Manual de usuario MP - GeoStru Software

Contenuto1Table of Contents1.1.1.1.2.IntroducciónIntroducción....................................................................................................................5Unidad ....................................................................................................................5de medida2.Conversiones3.3.1.3.2.3.3.3.4.3.5.3.6.3.7.3.8.3.9.MenúMenú ....................................................................................................................9Archivo3.1.1. Vista preliminar ............................................................................................9Menú ....................................................................................................................10ModificarMenú ....................................................................................................................11FormatoMenú ....................................................................................................................12VerArchivo ....................................................................................................................13de materialesMenú ....................................................................................................................16datos3.6.1. Datos Generales ............................................................................................17Menú ....................................................................................................................19cálculoMenú ....................................................................................................................21ExportarMenú ....................................................................................................................21Preferencias3.9.1. Opciones ............................................................................................213.10. Menú ....................................................................................................................22Ayuda4.Características geotécnicas5.5.1.Acción sísmicaDM88 ....................................................................................................................29

2MP5.2.5.3.5.4.OPCM ....................................................................................................................303274Eurocódigo ....................................................................................................................318NTC ....................................................................................................................3220086.6.1.PiloteDatos ....................................................................................................................37Pilote7.7.1.MicropiloteDatos ....................................................................................................................44micropilotes8.Geometría terreno y n. Freático9.Cargas10.Cálculo Cap. de carga11.Cálculo asientos12.12.1.Cálculo estructuralMétodo ....................................................................................................................62Elementos Finitos12.1.1. Hierros ............................................................................................65ejecutivos13.Diagramas solicitaciones14.Cap. de carga fórmulas dinámicas15.Cap. de carga de grupo

Contenuto316.16.1.16.2.16.3.16.4.16.5.16.6.16.7.16.8.16.9.Notas teóricasCarga ....................................................................................................................79límite de puntaCarga ....................................................................................................................83límite lateralCap. ....................................................................................................................85de carga fórmulas dinámicasCraga ....................................................................................................................86límite horizontalCarga ....................................................................................................................89crítica micropilote (estabilidad lateral)Rozamiento ....................................................................................................................90negativoCorreción ....................................................................................................................91sísmica y interacción cinemáticaAsiento ....................................................................................................................92elásticoAiento ....................................................................................................................93método hiperbólico16.10.Micropilotes/Pilotes ....................................................................................................................98en condiciones de ejercicio16.10.1. Método ............................................................................................100de Bustamante y Doix17.17.1.Normativa....................................................................................................................103Normativa de referencia18.Comando de Short cut19.Contacto

IntroducciónCAPI

51. Introducción1.1. IntroducciónIntroducciónMP es un programa para el cálculo de la capacidad de carga de un pilote, unmicropilote o un jet grouting acentuados por la distribución de cargas (momentos,esfuerzos normales y de corte); además realiza el cálculo estructural de cadaelemento dimensionando una armadura. Se compone de una ventana de trabajo quepuede ser dimensionada según las exigencias del usuario al interno de la cual sevisualiza el pilote o micropilote inmerso en el terreno de cimentación.Las características geométricas del pilote los elementos y todo lo relacionado (cargasy características de los materiales) y los parámetros geotécnicos del terreno puedenser introducidos y modificados en el interior del área de trabajo.1.2.Unidad de medidaUnidad de medidaEl programa permite operar, para las unidades de medidas, con el sistema técnico ocon aquel internacional. Dicha opción puede ser seleccionada desde el menúPreferencias comando Opciones.Nota: La elección del sist. de medida tiene que ser realizadaantes de generar el archivo de trabajo; una vez seleccionada unadeterminada medida para un proyecto no podrá ser cambiadaluego.© 2013 GeoStru Software

ConversionesCAPII

72.ConversionesConversionesCargasPara las conversiones sobre carga se hacer referencia a la siguiente figura:Convención positiva de cargasMovimientosPositivos si son dirigidos hacia la derecha.RotacionesPositivas en sentido horario.© 2013 GeoStru Software

MenúCAPIII

93. Menú3.1. Menú ArchivoMenu ArchivoEl menú Archivo comprende principalmente todas las funciones relativas a la gestiónde los proyectos, ya sea abrirlos, cerrarlos, archivos guardados e impresión.NuevoPermite crear un nuevo proyecto. El comando puede ser activado desde la barra deherramientas Standard.AbrirAbre un proyecto existente ya elaborado y guardado en formato .PMP. El comandopuede ser activado desde la barra de herramientas Standard.GuardarGuarda los datos introducidos en el proyecto actual. El comando puede ser activadodesde la barra de herramientas Standard.Guardar como...Guarda el proyecto con otro nombre.Creación proyecto guiadoPermite la creación de nuevos archivos en forma rápida, dando las pautas iniciales delproyecto. La creación es condicionada a la elección de la unidad de medida, dichaselección puede ser realizada desde el menú Preferencias >> Opciones.Configurar impresoraPermite seleccionar impresora, la calidad de impresión y la posición de la hoja.vista preliminar9Proyectos recientesEs posible seleccionar uno de los tres últimos proyectos utilizados.SalirSalir del programa.3.1.1.Vista preliminarMenú Archivo: Vista preliminarEs posible una vista preliminar de toda la zona de trabajo (worksheet). El comandopuede ser activado desde la barra de herramientas Standard.En esta fase es posible utilizar algunas opciones, estas son:© 2013 GeoStru Software

10MPMoverMueve todo el diseño en el área de impresión definidas por el tamaño de la hoja.ImprimirImprime la vista actual.Ver referenciasVisualiza líneas de referencia (la visualización es solo a video no va imprimido) enhorizontal y vertical útil para colocar el diseño a imprimir., Permite agrandar o reducir la escala del diseño antes de imprimir. La escala deimpresión puede ser digitada directamente en la casilla adjunta.Adaptar a la páginaAdapta la escala de impresión a las dimensiones de la hoja ya seleccionada en laconfiguración de impresión.SalirPermite salir de Vista preliminar y volver al programa.3.2.Menú ModificarMenú ModificarUndoAnula el último comando ejecutado en Input datos. La función se activa sobre másniveles.RedoRe-establece el último cambio en el Input de datos. La función se activa solo sobre elmismo número de niveles del comando Undo.CopiarCopia en los apuntes el diseño contenido en el área de trabajo actual. Esta opciónresulta bastante útil si se quiere pegar el bitmap copiado en cualquier archivo editor(Word, Work, etc) para integrar la relación de cálculo con imágenes de varias fases decálculo del programa. El comando puede ser activado desde la barra de herramientasStandard.© 2013 GeoStru Software

113.3.Menú FormatoMenú FormatoGestión textosEl comando permite la gestión de la fuente y las dimensiones del textorespectivamente, de la leyenda, estratigrafía y de las cotas.Gestión leyendasAmbiente para la gestión de textosSe pueden seleccionar las características mecánicas de la visualización en la leyendaestratigráfica.© 2013 GeoStru Software

12MP3.4.Menú VerMenú VerEn el Menú Ver son presentes las siguiente opciones:RediseñarRediseña el pilote o micropilote eliminando eventuales errores.ZoomEl método más común para modificar la vista, las numerosas opciones de zoom delprograma aumentan o reducen las dimensiones de la imagen visualizada en el áreade diseño.Zoom ventanaA través de zoom ventana es possible agrandar rápidamente un área o los ángulosque la definen. La región seleccionada por lo ángulos viene centrada en la nuevavisualización. El comando puede ser activado desde la barra de herramientasStandard.© 2013 GeoStru Software

13Zoom dinámicoEjecuta un zoom interactivo a través de una extensión del diseño. Durante la fasede zoom dinámico el cursor asume la forma de lupa con los signos (+) y (-).Manteniendo presionado el pulsante de selección del punto central de la ventana ymoviéndose verticalmente hacia la parte superior de la ventana, se aplica un factorde zoom del 100%. Al contrario, teniendo presionado el pulsante de selección en elpunto central de la ventana y moviéndose verticalmente hacia abajo de laventana, se aplica un zoom en alejamiento del 100%. Al soltar el pulsante deselección, el zoom, se interrumpe. El comando puede ser activado desde la barrade herramientas Standard.Zoom AnteriorActiva la visual precedente. El comando puede ser activado desde la barra deherramientas Standard.Zoom TodoVisual completa del proyecto de trabajo en el interior del área de diseño.Nota: El zoom no modifica las dimensiones reales del diseño, simplementeofrece una visual más detallada del trabajo. El comando se puede activardesde la barra de herramientas standard.MoverPara una panorámica interactiva, presionar el pulsante de selección del dispositivo ydesplazar el diseño a una nueva posición. El comando puede ser activado desde labarra de herramientas Standard.LeyendaPermite elegir si visualizar o no la leyenda estratigráfica.CotasA través de dicho comando será posible visualizar o no las cotas en el diseño.Ocultar estratigrafíaEs posible esconder la estratigrafía. Esta función es útil para visualizar todos losdatos con claridad.SubdividirPermite visualizar o no, los elementos en los cuales va sub-dividido el elementoestructural para el cálculo con el método FEM.3.5.Archivo de materialesMenú archivo de materialesA este archivo hace referencia todas las secciones de los elementos estructuralesprevistos por el programa. Los datos que aparecen en las tablas por default puedenser modificados y no constituyen algún vínculo para el proyectista, en cuanto el único© 2013 GeoStru Software

14MPresponsable de los valores asumidos. Las unidades de medida de todos los datos sonexplícitamente indicados.Nota: Los materiales existentes no pueden ser cancelados, solo se puedenmodificar o agregar otros nuevos.Datos concretosClase: la clase del concreto tiene que tener la denominación normalizadacomprendida entre aquellas indicadas en las tablas específicas al § 4.1 del NTC(Italia).f c k, cubos [MPa]: es la resistencia característica a compresión medida en ensayoscúbicosR c kal cual hacer referencia en sede de proyecto.E c m[MPa]: módulo elástico del concreto, es aquel que puede emplearse en sedede proyectación igual a 22000 [(f c k+8)/10] 0 .3 [N/mm²].f c k[MPa]: es la resistencia cilíndrica característica a compresión que del restoaparece como primer término en la denominación normalizada de la clase. Porejemplo en la clase C20/25 f c k= 20 MPa e R c k=25 MPa. Para pasar de la resistenciacúbica a aquella cilíndrica se utiliza la expresión f c k= 0.83 · R c kpara la cual en laclase citada por ejemplo se tendrá que asumir ff c k= 0.83 · 25 = 20.75 MPa valormayor de aquel (20 MPa) expuesto en la denominación de la clase. Se deja alproyectista, por lo tanto la decisión de que valor asumir: si aquel más conservativoindicado en la denominación de la clase o aquel indicado en la denominaciónnormalizada.f c d[MPa]: es la resistencia de cálculo del conglomerado igual a a c c·f c k/ cin cuic ces le coef. de reducción para las resistencias de larga duración y por norma vale0.85 e c= 1.50 es el coeficiente parcial del hormigón. Para los elementos planos(paredes etc.) con espesores menores de 5 cm y realizados en obra el valor de f c dva reducido del 20%.f c td[MPa]: es la resistencia de cálculo a tracción igual a: f c tk/ c= 0.7 f c tm/ cf c tm[MPa]: es la resistencia promedio a tracción igual a 0,3 f c k2 /3Poisson: el valor del coeficiente. m de Poisson puede variar de 0 (hormigónfisurado) a 0.2 (hormigón no fisurado). El programa utiliza dicho coeficiente para elcálculo del módulo elástico tangencial G = 0.50 · E c m(1+m)© 2013 GeoStru Software

