Aquí se debe mencionar un artículo técnico anterior, donde se ha explicado el cálculo de la resistencia a punzonamiento en general según [1] y [2], así como las características del módulo adicional RF-PUNCH Pro.
Modelo de ejemplo
El cálculo de la resistencia a punzonamiento se realizará para un piso de hormigón armado de 25 centímetros de espesor con una clase de hormigón C30/37. Las dimensiones del pilar son 25 x 25 cm.
En el curso posterior, solo se realizará el cálculo de la resistencia a punzonamiento para el pilar interno en la conexión con el piso sobre la planta baja. Vea también el punto de resistencia a punzonamiento coloreado en la figura 01. La determinación de los esfuerzos internos da como resultado un esfuerzo axil de Nd = 442,21 kN en el cabezal del pilar interno en el primer piso.
Análisis con los perímetros calculados
Si se realiza un cálculo de la resistencia a punzonamiento en RF-PUNCH Pro, se crean los perímetros necesarios para el cálculo (perímetro de control, perímetro interior y exterior) de forma automática en el módulo adicional. Además, la configuración predeterminada para la "carga de punzonamiento aplicada" o el "factor de incremento de carga ß" siempre se puede mantener como regla general.
La carga de punzonamiento también se debe usar a partir del esfuerzo axil del pilar. Sin embargo, el factor de incremento de carga ß se va a determinar en base a los "factores constantes" según 6.4.3 (6). Para esta situación (pilar interior), esto da como resultado un factor de incremento de carga ß = 1,10.
En lugar de la configuración predeterminada, también se definirá una armadura longitudinal existente para el cálculo de la resistencia a punzonamiento. Esto significa que el módulo adicional ajusta automáticamente una armadura cortante tan pronto como la armadura longitudinal definida en la superficie superior de la placa no sea suficiente y νRd,c < νEd.
Además, la armadura longitudinal existente en la superficie superior de la placa (cara sin carga) se definirá con Ø 12 - 10 en ambas direcciones de la armadura, lo que corresponde a un contenido de armadura de 11,31 cm²/m.
Se debe tener en cuenta la posición de la armadura longitudinal (Ø 12 - 10). La armadura a considerar para el cálculo debería, en este caso, cumplir con un recubrimiento de hormigón de cnom = 3,5 cm. Esto se debe definir en la ventana "1.4 Armadura longitudinal" antes de iniciar el cálculo. Para este propósito, la posición de la armadura en la dirección1 se definirá con d1 =cnom + ds/s = 3.5 + 1.2/2 = 4.1 cm. El recubrimiento de hormigón en la dirección 2 da como resultado d2 = d1 + ds = 5,3 cm. La definición de la cubierta de hormigón en la tabla "1.4 Armaduras longitudinales" determina la dimensión de la profundidad estática d y se debe ajustar en consecuencia antes de iniciar el cálculo.
Después de haber realizado el cálculo para las entradas mencionadas anteriormente, los criterios de cálculo se muestran en la tabla de resultados "2.1 Cálculo de punzonamiento". Se produce una resistencia a punzonamiento νRd,c = 612.05 kN/m². Esto da como resultado un criterio de cálculo del 110%. Por lo tanto, la resistencia a punzonamiento sin la armadura de punzonamiento es insuficiente.
Desde que νRd,c = 612,05 kN/m² < νEd = 674,80 kN/m², se va a comprobar la resistencia a punzonamiento máxima νRd,max. Según 6.4.5 (3), [2] νRd,max da como resultado:
νEd,u1 ≤ νRd,max = 1,4 · νRd,c,u1
νEd,u1 = 674,80 kN/m²
νRd,max = 1,4 · 612,05 kN/m² = 856,87 kN/m²
Este cálculo se mantiene con νEd = 674,80 kN/m² < νRd,max = 856,88 kN/m² con una razón de 79% para que el módulo comience automáticamente con el cálculo del perímetro interior y los perímetros exteriores.
Según 6.4.5 (4), ecuación 6.54, la posición para el perímetro exterior da como resultado:
uout = ß · VEd / (νRd,c · d)
Nota: νRd,c para la resistencia a cortante sin armadura de cortante según 6.2.2 (1)
Con esta fórmula, es posible determinar el diámetro del perímetro exterior, y de este modo la distancia Iw,a del perímetro exterior al borde la superficie de carga. De este modo, es posible determinar el "porcentaje de armadura de punzonamiento". Según 9.4.3 [1], el primer perímetro interior se puede disponer con una distancia de 0,5 d desde la superficie de carga. El último perímetro interior es 1,5 d antes del perímetro exterior. Ver también la figura 2.36 en [3].
