PLAXIS - Ejemplos

Manual - Tutorial PLAXIS V8

TABLA DE CONTENIDOS

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INTRODUCCION ........................................................................................................................ 3 INICIANDOSE ............................................................................................................................ 42.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 2.4.2 INSTALACION ............................................................................................................................ 4 ASPECTOS DE MODELACION GENERAL ................................................................................ 4 PROCEDIMIENTOS DE ENTRADA ............................................................................................ 6 ENTRADA DE OBJETOS DE GEOMETRIA ............................................................................... 6 ENTRADA DE TEXTO Y VALORES ........................................................................................... 6 ENTRADA DE SELECCIONES ................................................................................................... 7 ENTRADA ESTRUCTURADA ..................................................................................................... 8 INICIANDO EL PROGRAMA ....................................................................................................... 9 CONFIGURACION GENERAL .................................................................................................... 9 CREANDO UN MODELO DE GEOMETRIA ............................................................................. 11

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ASENTAMIENTO DE UNA ZAPATA CIRCULAR SOBRE ARENA (LECCION 1) .................. 143.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3 GEOMETRIA ............................................................................................................................. 14 CASO A: UNA ZAPATA RIGIDA ............................................................................................... 14 CREANDO LA ENTRADA ......................................................................................................... 15 DESEMPEANDO CALCULOS ................................................................................................ 26 VISUALIZACION DE RESULTADOS ........................................................................................ 30 CASOS B: ZAPATA FLEXIBLE ................................................................................................. 32

4

CONSTRUCCION SUMERGIDA DE UNA EXCAVACION (LECCION 2) ............................... 394.1 4.2 4.3 GEOMETRIA ............................................................................................................................. 40 CALCULOS ............................................................................................................................... 47 VISUALIZANDO RESULTADOS DE SALIDA ........................................................................... 51

5

TERRAPLEN DE RIO NO DRENADO (LECCION 3) ............................................................... 545.1 5.2 5.3 MODELO DE GEOMETRICO ................................................................................................... 54 CALCULO ................................................................................................................................. 56 SALIDA (OUTPUT).................................................................................................................... 60

6

EXCAVACION SECA USANDO UNA PARED O MURO DE RETENIDA (LECCION 4) ......... 626.1 6.2 6.3 6.4 6.5 ENTRADA (INPUT) ................................................................................................................... 62 CALCULOS ............................................................................................................................... 65 SALIDAS (OUTPUT) ................................................................................................................. 69 USANDO EL MODELO DE SUELO CON ENDURECIMIENTO ................................................ 71 COMPARACION CON MOHR - COULOMB ............................................................................. 73

7

COSTRUCCION DE UN TERRAPLEN DE CAMINO (LECCION 5) ........................................ 747.1 7.2 7.3 7.4 7.5 ENTRADA (INPUT) ................................................................................................................... 74 CALCULOS ............................................................................................................................... 76 SALIDA (OUTPUT).................................................................................................................... 78 ANALISIS DEL FACTOR DE SEGURIDAD .............................................................................. 80 ANALISIS DE MALLA ACTUALIZADO...................................................................................... 83

8

ASENTAMIENTOS DEBIDO A CONSTRUCCION DE TUNEL (LECCION 6)......................... 868.1 8.2 8.3 8.4 GEOMETRIA ............................................................................................................................. 87 CALCULOS ............................................................................................................................... 91 OUTPUT.................................................................................................................................... 92 USANDO EL MODELO DE SUELO CON ENDURECIMIENTO ................................................ 94

Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-1-


8.5 8.6

SALIDA DE RESULTADOS PARA EL CASO DE SUELO CON ENDURECIMIENTO .............. 95 COMPARACION CON EL CASO MOHR COULOMB ............................................................ 95 MENU DE CONDICIONES INICIALES ........................................................................................... 98 DEBIDO A PESO DE SUELO ....................................................................................................... 103



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INTRODUCCION

PLAXIS es un paquete de elementos finitos que ha sido desarrollado especficamente para el anlisis de deformacin y estabilidad en proyectos de ingeniera geotcnica. Los procedimientos de entrada grficos simples permiten una rpida generacin de modelos de elemento finito complejos y las facilidades de salida mejoradas proporcionan una detallada presentacin de los resultados. El clculo en si mismo es completamente automatizado y basado en procedimientos numricos robustos. Este concepto posibilita a los nuevos usuarios trabajar con el paquete despus de solo unas horas de entrenamiento. Aunque las varias lecciones tratan con una amplia gama de explicaciones prcticas interesantes este manual tutorial fue hecho para ayudar a los nuevos usuarios familiarizarse con PLAXIS. Las lecciones por lo tanto no debern ser usadas como una base para proyectos prcticos. Se espera que los usuarios tengan un entendimiento bsico de mecnica de suelos y debern ser capaces de trabajar en ambiente Windows. Se recomienda bastante que las lecciones sean seguidas en el orden que ellas aparezcan en el manual. Las lecciones tutoriales tambin estn disponibles en la carpeta de ejemplos del directorio de programa PLAXIS y pueden ser usadas para chequear sus resultados. El manual tutorial nos proporciona informacin de transfondo terico sobre el mtodo de elemento finito, tampoco explica los detalles de los varios modelos de suelo disponibles en el programa. Lo ltimo puede ser encontrado en el manual de modelos de material, como es incluido en el manual completo y transfondo terico es dado en el manual cientfico. Para detallada informacin sobre las caractersticas de programa disponibles, el usuario es referido al manual de referencia. Adems de la completa serie de manuales, cursos cortos son organizados sobre una base regular en varios lugares en el mundo para proporcionar experiencia prctica e informacin de transfondo sobre el uso del programa.



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INICIANDOSE

Este capitulo describe algunas de las notaciones y procedimientos de entrada bsicos que son usados en PLAXIS. En los manuales, tems de men o INTEM especficos Windows son impresos en cursiva. Siempre y cuando teclas en el teclado o botones de texto en la pantalla necesitan ser presionadas o clicadas, esto es indicado por el nombre de la tecla o botn entre corchetes (por ejemplo la tecla )

2.1 INSTALACION Para el procedimiento de instalacin el usuario es referido a la seccin de Informacin General en este manual.

2.2 ASPECTOS DE MODELACION GENERAL Para cada nuevo proyecto a ser analizado es importante crear un modelo de geometra primero. Un modelo de geometra es una representacin bidimensional de un problema tridimensional real y consiste de puntos, lneas y dominios. Un modelo geometra deber incluir una divisin representativa del subsuelo dentro de distintas capas de suelo, objetos estructurales, etapas de construccin y cargas. El modelo debe ser suficientemente grande de manera que los lmites no influencien los resultados del problema a ser estudiado. Los tres tipos de componentes en un modelo de geometra son descritos abajo con ms detalle. Puntos: Puntos forman el inicio y final de lneas. Puntos tambin pueden ser usados para el posicionamiento de anclas, fuerzas puntuales, fijaciones de punto y para refinamientos de la malla de elementos finitos. Lneas: Lneas son usadas para definir los lmites fsicos de la geometra, los limites de modelo discontinuidades en la geometra tales como paredes o cascos (cscaras), separaciones de distintas capas de suelo sobre etapas de construccin. Una lnea puede tener varias funciones o propiedades. Clusters (dominios): Clusters son reas que estn completamente encerradas por lneas. PLAXIS automticamente reconoce clusters basados en la entrada de lneas de geometra. Dentro de un cluster las propiedades de suelo son homogneas. De all que clusters puedan ser considerados como partes de capas de suelo acciones relacionadas a clusters que aplican a todos los elementos en el cluster. Despus de la creacin de un modelo de geometra, un modelo de elemento finito puede ser automticamente generado, basado en la composicin de cluster y lneas en el modelo geometra. En una malla de elemento finitos tres tipos de componentes pueden ser identificados, como se describe abajo. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-4-


Elementos: Durante la generacin de la mallas, el dominio es dividido en elementos triangulares. Una eleccin puede ser hecha entre elementos de 15 nodos y elementos de 6 nodos. El poderoso elemento de 15 nodos proporciona un clculo preciso de esfuerzos y cargas de falla. Adems tringulos de 6 nodos disponibles para un rpido clculo de estados de serviciabilidad. Considerando la misma distribucin de elemento (por ejemplo una generacin de malla gruesa por defecto) el usuario debera estar informado que mallas compuestas de elementos de 15 nodos son realmente mucho mas finas y mucho mas flexibles que mallas compuestas de elementos de 6 nodos, pero los clculos tambin son mas demandantes de tiempo. Adems de elementos triangulares, los cuales son generalmente usados para modelar el suelo, elementos de placa compatibles, elementos de geomalla y elementos de interfaz pueden ser generados para modelar comportamiento estructural e interaccin suelo estructura. Nodos: Un elemento de 15 nodos consiste de 15 nodos y un triangulo de 6 nodos es definido por 6 nodos. La distribucin de nodos sobre los elementos es mostrada en la figura 2.1. Elementos adyacentes son conectados a travs de sus nodos comunes. Durante un clculo de elemento finito, desplazamientos (Ux y Uy) son calculados en los nodos. Nodos pueden ser preseleccionados para la generacin de curvas carga desplazamiento. Puntos de tensin: En contraste a desplazamiento, los esfuerzos y deformaciones son calculados en puntos de integracin Gaussianos individuales (o puntos de tensin) en lugar de en los nodos. Un elemento triangular de 15 nodos contiene 12 puntos de tensin como es indicado en la figura 2.1a y un elemento triangular de 6 nodos contiene 3 puntos de tensin como es indicado en la figura 2.1b. puntos de tensin pueden ser preseleccionados para a generacin de trayectorias de esfuerzo o diagramas esfuerzo deformacin.

Figura 2.1 Nodos y puntos de tensin



2.3 PROCEDIMIENTOS DE ENTRADA

En PLAXIS, la entrada es especificada por una mezcla de movimientos y clicks del Mouse y por entrada de teclado. En general distincin puede ser hecha entre cuatro tipos de entrada: Entrada de objetos de geometra Entrada de texto Entrada de valores Entrada de selecciones (por ejemplo, dibujar una capa de suelo) (por ejemplo, ingresar un nombre de proyecto) (por ejemplo, ingresar el peso unitario de suelo) (por ejemplo, elegir un modelo de suelo)

El mouse es generalmente usado para propsitos de dibujo y seleccin, mientras que el teclado es usado para ingresar texto y valores.

