MP_2014_ES

1Contenuto

Table of Contents

Introduccin 1.....................................................................................................................5Introduccin 1.1.....................................................................................................................5Unidad de medida 1.2.

Conversiones 2.

Men 3.....................................................................................................................9Men Archivo 3.1.

............................................................................................9Vista preliminar 3.1.1.....................................................................................................................10Men Modificar 3.2.....................................................................................................................11Men Formato 3.3.....................................................................................................................12Men Ver 3.4.....................................................................................................................13Archivo de materiales 3.5.....................................................................................................................16Men datos 3.6.

............................................................................................17Datos Generales 3.6.1.....................................................................................................................19Men clculo 3.7.....................................................................................................................21Men Exportar 3.8.....................................................................................................................21Men Preferencias 3.9.

............................................................................................21Opciones 3.9.1.....................................................................................................................22Men Ayuda 3.10.

Caractersticas geotcnicas 4.

Accin ssmica 5.....................................................................................................................29DM88 5.1.

2MP

....................................................................................................................30OPCM 3274 5.2.

....................................................................................................................31Eurocdigo 8 5.3.

....................................................................................................................32NTC 2008 5.4.

Pilote 6.....................................................................................................................37Datos Pilote 6.1.

Micropilote 7.....................................................................................................................44Datos micropilotes 7.1.

Geometra terreno y n. Fretico 8.

Cargas 9.

Clculo Cap. de carga 10.

Clculo asientos 11.

Clculo estructural 12.....................................................................................................................62Mtodo Elementos Finitos 12.1.

............................................................................................65Hierros ejecutivos 12.1.1.

Diagramas solicitaciones 13.

Cap. de carga frmulas dinmicas 14.

Cap. de carga de grupo 15.

3Contenuto

Notas tericas 16.....................................................................................................................79Carga lmite de punta 16.1.....................................................................................................................83Carga lmite lateral 16.2.....................................................................................................................85Cap. de carga frmulas dinmicas 16.3.....................................................................................................................86Craga lmite horizontal 16.4.....................................................................................................................89Carga crtica micropilote (estabilidad lateral) 16.5.....................................................................................................................90Rozamiento negativo 16.6.....................................................................................................................91Correcin ssmica y interaccin cinemtica 16.7.....................................................................................................................92Asiento elstico 16.8.....................................................................................................................93Aiento mtodo hiperblico 16.9.....................................................................................................................98Micropilotes/Pilotes en condiciones de ejercicio 16.10.

............................................................................................100Mtodo de Bustamante y Doix 16.10.1.

Normativa 17.....................................................................................................................103Normativa de referencia 17.1.

Comando de Short cut 18.

Contacto 19.

CAP

I

Introduccin

5 2013 GeoStru Software

Introduccin1.Introduccin1.1.

Introduccin

MP es un programa para el clculo de la capacidad de carga de un pilote, unmicropilote o un jet grouting acentuados por la distribucin de cargas (momentos,esfuerzos normales y de corte); adems realiza el clculo estructural de cadaelemento dimensionando una armadura. Se compone de una ventana de trabajo quepuede ser dimensionada segn las exigencias del usuario al interno de la cual sevisualiza el pilote o micropilote inmerso en el terreno de cimentacin.Las caractersticas geomtricas del pilote los elementos y todo lo relacionado (cargasy caractersticas de los materiales) y los parmetros geotcnicos del terreno puedenser introducidos y modificados en el interior del rea de trabajo.

Unidad de medida1.2.

Unidad de medida

El programa permite operar, para las unidades de medidas, con el sistema tcnico ocon aquel internacional. Dicha opcin puede ser seleccionada desde el menPreferencias comando Opciones.

Nota: La eleccin del sist. de medida tiene que ser realizadaantes de generar el archivo de trabajo; una vez seleccionada unadeterminada medida para un proyecto no podr ser cambiadaluego.

CAP

II

Conversiones


Conversiones2.

Conversiones

CargasPara las conversiones sobre carga se hacer referencia a la siguiente figura:

Convencin positiva de cargas

MovimientosPositivos si son dirigidos hacia la derecha.

RotacionesPositivas en sentido horario.

CAP

III

Men


Men3.Men Archivo3.1.

Menu Archivo

El men Archivo comprende principalmente todas las funciones relativas a la gestinde los proyectos, ya sea abrirlos, cerrarlos, archivos guardados e impresin.

NuevoPermite crear un nuevo proyecto. El comando puede ser activado desde la barra deherramientas Standard.

AbrirAbre un proyecto existente ya elaborado y guardado en formato .PMP. El comandopuede ser activado desde la barra de herramientas Standard.

GuardarGuarda los datos introducidos en el proyecto actual. El comando puede ser activadodesde la barra de herramientas Standard.

Guardar como...Guarda el proyecto con otro nombre.

Creacin proyecto guiadoPermite la creacin de nuevos archivos en forma rpida, dando las pautas iniciales delproyecto. La creacin es condicionada a la eleccin de la unidad de medida, dichaseleccin puede ser realizada desde el men Preferencias >> Opciones.

Configurar impresoraPermite seleccionar impresora, la calidad de impresin y la posicin de la hoja.

vista preliminar

Proyectos recientesEs posible seleccionar uno de los tres ltimos proyectos utilizados.

SalirSalir del programa.

Vista preliminar3.1.1.

Men Archivo: Vista preliminar

Es posible una vista preliminar de toda la zona de trabajo (worksheet). El comandopuede ser activado desde la barra de herramientas Standard.

En esta fase es posible utilizar algunas opciones, estas son:

9

MP10

2013 GeoStru Software

MoverMueve todo el diseo en el rea de impresin definidas por el tamao de la hoja.

ImprimirImprime la vista actual.

Ver referenciasVisualiza lneas de referencia (la visualizacin es solo a video no va imprimido) enhorizontal y vertical til para colocar el diseo a imprimir.

, Permite agrandar o reducir la escala del diseo antes de imprimir. La escala deimpresin puede ser digitada directamente en la casilla adjunta.

Adaptar a la pginaAdapta la escala de impresin a las dimensiones de la hoja ya seleccionada en laconfiguracin de impresin.

SalirPermite salir de Vista preliminar y volver al programa.

Men Modificar3.2.

Men Modificar

UndoAnula el ltimo comando ejecutado en Input datos. La funcin se activa sobre msniveles.

RedoRe-establece el ltimo cambio en el Input de datos. La funcin se activa solo sobre elmismo nmero de niveles del comando Undo.

CopiarCopia en los apuntes el diseo contenido en el rea de trabajo actual. Esta opcinresulta bastante til si se quiere pegar el bitmap copiado en cualquier archivo editor(Word, Work, etc) para integrar la relacin de clculo con imgenes de varias fases declculo del programa. El comando puede ser activado desde la barra de herramientasStandard.

11


Men Formato3.3.

Men Formato

Gestin textosEl comando permite la gestin de la fuente y las dimensiones del textorespectivamente, de la leyenda, estratigrafa y de las cotas.

Ambiente para la gestin de textos

Gestin leyendas

Se pueden seleccionar las caractersticas mecnicas de la visualizacin en la leyendaestratigrfica.

MP12


Men Ver3.4.

Men Ver

En el Men Ver son presentes las siguiente opciones:

RedisearRedisea el pilote o micropilote eliminando eventuales errores.

ZoomEl mtodo ms comn para modificar la vista, las numerosas opciones de zoom delprograma aumentan o reducen las dimensiones de la imagen visualizada en el reade diseo.

Zoom ventanaA travs de zoom ventana es possible agrandar rpidamente un rea o los ngulosque la definen. La regin seleccionada por lo ngulos viene centrada en la nuevavisualizacin. El comando puede ser activado desde la barra de herramientasStandard.

13


Zoom dinmicoEjecuta un zoom interactivo a travs de una extensin del diseo. Durante la fasede zoom dinmico el cursor asume la forma de lupa con los signos (+) y (-).Manteniendo presionado el pulsante de seleccin del punto central de la ventana ymovindose verticalmente hacia la parte superior de la ventana, se aplica un factorde zoom del 100%. Al contrario, teniendo presionado el pulsante de seleccin en elpunto central de la ventana y movindose verticalmente hacia abajo de laventana, se aplica un zoom en alejamiento del 100%. Al soltar el pulsante deseleccin, el zoom, se interrumpe. El comando puede ser activado desde la barrade herramientas Standard.

Zoom AnteriorActiva la visual precedente. El comando puede ser activado desde la barra deherramientas Standard.

Zoom TodoVisual completa del proyecto de trabajo en el interior del rea de diseo. Nota: El zoom no modifica las dimensiones reales del diseo, simplementeofrece una visual ms detallada del trabajo. El comando se puede activardesde la barra de herramientas standard.

MoverPara una panormica interactiva, presionar el pulsante de seleccin del dispositivo ydesplazar el diseo a una nueva posicin. El comando puede ser activado desde labarra de herramientas Standard.

LeyendaPermite elegir si visualizar o no la leyenda estratigrfica.

CotasA travs de dicho comando ser posible visualizar o no las cotas en el diseo.

Ocultar estratigrafaEs posible esconder la estratigrafa. Esta funcin es til para visualizar todos losdatos con claridad.

SubdividirPermite visualizar o no, los elementos en los cuales va sub-dividido el elementoestructural para el clculo con el mtodo FEM.

Archivo de materiales3.5.

Men archivo de materiales

A este archivo hace referencia todas las secciones de los elementos estructuralesprevistos por el programa. Los datos que aparecen en las tablas por default puedenser modificados y no constituyen algn vnculo para el proyectista, en cuanto el nico

MP14


responsable de los valores asumidos. Las unidades de medida de todos los datos sonexplcitamente indicados.

Nota: Los materiales existentes no pueden ser cancelados, solo se puedenmodificar o agregar otros nuevos.

Datos concretos

Clase: la clase del concreto tiene que tener la denominacin normalizadacomprendida entre aquellas indicadas en las tablas especficas al 4.1 del NTC(Italia).

fck, cubos [MPa]: es la resistencia caracterstica a compresin medida en ensayoscbicos

Rck al cual hacer referencia en sede de proyecto.

