Manual de usuario MP - GeoStru Software
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Contenuto1Table of Contents1.1.1.1.2.IntroducciónIntroducción....................................................................................................................5Unidad ....................................................................................................................5<strong>de</strong> 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 ....................................................................................................................13<strong>de</strong> materialesMenú ....................................................................................................................16datos3.6.1. Datos Generales ............................................................................................17Menú ....................................................................................................................19cálculoMenú ....................................................................................................................21ExportarMenú ....................................................................................................................21Preferencias3.9.1. Opciones ............................................................................................213.10. Menú ....................................................................................................................22Ayuda4.Características geotécnicas5.5.1.Acción sísmicaDM88 ....................................................................................................................29
2<strong>MP</strong>5.2.5.3.5.4.OPCM ....................................................................................................................303274Eurocódigo ....................................................................................................................318NTC ....................................................................................................................3220086.6.1.PiloteDatos ....................................................................................................................37Pilote7.7.1.MicropiloteDatos ....................................................................................................................44micropilotes8.Geometría terreno y n. Freático9.Cargas10.Cálculo Cap. <strong>de</strong> carga11.Cálculo asientos12.12.1.Cálculo estructuralMétodo ....................................................................................................................62Elementos Finitos12.1.1. Hierros ............................................................................................65ejecutivos13.Diagramas solicitaciones14.Cap. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicas15.Cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> grupo
Contenuto316.16.1.16.2.16.3.16.4.16.5.16.6.16.7.16.8.16.9.Notas teóricasCarga ....................................................................................................................79límite <strong>de</strong> puntaCarga ....................................................................................................................83límite lateralCap. ....................................................................................................................85<strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasCraga ....................................................................................................................86límite horizontalCarga ....................................................................................................................89crítica micropilote (estabilidad lateral)Rozamiento ....................................................................................................................90negativoCorreción ....................................................................................................................91sísmica y interacción cinemáticaAsiento ....................................................................................................................92elásticoAiento ....................................................................................................................93método hiperbólico16.10.Micropilotes/Pilotes ....................................................................................................................98en condiciones <strong>de</strong> ejercicio16.10.1. Método ............................................................................................100<strong>de</strong> Bustamante y Doix17.17.1.Normativa....................................................................................................................103Normativa <strong>de</strong> referencia18.Comando <strong>de</strong> Short cut19.Contacto
IntroducciónCAPI
51. Introducción1.1. IntroducciónIntroducción<strong>MP</strong> es un programa para el cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> un pilote, unmicropilote o un jet grouting acentuados por la distribución <strong>de</strong> cargas (momentos,esfuerzos normales y <strong>de</strong> corte); a<strong>de</strong>más realiza el cálculo estructural <strong>de</strong> cadaelemento dimensionando una armadura. Se compone <strong>de</strong> una ventana <strong>de</strong> trabajo quepue<strong>de</strong> ser dimensionada según las exigencias <strong>de</strong>l <strong>usuario</strong> al interno <strong>de</strong> la cual sevisualiza el pilote o micropilote inmerso en el terreno <strong>de</strong> cimentación.Las características geométricas <strong>de</strong>l pilote los elementos y todo lo relacionado (cargasy características <strong>de</strong> los materiales) y los parámetros geotécnicos <strong>de</strong>l terreno pue<strong>de</strong>nser introducidos y modificados en el interior <strong>de</strong>l área <strong>de</strong> trabajo.1.2.Unidad <strong>de</strong> medidaUnidad <strong>de</strong> medidaEl programa permite operar, para las unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> medidas, con el sistema técnico ocon aquel internacional. Dicha opción pue<strong>de</strong> ser seleccionada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el menúPreferencias comando Opciones.Nota: La elección <strong>de</strong>l sist. <strong>de</strong> medida tiene que ser realizadaantes <strong>de</strong> generar el archivo <strong>de</strong> trabajo; una vez seleccionada una<strong>de</strong>terminada medida para un proyecto no podrá ser cambiadaluego.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
ConversionesCAPII
72.ConversionesConversionesCargasPara las conversiones sobre carga se hacer referencia a la siguiente figura:Convención positiva <strong>de</strong> cargasMovimientosPositivos si son dirigidos hacia la <strong>de</strong>recha.RotacionesPositivas en sentido horario.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
MenúCAPIII
93. Menú3.1. Menú ArchivoMenu ArchivoEl menú Archivo compren<strong>de</strong> principalmente todas las funciones relativas a la gestión<strong>de</strong> los proyectos, ya sea abrirlos, cerrarlos, archivos guardados e impresión.NuevoPermite crear un nuevo proyecto. El comando pue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong>herramientas Standard.AbrirAbre un proyecto existente ya elaborado y guardado en formato .P<strong>MP</strong>. El comandopue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientas Standard.GuardarGuarda los datos introducidos en el proyecto actual. El comando pue<strong>de</strong> ser activado<strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientas Standard.Guardar como...Guarda el proyecto con otro nombre.Creación proyecto guiadoPermite la creación <strong>de</strong> nuevos archivos en forma rápida, dando las pautas iniciales <strong>de</strong>lproyecto. La creación es condicionada a la elección <strong>de</strong> la unidad <strong>de</strong> medida, dichaselección pue<strong>de</strong> ser realizada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el menú Preferencias >> Opciones.Configurar impresoraPermite seleccionar impresora, la calidad <strong>de</strong> impresión y la posición <strong>de</strong> la hoja.vista preliminar9Proyectos recientesEs posible seleccionar uno <strong>de</strong> los tres últimos proyectos utilizados.SalirSalir <strong>de</strong>l programa.3.1.1.Vista preliminarMenú Archivo: Vista preliminarEs posible una vista preliminar <strong>de</strong> toda la zona <strong>de</strong> trabajo (worksheet). El comandopue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientas Standard.En esta fase es posible utilizar algunas opciones, estas son:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
10<strong>MP</strong>MoverMueve todo el diseño en el área <strong>de</strong> impresión <strong>de</strong>finidas por el tamaño <strong>de</strong> la hoja.ImprimirImprime la vista actual.Ver referenciasVisualiza líneas <strong>de</strong> referencia (la visualización es solo a vi<strong>de</strong>o no va imprimido) enhorizontal y vertical útil para colocar el diseño a imprimir., Permite agrandar o reducir la escala <strong>de</strong>l diseño antes <strong>de</strong> imprimir. La escala <strong>de</strong>impresión pue<strong>de</strong> ser digitada directamente en la casilla adjunta.Adaptar a la páginaAdapta la escala <strong>de</strong> impresión a las dimensiones <strong>de</strong> la hoja ya seleccionada en laconfiguración <strong>de</strong> impresión.SalirPermite salir <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> datos. La función se activa solo sobre elmismo número <strong>de</strong> niveles <strong>de</strong>l comando Undo.CopiarCopia en los apuntes el diseño contenido en el área <strong>de</strong> trabajo actual. Esta opciónresulta bastante útil si se quiere pegar el bitmap copiado en cualquier archivo editor(Word, Work, etc) para integrar la relación <strong>de</strong> cálculo con imágenes <strong>de</strong> varias fases <strong>de</strong>cálculo <strong>de</strong>l programa. El comando pue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientasStandard.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
113.3.Menú FormatoMenú FormatoGestión textosEl comando permite la gestión <strong>de</strong> la fuente y las dimensiones <strong>de</strong>l textorespectivamente, <strong>de</strong> la leyenda, estratigrafía y <strong>de</strong> las cotas.Gestión leyendasAmbiente para la gestión <strong>de</strong> textosSe pue<strong>de</strong>n seleccionar las características mecánicas <strong>de</strong> la visualización en la leyendaestratigráfica.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
12<strong>MP</strong>3.4.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 <strong>de</strong> zoom <strong>de</strong>lprograma aumentan o reducen las dimensiones <strong>de</strong> la imagen visualizada en el área<strong>de</strong> diseño.Zoom ventanaA través <strong>de</strong> zoom ventana es possible agrandar rápidamente un área o los ángulosque la <strong>de</strong>finen. La región seleccionada por lo ángulos viene centrada en la nuevavisualización. El comando pue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientasStandard.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
13Zoom dinámicoEjecuta un zoom interactivo a través <strong>de</strong> una extensión <strong>de</strong>l diseño. Durante la fase<strong>de</strong> zoom dinámico el cursor asume la forma <strong>de</strong> lupa con los signos (+) y (-).Manteniendo presionado el pulsante <strong>de</strong> selección <strong>de</strong>l punto central <strong>de</strong> la ventana ymoviéndose verticalmente hacia la parte superior <strong>de</strong> la ventana, se aplica un factor<strong>de</strong> zoom <strong>de</strong>l 100%. Al contrario, teniendo presionado el pulsante <strong>de</strong> selección en elpunto central <strong>de</strong> la ventana y moviéndose verticalmente hacia abajo <strong>de</strong> laventana, se aplica un zoom en alejamiento <strong>de</strong>l 100%. Al soltar el pulsante <strong>de</strong>selección, el zoom, se interrumpe. El comando pue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra<strong>de</strong> herramientas Standard.Zoom AnteriorActiva la visual prece<strong>de</strong>nte. El comando pue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong>herramientas Standard.Zoom TodoVisual completa <strong>de</strong>l proyecto <strong>de</strong> trabajo en el interior <strong>de</strong>l área <strong>de</strong> diseño.Nota: El zoom no modifica las dimensiones reales <strong>de</strong>l diseño, simplementeofrece una visual más <strong>de</strong>tallada <strong>de</strong>l trabajo. El comando se pue<strong>de</strong> activar<strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientas standard.MoverPara una panorámica interactiva, presionar el pulsante <strong>de</strong> selección <strong>de</strong>l dispositivo y<strong>de</strong>splazar el diseño a una nueva posición. El comando pue<strong>de</strong> ser activado <strong>de</strong>s<strong>de</strong> labarra <strong>de</strong> herramientas Standard.LeyendaPermite elegir si visualizar o no la leyenda estratigráfica.CotasA través <strong>de</strong> dicho comando será posible visualizar o no las cotas en el diseño.Ocultar estratigrafíaEs posible escon<strong>de</strong>r 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 <strong>de</strong> materialesMenú archivo <strong>de</strong> materialesA este archivo hace referencia todas las secciones <strong>de</strong> los elementos estructuralesprevistos por el programa. Los datos que aparecen en las tablas por <strong>de</strong>fault pue<strong>de</strong>nser modificados y no constituyen algún vínculo para el proyectista, en cuanto el único© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
14<strong>MP</strong>responsable <strong>de</strong> los valores asumidos. Las unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> medida <strong>de</strong> todos los datos sonexplícitamente indicados.Nota: Los materiales existentes no pue<strong>de</strong>n ser cancelados, solo se pue<strong>de</strong>nmodificar o agregar otros nuevos.Datos concretosClase: la clase <strong>de</strong>l concreto tiene que tener la <strong>de</strong>nominación normalizadacomprendida entre aquellas indicadas en las tablas específicas al § 4.1 <strong>de</strong>l NTC(Italia).f c k, cubos [<strong>MP</strong>a]: es la resistencia característica a compresión medida en ensayoscúbicosR c kal cual hacer referencia en se<strong>de</strong> <strong>de</strong> proyecto.E c m[<strong>MP</strong>a]: módulo elástico <strong>de</strong>l concreto, es aquel que pue<strong>de</strong> emplearse en se<strong>de</strong><strong>de</strong> proyectación igual a 22000 [(f c k+8)/10] 0 .3 [N/mm²].f c k[<strong>MP</strong>a]: es la resistencia cilíndrica característica a compresión que <strong>de</strong>l restoaparece como primer término en la <strong>de</strong>nominación normalizada <strong>de</strong> la clase. Porejemplo en la clase C20/25 f c k= 20 <strong>MP</strong>a e R c k=25 <strong>MP</strong>a. Para pasar <strong>de</strong> 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 <strong>MP</strong>a valormayor <strong>de</strong> aquel (20 <strong>MP</strong>a) expuesto en la <strong>de</strong>nominación <strong>de</strong> la clase. Se <strong>de</strong>ja alproyectista, por lo tanto la <strong>de</strong>cisión <strong>de</strong> que valor asumir: si aquel más conservativoindicado en la <strong>de</strong>nominación <strong>de</strong> la clase o aquel indicado en la <strong>de</strong>nominaciónnormalizada.f c d[<strong>MP</strong>a]: es la resistencia <strong>de</strong> cálculo <strong>de</strong>l conglomerado igual a a c c·f c k/ cin cuic ces le coef. <strong>de</strong> reducción para las resistencias <strong>de</strong> larga duración y por norma vale0.85 e c= 1.50 es el coeficiente parcial <strong>de</strong>l hormigón. Para los elementos planos(pare<strong>de</strong>s etc.) con espesores menores <strong>de</strong> 5 cm y realizados en obra el valor <strong>de</strong> f c dva reducido <strong>de</strong>l 20%.f c td[<strong>MP</strong>a]: es la resistencia <strong>de</strong> cálculo a tracción igual a: f c tk/ c= 0.7 f c tm/ cf c tm[<strong>MP</strong>a]: es la resistencia promedio a tracción igual a 0,3 f c k2 /3Poisson: el valor <strong>de</strong>l coeficiente. m <strong>de</strong> Poisson pue<strong>de</strong> variar <strong>de</strong> 0 (hormigónfisurado) a 0.2 (hormigón no fisurado). El programa utiliza dicho coeficiente para elcálculo <strong>de</strong>l módulo elástico tangencial G = 0.50 · E c m(1+m)© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
