civilcad2000. manual del usuario. módulo de estribos cerrados

CivilCAD2000. Manual del Usuario. Módulo de Estribos cerrados 1

CivilCAD2000

MANUAL DEL USUARIO

MÓDULO DE ESTRIBOS

Versión 2.0

El presente documento es propiedad intelectual de CivilCAD Consultores, S.L. Queda

totalmente prohibida su reproducción total o parcial, su tratamiento informático o la

transmisión del mismo por cualquier medio electrónico, mecánico u otros métodos sin el

permiso previo y por escrito de CivilCAD Consultores, S.L.

Barcelona, abril de 2010


MÓDULO DE ESTRIBOS

El objetivo de este capítulo es exponer el funcionamiento del módulo que permite

proyectar estribos cerrados.

A lo largo de este capítulo se abordan las temáticas siguientes:

1 ALCANCE DEL MODULO. TIPOLOGÍA DE ESTRIBOS

2 ESTRUCTURA DEL MODULO

3 ENTRADA DE DATOS

4 CÁLCULOS REALIZADOS

5 SALIDA DE RESULTADOS


1 ALCANCE DEL MODULO. TIPOLOGÍA DE ESTRIBOS

En el presente módulo CivilCAD2000 permite proyectar estribos de puente

cerrados, es decir, estribos constituidos por un muro frontal y dos aletas laterales para la

contención de tierras. Las aletas pueden ser de tres tipos:

Aletas en voladizo empotradas en el muro del estribo.

Aletas constituidas por un muro de canto constante, empotrado en la zapata y en

el muro frontal del estribo y con voladizo extremo opcional.

Aletas formadas por un muro con cambio de canto a cierta altura, empotradas en

zapata y muro frontal y con voladizo extremo opcional.

El programa permite elegir entre seis tipos de cargadero, de formas distintas, lo cual

permite proyectar estribos para tableros de muy diversas formas geométricas.

La zapata del estribo tiene forma trapecial en planta y canto constante.

El usuario debe definir las características geomecánicas del terreno existente “in

situ” y las del terreno a utilizar en el relleno del trasdós.

Las cargas que actúan sobre el estribo son los empujes del terreno existente, la

acción de una sobrecarga en el trasdós, el empuje hidrostático asociado a la presencia de un

nivel freático, las acciones transmitidas por el tablero al estribo (permanentes y variables)

como carga vertical, carga horizontal y momento torsor, y la acción sísmica.


2 ESTRUCTURA DEL MODULO

Al módulo de Estribos cerrados se accede al seleccionar la orden " Proyecto –

Estribo cerrado" del menú principal del programa o bien pinchando el botón

correspondiente de la Barra de Proyectos. Al hacerlo, se abre la ventana de proyecto que

permite activar las órdenes de dicho módulo. Estas órdenes están estructuradas según el

siguiente esquema:

Figura 1: La ventana del proyecto de estribos cerrados.


2.1 Ordenes de proyecto.

Permiten abrir o guardar un proyecto o crear uno nuevo. La extensión de los

archivos será del tipo “*.est”

2.2 Ordenes de entrada de datos.

Se trata de la Entrada de datos para la definición geométrica del estribo cerrado y

para la definición de los parámetros que intervienen en el cálculo.

Permiten abrir y modificar los diálogos de definición de la geometría, de los

materiales, del terreno y de las acciones sobre el estribo.

2.3 Ordenes de cálculo.

Sirven para abrir los diálogos que muestran los resultados de las comprobaciones a

deslizamiento, a vuelco, del cálculo de tensiones en el terreno y del armado de la zapata y

del alzado del muro. También permiten acceder a los diálogos que sirven para

predimensionar y para encajar el estribo.

2.4 Ordenes de salida.

Se utilizan para obtener el cálculo a fisuración, la memoria, el listado de

mediciones, las figuras de definición geométrica del estribo y los planos de armadura. En

caso de tener una o dos aletas empotradas en la zapata, aparece también la orden

„Resultados de Cálculos‟.


