CYPECAD Duda en cimentaciones

#1
Hay una cosa que no acabo de entender. tengo un edificio con sótano y losa de cimentación que hace las veces de suelo del sótano. Y muros perimetrales que mueren en planta baja. Hay además 2 o tres plantas más. El número exacto no viene al caso.

Lo que ocurre es que la zona del muro se hunde más en el terreno por tener más carga (el peso del hormigón del muro) que los pilares centrales que no están afectados por el muro. Ahora bien. Mi entender que el muro reparte más la carga en la losa que un pilar, y por lo tanto la deformación debería ser menor. Es decir, en ese pilar bajan 60 toneladas (por ejemplo). Pues en un pilar embebido en el muro pueden bajar 45 toeneladas (no olvidemos que es esquina y por lo tanto menor ancho de banda). Con el peso del muro podríamos decir que se equilibran. Y el pilar central es sobre un punto concreto. El pilar del muro distribuye su carga en el muro y por tanto no son todas esas toneladas en una punto pequeño (30x30) sino en una zona más amplia (30x150).

Y en cambio es en esa zona menos cargada donde se hunde más :confused::confused::confused::confused:

Supongo que está relacionado con la forma de las reacciones del terreno sobre la losa. Que no dá lo mismo que sea rígida a que sea flexible claro. Y que cuando se pone losa es por que el terreno no es muy bueno (si fuera roca se pondría zapatas y solera y a correr....)

En fín comentarme algo, que lo veo observando y me escama la piel....
 
#2
A ver , tus suposiciones me parece que no son del todo ciertas , por primera , en un pilar central la carga está centrada , tiene más hormigón confinado donde distribuir la carga a su alrededor ( siempre dependiendo del grosor de la losa y de la existencia de armadura de punzonamiento), mientras en el perímetro , solo tendrias un area hacia dentro del solar.

Realmente , intentar seguir una lógica " de calle" es inutil , aquí la losa trabaja unitariamente sometida a unas cargas globales , y todas tienen su influencia ,lo que cuenta es el conjunto de ellas , por supuesto la geometría de la losa , y como no , la manera de comportarse del terreno.
 
#3
bien de acuerdo txema. Pero la pregunta sigue ahí. ¿Por que hay más deformación en esa losa en su borde con muro que en centro sin muro? Entiendo que tu lo supones por los diferentes estados tensionales de ambos elementos. no sé, pero por que tenga un momento en el pilar no creo que el muro haga hundirse mucho más a la losa. A mi humilde entender, falta algo que se nos escapa.
 
#5
canto de 45 cm, 2000 tn/m3 de módulo de balasto y 15 kg/m2 de admisible. Vamos datos normalitos. vivienda. Pero olle esto pasa con todas las estructuras que hagas con losa (expeto con cantos de losa 1m que entonces la conviertes en rígida y habría que ver lo que pasa, nunca he llegado a esos límites)

Saludos
 
#6
Ha de suponerse que la estructura y la losa es mas flexible de lo normal, entiendo por normal el que no pase esto.
 
#8
Bueno ante la insitencia he calculado la obra con 25 cm y con 1 metro y medio de osa de cimentación. He de deciros que en ambos casos sigue pasando lo que yo comentaba. Pero, por supuestos hay diferencias. En el caso real (bueno con losa de 45 cm) las diferencias entre el asentamiento de un pilar y del muro era de medio milíemtro. En el caso de losa de 25 cm era de varios miímetros y en el caso de 1,5 metros de canto de losa la diferencia es de décimas de milímetros.

Bien estos son los hechos. Podeis simularlo vosotros tb con una obra sencillita. Mi pregunta sigue en el áire: ¿Por qué? Yo me mantengo en mis trece... El pilar esquina está menos solicitado que los centrales ....

Y Castelar, no entiendo tu comentario. para mí esta es una obra de más simplona y típica que por lo menos yo hago.... Y repito, es un fenómeno que veo se repite en todas mis obras (entre otras cosas, no rasco suelos mejores en los geotécnicos...)

Saludos y a ver si entre todos lo sacamos...
 