2.3.1

ENTRADA DE OBJETOS DE GEOMETRIA

La creacin de un modelo de geometra esta basada en la entrada de puntos y lneas. Esto es hecho por medio de un indicador de Mouse en el rea de dibujo. Varios objetos de geometra estn disponibles desde el men o desde la barra de herramientas. La entrada de la mayora de los objetos de geometra esta basada en un procedimiento de dibujo de lnea. En cualquiera de los nodos de dibujar, lneas son dibujadas haciendo clic al botn izquierdo del mouse en el rea de dibujo, como resultado en un primer punto es creado al mover el Mouse y haciendo clic al botn izquierdo con el Mouse de nuevo, un nuevo punto es creado junto con una lnea desde el punto previo al nuevo punto. El dibujo de lnea es finalizado haciendo clic al botn derecho del Mouse o presionando la tecla en el teclado.

2.3.2

ENTRADA DE TEXTO Y VALORES

Como para cualquier software la entrada de valores y texto es especificada en los recuadros de edicin. Mltiples recuadros de edicin para un tema especfico son agrupados en Windows. El texto o valor deseado puede ser tipeado en el teclado seguido por la tecla o la tecla . Como un resultado, el valor es aceptado y el prximo campo de entrada es resaltado. En algunos pases, como los pases bajos, el punto decimal en valores de punto flotante es representado por una coma. El tipo de representacin ocurre en recuadros de edicin y tablas depende del ajuste de pas del sistema de operacin de entrada de valores debe ser dada de acuerdo con este ajuste. Pueden ser usados presionando la tecla sin otra entrada de teclado. De esta manera, todos los campos de entrada en un window pueden ser ingresados hasta que el botn sea alcanzado. Al hacer clic al botn se conforman todos los valores y se cierra la ventana alternativamente, seleccin de otro campo de entrada, usando el Mouse, resultar en el nuevo valor de entrada siendo aceptado. Valores de entrada son confirmados haciendo clic al botn con el mouse.



Presionado la tecla o haciendo clic al botn se cancelara la entrada y restablecera los valores previos o por defecto cerrando la ventana. La caracterstica Spin Edit es mostrada en la Figura 2.2. Justo como un campo de entrada normal un valor puede ser ingresado por medio del teclado, pero tambin es posible hacer clic a las flechas o a la derecha de cada Spin edit para incrementar o disminuir su valor por una cantidad predefinida.

Figura 2.2 Spin Edits

2.3.3

ENTRADA DE SELECCIONES

Las selecciones son hechas por medio de botones circulares, Check boxes (recuadros de verificacin) o combo boxes (recuadros de conjunto) como es descrito abajo.

Figura 2.3 Botones de radio

Figura 2.4 Check Boxes (recuadros de verificacin)

Figura 2.5 Combo Boxes (Recuadros de conjunto)



Recuadros circulares: En una ventana con botones circulares solo un tem puede ser activo. La seleccin activa es indicada por un punto negro en el crculo blando en frente del tem. La Seleccin es hecha haciendo clic el botn izquierdo del Mouse en el crculo blanco o usando las teclas de flechas hacia arriba y hacia abajo en el teclado. Cuando cambie la seleccin existente a una de las otras opciones, la seleccin vieja ser deseleccionada. Un ejemplo de una ventana con botones circulares es mostrado en la Figura 2.3. De acuerdo a la seleccin en la Figura 2.3 la distribucin de presin intersticial es ajustada a nivel fretico general. Recuadros de verificacin: En una ventana con recuadros de verificacin ms de un tem puede ser seleccionado al mismo tiempo. La seleccin es indicada por una marca de visto bueno negra en un cuadrado blanco. La seleccin es hecha haciendo clic el botn izquierdo del Mouse en el cuadrado blanco o presionando la barra de espacio en el teclado. Otro clic sobre un tem preseleccionado deseleccionar al tem. Un ejemplo de tres recuadros de verificacin es mostrado en la Figura 2.4.

Recuadros de conjunto: Un recuadro de conjunto es usado para elegir un tem desde una lista predefinida de posibles elecciones. Un ejemplo de una ventana con recuadros de conjunto es mostrado en la Figura 2.5. Tan pronto como la flecha a la derecha del recuadro de conjunto sea clickeada con el Mouse, una lista desplegable ocurre que muestra las posibles elecciones. Un recuadro de conjunto tiene la misma funcionalidad como un grupo de botones circulares pero este es mas compacto.

2.3.4

ENTRADA ESTRUCTURADA

La entrada requerida es organizada en una manera para hacerla tan lgica como sea posible. El ambiente de ventana proporciona varias maneras de organizar y presentar visualmente la informacin en pantalla. Para hacer la referencia a tpicos elementos Windows en los prximos captulos se describe la entrada estructurada de ejemplos.

Control de pgina y pestaas (tab sheet): Un ejemplo de un control de pgina con tres pestaas es mostrado en la Figura 2.6. En esta figura la segunda pestaa para la entrada de los parmetros del modelo de suelo morh-coulamb es activo. Las pestaas son usadas para manejar varios diferentes tipos de datos ya que no todos se ajustan en una ventana. Las pestaas pueden ser activadas haciendo clic a la pestaa correspondiente o usando en el teclado.



Recuadros de grupo: Los Recuadros de grupo son recuadros rectangulares con un titulo. Ellos son usados para agrupar tems de entrada que tengan caractersticas comunes. En la Figura 2.6, la pestaa activa contiene tres recuadros de grupo nombrados rigidez, resistencia y alternativas.

Figura 2.6 Control de pgina y pestaas

2.4 INICIANDO EL PROGRAMA Se asume que el programa ha sido instalado usando los procedimientos descritos en la parte de Informacin General del Manual. Es aconsejable crear un directorio separado en el cual archivos de datos sean almacenados. PLAXIS puede ser iniciado haciendo doble clic en el icono PLAXIS Input en el grupo de programa PLAXIS. El usuario es preguntado se va a definir un nuevo problema o va a recuperar un proyecto previamente definido. Si la segunda opcin es elegida, el programa da una lista de cuatro de los proyectos ms recientemente usados desde la cual una eleccin directa puede ser hecha. Eligiendo el item aparece una lista de archivo desde el cual el usuario pueda elegir cualquier proyecto previamente definido para su modificacin.

2.4.1

CONFIGURACION GENERAL

Si un nuevo proyecto va a ser definido, la ventana General Settings (Configuracin general) como la mostrada en la Figura 2.7 aparece. Esta ventana consiste de dos pestaas. En la primera pestaa ajustes diversos para el proyecto tienen que ser dados. Si el nombre del archivo no ha sido especificado aqu; puede ser hecho cuando se guarda el proyecto. El usuario puede ingresar una breve descripcin del problema como el titulo del proyecto as tambin como una descripcin ms entendida en el recuadro comentarios. El ttulo es usado como un nombre de archivo propuesto y aparece en los grficos de salida. El recuadro de Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-9-


comentarios es simplemente un lugar conveniente para almacenar informacin acerca del anlisis. Adems, el tipo de anlisis y el tipo de elementos deben ser especificados. Opcionalmente, una aceleracin separada, adems de gravedad, puede ser especificada para una simulacin Pseudo-esttica.

Figura 2.7 Configuracin General Pestaa de Proyecto

Figura 2.8 Configuracin General Pestaa Dimensiones

La segunda pestaa es mostrada en la Figura 2.8. Adems de las unidades bsicas de longitud, Fuerza y tiempo, las mnimas dimensiones de la zona de dibujo deben ser dadas aqu, tal que el modelo de geometra se ajustar a la zona de dibujo. El sistema general de ejes es tal que el eje x apunta a la derecha el eje y apunta hacia arriba y el eje z apunta hacia el usuario. En PLAXIS un modelo bidimensional es creado en el plano (x,y). El eje z es usado solo Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 10 -


para la salida de tensiones. Left (izquierda) es la coordenada x ms baja del modelo, right (derecha) la coordenada x ms alta, bottom (fondo) la coordenada y ms baja y top (superior) la coordenada y ms alta del modelo. En la prctica, la zona de dibujo ser mayor que los valores dados en los cuatro Spin Edits. Esto es parcialmente debido a que PLAXIS puede aadir automticamente un pequeo margen a las dimensiones y parcialmente debido a la diferencia en relacin ancho/altura entre los valores especificados y la pantalla.

2.4.2

CREANDO UN MODELO DE GEOMETRIA

Cuando la configuracin general sea ingresada y el botn sea clickeado, la ventana de entrada principal aparece. Esta ventada principal es mostrada en la Figura 2.9. las partes ms importantes de la ventana principal son indicadas y brevemente discutidas abajo.

Figura 2.9 Ventana Principal del programa de entrada

Men Principal: El men principal contiene todas las opciones que estn disponibles desde las barras de herramientas y algunas opciones adicionales que no sean frecuentemente usadas. Barra de Herramientas (General): Esta barra de herramientas contiene botones para acciones que estn relacionadas a la creacin de un modelo de geometra. Los botones son ordenados en tal forma que,

Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 11 -


en general segn los botones en la barra de herramientas de izquierda a derecha resulte en un modelo de geometra completado. Reglas: Tanto a la izquierda y la parte superior del rea (zona) de dibujo, las reglas indican las coordenadas fsicas, lo cual posibilita una visin directa de las dimensiones de geometra. Area (Zona) de dibujo: El rea de dibujo es la hoja de dibujo sobre la cual se crea el modelo. El rea de dibujo puede ser usada en la misma manera como un programa de dibujo convencional. La cuadrcula de pequeos puntos en el rea de dibujo puede ser usada para cambiar a posiciones regulares. Origen: Si el origen fsico esta dentro de la gama de dimensiones dadas, este es representado por un circulo pequeo, con una indicacin de ejes x e y. Entrada manual: Si al dibujar con el Mouse no se logra la precisin deseada, puede ser usada la entrada manual. Los valores para coordenadas x e y pueden ser ingresadas tipeando los valores correspondientes separados por un espacio. La entrada manual tambin puede ser usada para asignar nuevas coordenadas a un punto seleccionado o referirse a un punto geomtrico existente ingresando su nmero de punto. Indicador de posicin de cursor: El indicador de posicin de cursor da la posicin actual del cursor de Mouse tanto en unidades fsicas y pixeles de pantalla. Algunos de los objetos mencionados antes pueden ser removidos deseleccionando el item correspondiente del men view. Para ambas barras de herramientas, el nombre y funcin de los botones son mostrados despus de posicionar el cursor de Mouse an por alrededor de un segundo, una indicacin aparecer en un recuadro amarillo pequeo debajo del botn. Las indicaciones disponibles para ambas barras de herramientas son mostradas en la Figura 2.10. En este manual tutorial, los botones sern referidos por sus indicaciones correspondientes.



