El complemento de Análisis Geotécnico te permite utilizar las propiedades de las muestras de suelo y modelos de materiales específicos del suelo para representar la interacción entre el edificio y el suelo, así como las influencias de los componentes de la cimentación entre sí. Además, ofrece una biblioteca extensible de propiedades del suelo, la consideración de varias muestras de suelo (sondeos) en diferentes localizaciones, la determinación de asentamientos y diagramas de tensiones, y su visualización gráfica y tabular.
Ejemplo Práctico
Una vez activado el complemento, puedes comenzar tu trabajo definiendo los materiales del suelo de interés en el cuadro de diálogo Materiales mostrado en la Imagen 02. En la práctica, las propiedades de los materiales del suelo deben ser definidas manualmente, ya que son específicas para cada proyecto.
Esto también es posible en RFEM 6, donde puedes definir las propiedades de diversos materiales del suelo. Además de las propiedades básicas del material (por ejemplo, módulo de elasticidad, módulo de corte, razón de Poisson, peso específico/densidad de masa, coeficiente de expansión térmica), debes seleccionar el modelo de material a utilizar para una modelización realista del comportamiento del material del suelo.
En la versión actual de RFEM 6, el modelo de Mohr-Coulomb así como un modelo no lineal con rigidez dependiente del esfuerzo y la deformación están disponibles.
En este ejemplo, se selecciona el modelo de Mohr-Coulomb modificado para modelar el comportamiento del material de suelo de interés. Por lo tanto, parámetros como la resistencia a la cohesión (c), el ángulo de fricción interna (φ) y el ángulo de dilatancia (ψ) deben ser asignados en el cuadro de diálogo asociado (Imagen 03).
También está disponible una base de datos extensible para facilitar la selección de las propiedades del material del suelo. Para mostrar esto, los otros materiales del suelo en este ejemplo se definen vía la Biblioteca de Materiales, como se muestra en la Imagen 04.
A continuación, debes definir las muestras de suelo ingresando la información obtenida de las pruebas de campo (es decir, las características del perfil del suelo en diferentes posiciones). Las muestras de suelo están disponibles como objetos especiales en RFEM 6.
Como muestra la Imagen 05, puedes ingresar capas de suelo para las muestras individuales en un cuadro de diálogo claramente ordenado, o proporcionando los datos relevantes en las tablas. Dado que las propiedades del material del suelo ya han sido definidas, puedes seleccionar los materiales directamente del menú desplegable y asignar el espesor asociado. Sin embargo, también es posible definir nuevos materiales al definir las capas.
Si se detecta agua subterránea a través de las pruebas de campo, puedes asignar el nivel de agua subterránea en este cuadro de diálogo (Imagen 05). Además, puedes definir múltiples números de capas y muestras de suelo que se utilizarán para generar el suelo. Una representación gráfica correspondiente apoya la definición de muestras separadas y ayuda a verificar la entrada.
Para cada muestra individual, debes proporcionar las coordenadas asociadas del plano de trabajo de RFEM que corresponden a la posición real de campo para la cual se ha obtenido el perfil del suelo. Esto se puede hacer en el cuadro de diálogo Muestras de Suelo o en las tablas. En estas últimas, puedes copiar todas las coordenadas de un documento (por ejemplo, un archivo de Excel) y simplemente pegarlas. Entonces, los perfiles de suelo se mostrarán en la ventana de trabajo, como en la Imagen 06.
Los datos en términos de muestras de suelo ahora se pueden usar para crear el macizo de suelo disponible como un objeto especial, tanto en el navegador de datos como en las tablas. Para ser más específicos, el macizo de suelo se puede generar a partir de las muestras de suelo previamente definidas, pero también puedes generarlo como un conjunto de sólidos de suelo (es decir, definiendo los sólidos del suelo manualmente y aplicándolos al macizo). En este ejemplo, se utilizará la primera opción.
El cuadro de diálogo Macizo de Suelo se muestra en la Imagen 07. Para generar el macizo de suelo a partir de muestras de suelo, primero debes seleccionar las muestras de interés. A continuación, se te pedirá que definas la geometría del macizo de suelo asignando el tipo de topología, el tamaño del macizo, y las coordenadas de su centro. La profundidad se asigna automáticamente, de acuerdo con los datos de la muestra de suelo.
Si es necesario, puedes rotar el macizo alrededor de Z. También puedes considerar la presencia potencial de agua subterránea generando la superficie del nivel de agua subterránea. Si esta opción se selecciona en el cuadro de diálogo, el agua subterránea se mostrará en la representación gráfica interactiva.
Una vez que se genera el macizo de suelo, se muestra gráficamente en la ventana de trabajo de RFEM. Como se muestra en la Imagen 08, el macizo consta de tantos sólidos de suelo como capas definidas previamente (4, en este ejemplo).
Las superficies entre estos sólidos son superficies NURBS definidas con funciones spline y aproximadas a través de las posiciones de las capas en las muestras de suelo. Si se ha seleccionado la opción para considerar agua subterránea, el nivel de agua subterránea también está disponible en la representación gráfica.
Finalmente, los soportes de las superficies de borde se han generado a través de la entrada Tipos de Superficies del navegador de datos. Por ejemplo, puedes ver que los soportes para las superficies de borde horizontales en la parte inferior están fijos, mientras que se permite deslizamiento para las superficies verticales circundantes (Imagen 09).
Comentarios Finales
Dado que la determinación realista de las condiciones del suelo influye significativamente en la calidad del análisis estructural de los edificios, el complemento de Análisis Geotécnico se ofrece en RFEM 6 para determinar el cuerpo de suelo a analizar. Para ese propósito, puedes proporcionar datos obtenidos de pruebas de campo, ya que el complemento te permite utilizar las propiedades de las muestras de suelo para determinar los macizos de suelo de interés.
Por lo tanto, debes asignar las propiedades del material, elegir el modelo de material del suelo apropiado y definir los perfiles del suelo en el programa. Para cada muestra de suelo, se te pedirá definir las capas de suelo en términos de materiales y espesor, el nivel de agua subterránea (si corresponde), y la posición de la muestra en la ventana de trabajo de RFEM (correspondiente a la posición real de campo para la cual se ha obtenido el perfil del suelo).
El suelo se genera a partir de todas las muestras ingresadas utilizando sólidos 3D, y se asigna a la estructura utilizando las coordenadas.