15P.S. [KN/m³] : peso específico <strong>de</strong>l hormigón armado. Es visualizado por le programapara el cálculo <strong>de</strong> los pesos propios <strong>de</strong>l elemento estructural.Datos AcerosTopo acero: para pilotes en hormigón armado ordinario generalmente se utiliza el tipo<strong>de</strong> acero <strong>de</strong>nominado B450C cuyos valores nominales <strong>de</strong> tensión <strong>de</strong> fluencia yruptura a utilizar si son, respectivamente f y nom= 450 N/mm² e f t nom= 540 N/mm²E s[<strong>MP</strong>a]: módulo elástico generalmente asumido igual a 2000000 Kg/cm²f yk[<strong>MP</strong>a]: tensión característica <strong>de</strong> fluencia asumida en base <strong>de</strong> proyecto igual aaquella nominal (450 N/mm²)f yd[<strong>MP</strong>a]: tensión <strong>de</strong> fluencia <strong>de</strong> cálculo asumida in base <strong>de</strong> proyecto igual a f yk/ s=450/1.15= 391,3 N/mm² siendo el coeficiente parcial <strong>de</strong>l acero s= 1.15f tk[<strong>MP</strong>a]: tensión característica <strong>de</strong> ruptura asumida en base <strong>de</strong> proyecto igual aaquella nominal (540 N/mm²)f td[<strong>MP</strong>a]: tensión <strong>de</strong> ruptura <strong>de</strong> cálculo asumida en base <strong>de</strong> proyecto. Pue<strong>de</strong> serasumida igual a f ydo igual a f yd·k con k = f t/ f y.Esta relación no pue<strong>de</strong> ser inferior a1.15 ni superior a 1.35 (11.3.2.1 NTC). Pru<strong>de</strong>ncialmente, por lo tanto pue<strong>de</strong> asumir k =1.15: <strong>de</strong>formación unitaria característica a ruptura. Su valor no pue<strong>de</strong> ser inferior ap_tk0.075.pd_ult : <strong>de</strong>formación última <strong>de</strong> cálculo igual a ud = 0.9 uk.1· 2 inicial.: coeficiente <strong>de</strong> adhesión acero hormigón a la primera aplicación <strong>de</strong> lacarga. Es utilizada por el programa para la verificación <strong>de</strong> las aberturas <strong>de</strong> las fisurasen las combinaciones raras <strong>de</strong> ejercicio (SLE)1· 2 fin.: Coeficiente <strong>de</strong> adhesión acero hormigón para cargas <strong>de</strong> larga duración. Esutilizada por el por el programa en la verificación <strong>de</strong> abertura <strong>de</strong> fisuración <strong>de</strong> lascombinaciones frecuentes y casi-permanentes <strong>de</strong> ejercicio (SLE)Parámetros estados límite <strong>de</strong> ejercicio (Abert. fisuraciones - Tensionesnormales)Apert. fess. [mm]: En esta columna se encuentran los valores límites <strong>de</strong> las aberturasfisuras según <strong>de</strong>l estado límite y <strong>de</strong> las condiciones ambientales fijadas (estas últimasson indicadas en la ventana <strong>de</strong> Dat os Ge ne rale s).S.cls [aliq. fck]: tensión límite <strong>de</strong>l hormigón en ejercicio expresada como alícuota <strong>de</strong>las tensión característica <strong>de</strong> ruptura <strong>de</strong>l hormigónS.fe [aliq. fyk]: tensión límite <strong>de</strong>l acero en ejercicio expresada como alícuota <strong>de</strong> latensión característica <strong>de</strong> ruptura <strong>de</strong>l acero© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
16<strong>MP</strong>por <strong>de</strong>fault 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 <strong>de</strong>datos.Datos generales 17La selección <strong>de</strong> este comando visualiza una ventana <strong>de</strong> diálogo en la cual introducirlos datos generales <strong>de</strong> proyecto.Pilote <strong>de</strong> cimentaciónEl comando tiene que ser seleccionado para el cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga y elasiento <strong>de</strong> un pilote. La selección <strong>de</strong> este comando se activa <strong>de</strong>s<strong>de</strong> Datos Pilotes.Barrenado/HincadoSi se ha seleccionado el cálculo <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga y elasiento <strong>de</strong> un micropilote. La selección <strong>de</strong> este comando se activa <strong>de</strong>s<strong>de</strong> Datosmicropilotes.Jet GroutingSon pilotes sin armadura formados por lechada y hormigón.Acción sísmica 29Seleccionar dicho comando si se quiere consi<strong>de</strong>rar el sismo. La acción sísmica sobrepilotes induce doble efecto <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> la punta y <strong>de</strong>intervención <strong>de</strong> los momentos cinemáticos. Sobre micropilotes el efecto es solorelativo a la aparición <strong>de</strong> estas últimas solicitaciones adicionales, siendo lacapacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> punta sin valorizar.[****] 35Datos Pilotes 35Datos micropilotesDatos Jet Grouting43Características geotécnicas25Geometría terreno y nivel freático 49Muestra una ventana <strong>de</strong> diálogo para introducir la cota <strong>de</strong>l nivel freático a partir <strong>de</strong>lplano campo.Cargas51© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
17Muestra una ventana <strong>de</strong> diálogo para introducir las cargas en la cima <strong>de</strong>l pilote omicropilote. (Ver también Cálculo Estructural 61 )Importar penetrometrías <strong>de</strong> Dynamic....El software interactúa con las aplicaciones Dynamic Probing, Static Probing eStratigrapher producidos por <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>, respectivamente, en la elaboración<strong>de</strong> ensayos penetrométricos dinámicos, estáticos y sobre la creación <strong>de</strong> columnasestratigráfica; para importar una estratigrafía construída con Dynamic o StaticProbing seleccionar el comando <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> herramientas o <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el menúDatos, colocar el cursor <strong>de</strong>l mouse sobre el nivel <strong>de</strong>l plano campo y hacer click; seabrirá una ventana para la elección <strong>de</strong>l archivo por importar . Naturalmente dichoarchivo tiene que ser anteriormente exportado por la aplicación correspondiente através <strong>de</strong>l 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 <strong>de</strong>l número y/o la columna estratigráfica.3.6.1.Datos GeneralesDatos generalesEn esta ventana se confieren los datos <strong>de</strong>l proyecto: los mismos representan unapunte y son datos que serán memorizados sucesivamente y en la relación <strong>de</strong> cálculogenerada con el comando Exportar en RTF.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
18<strong>MP</strong>Datos generalesDescripciónIntroducir una <strong>de</strong>scripción sintética <strong>de</strong>l trabajo realizado: este datos no es <strong>de</strong>relevancia.ProyectistaIntroducir el nombre <strong>de</strong>l proyectista: este datos no es <strong>de</strong> relevancia.FechaIntroducir la fecha: Hacer doble click para ir al calendario y seleccionar la fecha.TipologíaElegir entre los distintos tipos <strong>de</strong> elementos por calcular (recuadro rojo): Pilotehincado, barrenado, micropilote Jet grouting.NormativaSeleccionar el tipo <strong>de</strong> normativa por aplicar para las verificaciones geotécnicas y paraaquellas estructurales (recuadro ver<strong>de</strong>). La elección inicia los datos para el cálculo.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
193.7.Menú cálculoMenú CálculoEn este menú son agrupados todos los comandos relativos al cálculo y a losresultados.Cap. <strong>de</strong> carga vert. fórmulas estáticasSeleccionando este comando va realizado el cálculo y visualizadas los las tablasresumidas <strong>de</strong> los resultados. Ver también § Cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga 54 .AsientosLa selección <strong>de</strong> este comando permite realizar el cálculo <strong>de</strong> los asientos. Ver también §Cálculo asientos 58 .Cálculo estructuralCon este comando se visualizan los resultados <strong>de</strong>l cálculo estructural. Ver tambiénCálculo estructural 61 .Diagrama solicitaciones 71Visualiza los diagramas <strong>de</strong> las solicitaciones.Carga crítica inestabilidad 89Para elementos estructurales bajo cargas axiales, es posible realizar la verificación <strong>de</strong>inestabilidad lateral.Gráficos micropilotesPara la tipología Micropilote se muestran gráficos <strong>de</strong> los diagramas <strong>de</strong> las tensionestangenciales normales <strong>de</strong>l bulbo. Ver la siguiente figura:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
20<strong>MP</strong>Hierros ejecutivosVisualiza las armaduras. Para los mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> cálculo utilizados, consultar Hierrosejecutivos 65 .Capacidad <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicas 73Visualiza el ambiente para el cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga con las fórmulasdinámica.Capacidad <strong>de</strong> carga grupoPara calcular la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> una palificada constituída por m·n pilotesdispuestos en m columnas y n renglones, la formulación propuesta es:don<strong>de</strong>:Q lim pes la capacidad <strong>de</strong> cargaQ lim pal= Q lim p·m·n·eficiencia <strong>de</strong>l grupo calculadaPara calcular la eficiencia ver Capacidad <strong>de</strong> carga grupo 76 .© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
21Computo métrico3.8.Menú ExportarMenú ExportarExportar en formato RTF (Imprimir relación)Edita la relación <strong>de</strong> cálculo y la guarda en formato RTF. El editor <strong>de</strong> texto en el cualaparece la relación <strong>de</strong> cálculo es dotada por ciertos comandos que permiten modificarlos textos (formato, font, copiar, pegar,etc).Exportar DXFCrea el archivo DXF <strong>de</strong> la imagen <strong>de</strong>l área <strong>de</strong> trabajo. El archivo va exportado con lapropiedad <strong>de</strong>finida en el comando Opciones <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el menú Preferencias.Exportar bitmapCrea el archivo .B<strong>MP</strong> <strong>de</strong> la imagen que aparece a vi<strong>de</strong>o.3.9.Menú PreferenciasMenú PreferenciasEn este menú se da la posibilidad al <strong>usuario</strong> <strong>de</strong> personalizar el área <strong>de</strong> trabajo losoutput (relación y dxf), el sistema <strong>de</strong> unidad <strong>de</strong> medida.Opciones21Elección <strong>de</strong>l idiomaLa selección <strong>de</strong> este comando visualiza una ventana <strong>de</strong> diálogo en el cual se muestranlas opciones <strong>de</strong>l idioma y <strong>de</strong>l funcionamiento <strong>de</strong>l software (Italiano, Inglés, Español).3.9.1.OpcionesMenú Preferencias: OpcionesDes<strong>de</strong> esta ventana <strong>de</strong> diálogo es posible impostar las siguientes propieda<strong>de</strong>s:Área <strong>de</strong> trabajoColoresSe pue<strong>de</strong>n elegir los colores <strong>de</strong> fondo y las líneas <strong>de</strong>l área <strong>de</strong> trabajo.Textura© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
22<strong>MP</strong>Muestra la posición bmp <strong>de</strong> las texturas litológica. Por <strong>de</strong>fault el recorrido <strong>de</strong>instalación <strong>de</strong> las texturas son: C:\Programas\Geostru\Texture\....GráficaEs posible impostar el espesor <strong>de</strong> las líneas en el área <strong>de</strong> trabajo, la tolerancia <strong>de</strong>lcursor y el paso <strong>de</strong> la grilla (la grilla pue<strong>de</strong> ser activada o <strong>de</strong>sactivada haciendo dobleclick sobre la Barra <strong>de</strong> Estado).SalidasParámetros DXFPermite elegir la carpeta <strong>de</strong> exportación <strong>de</strong> los archivos DXF (Ver Menú Exportar enMenú Datos), la gran<strong>de</strong>za <strong>de</strong>l texto en el DXF y el factor <strong>de</strong> escala;Salidas en formato textoPermite impostar los márgenes <strong>de</strong> las páginas <strong>de</strong> relación, el formato <strong>de</strong> las tablas <strong>de</strong>output <strong>de</strong> los resultados (celas, colores bor<strong>de</strong> y fondo), a<strong>de</strong>más la inclusion <strong>de</strong> lasnotas teóricas en la relación <strong>de</strong> cálculo y el título y encabezado <strong>de</strong> la misma.Unidad <strong>de</strong> medidaSistemaElegir <strong>de</strong> trabajar con el sistema técnico (Kg/cmq, Kg/mc, m, ecc) o con aquelinternacional (KN/mq, KN/mc, MN, ecc).Nota: La elección <strong>de</strong>l sist. <strong>de</strong> medida tiene que ser realizada antes <strong>de</strong> generar elarchivo <strong>de</strong> trabajo; una vez seleccionada una <strong>de</strong>terminada medida para un proyectono podrá ser cambiada luego.Datos sociedadEs posible introducir los datos <strong>de</strong> la sociedad a incluir en la relacion.GuardarPermite impostar y el lapso <strong>de</strong> tiempo con el cual guardar en automático el proyecto.3.10. Menú AyudaMenú AyudaAyudaEste comando visualiza el comando Ayuda sobre las funciones útiles <strong>de</strong>l programa.Información sobre el programaMuestra una ventana con la versión <strong>de</strong>l programa.Geostru On line© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
23Si hay conexión a internet pasa a una aplicación online para la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> losparámetros sísmicos.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Características geotécnicasCAPIV
254.Características geotécnicasTerreno: Características geotécnicasCon este comando son reunidos todos los datos relacionados a la caracterizacióngeotécnica <strong>de</strong>l terreno en los cuales se admiten el micropilote y el pilote.Estratigrafía terreno y verticales por estudiarCon la entrada en vigor <strong>de</strong> la nueva normativa el programa calcula la capacidad <strong>de</strong>carga <strong>de</strong>l micripilote para más <strong>de</strong> una estratigrafía o vertical <strong>de</strong> estudio: generalmente,un mayor número <strong>de</strong> verticales <strong>de</strong> estudio favorece una correcta <strong>de</strong>finición <strong>de</strong> laestratigrafía en ventaja <strong>de</strong> una evaluación más atendible <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> cargalímite.En el cuadro rojo comos e muestra en la figura <strong>de</strong> arriba va introducido el número <strong>de</strong>estratigrafías disponibles y la actual visualizada: en base al número <strong>de</strong> estratigrafíasintroducido sera posible elegir aquella actual para la introducción <strong>de</strong> los parámetrosnecesarios y su caracterización mecánica.En el cuadro azul como se muestra en la figura <strong>de</strong> arriba, asignando el nombre <strong>de</strong> laestratigrafía actual y va precisando si la estratigrafía va consi<strong>de</strong>rada o no en elcálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga: el número <strong>de</strong> verticales estudiadas inci<strong>de</strong> sobre elcoeficiente <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> la resistencia original característica <strong>de</strong>l terreno (verCarga limite en Cálculo)Cada estratigrafía va <strong>de</strong>finida caracterizada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista mecánico con losparámetros característicos: los parámetros geotécnicos por introducir tendrán que seratribuidos a partir <strong>de</strong>l estrato más superficial a aquel más profundo:Nr© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
