Perímetro de control
La comprobación del cortante por punzonamiento se realiza en el perímetro de control básico, donde se comprueba si el esfuerzo cortante actuante vEd supera la resistencia vRd. Según el Capítulo 6.4.2 del EC 2 [1] , el perímetro de control para losas se encuentra a una distancia del doble del canto eficaz (d) de la losa desde el punto de aplicación de la carga.
Las dimensiones del pilar así como las aberturas de la losa afectan la geometría del perímetro de control y se deben considerar hasta la distancia de 6 d de la superficie de carga. Es importante que defina todas las aberturas de antemano (es decir, durante el análisis FEM), para que el programa pueda reconocerlas automáticamente y tenerlas en cuenta para el diseño del punzonamiento, como se muestra en la Imagen 1.
Parámetros de diseño de punzonamiento en RFEM 6
Suponiendo que el complemento Concrete Design ya se ha activado, el cálculo de la punzonamiento en RFEM 6 se puede inicializar marcando la casilla Punching Design en las propiedades de cálculo del nudo de punzonamiento (Imagen 2). Es posible seleccionar todos los nudos donde se ha producido un problema de punzonado y activar el diseño de punzonado simultáneamente para todos ellos. Alternativamente, los nudos con punzonamiento se pueden seleccionar para el cálculo en los Datos de entrada de la tabla de cálculo del hormigón (imagen 3).
Los parámetros de diseño de punzonamiento para los nudos seleccionados se pueden definir en la Configuración última para el diseño del hormigón (imagen 4). De esta forma, la carga de punzonamiento, el factor de incremento de carga β para considerar la distribución asimétrica del esfuerzo cortante en el perímetro de control y la separación mínima de la armadura se pueden definir en la pestaña de Punzonamiento de la configuración última (Figura 5).
La carga de punzonamiento para muros es la fuerza de cortante (suavizada o no) sobre el perímetro crítico, mientras que para los pilares, la carga de punzonamiento puede ser la fuerza de cortante (suavizada o no suavizada) sobre el perímetro crítico o una fuerza simple del pilar, carga, o apoyo en nudo.
El factor de incremento de carga según EN 1992-1-1 [1] se puede estimar considerando la distribución de cortante totalmente plástica como se muestra en la figura 6, o por medio de factores constantes. También puede ser determinado por un modelo de sector o definido por el usuario.
Cálculo de punzonamiento en RFEM 6
Suponiendo que se han definido los parámetros de cálculo del punzonamiento, se puede realizar el cálculo del hormigón (incluido el punzonado). Primero, el cálculo se puede hacer teniendo en cuenta solo la armadura longitudinal, que ya se ha proporcionado a la superficie (Imagen 7). Una vez realizado el cálculo del hormigón considerando sólo esta armadura, las razones de cálculo en términos de resistencia al punzonamiento para todos los nudos de interés están disponibles tanto gráficamente como en las tablas (Figura 8).
Las razones de cálculo en los nudos de punzonamiento son, de hecho, una comparación entre la resistencia a cortante por punzonamiento sin armadura de cortante vRd, c determinada según 6.4.4 (1) [1] , y el esfuerzo cortante máximo aplicado vEd calculado en línea con el Capítulo 6.4.3 (3), Ec. (38). Estas ecuaciones, así como todo el procedimiento de cálculo, se pueden encontrar en los detalles de la comprobación de diseño que se muestran en la imagen 9.
El cortante por punzonamiento sin armadura adicional por punzonamiento se cumple si vEd ≤ vRd, c ; de lo contrario, se debe definir una armadura adicional. En este último caso, es posible definir una armadura longitudinal adicional en el lado de tracción de la losa.
Para la losa en este ejemplo, esto se hará definiendo una armadura longitudinal adicional en el lado superior, como se muestra en la Imagen 10. La armadura definida se puede asignar a un nudo, luego se puede copiar fácilmente a todos los nudos de punzonado usando la función común "copiar" (Imagen 11). La armadura así asignada se considerará automáticamente para la determinación de la capacidad de cortante.
Una vez más, los resultados están disponibles tanto gráficamente como en la tabla de Diseño del Hormigón. Si aún no se cumple el cálculo de cortante por punzonamiento sin armadura de punzonamiento adicional, el usuario puede aumentar la armadura longitudinal aplicando la relación de armadura longitudinal máxima permitida ρ. Sin embargo, si el cálculo del cortante por punzonamiento es imposible sin la armadura por punzonamiento (vRd, c ≤ vEd ), se calcula la resistencia máxima al cortante por punzonamiento vRd, max y la comprobación de cálculo se realiza automáticamente.
La cantidad de armadura necesaria en términos de punzonamiento se puede mostrar a través de la pestaña Resultados del navegador (Imagen 12). Si el usuario también está interesado en la carga de punzonamiento utilizada para el cálculo, se puede visualizar a través de la pestaña Resultados del navegador como se muestra en la Imagen 13.
Observaciones finales
El diseño de punzonamiento en RFEM 6 se incluye en el complemento Concrete Design y se puede inicializar marcando la casilla Punching Design en la ventana de edición de los nodos de punzonado. La activación de las propiedades de cálculo permitirá definir los parámetros de cálculo del punzonamiento como la carga de punzonamiento, el factor de incremento de carga β y la separación mínima de la armadura en la Configuración última para el cálculo del hormigón.
El cálculo del hormigón se puede realizar sobre la base de la armadura longitudinal proporcionada para los otros tipos de cálculo. Si no se cumple el cálculo del cortante a punzonamiento sin armadura por punzonamiento adicional (vRd, c ≤ vEd ), se puede asignar una armadura longitudinal adicional en el lado traccionado de la losa. De esta forma, se calcula la resistencia máxima al cortante por punzonamiento vRd, max y la comprobación de cálculo se realiza automáticamente.
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