Ecm [MPa]: mdulo elstico del concreto, es aquel que puede emplearse en sedede proyectacin igual a 22000 [(fck+8)/10]

0.3 [N/mm].

fck [MPa]: es la resistencia cilndrica caracterstica a compresin que del restoaparece como primer trmino en la denominacin normalizada de la clase. Porejemplo en la clase C20/25 fck= 20 MPa e Rck=25 MPa. Para pasar de la resistenciacbica a aquella cilndrica se utiliza la expresin fck = 0.83 Rck para la cual en laclase citada por ejemplo se tendr que asumir ffck = 0.83 25 = 20.75 MPa valormayor de aquel (20 MPa) expuesto en la denominacin de la clase. Se deja alproyectista, por lo tanto la decisin de que valor asumir: si aquel ms conservativoindicado en la denominacin de la clase o aquel indicado en la denominacinnormalizada.

fcd [MPa]: es la resistencia de clculo del conglomerado igual a a ccfck/ c in cui

cc es le coef. de reduccin para las resistencias de larga duracin y por norma vale0.85 e c = 1.50 es el coeficiente parcial del hormign. Para los elementos planos(paredes etc.) con espesores menores de 5 cm y realizados en obra el valor de fcdva reducido del 20%.

fc td [MPa]: es la resistencia de clculo a traccin igual a: fc tk/ c = 0.7 fc tm/ c

fc tm [MPa]: es la resistencia promedio a traccin igual a 0,3 fck2/3

Poisson: el valor del coeficiente. m de Poisson puede variar de 0 (hormignfisurado) a 0.2 (hormign no fisurado). El programa utiliza dicho coeficiente para elclculo del mdulo elstico tangencial G = 0.50 Ecm (1+m)

15


P.S. [KN/m] : peso especfico del hormign armado. Es visualizado por le programapara el clculo de los pesos propios del elemento estructural.

Datos Aceros

Topo acero: para pilotes en hormign armado ordinario generalmente se utiliza el tipode acero denominado B450C cuyos valores nominales de tensin de fluencia yruptura a utilizar si son, respectivamente fy nom = 450 N/mm e ft nom = 540 N/mm

Es [MPa]: mdulo elstico generalmente asumido igual a 2000000 Kg/cm

fyk [MPa]: tensin caracterstica de fluencia asumida en base de proyecto igual aaquella nominal (450 N/mm)

fyd [MPa]: tensin de fluencia de clculo asumida in base de proyecto igual a fyk / s =450/1.15= 391,3 N/mm siendo el coeficiente parcial del acero s = 1.15

ftk [MPa]: tensin caracterstica de ruptura asumida en base de proyecto igual aaquella nominal (540 N/mm)

ftd [MPa]: tensin de ruptura de clculo asumida en base de proyecto. Puede serasumida igual a fyd o igual a fyd k con k = ft / fy.Esta relacin no puede ser inferior a1.15 ni superior a 1.35 (11.3.2.1 NTC). Prudencialmente, por lo tanto puede asumir k =1.15

p_tk: deformacin unitaria caracterstica a ruptura. Su valor no puede ser inferior a0.075.

pd_ult: deformacin ltima de clculo igual a ud = 0.9 uk.

1 2 inicial.: coeficiente de adhesin acero hormign a la primera aplicacin de lacarga. Es utilizada por el programa para la verificacin de las aberturas de las fisurasen las combinaciones raras de ejercicio (SLE)

1 2 fin.: Coeficiente de adhesin acero hormign para cargas de larga duracin. Esutilizada por el por el programa en la verificacin de abertura de fisuracin de lascombinaciones frecuentes y casi-permanentes de ejercicio (SLE)

Parmetros estados lmite de ejercicio (Abert. fisuraciones - Tensionesnormales)

Apert. fess. [mm]: En esta columna se encuentran los valores lmites de las aberturasfisuras segn del estado lmite y de las condiciones ambientales fijadas (estas ltimasson indicadas en la ventana de Datos Generales).

S.cls [aliq. fck]: tensin lmite del hormign en ejercicio expresada como alcuota delas tensin caracterstica de ruptura del hormign

S.fe [aliq. fyk]: tensin lmite del acero en ejercicio expresada como alcuota de latensin caracterstica de ruptura del acero

MP16


por default los parmetros son puestos iguales a aquellos previstos por NTC 2008(Italia). Es consentido igualmente una modificacin.

Men datos3.6.

Men Datos

En este men se encuentran todos los comandos y las opciones relativas al input dedatos.

Datos generalesLa seleccin de este comando visualiza una ventana de dilogo en la cual introducirlos datos generales de proyecto.

Pilote de cimentacinEl comando tiene que ser seleccionado para el clculo de la capacidad de carga y elasiento de un pilote. La seleccin de este comando se activa desde Datos Pilotes.

Barrenado/HincadoSi se ha seleccionado el clculo de un pilote, seleccionar la tecnologa ejecutiva:Barrenado o Hincado. La seleccin ser confirmada en Datos pilotes.

Micropilote individualEl comando tiene que ser seleccionado para el clculo de la capacidad de carga y elasiento de un micropilote. La seleccin de este comando se activa desde Datosmicropilotes.

Jet GroutingSon pilotes sin armadura formados por lechada y hormign.

Accin ssmicaSeleccionar dicho comando si se quiere considerar el sismo. La accin ssmica sobrepilotes induce doble efecto de reduccin de la capacidad de carga de la punta y deintervencin de los momentos cinemticos. Sobre micropilotes el efecto es solorelativo a la aparicin de estas ltimas solicitaciones adicionales, siendo lacapacidad de carga de punta sin valorizar.[****]Datos Pilotes

Datos micropilotes

Datos Jet Grouting Caractersticas geotcnicas

Geometra terreno y nivel freticoMuestra una ventana de dilogo para introducir la cota del nivel fretico a partir delplano campo.

Cargas

17

29

35

35

43

25

49

51

17


Muestra una ventana de dilogo para introducir las cargas en la cima del pilote omicropilote. (Ver tambin Clculo Estructural )

Importar penetrometras de Dynamic....El software interacta con las aplicaciones Dynamic Probing, Static Probing eStratigrapher producidos por GeoStru Software, respectivamente, en la elaboracinde ensayos penetromtricos dinmicos, estticos y sobre la creacin de columnasestratigrfica; para importar una estratigrafa construda con Dynamic o StaticProbing seleccionar el comando desde la barra de herramientas o desde el menDatos, colocar el cursor del mouse sobre el nivel del plano campo y hacer click; seabrir una ventana para la eleccin del archivo por importar . Naturalmente dichoarchivo tiene que ser anteriormente exportado por la aplicacin correspondiente atravs del comando Exportar para otros software Geostru.

Nota: Con la importacin son asignados, la estratigrafa y los parmetros relativos alos estratos.

Cancela la penetrometraEliminar el diagrama a la barra del nmero y/o la columna estratigrfica.

Datos Generales3.6.1.

Datos generalesEn esta ventana se confieren los datos del proyecto: los mismos representan unapunte y son datos que sern memorizados sucesivamente y en la relacin de clculogenerada con el comando Exportar en RTF.

61

MP18


Datos generalesDescripcinIntroducir una descripcin sinttica del trabajo realizado: este datos no es derelevancia.

ProyectistaIntroducir el nombre del proyectista: este datos no es de relevancia.

FechaIntroducir la fecha: Hacer doble click para ir al calendario y seleccionar la fecha.

TipologaElegir entre los distintos tipos de elementos por calcular (recuadro rojo): Pilotehincado, barrenado, micropilote Jet grouting.

NormativaSeleccionar el tipo de normativa por aplicar para las verificaciones geotcnicas y paraaquellas estructurales (recuadro verde). La eleccin inicia los datos para el clculo.

19


Men clculo3.7.

Men Clculo

En este men son agrupados todos los comandos relativos al clculo y a losresultados.

Cap. de carga vert. frmulas estticasSeleccionando este comando va realizado el clculo y visualizadas los las tablasresumidas de los resultados. Ver tambin Clculo de la capacidad de carga .

AsientosLa seleccin de este comando permite realizar el clculo de los asientos. Ver tambin Clculo asientos .

Clculo estructuralCon este comando se visualizan los resultados del clculo estructural. Ver tambin Clculo estructural .

Diagrama solicitacionesVisualiza los diagramas de las solicitaciones.

Carga crtica inestabilidadPara elementos estructurales bajo cargas axiales, es posible realizar la verificacin deinestabilidad lateral.

Grficos micropilotesPara la tipologa Micropilote se muestran grficos de los diagramas de las tensionestangenciales normales del bulbo. Ver la siguiente figura:

54

58

61

71

89

MP20


Hierros ejecutivosVisualiza las armaduras. Para los modelos de clculo utilizados, consultar Hierrosejecutivos .

Capacidad de carga frmulas dinmicas Visualiza el ambiente para el clculo de la capacidad de carga con las frmulasdinmica.

Capacidad de carga grupoPara calcular la capacidad de carga de una palificada constituda por mn pilotesdispuestos en m columnas y n renglones, la formulacin propuesta es:

Qlim pal = Qlim pmndonde:Qlim p es la capacidad de carga eficiencia del grupo calculada

Para calcular la eficiencia ver Capacidad de carga grupo .

65

73

76

21


Computo mtrico

Men Exportar3.8.

Men Exportar

Exportar en formato RTF (Imprimir relacin)Edita la relacin de clculo y la guarda en formato RTF. El editor de texto en el cualaparece la relacin de clculo es dotada por ciertos comandos que permiten modificarlos textos (formato, font, copiar, pegar,etc).

Exportar DXFCrea el archivo DXF de la imagen del rea de trabajo. El archivo va exportado con lapropiedad definida en el comando Opciones desde el men Preferencias.

Exportar bitmapCrea el archivo .BMP de la imagen que aparece a video.

Men Preferencias3.9.

Men Preferencias

En este men se da la posibilidad al usuario de personalizar el rea de trabajo losoutput (relacin y dxf), el sistema de unidad de medida.

Opciones

Eleccin del idiomaLa seleccin de este comando visualiza una ventana de dilogo en el cual se muestranlas opciones del idioma y del funcionamiento del software (Italiano, Ingls, Espaol).

Opciones3.9.1.

Men Preferencias: Opciones

Desde esta ventana de dilogo es posible impostar las siguientes propiedades:

rea de trabajo

ColoresSe pueden elegir los colores de fondo y las lneas del rea de trabajo.