15P.S. [KN/m³] : peso específico del hormigón armado. Es visualizado por le programapara el cálculo de los pesos propios del elemento estructural.Datos AcerosTopo acero: para pilotes en hormigón armado ordinario generalmente se utiliza el tipode acero denominado B450C cuyos valores nominales de tensión de fluencia yruptura a utilizar si son, respectivamente f y nom= 450 N/mm² e f t nom= 540 N/mm²E s[MPa]: módulo elástico generalmente asumido igual a 2000000 Kg/cm²f yk[MPa]: tensión característica de fluencia asumida en base de proyecto igual aaquella nominal (450 N/mm²)f yd[MPa]: tensión de fluencia de cálculo asumida in base de proyecto igual a f yk/ s=450/1.15= 391,3 N/mm² siendo el coeficiente parcial del acero s= 1.15f tk[MPa]: tensión característica de ruptura asumida en base de proyecto igual aaquella nominal (540 N/mm²)f td[MPa]: tensión de ruptura de cálculo asumida en base de proyecto. Puede serasumida igual a f ydo igual a f yd·k con k = f t/ f y.Esta relación no puede ser inferior a1.15 ni superior a 1.35 (11.3.2.1 NTC). Prudencialmente, por lo tanto puede asumir k =1.15: deformación unitaria característica a ruptura. Su valor no puede ser inferior ap_tk0.075.pd_ult : deformación última de cálculo igual a ud = 0.9 uk.1· 2 inicial.: coeficiente de adhesión acero hormigón a la primera aplicación de lacarga. Es utilizada por el programa para la verificación de las aberturas de las fisurasen las combinaciones raras de ejercicio (SLE)1· 2 fin.: Coeficiente de adhesión acero hormigón para cargas de larga duración. Esutilizada por el por el programa en la verificación de abertura de fisuración de lascombinaciones frecuentes y casi-permanentes de ejercicio (SLE)Parámetros estados límite de ejercicio (Abert. fisuraciones - Tensionesnormales)Apert. fess. [mm]: En esta columna se encuentran los valores límites de las aberturasfisuras según del estado límite y de las condiciones ambientales fijadas (estas últimasson indicadas en la ventana de Dat os Ge ne rale s).S.cls [aliq. fck]: tensión límite del hormigón en ejercicio expresada como alícuota delas tensión característica de ruptura del hormigónS.fe [aliq. fyk]: tensión límite del acero en ejercicio expresada como alícuota de latensión característica de ruptura del acero© 2013 GeoStru Software

16MPpor default los parámetros son puestos iguales a aquellos previstos por NTC 2008(Italia). Es consentido igualmente una modificación.3.6.Menú datosMenú DatosEn este menú se encuentran todos los comandos y las opciones relativas al input dedatos.Datos generales 17La selección de este comando visualiza una ventana de diálogo en la cual introducirlos datos generales de proyecto.Pilote de cimentaciónEl comando tiene que ser seleccionado para el cálculo de la capacidad de carga y elasiento de un pilote. La selección de este comando se activa desde Datos Pilotes.Barrenado/HincadoSi se ha seleccionado el cálculo de un pilote, seleccionar la tecnología ejecutiva:Barrenado o Hincado. La selección será confirmada en Datos pilotes.Micropilote individualEl comando tiene que ser seleccionado para el cálculo de la capacidad de carga y elasiento de un micropilote. La selección de este comando se activa desde Datosmicropilotes.Jet GroutingSon pilotes sin armadura formados por lechada y hormigón.Acción sísmica 29Seleccionar dicho comando si se quiere considerar el sismo. La acción sísmica sobrepilotes induce doble efecto de reducción de la capacidad de carga de la punta y deintervención de los momentos cinemáticos. Sobre micropilotes el efecto es solorelativo a la aparición de estas últimas solicitaciones adicionales, siendo lacapacidad de carga de punta sin valorizar.[****] 35Datos Pilotes 35Datos micropilotesDatos Jet Grouting43Características geotécnicas25Geometría terreno y nivel freático 49Muestra una ventana de diálogo para introducir la cota del nivel freático a partir delplano campo.Cargas51© 2013 GeoStru Software

17Muestra una ventana de diálogo para introducir las cargas en la cima del pilote omicropilote. (Ver también Cálculo Estructural 61 )Importar penetrometrías de Dynamic....El software interactúa con las aplicaciones Dynamic Probing, Static Probing eStratigrapher producidos por GeoStru Software, respectivamente, en la elaboraciónde ensayos penetrométricos dinámicos, estáticos y sobre la creación de columnasestratigráfica; para importar una estratigrafía construída con Dynamic o StaticProbing seleccionar el comando desde la barra de herramientas o desde el menúDatos, colocar el cursor del mouse sobre el nivel del plano campo y hacer click; seabrirá una ventana para la elección del archivo por importar . Naturalmente dichoarchivo tiene que ser anteriormente exportado por la aplicación correspondiente através del comando Exportar para otros software Geostru.Nota: Con la importación son asignados, la estratigrafía y los parámetros relativos alos estratos.Cancela la penetrometríaEliminar el diagrama a la barra del número y/o la columna estratigráfica.3.6.1.Datos GeneralesDatos generalesEn esta ventana se confieren los datos del proyecto: los mismos representan unapunte y son datos que serán memorizados sucesivamente y en la relación de cálculogenerada con el comando Exportar en RTF.© 2013 GeoStru Software

18MPDatos generalesDescripciónIntroducir una descripción sintética del trabajo realizado: este datos no es derelevancia.ProyectistaIntroducir el nombre del proyectista: este datos no es de relevancia.FechaIntroducir la fecha: Hacer doble click para ir al calendario y seleccionar la fecha.TipologíaElegir entre los distintos tipos de elementos por calcular (recuadro rojo): Pilotehincado, barrenado, micropilote Jet grouting.NormativaSeleccionar el tipo de normativa por aplicar para las verificaciones geotécnicas y paraaquellas estructurales (recuadro verde). La elección inicia los datos para el cálculo.© 2013 GeoStru Software

193.7.Menú cálculoMenú CálculoEn este menú son agrupados todos los comandos relativos al cálculo y a losresultados.Cap. de carga vert. fórmulas estáticasSeleccionando este comando va realizado el cálculo y visualizadas los las tablasresumidas de los resultados. Ver también § Cálculo de la capacidad de carga 54 .AsientosLa selección de este comando permite realizar el cálculo de los asientos. Ver también §Cálculo asientos 58 .Cálculo estructuralCon este comando se visualizan los resultados del cálculo estructural. Ver tambiénCálculo estructural 61 .Diagrama solicitaciones 71Visualiza los diagramas de las solicitaciones.Carga crítica inestabilidad 89Para elementos estructurales bajo cargas axiales, es posible realizar la verificación deinestabilidad lateral.Gráficos micropilotesPara la tipología Micropilote se muestran gráficos de los diagramas de las tensionestangenciales normales del bulbo. Ver la siguiente figura:© 2013 GeoStru Software

20MPHierros ejecutivosVisualiza las armaduras. Para los modelos de cálculo utilizados, consultar Hierrosejecutivos 65 .Capacidad de carga fórmulas dinámicas 73Visualiza el ambiente para el cálculo de la capacidad de carga con las fórmulasdinámica.Capacidad de carga grupoPara calcular la capacidad de carga de una palificada constituída por m·n pilotesdispuestos en m columnas y n renglones, la formulación propuesta es:donde:Q lim pes la capacidad de cargaQ lim pal= Q lim p·m·n·eficiencia del grupo calculadaPara calcular la eficiencia ver Capacidad de carga grupo 76 .© 2013 GeoStru Software

21Computo métrico3.8.Menú ExportarMenú ExportarExportar en formato RTF (Imprimir relación)Edita la relación de cálculo y la guarda en formato RTF. El editor de texto en el cualaparece la relación de cálculo es dotada por ciertos comandos que permiten modificarlos textos (formato, font, copiar, pegar,etc).Exportar DXFCrea el archivo DXF de la imagen del área de trabajo. El archivo va exportado con lapropiedad definida en el comando Opciones desde el menú Preferencias.Exportar bitmapCrea el archivo .BMP de la imagen que aparece a video.3.9.Menú PreferenciasMenú PreferenciasEn este menú se da la posibilidad al usuario de personalizar el área de trabajo losoutput (relación y dxf), el sistema de unidad de medida.Opciones21Elección del idiomaLa selección de este comando visualiza una ventana de diálogo en el cual se muestranlas opciones del idioma y del funcionamiento del software (Italiano, Inglés, Español).3.9.1.OpcionesMenú Preferencias: OpcionesDesde esta ventana de diálogo es posible impostar las siguientes propiedades:Área de trabajoColoresSe pueden elegir los colores de fondo y las líneas del área de trabajo.Textura© 2013 GeoStru Software

22MPMuestra la posición bmp de las texturas litológica. Por default el recorrido deinstalación de las texturas son: C:\Programas\Geostru\Texture\....GráficaEs posible impostar el espesor de las líneas en el área de trabajo, la tolerancia delcursor y el paso de la grilla (la grilla puede ser activada o desactivada haciendo dobleclick sobre la Barra de Estado).SalidasParámetros DXFPermite elegir la carpeta de exportación de los archivos DXF (Ver Menú Exportar enMenú Datos), la grandeza del texto en el DXF y el factor de escala;Salidas en formato textoPermite impostar los márgenes de las páginas de relación, el formato de las tablas deoutput de los resultados (celas, colores borde y fondo), además la inclusion de lasnotas teóricas en la relación de cálculo y el título y encabezado de la misma.Unidad de medidaSistemaElegir de trabajar con el sistema técnico (Kg/cmq, Kg/mc, m, ecc) o con aquelinternacional (KN/mq, KN/mc, MN, ecc).Nota: La elección del sist. de medida tiene que ser realizada antes de generar elarchivo de trabajo; una vez seleccionada una determinada medida para un proyectono podrá ser cambiada luego.Datos sociedadEs posible introducir los datos de la sociedad a incluir en la relacion.GuardarPermite impostar y el lapso de tiempo con el cual guardar en automático el proyecto.3.10. Menú AyudaMenú AyudaAyudaEste comando visualiza el comando Ayuda sobre las funciones útiles del programa.Información sobre el programaMuestra una ventana con la versión del programa.Geostru On line© 2013 GeoStru Software

23Si hay conexión a internet pasa a una aplicación online para la determinación de losparámetros sísmicos.© 2013 GeoStru Software

Características geotécnicasCAPIV

254.Características geotécnicasTerreno: Características geotécnicasCon este comando son reunidos todos los datos relacionados a la caracterizacióngeotécnica del terreno en los cuales se admiten el micropilote y el pilote.Estratigrafía terreno y verticales por estudiarCon la entrada en vigor de la nueva normativa el programa calcula la capacidad decarga del micripilote para más de una estratigrafía o vertical de estudio: generalmente,un mayor número de verticales de estudio favorece una correcta definición de laestratigrafía en ventaja de una evaluación más atendible de la capacidad de cargalímite.En el cuadro rojo comos e muestra en la figura de arriba va introducido el número deestratigrafías disponibles y la actual visualizada: en base al número de estratigrafíasintroducido sera posible elegir aquella actual para la introducción de los parámetrosnecesarios y su caracterización mecánica.En el cuadro azul como se muestra en la figura de arriba, asignando el nombre de laestratigrafía actual y va precisando si la estratigrafía va considerada o no en elcálculo de la capacidad de carga: el número de verticales estudiadas incide sobre elcoeficiente de reducción de la resistencia original característica del terreno (verCarga limite en Cálculo)Cada estratigrafía va definida caracterizada desde el punto de vista mecánico con losparámetros característicos: los parámetros geotécnicos por introducir tendrán que seratribuidos a partir del estrato más superficial a aquel más profundo:Nr© 2013 GeoStru Software

