Evaluar capacidad portante de un pilar

[AIRAN RAMOS]

Saludos a todos, paso por aquí a ver si me podeis guiar un poco, estoy realizando un master en refuerzo y cálculo de estructuras y ando un poco liado con el tema de reforzar un pilar. Os cuento se trata del proyecto final del master consistente en reforzar varios elementos de unas estructura de una vivienda unifamiliar, la cual en un principio tenía un determinado uso y se pide ampliar y cambiar determinados usos de la vivienda. Bien, se nos a pedido realizar primero el cálculo a través de cype tanto en el estado inicial de la vivienda como en su estado reformado(ampliando una planta mas). en uno de los ejercicios propuestos nos piden peritar y si hace falta reforzar un pilar de hormigón de 20x20 con armadura 4fi12; fck=25Mpa.

los datos generado por cype de la estructura en su estado inicial con los que parto son:

pésimos del tramo
Nd=98.1 kn
Mdx= 2.2 kn.m
Mdy= 2.8 kn.m

y los datos generados por cype en el estado reformado son:
Nd=253 kn
Mdx= 12 kn.m
Mdy= 23 kn.m

me piden peritar el pilar para saber si hace falta reforzarlo o no. Viendo estos datos es obvio que hace falta reforzarlo, el problema viene a la hora de justificarlo numéricamente .

entendiendo que el pilar está trabajando a flexo-compresión esviada

y buscando en apuntes de clase encuentro esta expresión Ac=(11.(Mx+My)+0.8N/fck).20 para aproximadamente saber el axil que aguanta el pilar existente, despejando de esta expresión obtengo un N=556 kn , dato que no me parece coherente comparandolo con el que me da cype en el calculo de la estructura inicial N= 98.1 KN (DEBERIAN SER APROXIMADOS AMBOS ,NO?

me ayudaría mucho vuestras opiniones .

saludos .

gracias de antemano.

[castelar]

Sería necesario saber con qué norma estás trabajando y el tipo de acero. ¿Conoces los ábacos en roseta del Jiménez-Montoya?

[castelar]

Con CYPECAD, y si fuese la EHE-08, con acero B 400 S, y siendo conscientes de que que un pilar de 20x20 n0 cumple las dimensiones mínimas, creando unas combinaciones de usuario con coeficiente unidad para ELU de hormigón en rotura, introduciendo un arranque y con cargas en cabeza los esfuerzos pésimo en el estado reformado, se obtiene que te pasas por un 28%, luego hay que reforzar:

[AIRAN RAMOS]

Si efectivamente Castelar , es acero B400s y estoy con la norma EHE08, como comentas entiendo que los dos valores que me da cype
estado inicial
Nd=98.1 kn
Mdx= 2.2 kn.m
Mdy= 2.8 kn.m

y los datos generados por cype en el estado reformado son:
Nd=253 kn
Mdx= 12 kn.m
Mdy= 23 kn.m

Nd=98.1 kn<Nd=253 kn NO CUMPLE--- REFORZAR

la cuestión es que debo demostrar numéricamente la capacidad resistente que tiene el pilar actualmente para compararlo y es ahí donde tengo un mar de dudas (la formulación que me ha dado la escuela es la que he puesto antes)

Con respecto a los abacos del Jimenez Montoya , los he mirado pero entiendo que van encaminados a calcular la armadura necesaria que debería colocar en el refuerzo no?

muy amable contestar

[castelar]

La justificación numérica es la que obtienes en el listado que te he mostrado en la imagen anterior, obtenido en CYPECAD metiendo los datos que indicas, con la salvedad de haberme creado el grupo de combinaciones con valor unidad que he mencionado para el estado en rotura del hormigón con combinaciones de usuario. Eso mismo lo puedes hacer tu, tanto en estado inicial como reformado, basta con introducir 2 arranques y en cada uno un estado de carga y sacar el listado correspondiente.