Textura

21

MP22


Muestra la posicin bmp de las texturas litolgica. Por default el recorrido deinstalacin de las texturas son: C:\Programas\Geostru\Texture\....

GrficaEs posible impostar el espesor de las lneas en el rea de trabajo, la tolerancia delcursor y el paso de la grilla (la grilla puede ser activada o desactivada haciendo dobleclick sobre la Barra de Estado).

Salidas

Parmetros DXFPermite elegir la carpeta de exportacin de los archivos DXF (Ver Men Exportar enMen Datos), la grandeza del texto en el DXF y el factor de escala;

Salidas en formato textoPermite impostar los mrgenes de las pginas de relacin, el formato de las tablas deoutput de los resultados (celas, colores borde y fondo), adems la inclusion de lasnotas tericas en la relacin de clculo y el ttulo y encabezado de la misma.

Unidad de medida

SistemaElegir de trabajar con el sistema tcnico (Kg/cmq, Kg/mc, m, ecc) o con aquelinternacional (KN/mq, KN/mc, MN, ecc).

Nota: La eleccin del sist. de medida tiene que ser realizada antes de generar elarchivo de trabajo; una vez seleccionada una determinada medida para un proyectono podr ser cambiada luego.

Datos sociedadEs posible introducir los datos de la sociedad a incluir en la relacion.

GuardarPermite impostar y el lapso de tiempo con el cual guardar en automtico el proyecto.

Men Ayuda3.10.

Men Ayuda

AyudaEste comando visualiza el comando Ayuda sobre las funciones tiles del programa.

Informacin sobre el programaMuestra una ventana con la versin del programa.

Geostru On line

23


Si hay conexin a internet pasa a una aplicacin online para la determinacin de losparmetros ssmicos.

CAP

IV

Caractersticas geotcnicas

25


Caractersticas geotcnicas4.

Terreno: Caractersticas geotcnicas

Con este comando son reunidos todos los datos relacionados a la caracterizacingeotcnica del terreno en los cuales se admiten el micropilote y el pilote.

Estratigrafa terreno y verticales por estudiar

Con la entrada en vigor de la nueva normativa el programa calcula la capacidad decarga del micripilote para ms de una estratigrafa o vertical de estudio: generalmente,un mayor nmero de verticales de estudio favorece una correcta definicin de laestratigrafa en ventaja de una evaluacin ms atendible de la capacidad de cargalmite.En el cuadro rojo comos e muestra en la figura de arriba va introducido el nmero deestratigrafas disponibles y la actual visualizada: en base al nmero de estratigrafasintroducido sera posible elegir aquella actual para la introduccin de los parmetrosnecesarios y su caracterizacin mecnica.

En el cuadro azul como se muestra en la figura de arriba, asignando el nombre de laestratigrafa actual y va precisando si la estratigrafa va considerada o no en elclculo de la capacidad de carga: el nmero de verticales estudiadas incide sobre elcoeficiente de reduccin de la resistencia original caracterstica del terreno (ver Carga limite en Clculo)

Cada estratigrafa va definida caracterizada desde el punto de vista mecnico con losparmetros caractersticos: los parmetros geotcnicos por introducir tendrn que seratribuidos a partir del estrato ms superficial a aquel ms profundo:

Nr

MP26


Nmero de orden del estrato 1, 2, 3, 4, etc.

DBDatabase de terrenos con relativas caractersticas geotcnicas.

HsEspesor del estrato. El espesor de cada estrato puede ser modificado, desde el reade trabajo: ubicarse con el mouse sobre el punto central de pasaje de una tipologa aotra (punto de enganche marcado en azul) y manteniendo presionado el pulsantellevar el estrato a una nueva posicin. Aparece una ventana de dilogo en la cual essolicitada introducir el nuevo espesor.

EpsInclinacin de estrato en grados, positiva si es anti-horaria. En manera anloga a lamodificacin de los estratos es posible variar la inclinacin comn click del mousesobre los puntos de enganche laterales (ver Hs ).

Peso especficoPeso especfico del estrato en la unidad de medida especificada; en presencia deterreno sumergido en nivel fretico introducir el peso especfico en la casilla sucesiva.

Peso especifico saturadoPeso especifico saturado del estrato en la unidad de medida especificada.

cCohesion del terreno en la unidad de medida especificada. En presencia de nivelfretico o generalmente en terrenos saturados, para anlisis en condicin sin drenaje,ocurre introducir el valor no drenado y seleccionar la opcin condicin sin drenaje.

FiRepresenta el ngulo de resistencia del terreno en grados; en presencia de nivelfretico introducir el parmetro eficaz. Para el anlisis sin drenaje, el ngulo derozamiento va considerado nulo en automtico por el programa.

Rozamiento negativoSeleccionar la opcin si se quiere tener en cuenta el rozamiento negativo que segenera en el estrato en presencia de un pilote. Tal fenmeno viene computado si esen presencia de micropilotes. Para ms informacin consultar las notas tericas.

Condicin sin drenajeSeleccionar la opcin de condiciones sin drenaje relativamente al estrato para el cualvale tal condicin.

Mdulo elsticoMdulo elstico del estrato. Tal valor es necesario para el clculo de los asientos.

VsVelocidad de onda de corte para el estrato considerado. La Vs es indispensable parael clculo de la interaccin cinemtica pilote-terreno (ver Momentos cinemticos enAccin ssmica)

AlfaCoeficiente de adhesin para la intervencin de la adhesin de la superficie lateral del

27


pilote o micropilote. El valor de este parmetro puede ser introducido por eleccin delusuario o calculado en automtico por el programa eligiendo uno de los varios autoresmostrados (Caquot-Kerisel, Meyerhof e Murdock, Whitaker-Cooke, Woodward) en elcaso de pilotes barrenados o de micropilotes. Para los pilotes hincados el coeficientecalculado en automtico es funcin del range de valores de la cohesin. Para msinformacin consultar las notas tericas.

TexturUbicarse en esta casilla y hacer un click en el pulsante visualizado en el interior deesta casilla con tres puntos, aparecer una ventana con la paleta de colores paraelegir uno y asociarlo al estrato correspondiente. Otra alternativa es seleccionar unatextura desde el panel derecho y arrastrarla con el mouse y colocarla en la casillatextur.

Descripcin litolgicaUbicarse en la casilla y escribir el texto; el mismo ser presente en la leyendaestratos.

Cada estratigrafa

correspondiente a

una vertical de

estudio puede ser

importada por los

programas de

elaboracin de

ensayos

penetromtricos

estticos y dinmicos

con el comando

Importar

Penetromtricas de

Dynamic.... (ver Men

Datos ).17

CAP

V

Accin ssmica

29


Accin ssmica5.

Accin ssmica

Las acciones ssmicas de proyecto se pueden evaluar con:

D.M. 88

OPCM 3274

Eurocdigo 8

NTC 2008

En presencia de la accin ssmica la respuesta del pilote es el resultado de unacompleja interaccin terreno-pilote, de difcil interpretacin a causa de fenmenos nolinear en el terreno y de los efectos cinemticos asociados al moto del terreno. Generalmente, a las solicitaciones trasmitidas por la sobre-estructura se agreganaplicando el principio de sobre-posicin de los efectos, aquellos derivados por la interaccin cinemtica que produce en los pilotes las solicitaciones adicionales quedependen principalmente de la rigidez relativa del pilote-terreno.Respecto a la literatura existente, con respecto a este tipo de studios, surge que enel caso de pilote sumergido en terrenos estratificados, la solicitacin de flexin recibeun importante aumento en proximidad del interfaz entre estratos de diferentesrigidezas y tal aumento es tan mayor cuanto cuanto mayor sea el contraste rigidez.En algunos casos el valor del momento producido por este efecto puede superar aquelde los pilotes en cabeza en presencia de encastre.De un anlisis de numerosos resultados, Nikolaou y otros, 2001,ha propuesto unarelacin que consiste en calcular, en forma aproximada, el momento flectente mximoen correspondencia del interfaz entre dos estratos de distintas rigidezas, encondiciones de moto estacionario con frecuencia prxima a la frecuencia fundamentaldel depsito donde est sumergido el pilote

50,0

1

2

65,0

1

30,03042,0

s

spc V

VEE

dLdM

en el cual c = amax s 1h1; Vs1 e Vs2, respectivamente, la velocidad de las ondas decorte en dos estratos; E1 es el mdulo de rigidez del estrato superior del terreno.Los momentos evaluados segn la expresin de Nikolaou son indicados en la seccin Momentos cinemticos presentes en el clculo estructural.Estas solicitaciones extras son calculadas por el programa solo si el nmero deestratos es superior a 1, han sido introducidas las velocidades de onda de corte y siha sido introducida la accin ssmica.

DM885.1.

Normativa ssmica: DM '88

29

30

31

32

MP30


La aplicacin D.M. 88 y sucesivas modificaciones e integraciones es consentidamediante la introduccin del coeficiente ssmico horizontal Kh (Kv = 0) en funcin delas categoras Ssmicas segn el siguiente esquema:

CATEGORA Kh Kv

I 0.1 0

II 0.07 0

III 0.04 0

En acuerdo a tales disposiciones, la relacin: ag/g = C*I*R

C: coeficiente de intensidad ssmica

1002SC

S: Grado de sismicidad (S =2)

R: Coeficiente de respuesta

I: Coeficiente de proteccin ssmica

OPCM 32745.2.

Normativa ssmica: OPCM 3274

El OPCM 3274 y sucesivas modificaciones, calcula los coeficientes ssmicoshorizontales Kh y verticales Kv que interesan todas las masas como:

hv

gh

KKg

aSK

5,0

Donde:

ag: es la aceleracin mxima prevista al sitio

S: factor que depende del tipo de suelo segn el esquema:

Suelo de tipo A - S=1; Suelo bastante rgido;

31


Suelo de tipo B - S=1.25, Depsitos bastante densos o arcillas bastantesconsistentes;

Suelo de tipo C - S=1.25, Depsitos medianamente densos o arcillas de consistenciamedia;

Suelo de tipo D - S=1.35, Depsitos de terrenos granulosos sueltos o poco densos;

Suelo de tipo E - S=1.25, Perfiles de terreno constituidos por estratos superficialesaluvionales;

Para cimentaciones en taludes con inclinacin superior a 15 y desnivel superior a 30m, la accin ssmica tiene que ser incrementada multiplicndola por el coeficiente deamplificacin topogrfica ST:

- ST = 1,2 para sitios en proximidad de la pestaa superior de taludes de graninclinacin aislados;

-ST = 1,4 para la suma de los perfiles topogrficos teniendo como largo en cabezainferior al ancho a la base y pendencia promedio > 30; ST = 1,2 para sitios delmismo tipo pero de pendencia promedio inferior.

