CivilCAD2000. Manual Del Usuario. Módulo de Aletas

CivilCAD2000. Manual de Usuario. Módulo de Aletas 1

CivilCAD2000

MANUAL DEL USUARIO

MÓDULO DE ALETAS

Versión 2.0

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permiso previo y por escrito de CivilCAD Consultores, S.L.

Barcelona, abril de 2010


MÓDULO DE ALETAS

El objetivo de este capítulo es exponer el funcionamiento del módulo que permite

proyectar aletas cuya función es la contención del terreno.

A lo largo de este capítulo se abordan las temáticas siguientes:

1 ALCANCE DEL MODULO

2 ESTRUCTURA DEL MODULO

3 ENTRADA DE DATOS

4 CÁLCULOS REALIZADOS

5 SALIDA DE RESULTADOS


1 ALCANCE DEL MODULO

A continuación realizamos una descripción en líneas generales del alcance del

Módulo Aletas.

Este apartado del programa permite proyectar aletas, es decir, elementos

estructurales bidimensionales de hormigón armado cuyo cometido es la contención del

terreno y, adicionalmente, resistir los empujes horizontales producidos por sobrecargas en

superficie. Es habitual encontrar este tipo de elementos, por ejemplo, empotrados a los

hastiales en estructuras tipo marcos.

El lado inferior de la aleta se considera empotrado longitudinalmente en una zapata

corrida. El lado superior puede tener una inclinación que busca ajustarse a la forma del

talud proyectado en cada caso particular. Los lados laterales son verticales y ambos pueden

estar libres o empotrados.

Las cargas que actúan sobre las aletas son los empujes del terreno de relleno en el

trasdós y la acción de una sobrecarga en el trasdós.

El modelo de cálculo utilizado para resolver la estructura consiste en una placa

sometida a los empujes descritos anteriormente con las posibles vinculaciones de contorno

mencionadas.

El usuario debe definir las características del terreno a utilizar en el relleno del

trasdós.

El programa obtiene los esfuerzos en la aleta, así como las cuantías de cálculo con

las que poder obtener las armaduras de la estructura.

Todas las entradas, cálculos y salidas del programa se describen exhaustivamente

en cada uno de los apartados siguientes.


2 ESTRUCTURA DEL MODULO

Al módulo de Aletas se accede al seleccionar la orden " Proyecto - Aleta" del menú

principal del programa o bien pinchando el botón correspondiente de la Barra de Proyectos.

Al hacerlo, se abre la ventana de proyecto que permite activar las órdenes de dicho módulo.

Estas órdenes están estructuradas según el siguiente esquema:

Figura 1: La ventana del proyecto de aletas.


2.1 Ordenes de proyecto.

Permiten abrir o guardar un proyecto o crear uno nuevo. La extensión de los

archivos será del tipo “*.ale”

2.2 Ordenes de entrada de datos.

Se trata de la Entrada de datos para la definición geométrica de la aleta y de los

parámetros que intervienen en el cálculo.

Permiten abrir y modificar los diálogos de definición de la geometría, de los

materiales, del terreno y de las acciones sobre la aleta.

2.3 Ordenes de cálculo.

Sirven para abrir los diálogos que muestran los datos de configuración del cálculo y

los resultados del cálculo de la zapata y del armado de la aleta.

2.4 Ordenes de salida.

Se utilizan para obtener la memoria de cálculo, el listado de mediciones, las figuras

de definición geométrica del muro y los planos de armadura. También se pueden obtener

esquemas de esfuerzos y de cuantías de la aleta.


3 ENTRADA DE DATOS

La definición del proyecto se realiza a través de los múltiples diálogos de entrada de

datos que pasamos a describir a continuación.

Es importante señalar que, como consecuencia de la gestión de archivos que

CivilCAD2000 desarrolla al calcular la aleta, el usuario no debe proyectar más de una aleta

en una misma carpeta de trabajo.

3.1 Geometría.

El programa abre un diálogo en el que hay que entrar los datos siguientes:

Longitud y espesor de la aleta L (m).

Cota de coronación de los lados izquierdo y derecho Z s1 Z s2 (m).

Cota superior de la zapata Z c. (m).

Ángulo del talud en el trasdós β (º). CivilCAD2000 permite al usuario introducir

un trasdós inclinado indefinido, un trasdós horizontal, o un trasdós con una

meseta horizontal.

Dimensiones de la zapata A, B y C (m).

Figura 2: Geometría de la aleta.

Tipo de vinculación.

Figura 3: Tipos de vinculación.


