CYPECAD Cimentación con muros, zapatas enormes, deformada (mrcds)

mrcds

Novel
Buenas tardes, lo primero y en medio de esta situación surrealista que estamos viviendo es que espero que estéis tod@s bien, y que estéis llevando el #yomequedoencasa muy en serio para que cuanto antes podamos salir de esta...

Y ahora voy a toooodas mis dudas, en medio de esta pandemia una estructura que me trae de cabeza, ¡¡¡lo que me faltaba!!!

Primero os pongo en situación. Vivienda con planta baja, y dos de sótano, aunque abiertas en una cara. Pendiente brutal, hay que rellenar parte para que la casa no quede "volando", el firme a unos 3 metros con una tensión de 2 kp/cm². La idea primera hacer pozos y llegar al firme, pero no logro encontrar solución óptima, y estoy también barajando la opción de relleno compactado para subir el firme. Avisar que en mis cálculos, la tensión la he puesto a 1,30 kp/cm² porque los pozos que me salen son de unos 3 metros en algunos puntos, y por tanto le he restado esa capacidad portante a la tensión admisible.

Si veis algo incorrecto hasta aquí comentadme, por favor.

DUDA 1. Sigo... Os mando modelo de la estructura que, en principio, me gustaría realizar pero para la cual me salen resultados en cimentación a mi entender incongruentes, ya que las zapatas de los muros me salen enorme. Se me solapa todo, y las he comprobado incluso sin empujes en los muros, ni sismo, ni viento, pero nada... Es verdad que son muros de 2 plantas (6,50 metros) pero ¿me podríais confirmar por qué esas zapatas tan descomunales? ¿Problema de diseño? ¿Posiblemente algo mal introducido?



Imagen en la que podemos ver la cimentación, todas las zapatas en rojo salen brutales. Este cálculo es como ya he dicho sin sismo, empujes en muros, ni viento.



Imagen del modelo. Creo que se puede intuir donde están los niveles de muro y demás.

DUDA 2. Hasta ahí una primera duda. Ahora la siguiente. ¿Por qué cuando elimino la opción de zapatas y paso a la de losa, en la deformada puedo observar como la estructura "vuelca"? No logro entender la lógica de esto. Compruebo el esfuerzo de los pilares y obviamente los pilares sin muro tienen mucha más carga que los que están en muro, ya que esta se disipa por el elemento estructural continuo... pero ¿esta carga no se tiene en cuenta en la cimentación de forma lineal? Os pongo las imágenes a ver si puedo explicar un poco mejor la situación.



Aclaro que sale igual de "tumbada" la estructura si la calculo los muros sin sismo y/sin viento. Pero no si la calculo sin empujes. Por tanto de aquí deduzco que si hay algún error puede ser en la introducción de estos datos, o que tengo que buscar alguna forma de "arreglarlo".

DUDA 3. Así es como he introducido los valores de empujes de los muros, a ver si veis algún error que yo me esté saltando. Si no es así, por favor, soluciones para soportar estos empujes... ¿diseño?



Bueno, pues espero que podáis arrojarme un poquito de luz... porque estoy realmente atascada con esta estructura... no sé si toda esta situación me tiene la cabeza descolocada, pero creo que hay algo que me estoy saltando y no doy con la solución para que salga algo coherente. Muchas gracias, ¡¡¡espero vuestras respuestas!!!
 

GOBA

VIP
Avisar que en mis cálculos, la tensión la he puesto a 1,30 kp/cm² porque los pozos que me salen son de unos 3 metros en algunos puntos, y por tanto le he restado esa capacidad portante a la tensión admisible
¿Cómo has llegado a ese valor?

Como te dice @zio, lo mejor es poder ver el fichero de cálculo, o los ficheros, porque tienes una opción con zapatas y otra con losa, ¿no? ¿por qué? El estudio geotécnico, ¿qué te recomienda? ¿o te da ambas opciones?
 
