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.
Este trabajo muestra un modelo analítico para el diseño de zapatas combinadas de esquina sometidas a una carga axial y dos momentos flexionantes ortogonales por cada columna. El modelo toma en cuenta la presión real del suelo debajo de la zapata, y la metodología se basa en el principio de que la integración de la fuerza de corte es el momento. El diseño actual considera la presión máxima en todos los puntos de contacto. Este modelo se verifica por equilibrio de fuerzas de corte y momentos. La aplicación del modelo se presenta por medio de un ejemplo numérico. Por lo tanto, el modelo propuesto es el más apropiado, ya que genera un mejor control de calidad en los recursos utilizados.
Este documento muestra un modelo optimizado para cabezales o zapatas rectangulares apoyadas sobre un grupo de pilotes, con el fin de obtener el área de la superficie mínima en planta que soporta una carga axial y dos momentos en dirección del eje X y Y debido a una columna. Este modelo asume que los cabezales son perfectamente rígidos y los pilotes están articulados en la unión de los cabezales con los pilotes y, por lo tanto, los pilotes transmiten solamente carga vertical. La metodología normalmente utilizada para obtener el área de la superficie en planta de los cabezales se propone de acuerdo con la distribución de los pilotes, tomando en cuenta las especificaciones marcadas por los códigos de construcción. También, cinco tipos de cabezales apoyadas sobre un grupo formado por dos, tres, cuatro, cinco y seis pilotes se muestran para demostrar la exactitud del modelo presentado en este documento.
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