CYPECAD Informe ELU en pilares

Pablo001

Esmeralda
Estoy revisando las comprobaciones realizadas en el informe ELU de un pilar y en el apartado de "Estado límite de agotamiento frente a cortante" veo que el esfuerzo cortante de agotamiento por tracción en el alma (Vu2) lo calcula mediante la formula del articulo 44.2.3.2.1.2 de EHE-08 de piezas sin armaduras de cortante. ¿No debería calcularse para piezas con armadura a cortante?

Por otro lado, el pilar es de 40x40 cm, recubrimiento 3 cm, con barras del 16 y estribos del 6, en el desglose del cálculo del cortante de agotamiento por tracción en el alma (Vu2) indica que el canto útil de la sección es de 293,6 mm, cuando entiendo que debería ser 400-30-6-16/2 = 356 mm.

Creo que hoy estoy algo espeso, ¿alguna ayuda?
Gracias.
 

GOBA

VIP
Yo también tuve esta duda. A ver si lo digo bien. El canto útil que se toma es la distancia entre la posición de la resultante de tracciones (que no tiene por qué coincidir con el centro de gravedad de las armaduras) y la cara más comprimida de la sección.

Yo lo estuve mirando hace un tiempo y me quedó pendiente esta duda, y es que en su momento me pareció que se tomaba para el cálculo del canto útil la posición de la resultante de tracciones del cálculo con los esfuerzos pésimos y no la correspondiente a los esfuerzos de cálculo (aunque creo que la influencia sobre el resultado era ridícula).
 

Pablo001

Esmeralda
Edito: Perdón, estoy ahora viendo un caso donde sí se tiene en cuenta la contribución de la armadura transversal.
 

Pablo001

Esmeralda
Yo también tuve esta duda. A ver si lo digo bien. El canto útil que se toma es la distancia entre la posición de la resultante de tracciones (que no tiene por qué coincidir con el centro de gravedad de las armaduras) y la cara más comprimida de la sección.

Yo lo estuve mirando hace un tiempo y me quedó pendiente esta duda, y es que en su momento me pareció que se tomaba para el cálculo del canto útil la posición de la resultante de tracciones del cálculo con los esfuerzos pésimos y no la correspondiente a los esfuerzos de cálculo (aunque creo que la influencia sobre el resultado era ridícula)
Entiendo lo que indicas, @GOBA, no tiene sentido considerar el típico canto útil d = h-d' a efectos de cortante soportado por el hormigón, si parte de la sección está traccionada (aunque en la EHE-08 no lo define así). Pero en mi caso, toda la sección está comprimida.
 

GOBA

VIP
Ups, perdón. Mejor no hagas caso de lo que he dicho por si acaso, porque tras leer tu respuesta, he vuelto a mirar un ejemplillo que hice hace tiempo, y lo que creí entender entonces ya no me cuadra. Yo pensé que era por la resultante de tracciones, pero no es así. Tienes razón, con un pilar que trabaja a compresión también sucede, solamente por tener redondos en las caras.

Como te he dicho, no hagas ni caso de lo que he dicho, porque creo que está muy mal. Mejor que intervenga alguien que sí lo tenga claro.
 

zcanv

Plata
En cuanto al cortante, me parece un poco fuera de lugar comprobarlo con las indicaciones de piezas sin armadura de cortante, porque es un elemento que por obligación normativa lleva dicha armadura, por tanto, si la va a llevar sí o sí, ¿por qué no usar un modelo de cálculo coherente con la realidad?

En cuanto al canto útil, los pilares son un mundo aparte, porque la armadura en general no está en 2 caras (puede estarlo, pero en general no lo está) y por si fuera poco en general la solicitación es esviada, por lo que el canto útil deja de ser la bonita expresión h-r, sino que cada barra corrugada está a una distancia diferente de la fibra neutra, y el bloque comprimido de hormigón deja además de ser un rectángulo paralelo a la fibra neutra, y por si fuera poco "la fibra más comprimida" no es una cara del pilar.

Dicho lo cual, sería muy interesante saber cómo considera CYPE el canto útil de un pilar.
 

GOBA

VIP
Tal y como dices es algo complejo. Pero yo parto de un ejemplo muy sencillo, de un pilar de 30x30 con un axil en cabeza. Para que calcule el cortante le he metido una carga Qx a 0,5 m de la base. Se trata de un caso de flexión no esviada en el que toda la sección del pilar está comprimida. Se ve en el equilibrio de la sección y además T=0. Se arma el pilar con 4R12, estribos ER8, y recubrimiento 2.5 cm. En ese caso se considera un canto útil de 261 mm = 300-25-8-6.

Si edito manualmente e introduzco redondos en las caras, por ejemplo 2R12, el canto útil baja a 216,6 mm. Es esto lo que no comprendo, al estar toda la sección comprimida...
 

Pablo001

Esmeralda
En cuanto al cortante, me parece un poco fuera de lugar comprobarlo con las indicaciones de piezas sin armadura de cortante, porque es un elemento que por obligación normativa lleva dicha armadura, por tanto, si la va a llevar sí o sí, ¿por qué no usar un modelo de cálculo coherente con la realidad?
Yo también creo que está fuera de lugar, además en algunos casos con sismo también lo hace sin considerar estribos.

