Determinación de la carga de punzonamiento en esquinas y extremos de muros
A diferencia de los pilares individuales (o apoyos nodales), la carga de punzonamiento en extremos y esquinas de muros no se puede derivar directamente de la fuerza normal del pilar (o fuerza de apoyo). En RF-STANZ Pro se analiza el comportamiento del esfuerzo cortante vmax,b en la losa conectada y se determina la carga de punzonamiento a partir del esfuerzo cortante en el corte crítico del perímetro.
Un artículo especializado ya ha tratado este tema y ha descrito las opciones disponibles en la máscara "1.5 Nodos de punzonamiento" y el procedimiento general para determinar las cargas.
Fuerzas internas en superficies en RFEM
Básicamente, primero se debe señalar que la carga de punzonamiento VEd no se obtiene de una fuerza de apoyo de un apoyo de línea o de una fuerza normal o de membrana de un muro, sino que se evalúan los esfuerzos cortantes en la losa examinada para punzonamiento.
Aquí se utiliza el mayor esfuerzo cortante vmax,b de RFEM, el cual está disponible en los resultados de los casos de carga, las combinaciones de carga o las combinaciones de resultados. La definición de vmax,b se describe en [1] Sección 8.16. Por lo tanto, se obtiene:
Alternativamente, este capítulo también puede leerse en el manual en línea de RFEM 5.
Influencia de las singularidades
Si hay un punto singular o un valor extremo en la curva del esfuerzo cortante en un punto de verificación de punzonamiento, esto también afecta la carga de punzonamiento VEd determinada en el corte crítico del perímetro.
En el siguiente ejemplo se investigará el punzonamiento en una losa de cimentación en un extremo de muro. RF-STANZ Pro captura el mayor esfuerzo cortante vmax,b en la losa de cimentación. Ver la imagen 02 siguiente.
El problema aquí es que la malla de EF se ha generado muy tosca y el corte crítico del perímetro pasa a través de los valores extremos del esfuerzo cortante vmax,b.
El módulo detecta la insuficiente malla de EF y emite en la máscara 2.1 la advertencia nº 56.
Una opción de refinamiento de la malla de EF puede mejorar la malla tosca en el área del punto de punzonamiento, lo que permite resolver la advertencia nº 56. Sin embargo, el refinamiento de la malla de EF puede llevar a un aumento del valor extremo del esfuerzo cortante en el corte crítico del perímetro, de modo que finalmente también se vea negativamente afectado y aumentado el valor determinado de la carga de punzonamiento VEd.
Si el valor extremo del esfuerzo cortante en el corte crítico del perímetro se ve negativamente influenciado por el refinamiento de la malla de EF, a menudo es aconsejable revisar el modelo ingresado con respecto a su modelado. En [2] se mencionan diversas "fuentes de error" que afectan significativamente el comportamiento de las fuerzas internas en la superficie y, por lo tanto, la carga de punzonamiento VEd determinada en RF-STANZ Pro.
Optimización del modelo en cuanto a la geometría
En el ejemplo presente, el comportamiento de los esfuerzos cortantes en la losa y finalmente en el corte crítico del perímetro se puede conseguir mediante una representación "más realista" de la losa de cimentación. Es decir, las líneas de borde de la losa de cimentación en una primera variante del modelo se colocaron en los ejes del sistema de los muros verticales. En otra variante, el borde de la losa de cimentación no se colocó en los ejes del sistema de los muros, sino que se ingresó de acuerdo con el borde "real" de la losa de cimentación. Esto permite influir significativamente en el comportamiento de los esfuerzos cortantes en el corte crítico del perímetro.
En la imagen 05 siguiente se puede ver bien la comparación entre las dos variantes mencionadas.
Esto también tiene la ventaja, en comparación con la primera variante, de que la distancia más realista al borde exterior de la losa de cimentación también se reconoce automáticamente en RF-STANZ Pro y, por lo tanto, se evalúa de manera más favorable la longitud del corte crítico del perímetro.
Optimización del modelo en cuanto a la sujeción
Otra posibilidad de influir favorablemente en el comportamiento de los esfuerzos cortantes en la losa de cimentación considerada es el enfoque diferenciado del apoyo superficial asumido.
Por lo general, en RFEM se asume un muelle constante en toda la losa de cimentación como apoyo elástico. Sin embargo, RFEM ofrece además del muelle constante otras opciones para representar mejor el apoyo superficial.
Una posibilidad es, por ejemplo, el uso de muelles en el borde o en las esquinas, que pueden influir favorablemente en el comportamiento de los esfuerzos cortantes en la losa de cimentación. Sobre este tema hay otro artículo técnico que explica los fundamentos teóricos del método del módulo de subrasante (modificado).
En el gráfico siguiente se muestra la comparación de los esfuerzos cortantes en el corte crítico del perímetro sin (en la parte superior de la imagen) y con (en la parte inferior de la imagen) muelles en el borde en el modelo con sobresaliente en el borde.
Además, cabe mencionar el módulo adicional RF-SOILIN, con el cual, como alternativa al modelo con los muelles en el borde, se puede lograr un enfoque más realista del apoyo superficial, lo que también puede influir positivamente en el comportamiento de los esfuerzos cortantes en el corte crítico del perímetro.
Configuraciones en RF-STANZ Pro
Por defecto, la carga de punzonamiento en RF-STANZ Pro se determina en el "comportamiento no suavizado de los esfuerzos cortantes en el corte crítico del perímetro". Con las optimizaciones mencionadas anteriormente, generalmente también se puede mantener esta opción en la máscara 1.5 del módulo. Sin embargo, si a pesar de las optimizaciones mencionadas aún se determina un valor extremo del esfuerzo cortante en el corte crítico del perímetro, el usuario también tiene a su disposición la opción de "esfuerzo cortante suavizado en el corte crítico del perímetro".
Al usar el esfuerzo cortante promedio en el corte crítico del perímetro, también se debe considerar la influencia del factor de aumento de carga ß, el cual se puede determinar, por ejemplo, mediante el modelo de sectores. También hay otro artículo técnico al respecto.
Resumen
En resumen, se puede decir que, en caso de altos grados de utilización en la verificación de punzonamiento en extremos o esquinas de muros, el usuario siempre debe verificar el tamaño de la carga de punzonamiento aplicada.
En este contexto, siempre se debe tener en cuenta y examinar el comportamiento de los esfuerzos cortantes en el corte crítico del perímetro, y considerar si es posible mejorar el comportamiento de los esfuerzos cortantes vmax,b en la losa mediante ajustes u optimizaciones en el modelo.
Sin embargo, las optimizaciones mencionadas para el modelado y la sujeción no pueden representar una instrucción de acción universalmente válida, sino que siempre deben evaluarse por el usuario dependiendo del caso y, según sea necesario, implementarse en una forma modificada y específica del modelo.