Tienes unos empujes bastante grandes, 18° de ángulo de talud y de rozamiento interno. Es normal lo que te sale, dado que consideras que está empotrado en su base todo (con vinculación exterior).
Te propongo un ejercicio, convierte todo en "sin vinculación exterior", las zapatas como losas de cimentación, las vigas de atado y centradoras como vigas de cimentación, y a las zapatas de los muros ponle tu una dimensión que te parezca razonable. Deja el módulo de balasto por defecto y calcula, a ver qué te sale. ¿Realmente tienes un terreno tan malo, 18° de ángulo de rozamiento interno?, imagina la zapata que te sale en un muro con esos empujes y trabajando solo en L.
 
¿Cómo has llegado a ese valor?

Como te dice @zio, lo mejor es poder ver el fichero de cálculo, o los ficheros, porque tienes una opción con zapatas y otra con losa, ¿no? ¿por qué? El estudio geotécnico, ¿qué te recomienda? ¿o te da ambas opciones?
Y llegará a lo que dices, losa de cimentación...
 

mrcds

Novel
¡Buenas a todos! ¡Lo primero muchas gracias!

Contesto por partes...

Sí, el geotécnico me da las dos opciones, zapatas a -3,20 m con qadm=2 kp/cm² (que nuestra opción sería zapatas superficiales y pozos hasta esa profundidad) y losa de cimentación a -2,20 m con qadm=1,8 kp/cm² (opción losa superficial y meter un relleno compactado y demás que mantenga la tensión admisible o la reduzca lo mínimo por el peso del nuevo terreno).

He llegado a una qadm de cálculo de 1,30 2 kp/cm² porque le he restado a la tensión admisible del terreno el peso del pozo, que en algunos puntos será hasta mayor de 3 metros.

No sabría ni qué archivo subir, tengo como 10 con las diferentes opciones... un caos, la verdad, pero es que en ninguno logro algo coherente, perdón.

Otra pregunta que me hacéis sobre las vigas, sí son de atado... las que me genera el programa. No creo que hiciesen falta vigas centradoras, puesto que las zapatas no están excéntricas.

Revisando la entrada de los muros he quitado el ángulo de talud de 18° y lo he puesto a 0°, que es lo que sucederá en realidad, eso ha sido un error mío. El resto sí, eso son los datos que me da el geotécnico de rozamiento interno. Aun así la cosa ha cambiado poco...

Sigo teniendo dos dudas muy importantes:

Duda 1: En caso de zapatas, entiendo que por el empuje tan grande en los muros me salen esas zapatas enormes... OK. Tengo alguna forma de reducirlas... ¿el vuelo es mejor que sea por ambos lados del muro? ¿algún tema de diseño que pueda mejorar?

Duda 2: En caso de losa de cimentación como hago para que no me "vuelque" tanto la estructura... Tendría que verificar pero seguramente cumpla CTE pero me parece bastante que en la combinación más desfavorable haya una diferencia de hundimiento de pilares de casi 5 cm. ¿Cómo lo veis?
 
1.- Ya te dije que podrías calcular sin vinculación exterior. Que era la solución más aproximada y compruebas las zapatas que tú pones.
2.- ¿Quieres decir que tienes asientos diferenciales de 5 cm en alguna combinación entre pilares?, me parece mucho..., tendría que compartir el fichero.
 

mrcds

Novel
Gracias @castelar. En cuanto a la pregunta 2, me refiero a la imagen de la Duda 2 de la primera vez que escribí.

Pero, a ver, después de comentarlo de nuevo con mi jefe, él rechaza la opción de losa de cimentación, que a mí era la que me parecía más lógica por los cálculos, pero bueno.... Hay que seguir entonces con opción zapatas.

Hay una cosa que no entiendo del "ejercicio" que me has propuesto. ¿Qué obtengo con ello? Ahora mismo no tengo ningún cálculo correcto de las zapatas, porque me dan solapes y demás... Entonces, tú lo que me propones es que yo dibuje una cimentación por zapatas (la que yo estime), pero sin vinculación exterior y ver que me sale en el resultado, ¿no?

