como válidas las siguientes premisas:

1. Se dispondrá parrilla de armado en la parte inferior de la zapata.
2. Se realizarán patillas de una longitud mínima igual al diámetro del Φ que se coloque en centímetros. P.ej: Φ16 = patilla>16cm
3. No será necesario colocar armadura en la cara superior de la zapata.
4. Comprobar siempre la cuantía mínima de armado (1-2‰).

Para conocer el armado (As)  necesitamos saber previamente el momento de cálculo por metro lineal (Md): Md = 1.5Tadm(A/8)

Conocido Md, no tenemos más que aplicar la siguiente fórmula para saber el armado necesario: As = 10Md/0,8hf_yd.   

Fuentes bibliográficas: «Números gordos en el proyecto de estructuras». Ed: Cinter.