Cálculo de liquidación de cimientos individuales según DIN 4019 en RF- / FOUNDATION Pro

Artículo técnico

Para el diseño del estado límite de capacidad de servicio según la Sección 6.6 de Eurocódigo EN 1997-1, la liquidación debe calcularse para los cimientos de dispersión. RF- / FOUNDATION Pro le permite realizar el cálculo de liquidación para una sola base. Para esto, puedes seleccionar entre base elástica o sólida. Al definir un perfil de suelo, es posible considerar varias capas de suelo debajo de la base de la cimentación. Los resultados del asentamiento, la inclinación de la cimentación y la distribución vertical de la tensión de contacto con el suelo se muestran gráficamente y en tablas para proporcionar una descripción rápida y clara del cálculo realizado. Además del diseño del asentamiento de la cimentación en RF / FOUNDATION Pro, el análisis estructural determina las constantes de resorte representativas para el soporte y se puede exportar al modelo estructural de RFEM o RSTAB.

General

Tot El asentamiento total de s en suelo causada por cargas estructurales consiste en los componentes de 0, la solución de consolidación la solución inmediata s s 1, y la solución de fluencia en función del tiempo s 2.

tot = s 0 + s 1 + s 2 = s + s 2

Según la norma DIN 4019 [2] , el método descrito a continuación incluye una configuración específica "s" que consta de ambos componentes de liquidación: la liquidación causada por la consolidación y la liquidación causada por la fluencia (liquidación secundaria). La Figura 1 muestra gráficamente los componentes de liquidación dependientes del tiempo. En este caso, el tiempo t 0 representa el período hasta que se produce la consolidación completa.

Figura 01 - Componentes de liquidación dependientes del tiempo [2]

Cálculo de liquidación usando tensiones verticales en el suelo

El método de cálculo de liquidación que se describe a continuación se basa en el modelo de un semiespacio homogéneo, isotrópico y elástico. Este enfoque de cálculo también se puede aplicar para el asentamiento de suelo de cimentación con varias capas.

Para determinar el asentamiento, es necesario dividir el suelo en tiras y definir las tensiones verticales del suelo debajo de la base de la base. Con base en el análisis de elasticidad, los asentamientos específicos s i se determinan para cada tira, y luego se suman para obtener el total de asentamientos s.

$$ \ mathrm s \; = \; {\ mathrm {Σs}} _ \ mathrm i \; = \; \ mathrm \ Sigma (\ frac {{\ mathrm {Δσ}} _ {\ mathrm z, \ mathrm i }} {{\ mathrm E} _ {\ mathrm S, \ mathrm i}} \; \ cdot \; {\ mathrm {Δz}} _ \ mathrm i) \; \ mathrm {según} \; \ mathrm {to } \; \ mathrm {DIN} \; 4019 \; \ lbrack2 \ rbrack $$
dónde
z, i = asentamiento adicional que genera tensión en una tira i 
E S, i = módulo de rigidez de una banda i 
Iz i = espesor de una tira i 

Determinación de las tensiones verticales del suelo

Primero, el cálculo del asentamiento requiere la determinación de las tensiones verticales del suelo. El cálculo de tensión y asentamiento se basa en un modelo del semiespacio isotrópico elástico. Las tensiones respectivas pueden distinguirse según sus causas de la siguiente manera:
σ o = estrés del suelo causado por el peso propio del suelo
σ z = tensión causada por la carga estructural
σ z, i = tensión causada por la carga estructural en una tira i 

Las tensiones verticales del suelo σ z debidas a la carga adicional en la profundidad z pueden calcularse sobre la base del enfoque de Boussinesq [3] y el principio de superposición.

Según Boussinesq, la tensión vertical en el suelo causada por la carga vertical concentrada V se calcula en la superficie de medio espacio como se muestra en la Figura 2.

Figura 02 - Estrés vertical del suelo según Boussinesq [2]

El suelo vertical de tensiones en profundidad z bajo el punto de una se puede determinar de acuerdo con la Figura 3 "elástico" z σ estrés rectángulo uniforme esquina.

Figura 03 - Estrés vertical del suelo debajo del punto de la esquina de la carga uniforme del rectángulo [2]

El coeficiente de influencia de la tensión i R se puede deducir de los nomogramas correspondientes, por ejemplo de DIN 4019 [2].

Al aplicar el enfoque mencionado anteriormente, obtiene el resultado de la distribución vertical de la tensión del suelo en el suelo debajo de la base, que se representa simbólicamente en la Figura 4.

Figura 04 - Distribución de las tensiones verticales del suelo y la liquidación relacionada bajo una carga distribuida uniformemente de [2]

Profundidad de liquidación

En el cálculo del asentamiento, es necesario considerar las tensiones adicionales debidas a la carga de la cimentación hasta la profundidad de influencia del asentamiento, también llamada profundidad límite. De acuerdo con la norma EN 1997-1 [1] y DIN 4019 [2], la profundidad de influencia del asentamiento se puede tomar como la profundidad z, en la cual la tensión vertical efectiva debida a la carga de cimentación es el 20% de la tensión de sobrecarga efectiva.

Referencia

[1] Eurocódigo 7 - Diseño, ingeniería y diseño en geotecnia - Parte 1: Reglas generales ; EN 1997-1: 2009
[2] Suelo - Análisis de Asentamiento ; DIN 4019: 2015-05
[3] Boussinesq, J. (1885). Aplicación de los efectos de la ética de la vida y del movimiento de solidas éticas . París: Gauthier-Villars, Imprimeur-Libraire.

Enlaces

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