Reducción del esfuerzo cortante Vz al realizar el cálculo en RF-CONCRETE Members y CONCRETE según EN 1992-1-1

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Artículo técnico

Al realizar el cálculo del esfuerzo cortante en RF-CONCRETE Members y CONCRETE, puede reducir el esfuerzo cortante actuante Vz según el Eurocódigo 2 (EN 1992-1-1). El siguiente artículo describe la reducción de las cargas puntuales cerca del apoyo y el cálculo del esfuerzo cortante a una distancia d de la cara del apoyo para una carga uniforme.

Este ejemplo muestra la entrada de datos y la funcionalidad de la reducción del esfuerzo cortante para cargas simples cerca del apoyo, así como el cálculo a una distancia d desde la cara del apoyo utilizando el ejemplo de una viga de dos vanos.

Sistema, carga y combinatoria

Creamos una viga de dos vanos con una longitud de vano de 4 metros en RFEM o RSTAB. La sección rectangular tiene las dimensiones de ancho 30x45 cm (ancho x alto). Seleccionamos un hormigón C25/30 como material.

La carga para este ejemplo resulta de una carga permanente y otra variable. Las cargas permanentes se introducen en el caso de carga 1. Este es el peso propio de la sección y una carga lineal de gk = 48,75 kN/m. Como carga variable, introducimos una carga lineal de qk = 37,5 kN/m y, alternativamente, una introducción de carga puntual como tres cargas individuales con Qk = 37,5 kN (carga en barra, concentrada n x P). Introducimos estas dos cargas por separado para el campo respectivo y las tratamos alternativamente en la combinatoria.

En RFEM y RSTAB, la combinatoria automática se activa para crear las combinaciones de carga para ELU y ELS. Para evitar que los casos de carga alternativos se combinen con las cargas distribuidas o puntuales, cada una se asigna a un grupo.

Descargue el archivo al final de este artículo para ver todas las demás entradas que hemos realizado en RFEM y RSTAB.

Distribución de esfuerzos cortantes desde RFEM y RSTAB

Ahora podemos calcular los esfuerzos internos para el cálculo de la viga de dos vanos en RF-CONCRETE Members o CONCRETE a partir de los datos introducidos anteriormente. Para el cálculo del ELU, esto da como resultado una combinación de resultados CR1 envolvente, que contiene la distribución del esfuerzo cortante de la carga uniforme por un lado, y también de las cargas puntuales alternativas por el otro.

Para explicar las siguientes entradas o los resultados de la reducción, el cálculo no utiliza la CR1 envolvente, sino los casos de carga CC individuales que tienen una carga uniforme pura o una combinación de carga igual y simple. En este caso, solo se consideran los casos con carga completa (panel izquierdo y derecho cargados simultáneamente). Las opciones descritas a continuación no están disponibles para el cálculo de la combinación de resultados. Consulte también las notas en el último apartado de este artículo.

Definición del ancho del apoyo

En la ventana "1.5 Apoyo", puede introducir el ancho del apoyo en la columna B. Tenga en cuenta que introducir el ancho del apoyo sin seleccionar la opción "Reducción de los esfuerzos cortantes en la cara del apoyo ..." no influye en el cálculo del esfuerzo cortante.

También es posible eliminar toda la Tabla 1.5 con las definiciones de número de nudos y apoyos. Sin embargo, puede ser necesario especificar apoyos sin activar una de las opciones disponibles para la reducción del esfuerzo cortante si se realiza un cálculo de la deformación para el estado límite de servicio. En este caso, puede usar los apoyos para calcular la longitud de referencia l0 para determinar el valor límite de deformación máximo. Para este propósito, está disponible esta ventana separada "1.7 Datos de flecha" - donde se activa el análisis de la deformación - donde puede seleccionar los apoyos definidos aquí. Este artículo no profundiza en esta opción.

El apoyo directo

Es necesario activar el apoyo directo si, según 6.2.2 (6) o 6.2.3 (8), las cargas individuales cercanas al apoyo se deben reducir con ß = av/2 d. Si hay una viga secundaria que transfiere su carga a otra viga y no a un "apoyo directo" (pilar, apoyo en nudo, muro, etc.), debe desmarcar esta casilla en la ventana 1.5.

Cálculo a una distancia d desde la cara del apoyo

Si ha definido correctamente los números de apoyo de los apoyos en nudo en la ventana 1.5 y también ha establecido el ancho del apoyo, puede aplicar el esfuerzo cortante reducido para el cálculo y la determinación de la armadura cortante necesaria con la opción seleccionada "Reducción de los esfuerzos cortantes en la cara del apoyo y la distancia d según 6.2.1 (8) ".