#9
Vale Pablo, ahora toca saber lo que metes como viga de cimentación en el arranque del muro y el módulo de balasto.
Saber si tienes vuelos en las fachadas, la carga lineal de cerramiento que metes.
El muro reparte de forma mas homogénea, pero si transmite en su área de influencia una presión mayor que la zona central, y dada la falacia de suponer el suelo elástico, puede llevarnos a esos resultados.
Comparto tus dudas y el deseo de resolverlas.
Quedo a la espera.
 
#10
La bibliografía recomienda siempre no situar pilares en el borde de las vigas o losas de cimentación para evitar picos de tensiones en los bordes. Sin ir más lejos, la memoria de cálculo de cypecad dice: "Si es posible dar un vuelo perimetral, será más rentable y se darán menores tensiones en los bordes, además de evitar problemas de punzonamiento." Por lo tanto el problema es conocido, aunque inevitable cuando el edificio ocupa la totalidad del solar.

Antes de empezar a divagar, aclarar que los datos que manejamos son resultado de unos métodos aproximados que, aún siendo válidos, no necesariamente coinciden con la realidad. Por ejemplo, está más o menos comprobado que la respuesta del terreno bajo una zapata es cualitativamente diferente en un suelo no cohesivo, donde las tensiones son mayores en el centro, que en uno cohesivo, en el que las tensiones son mayores hacia los bordes. Sin embargo en la práctica se toman tensiones homogéneas.
En el caso, tal vez más complejo, de las losas ocurre lo mismo. En el libro Curso aplicado de cimentaciones (escrito por José María Rodríguez Ortiz, Jesús Serra Gesta y Carlos Oteo Mazo y editado por el COAM en 1982) aparecen unas gráficas de tensiones y esfuerzos para varios casos de vigas flotantes (figuras 4.18 a 4.24), en las que se ven las diferencias entre los resultados con el modelo de coeficiente de balasto y con métodos elásticos. Quiero decir que los valores que se manejan no son reales, sino que dependen de los métodos de cálculo.

El método que utiliza Cypecad, para bien o para mal, está basado en el método de balasto. Cualquier reflexión tiene que considerar este hecho. Otros métodos, como el método elástico, podrían dar valores algo diferentes.

Para simplificar el tema, en lugar de pensar sobre una losa, propongo analizar el caso de la viga flotante y luego extrapolar lo posible. El tema de la viga flotante cuenta con más bibliografía de análisis manual, como es el caso del libro antes citado o del libro de J. Calavera Cálculo de estructuras de cimentación, editado por Intemac. Además, es más fácil de modelizar y de dibujar.
Como planteamiento inicial, planteo un modelo matricial para una viga de 1 m. de ancho y 25 metros de largo. Los pilares se sustituyen por 6 cargas separadas entre sí 5m., de 1000 KN las centrales y 500 KN las extremas. El apoyo en el suelo se simula con apoyos elásticos cada metro, con lo que implícitamente se está utilizando el método del módulo de balasto. He aquí los diagramas de flectores y de -que son proporcionales a las tensiones- para diversos valores de rigidez de la viga (h=0.25 m., h=0.50 m. y h=1.00 m.) y del módulo de balasto (k=100000 KN/m y k=500000 KN/m).
 
#11
Pablo8000 ha dicho:
Podeis simularlo vosotros tb con una obra sencillita. Mi pregunta sigue en el áire: ¿Por qué? Yo me mantengo en mis trece... El pilar esquina está menos solicitado que los centrales ....
En el ejemplo anterior, se ve que aunque en la esquina haya la mitad de carga los desplazamientos verticales son importantes. En cualquier caso, antes de volver sobre el modelo matricial, plantearé la simulación sobre una obra sencilla.

A la izquierda, una obra con muros hasta el grupo 1. En el centro, lo mismo sin muros. A la derecha, lo mismo pero con cargas lineales simulando la carga de los muros.
La imagen muestra el desplazamiento z para carga permanente. Los números en blanco/negro son los desplazamientos para una obra con 2 forjados. Los números en rojo se refieren a una obra de cinco forjados, en la que la repercusión de la carga del muro es menor.

Viendo los desplazamientos para 2 forjados, el gran desplazamiento mostrado en la tercera imagen demuestra, por un lado, que la carga del muro es significativa (este caso, de sótano y bajo, es exagerado), porque con la carga del muro el desplazamiento es mucho mayor que sin ella y por otro lado que el muro arriostra y/o reparte la carga, porque con muro el desplazamiento es menor que con una carga que los sustituye.