Pero no entiendo la finalidad... Haciéndolo así si que lograría saber los asientos diferenciales pero... ¿qué más? ¿Me debería cumplir sin vinculación unas determinadas dimensiones que no me cumplen con vinculación? He leído comentarios al respecto en otros hilos del foro, pero no me queda claro...

¡Gracias!
 

mrcds

Novel
Otra preguntita... ¿por qué el balasto por defecto que me sale? ¿No debería calcular el que le corresponde?
 

pnc

Titanio
Por lo mismo que la tensión admisible. Porque algo tenían que poner. Sí, hay que calcularlo.
 
Vamos a ver, el problema de suponer con vinculación exterior, es que cada tramo de muro con sus esfuerzos trata de dimensionar su zapata corrida, pero no hay un comportamiento conjunto estructura-cimentación, algo que sí es posible si predimensionas las zapatas y todo lo pasas a "sin vinculación exterior" tal como comenté.
Un muro de caso 6 m de alto y solo con puntera necesitará un zapatón que puede ser tan largo como alto lo es el muro, salvo que hay algo que venga a ayudar a esa estabilidad necesaria. En tu caso tiene que venir una estructura formada por forjados y pilares cuya rigidez frente a acciones horizontales (en este caso empujes del terreno) sea apreciable, pero me da la sensación que en tu caso y comparada con la de los muros es más bien poca, por lo que los empujes horizontales son resistidos prácticamente por los muros y la estructura apenas colabora.
En estas condiciones, necesitas una zapata perpendicular al terreno de dimensiones apreciables, además se da circunstancia de que hay muros en los extremos perpendiculares o inclinados con sus formas, pero como te decía, cada muro se dimensiona con lo suyo, salvo algunas consideraciones especiales que se pueden hacer pero que no siempre es posible.
Pero si predimensionas tus zapatas, y ahí te dejo el "regalo", lo que sí será cierto es que el conjunto muros-estructura-zapatas y vigas van a trabajar solidariamente, y lo que si puedes es comprobar localmente tensiones en cada una.
Ya tienes las zapatas y vigas de los pilares, que convertirlas en losas y vigas de cimentación es fácil, y solo tienes que aventurar unas dimensiones razonables de las zapatas "sin" de los muros, calcular y ver lo que sale.
Si no lo intentas no lo sabrás.
En casos como el tuyo, incluso me atrevo a aconsejarte que unan losa de cimentación parcial que abarque los muros sin llegar a las zapatas (que no deja de ser una zapata conjunta del conjunto de los muros), eso ya habría que ir iterando desde un mínimo de dimensión (imagina 1 m de puntera y 0,50 m de canto) hasta que llegues a cumplir tensiones aumentando la puntera y el canto si es necesario, es un proceso que puedes tantear.
 

GOBA

VIP
He llegado a una qadm de cálculo de 1,30 2 kp/cm² porque le he restado a la tensión admisible del terreno el peso del pozo, que en algunos puntos será hasta mayor de 3 metros
Tienes que restar, el peso del pozo, menos el peso de las tierras que se excavan.

Otra pregunta que me hacéis sobre las vigas, sí son de atado... las que me genera el programa. No creo que hiciesen falta vigas centradoras, puesto que las zapatas no están excéntricas
Las zapatas del muro, sí son excéntricas, y sí conviene colocar vigas centradoras.

Pero, si hay que hacer pozos, lo que yo suelo hacer es colocar zapatas puntuales bajo los pilares, y el muro entre ellas, apeado sobre unas vigas, de esta forma, solo harías pozos puntuales, no un pozo lineal. No sé si darán los números.
 
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mrcds

Novel
Perfectamente explicado, @castelar. Entendido. He hecho lo que me has indicado, pero quizás ahora mi confusión es mayor en otros aspectos.

Primero pongo modelo, ya que al tener que meter zapatas y que no sean excéntricas para que el cálculo no sea exagerado, lo que haremos será profundizar medio metro más y luego rellenar y solera. Explicado muy rápidamente, y no muy técnico, pero creo que viendo el modelo se puede intuir.