26<strong>MP</strong>Número <strong>de</strong> or<strong>de</strong>n <strong>de</strong>l estrato 1, 2, 3, 4, etc.DBDatabase <strong>de</strong> terrenos con relativas características geotécnicas.HsEspesor <strong>de</strong>l estrato. El espesor <strong>de</strong> cada estrato pue<strong>de</strong> ser modificado, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el área<strong>de</strong> trabajo: ubicarse con el mouse sobre el punto central <strong>de</strong> pasaje <strong>de</strong> una tipología aotra (punto <strong>de</strong> enganche marcado en azul) y manteniendo presionado el pulsantellevar el estrato a una nueva posición. Aparece una ventana <strong>de</strong> diálogo en la cual essolicitada introducir el nuevo espesor.EpsInclinación <strong>de</strong> estrato en grados, positiva si es anti-horaria. En manera análoga a lamodificación <strong>de</strong> los estratos es posible variar la inclinación común click <strong>de</strong>l mousesobre los puntos <strong>de</strong> enganche laterales (ver Hs ).Peso específicoPeso específico <strong>de</strong>l estrato en la unidad <strong>de</strong> medida especificada; en presencia <strong>de</strong>terreno sumergido en nivel freático introducir el peso específico en la casilla sucesiva.Peso especifico saturadoPeso especifico saturado <strong>de</strong>l estrato en la unidad <strong>de</strong> medida especificada.cCohesion <strong>de</strong>l terreno en la unidad <strong>de</strong> medida especificada. En presencia <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> resistencia <strong>de</strong>l terreno en grados; en presencia <strong>de</strong> nivelfreático introducir el parámetro eficaz. Para el análisis sin drenaje, el ángulo <strong>de</strong>rozamiento va consi<strong>de</strong>rado 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 <strong>de</strong> un pilote. Tal fenómeno viene computado si esen presencia <strong>de</strong> micropilotes. Para más información consultar las notas teóricas.Condición sin drenajeSeleccionar la opción <strong>de</strong> condiciones sin drenaje relativamente al estrato para el cualvale tal condición.Módulo elásticoMódulo elástico <strong>de</strong>l estrato. Tal valor es necesario para el cálculo <strong>de</strong> los asientos.VsVelocidad <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> corte para el estrato consi<strong>de</strong>rado. La Vs es indispensable parael cálculo <strong>de</strong> la interacción cinemática pilote-terreno (ver Momentos cinemáticos enAcción sísmica)AlfaCoeficiente <strong>de</strong> adhesión para la intervención <strong>de</strong> la adhesión <strong>de</strong> la superficie lateral <strong>de</strong>l© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
27pilote o micropilote. El valor <strong>de</strong> este parámetro pue<strong>de</strong> ser introducido por elección <strong>de</strong>l<strong>usuario</strong> o calculado en automático por el programa eligiendo uno <strong>de</strong> los varios autoresmostrados (Caquot-Kerisel, Meyerhof e Murdock, Whitaker-Cooke, Woodward) en elcaso <strong>de</strong> pilotes barrenados o <strong>de</strong> micropilotes. Para los pilotes hincados el coeficientecalculado en automático es función <strong>de</strong>l range <strong>de</strong> valores <strong>de</strong> la cohesión. Para másinformación consultar las notas teóricas.TexturUbicarse en esta casilla y hacer un click en el pulsante visualizado en el interior <strong>de</strong>esta casilla con tres puntos, aparecerá una ventana con la paleta <strong>de</strong> colores paraelegir uno y asociarlo al estrato correspondiente. Otra alternativa es seleccionar unatextura <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el panel <strong>de</strong>recho 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 <strong>de</strong>estudio pue<strong>de</strong> serimportada por losprogramas <strong>de</strong>elaboración <strong>de</strong>ensayospenetrométricosestáticos y dinámicoscon el comandoImportarPenetrométricas <strong>de</strong>Dynamic.... (ver MenúDatos 17 ).© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Acción sísmicaCAPV
295.Acción sísmicaAcción sísmicaLas acciones sísmicas <strong>de</strong> proyecto se pue<strong>de</strong>n evaluar con:D.M. 8829OPCM 3274Eurocódigo 8NTC 2008323031En presencia <strong>de</strong> la acción sísmica la respuesta <strong>de</strong>l pilote es el resultado <strong>de</strong> unacompleja interacción terreno-pilote, <strong>de</strong> difícil interpretación a causa <strong>de</strong> fenómenos nolinear en el terreno y <strong>de</strong> los efectos cinemáticos asociados al moto <strong>de</strong>l terreno.Generalmente, a las solicitaciones trasmitidas por la sobre-estructura se agreganaplicando el principio <strong>de</strong> sobre-posición <strong>de</strong> los efectos, aquellos <strong>de</strong>rivados por lainteracción cinemática que produce en los pilotes las solicitaciones adicionales que<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n principalmente <strong>de</strong> la rigi<strong>de</strong>z relativa <strong>de</strong>l pilote-terreno.Respecto a la literatura existente, con respecto a este tipo <strong>de</strong> studios, surge que enel caso <strong>de</strong> pilote sumergido en terrenos estratificados, la solicitación <strong>de</strong> flexión recibeun importante aumento en proximidad <strong>de</strong>l interfaz entre estratos <strong>de</strong> diferentesrigi<strong>de</strong>zas y tal aumento es tan mayor cuanto cuanto mayor sea el contraste rigi<strong>de</strong>z.En algunos casos el valor <strong>de</strong>l momento producido por este efecto pue<strong>de</strong> superar aquel<strong>de</strong> los pilotes en cabeza en presencia <strong>de</strong> encastre.De un análisis <strong>de</strong> numerosos resultados, Nikolaou y otros, 2001,ha propuesto unarelación que consiste en calcular, en forma aproximada, el momento flectente máximoen correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l interfaz entre dos estratos <strong>de</strong> distintas rigi<strong>de</strong>zas, encondiciones <strong>de</strong> moto estacionario con frecuencia próxima a la frecuencia fundamental<strong>de</strong>l <strong>de</strong>pósito don<strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> las ondas <strong>de</strong>corte en dos estratos; E 1es el módulo <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong>l estrato superior <strong>de</strong>l terreno.Los momentos evaluados según la expresión <strong>de</strong> Nikolaou son indicados en la secciónMomentos cinemáticos presentes en el cálculo estructural.Estas solicitaciones extras son calculadas por el programa solo si el número <strong>de</strong>estratos es superior a 1, han sido introducidas las velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> onda <strong>de</strong> corte y siha sido introducida la acción sísmica.5.1.DM88Normativa sísmica: DM '88© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
30<strong>MP</strong>La aplicación D.M. 88 y sucesivas modificaciones e integraciones es consentidamediante la introducción <strong>de</strong>l coeficiente sísmico horizontal Kh (Kv = 0) en función <strong>de</strong>las 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 <strong>de</strong> intensidad sísmicaCS 2100S: Grado <strong>de</strong> sismicidad (S =2)R: Coeficiente <strong>de</strong> respuestaI: Coeficiente <strong>de</strong> 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:KKhvSagg0,5KhDon<strong>de</strong>:a g: es la aceleración máxima prevista al sitioS: factor que <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> suelo según el esquema:Suelo <strong>de</strong> tipo A - S=1; Suelo bastante rígido;© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
31Suelo <strong>de</strong> tipo B - S=1.25, Depósitos bastante <strong>de</strong>nsos o arcillas bastantesconsistentes;Suelo <strong>de</strong> tipo C - S=1.25, Depósitos medianamente <strong>de</strong>nsos o arcillas <strong>de</strong> consistenciamedia;Suelo <strong>de</strong> tipo D - S=1.35, Depósitos <strong>de</strong> terrenos granulosos sueltos o poco <strong>de</strong>nsos;Suelo <strong>de</strong> tipo E - S=1.25, Perfiles <strong>de</strong> terreno constituidos por estratos superficialesaluvionales;Para cimentaciones en talu<strong>de</strong>s con inclinación superior a 15° y <strong>de</strong>snivel superior a 30m, la acción sísmica tiene que ser incrementada multiplicándola por el coeficiente <strong>de</strong>amplificación topográfica ST:--ST = 1,2 para sitios en proximidad <strong>de</strong> la pestaña superior <strong>de</strong> talu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> graninclinación aislados;ST = 1,4 para la suma <strong>de</strong> los perfiles topográficos teniendo como largo en cabezainferior al ancho a la base y pen<strong>de</strong>ncia promedio > 30°; ST = 1,2 para sitios <strong>de</strong>lmismo tipo pero <strong>de</strong> pen<strong>de</strong>ncia promedio inferior.5.3.Eurocódigo 8Normativa sísmica: Eurocódigo 8Para la aplicación <strong>de</strong>l Eurocódigo 8 (proyectación geotécnica en campo sísmico) elcoeficiente sísmico horizontal es <strong>de</strong>finido <strong>de</strong> la siguiente manera:KKhVagR0,5gIKhSdon<strong>de</strong>:a gR: aceleración <strong>de</strong> pico <strong>de</strong> referencia sobre suelo rígido emergente,γI: factor <strong>de</strong> importancia,S: soil factor y <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> terreno (<strong>de</strong> A a E).a ga gRIes “<strong>de</strong>sign ground acceleration on type A ground”.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
32<strong>MP</strong>5.4.NTC 2008Normativa sísmica: NTC 2008Las normas técnicas <strong>de</strong> la construcción italianas (NTC 2008) calculan los coeficientesK he K ven pen<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> varios factores:KKhvagmax0,5KhDon<strong>de</strong>:a maxaceleración horizontal máxima prevista al sitio;g aceleración <strong>de</strong> gravedad;Todos los factores presentes en las fórmulas <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n <strong>de</strong> la aceleración máximaprevista por el sitio <strong>de</strong> referencia rígida y <strong>de</strong> las características geomorfológicas <strong>de</strong>lterritorio:a maxSSSTagdon<strong>de</strong>:S s(efecto <strong>de</strong> amplificación estratigráfica): es función <strong>de</strong> F 0(Factor máximo <strong>de</strong>amplificación <strong>de</strong>l espectro en aceleración horizontal) y <strong>de</strong> la categoría <strong>de</strong> suelo (A, B,C, D, E).S T(efecto <strong>de</strong> amplificación topográfica) para las cimentaciones en proximida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>talu<strong>de</strong>s. Los valores <strong>de</strong> S Tcambian con el cambiar <strong>de</strong> las cuatro categoríastopográficas introducidas:T1 (ST = 1.0) - Superficie plana, talu<strong>de</strong>s y talu<strong>de</strong>s inclinadas promedios a 15°T3 (ST =1.20) - Relieves con ancho en cima menor a la base e inclinación promedio <strong>de</strong>15°
33TRVln 1RPV RCon VR vida <strong>de</strong> referencia <strong>de</strong> la PVR Probabilidad <strong>de</strong> superación, en la vida <strong>de</strong>referencia, asociada al estado límite consi<strong>de</strong>rado. La vida <strong>de</strong> referencia <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> lavida nominal <strong>de</strong> la construcción y <strong>de</strong> la clase <strong>de</strong> uso <strong>de</strong> la construcción (en línea conlo previsto en el punto 2.4.3 <strong>de</strong>l NTC). En cada caso VR tendrá que ser mayor o iguala 35 años (V R= V NC U- El valor <strong>de</strong>l coeficiente <strong>de</strong> uso C Ues <strong>de</strong>finido al variar <strong>de</strong> laclase <strong>de</strong> uso <strong>de</strong> la estructura).© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
PiloteCAPVI
356.PilotePilote: TipologíasTipos <strong>de</strong> pilotes para tecnología ejecutivaPilotes BarrenadosSi se trata <strong>de</strong> pilotes ubicados en obra antes <strong>de</strong> la ejecución <strong>de</strong> un foro conexportación <strong>de</strong>l terreno. Se diferencian <strong>de</strong> entre ellos por las distintas modalida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>barrenados y <strong>de</strong> estabilización <strong>de</strong> las pare<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l foro. Los pilotes barrenados,especialmente los <strong>de</strong> gran diámetro, son generalmente perforados con aparatos arotación, sosteniendo las pare<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l foro, don<strong>de</strong> es necesario, con lodosbentoníticos.Los pilotes barrenados y con hélice continua pertenecen a la categoría <strong>de</strong> pilotesbarrenados con exportación parcial <strong>de</strong>l terreno. La perforación va realizada a través<strong>de</strong> un hélice continuo <strong>de</strong> excavación. En esta fase <strong>de</strong> extracción se proce<strong>de</strong> con elllenado <strong>de</strong> la cavidad libre a través <strong>de</strong> cemento bombeado. Una vez extraído el hélicese proce<strong>de</strong> con la obra <strong>de</strong> la armadura metálica introducida en el hormigón todavíafresco.Dicha técnica, óptima para la ejecución <strong>de</strong> pilotes en áreas restringidas no necesitan<strong>de</strong> lodos bentoníticos o en proximidad <strong>de</strong> presencia gracias a la ausencia <strong>de</strong>vibraciones, a la no <strong>de</strong>compresión <strong>de</strong>l terreno y a un mínimo <strong>de</strong> molestia sonora,permite realizar pilotes <strong>de</strong> diámetro variable <strong>de</strong> 300 a 1200 mm por profundidad máxima<strong>de</strong> 25- 30 metros.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
36<strong>MP</strong>Pilote con hélice continua (CFA - Continuous Flight Auger)Pilotes hincadosCon esta tecnología ejecutiva los pilotes son hincados en la superficie sin laexportación <strong>de</strong> terreno. Pue<strong>de</strong>n ser prefabricados o realizados en la misma obra en elinterior <strong>de</strong> un tubo hincado en el terreno.Los pilotes hincados, en terrenos sin cohesión (arenas y gravas) <strong>de</strong>terminan una<strong>de</strong>nsamiento <strong>de</strong> estos, que mejora las características mecánicas. En los terrenos <strong>de</strong>granos finos (limas y arcillas) saturados, la energía va integralmente absorbida por elagua y <strong>de</strong> consecuencia sobre-presión intersticial y reducción <strong>de</strong> la resistencia eficaz.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