Pablo8000 ha dicho:
Lo que ocurre es que la zona del muro se hunde más en el terreno por tener más carga (el peso del hormigón del muro) que los pilares centrales que no están afectados por el muro
Sin embargo, cuando vemos la obra de 5 forjados, el desplazamiento es mayor para el caso de pilares sin muro y, obviamente, mayor para pilares con carga simulando el peso del muro. Con ello concluimos que, si bien el muro incrementa el peso, el reparto de cargas disminuye la tensión. También puede influir que la losase empotra parcialmente en el muro, en la medida en que una losa de 50 pueda empotrarse en un muro de 30.

Pablo8000 ha dicho:
el muro reparte más la carga en la losa que un pilar, y por lo tanto la deformación debería ser menor
Pablo8000 ha dicho:
¿Por que hay más deformación en esa losa en su borde con muro que en centro sin muro?
Saludos y a ver si entre todos lo sacamos
 
#12
Cuanto más flexible es la cimentación, los asientos son mayores donde se aplica la carga, y al aumentar la rigidez disminuyen esas diferencias tendiendo a homogeneizarse.
Yo lo veo todo muy lógico.
 
#13
Bien está claro que hay muchos cracks en este foro.

Vale, es decir que en edificios bajos la repercusión del muro de sótano hace que con este modelo las deformaciones de la losa de cimentación son mayores que en pilares aislados. En cambio si aumentamos las plantas la influencia del peso del muro se hace menos importante con la altura.

Vale, berobreo, veo que te has trabajado mucho este tema. ¿alguno sabe por un casual si estos modelos son bastante reales en suelos cohesivos (en suelos arenosos me importamenos este efecto)? Supongo que eso ya no lo sabremos ninguno, pero por preguntar...

Saludos
 
#14
Pablo, yo creo que el proceso constructivo afecta y mucho a los resultados en suelos cuya respuesta a las cargas es casi inmediata, como las arenas y todos los no cohesivos, ya que a corto plazo han desarrollado una gran parte del asiento total.
Los cohesivos necesitan mas tiempo dependiendo de varios factores, por lo que les puede afectar en menor medida el proceso constructivo, pero digo yo que:
1.-Se hormigona la losa, y debría asentar de manera uniforme.
2.-Vamos construyendo forjados con los puntales cargando en la losa de cimentación de forma uniforme.
3.-Para mas de 3-4 plantas, ya vamos bajando las cargas por los pilares.
La verdad es que soltamos la estructura total, la apoyamos en el suelo dejandola con mucho cuidado, y a eso le llamamos el cálculo de la estructura. Es lo que hay, y el que quiera mas, ya sabe, a modelarse el terreno por MEF, calculo por fases, no linealidad de materiales, no superposición, etc.., y dos piedras.
 
#16
a ver:
1º la losa ni es rígida ni es deformable.
2º quien es rigido o deformable es el suelo.

el asiento depende del suelo y, menos, de la cimentacion, ¿no?
pues eso, en vez de mirar la deformacion con el peso propio, que ya sabemos que es mucha, miremos la deformacion con la SCU, por ejemplo...

cype (y todos los demas) van a calcular la deformacion del suelo como si la casa se hubiese caido de un avion... como si hubiese aparecido entera y de la nada... sin contar con:
1º excavacion, con la consiguiente falta de masa del terreno retirado.
2º cimentacion, con el peso de la propia losa
3º estructura
4º uso.
 