26MPNúmero de orden del estrato 1, 2, 3, 4, etc.DBDatabase de terrenos con relativas características geotécnicas.HsEspesor del estrato. El espesor de cada estrato puede ser modificado, desde el áreade trabajo: ubicarse con el mouse sobre el punto central de pasaje de una tipología aotra (punto de enganche marcado en azul) y manteniendo presionado el pulsantellevar el estrato a una nueva posición. Aparece una ventana de diálogo en la cual essolicitada introducir el nuevo espesor.EpsInclinación de estrato en grados, positiva si es anti-horaria. En manera análoga a lamodificación de los estratos es posible variar la inclinación común click del mousesobre los puntos de enganche laterales (ver Hs ).Peso específicoPeso específico del estrato en la unidad de medida especificada; en presencia deterreno sumergido en nivel freático introducir el peso específico en la casilla sucesiva.Peso especifico saturadoPeso especifico saturado del estrato en la unidad de medida especificada.cCohesion del terreno en la unidad de medida especificada. En presencia de nivelfreático o generalmente en terrenos saturados, para análisis en condición sin drenaje,ocurre introducir el valor no drenado y seleccionar la opción condición sin drenaje.FiRepresenta el ángulo de resistencia del terreno en grados; en presencia de nivelfreático introducir el parámetro eficaz. Para el análisis sin drenaje, el ángulo derozamiento va considerado nulo en automático por el programa.Rozamiento negativoSeleccionar la opción si se quiere tener en cuenta el rozamiento negativo que segenera en el estrato en presencia de un pilote. Tal fenómeno viene computado si esen presencia de micropilotes. Para más información consultar las notas teóricas.Condición sin drenajeSeleccionar la opción de condiciones sin drenaje relativamente al estrato para el cualvale tal condición.Módulo elásticoMódulo elástico del estrato. Tal valor es necesario para el cálculo de los asientos.VsVelocidad de onda de corte para el estrato considerado. La Vs es indispensable parael cálculo de la interacción cinemática pilote-terreno (ver Momentos cinemáticos enAcción sísmica)AlfaCoeficiente de adhesión para la intervención de la adhesión de la superficie lateral del© 2013 GeoStru Software

27pilote o micropilote. El valor de este parámetro puede ser introducido por elección delusuario o calculado en automático por el programa eligiendo uno de los varios autoresmostrados (Caquot-Kerisel, Meyerhof e Murdock, Whitaker-Cooke, Woodward) en elcaso de pilotes barrenados o de micropilotes. Para los pilotes hincados el coeficientecalculado en automático es función del range de valores de la cohesión. Para másinformación consultar las notas teóricas.TexturUbicarse en esta casilla y hacer un click en el pulsante visualizado en el interior deesta casilla con tres puntos, aparecerá una ventana con la paleta de colores paraelegir uno y asociarlo al estrato correspondiente. Otra alternativa es seleccionar unatextura desde el panel derecho y arrastrarla con el mouse y colocarla en la casillatextur.Descripción litológicaUbicarse en la casilla y escribir el texto; el mismo será presente en la leyendaestratos.Cada estratigrafíacorrespondiente auna vertical deestudio puede serimportada por losprogramas deelaboración deensayospenetrométricosestáticos y dinámicoscon el comandoImportarPenetrométricas deDynamic.... (ver MenúDatos 17 ).© 2013 GeoStru Software

Acción sísmicaCAPV

295.Acción sísmicaAcción sísmicaLas acciones sísmicas de proyecto se pueden evaluar con:D.M. 8829OPCM 3274Eurocódigo 8NTC 2008323031En presencia de la acción sísmica la respuesta del pilote es el resultado de unacompleja interacción terreno-pilote, de difícil interpretación a causa de fenómenos nolinear en el terreno y de los efectos cinemáticos asociados al moto del terreno.Generalmente, a las solicitaciones trasmitidas por la sobre-estructura se agreganaplicando el principio de sobre-posición de los efectos, aquellos derivados por lainteracción cinemática que produce en los pilotes las solicitaciones adicionales quedependen principalmente de la rigidez relativa del pilote-terreno.Respecto a la literatura existente, con respecto a este tipo de studios, surge que enel caso de pilote sumergido en terrenos estratificados, la solicitación de flexión recibeun importante aumento en proximidad del interfaz entre estratos de diferentesrigidezas y tal aumento es tan mayor cuanto cuanto mayor sea el contraste rigidez.En algunos casos el valor del momento producido por este efecto puede superar aquelde los pilotes en cabeza en presencia de encastre.De un análisis de numerosos resultados, Nikolaou y otros, 2001,ha propuesto unarelación que consiste en calcular, en forma aproximada, el momento flectente máximoen correspondencia del interfaz entre dos estratos de distintas rigidezas, encondiciones de moto estacionario con frecuencia próxima a la frecuencia fundamentaldel depósito donde está sumergido el piloteM0,042cd3Ld0,30EEp10,65VVs2s10,50en el cual c= a max s 1h 1; V s 1e V s 2, respectivamente, la velocidad de las ondas decorte en dos estratos; E 1es el módulo de rigidez del estrato superior del terreno.Los momentos evaluados según la expresión de Nikolaou son indicados en la secciónMomentos cinemáticos presentes en el cálculo estructural.Estas solicitaciones extras son calculadas por el programa solo si el número deestratos es superior a 1, han sido introducidas las velocidades de onda de corte y siha sido introducida la acción sísmica.5.1.DM88Normativa sísmica: DM '88© 2013 GeoStru Software

30MPLa aplicación D.M. 88 y sucesivas modificaciones e integraciones es consentidamediante la introducción del coeficiente sísmico horizontal Kh (Kv = 0) en función delas categorías Sísmicas según el siguiente esquema:CATEGORÍA K hK vI 0.1 0II 0.07 0III 0.04 0En acuerdo a tales disposiciones, la relación: ag/g = C*I*RC: coeficiente de intensidad sísmicaCS 2100S: Grado de sismicidad (S =2)R: Coeficiente de respuestaI: Coeficiente de protección sísmica5.2.OPCM 3274Normativa sísmica: OPCM 3274El OPCM 3274 y sucesivas modificaciones, calcula los coeficientes sísmicoshorizontales Kh y verticales Kv que interesan todas las masas como:KKhvSagg0,5KhDonde:a g: es la aceleración máxima prevista al sitioS: factor que depende del tipo de suelo según el esquema:Suelo de tipo A - S=1; Suelo bastante rígido;© 2013 GeoStru Software

31Suelo de tipo B - S=1.25, Depósitos bastante densos o arcillas bastantesconsistentes;Suelo de tipo C - S=1.25, Depósitos medianamente densos o arcillas de consistenciamedia;Suelo de tipo D - S=1.35, Depósitos de terrenos granulosos sueltos o poco densos;Suelo de tipo E - S=1.25, Perfiles de terreno constituidos por estratos superficialesaluvionales;Para cimentaciones en taludes con inclinación superior a 15° y desnivel superior a 30m, la acción sísmica tiene que ser incrementada multiplicándola por el coeficiente deamplificación topográfica ST:--ST = 1,2 para sitios en proximidad de la pestaña superior de taludes de graninclinación aislados;ST = 1,4 para la suma de los perfiles topográficos teniendo como largo en cabezainferior al ancho a la base y pendencia promedio > 30°; ST = 1,2 para sitios delmismo tipo pero de pendencia promedio inferior.5.3.Eurocódigo 8Normativa sísmica: Eurocódigo 8Para la aplicación del Eurocódigo 8 (proyectación geotécnica en campo sísmico) elcoeficiente sísmico horizontal es definido de la siguiente manera:KKhVagR0,5gIKhSdonde:a gR: aceleración de pico de referencia sobre suelo rígido emergente,γI: factor de importancia,S: soil factor y depende del tipo de terreno (de A a E).a ga gRIes “design ground acceleration on type A ground”.© 2013 GeoStru Software

32MP5.4.NTC 2008Normativa sísmica: NTC 2008Las normas técnicas de la construcción italianas (NTC 2008) calculan los coeficientesK he K ven pendencia de varios factores:KKhvagmax0,5KhDonde:a maxaceleración horizontal máxima prevista al sitio;g aceleración de gravedad;Todos los factores presentes en las fórmulas dependen de la aceleración máximaprevista por el sitio de referencia rígida y de las características geomorfológicas delterritorio:a maxSSSTagdonde:S s(efecto de amplificación estratigráfica): es función de F 0(Factor máximo deamplificación del espectro en aceleración horizontal) y de la categoría de suelo (A, B,C, D, E).S T(efecto de amplificación topográfica) para las cimentaciones en proximidades detaludes. Los valores de S Tcambian con el cambiar de las cuatro categoríastopográficas introducidas:T1 (ST = 1.0) - Superficie plana, taludes y taludes inclinadas promedios a 15°T3 (ST =1.20) - Relieves con ancho en cima menor a la base e inclinación promedio de15°

33TRVln 1RPV RCon VR vida de referencia de la PVR Probabilidad de superación, en la vida dereferencia, asociada al estado límite considerado. La vida de referencia depende de lavida nominal de la construcción y de la clase de uso de la construcción (en línea conlo previsto en el punto 2.4.3 del NTC). En cada caso VR tendrá que ser mayor o iguala 35 años (V R= V NC U- El valor del coeficiente de uso C Ues definido al variar de laclase de uso de la estructura).© 2013 GeoStru Software

PiloteCAPVI

356.PilotePilote: TipologíasTipos de pilotes para tecnología ejecutivaPilotes BarrenadosSi se trata de pilotes ubicados en obra antes de la ejecución de un foro conexportación del terreno. Se diferencian de entre ellos por las distintas modalidades debarrenados y de estabilización de las paredes del foro. Los pilotes barrenados,especialmente los de gran diámetro, son generalmente perforados con aparatos arotación, sosteniendo las paredes del foro, donde es necesario, con lodosbentoníticos.Los pilotes barrenados y con hélice continua pertenecen a la categoría de pilotesbarrenados con exportación parcial del terreno. La perforación va realizada a travésde un hélice continuo de excavación. En esta fase de extracción se procede con elllenado de la cavidad libre a través de cemento bombeado. Una vez extraído el hélicese procede con la obra de la armadura metálica introducida en el hormigón todavíafresco.Dicha técnica, óptima para la ejecución de pilotes en áreas restringidas no necesitande lodos bentoníticos o en proximidad de presencia gracias a la ausencia devibraciones, a la no decompresión del terreno y a un mínimo de molestia sonora,permite realizar pilotes de diámetro variable de 300 a 1200 mm por profundidad máximade 25- 30 metros.© 2013 GeoStru Software

36MPPilote con hélice continua (CFA - Continuous Flight Auger)Pilotes hincadosCon esta tecnología ejecutiva los pilotes son hincados en la superficie sin laexportación de terreno. Pueden ser prefabricados o realizados en la misma obra en elinterior de un tubo hincado en el terreno.Los pilotes hincados, en terrenos sin cohesión (arenas y gravas) determinan unadensamiento de estos, que mejora las características mecánicas. En los terrenos degranos finos (limas y arcillas) saturados, la energía va integralmente absorbida por elagua y de consecuencia sobre-presión intersticial y reducción de la resistencia eficaz.© 2013 GeoStru Software

37Pilote barrenado en obra (Tipo Franki)6.1.Datos PilotePilote: Input - Datos PilotePara proceder con un cálculo de un pilote, es necesario seleccionar el comando DatosPilotes desde el menú Datos.Los datos necesarios para la correcta conclusión del cálculo son:© 2013 GeoStru Software

38MPTipo piloteElegir el tipo de pilote entre: pilote en hormigón armado, acero o madera. Por cadatipo, elegir la tecnología de realización entre Hincado o barrenado.Para los Pilotes en madera o en acero, el programa no realiza las verificacionesestructurales, solo devuelve la capacidad de carga y las solicitaciones flectentes ycortantes y la deformada.Diámetro puntaIntroducir el diámetro del pilote en la unidad de medida especificada; el diámetro vaextendido por todo el ancho del pilote.LargoIntroducir el largo complesivo del pilote en la unidad de medida solicitada.Saliente del terrenoIndicar el largo del pilote que sale del terreno en la unidad de medida solicitada. Elvalor de tal grandeza es medida por la parte saliente que no interactúa con elterreno (Generalmente es utilizada en el caso de muelles): tal zona no esconsiderada de importancia pata la capacidad de carga del pilote..Tronco-conicidadTal grandeza se activa solo en el caso de pilotes hincados, es decir de pilotesprefabricados. Expresados en [%], el cual representa la variación del radio del pilotepor unidad del largo, a partir del diámetro asignado. Una tronco-conicidad del 10%comporta un aumento del radio, de la punta a la cabeza de 0,1 m por cada metro dellargo. Por lo tanto sobre un pilote de 10 m con diámetro 0,5 m, se obtiene un radiofinal de 1,25 m.Coeficiente de PoissonEl coeficiente de Poisson, es un dato necesario si se quieren evaluar los asientos.Esto se refiere donde apoya la punta del pilote. Valores orientativos de tal grandezason indicados pro el programa en el recuadro de informaciones (como se puedeobservar en la siguiente figura)© 2013 GeoStru Software