37Pilote barrenado en obra (Tipo Franki)6.1.Datos PilotePilote: Input - Datos PilotePara proce<strong>de</strong>r con un cálculo <strong>de</strong> un pilote, es necesario seleccionar el comando DatosPilotes <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el menú Datos.Los datos necesarios para la correcta conclusión <strong>de</strong>l cálculo son:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
38<strong>MP</strong>Tipo piloteElegir el tipo <strong>de</strong> pilote entre: pilote en hormigón armado, acero o ma<strong>de</strong>ra. Por cadatipo, elegir la tecnología <strong>de</strong> realización entre Hincado o barrenado.Para los Pilotes en ma<strong>de</strong>ra o en acero, el programa no realiza las verificacionesestructurales, solo <strong>de</strong>vuelve la capacidad <strong>de</strong> carga y las solicitaciones flectentes ycortantes y la <strong>de</strong>formada.Diámetro puntaIntroducir el diámetro <strong>de</strong>l pilote en la unidad <strong>de</strong> medida especificada; el diámetro vaextendido por todo el ancho <strong>de</strong>l pilote.LargoIntroducir el largo complesivo <strong>de</strong>l pilote en la unidad <strong>de</strong> medida solicitada.Saliente <strong>de</strong>l terrenoIndicar el largo <strong>de</strong>l pilote que sale <strong>de</strong>l terreno en la unidad <strong>de</strong> medida solicitada. Elvalor <strong>de</strong> tal gran<strong>de</strong>za es medida por la parte saliente que no interactúa con elterreno (Generalmente es utilizada en el caso <strong>de</strong> muelles): tal zona no esconsi<strong>de</strong>rada <strong>de</strong> importancia pata la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l pilote..Tronco-conicidadTal gran<strong>de</strong>za se activa solo en el caso <strong>de</strong> pilotes hincados, es <strong>de</strong>cir <strong>de</strong> pilotesprefabricados. Expresados en [%], el cual representa la variación <strong>de</strong>l radio <strong>de</strong>l pilotepor unidad <strong>de</strong>l largo, a partir <strong>de</strong>l diámetro asignado. Una tronco-conicidad <strong>de</strong>l 10%comporta un aumento <strong>de</strong>l radio, <strong>de</strong> la punta a la cabeza <strong>de</strong> 0,1 m por cada metro <strong>de</strong>llargo. Por lo tanto sobre un pilote <strong>de</strong> 10 m con diámetro 0,5 m, se obtiene un radiofinal <strong>de</strong> 1,25 m.Coeficiente <strong>de</strong> PoissonEl coeficiente <strong>de</strong> Poisson, es un dato necesario si se quieren evaluar los asientos.Esto se refiere don<strong>de</strong> apoya la punta <strong>de</strong>l pilote. Valores orientativos <strong>de</strong> tal gran<strong>de</strong>zason indicados pro el programa en el recuadro <strong>de</strong> informaciones (como se pue<strong>de</strong>observar en la siguiente figura)© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
39Datos pilotes - Coeficiente <strong>de</strong> PoissonDensidad relativa punta piloteIntroducir el valor <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsidad relativa <strong>de</strong>l estrato en el cual es introducida lapunta <strong>de</strong>l pilote. Este parámetro es necesario para evaluar la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>punta con el método <strong>de</strong> Vesic.Cap. <strong>de</strong> carga a la punta NqElegir un autor <strong>de</strong> entre los mencionados (Berezantev, Terzaghi, Janbu, Hansen eVesic) para el cálculo <strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> punta. Para más informaciónconsultar las notas teóricas.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
40<strong>MP</strong>Áng. roz. sucesivo al hincado (Fip)Elegir el valor <strong>de</strong>l ángulo <strong>de</strong> rozamiento para utilizar en el cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong>carga una vez realizado el pilote. Para pilotes hincados se aconseja adoptar unángulo p<strong>de</strong> cálculo igual a (3 4 p +10), mientras que para palos barrenados eshabitual disminuir el ángulo <strong>de</strong> rozamiento <strong>de</strong>l terreno <strong>de</strong> 3°; otra opción es elegirutilizar el parámetro p proprio <strong>de</strong>l terreno.K Cap. carga lateralElegir <strong>de</strong> entro los valores aquel por asignar a los coeficientes K para el cálculo <strong>de</strong> lacapacidad <strong>de</strong> carga lateral (<strong>de</strong>l 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 <strong>de</strong> 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 ma<strong>de</strong>ra (1).Ángulo roz. terreno-piloteElegir <strong>de</strong> entro los valores aquel para asignar a en el cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong>carga vertical lateral (fusto) <strong>de</strong>l pilote. Para pilotes barrenados generalmente se daun valor igual a p (áng. roz. <strong>de</strong>l 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 <strong>de</strong> hormigón y <strong>de</strong> acero para emplear en el cálculo:estos in<strong>de</strong>ntifican las resistencias <strong>de</strong> los materiales utilizados en el caso <strong>de</strong> pilote enhormigón armado. Si el pilote es en acero o ma<strong>de</strong>ra, ir a la sección Seccióngenérica.Sección con barrasEs esta sección se introducen los datos respectivos a la armadura con barras <strong>de</strong>lpilote en hormigón armado: para los pilotes en hormigón armado es posible solo laarmadura con barras.Cubierta barra, se entien<strong>de</strong> como la distancia medida a partir <strong>de</strong>l baricentro <strong>de</strong> lasbarras, que el número <strong>de</strong> hierros es interpretado por el programa como el númeromínimo <strong>de</strong> hierros a introducir: si aquel solicitado por las verificaciones es mayor, elprograma aumenta el número <strong>de</strong> barras hasta la verificación (punto interno al dominio<strong>de</strong> ruptura <strong>de</strong> la sección), realizando el control geométrico sobre todo el hierro.Si el número <strong>de</strong> hierros solicitados es inferior a aquel inicial el programa verifica lasección con el número <strong>de</strong> hierros asignado.En cada caso, viene siempre realizado el control sobre el porcentaje mínimo <strong>de</strong>armadura igual al 0,3% área <strong>de</strong>l hormigón y el pilote va armado sobre todo el largocon tal valor.Sección genérica© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
41Los datos solicitados re refieren a los pilotes en acero o ma<strong>de</strong>ra. Peso específicoy Módulo elástico se refieren al material por el cual es compuesto el pilote,mientras Área y Módulo <strong>de</strong> resistencia se refieren a la sección que reacciona a lassolicitaciones. El Momento <strong>de</strong> inercia es calculado por el programa: recordamos quela relación existente entre momento <strong>de</strong> inercia y módulo <strong>de</strong> resistencia es lasiguiente:IWy max(1)don<strong>de</strong>:I momento <strong>de</strong> inercia baricéntrico;W módulo <strong>de</strong> resistenciay maxdistancia <strong>de</strong> la fibra más lejana <strong>de</strong>l eje neutro.Para el pilote en acero con sección tubular recordamos que el módulo <strong>de</strong> resistenciaW es igual a:W4R4Rr40,0984D dD4don<strong>de</strong> R (o D) es el radio (o diámetro) externo <strong>de</strong>l tubular, mientras que r (o d) es elradio (o diámetro) interno <strong>de</strong>l tubo.Para dicha tipología <strong>de</strong> sección el área es expresada por2 2A R rCarga última horizontalLa evaluación <strong>de</strong> la carga límite última horizontal es necesaria cuando en presencia<strong>de</strong> pilote sugetado a carga trasversal. En este programa la valutación <strong>de</strong> la carga aruptura para pilotes sugetados a acciones horizontales y va tratada según la teoría<strong>de</strong> Broms. Con este tipo <strong>de</strong> tracción el terreno es supuesto homogéneo y con osin cohesión. En presencia <strong>de</strong> terrenos estratificados por el programa toma el terrenoa un medio homogéneo con parámetros mecánicos obtenidos por el promedio pesado,utilizando como peso el espesor <strong>de</strong>l estrato. En presencia <strong>de</strong> ángulo <strong>de</strong> resistencia alcorte que <strong>de</strong> 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 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
MicropiloteCAPVII
437.MicropiloteMicropilote: TipologíasSe <strong>de</strong>finen micropilotes a los pilotes barrenados <strong>de</strong> pequeño diámetro (D £ 250mm) realizados con herramientas y tecnologías particulares.Hay dos tipos fundamentalmente:RaízReproduce la técnica <strong>de</strong> los pilotes barrenados <strong>de</strong> diámetro mediopero el llenado va realizado a presión.TubifixVa realizado barra barrenados y llenados a través <strong>de</strong> un tubo <strong>de</strong>acero con válvula y fijados al terreno con cemento.Fases ejecutivas <strong>de</strong> un micropilote raízEn los micropilotes Tubifix la armadura es constituida por un tubo dotado <strong>de</strong>válvulas sin regreso con interejes 30-50 cm, ubicadas en correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>los estratos don<strong>de</strong> se quiera transferir la carga.La presencia <strong>de</strong> la vaina consiste en la inyección <strong>de</strong> la lechada con presionesque pue<strong>de</strong>n llegar hasta algunas <strong>de</strong>cenas <strong>de</strong> atm en correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> lasválvulas que comprimen el terreno creando una importante resistencia <strong>de</strong>rozamiento.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
44<strong>MP</strong>Fases ejecutivas <strong>de</strong> un micropiloteTubifix7.1.Datos micropilotesMicropilotes: Datos micropilotesPara el cálculo <strong>de</strong> un micropilote seleccionar el comando Micropilote <strong>de</strong>l Menú Datos.Aparecerá una ventana como se muestra a continuación© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
45Datos micropilotesDescripciónIntroducir un texto para <strong>de</strong>scribir el elemento.Tipología© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
46<strong>MP</strong>Elegir entre la tipología <strong>de</strong>l micropilote Raíz o Tubifix. Ver Micropilote 43 .Tipo <strong>de</strong> armaduraElegir la tipología <strong>de</strong> armadura entre tubular o hierros longitudinales: si se elige contubular ocurre <strong>de</strong>finir el diámetro externo, espesor y peso a metro linear <strong>de</strong>l tubo en lasección Armadura con tubular (ver recuadro rojo en figura). El programa dispone <strong>de</strong> unDatabase <strong>de</strong> tubulares da los cuales es posible elegir aquel a introducir en función <strong>de</strong>ldiámetro externo y <strong>de</strong>l espesor <strong>de</strong>seado: 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, a<strong>de</strong>más el número <strong>de</strong> barras y cubierta barras en Sección barras (recuadroazul).En la sección material se eligen el tipo <strong>de</strong> acero y la clase <strong>de</strong> resistencia <strong>de</strong> la lechada(ver Archivo Materiales 13 ): en las verificaciones estructurales es consi<strong>de</strong>rada lasección completa <strong>de</strong> acero y lechada <strong>de</strong> inyección.InyecciónEn función <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> micropilote es importante elegir el tipo <strong>de</strong> inyección <strong>de</strong> lalechada. Para los micropilotes TUBIFIX es posible elegir entre el método <strong>de</strong> selladocon Inyección Repetitiva o selectiva (IRS) y aquel con Inyección Global única(IGU); <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> inyección elegido <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n las dimensiones <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong>l bulbo.Para los micropilotes Raíz se usa micro-cemento a baja presión (ausencia <strong>de</strong>inyección).Diámetro <strong>de</strong> perforaciónIntroducir el diámetro <strong>de</strong> la perforación.SueloElegir una tipologia para el calculo <strong>de</strong>l parametro α necesario para la <strong>de</strong>finicion <strong>de</strong>ldiámetro <strong>de</strong>l bulbo en el caso vengan empleados micropilotes TUBIFIX. Paramicropilotes Raíz α = 1, es <strong>de</strong>cir no viene creado el bulbo ya que el llenado es porcaída.AlfaRepresenta un coeficiente que permite calcular, en función <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> sellado y lalitologia el diametro <strong>de</strong>l bulbo, en el caso <strong>de</strong> micropilote TUBIFIX. el valor <strong>de</strong> α pue<strong>de</strong>ser introducido manualmente por el <strong>usuario</strong>.Diámetro bulboIntroducir el diámetro promedio <strong>de</strong>l bulbo en el caso <strong>de</strong> micropilotes TUBIFIX; tal valorpue<strong>de</strong> ser introducido manualmente por el <strong>usuario</strong> o bien pue<strong>de</strong> ser utilizado aquelpropuesto por el programa <strong>de</strong>rivado por el valor <strong>de</strong> α introducido y <strong>de</strong>l diametro <strong>de</strong>perforación. Para micropilotes Raíces el diámetro <strong>de</strong>l bulbo coinci<strong>de</strong> con el <strong>de</strong> laperforación.Largo bulboIntroducir el largo <strong>de</strong>l tramo <strong>de</strong> perforación necesario para alcanzar los estratos <strong>de</strong>terreno don<strong>de</strong> transferir la carga: este dato es necesario para los micropilotesTUBIFIX: a partir <strong>de</strong> la profundidad alcanzada con este dato, viene realizado a partir<strong>de</strong>l bulbo <strong>de</strong>l micropilote. Para los micropilotes Raíz, sin el bulbo el largo <strong>de</strong>l fusto es<strong>de</strong> consi<strong>de</strong>rarse como tramo sin influencia sobre la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l micropilote,por lo tanto va consi<strong>de</strong>rada lo más corta posible (<strong>de</strong> 10-20 cm aprox.): para esta© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
47tipología el largo complesivo <strong>de</strong>l micropilote tiene que coincidir con el largo <strong>de</strong>l bulbo(ver el paso siguiente).Largo bulboIntroducir el largo <strong>de</strong>l tramo <strong>de</strong> perforación en el cual es presente el tramo <strong>de</strong> laválvula <strong>de</strong>l tubo, para la formación <strong>de</strong>l bulbo, en el caso <strong>de</strong>l micropilote TUBIFIX. Paralos micropilotes Raíz el largo <strong>de</strong>l bulbo tiene que coincidir con aquella complesiva por elmicropilote.Nota: En el micropilote la capacidad <strong>de</strong> carga es evaluada consi<strong>de</strong>rando lareacción solo en el tramo <strong>de</strong>l largo <strong>de</strong>l bulbo.Color tipologíaElegir un color para representar el elemento micropilote <strong>de</strong> la paleta <strong>de</strong> colores.Opción cálculo cap. <strong>de</strong> cargaPara el cálculo <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>l micropilote se proponen dos teorías:Método <strong>de</strong> Mayer y Método <strong>de</strong> Bustamante e Doix.Nota: Para el Método <strong>de</strong> Bustamante e Doix. es necesario introducir la presiónlímite <strong>de</strong> inyección (Ver Notas teóricas 100)Carga última horizontalPara los micropilotes bajo cargas transversales es necesario realizar también laverificación <strong>de</strong> carga límite horizontal. Ver notas <strong>de</strong> Broms en Notas teóricas 86 .En los casos <strong>de</strong> mecanismo <strong>de</strong> ruptura <strong>de</strong> pilote largo, la formación <strong>de</strong> una rótulaplástica en correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l momento máximo, comporta la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>lmomento <strong>de</strong> 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 sección<strong>de</strong>l tubo a elección <strong>de</strong>l <strong>usuario</strong>; para los micropilotes armados con barras <strong>de</strong> acero,será solicitado el número supuesto <strong>de</strong> barras por utilizar: es este caso es aconsejablerealizar tal verificación luego <strong>de</strong> haber realizado el cálculo estructural <strong>de</strong> máxima. Eldiámetro es asumido por el programa por el valor introducido en la ficha Sección conbarras.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Geometría terreno y n. FreáticoCAPVIII