Figura 2.10 Barras de Herramientas

La Ayuda puede ser obtenida desde la interfaz de usuario presionando en el teclado. Esto proporcionar una informacin de transfondo sobre la parte seleccionada de programa. Para una informacin detallada sobre la creacin de un completo modelo geomtrico, el lector es referido a las varias lecciones que son descritas en este manual tutorial.



3

ASENTAMIENTO DE UNA ZAPATA CIRCULAR SOBRE ARENA (LECCION 1)

En el capitulo previo algunos aspectos generales y caractersticas bsicas del programa PLAXIS fueron presentados. En este capitulo una primera aplicacin es considerada, particularmente el asentamiento de una zapata de cimentacin circular sobre arena. Este es el primer paso en familiarizarse con el uso prctico del programa. Los procedimientos generales para la creacin de un modelo geomtrico, la generacin de una malla de elemento finito, la ejecucin de un clculo de elemento finito y la evaluacin de los resultados de salida son descritos en detalle aqu. La informacin proporcionada en este capitulo ser utilizada en las lecciones posteriores. Por lo tanto, es importante completar esta primera leccin antes de intentar cualquiera de los ejemplos posteriores.

3.1 GEOMETRIA

Figura 3.1 Geometra de una zapata circular sobre una capa de arena

Una zapata circular con un radio de 10 metros es colocada sobre una capa de arena de 40 metros de espesor como se muestra en la Figura 3.1. Bajo la capa de arena hay una capa de roca dura que se extiende a una gran profundidad. El propsito del ejercicio es encontrar los desplazamientos y tensiones en el suelo causadas por la carga aplicada a la zapata. Los clculos son realizados tanto para zapatas rgidas y flexibles. La geometra del modelo de elemento finito para estas dos situaciones es similar. La capa de roca no es incluida en el modelo, en cambio, una condicin de lmite apropiada es aplicada al fondo de la capa de arena. Para posibilitar cualquier posible mecanismo en la arena y evitar alguna influencia del lmite interior, el modelo es extendido en direccin horizontal a un radio total de 5.0 metros.

3.2 CASO A: UNA ZAPATA RIGIDA

En el primer clculo, la zapata es considerada muy rgida y dura. En este clculo el asentamiento de la zapata es simulado por medio de una indentacin uniforme en la parte superior de la capa de arena en vez de modelar la zapata en si misma. Este procedimiento conduce a un modelo muy simple y por lo tanto es usado como un primer ejercicio, pero este tambin tiene algunas desventajas. Por ejemplo, no da ninguna informacin acerca de las fuerzas estructurales en la zapata.



La segunda parte de esta leccin trata con una carga externa sobre una zapata flexible, el cual es un procedimiento de modelamiento ms avanzado. 3.2.1 CREANDO LA ENTRADA

Inicie PLAXIS haciendo doble clic sobre el icono del programa Input (entrada). Un recuadro de dilogo crear / abrir proyecto aparecer en el cual usted puede seleccionar un proyecto existente o crear uno nuevo. Elija un nuevo proyecto y haga clic al botn . Ahora la ventana configuracin General (General Settings) aparece. Consistiendo de las dos pestaas Proyecto y Dimensiones (vea la Figura 3.3 y Figura 3.4).

Figura 3.2 Recuadro de Dilogo Cree / abra proyecto

Configuracin General El primer paso en cada anlisis es fijar los parmetros bsicos del modelo de elemento finito. Esto es hecho en la ventana Configuracin general (General Settings). Estas configuraciones incluyen la descripcin del problema, el tipo de anlisis, el tipo bsico de elementos, las unidades bsicas y el tamao del rea del dibujo. Para ingresar las configuraciones apropiadas para el clculo de zapata siga estos pasos: En la pestaa proyecto, ingrese leccin 1 en el recuadro Titulo y tipee Asentamientos de una zapata circular en el recuadro comentarios. En el recuadro General el tipo de anlisis (Modelo) y el tipo de elemento bsico (Elementos) son especificados. Ya que esta leccin concierne a una zapa circular, elija Axisimetra desde el recuadro de conjunto Modelo y selecciones 15 nodos del recuadro de conjunto Elementos.



Figura 3.3 Pestaa de Proyecto de la ventana de configuracin General

El recuadro Aceleracin indica un ngulo de gravedad fija de 90, el cual esta en la direccin vertical (descendente). Adems de la gravedad normal, componentes de aceleracin independientes pueden ser ingresados para anlisis pseudo-esttico. Estos valores debern ser mantenidos en cero para este ejercicio. Haga clic al botn debajo de las pestaas o haga clic en la pestaa Dimensiones. En la pestaa Dimensiones, mantenga las unidades por defecto en el recuadro Unidades (unidad de Longitud = m; unidad de fuerza= kN; unidad de tiempo= da). En el recuadro Dimensiones Geomtricas el tamao del rea de dibujo requerido debe ser ingresado. Cuando ingrese los valores de coordenadas superior e inferior de la geometra a ser creados, PLAXIS aadir un pequeo margen de manera que la geometra se ajustar bien dentro del rea de dibujo. Ingrese 0.0, 5.0, 0.0 y 4.0 en los recuadros de edicin Izquierdo, Derecho, Inferior y Superior respectivamente. El recuadro de cuadricula contiene valores para ajustar espaciamiento de cuadricula. La cuadricula proporciona una matriz de puntos en la pantalla que puedan ser usadas como puntos de referencia. Este tambin puede ser usado para moverse a puntos regulares durante la creacin de la geometra. La distancia entre los puntos es determinada por el valor Espaciamiento. El Espaciamiento de puntos de intervalo pueden ser ms dividido en intervalos ms pequeos entre el valor del Nmero de Intervalos. Ingrese 1.0 para el espaciamiento y 1 para los intervalos. Haga clic al botn para confirmar los ajustes. Ahora el rea de dibujo aparece en la cual el modelo puede ser dibujado.



Figura 3.4 Pestaa Dimensiones de la ventana de configuracin General

Consejo: En el caso de un error o por cualquier otra razn por la que configuracin general necesite ser cambiado, usted puede tener acceso a la ventana Configuracin general seleccionando la opcin Configuracin General (general Settings) desde el men Archivo (File).

Contorno de Geometra Una vez que la configuracin general haya sido completada, el rea de dibujo aparece con una indicacin del origen y direccin del sistema de ejes. El eje x esta apuntando a la derecha y el eje y esta apuntando hacia arriba. Una geometra puede ser creada en cualquier punto dentro del rea de dibujo., para crear objetos, usted puede ya sea usar botones desde la barra de herramientas o las opciones desde el men Geometra. Para un nuevo proyecto, el botn Lnea de Geometra ya est activo. Esta opcin puede ser seleccionada desde la segunda barra de herramientas o desde el men Geometra, con el fin de construir el contorno de la geometra propuesta, siga estos pasos: Seleccione la opcin Lnea de geometra (Geometry Line) (ya preseleccionada)

Posicione el cursor (aparecer como un lapicero) en el origen del eje. Verifique que las unidades en la barra de estado sean 0.0 x 0.0 y haga clic al botn izquierdo del Mouse una vez. El primer punto de geometra (nmero 0) ahora ha sido creado. Muvase a lo largo del eje x a la posicin (5.0, 0.0). haga clic al botn izquierdo del Mouse para generar el segundo punto (nmero 1) al mismo tiempo la primera lnea de geometra es creada desde el punto 0 al punto 1. Muvase ascendentemente la posicin (5.0, 4.0) y haga clic otra vez.



Muvase a la izquierda a la posicin (0.0, 4.0) y haga clic otra vez. Finalmente, muvase hacia el origen (0.0, 0.0) y haga clic al botn izquierdo del Mouse de nuevo. Ya que el segundo punto ya existe, ningn nuevo punto es creado, sino solo una lnea de geometra adicional es creada desde el punto 3 al punto 0. PLAXIS tambin detectara un dominio (rea que est completamente encerrada por lneas geomtricas) y dar un color tenue. Haga clic al botn derecho del Mouse para detener el dibujo. Consejo: Los Puntos y las lneas mal posicionadas pueden ser modificados o eliminados eligiendo primero el botn Seleccin desde la barra de herramientas. Para mover un punto o lnea, seleccione el punto o la lnea y arrstrelo a la posicin deseada. Para eliminar un punto o una lnea, seleccione el punto o la lnea y presione el botn (borrar) en el teclado. Operaciones de dibujo no requeridas pueden ser removidas haciendo clic al botn Undo (restaurar) desde la barra de herramientas o seleccionando la opcin Undo desde el men Edit o presionando en el teclado. > Las Lneas pueden ser dibujadas perfectamente horizontales o verticales presionando la tecla en el teclado mientras se mueva el cursor.

La geometra propuesta no incluye placas, articulaciones, geomallas, interfaces, anclajes o tneles. De all que, usted pueda saltar estos botones en la segunda barra de herramientas. Consejo: El modelo geomtrico completo tiene que ser completado antes que una malla de elemento finito pueda ser generada. Esto significa que condiciones limite y parmetros de modelo deben ser ingresados y aplicados primero al modelo geomtrico.