Eurocdigo 85.3.

Normativa ssmica: Eurocdigo 8

Para la aplicacin del Eurocdigo 8 (proyectacin geotcnica en campo ssmico) elcoeficiente ssmico horizontal es definido de la siguiente manera:

hV

IgRh

KKg

SaK

5,0

donde:

agR : aceleracin de pico de referencia sobre suelo rgido emergente,

I: factor de importancia,

S: soil factor y depende del tipo de terreno (de A a E).

IgRg aa

es design ground acceleration on type A ground.

MP32


NTC 20085.4.

Normativa ssmica: NTC 2008

Las normas tcnicas de la construccin italianas (NTC 2008) calculan los coeficientesKh e Kv en pendencia de varios factores:

hv

h

KKg

aK

5,0

max

Donde:

amax aceleracin horizontal mxima prevista al sitio;

g aceleracin de gravedad;

Todos los factores presentes en las frmulas dependen de la aceleracin mximaprevista por el sitio de referencia rgida y de las caractersticas geomorfolgicas delterritorio:

gTS aSSamax

donde:

Ss (efecto de amplificacin estratigrfica): es funcin de F0 (Factor mximo deamplificacin del espectro en aceleracin horizontal) y de la categora de suelo (A, B,C, D, E).

ST (efecto de amplificacin topogrfica) para las cimentaciones en proximidades detaludes. Los valores de ST cambian con el cambiar de las cuatro categorastopogrficas introducidas:

T1 (ST = 1.0) - Superficie plana, taludes y taludes inclinadas promedios a 15

T3 (ST =1.20) - Relieves con ancho en cima menor a la base e inclinacin promedio de15

33


RV

RR P

VT1ln

Con VR vida de referencia de la PVR Probabilidad de superacin, en la vida dereferencia, asociada al estado lmite considerado. La vida de referencia depende de lavida nominal de la construccin y de la clase de uso de la construccin (en lnea conlo previsto en el punto 2.4.3 del NTC). En cada caso VR tendr que ser mayor o iguala 35 aos (VR= VNCU- El valor del coeficiente de uso CU es definido al variar de laclase de uso de la estructura).

CAP

VI

Pilote

35


Pilote6.

Pilote: Tipologas

Tipos de pilotes para tecnologa ejecutiva

Pilotes BarrenadosSi se trata de pilotes ubicados en obra antes de la ejecucin de un foro conexportacin del terreno. Se diferencian de entre ellos por las distintas modalidades debarrenados y de estabilizacin de las paredes del foro. Los pilotes barrenados,especialmente los de gran dimetro, son generalmente perforados con aparatos arotacin, sosteniendo las paredes del foro, donde es necesario, con lodosbentonticos.

Los pilotes barrenados y con hlice continua pertenecen a la categora de pilotesbarrenados con exportacin parcial del terreno. La perforacin va realizada a travsde un hlice continuo de excavacin. En esta fase de extraccin se procede con elllenado de la cavidad libre a travs de cemento bombeado. Una vez extrado el hlicese procede con la obra de la armadura metlica introducida en el hormign todavafresco. Dicha tcnica, ptima para la ejecucin de pilotes en reas restringidas no necesitande lodos bentonticos o en proximidad de presencia gracias a la ausencia devibraciones, a la no decompresin del terreno y a un mnimo de molestia sonora,permite realizar pilotes de dimetro variable de 300 a 1200 mm por profundidad mximade 25- 30 metros.

MP36


Pilote con hlice continua (CFA - Continuous Flight Auger)

Pilotes hincados

Con esta tecnologa ejecutiva los pilotes son hincados en la superficie sin laexportacin de terreno. Pueden ser prefabricados o realizados en la misma obra en elinterior de un tubo hincado en el terreno.Los pilotes hincados, en terrenos sin cohesin (arenas y gravas) determinan unadensamiento de estos, que mejora las caractersticas mecnicas. En los terrenos degranos finos (limas y arcillas) saturados, la energa va integralmente absorbida por elagua y de consecuencia sobre-presin intersticial y reduccin de la resistencia eficaz.

37


Pilote barrenado en obra (Tipo Franki)

Datos Pilote6.1.

Pilote: Input - Datos Pilote

Para proceder con un clculo de un pilote, es necesario seleccionar el comando DatosPilotes desde el men Datos.Los datos necesarios para la correcta conclusin del clculo son:

MP38


Tipo piloteElegir el tipo de pilote entre: pilote en hormign armado, acero o madera. Por cadatipo, elegir la tecnologa de realizacin entre Hincado o barrenado.Para los Pilotes en madera o en acero, el programa no realiza las verificacionesestructurales, solo devuelve la capacidad de carga y las solicitaciones flectentes ycortantes y la deformada.

Dimetro puntaIntroducir el dimetro del pilote en la unidad de medida especificada; el dimetro vaextendido por todo el ancho del pilote.

LargoIntroducir el largo complesivo del pilote en la unidad de medida solicitada.

Saliente del terrenoIndicar el largo del pilote que sale del terreno en la unidad de medida solicitada. Elvalor de tal grandeza es medida por la parte saliente que no interacta con elterreno (Generalmente es utilizada en el caso de muelles): tal zona no esconsiderada de importancia pata la capacidad de carga del pilote..

Tronco-conicidadTal grandeza se activa solo en el caso de pilotes hincados, es decir de pilotesprefabricados. Expresados en [%], el cual representa la variacin del radio del pilotepor unidad del largo, a partir del dimetro asignado. Una tronco-conicidad del 10%comporta un aumento del radio, de la punta a la cabeza de 0,1 m por cada metro dellargo. Por lo tanto sobre un pilote de 10 m con dimetro 0,5 m, se obtiene un radiofinal de 1,25 m.

Coeficiente de PoissonEl coeficiente de Poisson, es un dato necesario si se quieren evaluar los asientos.Esto se refiere donde apoya la punta del pilote. Valores orientativos de tal grandezason indicados pro el programa en el recuadro de informaciones (como se puedeobservar en la siguiente figura)

39


Datos pilotes - Coeficiente de PoissonDensidad relativa punta piloteIntroducir el valor de la densidad relativa del estrato en el cual es introducida lapunta del pilote. Este parmetro es necesario para evaluar la capacidad de carga depunta con el mtodo de Vesic.

Cap. de carga a la punta NqElegir un autor de entre los mencionados (Berezantev, Terzaghi, Janbu, Hansen eVesic) para el clculo de la cap. de carga de punta. Para ms informacinconsultar las notas tericas.

MP40


ng. roz. sucesivo al hincado (Fip)Elegir el valor del ngulo de rozamiento para utilizar en el clculo de la capacidad decarga una vez realizado el pilote. Para pilotes hincados se aconseja adoptar unngulo p de clculo igual a (3 4 p +10), mientras que para palos barrenados eshabitual disminuir el ngulo de rozamiento del terreno de 3; otra opcin es elegirutilizar el parmetro p proprio del terreno.

K Cap. carga lateralElegir de entro los valores aquel por asignar a los coeficientes K para el clculo de lacapacidad de carga lateral (del fusto) pilote. Para pilotes barrenados generalmentese utiliza K = 1- sen p, mientras que para los hincados K = 1-tan

2p, dove p

representan el ngulo de rozamiento elegido para el clculo (ngulo roz. sucesiva alhincado). Calores iguales a 0.5 ed 1 son sugeridos para pilotes en acero (0.5) ypilotes en hormign prefabricado o madera (1).

ngulo roz. terreno-piloteElegir de entro los valores aquel para asignar a en el clculo de la capacidad decarga vertical lateral (fusto) del pilote. Para pilotes barrenados generalmente se daun valor igual a p (ng. roz. del clculo), mientras que para pilotes hincados enhormign prefabricado se adopta = 3 4 p. Para los pilotes en acero, en cambioaconsejamos utilizar 25.

Los datos para el clculo van comp0letados segn a las siguientes indicaciones paralas verificaciones estructurales y aquella a carga lmite horizontal:

MaterialEn esta seccin se indica el tipo de hormign y de acero para emplear en el clculo:estos indentifican las resistencias de los materiales utilizados en el caso de pilote enhormign armado. Si el pilote es en acero o madera, ir a la seccin Seccingenrica.

Seccin con barrasEs esta seccin se introducen los datos respectivos a la armadura con barras delpilote en hormign armado: para los pilotes en hormign armado es posible solo laarmadura con barras. Cubierta barra, se entiende como la distancia medida a partir del baricentro de lasbarras, que el nmero de hierros es interpretado por el programa como el nmeromnimo de hierros a introducir: si aquel solicitado por las verificaciones es mayor, elprograma aumenta el nmero de barras hasta la verificacin (punto interno al dominiode ruptura de la seccin), realizando el control geomtrico sobre todo el hierro.Si el nmero de hierros solicitados es inferior a aquel inicial el programa verifica laseccin con el nmero de hierros asignado.En cada caso, viene siempre realizado el control sobre el porcentaje mnimo dearmadura igual al 0,3% rea del hormign y el pilote va armado sobre todo el largocon tal valor.

Seccin genrica

41


Los datos solicitados re refieren a los pilotes en acero o madera. Peso especficoy Mdulo elstico se refieren al material por el cual es compuesto el pilote,mientras rea y Mdulo de resistencia se refieren a la seccin que reacciona a lassolicitaciones. El Momento de inercia es calculado por el programa: recordamos quela relacin existente entre momento de inercia y mdulo de resistencia es lasiguiente:

)1(maxyWI

donde:I momento de inercia baricntrico;W mdulo de resistenciaymax distancia de la fibra ms lejana del eje neutro.

