Su uso es más frecuente en cimientos poco profundos para
sostener y distribuir cargas concentradas inducidas por columnas o pilares. Se
pueden construir con materiales reforzados o no reforzados. Sin embargo, en el
caso del diseño de zapatas aisladas no reforzadas, la altura debe ser
mayor para garantizar una distribución adecuada de la carga.
Están diseñadas para mejorar la estabilidad y resistencia de
las zapatas, en comparación con zapatas sin reforzamiento. Los materiales
utilizados para fabricar estas zapatas son de alta calidad y resisten el
desgaste causado por la vibración y el impacto. Además, estas zapatas son
ideales para uso en terrenos accidentados o con irregularidades.
Conoce más sobre: Tipos de cimentaciones
¿Qué son las zapatas aisladas?
La cimentación con zapatas aisladas en arquitectura,
son elementos estructurales que se utilizan para transferir y distribuir cargas
de columnas individuales al suelo sin exceder su capacidad de carga, así como
para evitar asentamientos excesivos y ofrecer suficiente protección contra
asentamientos.
En construcción son una herramienta importante en el diseño
de edificios. Son el resultado de una construcción en forma de zapata, con una
estructura modular que se puede reemplazar fácilmente. Estas zapatas son una
buena forma de reducir el peso de un edificio, aumentar la resistencia al
viento y mejorar el aislamiento son algunos de los beneficios de estas
construcciones.
También se emplean cuando las cargas de las columnas son
pequeñas, las columnas no están juntas y el piso no es homogéneo.
Estas zapatas se caracterizan por ser estructuras planas y
de forma cuadrada o rectangular, que se colocan de manera aislada bajo los
pilares o columnas de una estructura. Su función principal es distribuir y
transmitir las cargas verticales de manera uniforme al suelo, evitando así la
acumulación de tensiones y deformaciones excesivas.
Características
Forma: Generalmente, las zapatas aisladas son cuadradas o
rectangulares, aunque también pueden tener formas circulares o trapezoidales.
La elección de la forma depende de la carga que debe soportar y de la geometría
del pilar.
Material: Suelen estar construidas de hormigón, que puede
ser reforzado o no. En el caso de las zapatas no reforzadas, se requiere un
mayor espesor para soportar las cargas adecuadamente.
Profundidad: La profundidad de la zapata debe determinarse
según un estudio geotécnico del terreno, asegurando que se sitúe en un estrato
que pueda soportar la carga sin provocar asentamientos significativos.
Consideraciones para su diseño
Al momento de diseñar zapatas aisladas, es importante tener
en cuenta algunos aspectos clave para garantizar su correcto funcionamiento:
- Calcular correctamente las cargas verticales y horizontales que serán transmitidas al suelo.
- Determinar la capacidad de carga del suelo para evitar asentamientos o fallas.
- Dimensionar adecuadamente la zapata en función de las cargas y las características del suelo.
- Utilizar materiales de construcción de alta calidad y cumplir con las normativas locales.
Cálculo de Zapatas Aisladas
Las zapatas aisladas son una buena forma de proteger las
plantas de los elementos atmosféricos. Se utilizan como soporte en estructuras
de metal, cristal, madera para construcción o piedra, para evitar que el viento, el frío, el sol
o la lluvia penetren en ellas.
Para realizar el cálculo de zapatas aisladas, es
necesario identificar el tipo de estructura, el material a utilizar, el
diámetro y el peso. La longitud también es
importante, ya que se debe permitir un espacio suficiente entre ellas para la
circulación de aire.
Ventajas
Las zapatas aisladas presentan diversas ventajas que las
hacen una opción favorable en muchas ocasiones:
- Son fáciles de construir y económicas en comparación con otros tipos de cimentaciones.
- Permiten una distribución uniforme de las cargas sobre el suelo, evitando así la concentración de tensiones y deformaciones.
- Son versátiles y se pueden utilizar en una amplia gama de estructuras y condiciones del suelo.
- Requieren menos excavación que otros tipos de cimentaciones, lo que reduce los tiempos y costos de construcción.
Tipos de zapatas aisladas
La construcción y prefabricación de zapatas aisladas vienen
en una variedad de estilos, incluidos cimientos espaciadores, cimientos
plegables, cimientos escalonados, cimientos inclinados y más. Suelen tener
forma rectangular, cuadrada o redonda.
Cada tipo de cimentación se elige en función de
las condiciones del suelo y la configuración de las cargas aplicadas. Cuando
las columnas se colocan razonablemente separadas, los cimientos aislados son
uno de los tipos de cimientos más rentables.
1. Zapatas Escalonadas
La construcción de este tipo de zapatas aisladas de
concreto armado alguna vez fue popular, pero su uso ha disminuido en los
últimos años. Se utiliza comúnmente en la construcción de estructuras
residenciales.
Las zapatas aisladas escalonadas se apilan como escaleras
una encima de la otra. Para hacer escalones vaya, generalmente se apilan tres
secciones transversales de concreto una encima de la otra.
2. Zapata Aislada Plana o de Almohadilla
Se construye de forma independiente debajo de cada columna,
tiene forma cuadrada, rectangular o circular. La base plana aislada tiene un
grosor constante.
Está hecho para disminuir los momentos de flexión y las tensiones
de corte en áreas clave. Para mejorar la capacidad de carga máxima, se puede
construir de concreto convencional o de concreto armado.
3. Zapatas Aislada Inclinada
Los cimientos inclinados o trapezoidales se diseñan y
construyen meticulosamente para tener una pendiente de más de 45 grados en
todos los lados. La cantidad de barras de refuerzo y concreto prefabricado
requeridas en la construcción de cimentaciones inclinadas es menor que la
utilizada en la construcción de cimentaciones aisladas. Como resultado, se
reduce la cantidad de concreto y barras de refuerzo utilizadas.
Consideraciones
Las zapatas aisladas son elementos fundamentales en la
construcción, ya que garantizan la seguridad y estabilidad de una estructura al
transmitir las cargas al suelo de manera eficiente. Su diseño adecuado y su
correcta ejecución son clave para lograr una estructura sólida y duradera.
Una opción versátil y económica que se utiliza ampliamente
en la construcción. Con su adecuado diseño estructural y otras consideraciones importantes,
estas zapatas son capaces de soportar las cargas y brindar estabilidad a las
estructuras.
Por lo tanto, es necesario acercarte con profesionales
capacitados y seguir las normas y regulaciones vigentes al construir las
zapatas aisladas para garantizar su correcto funcionamiento.
Debido a que estamos investigando dos elementos distintos,
como la masa del suelo y el concreto hidráulico, el análisis y diseño de
zapatas aisladas puede ser muy interesante.
En lugar de ser tratados como elementos discretos, la masa
de suelo que soporta una estructura debe estudiarse como un medio continuo en
el que la actividad en el punto de la masa influye en su otro punto.
La precisión de los resultados de un estudio de suelos bajo cargas operativas se determina principalmente mediante la
determinación de las propiedades de deformación temporal del suelo, que son típicas
de las diferentes capas del suelo y se recolectan cuidadosamente en el
laboratorio utilizando muestras de especímenes no perturbados.