39Datos pilotes - Coeficiente de PoissonDensidad relativa punta piloteIntroducir el valor de la densidad relativa del estrato en el cual es introducida lapunta del pilote. Este parámetro es necesario para evaluar la capacidad de carga depunta con el método de Vesic.Cap. de carga a la punta NqElegir un autor de entre los mencionados (Berezantev, Terzaghi, Janbu, Hansen eVesic) para el cálculo de la cap. de carga de punta. Para más informaciónconsultar las notas teóricas.© 2013 GeoStru Software

40MPÁng. roz. sucesivo al hincado (Fip)Elegir el valor del ángulo de rozamiento para utilizar en el cálculo de la capacidad decarga una vez realizado el pilote. Para pilotes hincados se aconseja adoptar unángulo pde cálculo igual a (3 4 p +10), mientras que para palos barrenados eshabitual disminuir el ángulo de rozamiento del terreno de 3°; otra opción es elegirutilizar el parámetro p proprio del terreno.K Cap. carga lateralElegir de entro los valores aquel por asignar a los coeficientes K para el cálculo de lacapacidad de carga lateral (del fusto) pilote. Para pilotes barrenados generalmentese utiliza K = 1- sen p, mientras que para los hincados K = 1-tan 2 p , dove prepresentan el ángulo de rozamiento elegido para el cálculo (Ángulo roz. sucesiva alhincado). Calores iguales a 0.5 ed 1 son sugeridos para pilotes en acero (0.5) ypilotes en hormigón prefabricado o madera (1).Ángulo roz. terreno-piloteElegir de entro los valores aquel para asignar a en el cálculo de la capacidad decarga vertical lateral (fusto) del pilote. Para pilotes barrenados generalmente se daun valor igual a p (áng. roz. del cálculo), mientras que para pilotes hincados enhormigón prefabricado se adopta = 3 4 p. Para los pilotes en acero, en cambioaconsejamos utilizar 25°.Los datos para el cálculo van comp0letados según a las siguientes indicaciones paralas verificaciones estructurales y aquella a carga límite horizontal:MaterialEn esta sección se indica el tipo de hormigón y de acero para emplear en el cálculo:estos indentifican las resistencias de los materiales utilizados en el caso de pilote enhormigón armado. Si el pilote es en acero o madera, ir a la sección Seccióngenérica.Sección con barrasEs esta sección se introducen los datos respectivos a la armadura con barras delpilote en hormigón armado: para los pilotes en hormigón armado es posible solo laarmadura con barras.Cubierta barra, se entiende como la distancia medida a partir del baricentro de lasbarras, que el número de hierros es interpretado por el programa como el númeromínimo de hierros a introducir: si aquel solicitado por las verificaciones es mayor, elprograma aumenta el número de barras hasta la verificación (punto interno al dominiode ruptura de la sección), realizando el control geométrico sobre todo el hierro.Si el número de hierros solicitados es inferior a aquel inicial el programa verifica lasección con el número de hierros asignado.En cada caso, viene siempre realizado el control sobre el porcentaje mínimo dearmadura igual al 0,3% área del hormigón y el pilote va armado sobre todo el largocon tal valor.Sección genérica© 2013 GeoStru Software

41Los datos solicitados re refieren a los pilotes en acero o madera. Peso específicoy Módulo elástico se refieren al material por el cual es compuesto el pilote,mientras Área y Módulo de resistencia se refieren a la sección que reacciona a lassolicitaciones. El Momento de inercia es calculado por el programa: recordamos quela relación existente entre momento de inercia y módulo de resistencia es lasiguiente:IWy max(1)donde:I momento de inercia baricéntrico;W módulo de resistenciay maxdistancia de la fibra más lejana del eje neutro.Para el pilote en acero con sección tubular recordamos que el módulo de resistenciaW es igual a:W4R4Rr40,0984D dD4donde R (o D) es el radio (o diámetro) externo del tubular, mientras que r (o d) es elradio (o diámetro) interno del tubo.Para dicha tipología de sección el área es expresada por2 2A R rCarga última horizontalLa evaluación de la carga límite última horizontal es necesaria cuando en presenciade pilote sugetado a carga trasversal. En este programa la valutación de la carga aruptura para pilotes sugetados a acciones horizontales y va tratada según la teoríade Broms. Con este tipo de tracción el terreno es supuesto homogéneo y con osin cohesión. En presencia de terrenos estratificados por el programa toma el terrenoa un medio homogéneo con parámetros mecánicos obtenidos por el promedio pesado,utilizando como peso el espesor del estrato. En presencia de ángulo de resistencia alcorte que de cohesión, el programa da preferencia al rozamiento y por lo tantoevalúa la carga límite última como medio sin cohesión. Ver también Carga límitehorizontal 86 en notas teóricas.© 2013 GeoStru Software

MicropiloteCAPVII

437.MicropiloteMicropilote: TipologíasSe definen micropilotes a los pilotes barrenados de pequeño diámetro (D £ 250mm) realizados con herramientas y tecnologías particulares.Hay dos tipos fundamentalmente:RaízReproduce la técnica de los pilotes barrenados de diámetro mediopero el llenado va realizado a presión.TubifixVa realizado barra barrenados y llenados a través de un tubo deacero con válvula y fijados al terreno con cemento.Fases ejecutivas de un micropilote raízEn los micropilotes Tubifix la armadura es constituida por un tubo dotado deválvulas sin regreso con interejes 30-50 cm, ubicadas en correspondencia delos estratos donde se quiera transferir la carga.La presencia de la vaina consiste en la inyección de la lechada con presionesque pueden llegar hasta algunas decenas de atm en correspondencia de lasválvulas que comprimen el terreno creando una importante resistencia derozamiento.© 2013 GeoStru Software

44MPFases ejecutivas de un micropiloteTubifix7.1.Datos micropilotesMicropilotes: Datos micropilotesPara el cálculo de un micropilote seleccionar el comando Micropilote del Menú Datos.Aparecerá una ventana como se muestra a continuación© 2013 GeoStru Software

45Datos micropilotesDescripciónIntroducir un texto para describir el elemento.Tipología© 2013 GeoStru Software

46MPElegir entre la tipología del micropilote Raíz o Tubifix. Ver Micropilote 43 .Tipo de armaduraElegir la tipología de armadura entre tubular o hierros longitudinales: si se elige contubular ocurre definir el diámetro externo, espesor y peso a metro linear del tubo en lasección Armadura con tubular (ver recuadro rojo en figura). El programa dispone de unDatabase de tubulares da los cuales es posible elegir aquel a introducir en función deldiámetro externo y del espesor deseado: si no esta presente en la lista es posibleintroducir los datos manualmente.Si el micropilote tiene que ser con barras longitudinales, elegir el diámetro hierros yestribos, además el número de barras y cubierta barras en Sección barras (recuadroazul).En la sección material se eligen el tipo de acero y la clase de resistencia de la lechada(ver Archivo Materiales 13 ): en las verificaciones estructurales es considerada lasección completa de acero y lechada de inyección.InyecciónEn función del tipo de micropilote es importante elegir el tipo de inyección de lalechada. Para los micropilotes TUBIFIX es posible elegir entre el método de selladocon Inyección Repetitiva o selectiva (IRS) y aquel con Inyección Global única(IGU); del tipo de inyección elegido dependen las dimensiones del diámetro del bulbo.Para los micropilotes Raíz se usa micro-cemento a baja presión (ausencia deinyección).Diámetro de perforaciónIntroducir el diámetro de la perforación.SueloElegir una tipologia para el calculo del parametro α necesario para la definicion deldiámetro del bulbo en el caso vengan empleados micropilotes TUBIFIX. Paramicropilotes Raíz α = 1, es decir no viene creado el bulbo ya que el llenado es porcaída.AlfaRepresenta un coeficiente que permite calcular, en función del tipo de sellado y lalitologia el diametro del bulbo, en el caso de micropilote TUBIFIX. el valor de α puedeser introducido manualmente por el usuario.Diámetro bulboIntroducir el diámetro promedio del bulbo en el caso de micropilotes TUBIFIX; tal valorpuede ser introducido manualmente por el usuario o bien puede ser utilizado aquelpropuesto por el programa derivado por el valor de α introducido y del diametro deperforación. Para micropilotes Raíces el diámetro del bulbo coincide con el de laperforación.Largo bulboIntroducir el largo del tramo de perforación necesario para alcanzar los estratos deterreno donde transferir la carga: este dato es necesario para los micropilotesTUBIFIX: a partir de la profundidad alcanzada con este dato, viene realizado a partirdel bulbo del micropilote. Para los micropilotes Raíz, sin el bulbo el largo del fusto esde considerarse como tramo sin influencia sobre la capacidad de carga del micropilote,por lo tanto va considerada lo más corta posible (de 10-20 cm aprox.): para esta© 2013 GeoStru Software

47tipología el largo complesivo del micropilote tiene que coincidir con el largo del bulbo(ver el paso siguiente).Largo bulboIntroducir el largo del tramo de perforación en el cual es presente el tramo de laválvula del tubo, para la formación del bulbo, en el caso del micropilote TUBIFIX. Paralos micropilotes Raíz el largo del bulbo tiene que coincidir con aquella complesiva por elmicropilote.Nota: En el micropilote la capacidad de carga es evaluada considerando lareacción solo en el tramo del largo del bulbo.Color tipologíaElegir un color para representar el elemento micropilote de la paleta de colores.Opción cálculo cap. de cargaPara el cálculo de la capacidad de carga del micropilote se proponen dos teorías:Método de Mayer y Método de Bustamante e Doix.Nota: Para el Método de Bustamante e Doix. es necesario introducir la presiónlímite de inyección (Ver Notas teóricas 100)Carga última horizontalPara los micropilotes bajo cargas transversales es necesario realizar también laverificación de carga límite horizontal. Ver notas de Broms en Notas teóricas 86 .En los casos de mecanismo de ruptura de pilote largo, la formación de una rótulaplástica en correspondencia del momento máximo, comporta la determinación delmomento de la sección: M ultviene evaluado por el programa en base a la armadura.Para los micropilotes armados con tubular el programa hará referencia a la seccióndel tubo a elección del usuario; para los micropilotes armados con barras de acero,será solicitado el número supuesto de barras por utilizar: es este caso es aconsejablerealizar tal verificación luego de haber realizado el cálculo estructural de máxima. Eldiámetro es asumido por el programa por el valor introducido en la ficha Sección conbarras.© 2013 GeoStru Software

Geometría terreno y n. FreáticoCAPVIII

498.Geometría terreno y n. FreáticoGeometría: Terreno y n. FreáticoPerfil terrenoViene definido el perfil del terreno con el largo de los tirantes a derecha e izquierda delpilote o micropilote. Esta indicación tiene validez solo en el gráfico.ExcavaciónDefinir el ancho y profundidad en el cual es colocada la cimentación. El valor de laprofundidad de la excavación es considerada por el programa para la determinación dela tensión litostática.Geometría n. freáticoIntroducir la profundidad del n. freático sobre el campo. Para los estratos del terrenointeresados por la presencia de agua va introducido el peso específico saturado: encondiciones con drenaje el programa evalúa la tenciones eficaces calculando elpeso específico como s at- w, mientras que para la condición sin drenaje elprograma considera el s at. La profundidad introducida con el signo "-" permiteconsiderar el nivel de agua por arriba del plano en la evaluación de la presión neutra(agua) el programa considera tal nivel.© 2013 GeoStru Software

