Optimal design for rectangular isolated footings using the real soil pressure

• Autores: Arnulfo Luévanos Rojas, S López Chavarría, Manuel Medina Elizondo
• Localización: Ingeniería e Investigación, ISSN-e 2248-8723, ISSN 0120-5609, Vol. 37, Nº. 2, 2017, págs. 25-33
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Diseño óptimo para zapatas aisladas rectangulares usando la presión real del suelo
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• Resumen
  • español

    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.

  • English

    The standard design method (classical method) for reinforced concrete rectangular footings is: First, a dimension is proposed and should comply with the allowable stresses; subsequently, the effective depth is obtained from the maximum moment and is checked against the bending shear and the punching shear until, it complies with these conditions and, then, steel reinforcement is obtained, but it is not guarantee that the minimum cost will be obtained. This paper shows an optimal design for reinforced concrete rectangular footings using the new model. A numerical experimentation is presented to show the model capability to estimate the minimum cost design of the materials used for a rectangular footing that supports an axial load and moments in two directions in accordance to the building code requirements for structural concrete and commentary (ACI 318-13). Also, a comparison is made between the optimal design and current design for rectangular footings. The solutions show that the optimal design is more economical and more precise with respect to the current design, because standard design is done by trial and error. Then, the optimal design should be used to obtain the minimum cost design for reinforced concrete rectangular footings.