498.Geometría terreno y n. FreáticoGeometría: Terreno y n. FreáticoPerfil terrenoViene <strong>de</strong>finido el perfil <strong>de</strong>l terreno con el largo <strong>de</strong> los tirantes a <strong>de</strong>recha e izquierda <strong>de</strong>lpilote o micropilote. Esta indicación tiene vali<strong>de</strong>z solo en el gráfico.ExcavaciónDefinir el ancho y profundidad en el cual es colocada la cimentación. El valor <strong>de</strong> laprofundidad <strong>de</strong> la excavación es consi<strong>de</strong>rada por el programa para la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong>la tensión litostática.Geometría n. freáticoIntroducir la profundidad <strong>de</strong>l n. freático sobre el campo. Para los estratos <strong>de</strong>l terrenointeresados por la presencia <strong>de</strong> 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 consi<strong>de</strong>ra el s at. La profundidad introducida con el signo "-" permiteconsi<strong>de</strong>rar el nivel <strong>de</strong> agua por arriba <strong>de</strong>l plano en la evaluación <strong>de</strong> la presión neutra(agua) el programa consi<strong>de</strong>ra tal nivel.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
CargasCAPIX
519.CargasDatos: Cargas y combinacionesPara asignar las cargas sobre el elemento estructural seleccionar el comando Cargas<strong>de</strong>s<strong>de</strong> Menú Datos. La ventana <strong>de</strong> asignación <strong>de</strong> cargas se presenta <strong>de</strong> la siguientefigura:Ventana datos cargasEn el recuadro evi<strong>de</strong>nciado en rojo va introducido el número <strong>de</strong> combinaciones que sequieran examinar; cada combinación es i<strong>de</strong>ntificada por le número <strong>de</strong> or<strong>de</strong>n (recuadrover<strong>de</strong>) y por un nombre que pue<strong>de</strong> ser asignado por el <strong>usuario</strong> (recuadro azul).Cada combinación es <strong>de</strong>finida por un cierto número <strong>de</strong> condiciones <strong>de</strong> cargas(recuadro amarillo) i<strong>de</strong>ntificadas por una fuerza horizontal Fo, Vertical Fv, por elmomento M y por la profundidad Z. La combinación actual va seleccionada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> lalista Número <strong>de</strong> combinaciones con un click <strong>de</strong>l mouse.Las combinaciones <strong>de</strong>finidas en esta ventana serán usadas por el programa para© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
52<strong>MP</strong>i<strong>de</strong>ntificar la combinación actual ya sea en los cálculos que en el área <strong>de</strong> trabajo.Nota: Las condiciones <strong>de</strong> carga Fo, Fv e M tendrán que ser introducidas yasean amplificadas o reducidas por el factor <strong>de</strong> combinación.Convenciones <strong>de</strong> signos sobre las fuerzasPara las convenciones sobre las cargas, tomar como referencia la siguiente figura:Convención positiva <strong>de</strong> las cargas© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Cálculo Cap. <strong>de</strong> cargaCAPX
54<strong>MP</strong>10.Cálculo Cap. <strong>de</strong> cargaCálculo: cap. carga vertical fórmulas estáticasPara el cálculo <strong>de</strong> la carga límite mediante las fórmulas estáticas utilizar el comandoCap. <strong>de</strong> carga vertical fórmulas estáticas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el Menú Cálculo, aparecerá lasiguiente ventana:Ventana <strong>de</strong> cálculo Cap. <strong>de</strong> carga verticalEl cálculo <strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga pue<strong>de</strong> ser realizado según distintos acercamientos <strong>de</strong>normativa (recuadro rojo):ClásicaSe trata <strong>de</strong> un acercamiento <strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga admisible, en la cual lacarga límite <strong>de</strong> punta y aquel lateral son distintos para un factor <strong>de</strong> seguridad© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
55Fs que pue<strong>de</strong> ser diferenciado entre punta lateral, y total (recuadro fucsia).N.T.C. 2008Se trata <strong>de</strong> un acercamiento indicado por el D.M. 14 Enero 2008 (ITALIA), porel cual se pue<strong>de</strong> realizar el c0ßlculo con dos combinaciones (A1+M1+R1) e (A2+M1+R2), o con una única combinación <strong>de</strong> los factores (A1+M1+R3).Recordamos que con A ison indicados los factores <strong>de</strong> combinación <strong>de</strong> las cargas(ver Cargas51), con M iaquellos reductivos por los parámetros característicos<strong>de</strong>l terreno y R iaquellos <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> la resistencia característica. Estosúltimos, en particular, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n <strong>de</strong> la tecnología <strong>de</strong> ejecución <strong>de</strong>l pilote(recuadro violeta). Todos los factores <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> la resistencia y <strong>de</strong>reducción <strong>de</strong> los parámetros geotécnicos pue<strong>de</strong>n ser editados por el <strong>usuario</strong>,por lo tanto pue<strong>de</strong>n ser personalizados. En agregado a dichos factores, el NTC2008 penalizan o premian los resultados <strong>de</strong> la resistencia <strong>de</strong> proyecto a través<strong>de</strong> los coeficientes ique tienen cuenta <strong>de</strong>l número <strong>de</strong> las verticales estudiadaspara la <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> los parámetros característicos <strong>de</strong>l terreno: un númeroelevado <strong>de</strong> son<strong>de</strong>os es seguramente un factor <strong>de</strong> ventaja en la seguridad <strong>de</strong>lresultado obtenido.Eurocódigo 7El acercamiento seguido por el Eurocódigo 7, según el cual se pue<strong>de</strong> usar tresalternativas Design Approach (DAs).Por cada estratigrafía <strong>de</strong>finida en Características geotécnicas, el programa realiza elcálculo <strong>de</strong> la carga límite <strong>de</strong> punta, aquel lateral y aquel total. En particular, esteúltimo es <strong>de</strong>finido <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> punta;Q limL es la carga límite lateral;W Pes el peso <strong>de</strong>l pilote.En los resultados <strong>de</strong> cálculo, el programa otorga valores mínimo (R c,min), máximo (R c,max ) y medio (R c,med ) <strong>de</strong> la carga límite, por lo tanto aquel característico R k y <strong>de</strong>proyecto R d.Nota: El factor <strong>de</strong> seguridad vertical F ses generado por el programa solo enpresencia <strong>de</strong> una carga vertical asignada por el <strong>usuario</strong> en la ventana cargas. Losresultados visualizados a vi<strong>de</strong>o se refieren a la combinación <strong>de</strong> carga actualseñalada (recuadro naranja).En la caracterización <strong>de</strong> los terrenos, los parámetros mecánicos característicos tienen© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
56<strong>MP</strong>que ser <strong>de</strong>terminados a partir <strong>de</strong> una serie <strong>de</strong> estudios, el volumen significativo (parte<strong>de</strong>l subsuelo influenciada, directa o indirectamente, por la construcción <strong>de</strong>lmanufacturado) y <strong>de</strong>ben permitir la <strong>de</strong>finición <strong>de</strong> un mo<strong>de</strong>lo geotécnico a<strong>de</strong>cuado. Enla siguiente figura, (recuadro rojo), al aumentar las verticales a estudiar correspon<strong>de</strong>un factor <strong>de</strong> reducción siempre más pequeño: este en sustancia, se traduce en unefecto penalizante, en términos <strong>de</strong> resistencia característica, para aquellos proyectosen el cual el programa <strong>de</strong> los estudios es escaso.Factores i sobre el número <strong>de</strong> verticales estudiadasPara los acercamientos proyectuales que necesiten los parámetros característicosreducidos, es posible activar un factor <strong>de</strong> reducción M i(recuadro ver<strong>de</strong>) <strong>de</strong> lasiguiente figura:Factores Mi sobre parámetros característicosRecordamos que tales factores pue<strong>de</strong>n ser editados por el <strong>usuario</strong> según las exigencias<strong>de</strong>l cálculo.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Cálculo asientosCAPXI
58<strong>MP</strong>11.Cálculo asientosCálculo: AsientosPara el cálculo <strong>de</strong> asientos viene visualizado el cálculo <strong>de</strong> asientos es visualizado elmétodo hiperbólico ver Notas teóricas 93 .El ambiente <strong>de</strong> trabajo para el asiento es representado es representado por lasiguiente figura:Cálculo asientosEl programa, en base <strong>de</strong> las expresiones <strong>de</strong>l asiento obtenido por Fleming, obtiene unacurva acero-asiento que tien<strong>de</strong> asintoticamente a la carga límite en la hipótesis <strong>de</strong>lpilote rígido. La carga límite es <strong>de</strong>terminado como suma <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> cargalateral y aquella <strong>de</strong> punta obtenidos por el cálculo anterior en la carga límite. Si esteúltimo ha sido realizado sobre más verticales <strong>de</strong> estudio, El programa consi<strong>de</strong>ra elmínimo <strong>de</strong> entre los calculados.Para <strong>de</strong>terminar el asiento correspondiente al nivel <strong>de</strong> carga <strong>de</strong>seado, ocurre introducirel valor Q (carga aplicada) y confirmar con el pulsante Calcular.El asiento total es <strong>de</strong>finido como suma <strong>de</strong>l asiento rígido (hipótesis <strong>de</strong>l pilote rígido),marcado sobre la curva hiperbólica y <strong>de</strong> la reducción elástica <strong>de</strong>l elemento estructural,marcado sobre la recta.Los parámetros necesarios para calcular los dos componentes <strong>de</strong> asientos soncalculados por el programa, <strong>de</strong> todas formas el <strong>usuario</strong> tiene siempre la posibilidad <strong>de</strong>intervenir y cambiar los valores.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
59A<strong>de</strong>más, moviéndose con el mouse sobre el gráfico, se obtiene el valor <strong>de</strong>l asientototal en correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l nivel <strong>de</strong> carga.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Cálculo estructuralCAPXII
6112.Cálculo estructuralCálculo estructuralEl cálculo estructural <strong>de</strong>l pilote va realizado por el programa recurriendo al métodoFEM: en pilote es discretizado en un cierto número <strong>de</strong> elementos beam a los cuales losextremos (nudos) son aplicados por resortes que esquematizan el terreno (ver Método<strong>de</strong> elementos Finitos 62 ).El método utilizado tiene la ventaja <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r introducir por cada nudo ya sean lascondiciones <strong>de</strong> carga (recuadro azul) que las condiciones <strong>de</strong>l entorno (recuadrover<strong>de</strong>).Ambiente <strong>de</strong> trabajo para el cálculo estructuralEn el panel <strong>de</strong> cargas se proponen las combinaciones <strong>de</strong> carga asignadas por el<strong>usuario</strong> en Cargas <strong>de</strong>l menú Datos.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
62<strong>MP</strong>La visualización <strong>de</strong> los resultados, ya sea en términos <strong>de</strong> solicitaciones que <strong>de</strong> análisisestructural, se refiere a la combinación <strong>de</strong> carga actual visualizada el el cuadro azul.Nota: Las condiciones <strong>de</strong> carga Fo, Fv e M tendrán que ser introducidas apartir <strong>de</strong>l nudo 1 a seguir.Las solicitaciones restituídas por el programa en la ficha <strong>de</strong> análisis <strong>de</strong> lassolicitaciones son comprensivas <strong>de</strong> las solicitaciones adicionales <strong>de</strong> interaccióncinemática (ver Acción sísmica 29 ): los momentos cinemáticos calculados por elprograma son visualizados en frame Inter. cinemática en correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l nudo<strong>de</strong> pasaje entre los estratos <strong>de</strong> distinta rigi<strong>de</strong>z.Resultados <strong>de</strong> análisis estructuralEl ambiente en el cual se muestran los resultados <strong>de</strong>l análisis estructural representadoen la siguiente figura:Ambiente resultados análisis estructuralEn cada nudo se muestran las condiciones <strong>de</strong> verificación sea flexión compuesta acorte. Para el mo<strong>de</strong>lo 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 <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n <strong>de</strong> los módulos <strong>de</strong> elasticidad <strong>de</strong>l terreno, diferenciando,© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
63aquellos en compresión <strong>de</strong> aquellos en tracción. Bowles propone <strong>de</strong> calcular, en modoaproximado, el valor <strong>de</strong> Ks (módulo <strong>de</strong> reacción conectado a la rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong>l terreno) enla base <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> las cimentaciones. El método en cuestión otorgadirectamente, una vez construida la matriz <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z global y el vector <strong>de</strong> los nudos<strong>de</strong> cargas, los <strong>de</strong>splazamientos generalizados y <strong>de</strong> entre estos, los momentos y lasreacciones <strong>de</strong> los nudos. Para el cálculo <strong>de</strong>l pilote se proce<strong>de</strong> <strong>de</strong> la siguiente manera:Cálculo <strong>de</strong>l valor K;Disposición <strong>de</strong> los nudos en los cual serán asignadas las rigi<strong>de</strong>zas <strong>de</strong> los resortes;Cálculo <strong>de</strong>l momento <strong>de</strong> inercia <strong>de</strong> la sección;Ensamblaje <strong>de</strong> la matriz <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z global;Ensamblaje <strong>de</strong> los vectores <strong>de</strong> cargas <strong>de</strong> los nudos;Cálculo <strong>de</strong> los <strong>de</strong>splazamientos <strong>de</strong> nudos;El cálculo se resuelve a través <strong>de</strong> un proceso <strong>de</strong> tipo iterativo. Las iteracionescontinúan hasta el número <strong>de</strong> iteraciones máximo introducido por el <strong>usuario</strong>: si laconvergencia <strong>de</strong> los resultados es obtenida antes, el programa arresta el cálculo.El ambiente para la gestión <strong>de</strong> algunos datos relativos a la implementación <strong>de</strong>l método<strong>de</strong> los elementos finitos es el siguiente (recuadro rojo):© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
