Análisis geotécnico en RFEM 6

Artículo técnico sobre el tema del análisis de estructuras usando Dlubal Software

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Dado que la determinación realista de las condiciones del suelo influye significativamente en la calidad del análisis estructural de los edificios, el complemento Análisis geotécnico se ofrece en RFEM 6 para determinar el cuerpo del suelo a analizar.

La forma de proporcionar los datos obtenidos de las pruebas de campo en el complemento y utilizar las propiedades de las muestras de suelo para determinar los macizos de suelo de interés se discutió en el artículo de la base de conocimientos "Creación del cuerpo de suelo a partir de muestras de suelo en RFEM 6". Este artículo, por otro lado, discutirá el procedimiento para calcular los asentamientos y las presiones del suelo para un edificio de hormigón armado.

Por lo tanto, asumimos que se ha activado el complemento Análisis Geotécnico, se han insertado los datos obtenidos de las pruebas de campo y se han determinado los macizos de suelo de interés como se explica en el artículo mencionado anteriormente. También asumimos que se ha modelado el edificio de hormigón armado (cargas incluidas) como se muestra en la Imagen 1.

Lo que tiene que hacer ahora es definir la carga y las combinaciones de resultados a calcular. Para hacerlo, puede abrir la ventana Caso de carga y combinaciones. Las cargas que se han aplicado a la superestructura se muestran en la Imagen 2 e incluyen el peso propio, las cargas vivas y muertas y la nieve. Cuando se activa el complemento Análisis geotécnico, puede observar que solo se considera el peso propio del edificio en el caso de carga asociado.

Por lo tanto, debe crear un caso de carga separado en el que se activará el peso propio del sólido, como se muestra en la Imagen 3. Siendo ese el caso, la categoría de acción en este caso de carga se debe asignar como Permanente/Suelo. Aunque todas las cargas están relacionadas con un caso de carga separado, es importante entender que para el análisis geotécnico, debe considerarlas en combinaciones de carga y resultados en lugar de como casos de carga única.

Por ejemplo, la carga viva se aplicará al modelo sólo después de que el peso propio del sólido, el peso propio de la superestructura y la carga muerta estén activos. Para tener esto en cuenta, se deben desactivar todos los casos de carga asociados a la superestructura desmarcando el icono 'A resolver', dejando sólo el caso de carga para que se resuelva el peso propio (Imagen 3). Al hacerlo, los casos de carga de la superestructura aún existen, pero en lugar de calcularse como casos de carga individuales, se calculan en combinaciones de carga y resultados.

Al definir el caso de carga 'Peso propio del suelo', debe crear una nueva configuración de modificación de la estructura activando la casilla de verificación asociada (Imagen 3). En particular, debe desactivar las barras y superficies de hormigón como se muestra en la Imagen 4.

Para definir las combinaciones de carga y resultados automáticamente, primero debe activar los asistentes asociados en la ventana Datos base de los casos de carga y combinaciones, como se muestra en la imagen 5. El asistente de combinaciones le ayuda a clasificar los casos de carga según las normas y a superponerlos en combinaciones de acciones y diseños.

En otras palabras, los casos de carga se combinan según la especificación estándar preferida, que de forma predeterminada es el estándar que definió en los Datos base del modelo. Sin embargo, también puede seleccionar un estándar diferente en la lista "Grupo de estándares" y puede comprobar los parámetros del asistente de combinaciones en el cuadro de diálogo "Editar asistente de combinaciones". Cuando se emplea el asistente de combinaciones de resultados además del asistente de combinaciones de carga, también se superponen los resultados de los casos o combinaciones de carga.

Antes de continuar, puede editar la configuración del análisis estático para el caso de carga para el peso propio del sólido como se muestra en la Imagen 6. Por ejemplo, puede cambiar el número máximo de iteraciones o el número de incrementos de carga para el análisis no lineal. En este ejemplo, el primero se establece en 100, mientras que el último se establece en 1.

Una vez definidos los casos de carga, puede ver todas las categorías de acciones que se aplican al modelo en la pestaña Acciones de la ventana Casos de carga y combinaciones (Imagen 7). A continuación, controla las situaciones de diseño que se han creado. Es decir, puede activar o desactivar todas las situaciones de diseño que están disponibles en la lista.