#17
Pablo8000 ha dicho:
alguno sabe por un casual si estos modelos son bastante reales en suelos cohesivos (en suelos arenosos me importamenos este efecto)?
Hoy me da pereza meterme bajo una losa de cimentación a medir tensiones, así que me apoyaré en la bibliografía, en concreto, en el "Curso aplicado de cimentaciones de COAM", capítulo 4, Cimentaciones Superficiales - III Zapatas corridas y losas de cimentación, escrito por José María Rodríguez Ortiz, punto 4.3.
"(...)Tal como se deduce de la teoría de la elasticidad y han confirmado las medidas en casos reales, una cimentación rígida produce elevadas concentraciones de presiones en los bordes, las cuales pueden ser 2 o 3 veces mayores que las existentes en la parte central.
Sin embargo, para que puedan mantenerse tales tensiones es necesario que el terreno posea una considerable resistencia (...)"
Luego aclara que esos picos de tensiones se atenúan en algunos tipos de terreno, como las arenas flojas o medias, e incluso en otros terrenos, como arcillas fisuradas o de rotura frágil, las tensiones se concentran en la parte central.
"Dado que el modelo de Winkler tiende a suavizar las presiones de borde, llevando en cimentaciones flexibles a distribuciones convexas (presiones mayores en su centro), su utilización estará indicada en los casos de cimentaciones rígida superficiales sobre arenas flojas a medias o cimentaciones flexibles a cualquier profundidad en terrenos granulares o cohesivos.
Por el contrario, el modelo elástico es más apropiado en cimentaciones a profundidad en suelos granulares o en cimentaciones rígidas sobre suelos cohesivos. También en aquellos casos en que por la existencia de fuertes cargas de borde sea previsible una distribución de presiones cóncava hacia abajo".
Como suele ser habitual en los textos de geotecnia, la clasificación de los casos es bastante singular.


artabria, si te entendí bien no totalmente de acuerdo con tu post.
artabria ha dicho:
1º la losa ni es rígida ni es deformable.
2º quien es rigido o deformable es el suelo.
La losa tiene una rigidez, es decir, puede ser más o menos deformable.
El asiento depende del suelo y de la cimentación. Tal como dice castelar
castelar ha dicho:
Cuanto más flexible es la cimentación, los asientos son mayores donde se aplica la carga, y al aumentar la rigidez disminuyen esas diferencias tendiendo a homogeneizarse.
artabria ha dicho:
en vez de mirar la deformacion con el peso propio, que ya sabemos que es mucha, miremos la deformacion con la SCU,
Más tarde trataré de sacar los diagrams para SCU.

artabria ha dicho:
cype (y todos los demas) van a calcular la deformacion del suelo como si la casa se hubiese caido de un avion... como si hubiese aparecido entera y de la nada... sin contar con:
1º excavacion, con la consiguiente falta de masa del terreno retirado.
2º cimentacion, con el peso de la propia losa
3º estructura
4º uso.
Es cierto que los programas calculan sin considerar la falta de masa del terreno retirado. Pero sí consideran el peso propio de la losa y la estructura, con su peso y su matriz de rigidez. No sé a qué ter refieres con uso.

De todos modos, creo que nos estamos saliendo del tema que proponía Pablo8000, que era interpretar por qué aparecen los picos de tensión en los bordes de la losa en el modelo del módulo de balasto, que es el que emplea cypecad. Podemos comentar todas las simplificaciones empleadas en los cálculos de cimentaciones, pero es otro tema.
 
#18
artabria, no te enfades, hombre, que estamos todos de acuerdo, que las estructuras las calculamos caídas del cielo con y sin losa, y que admitimos por principio hipótesis simplificadas para poder abordarlo numéricamente en tiempos razonables.
La interacción suelo-estructura es un tema complejo, que Pablo ha abordado en un caso, que no cabe duda que depende de las rigideces tanto de suelo como de la estructura (no sólo de la losa), y que las estructuras reales son evolutivas.
Yo creo que la gracia está en poder adoptar métodos y criterios simples que nos permitan, con las simplificaciones ya admitidas, obtener unos resultados que se aproximen al comportamiento real, y de un solo paso.
En este caso mi opinión es, que no es de extrañar que siendo los bordes mas rígidos que la zona central de la estructura, se hunda más por los bordes, siendo ademas el caso habitual, si despreciamos el rozamiento tierras-muro y el proceso evolutivo.
 
#19
Bueno bienvenidas todas las demás reflexiones :) :) De todas formas en los bordes ya voy entendiendo lo que ocurre. Hoy estoy con una cimentación de zapatas y pasa lo contrario, en los pilares de borde se hunde menos (tb tienen muro) Que los interiores. Pero a esto estoy más acostumbrado y no me sorprende...
 
#20
no, si no me enfado... pero es que a mi me parece que despreciar el proceso evolutivo de la construcción es mucho despreciar del señor...
 
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