64<strong>MP</strong>Ambiente para la gestión <strong>de</strong>l cálculo con el método <strong>de</strong> todos los elementos finitosLos datos por introducir son los siguientes:Max <strong>de</strong>splazamiento linear <strong>de</strong>l terrenoExpresado en cm. Es el máximo <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l terreno que permite consi<strong>de</strong>rar elterreno en campo linear. Superado este <strong>de</strong>splazamiento el resorte que esquematiza elterreno no pue<strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>rado en campo elástico linear (<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> bastante <strong>de</strong> lascaracterísticas <strong>de</strong>l terreno en cada caso. Or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>za = 1-2 cm );Tipo análisisDefine si el análisis conducido es <strong>de</strong> tipo linear o no linear.Se aconseja el análisis no linear cuando la estática <strong>de</strong>l problema <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l aspectogeotécnico <strong>de</strong>l problema.Máximo número <strong>de</strong> iteracionesEs el máximo número <strong>de</strong> iteraciones a realizar para buscar la solución a los<strong>de</strong>splazamientos. Superado este límite la solución va consi<strong>de</strong>rada sin encontrar(relativamente a la práctica actual el or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>za = 5/10 iteraciones);Factores <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong>l resorte <strong>de</strong>l fondo excavaciónEs un factor sin unidad <strong>de</strong> medida que va a multiplicar, reduciendo el módulo <strong>de</strong>reacción <strong>de</strong>l resorte situado en el fondo <strong>de</strong> la excavación. Tiene que asumir un valormenor o igual a 1.Número <strong>de</strong> elementosTiene que ser comprendido entre 10 y 50. Es el número <strong>de</strong> elementos finitos en el cualva discretizado el elemento estructural. Es oportuno realizar una discretizaciónracional, ni <strong>de</strong>masiado distante, para evitar errores en la solución ni <strong>de</strong>masiadocercanas, para evitar que los tiempos <strong>de</strong> cálculo se extiendan con notoriedad.Número sobre la superficie <strong>de</strong>l terrenoDefine cual nudo asociar al fondo <strong>de</strong> la excavación. Se aconsejan utilizar los primeros 2o 3 nudos.Módulo <strong>de</strong> reacciónEl cálculo <strong>de</strong> la rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> los resortes que esquematizan el terreno pue<strong>de</strong> serconducido según el método <strong>de</strong> Bowles (Cap. <strong>de</strong> carga)y <strong>de</strong> Chiarugi -Maia:Cap. <strong>de</strong> cargaSegún dicho método basado sobre la carga límite <strong>de</strong>l terreno, el módulo <strong>de</strong> reacciónca calculado e la siguiente manera:ksAsBsznEl <strong>usuario</strong> pue<strong>de</strong> introducir manualmente los parámetros As, Bs y n para realizar unaestimación personalizada.Chiarugi - MaiaEl método calcula el módulo <strong>de</strong> reacción en función <strong>de</strong>l diámetro, <strong>de</strong> la palificada y© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
65<strong>de</strong>l coeficiente <strong>de</strong> Poisson. La fórmula aplicada para calcular el módulo <strong>de</strong> reaccióncon este método es el siguiente:ksDEED4e<strong>de</strong>d21 EJ112En la fórmula anterior Eed es le módulo edométrico <strong>de</strong>l terreno, D es el diámetro <strong>de</strong>lpilote, es el coeficiente <strong>de</strong> Poisson y EJ es la rigi<strong>de</strong>z flexión <strong>de</strong> la palificada.Ks variable con la profundidadEs posible tener cuenta <strong>de</strong> la variabilidad <strong>de</strong>l módulo <strong>de</strong> reacción o también conducir elanálisis con el módulo <strong>de</strong> reacción constante.12.1.1.Hierros ejecutivosCálculo: hierros ejecutivosLa visualización <strong>de</strong> la armadura es posible solo luego <strong>de</strong> haber realizado el cálculoestructural.La armadura es diseñada por todo el largo <strong>de</strong>l 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 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>, para el mo<strong>de</strong>lo utilizadoen las secciones con tubular la referencia se muestra a continuación.Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> cálculo para la verificación a flexión compuesta <strong>de</strong> una seccióncircular <strong>de</strong> hormigón armado y acero.El problema puesto es el siguiente:Determinar las condiciones <strong>de</strong> verificación <strong>de</strong> una sección circular mixta compuesta porhormigón armado y acero. Para fijar las i<strong>de</strong>as ver la siguiente figura:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
66<strong>MP</strong>Esquema <strong>de</strong> cálculo <strong>de</strong> la secciónHipótesis <strong>de</strong> baseLas hipótesis esenciales tienen el comportamiento mecánico <strong>de</strong> los materiales queforman la sección. En particular se asume, para ambos materiales un comportamiento<strong>de</strong> tipo rígido plástico (ver la siguiente figura):Mo<strong>de</strong>los adoptadosEl cálculo <strong>de</strong>l dominio <strong>de</strong> interacciónEl cálculo <strong>de</strong> dominio <strong>de</strong> interacción es realizado haciendo variar la profundidad <strong>de</strong>l ejeneutro xc <strong>de</strong> cero al valor <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong> la sección. por cada profundidad <strong>de</strong>l ejeneutro se <strong>de</strong>termina la copia <strong>de</strong> solicitaciones últimas <strong>de</strong> la sección (Mu, Nu) hastaconstruir la entera frontera <strong>de</strong>l dominio <strong>de</strong> interacción. El cálculo <strong>de</strong> las últimas varealizado según el siguiente esquema:1. Fijar la profundidad <strong>de</strong>l eje neutro xc;© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
672. Cálculo <strong>de</strong>l esfuerzo normal último <strong>de</strong> la sección, teniendo en cuenta la contribución<strong>de</strong>l cemento armado comprimido, <strong>de</strong>l acero comprimido y <strong>de</strong>l acero tenso (el acerotenso no es relevante);3. Cálculo <strong>de</strong>l momento último <strong>de</strong> la sección, teniendo en cuenta el aporte <strong>de</strong>l hormigónarmado comprimido, <strong>de</strong>l acero comprimido y <strong>de</strong>l acero tenso (el hormigón comprimidono es relevante)Nota: El cálculo <strong>de</strong>l momento último <strong>de</strong> la sección es realizado con respecto albaricentro <strong>de</strong> la sección.En la figura anterior:Esquema para el cálculo <strong>de</strong> las solicitaciones últimas1. Cc es el resultante <strong>de</strong> las tensiones <strong>de</strong> compresión en hormigón armado, y dCc es larelativa distancia <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el baricentro geométrico <strong>de</strong> la sección;2. Cs es el resultante <strong>de</strong> las tensiones <strong>de</strong> compresión sobre el acero, y dCs es larelativa distancia <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el baricentro geométrico <strong>de</strong> la sección;3. Ts es le resultante <strong>de</strong> las tensiones <strong>de</strong> tracción sobre el acero , y dTs es ladistancia relativa <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el baricentro geométrico <strong>de</strong> la sección;El esfuerzo normal último, en función <strong>de</strong> xc, resulta ser:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
68<strong>MP</strong>Consi<strong>de</strong>rando el esfuerzo normal positivo si <strong>de</strong> compresión.El momento último se <strong>de</strong>termina a través <strong>de</strong> la siguiente relación:Una medida <strong>de</strong> la seguridad en el recuadro <strong>de</strong> colpaso flexión compuestaLa medida <strong>de</strong> seguridad elegida para <strong>de</strong>finir la verificación a flexión compuesta <strong>de</strong> lasección es evaluada con respecto a la distancia <strong>de</strong>l punto por verificar a la frontera<strong>de</strong>l dominio <strong>de</strong> interacción. Ver la siguiente figura:Por lo tanto:Cálculo <strong>de</strong>l factor <strong>de</strong> seguridad1. D0f es la distancia entre el origen <strong>de</strong>l sistema M-N y la frontera <strong>de</strong>l dominio <strong>de</strong>interacción. Tal distancia va medida por la misma dirección <strong>de</strong> 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 factor<strong>de</strong> seguridad.El factor <strong>de</strong> seguridad es <strong>de</strong>terminado como relación entre d0f e d0p:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
69Si FS es mayor o igual a 1 la sección es verificada.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Diagramas solicitacionesCAPXIII
7113.Diagramas solicitacionesCálculo: Diagramas solicitacionesVisualiza los diagramas <strong>de</strong> las solicitaciones según el ambiente representado en figuraDiagramasLos diagramas visualizados pue<strong>de</strong>n ser copiados en "Apuntes" parapara ser pegados enla relación.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Cap. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasCAPXIV
7314.Cap. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasCálculo: Cap. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasPara los pilotes hincados la cap. <strong>de</strong> carga pue<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>terminada 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. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasLos datos solicitados para la aplicación <strong>de</strong> la teoría dinámica son:Largo piloteIntroducir el largo <strong>de</strong>l elemento estructural en la unidad <strong>de</strong> medida especificada.Módulo elástico secciónIntroducir el módulo elástico en la unidad <strong>de</strong> medida especificada.ÁreaIntroducir el área <strong>de</strong> la sección <strong>de</strong>l pilote en la unidad <strong>de</strong> medida especificada.Peso piloteIntroducir el peso <strong>de</strong> pilote.Nota: Las cantida<strong>de</strong>s son calculadas en automático por el programa en base a© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
74<strong>MP</strong>los datos <strong>de</strong> input introducidos para el cálculo <strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga con las fórmulasestáticas.Peso martilloIntroducir el peso <strong>de</strong>l martillo.Eficiencia <strong>de</strong>l martilloIntroducir un coeficiente <strong>de</strong> eficiencia <strong>de</strong>l martillo.Altura caída martilloAltura en la cual va <strong>de</strong>jado caer el martillo (ver figura abajo).Hundimiento pilote por golpeIndicar cuanto se hun<strong>de</strong> el pilote por un golpe.Esquema <strong>de</strong> cálculo fórmulas dinámicas© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> grupoCAPXV
76<strong>MP</strong>15.Cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> grupoCálculo: Cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> grupoCuando varios pilotes con unidos entre por una única plancha, surge el problema <strong>de</strong>lgrupo <strong>de</strong> pilotes. Viene espontáneo afirmar que la cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> la palificada esigual que a la suma <strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> cada elemento individual, existen diversasopiniones que con el tiempo han llevado a introducir el concepto <strong>de</strong> eficiencia <strong>de</strong>pilotes en grupo.La eficiencia Eg va <strong>de</strong>finida <strong>de</strong> la siguiente manera:En este trabajo, la eficiencia <strong>de</strong> la palificada es calculada según la notoria expresión<strong>de</strong> Converse-Labarre:n 1 mE g190mmn1 ndon<strong>de</strong> m, n y D son indicados en la figura <strong>de</strong> abajo y q = tan-1D/s.Dicha fórmula es limitada a la disposición <strong>de</strong> los pilotes a rectángulos.Eficiencia <strong>de</strong> grupoLa eficiencia es <strong>de</strong>vuelta por el programa <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el Menú Cálculo, seleccionando el© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
77comando Eficiencia palificada. Los datos solicitados son:Número <strong>de</strong> pilotes por fila nNúmero <strong>de</strong> filas mDiámetro pilotesInterejes pilotesLos vales <strong>de</strong> la eficiencia son <strong>de</strong>vueltos en formato te xto .© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Notas teóricasCAPXVI
7916.Notas teóricas16.1. Carga límite <strong>de</strong> puntaNotas teóricas carga límite <strong>de</strong> puntaFórmula <strong>de</strong> TerzaghiLa solución propuesta por Terzaghi asume que el terreno existente <strong>de</strong> arriba <strong>de</strong> laprofundidad alcanzada por la punta <strong>de</strong>l pilote pueda ser cambiado por una sobrecargaequivalente igual a la tensión vertical eficaz (<strong>de</strong>jando <strong>de</strong> lado la interacción entrepilote y terreno <strong>de</strong> cimentación) y conduce el análisis al problema <strong>de</strong> cap. <strong>de</strong> carga<strong>de</strong> una cimentación superficial.La fórmula <strong>de</strong> Terzaghi se pue<strong>de</strong> escribir:Q p= c N c s c+ L N q+ 0.5 D N sdon<strong>de</strong>:Nq2a22 cos 452a0.75e2 tanNcNq1 cotNtan2Kp2cos1Método <strong>de</strong> Berezantzevprincipalmente Berezantzev hace referencia a una superficie <strong>de</strong> <strong>de</strong>splazamiento “a laTerzaghi” que se arresta sobre el plano <strong>de</strong> apoyo (punta <strong>de</strong>l pilote); todav7aconsi<strong>de</strong>ra que el cilindro <strong>de</strong>l terreno coaxial al pilote con diámetro igual a a laextensión en sección a la superficie <strong>de</strong> <strong>de</strong>splazamiento, ya sea en parte “sostenido”para acción tangencial <strong>de</strong>l terreno restante a través <strong>de</strong> la superficie lateral. Le sigueun valor <strong>de</strong> la presión a la base inferior a D.La resistencia unitaria Q p a la punta, para el caso <strong>de</strong> terreno dotado <strong>de</strong> rozamiento ( )© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
80<strong>MP</strong>y <strong>de</strong> cohesión (c), es dada por la expresión:habiendo indicado con:= peso específico terreno;L = longitud <strong>de</strong>l pilote;Q p= c N c+ L N qN c e N q= son los factores <strong>de</strong> cap. <strong>de</strong> carga ya comprendidos por el efecto <strong>de</strong> forma(circular).Método <strong>de</strong> VesicVesic ha asimilado el problema <strong>de</strong> la ruptura alre<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> la punta <strong>de</strong>l pilote a aquel<strong>de</strong> expansión <strong>de</strong> una cavidad en medio elástico-plástico, en modo <strong>de</strong> tener cuenta lacomprensibilidad <strong>de</strong>l medio.Según los coeficientes <strong>de</strong> capacidad <strong>de</strong> carga N qy N cse pue<strong>de</strong>n calcular <strong>de</strong> lasiguiente manera:Nq33sinexp2tan2tan4524 sinIrr3 1sinEl índice <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z reducido I rren la expresión anterior es calculado a partir <strong>de</strong> la<strong>de</strong>formación volumétricav .El índice <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z I rse calcula utilizando el módulo <strong>de</strong> elasticidad tangencial G’ es laresistencia a corte s <strong>de</strong>l terreno.Cuando se tienen condiciones sin drenaje o el suelo se encuentra en un estado <strong>de</strong>nso,el términov pue<strong>de</strong> ser asumido igual a cero zero y se obtiene I rr =I rEs posible realizar una estimación <strong>de</strong> I rcon los siguientes valores:TerrenoI rArena 75-150Limo 50-75Arcilla 150-250© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