Condiciones Lmite Condiciones limite pueden ser encontradas en la parte central de la segunda barra de herramientas y en el men Loads (cargas). Para problemas de deformacin, dos tipos de condiciones lmite existen: Desplazamientos prescritos y fuerzas prescritas (cargas). Es principio, todos los limites deben tener una condicin lmite en cada direccin., esto quiere decir, cuando ninguna condicin limite explicita sea dada a un cierto limite (un limite libre), la condicin material se aplica, la cual es una fuerza prescrita igual a cero y un desplazamiento libre. Para evitar la situacin donde los desplazamientos de la geometra sean indeterminados, algunos puntos de la geometra deben tener desplazamientos prescritos. La forma simple de un desplazamiento prescrito es una fijacin (desplazamiento cero), pero desplazamientos prescritos diferentes a cero tambin pueden ser dados. En este problema el asentamiento de la zapata rgida es simulado por medio de desplazamientos prescritos diferentes a cero en la parte superior de la capa de arena. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 18 -


Figura 3.5 Modelo de Geometra en la ventana de entrada

Para crear las condiciones lmite para esta leccin, siga estos pasos: Haga clic en el botn Estndar Fixities (Fijaciones Estndar) en la barra de herramientas o elija la opcin Estndar Fixties desde el men Load (cargas) para fijar las condiciones lmite estndar. Como un resultado PLAXIS generar una completa fijacin en la base de las condiciones de geometra y rodillo en los lados verticales (Ux =0, Uy= libre). Una fijacin en una cierta direccin aparece en la pantalla como dos lneas paralelas perpendiculares a la direccin fija. De all que, soportes de rodillo aparezcan como dos lneas paralelas verticales y fijacin plena aparezca como lneas sombreadas.

Consejo: La opcin de Fijaciones Estndar es adecuada para la mayora de aplicaciones geotcnicas. Esta es una manera rpida y conveniente para ingresar condiciones lmite estndar.

Seleccione el botn Desplazamientos Prescritos desde la barra de herramientas o seleccione la opcin correspondiente desde el men Loads (cargas). Mueva el cursos al punto (0.0 ; 4.0) y haga clic al botn izquierda del Mouse. Muvase a lo largo de la lnea de geometra superior al punto (1.0 ; 4.0) y haga clic en el botn izquierdo del Mouse de nuevo.



Haga clic en el botn derecho para parar de dibujar.

Adems del nuevo punto (4), un desplazamiento descendente presente de 1 unidad (1.0 metro) en una direccin vertical y un desplazamiento horizontal fijo son creados en la parte superior de la geometra. Desplazamientos prescritos aparecen como una serie de flechas inicindose desde la posicin original de la geometra y apuntando en la direccin del movimiento. Consejo: El valor de entrada de un desplazamiento prescrito puede ser cambiado haciendo clic primero al botn Seleccin y luego haciendo doble clic en la lnea en la cual un desplazamiento prescrito sea aplicado. Al seleccionar Prescribed Displacements (Desplazamientos Prescritos) desde el recuadro de dilogo Select (Seleccionar), una nueva ventana aparecer en la cual los cambios puedan ser hechos. > El desplazamiento prescrito acta realmente cuando se define las etapas de clculo (seccin 3.2.2). Inicialmente este no esta activo.

Series de Datos de Material Con el fin de simular el comportamiento del suelo, un modelo de suelo adecuado y parmetros de material apropiados deben ser asignados a la geometra. En PLAXIS, las propiedades de suelo son recolectadas en series de datos de material y las varias series de datos son almacenados en una base de datos de material. Desde la base de datos, una serie de datos puede ser apuntada a uno o ms dominios. Para estructuras (como paredes, placas, anclajes, geomallas, etc) el sistema es similar, pero diferentes tipos de estructuras tienen diferentes parmetros y por lo tanto diferentes tipos de series de datos. PLAXIS distingue entre series de datos de materiales para suelo e interfaces, placas, anclajes y geomallas. La creacin de series de datos de materiales es generalmente hecha despus de la entrada de condiciones de contorno, antes que la malla sea generada, todas las series de datos de materiales debern haber sido definidas y todos los dominios y estructuras deben tener una serie de datos apropiada asignada a ellos. Tabla 3.1 Propiedades de material de la capa de arena Parmetros Nombre Valor Modelo de material Modelo Mohr - Coulomb Tipo de comportamiento de material Tipo Drenado Peso unitario de suelo encima de nivel fretico Yunsat 17.0 Peso unitario de suelo debajo de nivel fretico Ysat 20. Permeabilidad en direccin horizontal Kx 1.0 Permeabilidad en direccin vertical Ky 1.0 Mdulo de Young (constante) Eref 13.000 Relacin de Poisson V 0.3 Cohesin (constante) Cref 1.0 Angulo de friccin 31.0 Angulo de distancia 0.0

Unidad 3 kN/m 3 kN/m m/dia m/dia 2 kN/m 2 kN/m



La entrada de series de datos de material puede ser selecciona por medio del botn Material Sets (Series de material) en la barra de herramientas o desde las opciones disponibles en el men Materiales. Para crear una serie de material para la capa de arena, siga los siguientes pasos: Seleccione el botn Material Sets en la barra de herramientas.

Haga clic en el botn (nuevo) en el lado inferior de la ventana Material Sets. Un nuevo recuadro de dilogo aparecer con tres pestaas: General, parmetros e Interfaces (vea Figura 3.6 y Figura 3.7).

Figura 3.6 Pestaa General de la ventana de la serie de datos de interfaz y de suelo En el recuadro Material Set (Serie de material) de la pestaa general, escriba arena en el recuadro Identificacin. Seleccione mohr-coulomb desde el recuadro de conjunto Material Model (Modelo de material) y Drained (Drenado) desde el recuadro de conjunto Material Type (tipo de material) (parmetros por defecto). Ingrese los valores apropiados en el recuadro propiedades Generales y el recuadro Permeabilidad de acuerdo a las propiedades de material listados en la Tabla 3.1. Haga clic en el botn o clic en la pestaa parmetros para proseguir con la entrada de parmetros de modelo. Los parmetros apareciendo en la pestaa Parmetros dependen del modelo de material seleccionado (en este caso el modelo Mohr-coulomb).

Vea el manual de modelos de material para una detallada descripcin de diferentes modelos de suelo y sus correspondientes parmetros. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 21 -


Figura 3.7 Pestaa de Parmetros de la ventana de la serie de datos de suelo y interfaz.

Ingrese los parmetros de modelo de la tabla 3.1 en los recuadros de edicin correspondientes de la pestaa Parmetros. Ya que el modelo de geometra no incluye interfaces, la tercera pestaa puede ser saltada. Haga clic al botn para confirmar la entrada de serie de datos de material actual. Ahora la serie de datos creada aparecer en las tres vistas de la ventana Material Sets (Series de Material). Arrastre la serie de datos Sand (arena) desde la ventana Material Sets (Series de Material) (seleccinela y oprima el botn izquierdo del Mouse mientras mueva) al dominio de suelo en el rea de dibujo y djela (suelte el botn izquierdo del mouse). Ntese que el cursor cambia de forma para indicar si es o no posible dejar la serie de datos. La correcta asignacin de una serie de datos a un dominio es indicada por el cambio de color del dominio. Haga clic al botn en la ventana Material Sets para cerrar la base de datos. Consejo: PLAXIS distingue entre una base de datos de proyecto y una base de datos global de series de materiales. Series de datos pueden ser intercambiadas desde un proyecto a otro usando la base de datos global. Las series de datos de todas las lecciones en este manual tutorial son almacenadas en la base de datos global durante la instalacin del programa. Para copiar una serie de datos existente, haga clic en el botn de la ventana Material Sets. Arrastre la serie de datos apropiados (en este caso leccin 1 arena) desde la vista de la base de datos global a la base de datos de proyecto y djela ahora la serie de datos globales esta disponible para el proyecto actual. De manera similar, series de datos creadas en la base de datos del proyecto pueden ser arrastradas y dejadas en la base de datos global.



Consejo: Series de datos existentes pueden ser cambiadas abriendo la ventana de series de materiales, seleccionando la serie de datos a ser cambiadas desde la vista de rbol y haciendo clic al botn . Como una alternativa, la ventana de series de materiales pueden ser abiertas haciendo doble clic sobre un dominio y haciendo clic en el botn detrs del recuadro Material Set (Serie de Material) en la ventana de propiedades. Una serie de datos ahora puede ser asignada al dominio correspondiente seleccionndolo desde la vista de rbol de la base de datos del proyecto y haciendo clic en el botn . > El programa desempea una verificacin de consistencia en los parmetros de material y dar un mensaje de advertencia en el caso de una inconsistencia detectada en los datos.

Generacin de malla Cuando el modelo geomtrico este completo, el modelo de elemento finito (o malla) puede ser generado. PLAXIS permite un procedimiento de generacin de malla completamente automtico, en el cual la geometra es dividida en elementos del tipo de elemento bsico y elementos estructurales compatibles. Si son aplicables.

Figura 3.8 Malla de elemento finito axisimtrico de la geometra alrededor de la zapata. La generacin de malla toma mucho en cuenta la posicin de puntos y lneas en el modelo de geometra, de manera que la posicin exacta de capas, cargas y estructuras sea representada en la malla de elemento finito. El proceso de generacin esta basado en el principio de triangulacin robusta que busca tringulos optimizados y el cual resulta en una malla no estructurada. Mallas no estructuradas no son formadas desde patrones regulares de elementos. El desempeo numrico de estas mallas; sin embargo, es usualmente mejor que mallas estructuradas con redes regulares de elementos. Adems de la generacin de malla en si misma, la transformacin de datos de entrada (propiedades, condiciones limite, series de material, etc) desde el modulo geomtrico (puntos,



lneas y dominios) a la malla de elemento finito (elementos, nodos y puntos de tensin) es hecha. Con el fin de generar la malla, siga los siguientes pasos: Haga clic en el botn Generate Mesh (genere malla) en la barra de herramientas o seleccione la opcin Generate (genere) desde el men Mesh (malla). Despus de la generacin de la malla una nueva ventana es abierta (ventana de salida) en la cual la malla generada es presentada (vea Figura 3.8). Haga clic en el botn para retornar al modo de entrada de geometra. Consejo: el botn siempre debe ser usado para retornar a la entrada de geometra, an si el resultado desde la generacin de malla no sea satisfactorio.

Consejo: Por defecto, Global Coarseness (Grosor Global) de la malla es puesta a Coarse (grueso), lo cual es adecuado como una primera aproximacin en la mayora de casos. El ajuste o configuracin Global Coarseness puede ser cambiado en el men Mesh (malla). Opciones adicionales estn disponibles para refinar la malla globalmente o localmente. > En esta etapa de entrada an es posible modificar partes de la geometra o aadir objetos de geometra. Si se realiza modificaciones en esta etapa, la malla de elementos finitos tiene que ser regenerada.