CargasCAPIX

519.CargasDatos: Cargas y combinacionesPara asignar las cargas sobre el elemento estructural seleccionar el comando Cargasdesde Menú Datos. La ventana de asignación de cargas se presenta de la siguientefigura:Ventana datos cargasEn el recuadro evidenciado en rojo va introducido el número de combinaciones que sequieran examinar; cada combinación es identificada por le número de orden (recuadroverde) y por un nombre que puede ser asignado por el usuario (recuadro azul).Cada combinación es definida por un cierto número de condiciones de cargas(recuadro amarillo) identificadas por una fuerza horizontal Fo, Vertical Fv, por elmomento M y por la profundidad Z. La combinación actual va seleccionada desde lalista Número de combinaciones con un click del mouse.Las combinaciones definidas en esta ventana serán usadas por el programa para© 2013 GeoStru Software

52MPidentificar la combinación actual ya sea en los cálculos que en el área de trabajo.Nota: Las condiciones de carga Fo, Fv e M tendrán que ser introducidas yasean amplificadas o reducidas por el factor de combinación.Convenciones de signos sobre las fuerzasPara las convenciones sobre las cargas, tomar como referencia la siguiente figura:Convención positiva de las cargas© 2013 GeoStru Software

Cálculo Cap. de cargaCAPX

54MP10.Cálculo Cap. de cargaCálculo: cap. carga vertical fórmulas estáticasPara el cálculo de la carga límite mediante las fórmulas estáticas utilizar el comandoCap. de carga vertical fórmulas estáticas desde el Menú Cálculo, aparecerá lasiguiente ventana:Ventana de cálculo Cap. de carga verticalEl cálculo de la cap. de carga puede ser realizado según distintos acercamientos denormativa (recuadro rojo):ClásicaSe trata de un acercamiento de la cap. de carga admisible, en la cual lacarga límite de punta y aquel lateral son distintos para un factor de seguridad© 2013 GeoStru Software

55Fs que puede ser diferenciado entre punta lateral, y total (recuadro fucsia).N.T.C. 2008Se trata de un acercamiento indicado por el D.M. 14 Enero 2008 (ITALIA), porel cual se puede realizar el c0ßlculo con dos combinaciones (A1+M1+R1) e (A2+M1+R2), o con una única combinación de los factores (A1+M1+R3).Recordamos que con A ison indicados los factores de combinación de las cargas(ver Cargas51), con M iaquellos reductivos por los parámetros característicosdel terreno y R iaquellos de reducción de la resistencia característica. Estosúltimos, en particular, dependen de la tecnología de ejecución del pilote(recuadro violeta). Todos los factores de reducción de la resistencia y dereducción de los parámetros geotécnicos pueden ser editados por el usuario,por lo tanto pueden ser personalizados. En agregado a dichos factores, el NTC2008 penalizan o premian los resultados de la resistencia de proyecto a travésde los coeficientes ique tienen cuenta del número de las verticales estudiadaspara la determinación de los parámetros característicos del terreno: un númeroelevado de sondeos es seguramente un factor de ventaja en la seguridad delresultado obtenido.Eurocódigo 7El acercamiento seguido por el Eurocódigo 7, según el cual se puede usar tresalternativas Design Approach (DAs).Por cada estratigrafía definida en Características geotécnicas, el programa realiza elcálculo de la carga límite de punta, aquel lateral y aquel total. En particular, esteúltimo es definido de la siguiente manera:Q lim T= Q limP+ Q limL- W Psi el pilote es a compresión.Q lim T= Q limP+ Q limL+ W Psi el pilote es a tracciónen el cual:Q limPes la carga límite de punta;Q limL es la carga límite lateral;W Pes el peso del pilote.En los resultados de cálculo, el programa otorga valores mínimo (R c,min), máximo (R c,max ) y medio (R c,med ) de la carga límite, por lo tanto aquel característico R k y deproyecto R d.Nota: El factor de seguridad vertical F ses generado por el programa solo enpresencia de una carga vertical asignada por el usuario en la ventana cargas. Losresultados visualizados a video se refieren a la combinación de carga actualseñalada (recuadro naranja).En la caracterización de los terrenos, los parámetros mecánicos característicos tienen© 2013 GeoStru Software

56MPque ser determinados a partir de una serie de estudios, el volumen significativo (partedel subsuelo influenciada, directa o indirectamente, por la construcción delmanufacturado) y deben permitir la definición de un modelo geotécnico adecuado. Enla siguiente figura, (recuadro rojo), al aumentar las verticales a estudiar correspondeun factor de reducción siempre más pequeño: este en sustancia, se traduce en unefecto penalizante, en términos de resistencia característica, para aquellos proyectosen el cual el programa de los estudios es escaso.Factores i sobre el número de verticales estudiadasPara los acercamientos proyectuales que necesiten los parámetros característicosreducidos, es posible activar un factor de reducción M i(recuadro verde) de lasiguiente figura:Factores Mi sobre parámetros característicosRecordamos que tales factores pueden ser editados por el usuario según las exigenciasdel cálculo.© 2013 GeoStru Software

Cálculo asientosCAPXI

58MP11.Cálculo asientosCálculo: AsientosPara el cálculo de asientos viene visualizado el cálculo de asientos es visualizado elmétodo hiperbólico ver Notas teóricas 93 .El ambiente de trabajo para el asiento es representado es representado por lasiguiente figura:Cálculo asientosEl programa, en base de las expresiones del asiento obtenido por Fleming, obtiene unacurva acero-asiento que tiende asintoticamente a la carga límite en la hipótesis delpilote rígido. La carga límite es determinado como suma de la capacidad de cargalateral y aquella de punta obtenidos por el cálculo anterior en la carga límite. Si esteúltimo ha sido realizado sobre más verticales de estudio, El programa considera elmínimo de entre los calculados.Para determinar el asiento correspondiente al nivel de carga deseado, ocurre introducirel valor Q (carga aplicada) y confirmar con el pulsante Calcular.El asiento total es definido como suma del asiento rígido (hipótesis del pilote rígido),marcado sobre la curva hiperbólica y de la reducción elástica del elemento estructural,marcado sobre la recta.Los parámetros necesarios para calcular los dos componentes de asientos soncalculados por el programa, de todas formas el usuario tiene siempre la posibilidad deintervenir y cambiar los valores.© 2013 GeoStru Software

59Además, moviéndose con el mouse sobre el gráfico, se obtiene el valor del asientototal en correspondencia del nivel de carga.© 2013 GeoStru Software

Cálculo estructuralCAPXII

6112.Cálculo estructuralCálculo estructuralEl cálculo estructural del pilote va realizado por el programa recurriendo al métodoFEM: en pilote es discretizado en un cierto número de elementos beam a los cuales losextremos (nudos) son aplicados por resortes que esquematizan el terreno (ver Métodode elementos Finitos 62 ).El método utilizado tiene la ventaja de poder introducir por cada nudo ya sean lascondiciones de carga (recuadro azul) que las condiciones del entorno (recuadroverde).Ambiente de trabajo para el cálculo estructuralEn el panel de cargas se proponen las combinaciones de carga asignadas por elusuario en Cargas del menú Datos.© 2013 GeoStru Software

62MPLa visualización de los resultados, ya sea en términos de solicitaciones que de análisisestructural, se refiere a la combinación de carga actual visualizada el el cuadro azul.Nota: Las condiciones de carga Fo, Fv e M tendrán que ser introducidas apartir del nudo 1 a seguir.Las solicitaciones restituídas por el programa en la ficha de análisis de lassolicitaciones son comprensivas de las solicitaciones adicionales de interaccióncinemática (ver Acción sísmica 29 ): los momentos cinemáticos calculados por elprograma son visualizados en frame Inter. cinemática en correspondencia del nudode pasaje entre los estratos de distinta rigidez.Resultados de análisis estructuralEl ambiente en el cual se muestran los resultados del análisis estructural representadoen la siguiente figura:Ambiente resultados análisis estructuralEn cada nudo se muestran las condiciones de verificación sea flexión compuesta acorte. Para el modelo el cálculo pasa a la sección Hierros ejecutivos 65 .12.1. Método Elementos FinitosCálculo: FEMSegún el método a elementos finitos, el terreno va esquematizado con resortes cuyascaracterísticas dependen de los módulos de elasticidad del terreno, diferenciando,© 2013 GeoStru Software

63aquellos en compresión de aquellos en tracción. Bowles propone de calcular, en modoaproximado, el valor de Ks (módulo de reacción conectado a la rigidez del terreno) enla base de la capacidad de carga de las cimentaciones. El método en cuestión otorgadirectamente, una vez construida la matriz de rigidez global y el vector de los nudosde cargas, los desplazamientos generalizados y de entre estos, los momentos y lasreacciones de los nudos. Para el cálculo del pilote se procede de la siguiente manera:Cálculo del valor K;Disposición de los nudos en los cual serán asignadas las rigidezas de los resortes;Cálculo del momento de inercia de la sección;Ensamblaje de la matriz de rigidez global;Ensamblaje de los vectores de cargas de los nudos;Cálculo de los desplazamientos de nudos;El cálculo se resuelve a través de un proceso de tipo iterativo. Las iteracionescontinúan hasta el número de iteraciones máximo introducido por el usuario: si laconvergencia de los resultados es obtenida antes, el programa arresta el cálculo.El ambiente para la gestión de algunos datos relativos a la implementación del métodode los elementos finitos es el siguiente (recuadro rojo):© 2013 GeoStru Software

64MPAmbiente para la gestión del cálculo con el método de todos los elementos finitosLos datos por introducir son los siguientes:Max desplazamiento linear del terrenoExpresado en cm. Es el máximo desplazamiento del terreno que permite considerar elterreno en campo linear. Superado este desplazamiento el resorte que esquematiza elterreno no puede ser considerado en campo elástico linear (depende bastante de lascaracterísticas del terreno en cada caso. Orden de grandeza = 1-2 cm );Tipo análisisDefine si el análisis conducido es de tipo linear o no linear.Se aconseja el análisis no linear cuando la estática del problema depende del aspectogeotécnico del problema.Máximo número de iteracionesEs el máximo número de iteraciones a realizar para buscar la solución a losdesplazamientos. Superado este límite la solución va considerada sin encontrar(relativamente a la práctica actual el orden de grandeza = 5/10 iteraciones);Factores de reducción del resorte del fondo excavaciónEs un factor sin unidad de medida que va a multiplicar, reduciendo el módulo dereacción del resorte situado en el fondo de la excavación. Tiene que asumir un valormenor o igual a 1.Número de elementosTiene que ser comprendido entre 10 y 50. Es el número de elementos finitos en el cualva discretizado el elemento estructural. Es oportuno realizar una discretizaciónracional, ni demasiado distante, para evitar errores en la solución ni demasiadocercanas, para evitar que los tiempos de cálculo se extiendan con notoriedad.Número sobre la superficie del terrenoDefine cual nudo asociar al fondo de la excavación. Se aconsejan utilizar los primeros 2o 3 nudos.Módulo de reacciónEl cálculo de la rigidez de los resortes que esquematizan el terreno puede serconducido según el método de Bowles (Cap. de carga)y de Chiarugi -Maia:Cap. de cargaSegún dicho método basado sobre la carga límite del terreno, el módulo de reacciónca calculado e la siguiente manera:ksAsBsznEl usuario puede introducir manualmente los parámetros As, Bs y n para realizar unaestimación personalizada.Chiarugi - MaiaEl método calcula el módulo de reacción en función del diámetro, de la palificada y© 2013 GeoStru Software