[Luiggy]

Nd=98.1 kn<Nd=253 kn NO CUMPLE--- REFORZAR

Ojo. Esa expresión no significa nada. Estás comprobando dos solicitaciones existentes, cuando deberías comparar la solicitación del estado reformado con la resistencia del estado inicial: NEd,2 = 253 kN con NRd,1.
Además, te estás olvidando de los momentos: dependiendo del momento actuante, el axil resistente varía.
Para hacerlo bien, debes comprobar las solicitaciones reformadas (el punto NEd,2, MxEd,2 y MyEd,2) con el volumen de capacidad (NRd, MxRd, MyRd) del armado inicial. Como eso es muy complejo, se puede comparar simplemente los momentos actuantes con la gráfica MxRd,1 - MyRd,1 correspondiente al axil actuante reformado (NEd,2), que puedes obtener de los gráficos de roseta del Jiménez Montoya et al.

[AIRAN RAMOS]

ok , castelar esto me sirve para comprobar que el dato que tengo hecho a mano va encaminado a lo que sale en ordenardor .

Luiggy, he estado mirando la roceta del Jimenez Montoya, y no se si entiendo bien el procedimiento.

se trata de: dada una sección en mi caso (pilar de 0.20x0.20) y con unas nuevas solicitaciones ver que armadura es la necesaria para cumplir dichas solicitaciones , si el resultado que se obtiene es menor o igual que la armadura que actualmente tiene no hará falta reforza, por el contrario si ese resultado es mayor debería reforzarse esa sección,.
Estoy en lo cierto?
voy a adjuntar el procedimiento que he realizado para ver si voy encaminado .



me surge otro duda, nos indican en el ejercicio que una vez realizada una cala en el pilar en estudio este presenta una merma en su resistencia , y que su resistencia caracteristica despues del ensayo es de 20Mpa , abrí que tener en cuenta entonces el coeficiente de minoración de resistecia para calcular fcd.?
saludos y gracias

[castelar]

Has comprobado en el ábaco de roseta con los esfuerzos reformados y la resistencia real fck=20, tanto para axil como para momentos para obtener la cuantía mecánica total necesaria y ver si te cumple el armado actual, que te ha salido que no cumple, lógico. Suficiente para justificar que hay que reforzar, que además supera con creces el 10% de diferencia, ya viste con CYPECAD que salía un 28% con HA-25, que al bajar a 20Mpa todavía es mayor.
Recuerda que fcd=fck/Yc, que es correcto lo que ponías numéricamente, aunque la nomenclatura estaba mal, ya que ponías fyd en lugar de fck.
Ahora se trataría de justificar el refuerzo.

[AIRAN RAMOS]

Ok, Castelar cierto tengo un error en la nomenclatura , lo corregiré , centrandome ahora en el refuerzo, con la capacidad mecánica necesaria obtenida y relacionando expresiones me sale que necesito unos 6.74 cm2 de armadura, estoy estudiando la forma de reforzar el pilar no tengo claro si lo haré mediante recrecido de hormigón o tal vez con refuerzo a base de perfiles en L y pletinas , tengo que estudiar bien el sistema para que haya una buena transferencia de cargas entre la planta superior que tengo que ampliar y la zapata existente, esto es una cosa que se valora mucho en el master.
ya os voy contando .

mil gracias, me sirve mucho vuestra ayuda....

[AIRAN RAMOS]

Hola a todos de nuevo, despues de mirar muchos libros y sobre todo en este foro, no tengo muy claro la forma adecuada de reforzar el pilar , uno de las opciones que barajo es la de recrecido de hormigon armado en donde anclaría las barras de acero necesarias en la zapata existente mediante resinas epoxi y dejaría la longitud de solape en la cabeza del pilar para anclar con el nuevo pilar de la planta a ampliar , aqui me surgen dos problemas, 1 si existirá una buen comportamiento y buena transferencia de carga desde esas barras hacia la zapata existente y la 2º es que debería perforar la viga que sostiene ese pilar para poder hacer pasantes esas barras y enlazar con el nuevo pilar que nace encima, al margen de esto veo complejo igualmente la forma de hormigonado de ese pilar ya que debería abrir taladros en la viga para poder hormigonar, como lo veis?

la otra opción que tengo es empresillar el pilar con perfiles L y pletinas, las uniones contra la zapata y forjado las realizaría con perfiles en L cogidos con tacos químicos.

La verdad que entre mas leo y me informo mas dudas tengo ..........

saludos.