Si es necesario, la malla puede se optimizada desempeando refinamientos globales o locales. Refinamientos de malla son considerados en algunas de las otras lecciones. Aqu se sugiere que la malla de elemento finito corriente sea aceptada.

Condiciones Iniciales Una vez que la malla, haya sido generada, el modelo de elemento finito esta completo. Antes de iniciar los clculos; sin embargo las condiciones iniciales deben ser generadas. En general, las condiciones iniciales comprenden las condiciones iniciales de napa fretico, la configuracin de geometra inicial y el estado inicial de tensin efectiva. La capa de arena en el proyecto de zapata corriente est seca, as que no hay necesidad de ingresar condiciones de napa fretico. El anlisis, sin embargo, requiere la generacin de tensiones efectivas iniciales por medio del procedimiento K0. Las condiciones iniciales son ingresadas en nodos separados del programa de entrada. Con el fin de generar las condiciones iniciales apropiadamente, siga estos pasos:Condicione Iniciales

Haga clic en el botn Condiciones Iniciales en la barra de herramientas seleccione la opcin Condiciones Iniciales desde el men Inicial.

o



Primero una pequea ventana aparece mostrando el valor por defecto del peso unitario de agua (10 kN/ m3). Haga clic en para aceptar el valor por defecto. El modo de condiciones de napa fretica aparece.

La opcin de condiciones iniciales se realiza de dos diferentes modos: El modo de presiones de agua y el nodo de configuracin de geometra. La conmutacin entre los dos modos es hecha mediante el Switch en la barra de herramientas. Ya que el proyecto actual no implica presiones de agua, prosiga al modo de configuracin de geometra haciendo clic el lado derecho del switch (tensiones iniciales y configuracin de geometra). Un nivel fretico es automticamente colocado en el fondo de la geometra. Haga clic en el botn Genere tensiones Iniciales (cruces rojas) en la barra de herramientas o seleccione la opcin Tensiones Iniciales desde el men Generate. El recuadro de dilogo K0 - procedure (procedimiento K0) aparece. Mantenga el multiplicador total para peso de suelo. mpeso, igual a 1.0. esto significa que todo el peso del suelo es aplicado para la generacin de esfuerzos iniciales. Acepte los valores por defecto de K0 cmo es sugerido por PLAXIS y haga clic en .

Figura 3.9 campo de tensin inicial en la geometra alrededor de la zapata. Consejo: El procedimiento K0 solo puede ser usado para geometras horizontales estratificadas con una superficie terrestre horizontal y si es aplicable, un nivel fretico horizontal. vea el Apndice A o el manual de referencia para ms informacin sobre el procedimiento - K0. > El valor por defecto de Ko esta basado en la frmula de Jaky: Ko = 1-sen . Si el valor fue cambiando, el valor por defecto puede ser ganado de nuevo ingresando un valor negativo para K0.

Despus de la generacin de las tensiones iniciales la ventana de salida es abierta en la cual las tensiones efectivas son presentadas como tensiones principales (vea Figura 3.9). La longitud de las lneas indica la magnitud relativa de las tensiones



principales y la orientacin de las lneas indica las direcciones principales. Haga clic en el botn para retornar al modo de configuracin de geometra de programa de entrada.Calcule

Despus de la generacin de las tensiones iniciales, el clculo puede ser definido. Despus de hacer clic en el botn , el usuario es preguntado para guardar los datos en el disco duro. Haga clic en el botn . El requeridor de archivo ahora aparece. Ingrese un nombre de archivo apropiado y haga clic en el botn (guardar).

3.2.2

DESEMPEANDO CALCULOS

Despus de hacer clic en el botn y guardar los datos de entrada, el programa de entrada es cerrado y se inicia el programa de Clculos. El programa Clculos puede ser usado para definir y ejecutar fases de clculo. ste tambin puede ser usado para seleccionar fases calculadas para las cuales resultados de salida van a ser vistos

Figura 3.10 La ventana Calculations (clculos) con la pestaa General.

La ventana de clculos consiste en un men, una barra de herramientas, un conjunto de pestaas y una lista de fases de clculo, como es indicado en la Figura 3.10. Las pestaas (general, Parmetros y Multiplicadores) son usadas para definir una fase de clculo. Esta puede ser una fase de carga, construccin o excavacin, un perodo de consolidacin o un anlisis de seguridad. Para cada proyecto mltiples fases de clculo pueden ser definidas. Todas las fases de clculo definidas aparecen en la lista en la parte inferior de la ventana. La pestaa Preview puede ser usada para mostrar el estado actual de la geometra.



Una vista previa (Preview), de avance slo esta disponible despus del clculo de la fase seleccionada. Cuando el programa Clculos sea iniciado directamente despus de la entrada de un nuevo proyecto, una primera fase de clculo es automticamente insertada. Con el fin de simular el asentamiento de la zapata en este anlisis, se requiere un clculo plstico. PLAXIS tiene un procedimiento conveniente para progresin de carga automtica, el cual es llamado el Avance de carga. Este procedimiento puede ser usado para aplicaciones ms prcticas. Dentro del clculo plstico, los desplazamientos prescritos son activados para simular la indentacin de la zapata. Con el fin de definir la fase de clculo, siga estos pasos: En el recuadro Phase ID escriba (opcionalmente) un nombre apropiado para la fase de clculo actual deber empezar (en este caso el clculo solo puede iniciarse desde fase 0 fase inicial). En la pestaa General, seleccione Plstico desde el recuadro de conjunto Calculation Type (tipo de clculo). Haga clic en el botn o haga clic en la pestaa Parmetros.

Figura 3.11 La ventana de clculos con la pestaa Parmetros.

La pestaa Parmetros contiene los parmetros de control de clculo, como es indicado en la Figura 3.11. Mantenga el valor por defecto para el nmero mximo de Pasos Adicionales (250) y seleccione la Standard Setting (Configuracin estndar) desde el recuadro Iterative Procedure (Procedimiento Iterativo). Vea el manual de referencia para ms informacin acerca de los parmetros de control de clculo.



Desde el recuadro de Entrada de carga, seleccione Staged Construction (Construccin por etapas). Haga clic en el botn . La ventana Staged Construction aparece mostrando la configuracin de geometra corrientemente activa. Seleccione el desplazamiento prescrito haciendo doble clic en la lnea superior. Un recuadro de dilogo aparecer.

Figura 3.12 El recuadro de dilogo Desplazamientos Prescritos en la ventana Staged Construction (construccin por etapas).

En el recuadro de dilogo Desplazamiento prescritos la magnitud y direccin del desplazamiento presente pueden ser especificados, como es indicado en la Figura 3.12. en este caso ingrese un valor Y de 0.1 en ambos campos de entrada, significando un desplazamiento descendente de 0.1 m., todo los valores de x debern permanecer cero, haga clic en . Ahora haga clic en el botn para retornar a la pestaa parmetros de la ventana de clculo.

La definicin de clculo esta ahora completa. Antes de iniciar el primer clculo es aconsejable seleccionar nodos o puntos de tensin para una posterior generacin de curvas carga desplazamiento o diagramas tensin y deformacin. Para hacer esto, siga estos pasos: Haga clic en el botn Seleccione puntos para curvas de la barra de herramientas. Como un resultado, una ventana es abierta, mostrando todos los nodos en el modelo de elemento finito.



Seleccione el nodo en la esquina izquierda de la parte superior. El nodo seleccionado ser indicado por A. Haga clic en el botn para retornar a la ventana Clculos. En la ventana Clculos, haga clic en el botn . Esto iniciar el proceso de clculo. Todas las fases de clculo que son seleccionadas para ejecucin, como es indicado por la flecha azul () (solo una fase en este caso), en principio, sern ejecutados en el orden controlado por el parmetro Start from Phase (Inicio de fase).

Figura 3.13 Los clculos de la ventana Info.

Consejo: El Botn solo es visible en una fase de calculo que sea seleccionada para ejecucin es enfocada en la lista. Durante la ejecucin de un clculo una ventana aparece la cual da informacin acerca del progreso de la fase de clculo real (vea Figura 3.13). la informacin, la cual es continuamente actualizada, comprende una curva carga - desplazamiento, el nivel de los sistemas de carga (en trminos de multiplicadores totales) y el progreso del proceso de iteracin (nmero de iteracin, error global, puntos plsticos, etc) vea el manual de Referencia para ms informacin acerca de la ventana de informacin de clculos. Cuando un clculo termine, la lista de fases de clculo es actualizada y un mensaje aparece en el recuadro de memoria Log info correspondiente. El recuadro memo Log info indica si el clculo ha finalizado exitosamente. el clculo corriente deber dar el mensaje Estado Final prescrito completamente alcanzado. Para verificar la carga aplicada que resulta en el desplazamiento presente de 0.1 m, haga clic en la pestaa Multiplicadores y seleccione el botn de conjunto Reached Values (Valores alcanzados). Adems de los valores alcanzados de los multiplicadores en las dos columnas Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 29 -


existentes, una informacin adicional es presentada a la izquierda de la ventana. Para la aplicacin corriente el valor de Fuerza Y es importante. Este valor representa la fuerza de reaccin total correspondiente al desplazamiento vertical presente aplicado, el cual corresponde a la fuerza total bajo 1.0 radian de la zapata (note que el anlisis es axisimtrico) con el fin de obtener la fuerza de zapata total, el valor de Fuerza Y deben ser multiplicado por 2 (esto da un valor de alrededor de 1100 kN).

Consejo: Fases de clculo pueden ser aadidas, insertadas o borradas usando los botones , y intermedios en la ventana de clculo. > Verifique la lista de fases de clculo cuidadosamente despus de cada ejecucin de una (serie de) clculos. Un clculo exitoso es indicado en la lista con una marca de visto bueno verde () mientras que un clculo sin xito es indicado con una cruz roja (). Fases de clculo que son seleccionadas para ejecucin son indicadas por una flecha azul (). > Cuando una fase de clculo sea enfocada y esta sea indicada por una marca de visto bueno verde o una cruz roja, la barra de herramientas muestra el botn , el cual da directo acceso al programa de salida. Cuando una fase de clculo sea enfocada y esta sea indicada por una flecha azul, la barra de herramienta muestra el botn (calcule).