65del coeficiente de Poisson. La fórmula aplicada para calcular el módulo de reaccióncon este método es el siguiente:ksDEED4eded21 EJ112En la fórmula anterior Eed es le módulo edométrico del terreno, D es el diámetro delpilote, es el coeficiente de Poisson y EJ es la rigidez flexión de la palificada.Ks variable con la profundidadEs posible tener cuenta de la variabilidad del módulo de reacción o también conducir elanálisis con el módulo de reacción constante.12.1.1.Hierros ejecutivosCálculo: hierros ejecutivosLa visualización de la armadura es posible solo luego de haber realizado el cálculoestructural.La armadura es diseñada por todo el largo del pilote en base a las solicitacionesmáximas flexión y corte.Para las verificaciones a secciones circulares en CA a los SLU con barras, se aconsejautilizar el software RC-SEC producido por GeoStru Software, para el modelo utilizadoen las secciones con tubular la referencia se muestra a continuación.Modelo de cálculo para la verificación a flexión compuesta de una seccióncircular de hormigón armado y acero.El problema puesto es el siguiente:Determinar las condiciones de verificación de una sección circular mixta compuesta porhormigón armado y acero. Para fijar las ideas ver la siguiente figura:© 2013 GeoStru Software

66MPEsquema de cálculo de la secciónHipótesis de baseLas hipótesis esenciales tienen el comportamiento mecánico de los materiales queforman la sección. En particular se asume, para ambos materiales un comportamientode tipo rígido plástico (ver la siguiente figura):Modelos adoptadosEl cálculo del dominio de interacciónEl cálculo de dominio de interacción es realizado haciendo variar la profundidad del ejeneutro xc de cero al valor del diámetro de la sección. por cada profundidad del ejeneutro se determina la copia de solicitaciones últimas de la sección (Mu, Nu) hastaconstruir la entera frontera del dominio de interacción. El cálculo de las últimas varealizado según el siguiente esquema:1. Fijar la profundidad del eje neutro xc;© 2013 GeoStru Software

672. Cálculo del esfuerzo normal último de la sección, teniendo en cuenta la contribucióndel cemento armado comprimido, del acero comprimido y del acero tenso (el acerotenso no es relevante);3. Cálculo del momento último de la sección, teniendo en cuenta el aporte del hormigónarmado comprimido, del acero comprimido y del acero tenso (el hormigón comprimidono es relevante)Nota: El cálculo del momento último de la sección es realizado con respecto albaricentro de la sección.En la figura anterior:Esquema para el cálculo de las solicitaciones últimas1. Cc es el resultante de las tensiones de compresión en hormigón armado, y dCc es larelativa distancia desde el baricentro geométrico de la sección;2. Cs es el resultante de las tensiones de compresión sobre el acero, y dCs es larelativa distancia desde el baricentro geométrico de la sección;3. Ts es le resultante de las tensiones de tracción sobre el acero , y dTs es ladistancia relativa desde el baricentro geométrico de la sección;El esfuerzo normal último, en función de xc, resulta ser:© 2013 GeoStru Software

68MPConsiderando el esfuerzo normal positivo si de compresión.El momento último se determina a través de la siguiente relación:Una medida de la seguridad en el recuadro de colpaso flexión compuestaLa medida de seguridad elegida para definir la verificación a flexión compuesta de lasección es evaluada con respecto a la distancia del punto por verificar a la fronteradel dominio de interacción. Ver la siguiente figura:Por lo tanto:Cálculo del factor de seguridad1. D0f es la distancia entre el origen del sistema M-N y la frontera del dominio deinteracción. Tal distancia va medida por la misma dirección de la línea que une elorigen con el punto Mv, Nv.2. D0p es la distancia entre el origen y el punto en el cual se quiere calcular el factorde seguridad.El factor de seguridad es determinado como relación entre d0f e d0p:© 2013 GeoStru Software

69Si FS es mayor o igual a 1 la sección es verificada.© 2013 GeoStru Software

Diagramas solicitacionesCAPXIII

7113.Diagramas solicitacionesCálculo: Diagramas solicitacionesVisualiza los diagramas de las solicitaciones según el ambiente representado en figuraDiagramasLos diagramas visualizados pueden ser copiados en "Apuntes" parapara ser pegados enla relación.© 2013 GeoStru Software

Cap. de carga fórmulas dinámicasCAPXIV

7314.Cap. de carga fórmulas dinámicasCálculo: Cap. de carga fórmulas dinámicasPara los pilotes hincados la cap. de carga puede ser determinada también utilizandof3rmulas dinámicas. El programa propone dos fórmulas: Janbu y aquella danese. vertambién Notas teóricas 73 .El ambiente para el cálculo con las fórmulas dinámicas se representa en figura:Cap. de carga fórmulas dinámicasLos datos solicitados para la aplicación de la teoría dinámica son:Largo piloteIntroducir el largo del elemento estructural en la unidad de medida especificada.Módulo elástico secciónIntroducir el módulo elástico en la unidad de medida especificada.ÁreaIntroducir el área de la sección del pilote en la unidad de medida especificada.Peso piloteIntroducir el peso de pilote.Nota: Las cantidades son calculadas en automático por el programa en base a© 2013 GeoStru Software

74MPlos datos de input introducidos para el cálculo de la cap. de carga con las fórmulasestáticas.Peso martilloIntroducir el peso del martillo.Eficiencia del martilloIntroducir un coeficiente de eficiencia del martillo.Altura caída martilloAltura en la cual va dejado caer el martillo (ver figura abajo).Hundimiento pilote por golpeIndicar cuanto se hunde el pilote por un golpe.Esquema de cálculo fórmulas dinámicas© 2013 GeoStru Software

Cap. de carga de grupoCAPXV

76MP15.Cap. de carga de grupoCálculo: Cap. de carga de grupoCuando varios pilotes con unidos entre por una única plancha, surge el problema delgrupo de pilotes. Viene espontáneo afirmar que la cap. de carga de la palificada esigual que a la suma de la cap. de carga de cada elemento individual, existen diversasopiniones que con el tiempo han llevado a introducir el concepto de eficiencia depilotes en grupo.La eficiencia Eg va definida de la siguiente manera:En este trabajo, la eficiencia de la palificada es calculada según la notoria expresiónde Converse-Labarre:n 1 mE g190mmn1 ndonde m, n y D son indicados en la figura de abajo y q = tan-1D/s.Dicha fórmula es limitada a la disposición de los pilotes a rectángulos.Eficiencia de grupoLa eficiencia es devuelta por el programa desde el Menú Cálculo, seleccionando el© 2013 GeoStru Software

77comando Eficiencia palificada. Los datos solicitados son:Número de pilotes por fila nNúmero de filas mDiámetro pilotesInterejes pilotesLos vales de la eficiencia son devueltos en formato te xto .© 2013 GeoStru Software

Notas teóricasCAPXVI

7916.Notas teóricas16.1. Carga límite de puntaNotas teóricas carga límite de puntaFórmula de TerzaghiLa solución propuesta por Terzaghi asume que el terreno existente de arriba de laprofundidad alcanzada por la punta del pilote pueda ser cambiado por una sobrecargaequivalente igual a la tensión vertical eficaz (dejando de lado la interacción entrepilote y terreno de cimentación) y conduce el análisis al problema de cap. de cargade una cimentación superficial.La fórmula de Terzaghi se puede escribir:Q p= c N c s c+ L N q+ 0.5 D N sdonde:Nq2a22 cos 452a0.75e2 tanNcNq1 cotNtan2Kp2cos1Método de Berezantzevprincipalmente Berezantzev hace referencia a una superficie de desplazamiento “a laTerzaghi” que se arresta sobre el plano de apoyo (punta del pilote); todav7aconsidera que el cilindro del terreno coaxial al pilote con diámetro igual a a laextensión en sección a la superficie de desplazamiento, ya sea en parte “sostenido”para acción tangencial del terreno restante a través de la superficie lateral. Le sigueun valor de la presión a la base inferior a D.La resistencia unitaria Q p a la punta, para el caso de terreno dotado de rozamiento ( )© 2013 GeoStru Software

80MPy de cohesión (c), es dada por la expresión:habiendo indicado con:= peso específico terreno;L = longitud del pilote;Q p= c N c+ L N qN c e N q= son los factores de cap. de carga ya comprendidos por el efecto de forma(circular).Método de VesicVesic ha asimilado el problema de la ruptura alrededor de la punta del pilote a aquelde expansión de una cavidad en medio elástico-plástico, en modo de tener cuenta lacomprensibilidad del medio.Según los coeficientes de capacidad de carga N qy N cse pueden calcular de lasiguiente manera:Nq33sinexp2tan2tan4524 sinIrr3 1sinEl índice de rigidez reducido I rren la expresión anterior es calculado a partir de ladeformación volumétricav .El índice de rigidez I rse calcula utilizando el módulo de elasticidad tangencial G’ es laresistencia a corte s del terreno.Cuando se tienen condiciones sin drenaje o el suelo se encuentra en un estado denso,el términov puede ser asumido igual a cero zero y se obtiene I rr =I rEs posible realizar una estimación de I rcon los siguientes valores:TerrenoI rArena 75-150Limo 50-75Arcilla 150-250© 2013 GeoStru Software

81N cde la cap. de carga es calculado:NcNq1 cotaCuando=0 (condiciones sin drenaje):Nc43ln Irr121Método de JanbuJanbu calcula N q(con el ánguloexpresado en radiantes) come sigue:Nqtan12tan2exp 2tanN cse puede obtener de la (a) cuando > 0.Para = 0 se usa N c= 5.74Fórmula de HansenLa fórmula de Hansen vale para cualquier relación D/B, por lo tanto ya sea paracimentaciones profundas, pero el mismo autor introduce los coeficientes parainterpretar mejor el comportamiento real de la cimentación, sin los cuales seproducirían demasiado fuertes las cargas límite con la profundidad.Para valores L/D>1:dc10.4 tan1LDdq12 tan1sin2tan1LDEn el caso = 0:© 2013 GeoStru Software

82MPD/B 0 1 1.1 2 5 10 20 100d' c 0 0.40 0.33 0.44 0.55 0.59 0.61 0.62En los siguientes factores las expresiones con ápices (') valen =0.Factor de forma:s'cD0.2Lsc1NqNcDLs q1DLtans r1D0.4LFactor de profundidad:d'c0.4kd c10.4kd q12 tan1sinkd r11per qualsiasi kk1tanLDLseD© 2013 GeoStru Software

8316.2. Carga límite lateralNotas teóricas: Carga límite lateralel método utilizado para el cálculo de la cap. de carga lateral es el método A, propuestopor Tomlinson (1971); la resistencia lateral es calculada con el siguiente método:Ql c K tan Al f wdonde:Al = superficie lateral del pilote;f w= factor de corrección al tronco-conicidad del pilote, es decir la disminuciónporcentual del diámetro del pilote conc = valor medio de la cohesión (o de la resistencia a corte en condiciones sindrenaje);= presión vertical eficaz del terreno;K = coeficiente de empuje horizontal depende de la tecnología de ejecución delpilote y del estado anterior de adensamiento, va calculado de la siguiente manera:Para pilotes hincadosk12tano, en el caso específico, es posible asignar los siguientes valores:PiloteTerreno sueltoKTerreno densoAcero 0.5 1Hormig prefab. 1 2Madera 1 3Para pilotes barrenadosk1sen= Rozamiento pilote-terreno función de la aspereza de la superficie del pilote.Para pilotes hincados© 2013 GeoStru Software

84MP34tanPara pilotes barrenadostan= coeficientes de adhesión obtenido de la siguiente manera:Pilotes barrenados:- Caquot – Kerisel1001002c27c- Meyerhof – Murdock (1963)10.1cper c5 t2m0.5250.005cper c5 t2m- Whitaker – Cooke (1966)0.9per c2.5 t2m0.8per 2.5c5 t2m0.6per 5c7.5 t2m0.9per c7.5 t2m- Woodward (1961)0.9per c4 t2m0.6per 4c8 t2m0.5per 8c12 t2m0.4per 12c20 t2m0.20per c20 t2m© 2013 GeoStru Software