Bien, pues con este modelo he hecho varios archivos para calcular ambas cosas.

Este primer cálculo con vinculación exterior.



Este segundo cálculo sin vinculación exterior.



Lo que ahora no entiendo es por qué de un cálculo a otro varían tanto las zapatas. Por ejemplo, en el modelo ConVinculación la zapata del muro del pilar 1 al 5 es brutal, sin embargo, en el modelo SinVinculación sale algo asumible. Para el caso del pilar 8 al 7 o del 3 al 4 pasa justo lo contrario, en el modelo ConVinculación algo asumible y en el modelo SinVinculación zapatón.

He entendido lo que @castelar me ha explicado de cómo varía el cálculo de un modelo al otro, por el trabajo solidario y demás de estructura y cimentación, pero el cambio tan excesivo que hay en los resultados... no logro entenderlo.

No debe ser fallo de introducción de datos, porque son los mismos en los dos cálculos...
 

mrcds

Novel
Tienes que restar, el peso del pozo, menos el peso de las tierras que se excavan
He leído sobre esto en otros hilos y siempre aparece la controversia de si el peso de las tierras que se excavan se tienen en cuenta o no. Siempre me decanto por quedarme del lado de la seguridad y no tenerlas en cuenta.

Las zapatas del muro, sí son excéntricas, y sí conviene colocar vigas centradoras
Entiendo lo que dices, pero ¿crees que ese elemento puntual puede ayudar a una zapata lineal excéntrica? Imagino que algo sí, pero muy poco, ¿no? A no ser que fuesen varios elementos cada cierta distancia o algo así... No sé si me equivoco :confudsed: Bueno, ahora ya no hay aptas excéntricas ni de pilares ni de muros, pero aun así me parece bien tener en cuenta este punto.

Pero, si hay que hacer pozos, lo que yo suelo hacer es colocar zapatas puntuales bajo los pilares, y el muro entre ellas, apeado sobre unas vigas, de esta forma, solo harías pozos puntuales, no un pozo lineal. No sé si darán los números
Esta solución la probé cuando no tenía el modelo tan definido y no me daba... pero tendría que volver a comprobarlo, la verdad. Podría ser otra opción para ahorrar hormigón.
 

mrcds

Novel
La zapata del muro, ¿puede ser centrada? Si la haces centrada, acuérdate de colocar el peso de las tierras en el talón
¿Me puedes especificar mejor? ¿Tendría que colocar sobre el talón que sobresale una carga lineal simulando al relleno? ¿Eso no lo mete CYPE al meterle los empujes?
 

GOBA

VIP
Puedes definir una carga superficial. CYPECAD no la tiene en cuenta de forma automática.

De todas formas, hay que tener en cuenta que CYPECAD no considera una opción que es el par de fuerzas que se generan en la base de las zapatas, y el forjado.

En todo caso, si subes el fichero, uno en particular, se podría ver mejor la razón del resultado.

En cuanto a la tensión admisible, mejor consultar a los autores del estudio geotécnico.
 
No soy yo el que conoce las singularidades de la obra, pero me inclino por quitar esa solera y su recrecido que aumenta la altura del muro y volver a la solución inicial y veo que has pasado bien las zapatas de pilares a losas, correcto, pero no veo vigas de cimentación de las losas a los muros. Ponlas.
Y lo que te decía, no pongas zapatas, pon una viga de cimentación sin vuelos, canto el que decidas, por ejemplo lo mismo que las zapatas, 60 cm, y define una losa de cimentación (en lugar de zapatas) que bordee el muro en paralelo, por ejemplo con 1,5 de vuelo, calcula y vamos a ver las tensiones sobre el terreno analizando la losa.
 
Si te salen tensiones muy elevadas está claro, hay que aumentar esa losa-zapata paralela al muro, le falta superficie, pero hay que ver los isovalores de tensiones.
 
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