81N c<strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga es calculado:NcNq1 cotaCuando=0 (condiciones sin drenaje):Nc43ln Irr121Método <strong>de</strong> JanbuJanbu calcula N q(con el ánguloexpresado en radiantes) come sigue:Nqtan12tan2exp 2tanN cse pue<strong>de</strong> obtener <strong>de</strong> la (a) cuando > 0.Para = 0 se usa N c= 5.74Fórmula <strong>de</strong> HansenLa fórmula <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> la cimentación, sin los cuales seproducirían <strong>de</strong>masiado fuertes las cargas límite con la profundidad.Para valores L/D>1:dc10.4 tan1LDdq12 tan1sin2tan1LDEn el caso = 0:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
82<strong>MP</strong>D/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 <strong>de</strong> forma:s'cD0.2Lsc1NqNcDLs q1DLtans r1D0.4LFactor <strong>de</strong> profundidad:d'c0.4kd c10.4kd q12 tan1sinkd r11per qualsiasi kk1tanLDLseD© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
8316.2. Carga límite lateralNotas teóricas: Carga límite lateralel método utilizado para el cálculo <strong>de</strong> la cap. <strong>de</strong> carga lateral es el método A, propuestopor Tomlinson (1971); la resistencia lateral es calculada con el siguiente método:Ql c K tan Al f wdon<strong>de</strong>:Al = superficie lateral <strong>de</strong>l pilote;f w= factor <strong>de</strong> corrección al tronco-conicidad <strong>de</strong>l pilote, es <strong>de</strong>cir la disminuciónporcentual <strong>de</strong>l diámetro <strong>de</strong>l pilote conc = valor medio <strong>de</strong> la cohesión (o <strong>de</strong> la resistencia a corte en condiciones sindrenaje);= presión vertical eficaz <strong>de</strong>l terreno;K = coeficiente <strong>de</strong> empuje horizontal <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> la tecnología <strong>de</strong> ejecución <strong>de</strong>lpilote y <strong>de</strong>l estado anterior <strong>de</strong> a<strong>de</strong>nsamiento, va calculado <strong>de</strong> la siguiente manera:Para pilotes hincadosk12tano, en el caso específico, es posible asignar los siguientes valores:PiloteTerreno sueltoKTerreno <strong>de</strong>nsoAcero 0.5 1Hormig prefab. 1 2Ma<strong>de</strong>ra 1 3Para pilotes barrenadosk1sen= Rozamiento pilote-terreno función <strong>de</strong> la aspereza <strong>de</strong> la superficie <strong>de</strong>l pilote.Para pilotes hincados© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
84<strong>MP</strong>34tanPara pilotes barrenadostan= coeficientes <strong>de</strong> adhesión obtenido <strong>de</strong> 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 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
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. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasNotas teóricas: Cap. <strong>de</strong> carga fórmulas dinámicasLas fórmulas dinámicas para <strong>de</strong>terminar la cap. <strong>de</strong> carga <strong>de</strong> un pilote <strong>de</strong>rivan <strong>de</strong> 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:don<strong>de</strong>:P ucap. <strong>de</strong> carga última;eficiencia <strong>de</strong>l martillo;e hhW rW pue W hWaltura <strong>de</strong> caída <strong>de</strong> la masa <strong>de</strong> golpeo;peso <strong>de</strong>l martillo;peso <strong>de</strong>l pilote, cap y capblock;PhsrCrWr2n Ws largo <strong>de</strong> penetración <strong>de</strong> la punta correspondiente a un golpe;C = k 1+ k 2, con k 1<strong>de</strong>formación elástica cap; capblock; k 2<strong>de</strong>formación elástica <strong>de</strong>lpilote (P uL/AE).En la fórmula racional es necesario usar la unidad <strong>de</strong> medida coherente en modo que P uresulte expresada en la misma unidad <strong>de</strong> W r.Las fórmulas utilizadas por el programa son aquellas <strong>de</strong>rivadas por la fórmula racionalen la cual aparece el valor nominal <strong>de</strong> energ7a <strong>de</strong>l martillo E h, basado sobre elproducto <strong>de</strong> un peso equivalente W y <strong>de</strong> una altura <strong>de</strong> caída h:WE h= W h = (W r+ peso <strong>de</strong>l separador) hppCon la introducción <strong>de</strong> la energía E htiene la siguiente fórmula:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
86<strong>MP</strong>PuC1ehEhs C1ehEhL2AEFórmula danese[Olson y Flaate(1967)]PuehEk suhkuCdCd10,75ehEhL2AEs1CdW0,15WFórmula <strong>de</strong> 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 que<strong>de</strong> en condiciones <strong>de</strong> seguridad con respecto a tales condiciones.En las verificaciones a carga transversa es aplicada la teoría <strong>de</strong>sarrollada por Bromspara medios con cohesión y sin cohesión en los casos <strong>de</strong> pilote encastrado en cabezapo con posibilidad <strong>de</strong> rotación (libre).Pilote libre <strong>de</strong> rotaciónEn esta hipótesis entran dos posibles mecanismos <strong>de</strong> ruptura:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
87Ambos mecanismos <strong>de</strong> colapso correspon<strong>de</strong>n respectivamente a un moto rígido <strong>de</strong>rotación entorno a su punto (pilote corto) o bien a un moto <strong>de</strong> rotación relativa juntoa una rótula plástica.Para pilote rígido (pilote corto), la ecuación <strong>de</strong> equilibrio en condición última <strong>de</strong> losmomentos respecto al pie <strong>de</strong>l pilote, da la siguiente expresión:Hult3DL Kp2 e LSi el pilote es flexible (pilote largo), el equilibrio <strong>de</strong>vuelve:Hulte2HDKultp13Hult2HDKultpMultSiendo M ult= M pel momento <strong>de</strong> plastificación <strong>de</strong>l pilote.El coeficiente K pes asumido igua a 3K p(Rankine) con hipótesis <strong>de</strong> terreno terrenosin cohesión.Pilote inyectadocuando el pilote es inyectado en cabeza los mecanismos posibles <strong>de</strong> ruptura son:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
88<strong>MP</strong>Para pilote rígido (corto), la expresión <strong>de</strong> la carga horizontal última resulta:H12DL2ultK pSi el pilote es flexible (pilote largo), el equilibrio <strong>de</strong>vuelve:2H2HultultHulteHult2DKp3 DKp1MultLas expresiones <strong>de</strong> arriba son válidas en la hipótesis terreno sin cohesión.Para terrenos exclusivamente cohesivos, Broms analiza siempre los mismosmecanismos <strong>de</strong> ruptura, pero evalúa la reacción <strong>de</strong>l terreno en condiciones sindrenaje. Resultan por lo tanto las siguientes expresiones:Pilote rígido <strong>de</strong> rotación libreHult9cuDeL zT1,5 D1,5 Dz 2T24con z T= H ult/9c uD profundidad <strong>de</strong> la sección <strong>de</strong> corte nula.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
89Pilote rígido inyectadoHu l t2Mu l tL 1, 5DPilote flexible <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong>lequilibrio elástico <strong>de</strong>l elemento inmerso <strong>de</strong>l terreno.Como esquema <strong>de</strong> cálculo se asume un factor <strong>de</strong> seguridad, que el fusto sea rotuladoen cabeza, en la cimentación, y el el bulbo y se supone a<strong>de</strong>más que el micropilote seahincado en un medio elástico.La carga critica se <strong>de</strong>termina mediante la relación siguiente:Pk2E2LJ2m2m4L4EJhabiendo indicado conP k= Carga crítica.E = Módulo elasticidad <strong>de</strong>l aceroJ = Momento <strong>de</strong> inercia <strong>de</strong> la sección actuante.L = Longitud entre las dos extremida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l micropilote supuestovinculado.= Módulo <strong>de</strong> reacción <strong>de</strong>l terreno por unidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>splazamientolateral.m = Número (entero) <strong>de</strong> semi-ondas <strong>de</strong> inflexión <strong>de</strong>l fusto.β = KD pD p= Diámetro <strong>de</strong> perforación.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
90<strong>MP</strong>K = Módulo <strong>de</strong> Winkler.Para valores bastante elevados <strong>de</strong> L la hipótesis <strong>de</strong> <strong>de</strong>formada única (m=1) lleva avalores <strong>de</strong> P kexcesivos y físicamente inverosímiles, el valor mínimo <strong>de</strong> P kse obtienepor m>1.Introduciendo la gran<strong>de</strong>za= L / m (semilargo <strong>de</strong> onda):Pk2EJ124E2JPara obtener el valor <strong>de</strong> P k<strong>de</strong>l anterior consi<strong>de</strong>rarrespecto a la cual P kpue<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>rivado:una variable continuadPkd2EJ2324EJ0E4J2EJJ64P k44De4Di641n4Di64kin4DpDeDi = Diámetro interno <strong>de</strong>l tubular.De =Diámetro externo <strong>de</strong>l tubularDp = Diámetro <strong>de</strong> perforación.n = Módulo d homogeneización acero-hormigón.Ki = Coeficiente comprendido entre 0 e 1 indicativo <strong>de</strong>l grado <strong>de</strong>participación acero - hormigón.16.6. Rozamiento negativoNotas teóricas: Rozamiento negativo© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
91Cuando un pilote es inyectado pasa por una capa <strong>de</strong> material comprimido antes <strong>de</strong> quese haya agotado el proceso <strong>de</strong> consolidación, el suelo se moverá con respecto alpilote haciendo surgir un rozamiento entre el pilote y el terreno que conducen alfenómeno <strong>de</strong> rozamiento negativo. El efecto <strong>de</strong>l rozamiento negativo aumenta la cargaaxial sobre el pilote, lo que resulta en el aumento <strong>de</strong> la subsi<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>bido a lareducción <strong>de</strong> la flexibilidad en la misma pila, como resultado <strong>de</strong>l aumento <strong>de</strong>l asiento,causada por la reducción elástica <strong>de</strong>l pilote mismo por efecto <strong>de</strong>l aumento <strong>de</strong> carga.La fuerza que nace por el rozamiento negativo, se estima igual mal componente <strong>de</strong>rozamiento <strong>de</strong> la RESISTENCIA lateral (Ver Resistencia <strong>de</strong>l fusto) a lo largo <strong>de</strong> lasuperficie lateral en contacto con la capa en la que genera este fenómeno, pero locontrario <strong>de</strong> rozamiento negativo. La resultante, así <strong>de</strong>terminada no será <strong>de</strong>ducida <strong>de</strong>la carga límite, pero si por ejercicio.16.7. Correción sísmica y interacción cinemáticaNotas teóricas: Corrección sísmicaCriterio <strong>de</strong> VesicSegún este autor para tener cuenta <strong>de</strong>l fenómeno <strong>de</strong> la dilatación en el cálculo <strong>de</strong> lacapacidad <strong>de</strong> carga suficiente disminuir <strong>de</strong> 2° el ángulo <strong>de</strong> rozamiento <strong>de</strong> los estratos<strong>de</strong> cimentación. El límite <strong>de</strong> esta sugerencia es que no tiene cuenta <strong>de</strong> la intensidad<strong>de</strong> la solicitación sísmica (expresada a través <strong>de</strong> parámetro <strong>de</strong> aceleración sísmicahorizontal máxima).Criterio <strong>de</strong> SanoEl autor propone disminuir el rozamiento negativo <strong>de</strong> los estratos llevados por unacantidad dada en relación:DparctgAmax2don<strong>de</strong> A max es la aceleración sísmica horizontal máxima.Este criterio respecto al <strong>de</strong> Vesic, tiene la ventaja <strong>de</strong> tomar en consi<strong>de</strong>ración tambiénla intensidad <strong>de</strong> la solicitación sísmica. La experiencia <strong>de</strong>muestra que la aplicacióncrítica pue<strong>de</strong> conducir a valores excesivamente cautelosos Qlim.Las correcciones <strong>de</strong> Sano y <strong>de</strong> Vesic se aplican exclusivamente para terrenos sincohesión bien <strong>de</strong>nsos. Es errado aplicar a terrenos sueltos o medianamente <strong>de</strong>nsos,don<strong>de</strong> las vibraciones sísmicas producen el fenómeno opuesto a aquellos <strong>de</strong> ladilatación, con aumento <strong>de</strong>l grado <strong>de</strong> a<strong>de</strong>nsamiento y ángulo <strong>de</strong> rozamiento.Momentos cinemáticosEn presencia <strong>de</strong> la acción sísmica la respuesta <strong>de</strong>l pilote es el resultado <strong>de</strong> unacompleja interacción terreno pilote <strong>de</strong> difícil interpretación a causa <strong>de</strong> los fenómenosno lineales en el terreno y <strong>de</strong> los efectos cinemáticos asociados al moto <strong>de</strong>l terreno.Generalmente, a las solicitaciones transmitidas por la sobre estructura se agregan© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
92<strong>MP</strong>aplicando el principio <strong>de</strong> sobre-posición <strong>de</strong> los efectos <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> la interaccióncinemática que produce en los pilotes solicitaciones adicionales que <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nprincipalmente <strong>de</strong> la rigi<strong>de</strong>z relativa pilote-terreno.Con respecto a este tipo <strong>de</strong> estudio, surge que en el caso <strong>de</strong> pilote inmerso enterrenos estratificados, la solicitación flectente recibe un aumento en proximidad <strong>de</strong> lainterfaz entre estratos <strong>de</strong> distintas rigi<strong>de</strong>zas y tal aumento es mayor cuanto máselevado sea el contrasto <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z. En algunos casos el valor <strong>de</strong>l momento producidopor este efecto podría superar aquel <strong>de</strong>l que surge en pilotes en cabeza en presencia<strong>de</strong> encastre.Después <strong>de</strong> numerosos resultados, Nikolaou y otros,2001,han propuesto una relaciónque permite calcular en manera aproximada el momento flectente máximo encorrespon<strong>de</strong>ncia al interfaz entre dos estratos <strong>de</strong> distinta rigi<strong>de</strong>z, en condiciones <strong>de</strong>moto estacionaria con frecuencia próxima a la frecuencia fundamental <strong>de</strong>l <strong>de</strong>pósito 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 <strong>de</strong> las ondas <strong>de</strong>corte en los dos estratos; E 1es el módulo <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong>l estrato superior <strong>de</strong>l terreno.Los momentos evaluados según la expresión <strong>de</strong> Nikolaou son indicados en Interaccióncinemática presentes en Cálculo Estructural.16.8. Asiento elásticoNotas teóricas: Asiento elásticoVertical <strong>de</strong>formación elástica se calcula por el método <strong>de</strong> Davis-POULOS, en el cual elpilote se consi<strong>de</strong>ra rígido (<strong>de</strong>formable) inmerso en un medio elástico, semiespacio-o capa<strong>de</strong> espesor finito.Se supone que la interacción pilote- terreno es constante, a tratos a lo largo <strong>de</strong> nsuperficies cilíndricas en el cual va su-dividida la superficie lateral <strong>de</strong>l pilote. El asiento<strong>de</strong> la superficies por efecto <strong>de</strong> la carga transmitida por el pilote al terreno a lo largo <strong>de</strong>la superficie j-la estima pue<strong>de</strong> ser expresada en:Wi, jjEBIi, jhabiendo indicado con:j = aumento <strong>de</strong> la tensión relativa al punto medio <strong>de</strong> la tira.E = Módulo elástico <strong>de</strong>l terreno.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