Para el pilote en acero con seccin tubular recordamos que el mdulo de resistenciaW es igual a:

DdD

RrRW

4444

098,04

donde R (o D) es el radio (o dimetro) externo del tubular, mientras que r (o d) es elradio (o dimetro) interno del tubo.Para dicha tipologa de seccin el rea es expresada por

22 rRA

Carga ltima horizontalLa evaluacin de la carga lmite ltima horizontal es necesaria cuando en presenciade pilote sugetado a carga trasversal. En este programa la valutacin de la carga aruptura para pilotes sugetados a acciones horizontales y va tratada segn la teorade Broms. Con este tipo de traccin el terreno es supuesto homogneo y con osin cohesin. En presencia de terrenos estratificados por el programa toma el terrenoa un medio homogneo con parmetros mecnicos obtenidos por el promedio pesado,utilizando como peso el espesor del estrato. En presencia de ngulo de resistencia alcorte que de cohesin, el programa da preferencia al rozamiento y por lo tantoevala la carga lmite ltima como medio sin cohesin. Ver tambin Carga lmitehorizontal en notas tericas. 86

CAP

VII

Micropilote

43


Micropilote7.

Micropilote: Tipologas

Se definen micropilotes a los pilotes barrenados de pequeo dimetro (D 250mm) realizados con herramientas y tecnologas particulares.Hay dos tipos fundamentalmente:

RazReproduce la tcnica de los pilotes barrenados de dimetro mediopero el llenado va realizado a presin.

TubifixVa realizado barra barrenados y llenados a travs de un tubo deacero con vlvula y fijados al terreno con cemento.

Fases ejecutivas de un micropilote raz

En los micropilotes Tubifix la armadura es constituida por un tubo dotado devlvulas sin regreso con interejes 30-50 cm, ubicadas en correspondencia delos estratos donde se quiera transferir la carga.La presencia de la vaina consiste en la inyeccin de la lechada con presionesque pueden llegar hasta algunas decenas de atm en correspondencia de lasvlvulas que comprimen el terreno creando una importante resistencia derozamiento.

MP44


Fases ejecutivas de un micropiloteTubifix

Datos micropilotes7.1.

Micropilotes: Datos micropilotes

Para el clculo de un micropilote seleccionar el comando Micropilote del Men Datos.Aparecer una ventana como se muestra a continuacin

45


Datos micropilotes

DescripcinIntroducir un texto para describir el elemento.

Tipologa

MP46


Elegir entre la tipologa del micropilote Raz o Tubifix. Ver Micropilote .

Tipo de armaduraElegir la tipologa de armadura entre tubular o hierros longitudinales: si se elige contubular ocurre definir el dimetro externo, espesor y peso a metro linear del tubo en laseccin Armadura con tubular (ver recuadro rojo en figura). El programa dispone de unDatabase de tubulares da los cuales es posible elegir aquel a introducir en funcin deldimetro externo y del espesor deseado: si no esta presente en la lista es posibleintroducir los datos manualmente.Si el micropilote tiene que ser con barras longitudinales, elegir el dimetro hierros yestribos, adems el nmero de barras y cubierta barras en Seccin barras (recuadroazul). En la seccin material se eligen el tipo de acero y la clase de resistencia de la lechada(ver Archivo Materiales ): en las verificaciones estructurales es considerada laseccin completa de acero y lechada de inyeccin.

InyeccinEn funcin del tipo de micropilote es importante elegir el tipo de inyeccin de lalechada. Para los micropilotes TUBIFIX es posible elegir entre el mtodo de selladocon Inyeccin Repetitiva o selectiva (IRS) y aquel con Inyeccin Global nica(IGU); del tipo de inyeccin elegido dependen las dimensiones del dimetro del bulbo.Para los micropilotes Raz se usa micro-cemento a baja presin (ausencia deinyeccin).

Dimetro de perforacinIntroducir el dimetro de la perforacin.

Suelo Elegir una tipologia para el calculo del parametro necesario para la definicion deldimetro del bulbo en el caso vengan empleados micropilotes TUBIFIX. Paramicropilotes Raz = 1, es decir no viene creado el bulbo ya que el llenado es porcada.

AlfaRepresenta un coeficiente que permite calcular, en funcin del tipo de sellado y lalitologia el diametro del bulbo, en el caso de micropilote TUBIFIX. el valor de puedeser introducido manualmente por el usuario.

Dimetro bulboIntroducir el dimetro promedio del bulbo en el caso de micropilotes TUBIFIX; tal valorpuede ser introducido manualmente por el usuario o bien puede ser utilizado aquelpropuesto por el programa derivado por el valor de introducido y del diametro deperforacin. Para micropilotes Races el dimetro del bulbo coincide con el de laperforacin.

Largo bulboIntroducir el largo del tramo de perforacin necesario para alcanzar los estratos deterreno donde transferir la carga: este dato es necesario para los micropilotes TUBIFIX: a partir de la profundidad alcanzada con este dato, viene realizado a partirdel bulbo del micropilote. Para los micropilotes Raz, sin el bulbo el largo del fusto esde considerarse como tramo sin influencia sobre la capacidad de carga del micropilote,por lo tanto va considerada lo ms corta posible (de 10-20 cm aprox.): para esta

43

13

47


tipologa el largo complesivo del micropilote tiene que coincidir con el largo del bulbo(ver el paso siguiente).

Largo bulboIntroducir el largo del tramo de perforacin en el cual es presente el tramo de lavlvula del tubo, para la formacin del bulbo, en el caso del micropilote TUBIFIX. Paralos micropilotes Raz el largo del bulbo tiene que coincidir con aquella complesiva por elmicropilote.

Nota: En el micropilote la capacidad de carga es evaluada considerando lareaccin solo en el tramo del largo del bulbo.

Color tipologaElegir un color para representar el elemento micropilote de la paleta de colores.

Opcin clculo cap. de cargaPara el clculo de la capacidad de carga del micropilote se proponen dos teoras:Mtodo de Mayer y Mtodo de Bustamante e Doix.

Nota: Para el Mtodo de Bustamante e Doix. es necesario introducir la presinlmite de inyeccin (Ver Notas tericas )

Carga ltima horizontal Para los micropilotes bajo cargas transversales es necesario realizar tambin laverificacin de carga lmite horizontal. Ver notas de Broms en Notas tericas .En los casos de mecanismo de ruptura de pilote largo, la formacin de una rtulaplstica en correspondencia del momento mximo, comporta la determinacin delmomento de la seccin: Mult viene evaluado por el programa en base a la armadura.Para los micropilotes armados con tubular el programa har referencia a la seccindel tubo a eleccin del usuario; para los micropilotes armados con barras de acero,ser solicitado el nmero supuesto de barras por utilizar: es este caso es aconsejablerealizar tal verificacin luego de haber realizado el clculo estructural de mxima. Eldimetro es asumido por el programa por el valor introducido en la ficha Seccin conbarras.

100

86

CAP

VIII

Geometra terreno y n. Fretico

49


Geometra terreno y n. Fretico8.

Geometra: Terreno y n. Fretico

Perfil terrenoViene definido el perfil del terreno con el largo de los tirantes a derecha e izquierda delpilote o micropilote. Esta indicacin tiene validez solo en el grfico.

Excavacin Definir el ancho y profundidad en el cual es colocada la cimentacin. El valor de laprofundidad de la excavacin es considerada por el programa para la determinacin dela tensin litosttica.

Geometra n. fretico

Introducir la profundidad del n. fretico sobre el campo. Para los estratos del terrenointeresados por la presencia de agua va introducido el peso especfico saturado: en condiciones con drenaje el programa evala la tenciones eficaces calculando elpeso especfico como sat- w, mientras que para la condicin sin drenaje elprograma considera el sat. La profundidad introducida con el signo "-" permiteconsiderar el nivel de agua por arriba del plano en la evaluacin de la presin neutra(agua) el programa considera tal nivel.

CAP

IX

Cargas

51


Cargas9.

Datos: Cargas y combinaciones

Para asignar las cargas sobre el elemento estructural seleccionar el comando Cargasdesde Men Datos. La ventana de asignacin de cargas se presenta de la siguientefigura:

Ventana datos cargas

En el recuadro evidenciado en rojo va introducido el nmero de combinaciones que sequieran examinar; cada combinacin es identificada por le nmero de orden (recuadroverde) y por un nombre que puede ser asignado por el usuario (recuadro azul).Cada combinacin es definida por un cierto nmero de condiciones de cargas(recuadro amarillo) identificadas por una fuerza horizontal Fo, Vertical Fv, por elmomento M y por la profundidad Z. La combinacin actual va seleccionada desde lalista Nmero de combinaciones con un click del mouse.

Las combinaciones definidas en esta ventana sern usadas por el programa para

MP52


identificar la combinacin actual ya sea en los clculos que en el rea de trabajo.

Nota: Las condiciones de carga Fo, Fv e M tendrn que ser introducidas yasean amplificadas o reducidas por el factor de combinacin.

Convenciones de signos sobre las fuerzasPara las convenciones sobre las cargas, tomar como referencia la siguiente figura:

Convencin positiva de las cargas

CAP

X

Clculo Cap. de carga

MP54


Clculo Cap. de carga10.

Clculo: cap. carga vertical frmulas estticas

Para el clculo de la carga lmite mediante las frmulas estticas utilizar el comandoCap. de carga vertical frmulas estticas desde el Men Clculo, aparecer lasiguiente ventana:

Ventana de clculo Cap. de carga vertical

El clculo de la cap. de carga puede ser realizado segn distintos acercamientos denormativa (recuadro rojo):

ClsicaSe trata de un acercamiento de la cap. de carga admisible, en la cual lacarga lmite de punta y aquel lateral son distintos para un factor de seguridad

55


Fs que puede ser diferenciado entre punta lateral, y total (recuadro fucsia).

N.T.C. 2008Se trata de un acercamiento indicado por el D.M. 14 Enero 2008 (ITALIA), porel cual se puede realizar el c0lculo con dos combinaciones (A1+M1+R1) e (A2+M1+R2), o con una nica combinacin de los factores (A1+M1+R3).Recordamos que con Ai son indicados los factores de combinacin de las cargas(ver Cargas ), con Mi aquellos reductivos por los parmetros caractersticosdel terreno y Ri aquellos de reduccin de la resistencia caracterstica. Estosltimos, en particular, dependen de la tecnologa de ejecucin del pilote(recuadro violeta). Todos los factores de reduccin de la resistencia y dereduccin de los parmetros geotcnicos pueden ser editados por el usuario,por lo tanto pueden ser personalizados. En agregado a dichos factores, el NTC2008 penalizan o premian los resultados de la resistencia de proyecto a travsde los coeficientes i que tienen cuenta del nmero de las verticales estudiadaspara la determinacin de los parmetros caractersticos del terreno: un nmeroelevado de sondeos es seguramente un factor de ventaja en la seguridad delresultado obtenido.