En cuanto al canto útil, los pilares son un mundo aparte, porque la armadura en general no está en 2 caras (puede estarlo, pero en general no lo está) y por si fuera poco en general la solicitación es esviada, por lo que el canto útil deja de ser la bonita expresión h-r, sino que cada barra corrugada está a una distancia diferente de la fibra neutra, y el bloque comprimido de hormigón deja además de ser un rectángulo paralelo a la fibra neutra, y por si fuera poco "la fibra más comprimida" no es una cara del pilar
Pero lo que sí estaría claro es que en una sección totalmente comprimida el canto útil sería del orden de "d". La EHE no dice nada al respecto, además en vigas hemos considerado el canto útil de siempre y estas si que tienen parte de la sección traccionada.

Si edito manualmente e introduzco redondos en las caras, por ejemplo 2R12, el canto útil baja a 216,6 mm. Es esto lo que no comprendo, al estar toda la sección comprimida
Es muy raro, con lo cual al disminuir el canto útil, disminuye el Vu2, lo cual no tiene sentido.

Gracias a todos por mostrar vuestras opiniones.
 

GOBA

VIP
Yo también creo que está fuera de lugar, además en algunos casos con sismo también lo hace sin considerar estribos
Yo sí estoy de acuerdo con el criterio que sigue CYPECAD.

Si Vd < Vu2, siendo Vu2 el valor que se define en el apartado de piezas sin armadura de cortante (44.2.3.2.1.2), significa que no son necesarios estribos por cálculo (aunque se coloquen por otras razones).

Si el cortante de cálculo Vd > Vu2, pasamos al caso en el que se necesitan estribos por cálculo (44.2.3.2.2), y entonces Vu2 se desglosa en en 2 términos: Vcu, que es la contribución del hormigón y Vsu, contribución del acero.

Pero lo que sí estaría claro es que en una sección totalmente comprimida el canto útil sería del orden de "d". La EHE no dice nada al respecto, además en vigas hemos considerado el canto útil de siempre y estas si que tienen parte de la sección traccionada.

Es muy raro, con lo cual al disminuir el canto útil, disminuye el Vu2, lo cual no tiene sentido
Yo sigo sin encontrarle un sentido físico, ya que pensaba que cuando se hablaba de canto útil se hacía pensando en que el hormigón por el exterior de la armadura traccionada era mecánicamente inútil. Pero volviendo a leer el art. 42.1.3, en los comentarios, se dice:
"Se entiende por canto útil de la distancia entre el centro de gravedad de la armadura en tracción o menos comprimida y la fibra más comprimida de la sección."

Entonces lo que creo que hace CYPECAD es calcular el centro de gravedad de las armaduras menos comprimidas, y calcular su distancia hasta la cara más comprimida. Si no hay redondos en las caras y no se trata de un caso de flexión esviada, coincide con (h-d'). Y si hay redondos en las caras, ya no. Pero en el caso de que toda la sección esté comprimida, no termino de entender el significado de contabilizar esas armaduras de las caras, que se encuentran en un estado de compresión intermedio entre las más comprimidas y las menos comprimidas.
 

zcanv

Plata
Sí, pero la expresión de Vcu es más conservadora en piezas sin armadura de cortante, y lo es aún más en la EHE-08, porque se introdujo una nueva expresión de valor mínimo de Vcu que sólo se emplea en piezas sin armadura de cortante.

Quizás la diferencia no conduce a grandes errores, pero, sea como sea, pienso que cada fórmula tiene su ámbito de aplicación, y las de piezas sin armadura de cortante, en mi opinión corresponden exclusivamente a un modelo en el que no hay armadura de cortante.

Por lo que respecta al canto útil, no sé lo que hace CYPE.
 

GOBA

VIP
Cuando se publicó la EHE no se introdujo el valor mínimo de Vcu en piezas con armaduras a cortante. Pero tiempo después se modificó. Eso sí, creo que lo hicieron (copiaron) rápido porque en lugar de escribir Vcu, escribieron Vu2...

Pero sí, tienes razón en que existe una diferencia de la resistencia a cortante: 0,18 frente a 0,15 (sin armadura y con armadura respectivamente). Entonces se supone que en piezas con armadura a cortante la contribución del hormigón es un 17% menos (a mí que me lo expliquen...). No sé qué hace CYPECAD en estos casos que se encuentran en la frontera. Es decir, tengo una sección que cumple sin armadura a cortante, por muy poco. Pero como lleva estribos, entonces Vcu ya no es suficiente. ¿Se comprobaría Vsu? Nunca he hecho unos números para ver esto. Tal vez con el estribado mínimo se cubra.
 

Pablo001

Esmeralda
El tema es muy interesante, sobre todo saber cuando CYPECAD emplea en pilares la expresión de Vu2 sin contribución de armadura a cortante.
Yo opino que si la EHE-08 obliga a introducir estribos en pilares, Vu2 se debería emplear siempre con la contribución del acero, ya no digamos en situaciones de viento importante y sismo, donde la concentración de estribos en base y cabeza es muy importante.