85Pilotes hincadosCoeficiente para pilote hincado2.5 = c < 5 t/m 2 = 1.005 = c < 10 = 0.7010 = c < 15 = 0.5015 = c < 20 = 0.40c 20 = 0.3016.3. Cap. de carga fórmulas dinámicasNotas teóricas: Cap. de carga fórmulas dinámicasLas fórmulas dinámicas para determinar la cap. de carga de un pilote derivan de unafórmula fundamental fórmula racional para pilotes.Casi todas las fórmulas dinámicas para pilotes se basan en esta ecuación,generalmente simplificando algunos términos.la fórmula racional para pilotes tiene la siguiente expresión:donde:P ucap. de carga última;eficiencia del martillo;e hhW rW pue W hWaltura de caída de la masa de golpeo;peso del martillo;peso del pilote, cap y capblock;PhsrCrWr2n Ws largo de penetración de la punta correspondiente a un golpe;C = k 1+ k 2, con k 1deformación elástica cap; capblock; k 2deformación elástica delpilote (P uL/AE).En la fórmula racional es necesario usar la unidad de medida coherente en modo que P uresulte expresada en la misma unidad de W r.Las fórmulas utilizadas por el programa son aquellas derivadas por la fórmula racionalen la cual aparece el valor nominal de energ7a del martillo E h, basado sobre elproducto de un peso equivalente W y de una altura de caída h:WE h= W h = (W r+ peso del separador) hppCon la introducción de la energía E htiene la siguiente fórmula:© 2013 GeoStru Software

86MPPuC1ehEhs C1ehEhL2AEFórmula danese[Olson y Flaate(1967)]PuehEk suhkuCdCd10,75ehEhL2AEs1CdW0,15WFórmula de Janbu[Olson y Flaate(1967), Mansur yHunter (1970)]pr16.4. Craga límite horizontalNotas teóricas: carga límite horizontalEn el caso en el cual el pilote es sugetado a carga transversal, ocurre verificar que elpilote quede en condiciones de seguridad con respecto a tales condiciones.En las verificaciones a carga transversa es aplicada la teoría desarrollada por Bromspara medios con cohesión y sin cohesión en los casos de pilote encastrado en cabezapo con posibilidad de rotación (libre).Pilote libre de rotaciónEn esta hipótesis entran dos posibles mecanismos de ruptura:© 2013 GeoStru Software

87Ambos mecanismos de colapso corresponden respectivamente a un moto rígido derotación entorno a su punto (pilote corto) o bien a un moto de rotación relativa juntoa una rótula plástica.Para pilote rígido (pilote corto), la ecuación de equilibrio en condición última de losmomentos respecto al pie del pilote, da la siguiente expresión:Hult3DL Kp2 e LSi el pilote es flexible (pilote largo), el equilibrio devuelve:Hulte2HDKultp13Hult2HDKultpMultSiendo M ult= M pel momento de plastificación del pilote.El coeficiente K pes asumido igua a 3K p(Rankine) con hipótesis de terreno terrenosin cohesión.Pilote inyectadocuando el pilote es inyectado en cabeza los mecanismos posibles de ruptura son:© 2013 GeoStru Software

88MPPara pilote rígido (corto), la expresión de la carga horizontal última resulta:H12DL2ultK pSi el pilote es flexible (pilote largo), el equilibrio devuelve:2H2HultultHulteHult2DKp3 DKp1MultLas expresiones de arriba son válidas en la hipótesis terreno sin cohesión.Para terrenos exclusivamente cohesivos, Broms analiza siempre los mismosmecanismos de ruptura, pero evalúa la reacción del terreno en condiciones sindrenaje. Resultan por lo tanto las siguientes expresiones:Pilote rígido de rotación libreHult9cuDeL zT1,5 D1,5 Dz 2T24con z T= H ult/9c uD profundidad de la sección de corte nula.© 2013 GeoStru Software

89Pilote rígido inyectadoHu l t2Mu l tL 1, 5DPilote flexible de rotación libreHultMult1,5D zT2Pilote libre inyectadoHult2Mult1,5 D zT216.5. Carga crítica micropilote (estabilidad lateral)Pilote: Notas teóricas - carga críticaEl micropilote es un elemento estructural oportuno para verificar la estabilidad delequilibrio elástico del elemento inmerso del terreno.Como esquema de cálculo se asume un factor de seguridad, que el fusto sea rotuladoen cabeza, en la cimentación, y el el bulbo y se supone además que el micropilote seahincado en un medio elástico.La carga critica se determina mediante la relación siguiente:Pk2E2LJ2m2m4L4EJhabiendo indicado conP k= Carga crítica.E = Módulo elasticidad del aceroJ = Momento de inercia de la sección actuante.L = Longitud entre las dos extremidades del micropilote supuestovinculado.= Módulo de reacción del terreno por unidad de desplazamientolateral.m = Número (entero) de semi-ondas de inflexión del fusto.β = KD pD p= Diámetro de perforación.© 2013 GeoStru Software

90MPK = Módulo de Winkler.Para valores bastante elevados de L la hipótesis de deformada única (m=1) lleva avalores de P kexcesivos y físicamente inverosímiles, el valor mínimo de P kse obtienepor m>1.Introduciendo la grandeza= L / m (semilargo de onda):Pk2EJ124E2JPara obtener el valor de P kdel anterior considerarrespecto a la cual P kpuede ser derivado:una variable continuadPkd2EJ2324EJ0E4J2EJJ64P k44De4Di641n4Di64kin4DpDeDi = Diámetro interno del tubular.De =Diámetro externo del tubularDp = Diámetro de perforación.n = Módulo d homogeneización acero-hormigón.Ki = Coeficiente comprendido entre 0 e 1 indicativo del grado departicipación acero - hormigón.16.6. Rozamiento negativoNotas teóricas: Rozamiento negativo© 2013 GeoStru Software

91Cuando un pilote es inyectado pasa por una capa de material comprimido antes de quese haya agotado el proceso de consolidación, el suelo se moverá con respecto alpilote haciendo surgir un rozamiento entre el pilote y el terreno que conducen alfenómeno de rozamiento negativo. El efecto del rozamiento negativo aumenta la cargaaxial sobre el pilote, lo que resulta en el aumento de la subsidencia debido a lareducción de la flexibilidad en la misma pila, como resultado del aumento del asiento,causada por la reducción elástica del pilote mismo por efecto del aumento de carga.La fuerza que nace por el rozamiento negativo, se estima igual mal componente derozamiento de la RESISTENCIA lateral (Ver Resistencia del fusto) a lo largo de lasuperficie lateral en contacto con la capa en la que genera este fenómeno, pero locontrario de rozamiento negativo. La resultante, así determinada no será deducida dela carga límite, pero si por ejercicio.16.7. Correción sísmica y interacción cinemáticaNotas teóricas: Corrección sísmicaCriterio de VesicSegún este autor para tener cuenta del fenómeno de la dilatación en el cálculo de lacapacidad de carga suficiente disminuir de 2° el ángulo de rozamiento de los estratosde cimentación. El límite de esta sugerencia es que no tiene cuenta de la intensidadde la solicitación sísmica (expresada a través de parámetro de aceleración sísmicahorizontal máxima).Criterio de SanoEl autor propone disminuir el rozamiento negativo de los estratos llevados por unacantidad dada en relación:DparctgAmax2donde A max es la aceleración sísmica horizontal máxima.Este criterio respecto al de Vesic, tiene la ventaja de tomar en consideración tambiénla intensidad de la solicitación sísmica. La experiencia demuestra que la aplicacióncrítica puede conducir a valores excesivamente cautelosos Qlim.Las correcciones de Sano y de Vesic se aplican exclusivamente para terrenos sincohesión bien densos. Es errado aplicar a terrenos sueltos o medianamente densos,donde las vibraciones sísmicas producen el fenómeno opuesto a aquellos de ladilatación, con aumento del grado de adensamiento y ángulo de rozamiento.Momentos cinemáticosEn presencia de la acción sísmica la respuesta del pilote es el resultado de unacompleja interacción terreno pilote de difícil interpretación a causa de los fenómenosno lineales en el terreno y de los efectos cinemáticos asociados al moto del terreno.Generalmente, a las solicitaciones transmitidas por la sobre estructura se agregan© 2013 GeoStru Software

92MPaplicando el principio de sobre-posición de los efectos derivados de la interaccióncinemática que produce en los pilotes solicitaciones adicionales que dependenprincipalmente de la rigidez relativa pilote-terreno.Con respecto a este tipo de estudio, surge que en el caso de pilote inmerso enterrenos estratificados, la solicitación flectente recibe un aumento en proximidad de lainterfaz entre estratos de distintas rigidezas y tal aumento es mayor cuanto máselevado sea el contrasto de rigidez. En algunos casos el valor del momento producidopor este efecto podría superar aquel del que surge en pilotes en cabeza en presenciade encastre.Después de numerosos resultados, Nikolaou y otros,2001,han propuesto una relaciónque permite calcular en manera aproximada el momento flectente máximo encorrespondencia al interfaz entre dos estratos de distinta rigidez, en condiciones demoto estacionaria con frecuencia próxima a la frecuencia fundamental del depósito enel cual está inmerso el pilote:M0,042cd3Ld0,30EEp10,65VVs2s10,50en el cual c= a max s 1h 1; V s 1e V s 2, respectivamente la velocidad de las ondas decorte en los dos estratos; E 1es el módulo de rigidez del estrato superior del terreno.Los momentos evaluados según la expresión de Nikolaou son indicados en Interaccióncinemática presentes en Cálculo Estructural.16.8. Asiento elásticoNotas teóricas: Asiento elásticoVertical deformación elástica se calcula por el método de Davis-POULOS, en el cual elpilote se considera rígido (deformable) inmerso en un medio elástico, semiespacio-o capade espesor finito.Se supone que la interacción pilote- terreno es constante, a tratos a lo largo de nsuperficies cilíndricas en el cual va su-dividida la superficie lateral del pilote. El asientode la superficies por efecto de la carga transmitida por el pilote al terreno a lo largo dela superficie j-la estima puede ser expresada en:Wi, jjEBIi, jhabiendo indicado con:j = aumento de la tensión relativa al punto medio de la tira.E = Módulo elástico del terreno.© 2013 GeoStru Software

93B = Diámetro pilote.I i,j = Coeficiente de influencia.El asiento complesivo se obtiene sumando W i,jpara todas las j áreas.16.9. Aiento método hiperbólicoNotas teóricas: asiento - Método hiperbólicoEl método hiperbólico modificado representa un desarrollo del estudio de Chin(1970,1972,1983) que permite estimar el asiento de pilotes individuales a partir de laidea que el diagrama carga-asiento, por el cuerpo de un pilote y su base tenga unandar hiperbólico. Los valores de la carga última lateral (Qsu) y la resistencia de baseúltima (Qbu) representan los términos asintóticos de la curva (figura a) (Terzaghi,1943). Es posible agregar una representación del problema considerando la variaciónde la S/Q respecto al desplazamiento S (figura b).El estudio de Fleming ha demostrado que los desplazamientos totales estimados con elmétodo de Chin eran disturbados por la reducción elástica del cuerpo del pilote por elcual sugirió un atécnica aplicada de la deformación elástica del pilote puede serdeterminada sustrayendo la estima de Chin la reducción del pilote antes de diagramarla curva hiperbólica.© 2013 GeoStru Software

94MPConsiderando el esquema en figura la reducción elástica del pilote y de la cargaaplicada Q en relación al rozamiento lateral último Q s u. En particular sideformación elástica del cuerpo del pilote corresponde a la suma de la reducciónelástica a lo largo de la zona de rozamiento nulo y aque l que se desarrolla en la parteactiva del fusto:lasi en cambio se tiene se tiene que considerar otra reducción a la parte activadel pilote que será agregada a la deformación elásticaLos parámetros de la fórmula son:© 2013 GeoStru Software