Eurocdigo 7El acercamiento seguido por el Eurocdigo 7, segn el cual se puede usar tresalternativas Design Approach (DAs).

Por cada estratigrafa definida en Caractersticas geotcnicas, el programa realiza elclculo de la carga lmite de punta, aquel lateral y aquel total. En particular, esteltimo es definido de la siguiente manera:

Qlim T = QlimP + QlimL - WP si el pilote es a compresin.Qlim T = QlimP + QlimL + WP si el pilote es a traccin

en el cual:QlimP es la carga lmite de punta;QlimL es la carga lmite lateral; WP es el peso del pilote.

En los resultados de clculo, el programa otorga valores mnimo (Rc,min), mximo (Rc,max) y medio (Rc,med) de la carga lmite, por lo tanto aquel caracterstico Rk y deproyecto Rd.

Nota: El factor de seguridad vertical Fs es generado por el programa solo enpresencia de una carga vertical asignada por el usuario en la ventana cargas. Losresultados visualizados a video se refieren a la combinacin de carga actualsealada (recuadro naranja).

En la caracterizacin de los terrenos, los parmetros mecnicos caractersticos tienen

51

MP56


que ser determinados a partir de una serie de estudios, el volumen significativo (partedel subsuelo influenciada, directa o indirectamente, por la construccin delmanufacturado) y deben permitir la definicin de un modelo geotcnico adecuado. Enla siguiente figura, (recuadro rojo), al aumentar las verticales a estudiar correspondeun factor de reduccin siempre ms pequeo: este en sustancia, se traduce en unefecto penalizante, en trminos de resistencia caracterstica, para aquellos proyectosen el cual el programa de los estudios es escaso.

Factores i sobre el nmero de verticales estudiadas

Para los acercamientos proyectuales que necesiten los parmetros caractersticosreducidos, es posible activar un factor de reduccin Mi (recuadro verde) de lasiguiente figura:

Factores Mi sobre parmetros caractersticos

Recordamos que tales factores pueden ser editados por el usuario segn las exigenciasdel clculo.

CAP

XI

Clculo asientos

MP58


Clculo asientos11.

Clculo: Asientos

Para el clculo de asientos viene visualizado el clculo de asientos es visualizado elmtodo hiperblico ver Notas tericas .El ambiente de trabajo para el asiento es representado es representado por lasiguiente figura:

Clculo asientos

El programa, en base de las expresiones del asiento obtenido por Fleming, obtiene unacurva acero-asiento que tiende asintoticamente a la carga lmite en la hiptesis delpilote rgido. La carga lmite es determinado como suma de la capacidad de cargalateral y aquella de punta obtenidos por el clculo anterior en la carga lmite. Si esteltimo ha sido realizado sobre ms verticales de estudio, El programa considera elmnimo de entre los calculados.Para determinar el asiento correspondiente al nivel de carga deseado, ocurre introducirel valor Q (carga aplicada) y confirmar con el pulsante Calcular.El asiento total es definido como suma del asiento rgido (hiptesis del pilote rgido),marcado sobre la curva hiperblica y de la reduccin elstica del elemento estructural,marcado sobre la recta.

Los parmetros necesarios para calcular los dos componentes de asientos soncalculados por el programa, de todas formas el usuario tiene siempre la posibilidad deintervenir y cambiar los valores.

93

59


Adems, movindose con el mouse sobre el grfico, se obtiene el valor del asientototal en correspondencia del nivel de carga.

CAP

XII

Clculo estructural

61


Clculo estructural12.

Clculo estructural

El clculo estructural del pilote va realizado por el programa recurriendo al mtodoFEM: en pilote es discretizado en un cierto nmero de elementos beam a los cuales losextremos (nudos) son aplicados por resortes que esquematizan el terreno (ver Mtodode elementos Finitos ).El mtodo utilizado tiene la ventaja de poder introducir por cada nudo ya sean lascondiciones de carga (recuadro azul) que las condiciones del entorno (recuadroverde).

Ambiente de trabajo para el clculo estructural

En el panel de cargas se proponen las combinaciones de carga asignadas por elusuario en Cargas del men Datos.

62

MP62


La visualizacin de los resultados, ya sea en trminos de solicitaciones que de anlisisestructural, se refiere a la combinacin de carga actual visualizada el el cuadro azul.

Nota: Las condiciones de carga Fo, Fv e M tendrn que ser introducidas apartir del nudo 1 a seguir.

Las solicitaciones restitudas por el programa en la ficha de anlisis de lassolicitaciones son comprensivas de las solicitaciones adicionales de interaccincinemtica (ver Accin ssmica ): los momentos cinemticos calculados por elprograma son visualizados en frame Inter. cinemtica en correspondencia del nudode pasaje entre los estratos de distinta rigidez.

Resultados de anlisis estructuralEl ambiente en el cual se muestran los resultados del anlisis estructural representadoen la siguiente figura:

Ambiente resultados anlisis estructural

En cada nudo se muestran las condiciones de verificacin sea flexin compuesta acorte. Para el modelo el clculo pasa a la seccin Hierros ejecutivos .

Mtodo Elementos Finitos12.1.

Clculo: FEM

Segn el mtodo a elementos finitos, el terreno va esquematizado con resortes cuyascaractersticas dependen de los mdulos de elasticidad del terreno, diferenciando,

29

65

63


aquellos en compresin de aquellos en traccin. Bowles propone de calcular, en modoaproximado, el valor de Ks (mdulo de reaccin conectado a la rigidez del terreno) enla base de la capacidad de carga de las cimentaciones. El mtodo en cuestin otorgadirectamente, una vez construida la matriz de rigidez global y el vector de los nudosde cargas, los desplazamientos generalizados y de entre estos, los momentos y lasreacciones de los nudos. Para el clculo del pilote se procede de la siguiente manera:

Clculo del valor K;Disposicin de los nudos en los cual sern asignadas las rigidezas de los resortes;Clculo del momento de inercia de la seccin;Ensamblaje de la matriz de rigidez global;Ensamblaje de los vectores de cargas de los nudos;Clculo de los desplazamientos de nudos;

El clculo se resuelve a travs de un proceso de tipo iterativo. Las iteracionescontinan hasta el nmero de iteraciones mximo introducido por el usuario: si laconvergencia de los resultados es obtenida antes, el programa arresta el clculo. El ambiente para la gestin de algunos datos relativos a la implementacin del mtodode los elementos finitos es el siguiente (recuadro rojo):

MP64


Ambiente para la gestin del clculo con el mtodo de todos los elementos finitos

Los datos por introducir son los siguientes:Max desplazamiento linear del terrenoExpresado en cm. Es el mximo desplazamiento del terreno que permite considerar elterreno en campo linear. Superado este desplazamiento el resorte que esquematiza elterreno no puede ser considerado en campo elstico linear (depende bastante de lascaractersticas del terreno en cada caso. Orden de grandeza = 1-2 cm );

Tipo anlisisDefine si el anlisis conducido es de tipo linear o no linear.Se aconseja el anlisis no linear cuando la esttica del problema depende del aspectogeotcnico del problema.

Mximo nmero de iteracionesEs el mximo nmero de iteraciones a realizar para buscar la solucin a losdesplazamientos. Superado este lmite la solucin va considerada sin encontrar(relativamente a la prctica actual el orden de grandeza = 5/10 iteraciones);

Factores de reduccin del resorte del fondo excavacinEs un factor sin unidad de medida que va a multiplicar, reduciendo el mdulo dereaccin del resorte situado en el fondo de la excavacin. Tiene que asumir un valormenor o igual a 1.

Nmero de elementosTiene que ser comprendido entre 10 y 50. Es el nmero de elementos finitos en el cualva discretizado el elemento estructural. Es oportuno realizar una discretizacinracional, ni demasiado distante, para evitar errores en la solucin ni demasiadocercanas, para evitar que los tiempos de clculo se extiendan con notoriedad.

Nmero sobre la superficie del terrenoDefine cual nudo asociar al fondo de la excavacin. Se aconsejan utilizar los primeros 2o 3 nudos.

Mdulo de reaccinEl clculo de la rigidez de los resortes que esquematizan el terreno puede serconducido segn el mtodo de Bowles (Cap. de carga)y de Chiarugi -Maia:

Cap. de cargaSegn dicho mtodo basado sobre la carga lmite del terreno, el mdulo de reaccinca calculado e la siguiente manera:

nsss zBAk

El usuario puede introducir manualmente los parmetros As, Bs y n para realizar unaestimacin personalizada.

Chiarugi - Maia

El mtodo calcula el mdulo de reaccin en funcin del dimetro, de la palificada y

65


del coeficiente de Poisson. La frmula aplicada para calcular el mdulo de reaccincon este mtodo es el siguiente:

121

4

21 EJDE

DEk ededs

En la frmula anterior Eed es le mdulo edomtrico del terreno, D es el dimetro delpilote, es el coeficiente de Poisson y EJ es la rigidez flexin de la palificada.

Ks variable con la profundidadEs posible tener cuenta de la variabilidad del mdulo de reaccin o tambin conducir elanlisis con el mdulo de reaccin constante.

Hierros ejecutivos12.1.1.

Clculo: hierros ejecutivos

La visualizacin de la armadura es posible solo luego de haber realizado el clculoestructural.La armadura es diseada por todo el largo del pilote en base a las solicitacionesmximas flexin y corte.

Para las verificaciones a secciones circulares en CA a los SLU con barras, se aconsejautilizar el software RC-SEC producido por GeoStru Software, para el modelo utilizadoen las secciones con tubular la referencia se muestra a continuacin.