Puede ver debajo la distribución del esfuerzo cortante Vz, Ed y Vz,Ed,red incluyendo el cálculo a una distancia d y un ancho del apoyo definido de 25 cm.

Puede ver que el esfuerzo cortante en la posición x se establece en cero exactamente por encima del apoyo. Esto resulta de la especificación del "Cálculo a distancia d". La distribución del esfuerzo cortante en el módulo adicional tiene un paso por cero en esta ubicación. En el perímetro o en la posición x de la cara del apoyo se encuentra el valor máximo del esfuerzo cortante no reducido Vz,Ed. La distancia d desde la cara del apoyo da como resultado el valor máximo del esfuerzo cortante reducido Vz, Ed,red.

Reducción de cargas individuales cerca del apoyo

Para explicar la reducción de las cargas simples cerca del apoyo, la viga de dos vanos comentada anteriormente ahora se diseña en RF-CONCRETE Members o CONCRETE para una aplicación de una combinación de cargas CO con cargas puntuales.

Al activar la función "Apoyo directo" descrita anteriormente y la "Reducción de los esfuerzos cortantes con carga puntual según 6.2.2 (6) y 6.2.3 (8)", cargas individuales en el intervalo de 0,5 d < av < 2 d con ß = av/2 d ahora se reducen. Esto se puede ilustrar comparando Vz,Ed con Vz, Ed,red.

Según 6.2.2 (6), al aplicar el valor reducido Vz,ED,red para el cálculo de VRd,c  en la ecuación (6.2a), la armadura longitudinal aplicada (relación de armadura longitudinal ρl ) debe estar completamente anclada al apoyo. Además, debe comprobar el esfuerzo cortante determinado sin reducción ß con respecto al requisito según la ecuación (6,5).

Para componentes estructurales con una armadura de cortante calculada según [1] 6.2.3, el valor Vz, Ed se debe aplicar con ß según 6.2.3 (8) para el cálculo de VRd,max sin reducir las cargas individuales cercanas al apoyo.

Casos especiales de nervios y combinaciones de resultados

Para la reducción de las cargas puntuales cerca del apoyo, así como para el cálculo de la carga distribuida uniformemente a una distancia d del apoyo, el módulo adicional analiza la distribución del esfuerzo cortante Vz de los esfuerzos internos de RFEM o RSTAB. Con el análisis de la distribución de esfuerzos cortantes, el programa reconoce una carga distribuida uniformemente a partir de una distribución lineal del esfuerzo cortante y el tamaño de las cargas puntuales cerca del apoyo desde los saltos en la distribución del esfuerzo cortante.

Por lo tanto, la evaluación de la distribución del esfuerzo cortante es la base para su reducción mencionada aquí. Esto también da como resultado la restricción de que estas opciones no están disponibles para el cálculo con una combinación de resultados (CR), ya que no se puede suponer necesariamente una carga distribuida uniformemente para una CR. Consulte también la distribución de esfuerzos cortantes Vz en la imagen 03.

Lo mismo se aplica al cálculo de nervios cuando se utiliza el módulo adicional RF-CONCRETE Members. Los esfuerzos internos del nervio se componen en parte de los esfuerzos internos de la barra de la viga en T conectada excéntricamente y en parte de los esfuerzos internos de la superficie integrada de las placas conectadas. Los puntos singulares en los esfuerzos internos de la superficie ahora pueden garantizar que el esfuerzo interno del nervio integrado (esfuerzo cortante Vz de RFEM) no tenga una distribución lineal en el programa. Del mismo modo, los saltos en la distribución del esfuerzo cortante Vz pueden resultar de una posible integración de los esfuerzos internos singulares superficiales. Por lo tanto, las opciones mencionadas para reducir el esfuerzo cortante no están disponibles para el cálculo de barras del tipo nervio.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) Paul Kieloch

Dipl.-Ing. (FH) Paul Kieloch

Product Engineering & Customer Support

Como soporte técnico, el Sr. Kieloch responde las preguntas de los clientes de Dlubal Software y es responsable del desarrollo de los módulos adicionales para estructuras de hormigón armado.

Palabras clave

Esfuerzo cortante Reducción del esfuerzo cortante Cara del apoyo Carga puntual Reducción Esfuerzo cortante de cálculo Estructuras de hormigón (concreto) armado

Referencia

[1]   Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; EN 1992‑1‑1:2004 + AC:2010
[2]   Manual RF-CONCRETE Members. (2017). Tiefenbach: Dlubal Software.

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  • Actualizado 2. marzo 2021

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