Con estas aproximaciones, el módulo puede determinar el número y las distancias de los perímetros internos necesarios automáticamente. Este es también el caso en RF-PUNCH Pro según la configuración predeterminada, que siempre resulta en un criterio de cálculo de 1,00 en la tabla "2.1 Cálculo de punzonamiento" para el cálculo de la biela diagonal y el perímetro exterior.
La tabla de resultados "2.2 Armadura de punzonamiento necesaria" muestra la armadura longitudinal y de cortante que pertenece a los criterios de cálculo mostrados. Las tablas de detalles muestran, por ejemplo, la distancia de los perímetros interiores individuales (series de armadura de cortante) desde el borde de la introducción de carga.
Cálculo con los perímetros definidos
Para este ejemplo, el cálculo de la posición automática de los perímetros interiores conduce a una distancia de 10 cm desde el borde de la introducción de la carga para la primera serie de cortante. Este valor (ver figura 05) está documentado en los detalles del resultado con Iw para cada perímetro calculado. Para el segundo perímetro interior, da como resultado lw,2 = lw,1 + sr = 0,10 m + 0,14 m = 0,24 m.
En RF-PUNCH Pro, el usuario también tiene la opción de definir la posición de los perímetros exterior e interior directamente. Para hacer esto, es necesario activar la opción "Perímetros" en la tabla "1.5 Nudos de punzonamiento" antes de iniciar el cálculo. Esto permite, como se muestra en este ejemplo, definir el número y la posición de los "Perímetros interiores".
Como alternativa a los dos perímetros interiores diseñados automáticamente, ahora es posible calcular con tres perímetros interiores, por ejemplo. Aquí es posible definir el número y la distancia de la superficie de carga al primer perímetro interior lw,1 y las distancias entre los perímetros interiores sr.
Después del cálculo, la armadura longitudinal y de punzonamiento necesaria también se muestra en la tabla de resultados "2.2. Armadura de punzonamiento necesaria" con las áreas de armadura necesarias calculadas por perímetro.
Si se cumplen los requisitos según 9.4.3 [1] con respecto a la posición de los perímetros interiores individuales o el perímetro exterior, por ejemplo, la distancia radial sr de los perímetros interiores entre sí (≤ 0.75 d) o la distancia desde no se cumple el último perímetro interior al exterior (≤ 1,5 d), aparece una nota correspondiente en la ventana de resultados "2.2 Armadura de punzonamiento necesaria". Por lo tanto, una entrada incorrecta se puede reconocer y resolver rápidamente.
Aplicaciones y más información
En la mayoría de los casos, el cálculo de punzonamiento con RF-PUNCH Pro se realiza de tal manera que la armadura longitudinal se incrementa hasta un grado de construcción práctico para evitar la armadura de punzonamiento en forma de estribos de cortante. Si la armadura longitudinal necesaria, incluso si aún no se ha alcanzado la cuantía máxima de armadura longitudinal φl, ya no es posible en la práctica de la construcción, RF-PUNCH Pro ofrece la opción de calcular la armadura de punzonamiento necesaria en forma de cercos de cortante (vertical o inclinada) automáticamente. Alternativamente, el ingeniero tiene la opción adicional de exportar la carga de punzonamiento y la geometría de punzonamiento al programa de cálculo Halfen HDB, en el que, como alternativa a los cercos de cortante, se pueden calcular los carriles de cortante.
Independientemente de esto, puede que se deba analizar la armadura de cortante ya calculada en una situación de carga modificada. Para habilitar este tipo de "nuevo cálculo" o elaborar un concepto de armadura alternativo para la planificación de armaduras, RF-PUNCH Pro ofrece las opciones ya mencionadas de "Definición de perímetros".
Respecto a esto, se hace referencia a la Sección 2.2.1.5 en el manual de RF-PUNCH Pro. Los diagramas de flujo para el cálculo de la resistencia a punzonamiento con armadura de punzonamiento están documentados allí, por lo que también se pueden entender los pasos individuales para calcular la armadura de cortante necesaria.