3.2.3

VISUALIZACION DE RESULTADOS

Una vez que el clculo haya sido completado los resultados pueden ser evaluados en el programa de salida. En la ventana de salida usted puede ver los desplazamientos y tensiones en la completa geometra as tambin como en secciones transversales y en elementos estructurales, si es aplicable. Los resultados de clculo tambin estn disponibles en forma tabulada. Para ver los resultados del anlisis de zapata, siga estos pasos: Haga clic en la ltima fase de clculo en la ventana Clculos. Adems haga clic en el botn en la barra de herramientas, como un resultado, el programa de salida es iniciado, mostrando la malla deformada (la cual es escalada para asegurar que las deformaciones sean visibles) al final de la fase de clculo seleccionada, con una indicacin del mximo desplazamiento (vea Figura 3.140). Seleccione Desplazamientos Totales desde el men Deformaciones. El grfico muestra los desplazamientos totales de todos los nodos como flechas, con una indicacin de su magnitud relativa. El recuadro de conjunto de presentacin en la barra de herramientas corrientemente lee Flechas. Seleccione Shadings (Sombreados) desde este recuadro de conjunto. El grfico muestra sombreados de colores de los desplazamientos totales. Un ndice es presentado con los valores de desplazamientos en los lmites de color. Seleccione Contornos desde el recuadro de conjunto de presentacin en la barra de herramientas. El grfico muestra lneas de contorno de los desplazamientos totales, los



cuales estn etiquetados. Un ndice es presentado con los valores de desplazamiento correspondiente a las etiquetas.

Figura 3.14 Malla deformada.

Consejo: Adems de los desplazamientos totales, el men Deformaciones posibilita la presentacin de Desplazamientos Incrementales. Los desplazamientos incrementales son los desplazamientos que ocurrieron dentro de un paso de clculo (en este caso el paso final). Desplazamientos incrementales pueden ser tiles al visualizar un eventual mecanismo de falla. Seleccione Tensiones efectivas desde el men Tensiones. El grfico muestra las tensiones efectivas como tensiones principales, con una indicacin de su direccin y su magnitud relativa (vea Figura 3.15). Consejo: Los grficos de tensiones y desplazamientos pueden ser combinados con caractersticas geomtricas, como las disponibles en el men Geometra



Figura 3.15 Tensiones principales.

Haga clic en el botn tabla de la barra de herramientas. Una nueva ventana es abierta en la cual una tabla es presentada, mostrando los valores de las tensiones cartesianas en cada punto de tensin de todos los elementos.

3.3 CASOS B: ZAPATA FLEXIBLE El proyecto es ahora modificado de manera que la zapata sea modelada, como una placa flexible. Esto permite el clculo de fuerzas estructurales en la zapata. La geometra usada en este ejercicio es igual como la previa, excepto que elementos adicionales son usados para modelar la zapata. El clculo en s mismo esta basado en la aplicacin de carga en lugar de desplazamientos prescritos. No es necesario crear un nuevo modelo, usted puede empezar desde el modelo previo, modifquelo Modificando la Geometra Haga clic en el botn Go to Input (ir a la entrada) en el lado izquierdo de la barra de Herramientas. Seleccione el archivo previo (leccin 1 o cualesquiera nombre que le fue dado) desde la ventana crear / abrir proyecto. Seleccione la opcin Save As (guarde como) del men File. Ingrese un nombre no existente para el archivo de proyecto actual y haga clic en el botn (guardar). Seleccione la lnea geomtrica segn el desplazamiento que ha sido aplicado y presione la tecla (borrar) del teclado. Seleccione el desplazamiento desde los tems seleccionados en la ventana delete y haga clic en el botn .

Haga clic en el botn Plate (placa) en la barra de herramientas.



Mueva la posicin (0.0; 4.0) y haga clic en el botn izquierdo del mouse. Mueva la posicin (1.0; 4.0) y haga clic en el botn izquierdo del mouse, segundo por el botn derecho del mouse para finalizar el dibujo. Una placa desde el punto 3 al punto 4 es creada la cual simula la zapata flexible.

Modificando las condiciones lmite Haga clic en el botn Distributed Load Load System A (Carga Distribuida Sistema de Carga A) en la barra de herramientas. Haga clic en el punto (0.0 ; 4.0) y luego en el punto (1.0 ; 4.0). Haga clic en el botn derecho del mouse para finalizar la entrada de cargas distribuidas (1.0 kN/m2 perpendicular al lmite). El valor de entrada posteriormente ser cambiado al valor real cuando la carga sea activada.

Aadiendo propiedades de material para la zapata Haga clic en el botn Material Sets.

Seleccione Plates (placas) desde el recuadro de conjunto Set Type en la ventana Material Sets. Haga clic en el botn . Una ventana nueva aparece donde las propiedades de la zapata pueden ser ingresadas. Escriba zapata en el recuadro identificacin y seleccione el tipo de material Elstico. Ingrese las propiedades como las listadas en la tabla 3.2. Haga clic en el botn . La nueva serie de datos ahora aparece en la vista de rbol de la ventana Material Sets. Arrastre la configuracin zapata (Footing) al rea de dibujo y djela en la zapata. Note que el cursor cambia de forma para indicar que es vlido dejar la serie de material. Cierre la base de datos haciendo clic en el botn .

Tabla 3.2. Propiedades de material de la zapata Parmetros Rigidez normal Rigidez de flexin Espesor equivalente Peso Relacin de Poisson

Nombre EA AE d w v

Valor 5 - 106 8500 0,143 0,0 0.0

Unidad kN/m 2 kN/m /m m kN/m/m -



Consejo: Si la ventana Material Sets es desplegada sobre la zapata y la oculta, mueva la ventana a otra posicin de manera que la zapata sea claramente visible. Consejo: El espesor equivalente es automticamente calculado por PLAXIS desde los valores de EA e EI. Este no puede ser ingresado a mano

Generando la malla Haga clic en el botn Mesh Generation para generar la malla de elemento finito. Una advertencia aparece, sugiriendo que las presiones de agua y tensiones iniciales debern ser regeneradas despus de regenerar la malla. Haga clic en el botn . Despus de visualizar la malla, haga clic en el botn . Consejo: Regeneracin de la malla resulta en una redistribucin de nodos y puntos de tensin. En general, tensiones existentes no corresponden con la nueva posicin de los puntos de tensin. Por lo tanto es importante regenerar las presiones de agua iniciales y tensiones iniciales despus de regeneracin de la malla.

Condiciones InicialesCondiciones Iniciales

Regrese al modo Geometry Input, haga clic en el botn .

Ya que el proyecto actual no implica presiones de peso, prosiga al modo Geometry Configuration haciendo clic en el Switch en la barra de herramientas. Haga clic en el botn General Inicial Stresses, despus de lo cual el recuadro de dibujo procedimiento K0 aparece. Mantenga Mpeso igual a 1.0 y acepte el valor por defecto de K0 para el nico dominio. Haga clic en el botn para generar las tensiones iniciales. Despus de visualizar las tensiones iniciales, haga clic en el botn . Haga clic en el botn y confirme el guardado del proyecto actual.

Clculos En la pestaa General, seleccione para el tipo de clculo: plstico. Ingrese un nombre apropiado para la identificacin de fase y acepte 0 fase inicial como la fase desde donde empezar.



En la pestaa Parmetros, seleccione la opcin Staged Construction y haga clic en el botn . El grfico de la geometra activa aparecer. Haga clic en la carga para activarla. Un recuadro de dilogo Select Items aparecer. Active tanto la placa y la carga verificando los recuadros de verificacin a la izquierda. Mientras la carga sea seleccionada haga clic en el botn en el fondo del recuadro de dilogo. El recuadro de dilogo Distributed Load Load System A aparecer para configurar las cargas. Ingrese un valor Y de 350 kN/m2 para ambos puntos de geometra. Nota que esto da una carga total que es aproximadamente igual a la fuerza de zapata que fue obtenida desde la primera parte de esta leccin. (350 kN/m x x (1.0 m) 1100 kN). Cierre los recuadros de dialogo y haga clic en . Verifique los nodos y puntos de tensin para las curvas carga desplazamiento para ver si los puntos apropiados aun son seleccionados (la malla ha sido generada de manera que los nodos pueden haber sido cambiados!). El nodo izquierdo superior de la malla deber ser seleccionado.2 2

Verifique si la fase de clculo esta marcada para clculo por una flecha azul. Si ese no es el caso haga doble clic en la fase de clculo o haga clic a la derecha y seleccione Mark Calculate (calcule marca) desde el men de despliegue instantneo. Haga clic en el botn para empezar el clculo.

Visualizando los Resultados Despus del clculo los resultados del proceso de clculo final pueden ser visualizados haciendo clic en el botn . Seleccione los grficos que sean de inters. Los desplazamientos y tensiones debern ser similares a aquellos obtenidos desde la primera parte del ejercicio. Haga doble clic en la zapata. Una nueva ventana se abre en la cual ya sea los desplazamientos o los momentos flexiones de la zapata pueden ser graficados (dependiendo del tipo de grfico en la primera ventana). Note que el men ha cambiado. Seleccione las varias opciones desde el men Fuerzas, para ver las fuerzas en la zapata. Consejo: Mltiples (sub) ventanas pueden ser abiertas al mismo tiempo en el programa de salida. Todas las ventanas aparecen en la lista del men Ventana. PLAXIS sigue la norma de Windows para la presentacin de sub ventanas (Cascade, Tile, Maximize, etc). Vea su manual de Windows para una descripcin de estas posibilidades estndar.





Generando una curva de Carga - Desplazamiento Adems de los resultados del peso de clculo final es a menudo til ver una cuerva carga desplazamiento. Por lo tanto el cuarto programa en el paquete PLAXIS es usado. Con el fin de generar la curva carga desplazamiento como la dada en la Figura 3.17, siga estos pasos: Haga clic en el botn Go to curves Program (ir a programa de curvas) en la barra de herramientas. Esto causa que el programa de curvas arranque. Seleccione Nueva Carta desde el recuadro de dilogo Cree / Abra proyecto. Seleccione el nombre de archivo del proyecto de zapata ms reciente y haga clic en el botn .