93B = Diámetro pilote.I i,j = Coeficiente <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong>l estudio <strong>de</strong> Chin(1970,1972,1983) que permite estimar el asiento <strong>de</strong> pilotes individuales a partir <strong>de</strong> lai<strong>de</strong>a que el diagrama carga-asiento, por el cuerpo <strong>de</strong> un pilote y su base tenga unandar hiperbólico. Los valores <strong>de</strong> la carga última lateral (Qsu) y la resistencia <strong>de</strong> baseúltima (Qbu) representan los términos asintóticos <strong>de</strong> la curva (figura a) (Terzaghi,1943). Es posible agregar una representación <strong>de</strong>l problema consi<strong>de</strong>rando la variación<strong>de</strong> la S/Q respecto al <strong>de</strong>splazamiento S (figura b).El estudio <strong>de</strong> Fleming ha <strong>de</strong>mostrado que los <strong>de</strong>splazamientos totales estimados con elmétodo <strong>de</strong> Chin eran disturbados por la reducción elástica <strong>de</strong>l cuerpo <strong>de</strong>l pilote por elcual sugirió un atécnica aplicada <strong>de</strong> la <strong>de</strong>formación elástica <strong>de</strong>l pilote pue<strong>de</strong> ser<strong>de</strong>terminada sustrayendo la estima <strong>de</strong> Chin la reducción <strong>de</strong>l pilote antes <strong>de</strong> diagramarla curva hiperbólica.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
94<strong>MP</strong>Consi<strong>de</strong>rando el esquema en figura la reducción elástica <strong>de</strong>l pilote y <strong>de</strong> la cargaaplicada Q en relación al rozamiento lateral último Q s u. En particular si<strong>de</strong>formación elástica <strong>de</strong>l cuerpo <strong>de</strong>l pilote correspon<strong>de</strong> a la suma <strong>de</strong> la reducciónelástica a lo largo <strong>de</strong> la zona <strong>de</strong> rozamiento nulo y aque l que se <strong>de</strong>sarrolla en la parteactiva <strong>de</strong>l fusto:lasi en cambio se tiene se tiene que consi<strong>de</strong>rar otra reducción a la parte activa<strong>de</strong>l pilote que será agregada a la <strong>de</strong>formación elásticaLos parámetros <strong>de</strong> la fórmula son:© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
95: diámetro cabeza <strong>de</strong>l pilote.: módulo <strong>de</strong> elasticidad <strong>de</strong>l material <strong>de</strong>l pilote em el cual el valor pue<strong>de</strong> serobtenido por una interpretación lineal entre valores <strong>de</strong>parahormigón con fuerza específica <strong>de</strong>y el valor <strong>de</strong>hormigón <strong>de</strong> .: largo <strong>de</strong>l pilote con rozamiento bajo o nulo.: largo activo <strong>de</strong>l pilote: relación <strong>de</strong>l largo equivalente al fusto <strong>de</strong>l pilote con respecto al largo activo. Se pue<strong>de</strong> consi<strong>de</strong>rar un valor <strong>de</strong> 0.5 cuando se tiene un rozamiento que sen<strong>de</strong>sarrolla 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 pue<strong>de</strong> utilizar un valor <strong>de</strong> 0.45.El <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l pilote rígido pue<strong>de</strong> ser calculado sabiendo que la suma <strong>de</strong>lrozamiento lateral y <strong>de</strong> la resistencia <strong>de</strong> base correspon<strong>de</strong>n al total aplicado a lacabeza <strong>de</strong>l pilote.Consi<strong>de</strong>rando el pilote rígido el <strong>de</strong>splazamiento total en cabeza es igual a aquel que seobtiene a lo largo <strong>de</strong>l fusto es igual a aquel medido en la base <strong>de</strong>l pilote:Del gráfico lineal se pue<strong>de</strong> ver que el <strong>de</strong>splazamiento a lo largo <strong>de</strong>l fusto <strong>de</strong>l pilotepue<strong>de</strong> ser calculado así:En el cual: factor sin unidad <strong>de</strong> medida <strong>de</strong> flexibilidad terreno/fusto.: diámetro cabeza: Rozamiento© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
96<strong>MP</strong>: Rozamiento último <strong>de</strong>terminado con el método estático (condición con drenaje)La ecuación <strong>de</strong>l <strong>de</strong>splazamiento a la base <strong>de</strong>l pilote obtiene <strong>de</strong> Fleming:don<strong>de</strong>: diámetro <strong>de</strong> la base <strong>de</strong>l pilote.: resistencia a la base.: resistencia última a la base.: módulo <strong>de</strong> corte correspondiente aEn fin poniendo la condición <strong>de</strong> igualdad y consi<strong>de</strong>rando la carga total aplicadaQ se obtiene el <strong>de</strong>splazamiento total <strong>de</strong> un pilote rígido consi<strong>de</strong>rando solo los valorespositivos <strong>de</strong> la relación:En el cual las variables se <strong>de</strong>finen así:El <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l pilote compren<strong>de</strong> el componente <strong>de</strong> <strong>de</strong>splazamiento rígido yaquella <strong>de</strong> reducción elástica.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
97El módulo elástico <strong>de</strong>l terreno por <strong>de</strong>bajo <strong>de</strong> la base <strong>de</strong>l pilote es vinculada a lascaracterísticas <strong>de</strong>l terreno y es fuertemente influenciado por la técnica <strong>de</strong>construcción pilote. Fleming sostiene que es aconsejable que esta parámetro <strong>de</strong>proyecto sea <strong>de</strong>terminado por un conjunto <strong>de</strong> ensayo en los cuales los pilotes soncargados hasta el punto en el cual es mobilizada una importante cota <strong>de</strong> la resistencia<strong>de</strong> punta. En ausencia <strong>de</strong> estos datos se pue<strong>de</strong> elegir, con cautela el valor <strong>de</strong>lrange <strong>de</strong> valores relativos al tipo <strong>de</strong> terreno y a al técnica <strong>de</strong> construcción <strong>de</strong>l 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 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
98<strong>MP</strong>Pilotes 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 <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> base alargada los v alore s <strong>de</strong> la t abla t ie ne que se r m ult iplic ados porun fac t or 1.5Los factores <strong>de</strong> flexibilidad asta/terreno es un valor sin unidad <strong>de</strong> medidacomprendido entre 0.001 e 0.0015. Su valor no parece ser influenciado por el tipo <strong>de</strong>pilote ni <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> terreno.16.10. Micropilotes/Pilotes en condiciones <strong>de</strong> ejercicioEn condiciones <strong>de</strong> ejercicio, para el pilote y micropilote, es aplicado el método <strong>de</strong>Método <strong>de</strong> los elementos finitos.El método <strong>de</strong> los elementos finitos mo<strong>de</strong>la el micropilote/pilote <strong>de</strong> cimentación bajocargas transversales en modo realístico en cuanto hace uso ya sea <strong>de</strong> <strong>de</strong>splazamiento© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
99que <strong>de</strong> las rotaciones a los nudos para <strong>de</strong>finir la línea elástica <strong>de</strong>l micropilote, por lotanto representadas por el método más racional y eficaz actualmente disponible paraanalizar este tipo <strong>de</strong> estructuras.A continuación las notas teóricas con P la matriz <strong>de</strong> las fuerzas <strong>de</strong> los nudos externo,con F aquella <strong>de</strong> las fueras internas y con A la matriz <strong>de</strong> los coeficientes <strong>de</strong> influenciaque para el equilibrio entre fuerzas externas e internas, une las primeras dos:P = AFLos <strong>de</strong>splazamientos internos y (traslaciones y rotaciones) <strong>de</strong>l elemento en el nudogenérico son unidos a los <strong>de</strong>splazamientos externos X (traslaciones y rotaciones)aplicados a los nudos, para la siguiente relación:e = BXdon<strong>de</strong> la matriz B ha <strong>de</strong>mostrado ser el transpuesto <strong>de</strong> la matriz A.Por otra parte las fuerzas internas F son unidas a los <strong>de</strong>splazamientos internos:<strong>de</strong> esta forma se obtiene:F = Sey por lo tanto:F = SA T XP = AF = A SA T XEs <strong>de</strong>cir que calculando al contrario <strong>de</strong> la matriz A SA T se obtiene la expresión <strong>de</strong> los<strong>de</strong>splazamientos externos X:X = (A SA T) -1 PLos <strong>de</strong>splazamientos X es posible obtener las fuerzas internas F necesarias para elproyecto <strong>de</strong> la estructura .La matriz A SA T en <strong>de</strong> notoriedad como matriz dwe rigi<strong>de</strong>z global caracterizada por launión entre <strong>de</strong>splazamientos y fuerzas externas <strong>de</strong> nudos.el método a elementos finitos tiene entre otras cosas, la ventaja <strong>de</strong> consentir <strong>de</strong>tomar en cuenta como condiciones al contorno rotaciones y <strong>de</strong>splazamientos notorios.Las reacciones <strong>de</strong> los nudos <strong>de</strong> los resortes que esquematizan el terreno sonconsi<strong>de</strong>radas como fuerzas globales unidas al módulo <strong>de</strong> reacción y el área <strong>de</strong>influencia <strong>de</strong>l nudo. En la solución a elementos finitos para micropilotes/pilotessugetados a cargas transversales el módulo <strong>de</strong> reacción es consi<strong>de</strong>rado 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 <strong>de</strong>l pilote/micropilote.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
100<strong>MP</strong>Los valores <strong>de</strong> A se B sZ n son obtenidos por la expresión <strong>de</strong> la capacidad <strong>de</strong> 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 )don<strong>de</strong> C = 40 es obtenido en correspon<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> un asiento máximo <strong>de</strong> 25 mm.16.10.1. Método <strong>de</strong> Bustamante y DoixNotas teóricas: Bustamante y DoixLas fórmulas <strong>de</strong> Bustamante y Doix solicitan parámetros característicos <strong>de</strong>lterreno p lim<strong>de</strong>terminado por el ensayo presiométrico o con resultados <strong>de</strong>ensayos SPT (Nspt):plimen los cuales p aes la presión atmosférica <strong>de</strong> referencia (terrenos arenosos).En el caso <strong>de</strong> 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 pue<strong>de</strong> dilatarse y sucesivamente expandirse gradualmenteregistrando los valores <strong>de</strong> las presiones aplicadas a las correspondientes<strong>de</strong>formaciones radiales El presiómetro tipo Ménard (<strong>MP</strong>M) se pue<strong>de</strong> expandir en unforo existente que tenga un diámetro a aquel <strong>de</strong> la sonda. El campo <strong>de</strong> esta sonda esamplio (<strong>de</strong>s<strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> micropilotes en terrenos arenosos se pue<strong>de</strong>n hipotetizar lassiguientes situaciones entre el diámetro <strong>de</strong> perforación d perfy el diámetro <strong>de</strong> lazona inyectada d in:din 1. 5 d perfd 1. 15in d perf(inyecciones repetidas)(única inyección)© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
101El valor límite <strong>de</strong> la tensión tangencial a lo largo <strong>de</strong>l tramo inyectado pue<strong>de</strong> serasumida igual medianamente a:f s1 p10limLa cantidad mínima <strong>de</strong> mezcla a inyectar es dada por la siguiente expresión:1.5siendo l inel largo <strong>de</strong>l tramo inyectado.Vin1.5d42inlinTerrenos arcillososEn el caso <strong>de</strong> micropilotes en terrenos arcillosos valen las siguientes relacionesentre el diámetro <strong>de</strong> perforación d perfy el diámetro <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> mezclar para inyectar cambia <strong>de</strong> 1.5 – 2.0 V in,en el caso <strong>de</strong> una única inyección, a 2.5 – 3.0 V in, inyecciones repetidas.Los valores <strong>de</strong> las presiones se entien<strong>de</strong>n expresadas en N/mm 2 .Carga límiteLa carga límite es visualizada como suma <strong>de</strong> los tramos individuales <strong>de</strong> lastensiones tangenciales multiplicada por la superficie lateral medésimo tramo. Talsuma se extien<strong>de</strong> solo al tramo inyectado y en el cómputo no es consi<strong>de</strong>rado lacontribución <strong>de</strong> la resistencia <strong>de</strong> punta.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
NormativaCAPXVII
10317.Normativa17.1. Normativa <strong>de</strong> referenciaPara las fases se pue<strong>de</strong> tomar como referencia las siguientes normas:Eurocódigo 7: Proyectación geotécnica – Parte 1: Reglas generales.Eurocódigo 8: Indicaciones <strong>de</strong> proyecto para la resistencia sísmica <strong>de</strong> lasestructuras- Parte 5: Cimentaciones, estructuras <strong>de</strong> 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. <strong>de</strong> la G.U. n. 30 <strong>de</strong>l 4 febrero 2008.© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
Comando <strong>de</strong> Short cutCAPXVIII
10518.Comando <strong>de</strong> Short cutLa barra indicada en figura 2 pue<strong>de</strong> ser urilizada para distintas funciones:1) Con las letras <strong>de</strong> short cut <strong>de</strong> los distintos menús, confirmando con ENTER seacce<strong>de</strong> rapidamente a los distintos comandos.Ej.: N+ENTER para crear un nuevo archivo.2) Se pue<strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> un programa en forma rápida.Ej.: Slope+ENTER para abrir otro software Geostru.4) Acceso rápido a los contactos <strong>GeoStru</strong>.Ej.: Contactos +?+ ENTER para acce<strong>de</strong>r a la lista <strong>de</strong> contactos <strong>GeoStru</strong>.5) Acceso rápido a las funciones <strong>de</strong>l web:Ej.: www.geostru.com+ ENTER, o bien geostru@geostru.com. geostru ps + ENTER paraacce<strong>de</strong>r rapidamente a los parámetros sísmico.F ig. 2© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
ContactoCAPXIX
10719.Contacto<strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>Skype Nick: geostru_support_it-eng-spaWeb: www.geostru.comE-mail: geostru@geostru.comPer recapiti aggiuntivi consultare il nostro sito WEB© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
108<strong>MP</strong>© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
In<strong>de</strong>x 109In<strong>de</strong>x- A -Abrir 9Acción símica 29Acción sísmica 29ángulo <strong>de</strong> resistencia al corte 25Archivo 9Archivo materiales 13Asientos 58- C -Cálculo Asientos 58Cálculo Cap. e carga fórm.54estáticasCálculo estructural 61Características geotécnicas 25Carga crítica 89Carga <strong>de</strong> grupo 76carga fórmulas dinámicas 74Carga límite <strong>de</strong> 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 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>
110<strong>MP</strong>- O -Opciones 21- P -Parámetros DXF 21Pilote 37- R -Recientes 9rozamiento negativo 25- S -stratigrafia 25- T -Texturas 21- U -Unidad <strong>de</strong> medida 5- V -Velocidad ondas 25Ver 12vs 25© 2013 <strong>GeoStru</strong> <strong>Software</strong>