Modelo de clculo para la verificacin a flexin compuesta de una seccincircular de hormign armado y acero.El problema puesto es el siguiente:

Determinar las condiciones de verificacin de una seccin circular mixta compuesta porhormign armado y acero. Para fijar las ideas ver la siguiente figura:

MP66


Esquema de clculo de la seccin

Hiptesis de baseLas hiptesis esenciales tienen el comportamiento mecnico de los materiales queforman la seccin. En particular se asume, para ambos materiales un comportamientode tipo rgido plstico (ver la siguiente figura):

Modelos adoptados

El clculo del dominio de interaccinEl clculo de dominio de interaccin es realizado haciendo variar la profundidad del ejeneutro xc de cero al valor del dimetro de la seccin. por cada profundidad del ejeneutro se determina la copia de solicitaciones ltimas de la seccin (Mu, Nu) hastaconstruir la entera frontera del dominio de interaccin. El clculo de las ltimas varealizado segn el siguiente esquema:

1. Fijar la profundidad del eje neutro xc;

67


2.Clculo del esfuerzo normal ltimo de la seccin, teniendo en cuenta la contribucindel cemento armado comprimido, del acero comprimido y del acero tenso (el acerotenso no es relevante);

3. Clculo del momento ltimo de la seccin, teniendo en cuenta el aporte del hormignarmado comprimido, del acero comprimido y del acero tenso (el hormign comprimidono es relevante)

Nota: El clculo del momento ltimo de la seccin es realizado con respecto albaricentro de la seccin.

Esquema para el clculo de las solicitaciones ltimas

En la figura anterior:

1. Cc es el resultante de las tensiones de compresin en hormign armado, y dCc es larelativa distancia desde el baricentro geomtrico de la seccin;

2.Cs es el resultante de las tensiones de compresin sobre el acero, y dCs es larelativa distancia desde el baricentro geomtrico de la seccin;

3. Ts es le resultante de las tensiones de traccin sobre el acero , y dTs es ladistancia relativa desde el baricentro geomtrico de la seccin;

El esfuerzo normal ltimo, en funcin de xc, resulta ser:

MP68


Considerando el esfuerzo normal positivo si de compresin.

El momento ltimo se determina a travs de la siguiente relacin:

Una medida de la seguridad en el recuadro de colpaso flexin compuestaLa medida de seguridad elegida para definir la verificacin a flexin compuesta de laseccin es evaluada con respecto a la distancia del punto por verificar a la fronteradel dominio de interaccin. Ver la siguiente figura:

Clculo del factor de seguridad

Por lo tanto:

1.D0f es la distancia entre el origen del sistema M-N y la frontera del dominio deinteraccin. Tal distancia va medida por la misma direccin de la lnea que une elorigen con el punto Mv, Nv.

2.D0p es la distancia entre el origen y el punto en el cual se quiere calcular el factorde seguridad.

El factor de seguridad es determinado como relacin entre d0f e d0p:

69


Si FS es mayor o igual a 1 la seccin es verificada.

CAP

XIII

Diagramas solicitaciones

71


Diagramas solicitaciones13.

Clculo: Diagramas solicitaciones

Visualiza los diagramas de las solicitaciones segn el ambiente representado en figura

Diagramas

Los diagramas visualizados pueden ser copiados en "Apuntes" parapara ser pegados enla relacin.

CAP

XIV

Cap. de carga frmulas dinmicas

73


Cap. de carga frmulas dinmicas14.Clculo: Cap. de carga frmulas dinmicas

Para los pilotes hincados la cap. de carga puede ser determinada tambin utilizandof3rmulas dinmicas. El programa propone dos frmulas: Janbu y aquella danese. vertambin Notas tericas .El ambiente para el clculo con las frmulas dinmicas se representa en figura:

Cap. de carga frmulas dinmicas

Los datos solicitados para la aplicacin de la teora dinmica son:

Largo piloteIntroducir el largo del elemento estructural en la unidad de medida especificada.

Mdulo elstico seccinIntroducir el mdulo elstico en la unidad de medida especificada.

reaIntroducir el rea de la seccin del pilote en la unidad de medida especificada.

Peso piloteIntroducir el peso de pilote.

Nota: Las cantidades son calculadas en automtico por el programa en base a

73

MP74


los datos de input introducidos para el clculo de la cap. de carga con las frmulasestticas.

Peso martilloIntroducir el peso del martillo.

Eficiencia del martilloIntroducir un coeficiente de eficiencia del martillo.

Altura cada martilloAltura en la cual va dejado caer el martillo (ver figura abajo).

Hundimiento pilote por golpeIndicar cuanto se hunde el pilote por un golpe.

Esquema de clculo frmulas dinmicas

CAP

XV

Cap. de carga de grupo

MP76


Cap. de carga de grupo15.

Clculo: Cap. de carga de grupo

Cuando varios pilotes con unidos entre por una nica plancha, surge el problema delgrupo de pilotes. Viene espontneo afirmar que la cap. de carga de la palificada esigual que a la suma de la cap. de carga de cada elemento individual, existen diversasopiniones que con el tiempo han llevado a introducir el concepto de eficiencia depilotes en grupo.La eficiencia Eg va definida de la siguiente manera:

En este trabajo, la eficiencia de la palificada es calculada segn la notoria expresinde Converse-Labarre:

nmnmmnEg 90

111

donde m, n y D son indicados en la figura de abajo y q = tan-1D/s.Dicha frmula es limitada a la disposicin de los pilotes a rectngulos.

Eficiencia de grupo

La eficiencia es devuelta por el programa desde el Men Clculo, seleccionando el

77


comando Eficiencia palificada. Los datos solicitados son:

Nmero de pilotes por fila n

Nmero de filas m

Dimetro pilotes

Interejes pilotes

Los vales de la eficiencia son devueltos en formato texto .

CAP

XVI

Notas tericas

79


Notas tericas16.Carga lmite de punta16.1.

Notas tericas carga lmite de punta

Frmula de Terzaghi

La solucin propuesta por Terzaghi asume que el terreno existente de arriba de laprofundidad alcanzada por la punta del pilote pueda ser cambiado por una sobrecargaequivalente igual a la tensin vertical eficaz (dejando de lado la interaccin entrepilote y terreno de cimentacin) y conduce el anlisis al problema de cap. de cargade una cimentacin superficial.La frmula de Terzaghi se puede escribir:

Qp = c Nc sc + L Nq + 0.5 D N s

donde:

245cos2

aN2

2q

tan275.0ea

cot1NN qc

1cos

K2

tanN2

p

Mtodo de Berezantzev

principalmente Berezantzev hace referencia a una superficie de desplazamiento a laTerzaghi que se arresta sobre el plano de apoyo (punta del pilote); todav7aconsidera que el cilindro del terreno coaxial al pilote con dimetro igual a a laextensin en seccin a la superficie de desplazamiento, ya sea en parte sostenidopara accin tangencial del terreno restante a travs de la superficie lateral. Le sigueun valor de la presin a la base inferior a D.

La resistencia unitaria Qp a la punta, para el caso de terreno dotado de rozamiento ( )

MP80


y de cohesin (c), es dada por la expresin:

Qp = c Nc + L Nq

habiendo indicado con:

= peso especfico terreno;

L = longitud del pilote;

Nc e Nq = son los factores de cap. de carga ya comprendidos por el efecto de forma(circular).

Mtodo de Vesic

Vesic ha asimilado el problema de la ruptura alrededor de la punta del pilote a aquelde expansin de una cavidad en medio elstico-plstico, en modo de tener cuenta lacomprensibilidad del medio.Segn los coeficientes de capacidad de carga Nq y Nc se pueden calcular de lasiguiente manera:

sin13sin4rr

2q I2

45tantan2

expsin33N

El ndice de rigidez reducido Irr en la expresin anterior es calculado a partir de ladeformacin volumtrica v.

El ndice de rigidez Ir se calcula utilizando el mdulo de elasticidad tangencial G es laresistencia a corte s del terreno.

Cuando se tienen condiciones sin drenaje o el suelo se encuentra en un estado denso,el trmino v puede ser asumido igual a cero zero y se obtiene Irr=Ir

Es posible realizar una estimacin de Ir con los siguientes valores:

Terreno IrArena 75-150Limo 50-75

Arcilla 150-250

81


Nc de la cap. de carga es calculado:

acot1NN qc

Cuando =0 (condiciones sin drenaje):

12

1Iln34N rrc

Mtodo de Janbu

Janbu calcula Nq (con el ngulo expresado en radiantes) come sigue:

tan2exptan1tanN

22

q

Nc se puede obtener de la (a) cuando > 0.

Para = 0 se usa Nc = 5.74

Frmula de Hansen

La frmula de Hansen vale para cualquier relacin D/B, por lo tanto ya sea paracimentaciones profundas, pero el mismo autor introduce los coeficientes parainterpretar mejor el comportamiento real de la cimentacin, sin los cuales seproduciran demasiado fuertes las cargas lmite con la profundidad.

Para valores L/D>1:

DLtan4.01d 1c

DLtansin1tan21d 12q

En el caso = 0:

MP82


D/B 0 1 1.1 2 5 10 20 100d'c 0 0.40 0.33 0.44 0.55 0.59 0.61 0.62

En los siguientes factores las expresiones con pices (') valen =0.

Factor de forma:

LD2.0's c

LD

NN

1sc

qc

tanLD1sq

LD4.01sr

Factor de profundidad:

k4.0'd c

k4.01dc

ksin1tan21dq

k qualsiasiper 1dr

1DL se

DLtank 1

83


Carga lmite lateral16.2.

Notas tericas: Carga lmite lateral

el mtodo utilizado para el clculo de la cap. de carga lateral es el mtodo A, propuestopor Tomlinson (1971); la resistencia lateral es calculada con el siguiente mtodo:

wl fAltanKcQ

donde:

Al = superficie lateral del pilote;fw = factor de correccin al tronco-conicidad del pilote, es decir la disminucinporcentual del dimetro del pilote con c = valor medio de la cohesin (o de la resistencia a corte en condiciones sindrenaje);

= presin vertical eficaz del terreno;K = coeficiente de empuje horizontal depende de la tecnologa de ejecucin delpilote y del estado anterior de adensamiento, va calculado de la siguiente manera:

Para pilotes hincados

2tan1k

o, en el caso especfico, es posible asignar los siguientes valores:

Pilote KTerreno suelto

Terreno denso

Acero 0.5 1Hormig prefab. 1 2Madera 1 3

Para pilotes barrenados

sen1k

= Rozamiento pilote-terreno funcin de la aspereza de la superficie del pilote.

