Manuales en línea RFEM 6 | Cimentaciones de hormigón

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005731

Hedi Boukraa, M.Sc.

11-07-2024

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Visión de conjunto

Complemento Cimentaciones de hormigón

Bases teóricas

Especificaciones de cálculo

Propiedades de cálculo de zapatas aisladas

Diseño

Resultados

Documentación

Fallo del terreno

En la verificación de rotura del suelo, puede especificar valores personalizados para la tensión admisible del suelo o dejar que se calcule la resistencia a la rotura del suelo según la EN 1997-1, teniendo en cuenta las capas de suelo y las propiedades del suelo.

Valores personalizados para la tensión admisible del suelo

En este tipo de verificación, la presión del suelo existente se compara con la tensión admisible del suelo especificada.

Determinación de las solicitaciones en la junta del suelo y de las excentricidades de carga

Se necesitan el esfuerzo cortante de dimensionamiento con cargas adicionales en la cimentación V_z,+add, así como los momentos flectores de dimensionamiento resultantes M_y,+add y M_x,+add en el centro de la base de la cimentación, para determinar la excentricidad de las cargas verticales efectivas:

e_{x} = - \frac{M_{y, + add}}{V_{z, + add}}

e_{y} = \frac{M_{x, + add}}{V_{z, + add}}

Excentricidad de acciones resultantes incluyendo cargas de cimentación adicionales en dirección x e y

Determinación del área efectiva de la cimentación

En la verificación de rotura del suelo, solo se considera una parte del área de la base realmente existente: la parte en la que actúa la fuerza normal resultante en el centro.

L^{'} = m a x (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

B^{'} = m i n (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

A^{'} = B^{'} \cdot L^{'}

Longitud eficaz de la cimentación L', Anchura de la cimentación L' y Base A'

Presión del suelo existente

Esto permite determinar la presión del suelo existente:

σ_{v o r h} = \frac{{V^{'}}_{d}}{A^{'}}

Valor de cálculo de la acción de fallo del terreno

Verificación

La presión del suelo existente se compara con la presión del suelo especificada:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Criterio de cálculo del fallo del terreno

Resistencia a la rotura del suelo según el Anexo D de la EN 1997-1

En la verificación de rotura del suelo según la EN 1997-1 [1], se realiza una comparación entre las acciones normales a la base de la cimentación y los valores de diseño de las resistencias. Se utiliza un método de cálculo según [1] 6.5.2.2. En el Anexo D de la norma, se proporciona un ejemplo informativo para la determinación analítica de la resistencia a la rotura del suelo.

Determinación de la resistencia a la rotura del suelo para condiciones consolidadas

El valor característico de la resistencia a la rotura del suelo se puede determinar para condiciones consolidadas según el Anexo D de [1], ecuación (D.2):

R_{k} / A^{'} = \underset{σ_{c}}{\underset{⏟}{c^{'} \cdot N_{c} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c}}} + \underset{σ_{q}}{\underset{⏟}{q^{'} \cdot N_{q} \cdot b_{q} \cdot s_{q} \cdot i_{q}}} + \underset{σ_{γ}}{\underset{⏟}{0.5 \cdot γ^{'} \cdot B^{'} \cdot N_{γ} \cdot b_{γ} \cdot s_{γ} \cdot i_{γ}}}

σ_c	Tensión debida a la cohesión
σ_q	Tensión debida a la profundidad de la cimentación
σ_γ	Tensión debida al ancho de la cimentación

Valor característico de la resistencia a fallo del terreno según EN 1997-1, anexo D (consolidado)

Coeficientes de capacidad portante (N_c, N_q, N_γ): Estos factores se calculan teniendo en cuenta las condiciones del suelo y el ángulo de fricción.

N_{q} = e^{π \cdot \tan (φ_{d}^{'})} \cdot \tan^{2} (45 ° + φ_{d}^{'} / 2)

N_{c} = (N_{q} - 1) \cdot \cot (φ_{d}^{'})

N_{γ} = 2 \cdot (N_{q} - 1) \cdot \tan (φ_{d}^{'}) sofern φ^{'} / 2 (raue Sohlfläche)

Coeficientes de capacidad de carga

Coeficientes de forma (s_c, s_q, s_γ): Estos consideran la geometría de la cimentación, como las plantas rectangulares o cuadradas.

s_{q} = 1 + B^{'} / L^{'} \cdot \sin (φ_{d}^{'})

s_{c} = (s_{q} \cdot N_{q} - 1) / (N_{q} - 1)

s_{γ} = 1 - 0, 3 \cdot B^{'} / L^{'}

Coeficiente de forma para planta rectangular o cuadrática

Coeficientes de inclinación de la base (b_c, b_q, b_γ): Los coeficientes de inclinación de la base consideran la pendiente de la base de la cimentación α y se calculan principalmente para la verificación de rotura del suelo.

b_{q} = (1 - α \cdot \tan (φ_{d}^{'}))^{2}

b_{c} = b_{q} - (1 - b_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

b_{γ} = b_{q}

Coeficientes del área de la base

Coeficientes de inclinación (i_c, i_q, i_γ): Estos consideran las influencias de las cargas inclinadas.

m_{B} = (2 + B^{'} / L^{'}) / (1 + B^{'} / L^{'})

m_{L} = (2 + L^{'} / B^{'}) / (1 + L^{'} / B^{'})

m = m_{L} \cdot \cos^{2} (ω) + m_{B} \cdot \sin^{2} (ω)

i_{q} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m}

i_{c} = i_{q} - (1 - i_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

i_{γ} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m + 1})

Coeficientes de pendiente

Ángulo de inclinación de fuerza y relaciones geométricas para determinar los coeficientes de inclinación

Determinación de la resistencia a la rotura del suelo para condiciones no consolidadas

En el caso de condiciones no consolidadas, se utiliza la siguiente fórmula:

R_{k} / A^{'} = (π + 2) \cdot c_{u} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c} + q

Valor característico de la resistencia al aplastamiento según EN 1997-1, anexo D (sin drenaje)

Verificación

El valor de diseño de la acción de rotura del suelo se compara con el valor de diseño de la resistencia a la rotura del suelo:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Criterio de cálculo del fallo del terreno

Información

Las acciones (Actions A), propiedades del suelo (Material M) y las resistencias (Resistance R) deben reducirse con los coeficientes de seguridad parcial 𝛾 según [1] A.3.

Capítulo principal

Estabilidad externa - Comprobaciones geotécnicas