Cálculo del asiento para cimentaciones individuales según DIN 4019 en RF-/FOUNDATION Pro

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Para el cálculo del estado límite de servicio según la sección 6.6 del Eurocódigo 1997-1, el asiento se debe calcular para cimentaciones superficiales. RF-/FOUNDATION Pro permite realizar el cálculo de cimentaciones para una cimentación individual. Para esto, puede seleccionar entre apoyo elástico o cimentación sólida. Al definir el perfil del suelo, es posible considerar varias capas de suelo bajo la base de cimentación. Los resultados del asiento, vuelco de la cimentación y la distribución de tensiones de contacto del suelo se muestran gráficamente en las tablas para proporcionar una visión de conjunto clara del cálculo realizado. Además del cálculo del asiento de la cimentación en RF-/FOUNDATION Pro, el análisis estructural determina la constante elástica representativa para el apoyo 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 de0, la solución de consolidación la solución inmediata s s1, y la solución de fluencia en función del tiempo s2.

stot = s0 + s1 + s2 = s + s2

De acuerdo con DIN 4019 [2] , el método descrito a continuación incluye una configuración específica "s" que consta de ambos componentes del asentamiento: el asentamiento causado por la consolidación y el asentamiento causado por la fluencia (asentamiento secundario). La figura 1 muestra los componentes de liquidación dependientes del tiempo gráficamente. En este caso, el tiempo t0 representa el período hasta que se produce la consolidación completa.

Imagen 01 - Componentes dependientes del asiento [2]

Cálculo de liquidación utilizando tensiones verticales en el suelo

El método de cálculo de liquidación descrito a continuación se basa en el modelo de un medio espacio elástico, isótropo y homogéneo. Este enfoque de cálculo también se puede aplicar para el asentamiento del 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 cimentación. En base al análisis de elasticidad, se determinan los asentamientos específicos si para cada franja, y luego se suman para obtener el asentamiento total s.

Fórmula 1

s = Σsi = Σ(Δσz,iES,i · Δzi) nach DIN 4019 [2]


Valores:
Δσz, i = asentamiento generador de tensión adicional en una tira i
ES, i = módulo de rigidez de una tira i
Δzi = espesor de la tira i

Determinación de tensiones verticales del suelo

Primero, el cálculo del asentamiento requiere la determinación de las tensiones verticales del suelo. El cálculo de la tensión y el asentamiento se basa en un modelo del medio espacio isotrópico elástico. Las tensiones respectivas se pueden distinguir según sus causas de la siguiente manera:
σo = tensión del suelo debido al peso propio del suelo
σz = esfuerzo debido a la carga estructural
σz, i = esfuerzo debido a la carga estructural en la tira i

Las tensiones verticales del suelo σz debido a la carga adicional en la profundidad z se pueden calcular 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 del espacio medio como se muestra en la figura 2.

Imagen 02 - Tensiones verticales del suelo según Boussinesq [2]

De acuerdo con la Figura 3, se pueden determinar las tensiones verticales del suelo a la profundidad z debajo del punto de la esquina de una tensión rectángulo "elástica" uniforme σz .

Imagen 03 - Tensiones verticales del suelo bajo el punto de la esquina de una carga rectangular uniforme [2]

El coeficiente de influencia de la tensión iR puede deducirse de los nomogramas correspondientes, por ejemplo a partir 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 los cimientos, que se representa simbólicamente en la Figura 4.

Imagen 04 - Distribución de las tensiones verticales del suelo y asiento relacionado bajo una carga uniformemente distribuida desde [2]

Profundidad de liquidación

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

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 .: Aplicación de potentiels à l'étude de l'équilibre et du mouvement des solides élastiques. Paris: Gauthier-Villars, 1885.

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  • Actualizado 21. diciembre 2020

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