3.2 Materiales.

En este diálogo debe darse valor a los siguientes parámetros:

f ck1, resistencia característica del hormigón con que ejecutar la zapata.

f ck2, resistencia característica del hormigón con que ejecutar el alzado.

f ckb, resistencia característica del hormigón de nivelación bajo la zapata.

f yk, límite elástico del acero para la armadura pasiva.

recubr 1, recubrimiento mecánico de la armadura pasiva en la zapata (m.).

recubr 2, recubrimiento mecánico de la armadura pasiva en el alzado (m.).

espesor, espesor del hormigón de nivelación bajo la zapata (m.).

3.3 Acciones.

Las acciones que el usuario puede definir sobre la aleta son las siguientes:

a) Acción del terreno: el programa utilizará la siguiente información entrada por el

usuario:

Angulo de rozamiento interno de las tierras de relleno a disponer en el trasdós

(grados sexagesimales).

Densidad del terreno en el trasdós.

Tipo de empuje a aplicar: empuje activo o empuje al reposo.

b) Acciones variables:

El parámetro a definir será q: sobrecarga en trasdós.

3.4 Los coeficientes de seguridad.

El usuario debe introducir los valores de los coeficientes de seguridad f de las

acciones. Los valores propuestos por defecto son:

Acción CF1 CD1 CF2 CD2

Empuje de tierras

1 1 1 1,5

Sobrecarga en trasdós

0 1 0 1,5

Donde,

CF1, coeficiente para los efectos favorables en el estado límite de utilización.

CD1, coeficiente para los efectos desfavorables en el estado límite de utilización.

CF2, coeficiente para los efectos favorables en las situaciones persistentes o

transitorias del estado límite último.

CD2, coeficiente para los efectos desfavorables en las situaciones persistentes o

transitorias del estado límite último.


El programa pide también definir los coeficientes de minoración de los materiales:

c persist. , coeficiente de minoración de la resistencia del hormigón de la aleta

en situación persistente o transitoria.

s persist. , coeficiente de minoración de la resistencia del acero de la armadura

de la aleta en situación persistente o transitoria.


4 CÁLCULOS REALIZADOS

Los cálculos de la aleta se ejecutan al activar las opciones de la ventana de proyecto

situadas en el apartado “Cálculo”. El cálculo de la aleta se realiza al activar la orden

“Ejecutar”. Previamente se puede configurar algunos de los aspectos que determinan

dicho cálculo con el diálogo “Configuración”.

4.1 Configuración del cálculo.

En el presente diálogo, el usuario puede elegir activar la generación de los archivos

ASCII del cálculo matricial para cada tipo de carga.

Además puede configurar el cálculo a rotura por cortante entrando la cuantía de

armadura longitudinal de flexión a considerar (vertical y horizontal) al emplear las

expresiones expuestas en la EHE para el estado límite de rotura por cortante.

4.2 Cálculo de esfuerzos.

La orden “Ejecutar” permite generar y resolver los emparrillados correspondientes

al alzado de la aleta. El programa obtiene esfuerzos, desplazamientos y reacciones para

cada tipo de carga y los combina, para calcular los valores de las distintas envolventes en

los estados límite último y de servicio.

Tal como se describe más adelante, el usuario puede consultar el valor de los

esfuerzos máximos y mínimos para cualquier tipo de carga y para la envolvente global de

esfuerzos.

El programa utiliza los esfuerzos correspondientes al estado límite último para

evaluar las cuantías de armadura a flexión y cortante.

4.3 Cálculo de tensiones en el terreno.

En este apartado, “Cálculo de la zapata”, se evalúa el nivel de tensiones existente

bajo la zapata de la aleta. El programa toma las reacciones verticales resultantes en cada

nodo de la discretización de la zapata y las divide por el área tributaria del apoyo para

obtener así la tensión resultante en cada nodo.

4.4 Determinación de la armadura de la aleta.

CivilCAD2000 abre el cuadro de diálogo de obtención y gestión del armado de una

estructura. El despiece de la aleta estará estructurado en un único apartado, “Aleta”, que

consta de dos subapartados: zapata y alzado, que contendrán las posiciones pertenecientes a

ambas partes de la aleta.

El usuario puede añadir tantos apartados, subapartados y posiciones como quiera a

los que el programa genera automáticamente. También puede eliminar posiciones propias o

generadas automáticamente. CivilCAD2000 no le permitirá, sin embargo, eliminar

apartados o subapartados del armado generado automáticamente por el programa.


Cabe recordar que, como en todos los tipos de proyecto del programa, ocurre que:

Si el usuario presiona el botón “Calcular”, el programa validará todos los diálogos de

entrada de datos del proyecto y recalculará el despiece de la estructura.

Si el usuario presiona el botón “Aplicar”, el programa validará los cambios

introducidos en el presente cuadro de diálogo de hierros sin cerrarlo.