Para pilotes hincados

MP84


tan43

Para pilotes barrenados

tan

= coeficientes de adhesin obtenido de la siguiente manera:

Pilotes barrenados:

- Caquot Kerisel

2

2

c7100c100

- Meyerhof Murdock (1963)

2mt5cper c1.01

2mt5cper c005.0525.0

- Whitaker Cooke (1966)

2mt5.2cper 9.0

2mt5c5.2per 8.0

2mt5.7c5per 6.0

2mt5.7cper 9.0

- Woodward (1961)

2mt4cper 9.0

2mt8c4per 6.0

2mt12c8per 5.0

2mt20c12per 4.0

2mt20cper 20.0

85


Pilotes hincados

Coeficiente para pilote hincado2.5 = c < 5 t/m

2 = 1.00

5 = c < 10 = 0.70

10 = c < 15 = 0.5015 = c < 20 = 0.40

c 20 = 0.30

Cap. de carga frmulas dinmicas16.3.

Notas tericas: Cap. de carga frmulas dinmicas

Las frmulas dinmicas para determinar la cap. de carga de un pilote derivan de unafrmula fundamental frmula racional para pilotes.Casi todas las frmulas dinmicas para pilotes se basan en esta ecuacin,generalmente simplificando algunos trminos.la frmula racional para pilotes tiene la siguiente expresin:

pr

prrhu WWCs

WnhWWeP

2

donde:Pu cap. de carga ltima;eh eficiencia del martillo;h altura de cada de la masa de golpeo;Wr peso del martillo;Wp peso del pilote, cap y capblock;s largo de penetracin de la punta correspondiente a un golpe;C = k1+ k2, con k1 deformacin elstica cap; capblock; k2 deformacin elstica delpilote (PuL/AE).En la frmula racional es necesario usar la unidad de medida coherente en modo que Puresulte expresada en la misma unidad de Wr.Las frmulas utilizadas por el programa son aquellas derivadas por la frmula racionalen la cual aparece el valor nominal de energ7a del martillo Eh, basado sobre elproducto de un peso equivalente W y de una altura de cada h:

Eh = W h = (Wr + peso del separador) h

Con la introduccin de la energa Eh tiene la siguiente frmula:

MP86


AELEeC

CsEeP

hh

hhu

21

1

Frmula danese[Olson y Flaate(1967)]

2

15,075,0

11

AEsLEe

WW

C

CCk

skEeP

hh

r

pd

ddu

u

hhu

Frmula de Janbu[Olson y Flaate(1967), Mansur yHunter (1970)]

Craga lmite horizontal16.4.

Notas tericas: carga lmite horizontal

En el caso en el cual el pilote es sugetado a carga transversal, ocurre verificar que elpilote quede en condiciones de seguridad con respecto a tales condiciones.En las verificaciones a carga transversa es aplicada la teora desarrollada por Bromspara medios con cohesin y sin cohesin en los casos de pilote encastrado en cabezapo con posibilidad de rotacin (libre).

Pilote libre de rotacin

En esta hiptesis entran dos posibles mecanismos de ruptura:

87


Ambos mecanismos de colapso corresponden respectivamente a un moto rgido derotacin entorno a su punto (pilote corto) o bien a un moto de rotacin relativa juntoa una rtula plstica.Para pilote rgido (pilote corto), la ecuacin de equilibrio en condicin ltima de losmomentos respecto al pie del pilote, da la siguiente expresin:

LeKDL

H pult 2

3

Si el pilote es flexible (pilote largo), el equilibrio devuelve:

ultp

ultult

p

ultult MDK

HHDKHeH 2

312

Siendo Mult = Mp el momento de plastificacin del pilote. El coeficiente Kp es asumido igua a 3Kp (Rankine) con hiptesis de terreno terrenosin cohesin.

Pilote inyectadocuando el pilote es inyectado en cabeza los mecanismos posibles de ruptura son:

MP88


Para pilote rgido (corto), la expresin de la carga horizontal ltima resulta:

pult KDLH2

21

Si el pilote es flexible (pilote largo), el equilibrio devuelve:

ultp

ultult

p

ultult MDK

HHDKHeH 22

312

Las expresiones de arriba son vlidas en la hiptesis terreno sin cohesin.

Para terrenos exclusivamente cohesivos, Broms analiza siempre los mismosmecanismos de ruptura, pero evala la reaccin del terreno en condiciones sindrenaje. Resultan por lo tanto las siguientes expresiones:

Pilote rgido de rotacin libre

25,145,19 2

T

Tuult zDe

DzLDcH

con zT = Hult/9cuD profundidad de la seccin de corte nula.

89


Pilote rgido inyectado

DLMH u l tu l t 5,12

Pilote flexible de rotacin libre

25,1 Tultult zDMH

Pilote libre inyectado

25,12 Tultult zDMH

Carga crtica micropilote (estabilidad lateral)16.5.

Pilote: Notas tericas - carga crticaEl micropilote es un elemento estructural oportuno para verificar la estabilidad delequilibrio elstico del elemento inmerso del terreno.Como esquema de clculo se asume un factor de seguridad, que el fusto sea rotuladoen cabeza, en la cimentacin, y el el bulbo y se supone adems que el micropilote seahincado en un medio elstico.

La carga critica se determina mediante la relacin siguiente:

JEmLm

LJEP

42

42

2

2k

habiendo indicado con Pk = Carga crtica.E = Mdulo elasticidad del aceroJ = Momento de inercia de la seccin actuante.L = Longitud entre las dos extremidades del micropilote supuestovinculado.

= Mdulo de reaccin del terreno por unidad de desplazamientolateral.m = Nmero (entero) de semi-ondas de inflexin del fusto.

= K Dp

Dp = Dimetro de perforacin.

MP90


K = Mdulo de Winkler.

Para valores bastante elevados de L la hiptesis de deformada nica (m=1) lleva avalores de Pk excesivos y fsicamente inverosmiles, el valor mnimo de Pk se obtienepor m>1.

Introduciendo la grandeza = L / m (semilargo de onda):

JE1JEP

4

2

22

k

Para obtener el valor de Pk del anterior considerar una variable continuarespecto a la cual Pk puede ser derivado:

0JE

22JEddP

432k

4JE

JE2Pk

44444 DeDpnki

64Di

n1

64DiDe

64J

Di = Dimetro interno del tubular.

De =Dimetro externo del tubular

Dp = Dimetro de perforacin.

n = Mdulo d homogeneizacin acero-hormign.

Ki = Coeficiente comprendido entre 0 e 1 indicativo del grado departicipacin acero - hormign.

Rozamiento negativo16.6.

Notas tericas: Rozamiento negativo

91


Cuando un pilote es inyectado pasa por una capa de material comprimido antes de quese haya agotado el proceso de consolidacin, el suelo se mover con respecto alpilote haciendo surgir un rozamiento entre el pilote y el terreno que conducen alfenmeno de rozamiento negativo. El efecto del rozamiento negativo aumenta la cargaaxial sobre el pilote, lo que resulta en el aumento de la subsidencia debido a lareduccin de la flexibilidad en la misma pila, como resultado del aumento del asiento, causada por la reduccin elstica del pilote mismo por efecto del aumento de carga.La fuerza que nace por el rozamiento negativo, se estima igual mal componente derozamiento de la RESISTENCIA lateral (Ver Resistencia del fusto) a lo largo de lasuperficie lateral en contacto con la capa en la que genera este fenmeno, pero locontrario de rozamiento negativo. La resultante, as determinada no ser deducida dela carga lmite, pero si por ejercicio.

Correcin ssmica y interaccin cinemtica16.7.

Notas tericas: Correccin ssmica

Criterio de VesicSegn este autor para tener cuenta del fenmeno de la dilatacin en el clculo de lacapacidad de carga suficiente disminuir de 2 el ngulo de rozamiento de los estratosde cimentacin. El lmite de esta sugerencia es que no tiene cuenta de la intensidadde la solicitacin ssmica (expresada a travs de parmetro de aceleracin ssmicahorizontal mxima).

Criterio de SanoEl autor propone disminuir el rozamiento negativo de los estratos llevados por unacantidad dada en relacin:

2A

arctgD maxp

donde Amax es la aceleracin ssmica horizontal mxima.Este criterio respecto al de Vesic, tiene la ventaja de tomar en consideracin tambinla intensidad de la solicitacin ssmica. La experiencia demuestra que la aplicacincrtica puede conducir a valores excesivamente cautelosos Qlim.Las correcciones de Sano y de Vesic se aplican exclusivamente para terrenos sincohesin bien densos. Es errado aplicar a terrenos sueltos o medianamente densos,donde las vibraciones ssmicas producen el fenmeno opuesto a aquellos de ladilatacin, con aumento del grado de adensamiento y ngulo de rozamiento.

Momentos cinemticosEn presencia de la accin ssmica la respuesta del pilote es el resultado de unacompleja interaccin terreno pilote de difcil interpretacin a causa de los fenmenosno lineales en el terreno y de los efectos cinemticos asociados al moto del terreno. Generalmente, a las solicitaciones transmitidas por la sobre estructura se agregan

MP92


aplicando el principio de sobre-posicin de los efectos derivados de la interaccincinemtica que produce en los pilotes solicitaciones adicionales que dependenprincipalmente de la rigidez relativa pilote-terreno.Con respecto a este tipo de estudio, surge que en el caso de pilote inmerso enterrenos estratificados, la solicitacin flectente recibe un aumento en proximidad de lainterfaz entre estratos de distintas rigidezas y tal aumento es mayor cuanto mselevado sea el contrasto de rigidez. En algunos casos el valor del momento producidopor este efecto podra superar aquel del que surge en pilotes en cabeza en presenciade encastre.Despus de numerosos resultados, Nikolaou y otros,2001,han propuesto una relacinque permite calcular en manera aproximada el momento flectente mximo encorrespondencia al interfaz entre dos estratos de distinta rigidez, en condiciones demoto estacionaria con frecuencia prxima a la frecuencia fundamental del depsito enel cual est inmerso el pilote:

50,0

1

2

65,0

1

30,03042,0

s

spc V

VEE

dLdM

en el cual c = amax s 1h1; Vs1 e Vs2, respectivamente la velocidad de las ondas decorte en los dos estratos; E1 es el mdulo de rigidez del estrato superior del terreno.Los momentos evaluados segn la expresin de Nikolaou son indicados en Interaccincinemtica presentes en Clculo Estructural.

Asiento elstico16.8.

Not

MP_2014_ES

Documents

Transcript of MP_2014_ES