Este apoyo está representado por muelles verticales, los cuales se aplican con rigidez elástica constante e independientes entre sí. Por lo tanto, no es posible calcular ninguna cuenca de hundimiento cerca de la realidad. Este tipo de cimentación también se conoce como el medio espacio de Winkler. Para aplicar este método se requiere el módulo de estratificación ks (C1z en el programa), el cual se calcula en base a la presión del suelo σ0 y el correspondiente asentamiento s.
La desventaja del método del módulo de reacción de la subrasante es, entre otras, que el modelado del suelo es insuficiente y no se pueden considerar las áreas adyacentes del suelo. Dado que la carga del suelo causa la deformación directamente solo bajo la carga en sí, la cuenca de hundimiento no refleja la realidad. Tampoco se tiene en cuenta la rigidez al cortante del suelo.
Método de módulo elástico con módulo de elasticidad variable
Los déficits del método clásico de módulo de cimentación se pueden mitigar definiendo un módulo de cimentación variable, entre otras cosas. Dörken y Strain [2] recomiendan para este propósito un módulo de cimentación que aumente al doble del valor en una franja estrecha en el borde. Esto debería simular los efectos del suelo fuera del borde de la cimentación. Los asentamientos resultantes mejoran significativamente con este método.
En RFEM, puede introducir una base de cimentación variable utilizando un área de borde escalonada, entre otras cosas. En este modelado, sin embargo, se pierden algunas ventajas del método clásico de módulo de cimentación, como la buena claridad y la entrada rápida del programa.
Consideración de áreas de terreno adyacentes utilizando resortes adicionales
Este modelo se basa en el método del "Modelo de suelo eficaz" de Kolář & Němec [3]. En contraste con el método del módulo de asiento variable, también se considera la resistencia al cortante además del módulo de asiento. El suelo adyacente se tiene en cuenta mediante muelles lineales y muelles individuales en las esquinas.
Los muelles aplicados en nuestro ejemplo resultan del parámetro de cama vertical de 54.500 kN/m³ como se indica a continuación:
s0 representa el intervalo de la cuenca de hundimiento en el que los asentamientos caen por debajo del 1% de los valores del borde de la cimentación. Como pauta, se puede suponer una longitud de 0 m ≤ s0 ≤ 5 m para paneles con un tamaño de 5 mx 5 m a 15 mx 30 m. Para losas más grandes en suelos con alta fricción y cohesión internas, así como con altos módulos de cortante, se pueden usar valores para s0 > 5m.
cv, xz y cv, yz son los muelles de cortante para la cimentación elástica de la superficie.
0,1 ∙ c1 <c2 <1,0 ∙ c1
En el caso de arena suelta, c2 se aproxima a cero; para los tipos de rocas sólidas, sin embargo, es 1.0 * c1. Para una capacidad de cortante media, c2 = 0,5 ∙ c1 es razonable.
k representa el muelle lineal a lo largo del borde exterior de la cimentación.
El factor K especifica los muelles individuales en las áreas del borde de la cimentación.
Dado que en esta variante se consideran la resistencia al cortante y las áreas del terreno adyacentes, se obtienen resultados más realistas. Otra ventaja en comparación con la variante anterior es que el modelado es bastante sencillo y no es necesario definir superficies adicionales en el área del borde.
Cálculo con el módulo adicional RF-SOILIN
Sin embargo, puede usar el módulo adicional RF-SOILIN para describir las propiedades del suelo con mucho más detalle. Entre otras cosas, se pueden considerar fácilmente varias capas de suelo, así como muestras de suelo. Otra ventaja de usar el módulo adicional es la consideración de la interacción entre la estructura y el suelo. RF-SOILIN determina las propiedades de la cimentación automáticamente. Dado que este enfoque proporciona una representación considerablemente más precisa de la cuenca de hundimiento de un edificio, también es posible analizar los posibles efectos de asentamiento en los edificios adyacentes.
Comparación de variantes
Los tres métodos de cálculo que siguen el enfoque realista aumentan la rigidez del borde en consecuencia. Por lo tanto, generalmente se obtienen resultados significativamente mejores. El ejemplo muestra que las tensiones de contacto y las deformaciones son diferentes, dependiendo del método utilizado. Cuanto más precisas se determinen las propiedades de cimentación según los métodos individuales, mejor se corresponderán las tensiones de contacto con las determinadas en RF-SOILIN.
Para la comparación de las variantes en el cálculo, los valores de cimentación calculados por RF-SOILIN se promediaron en el centro de la superficie y se aplican como un muelle de desplazamiento cuz en las otras variantes.
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