Figura 3.16 Ventana de generacin de curva. Una ventana de Generacin de Curva ahora aparece, consistiendo de dos columnas (eje x y eje y), con botones circulares de mltiples selecciones y dos recuadros de conjunto para cada columna. La combinacin de selecciones para cada eje determina cual cantidad es graficada a lo largo del eje. Para el eje x seleccione el botn circular Desplazamiento, desde el recuadro de conjunto Punto selecciones A (0.00 ; 4.00) y desde el recuadro de conjunto Type (tipo) Uy. Tambin seleccione el recuadro de verificacin Invert Sign (Seal invertida). De all que, la cantidad a ser graficada en el eje x sea el desplazamiento vertical del punto A (esto es el centro de la zapata). Para el eje y seleccione el botn circular Multiplicador y desde el recuadro de conjunto Type seleccione Metapa. De all que, la cantidad a ser graficada en el eje y sea la cantidad de los cambios especificados que hayan sido aplicados. De all que el valor alcanzar desde 0 a 1, lo cual significa que 100% de la carga prescrita 2 (350 kN/m ) ha sido aplicada y el estado final prescrito ha sido completamente alcanzado.


Manual - Tutorial PLAXIS V8 Haga clic en el botn para aceptar la entrada y generar la curva carga desplazamiento. Como un resultado la curva de la Figura 3.17 es graficada en la ventana Curvas. Consejo: La ventana Curve Settings (ajustes de curva) tambin puede ser usada para modificar los atributos o presentacin de una curva.

Figura 3.17 Curva carga desplazamiento para la zapata. Consejo: Para reingresar la ventana Generacin de Curva (en caso de un error, una regeneracin o modificacin deseada) usted puede hacer clic en el botn Change Curve Settings (Cambie ajustes de curva) desde la barra de herramientas. Como un resultado la ventana Curve Settings aparece, en la cual usted deber hacer clic en el botn . Alternativamente, usted puede abrir la ventana Curve Settings seleccionando la opcin Curva desde el men Formato. La ventana Frame Settings (Ajustes de marco) puede ser usada para modificar los ajustes del marco. Esta ventana puede ser abierta haciendo clic en el botn Change Frame Settings (cambie ajustes de marco) desde la barra de herramientas o seleccionando la opcin Frame (marco) desde el men Formato.

Comparacin entre Caso A y Caso B Cuando compare los resultados de clculo obtenidos desde el caso A y caso B, puede ser notado que la zapata en el caso B, para la misma mxima carga de 1100 kN, exhibi ms deformacin que aquella para caso A. Esto puede ser atribuido al hecho que en el caso B una malla ms fina fue generada debido a la presencia de un elemento de placa. (Por defecto, PLAXIS genera elementos de suelo ms pequeos en la regin de contacto con un elemento de placa). En general, geometras con mallas gruesas no pueden exhibir suficiente flexibilidad y de all que puedan experimentar menos deformacin. La influencia de grosor de malla sobre los resultados de clculo es ms Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 38 -


pronunciada en modelos axisimtricos. Si, sin embargo, la misma malla fue usada, los dos resultados se igualaran bastante bien.

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CONSTRUCCION SUMERGIDA DE UNA EXCAVACION (LECCION 2)

Esta leccin ilustra el uso de PLAXIS para el anlisis de construccin sumergida de una excavacin. La mayor parte de las caractersticas de programa que fueron usadas en la leccin 1 sern utilizadas otra vez aqu. Adems, algunas nuevas caractersticas sern usadas, tales como el uso de interfaces y elementos de anclaje, la generacin de presiones de agua y el uso de mltiples fases de clculo. Las nuevas caractersticas sern descritas en completo detalle, mientras que las caractersticas que fueron tratadas en la leccin 1 debern ser completadas antes de intentar este ejercicio. Esta leccin concierne a la construccin de una excavacin cerca de un ro. La excavacin es llevada a cavo con el fin de construir un tnel mediante la instalacin de segmentos de tnel prefabricados. La excavacin es de 30 metros de ancho y la profundidad final es de 20 metros. Esta se extiende en direccin longitudinal por una larga distancia, de manera que un modelo de deformacin plana es aplicable. Los lados de la excavacin son soportados por paredes de diafragma de 30 metros de longitud, las cuales son arrastradas por puntales horizontales en un intervalo de 5.0 metros. A lo largo de la excavacin una carga de superficie es tomada en cuenta. La carga es aplicada desde 2 metros desde la pared del diafragma hasta 7 metros 2 desde la pared y tiene una magnitud de 5 kN/m /m. Los 20 metros superiores del subsuelo consisten de capas de suelo blandas, debajo de esta capa de arcilla hay una capa de arena ms rgida, la cual se extiende a una gran profundidad.

Figura 4.1 Modelo de geometra de la situacin de una excavacin sumergida.

El fondo del problema a ser analizado es tomado a 40 metros debajo de la superficie del terreno. Ya que la geometra es simtrica, solo la mitad (el lado izquierdo) es considerado en el anlisis. El proceso de excavacin es simulado en tres etapas de excavacin separadas. La pared de diafragma es modelada por medio de una placa, tal como la usada para la zapata en la leccin previa. La interaccin entre la pared y el suelo es modelada en ambos lados por medio de interfaces. Las interfaces posibilitan la especificacin de una reducida fraccin de pared comparada a la fraccin en el suelo. El puntal es modelado como un elemento elstico para el cual la rigidez normal es un parmetro de entrada requerido. Para informacin de transfondo sobre estos nuevos objetos, vea el manual de referencia. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 39 -


4.1

GEOMETRIA

Para crear el modelo de geometra, siga estos pasos:

Configuracin General Empiece el programa de entrada y seleccione Nuevo Proyecto desde el recuadro de dilogo Cree / Abra Proyecto. En la pestaa Proyecto de la ventana General Settings (Configuracin General) ingrese un ttulo apropiado y asegrese que Modelo sea puesto a deformacin plana y que Elementos sea ajustado a 15 nodos. En la pestaa Dimensiones, mantenga las unidades por defecto (longitud = m; Fuerza= kN; Tiempo =da) e ingrese para las dimensiones horizontales (izquierda, derecha) 0.00 y 45.0 respectivamente y para las dimensiones verticales (fondos, parte superior) 0.0 y 40.0. mantenga los valores por defecto para el espaciamiento de cuadrcula (espaciamiento= 1m; nmero de intervalos = 1). Haga clic en el botn despus del cual la hoja de trabajo aparezca.

Contorno de Geometra, capas y estructuras El contorno de geometra: seleccione el botn Geometry Line (Lnea de Geometra) desde la barra de herramientas (este deber ser, en realidad ya ser seleccionado para un nuevo proyecto). Mueva el cursor al origen (0.0; 0.0) y haga clic en el botn izquierdo del Mouse. Muvase 45 metros a la derecha (45.0; 0.0) y haga clic de nuevo. Muvase 45 metros a la derecha (45.0; 0.0) y haga clic de nuevo. Muvase 40 metros hacia arriba (45.0; 40.0) y haga clic de nuevo. Muvase 45 metros a la izquierda (0.0; 40.0) y haga clic de nuevo. Finalmente, muvase hacia el origen y haga clic de nuevo. Un dominio es ahora detectado. Haga clic en el botn derecho del Mouse para parar de dibujar. La separacin entre las dos capas: el botn Geometry Line (Lnea de Geometra) es aun seleccionado. Mueva el cursor a la posicin (0.0; 20.0). haga clic en la lnea vertical existente. Un nuevo punto (4) es ahora introducido. Muvase 45 metros a la derecha (45.0; 20.0) y haga clic en la otra lnea vertical existente. Otro punto (5) es introducido y ahora dos dominios son detectados. La pared de diafragma: Seleccione el botn Plate (Placa) desde la barra de herramientas. Mueva el cursor a la posicin (30.0; 40.0) en la lnea horizontal superior y haga clic. Muvase 30 metros abajo (30.0; 10.0) y haga clic. Adems del punto en la base de la pared, otro punto es introducido en la interseccin con la lnea media horizontal (separacin de capa). Haga clic en el botn derecho del mouse para acabar el dibujo. La separacin de etapas de excavacin: Seleccione el botn Geometry Line (Lnea de geometra) de nuevo. Mueva el cursor a la posicin (30.0; 38.0) en la pared y haga clic. Mueva el cursor 15 metros a la derecha (45.0; 38.0) y haga clic de nuevo. Haga clic en el botn derecho del mouse para acabar de dibujar la primera Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 40 -


etapa de excavacin. Ahora mueva el cursor a la posicin (30.0; 30.0) y haga clic. Muvase a (45.0; 30.0) y haga clic de nuevo. Haga clic en el botn derecho del mouse para acabar de dibujar la segunda etapa de excavacin.

Consejo: Dentro del modo de entrada de geometra no es estrictamente necesario seleccionar los botones en la barra de herramientas con el fin de que ellos aparezcan de izquierda a derecha. En este caso, es ms conveniente crear la pared primero y luego ingresar la separacin de las etapas de excavacin por medio de una Lnea de Geometra. > Cuando se cree un punto muy cerca de una lnea, el punto es usualmente movido sobre la lnea, debido a que el generador de malla no puede manejar puntos y lneas no coincidentes a una distancia muy pequea. Este procedimiento tambin simplifica la entrada de puntos que sean intentados para yacer exactamente sobre una lnea existente > Si el apuntador es sustancialmente mal posicionado y en lugar de moverse sobre un punto o lnea existentes un nuevo punto aislado es creado, este punto puede ser arrastrado (y movido) sobre el punto o lnea existente usando el botn Seleccin. > En general, solo un punto puede existir en una cierta coordenada y solo una lnea puede existir entre dos puntos. Puntos o lneas coincidentes automticamente sern reducidos a puntos o lneas simples. El procedimiento para arrastrar puntos sobre puntos existentes puede ser usado para eliminar puntos (y lneas) existentes.