En cuanto al valor del canto útil tampoco termino de comprender lo que hace CYPECAD.
 

Luiggy

Diamante
Un tema no resuelto en la norma es el caso de cortante esviado (es decir, no paralelo a alguna de las caras del pilar). No sé cómo establecer en ese caso la celosía de Ritter-Mösch. La solución estaría en descomponer el cortante en las direcciones paralelas a las caras, con su 'd' para cada caso (con el criterio habitual: h - d') y las ramas de los estribos implicadas en cada caso. Para la contribución del hormigón no lo tengo tan claro.
 

zcanv

Plata
Lo curioso del tema es que la Instrucción pone la famosa figura de la sección con forma de cacahuete y de huevo, para la definición de b0, como si estuviese presumiendo de que el modelo es válido para cualquier sección por rara que sea, pero... no deja de hacer la suposición de que la armadura de tracción está contenida en una línea paralela a la fibra neutra, porque la celosía virtual parte de un modelo plano, y no espacial.

Si la celosía virtual estuviese definida de forma espacial, sería directo el cortante esviado, bastaría con considerar una sección de forma arbitraria como la sección original girada para que la fibra neutra sea horizontal. Pero eso requiere que cada barra corrugada tenga una distancia diferente a la fibra neutra, lo cual no se puede contemplar en un modelo de celosía plana.

La norma de acero define cómo considerar la superposición de dos cortantes ortogonales. Es una solución algo patatera, pero al menos definida en la norma. Pero la normativa de hormigón no nos dice nada. En cualquier caso, supongo que CYPE tomará un criterio similar a la normativa de acero.

Lo divertido del caso es que no hay ningún pilar que no esté sometido a cortante esviado. Todavía somos herederos de las antiguas normas y manuales que suponían que los forjados no comunicaban torsión a las vigas, al mismo tiempo que se calculaban los forjados con armadura de negativo en su apoyo con las vigas, es decir, con empotramiento, y por tanto con torsor sobre la viga y con momento y cortante sobre el pilar en el plano perpendicular al pórtico (y esto sin contar el cortante de acciones horizontales, que es el fuerte sobre pilares, claro).

En cuanto a lo que decíamos del 0,15 y el 0,18, yo lo veo como que es simplemente una situación diferente. Una tiene armadura de cortante, y la otra no. Según sí el elemento que armas lleve o no estribos, estás obligado a usar una u otra. Tan sencillo como eso.
 

sisifo

Platino
En cuanto a lo que decíamos del 0,15 y el 0,18, yo lo veo como que es simplemente una situación diferente. Una tiene armadura de cortante, y la otra no. Según sí el elemento que armas lleve o no estribos, estás obligado a usar una u otra. Tan sencillo como eso
No necesariamente tiene que ser esa la explicación. Otra posible lectura es que se pueden producir dos mecanismos resistentes diferentes, uno en el que la resistencia se produce por tensiones tangenciales en el hormigón, con el valor de 0,18, y otro que identificamos como el mecanismo de la celosía, en el cual el hormigón ha de fisurarse para que las barras de acero puedan trabajar, pero en el que el hormigón todavía puede resistir unos esfuerzos tangenciales a pesar de su estado de fisuración, en el que se reduce a 0,15.

Conste que no afirmo que esa sea la interpretación de CYPECAD (tendría que preguntarlo), pero no me parece descabellado comprobar que con la contribución del hormigón sin armadura de cortante es suficiente y, si no lo es, verificar el mecanismo con armadura transversal.
 

GOBA

VIP
Retomo este tema de hace poco tiempo 😁

Sigo teniendo dudas sobre cómo calcula CYPECAD el canto útil en pilares. Subo este fichero:
http://share2.cype.com/files/2020e_PILARES_ESTRIBOS_20200510_110654.html

P1, P2 y P3, son iguales en dimensiones y armadura longitudinal:
30x60 4R20+2R20 en cara Y.

En cuanto a las cargas, P1 y P2 tienen una carga horizontal en cabeza Qy =100 kN, pero la diferencia es que P1 no tiene axil, y sin embargo P2 sí, N =1500 kN. Altura de la planta, 1 m. P3 tiene el mismo axil que P2, pero una carga Qy= 100 kN en la base (a 0,01 m).

Cargas P1:

Cargas en cabeza (P1)


Cargas P2:

Cargas en cabeza (P2)


Cargas P3:

Cargas en cabeza (P3)


Cargas horizontales (P3)


Si reviso el listado de comprobación del cortante de P1, veo que el canto útil d considerado, es 428,5 mm, que es la distancia entre el centro de gravedad de la armadura de tracción, y la fibra más comprimida:

Equilibrio de la sección de P1


Por otra parte, P2 tiene axil, y toda la sección está comprimida (flexocompresión):

Equilibrio de la sección de P2


En este caso, d también toma el valor de 428,5 mm, ¿por qué no se toma el valor de "d" la distancia entre las armaduras 4 y 5, hasta la fibra más comprimida?

Incluso en P3, se toma el mismo valor de d = 428,5 mm.
 
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