95: diámetro cabeza del pilote.: módulo de elasticidad del material del pilote em el cual el valor puede serobtenido por una interpretación lineal entre valores deparahormigón con fuerza específica dey el valor dehormigón de .: largo del pilote con rozamiento bajo o nulo.: largo activo del pilote: relación del largo equivalente al fusto del pilote con respecto al largo activo. Se puede considerar un valor de 0.5 cuando se tiene un rozamiento que sendesarrolla uniformemente a lo largo o bien cuando el pilote va introducido enarena o grava. Para pilotes en creta caracterizados por un esfuerzo que crece enprofundidad se puede utilizar un valor de 0.45.El desplazamiento del pilote rígido puede ser calculado sabiendo que la suma delrozamiento lateral y de la resistencia de base corresponden al total aplicado a lacabeza del pilote.Considerando el pilote rígido el desplazamiento total en cabeza es igual a aquel que seobtiene a lo largo del fusto es igual a aquel medido en la base del pilote:Del gráfico lineal se puede ver que el desplazamiento a lo largo del fusto del pilotepuede ser calculado así:En el cual: factor sin unidad de medida de flexibilidad terreno/fusto.: diámetro cabeza: Rozamiento© 2013 GeoStru Software

96MP: Rozamiento último determinado con el método estático (condición con drenaje)La ecuación del desplazamiento a la base del pilote obtiene de Fleming:donde: diámetro de la base del pilote.: resistencia a la base.: resistencia última a la base.: módulo de corte correspondiente aEn fin poniendo la condición de igualdad y considerando la carga total aplicadaQ se obtiene el desplazamiento total de un pilote rígido considerando solo los valorespositivos de la relación:En el cual las variables se definen así:El desplazamiento del pilote comprende el componente de desplazamiento rígido yaquella de reducción elástica.© 2013 GeoStru Software

97El módulo elástico del terreno por debajo de la base del pilote es vinculada a lascaracterísticas del terreno y es fuertemente influenciado por la técnica deconstrucción pilote. Fleming sostiene que es aconsejable que esta parámetro deproyecto sea determinado por un conjunto de ensayo en los cuales los pilotes soncargados hasta el punto en el cual es mobilizada una importante cota de la resistenciade punta. En ausencia de estos datos se puede elegir, con cautela el valor delrange de valores relativos al tipo de terreno y a al técnica de construcción del pilote.Pilotes barrenados en arcillaConsist e nc ia arc illaM uy suave < 3000Suave 3000 – 6000Com pac t a 6000 – 15000Consist e nt e 15000 – 25000M uy c onsist e nt e 25000 – 40000Dura > 40000Pilotes barrenados en arena o gravaTipo terrenoBat ant e sue lt o < 15000Sue lt o 15000 – 30000M e diam e nt e sc iolt o 30000 – 100000Com pac t o 100000 – 200000Bast ant e c om pac t o > 200000© 2013 GeoStru Software

98MPPilotes barrenados en margas y esquistosTipo terrenoínt e gro 150000 – 200000Re lat iv am e nt e alt e rado 80000 – 150000Alt e rado 50000 – 80000M uy Alt e rado 10000 – 50000Pilotes barrenados en yesoTipo de yesoF isurado < 100000Con fisuras > 3 m m 100000 – 200000Con fisuras < 3 m m 150000 – 250000Disc ont inuidad c e rrada > 250000Si e l pilot e e s de base alargada los v alore s de la t abla t ie ne que se r m ult iplic ados porun fac t or 1.5Los factores de flexibilidad asta/terreno es un valor sin unidad de medidacomprendido entre 0.001 e 0.0015. Su valor no parece ser influenciado por el tipo depilote ni del tipo de terreno.16.10. Micropilotes/Pilotes en condiciones de ejercicioEn condiciones de ejercicio, para el pilote y micropilote, es aplicado el método deMétodo de los elementos finitos.El método de los elementos finitos modela el micropilote/pilote de cimentación bajocargas transversales en modo realístico en cuanto hace uso ya sea de desplazamiento© 2013 GeoStru Software

99que de las rotaciones a los nudos para definir la línea elástica del micropilote, por lotanto representadas por el método más racional y eficaz actualmente disponible paraanalizar este tipo de estructuras.A continuación las notas teóricas con P la matriz de las fuerzas de los nudos externo,con F aquella de las fueras internas y con A la matriz de los coeficientes de influenciaque para el equilibrio entre fuerzas externas e internas, une las primeras dos:P = AFLos desplazamientos internos y (traslaciones y rotaciones) del elemento en el nudogenérico son unidos a los desplazamientos externos X (traslaciones y rotaciones)aplicados a los nudos, para la siguiente relación:e = BXdonde la matriz B ha demostrado ser el transpuesto de la matriz A.Por otra parte las fuerzas internas F son unidas a los desplazamientos internos:de esta forma se obtiene:F = Sey por lo tanto:F = SA T XP = AF = A SA T XEs decir que calculando al contrario de la matriz A SA T se obtiene la expresión de losdesplazamientos externos X:X = (A SA T) -1 PLos desplazamientos X es posible obtener las fuerzas internas F necesarias para elproyecto de la estructura .La matriz A SA T en de notoriedad como matriz dwe rigidez global caracterizada por launión entre desplazamientos y fuerzas externas de nudos.el método a elementos finitos tiene entre otras cosas, la ventaja de consentir detomar en cuenta como condiciones al contorno rotaciones y desplazamientos notorios.Las reacciones de los nudos de los resortes que esquematizan el terreno sonconsideradas como fuerzas globales unidas al módulo de reacción y el área deinfluencia del nudo. En la solución a elementos finitos para micropilotes/pilotessugetados a cargas transversales el módulo de reacción es considerado en la forma:k s= A s+ B sZ nsi no se quiere hacer crecer el k scon la profundidad, en la forma:k s= A s+ B stan -1 (Z/B)en la cual Z es la profundidad y B es le diámetro del pilote/micropilote.© 2013 GeoStru Software

100MPLos valores de A se B sZ n son obtenidos por la expresión de la capacidad de carga(Bowles) con factores correctivos s i , d i , e i i igual a 1:k s= q ult/DH = C(cN c+ 0.5 BN )BsZn = C( N qZ 1 )donde C = 40 es obtenido en correspondencia de un asiento máximo de 25 mm.16.10.1. Método de Bustamante y DoixNotas teóricas: Bustamante y DoixLas fórmulas de Bustamante y Doix solicitan parámetros característicos delterreno p limdeterminado por el ensayo presiométrico o con resultados deensayos SPT (Nspt):plimen los cuales p aes la presión atmosférica de referencia (terrenos arenosos).En el caso de terrenos arcillosos asume:paN2SPTp 10 lims ucon s ula cohesión sin drenaje.El ensayo presiométrico permite instalar en el terreno, en la probundidad elegida, unasonda cilíndrica que puede dilatarse y sucesivamente expandirse gradualmenteregistrando los valores de las presiones aplicadas a las correspondientesdeformaciones radiales El presiómetro tipo Ménard (MPM) se puede expandir en unforo existente que tenga un diámetro a aquel de la sonda. El campo de esta sonda esamplio (desde las arenas sueltas, a las arcillas hasta llegar a las rocas alteradas oblandas), pero tiene una gran limitación en la pre-perforación, por lo tanto han sidocambiadas por sondas autoperforantes (tipo SBP, PIP e FDPM).Terrenos arenososEn el caso de micropilotes en terrenos arenosos se pueden hipotetizar lassiguientes situaciones entre el diámetro de perforación d perfy el diámetro de lazona inyectada d in:din 1. 5 d perfd 1. 15in d perf(inyecciones repetidas)(única inyección)© 2013 GeoStru Software

101El valor límite de la tensión tangencial a lo largo del tramo inyectado puede serasumida igual medianamente a:f s1 p10limLa cantidad mínima de mezcla a inyectar es dada por la siguiente expresión:1.5siendo l inel largo del tramo inyectado.Vin1.5d42inlinTerrenos arcillososEn el caso de micropilotes en terrenos arcillosos valen las siguientes relacionesentre el diámetro de perforación d perfy el diámetro de la zona inyectada d in:din 1.5 2 d perfdin 1. 2 d perf(iny e c c ión re pe t ida)(iny e c c ión únic a)La tensión tangencial a lo largo el tramo inyectado es asumida igual a:f sf s0.0330.067 p0.0950.085 plimlim(inyección única)(inyección repetida)In tal caso la cantidad mínima de mezclar para inyectar cambia de 1.5 – 2.0 V in,en el caso de una única inyección, a 2.5 – 3.0 V in, inyecciones repetidas.Los valores de las presiones se entienden expresadas en N/mm 2 .Carga límiteLa carga límite es visualizada como suma de los tramos individuales de lastensiones tangenciales multiplicada por la superficie lateral medésimo tramo. Talsuma se extiende solo al tramo inyectado y en el cómputo no es considerado lacontribución de la resistencia de punta.© 2013 GeoStru Software

NormativaCAPXVII

10317.Normativa17.1. Normativa de referenciaPara las fases se puede tomar como referencia las siguientes normas:Eurocódigo 7: Proyectación geotécnica – Parte 1: Reglas generales.Eurocódigo 8: Indicaciones de proyecto para la resistencia sísmica de lasestructuras- Parte 5: Cimentaciones, estructuras de contención y 7 aspectosgeotécnicos.NTC (Normas técnicas para la construcción DM 14 Enero 2008)Nuevas normas técnicas para la construcción - D.M. 14 enero 2008 Publicado S.O. de la G.U. n. 30 del 4 febrero 2008.© 2013 GeoStru Software

Comando de Short cutCAPXVIII

10518.Comando de Short cutLa barra indicada en figura 2 puede ser urilizada para distintas funciones:1) Con las letras de short cut de los distintos menús, confirmando con ENTER seaccede rapidamente a los distintos comandos.Ej.: N+ENTER para crear un nuevo archivo.2) Se puede hacer una pregunta al programa agregando el signo interrogración ? +ENTER. En tal caso serán realizadas las búsquedas en el menú Ayuda.Ej.: Sismo+?+ENTER para tener informaciones sobre el análisis sísmico.3) Activación de un programa en forma rápida.Ej.: Slope+ENTER para abrir otro software Geostru.4) Acceso rápido a los contactos GeoStru.Ej.: Contactos +?+ ENTER para acceder a la lista de contactos GeoStru.5) Acceso rápido a las funciones del web:Ej.: www.geostru.com+ ENTER, o bien geostru@geostru.com. geostru ps + ENTER paraacceder rapidamente a los parámetros sísmico.F ig. 2© 2013 GeoStru Software

ContactoCAPXIX

10719.ContactoGeoStru SoftwareSkype Nick: geostru_support_it-eng-spaWeb: www.geostru.comE-mail: geostru@geostru.comPer recapiti aggiuntivi consultare il nostro sito WEB© 2013 GeoStru Software

108MP© 2013 GeoStru Software

Index 109Index- A -Abrir 9Acción símica 29Acción sísmica 29ángulo de resistencia al corte 25Archivo 9Archivo materiales 13Asientos 58- C -Cálculo Asientos 58Cálculo Cap. e carga fórm.54estáticasCálculo estructural 61Características geotécnicas 25Carga crítica 89Carga de grupo 76carga fórmulas dinámicas 74Carga límite de punta 79Carga límite lateral 83Cargas 7, 51cohesión 25cohesión sin drenaje 25Convenciones 7Copiar 10cotas 12- D -Dati Palo 35Dati società 21Datos 16Datos generales 17Datos micropilote 44Diagramas solicitaciones 71- F -FEM 62- G -geometria terreno 49Geometria terreno e falda 5Guardar 9- H -Hierros ejecutivos 65- I -Impostaciones relación 21- J -jet grouting 16- L -legenda strati 11Leyenda 11- M -materiales 13Menú datos 16Menú exportar 21Menú formato 11Menu Help 22Menú Modificar 10Menú Preferencias 21Menú Ver 12micropilote 44Módulo elástico 25momentos cinemáticos 25- N -N. freático 49Normativa 32Nuevo 9© 2013 GeoStru Software

110MP- O -Opciones 21- P -Parámetros DXF 21Pilote 37- R -Recientes 9rozamiento negativo 25- S -stratigrafia 25- T -Texturas 21- U -Unidad de medida 5- V -Velocidad ondas 25Ver 12vs 25© 2013 GeoStru Software