Las interfaces: haga clic en el botn Interface en la barra de herramientas o seleccione la opcin Interface desde el men Geometra. La forma del cursor cambiar en una cruz con una flecha en cada cuadrante. La flecha indica el lado en el cual la interfaz ser generada cuando el cursor sea movido en una cierta condicin. Mueva el cursor (el centro de la cruz define la posicin del cursor) a la parte superior de la pared (30.0; 40.0) y haga clic en el botn izquierdo del Mouse. Muvase a la parte inferior de la pared (30.0; 10.0) y haga clic de nuevo. De acuerdo a la posicin de la flecha abajo en el cursor, una interfaz es generada al lado izquierdo de la pared De manera similar, la flecha arriba es posicionada al lado derecho del cursor, as que cuando se mueva hasta la parte superior de la pared y haga clic de nuevo, una interfaz es generada al lado derecho de la pared. Muvase hacia (30.0; 40.0) y haga clic de nuevo. Haga clic en el botn derecho de Mouse para acabar el dibujo. Consejo: La seleccin de una interfaz es hecha seleccionando la lnea de geometra correspondiente y subsecuentemente seleccionando la interfaz correspondiente (positiva o negativa) desde el recuadro de dilogo Select. Interfaces son indicadas como lneas de puntos a lo largo de una lnea de geometra. Con el fin de identificar interfaces en cualquier lado de una lnea de geometra, un signo positivo ( ) o signo negativo ( ) es aadido. Este signo no tiene relevancia fsica o influencia sobre los resultados.

Consejo:



El puntal: haga clic en el botn Fixed-End-Anchor (anclaje de extremo fijo) en la barra de herramientas o seleccione la opcin Fixed End Anchor desde el men Geometra. Mueva el cursor a una posicin 1 metro debajo del punto 6 (30.0; 39.0) y haga clic en el botn izquierdo del Mouse. Una ventana de propiedades aparece en la cual el ngulo de orientacin y la longitud equivalente del anclaje pueden ser ingresados. Ingrese una longitud equivalente de 15 metros (la mitad del ancho de la excavacin) y haga clic en el botn (el ngulo de orientacin queda 0). Consejo: Un anclaje de extremo fijo representado por una T rotada con un tamao fijo. Este objeto es realmente un resorte del cual un extremo esta conectado a la malla y el otro extremo esta fijo. El ngulo de orientacin y la longitud equivalente del anclaje deben ser directamente ingresados en la ventana de propiedades. La longitud equivalente es la distancia entre el punto de conexin y la posicin en a direccin de la varilla de anclaje donde el desplazamiento es cero. Por defecto, la longitud equivalente es 1.0 unidad y el ngulo es cero grados (esto es, los puntos de anclaje en la direccin X positiva). Haciendo clic en la barra media de la T correspondiente se selecciona un anclaje de extremo fijo. La carga de superficie: haga clic en Distributed Load Load System A (Carga distribuida Sistema de carga A). Mueva el cursor a (23.0; 4.0) y haga clic. Mueva el cursor 5 metros a la derecha a (28.0; 40.0) y haga clic de nuevo. Haga clic en el botn derecho del Mouse para acabar el dibujo. Haga clic en la herramienta Seleccin y doble clic en la carga distribuida y seleccione Distributed Load (System 2 A) desde la lista. Ingrese los valores Y de 5 kN/m . Condiciones Lmite Para crear las condiciones lmite, haga clic en el botn Standard Fixities (Fijaciones estndar) en la barra de herramientas. Como resultado, el programa generar fijaciones completas en los rodillos inferior y vertical en los lados verticales. Esta condiciones lmite son en este caso apropiadas para modelar las condiciones de simetra en el lmite derecho (lnea central de la excavacin). El modelo de geometra hasta aqu es mostrado en la Figura 4.2.

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Figura 4.2 Modelo de geometra en la ventana de entrada. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 42 -


Propiedades de material Despus de la entrada de condiciones lmite, las propiedades de material de los dominios de suelo y otros objetos de geometra son ingresadas en configuraciones de datos. Propiedades de interfaz son incluidos en las configuraciones de datos para suelo (configuraciones de datos para Suelo e Interfaces). Dos configuraciones de datos necesitan ser creadas; una para capa de arcilla y una para capa de arena. Adems, una configuracin de datos del tipo Plate (placa) es creada para la pared de diafragma y una configuracin de datos del tipo Anchor (anclaje) es creada para el puntal. Para crear las configuraciones de datos de material, siga estos pasos: Haga clic en el botn Material Sets en la barra de herramientas. Seleccione Suelo & Interfaces como el Set Type (tipo de ajuste). Haga clic en el botn para crear una nueva configuracin de datos. Para la capa de arcilla, ingrese Clay (arcilla) para la identificacin y seleccione Mohr-Coulomb como el Modelo de material. Ya que solo los efectos a largo plazo de la excavacin son considerados aqu, no tomaremos en cuenta el comportamiento no drenado. De all que, el tipo de material es ajustado a Drenado. Ingrese las propiedades de la capa de arcilla, como son listadas en la tabla 4.1, en los recuadros de edicin correspondientes de la pestaa General y Parmetros. Haga clic en la pestaa Interfaces. En el recuadro Strength (resistencia), seleccione el botn circular Manual. Ingrese un valor de 0.5 para e parmetro R inter. Este parmetro relaciona la resistencia del suelo a la resistencia en las interfaces, de acuerdo a las ecuaciones:: tan interface = Rinter tan suelo Donde: csuelo = cref (vea tabla 4.1) De all que, usando el valor Rinter ingresado da una friccin de interfaz y cohesin de interfaz (adhesin) reducidas comparadas al ngulo de friccin y la cohesin en el suelo adyacente. Tabla 4.1 Propiedades materiales de la capa de arena y arcilla y las interfaces Parmetro Nombre Capa de Capa de arcilla arena Modelo de material Modelo Morh Morh Coulomb Coulomb Tipo de comportamiento de material Tipo Drenado Drenado Peso unitario de suelo encima de nivel fretico Yunsat 16 17 Peso unitario de suelo debajo de nivel fretico Ysat 18 20 Permeabilidad en direccin horizontal Kx 0.001 1.0 Permeabilidad en direccin vertical Ky 0.001 1.0 Mdulo de Young (constante) Eref 10 000 40 000 Relacin de Poisson V 0.35 0.3 Cohesin (constante) Cref 5.0 1.0 Angulo de friccin 25 32 Angulo de dilatancia 0.0 2.0 Factor de reduccin de resistencia inter Rinter 0.5 0.67 Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 43 -

y

cinter = Rinter csuelo

Unidad 3 kN/m 3 kN/m m/da m/da 2 kN/m 2 kN/m -

Manual - Tutorial PLAXIS V8 Para la capa de arena, ingrese arena para la Identificacin y seleccione MohrCoulomb como el modelo de material. El tipo de material debera ser puesto a Drenado. Ingrese las propiedades de la capa de arena, como las listadas en la tabla 4.1, en los recuadros de edicin correspondientes de la pestaa General y Parmetros. Haga clic en la pestaa Interfaces. En el recuadro Strength (resistencia), seleccione el botn circular Manual. Ingrese un valor de 0.67 para el parmetro Rinter. Cierre la configuracin de datos. Arrastre la configuracin de datos arena al dominio inferior de la geometra y djela all. Asigne la configuracin de datos arcilla a los cuatro dominios restantes (en los 20 metros superiores). Por defecto, a interfaces son automticamente asignadas la configuracin de datos del dominio adyacente. Consejo: En lugar de aceptar las configuraciones de datos por defecto de interfaces, configuraciones de datos pueden ser directamente asignadas a interfaces en su ventana de propiedades. Esta ventana aparece despus de hacer doble clic en la lnea de geometra correspondiente y seleccionando la interface apropiada desde el recuadro de dilogo Select. Al hacer clic en el botn detrs del parmetro Material Set, la configuracin de datos apropiada puede ser seleccionada desde la versin del rbol Material Sets. Adems del parmetro Material Set en la ventana de propiedades, el factor de espesor virtual puede ser ingresado. Este es un valor puramente numrico, el cual puede ser usado para optimizar el desempeo numrico de la interfaz. Usuarios no experimentados son aconsejados a no cambiar el valor por defecto. Para ms informacin acerca de propiedades de interfaz vea el Manuel de referencia.

Consejo:

Ajuste el parmetro Set Type en la ventana Material Sets a Plates y haga clic en el botn . Ingrese Diaphragm wall (pared de diafragma) como una Identificacin de la configuracin de datos e ingrese las propiedades como las dadas en la tabla 4.2. haga clic en el botn para cerrar la configuracin de datos. Arrastre la configuracin de datos Diaphragm wall a la pared en la geometra y djela tan pronto como el cursor indique que bajada es posible. Tabla 4.2 Propiedades de material de la pared de diafragma (placa) Parmetro Nombre Valor Unidad Tipo de comportamiento Tipo de material Elstico 6 Rigidez normal EA 7.5 10 kN/m 6 2 Rigidez de Flexin EI 1.1 10 kNm /m Espesor equivalente d 1.265 m Peso w 10.0 kN/m/m Relacin de Poisson v 0.0 Consejo: El botn circular rgido en el recuadro Strength (resistencia) es una opcin directa para una interfaz con las mismas propiedades de resistencia como el suelo (R inter = 1.0).



Ajuste el parmetro Set Type en la ventana Material Sets a Anchors (anclajes) y haga clic en el botn . Ingrese Strut (puntal) como una identificacin de configuracin de datos e ingrese las propiedades como las dadas en la Tabla 4.3. haga clic en el botn para cerrar la configuracin de datos. Arrastre la configuracin de datos Strut (puntal) al anclaje en la geometra y bjela tan pronto como el cursor indique que bajada es posible. Cierre la ventana Material Sets. Tabla 4.3 Propiedades de material del Puntual (Anclaje) Parmetro Nombre Valor Tipo de comportamiento Tipo de material Elstico 6 Rigidez normal EA 2.10 Espaciamiento fuera de plano Ls 5.0 15 Mxima fuerza Fmax.com 1.10 15 Fmax.tens 1.10

Unidad kN m kN kN

Generacin de malla En esta leccin algunos procedimientos de refinamiento de malla simple son usados. Adems de un refinamiento de malla global directo, hay posibilidades simples para refinamiento local dentro de un dominio, o una lnea o alrededor de un punto. Estas opciones estn disponibles desde el men Malla. Con el fin de generar la malla propuesta, siga estos pasos: Haga clic en el botn Generate Mesh (genere malla) en la barra de herramientas. Unos cuantos segundos despus, una malla gruesa es presentada en la

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