Si el usuario presiona el botón “Aceptar”, el programa validará los cambios

introducidos en el presente cuadro de diálogo de hierros y lo cerrará.

Si el usuario presiona el botón “Cancelar”, se omitirán los cambios introducidos en el

presente cuadro de diálogo de hierros y se cerrará el diálogo.

Si el usuario presiona el botón “Reducir”, se pasará a la versión reducida del diálogo

del cuadro de hierros, útil para señalizar la posición activa con que generar acotaciones

de armaduras.

Si el usuario presiona el botón “Opciones”, aparecerá un diálogo que permite elegir las

opciones con que realizar el cálculo de armadura, como se muestra en las figuras 4 y 5.

Tanto para el alzado como para la zapata se puede elegir:

o las cuantías mínimas absolutas a considerar en cada una de las 14 posiciones

tipo que utilizará el programa, en cm2/m.

o el diámetro mínimo a considerar en la obtención de las 14 posiciones tipo

del programa.

o el valor del diámetro o separación fijos que se puede escoger para cada una

de las 14 posiciones tipo del programa.

o el valor de la constante k (tanto por uno) a utilizar en la distribución en 2

zonas del armado en el alzado de la aleta.

o activar o no la comprobación de armadura mínima establecida en el apartado

42.3.2 de la norma EHE y la relativa a las cuantías geométricas mínimas

establecidas en el apartado 42.3.5. de la EHE.


Figura 4: Diálogo de opciones de armado del alzado de la aleta.


Figura 5: Diálogo de opciones de armado de la zapata de la aleta.

El cuadro de hierros ofrece al usuario, para cada posición, la siguiente información:

el nombre de la posición.

el número de barras de la posición.

el diámetro (mm) de las barras de la posición.

la separación (m) entre barras de la posición.

la forma de las barras de la posición y la longitud en cm. de cada uno de los

trozos de las barras.

el número de capas de la posición.

la cara de la estructura a la que pertenece la posición.

Al moverse por el diálogo, el programa presenta en pantalla unos dibujos de ayuda

para ilustrar el significado de las variables del cuadro.


5 SALIDA DE RESULTADOS

Las salidas de resultados del módulo se obtienen al activar las opciones incluidas en

la ventana de proyecto bajo el nombre “Salida”. Están agrupadas en 5 apartados: memoria,

medición, planos de definición geométrica, planos de armadura y resultados de cálculo.

5.1 Memoria de cálculo.

Al activar esta opción el programa abre un archivo ASCII con nombre dado por el

usuario y extensión “*.txt”, donde escribe la información que define el proyecto de la

aleta y los resultados de los cálculos de esfuerzos y cuantías. El programa muestra un

diálogo que permite seleccionar cuáles de estos resultados se quieren mostrar en la

memoria Simultáneamente, CivilCAD2000 abre una ventana de texto en la que se muestra

el contenido de dicho archivo ASCII. Al igual que en el resto de salidas del programa, el

texto visualizado en esta ventana está constantemente vinculado a los datos de entrada de la

aleta y por tanto es refrescado cada vez que el usuario valida un diálogo de entrada de datos

de la aleta.

5.2 Medición.

Al activar esta opción, CivilCAD2000 muestra el diálogo tipo de gestión de

mediciones y presupuestos del programa, cuyo funcionamiento ha sido descrito

ampliamente en el capítulo 3 del manual.

El diálogo de medición permite obtener el listado de unidades de medición, el coste

de cada apartado y subapartado de la medición y el coste global del proyecto. También se

puede utilizar para generar un listado ASCII de las mediciones que aparece en pantalla en

una ventana de texto.

5.3 Planos de definición geométrica.

El usuario puede generar las siguientes figuras:

5.4.1 Definición geométrica de la aleta

Alzado frontal

Sección transversal

5.4 Planos de armaduras.


5.4.1 Armadura

Alzado Puede obtenerse un dibujo del alzado de la armadura de uno de los módulos.


Lista Hierros Permite obtener la lista de hierros de uno de los módulos.

5.5 Resultados de cálculo.


Esquema de discretización Puede obtenerse un esquema del modelo de barras del alzado

utilizado en el cálculo del mismo.

Figura 6: Esquema de discretización del alzado.

Esquema de esfuerzos Puede obtenerse un esquema de los esfuerzos asociados a las

barras del alzado.

Esquema de cuantías Puede obtenerse un esquema de las cuantías obtenidas.

Una vez generadas las figuras el usuario puede eliminarlas, o bien modificarlas

cambiando las características que las definen (para ello hay que pinchar la figura a cambiar

con el botón derecho del ratón y elegir la orden “Propiedades” o “Modificar” del menú

emergente).

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