Determinación de la carga de punzonamiento en extremos y esquinas de muros en RF-PUNCH Pro

Artículo técnico

El módulo adicional RF-PUNCH Pro le permite realizar cálculos de punzonamiento de losas y placas de cimentación (forjados) en extremos y esquinas de muros.

Al seleccionar un apoyo en un nudo o una conexión en un apoyo sobre una losa de hormigón armado, es posible obtener la carga de punzonamiento directamente del esfuerzo del apoyo o de los esfuerzos internos del apoyo. Sin embargo, si para el cálculo selecciona un nudo en una esquina del muro o en un extremo del muro, no se podrá determinar la carga de punzonamiento directamente del esfuerzo del apoyo o de los esfuerzos internos de la superficie en los muros conectados.

Figura 01 - Esfuerzo cortante absorbido en el extremo y en la esquina del muro

Determinación de la carga de punzonamiento en el extremo del muro

En general, no es posible determinar la carga de punzonamiento del esfuerzo del apoyo o de los esfuerzos internos de la superficie de los muros conectados, sino de los esfuerzos internos de la superficie de la losa para la cual se realiza el cálculo a cortante por punzonamiento. Esta aproximación tiene la ventaja de evitar la influencia de resultados singulares directamente sobre el nudo en la mayor medida posible. Es más, esta forma de determinar cargas también le permite la consideración del punzonamiento de una carga lineal pura (carga pura de la superficie del muro conectado).

Figura 02 - La carga lineal sustituye al muro

Al seleccionar un punto del punzonamiento, RF-PUNCH Pro genera el perímetro de control básico a una distancia 2,0 d según [1], Capítulo 6.4.2.

Para determinar la carga de punzonamiento, se crea una sección en el módulo para que se puedan medir los esfuerzos internos de la superficie de RFEM fuera del perímetro de control. Para determinar la carga de punzonamiento se usa el esfuerzo interno de la superficie vmax,b de RFEM. La definición del esfuerzo interno de la superficie vmax,b se describe en [2], Capítulo 8.15 Superficies - Esfuerzos internos principales.

En RF-PUNCH Pro se preestablece la opción "Esfuerzo cortante sin aplanar sobre el perímetro crítico" a modo de configuración predeterminada para determinar la carga de punzonamiento en los extremos y las esquinas del muro, lo que supone la asignación del valor máximo a lo largo del perímetro de control para determinar el esfuerzo cortante aplicado.

Figura 03 - Esfuerzo cortante en el perímetro crítico

El esfuerzo cortante aplicado VEd es el resultado de:

$$\begin{array}{l}{\mathrm V}_\mathrm{Ed}\;=\;\mathrm{longitud}\;\mathrm{del}\;\mathrm{perímetro}\;\mathrm{de}\;\mathrm{control}\;\mathrm{básico}\;\cdot\;\mathrm{esfuerzo}\;\mathrm{cortante}\;\mathrm{máximo}\;\mathrm{en}\;\mathrm{el}\;\mathrm{perímetro}\;\mathrm{crítico}\\{\mathrm V}_\mathrm{Ed}\;=\;{\mathrm u}_1\;\cdot\;{\mathrm v}_{\max,\mathrm b}\\{\mathrm V}_\mathrm{Ed}\;=\;2.289\;\mathrm m\;\cdot\;156.11\;\mathrm{kN}/\mathrm m\;=\;357.34\;\mathrm{kN}\end{array}$$

Figura 04 - Esfuerzo cortante resultante VEd

Verificación de la carga de punzonamiento determinada

Es posible verificar la carga de punzonamiento VEd determinada en el módulo adicional mediante la creación de una línea en un perímetro de control básico donde se define una sección nueva. De esta forma, puede visualizar la distribución del esfuerzo cortante a lo largo del perímetro en la ventana gráfica de RFEM o en el diagrama de resultados de la sección.

El siguiente gráfico muestra el diagrama de resultados del esfuerzo cortante vmax,b determinado en RFEM. El diagrama de resultados le puede ayudar a recordar el esfuerzo cortante aplicado VEd calculado en RF-PUNCH Pro.

Figura 05 - Diagrama de resultados en la sección: esfuerzo interno principal vmax,b

Como ya se ha mencionado, se aplica el esfuerzo cortante sin aplanar sobre el perímetro crítico de forma predeterminada para determinar la carga de punzonamiento en RF-PUNCH Pro. Ya que se ha aplicado a lo largo del perímetro de control el valor máximo del esfuerzo cortante, para el resto del cálculo se fija el factor de incremento de carga β en 1,00.

Consideración del factor de incremento de carga β

Como alternativa, en RF-PUNCH Pro también puede seleccionar la opción de distribución del esfuerzo cortante aplanado sobre el perímetro crítico con el fin de determinar el esfuerzo cortante aplicado VEd. De este modo, se determina el esfuerzo cortante aplicado mediante el uso del esfuerzo cortante "aplanado" vmax,b,average.

En este caso, se considerará el factor de incremento de carga ß en el proceso de cálculo posterior. Puede determinar el factor de incremento de carga mediante el uso de la distribución de tensiones tangenciales completamente plásticas según 6.4.3 (3) o los coeficientes constantes según 6.4.3 (6). Además de estas opciones de determinación del factor de incremento de carga β, RF-PUNCH Pro también proporciona el factor alternativo del incremento de carga definido por el usuario.

Referencias

[1]   Eurocódigo 2: Proyectos de estructuras de hormigón. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificación. (2011). EN 1992-1-1:2011-01.
[2]   Manual de RFEM 5. (2013). Tiefenbach: Dlubal Software. Descargas.

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