Ya que estamos interesados en el cálculo de asentamientos, sólo se debe considerar la situación de diseño cuasipermanente (Imagen 8); por lo tanto, se desactivarán todas las demás situaciones de diseño, excepto la situación cuasipermanente. También está disponible la información sobre las reglas de combinación para la situación de interés.

Además, puede ajustar la configuración del asistente de combinaciones para esta situación de diseño. Hay múltiples opciones por definir, como se muestra en la Imagen 9. Lo que es importante en este punto es la opción de considerar el estado inicial de un caso de carga, que en este ejemplo es el caso de carga del suelo con peso propio. De esta forma, todas las combinaciones de carga generadas con el asistente considerarán este caso de carga como un estado inicial.

Las combinaciones de acciones que se crearon automáticamente se muestran en la pestaña Combinaciones de acciones (Imagen 10). En este caso particular, hay cuatro combinaciones de acciones pero solo se consideran dos de ellas. Esto se debe al hecho de que algunos coeficientes de combinación para las combinaciones en gris son nulos; por lo tanto, combinan las acciones de la misma manera que las combinaciones activas.

Es posible que esté comprobando las combinaciones de cargas que fueron creadas automáticamente por el asistente de combinaciones de cargas (Imagen 11). Tenga en cuenta que la consideración del estado inicial ya está activa como una opción especial, ya que anteriormente lo hicimos a través de la configuración del asistente de combinación en la pestaña Situaciones de diseño (imagen 9).

Finalmente, puede definir las combinaciones de resultados en la pestaña asociada de la ventana Casos de carga y combinaciones. La "Situación de proyecto" describe las especificaciones normativas según las cuales se combinan los casos de carga. Como ya se mencionó, la situación de cálculo de interés es la situación cuasipermanente; por lo tanto, se debe seleccionar al definir una nueva combinación de resultados, como se muestra en la Imagen 12.

El "Tipo de combinación", por otro lado, controla los criterios para superponer los resultados. En este ejemplo, nos interesa determinar la suma de todos los resultados; por lo tanto, debe seleccionar "Superposición" como el tipo de combinación. Esto significa que todos los casos de carga y combinaciones incluidos en la combinación siempre se tienen en cuenta y se agregan individualmente, y no hay valores máximos ni mínimos.

Puede asignar los casos de carga en combinaciones de resultados en la pestaña Asignación donde todos los casos de carga disponibles, combinaciones de carga y combinaciones de resultados se enumeran en la columna "Para asignar". Para ello, debe transferir la entrada de interés de esta columna a la lista "Asignados para CR", como se muestra en la Imagen 13.

Para cada entrada, puede ajustar el factor con el que se considerará la entrada en la combinación. En este ejemplo, nos interesan los resultados asociados con la superestructura solamente; por lo tanto, debemos subestructurar los resultados asociados con el estado inicial, es decir, el caso de carga del "suelo propio". Por lo tanto, la combinación de carga principal se tiene en cuenta con el factor 1, mientras que se asigna un factor de combinación de -1 al estado inicial (es decir, el caso de carga del "suelo propio").

Una vez que se definen los casos de carga, la carga y las combinaciones de resultados, puede iniciar el cálculo. Si sólo desea calcular los resultados del caso o combinación de carga actual, seleccione "Calcular carga actual" en el menú "Calcular" o use el botón "Mostrar resultados".

Sin embargo, si desea calcular todos los casos de carga, combinaciones y situaciones de diseño, seleccione "Calcular todo". De esta forma, RFEM calcula todos los casos de carga, combinaciones de carga, combinaciones de resultados y situaciones de diseño para las cuales hay datos de entrada disponibles. El cálculo se realiza en paralelo utilizando varios núcleos de cómputo, y los resultados están disponibles como se muestra en la Imagen 14. Los resultados se discutirán con más detalle en un próximo artículo de la base de conocimientos.

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing y soporte al cliente

La Sra. Kirova es responsable de la creación de artículos técnicos y proporciona soporte técnico a los clientes de Dlubal.

Palabras clave

Análisis geotécnico Asentamientos Diagramas de tensiones

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  • Actualizado 8. mayo 2023

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