3 ENTRADA DE DATOS

Es importante señalar que, como consecuencia de la gestión de archivos que

CivilCAD2000 desarrolla al calcular el estribo, el usuario no debe proyectar más de un

estribo en un mismo directorio o carpeta de trabajo.

La entrada de datos del módulo de estribos cuenta con los apartados que a

continuación se describen.

3.1 Generación automática

Para facilitar la entrada de datos del estribo en los casos más sencillos, el

programa propone esta generación automática en la que únicamente se pide definir las

dimensiones principales de un estribo tipo, en el cual, en principio, no se definen aletas, tal

y como se ve en las figuras del propio diálogo. Para añadir aletas a este estribo basta con

proceder del mismo modo que si se introducen todos los datos manualmente desde el

inicio.

Las dimensiones a introducir son las que muestran las dos figuras (figuras 2 y 3)

del diálogo, tanto para la sección como para el cargadero. Para cualquier variación en la

definición de uno o de otro, así como de las cotas del terreno, etc. se puede proceder a su

modificación concreta activando su diálogo de entrada de datos. Se permite también definir

un tacón cuyas dimensiones se representan con t 1, t 2, t 3 y t 4. También se puede definir la

altura de tierras sobre la zapata en el intradós.

El programa guardará los valores de generación que se introduzcan si pulsamos

"Aceptar", y mantendrá los anteriores si pulsamos "Cancelar". En el supuesto de optar por

"Generar estribo", el programa valida los datos vigentes en ese momento (como

"Aceptar") y procede a definir la geometría del estribo, las cotas de éste, las del terreno,...lo

cual nos facilitar la entrada de datos. Cualquier definición anterior quedará eliminada,

manteniendo los nuevos valores introducidos.

Faltará añadir otros datos, como características de los materiales, valores de

definición del terreno,...Por ello una vez generado el estribo, de lo cual avisa el programa,

aparecerá un aviso de "Entrada de datos incorrecta". Únicamente nos recuerda que nos

falta entrar dichos datos, de los que nos informa en la ventana de edición inferior de la

pantalla.


Figura 2: Variables de definición del estribo cerrado.

Figura 3: Variables de definición de zapata y cargadero.


3.2 Zapata

El programa abre un diálogo en el que hay que entrar los datos siguientes: (ver

figura 4)

- Longitud del muro (L) (m) y de los voladizos laterales de la zapata (L 1, L 2) (m).

- Longitud de la zarpa delantera (A) (m).

- Longitudes laterales de la zarpa trasera (B 1, B 2) (m).

- Ángulos que forman en planta la cara frontal de la zapata con las caras laterales de

la misma ( 1, 2). Los ángulos deben darse en grados centesimales.

- Canto de la zapata (C) (m).

Figura 4: Definición en planta de la zapata del estribo.

3.3 Muro

En este diálogo el usuario debe definir los cantos de las distintas partes del muro.

El botón „Tipo‟ permite elegir entre tres posibilidades distintas:


- Obligar a que la sección de menor canto sección sea paralela a la base del cargadero.

Figura 5: Muro definido desde el cargadero.

- Situar la sección del muro con canto mínimo a una altura constante de la zapata.

Figura 6: Muro definido desde la zapata.


- Proyectar un muro con trasdós vertical enrasando éste con el extremo del apoyo de la losa

de transición.

Figura 7: Muro con canto constante

En las figuras 5, 6 y 7 podemos ver una representación gráfica de las tres

alternativas planteadas y de los parámetros cuyo valor debe entrar el usuario en cada caso.

La unidad a utilizar en los parámetros a definir es el m.

3.4 Cotas

En el apartado de definición de cotas se accede a un diálogo en el que hay que

entrar la información siguiente:

- Cota de la cara superior de la zapata (Z c) (m).

- Cotas de coronación del muro frontal del estribo. El usuario puede elegir entre dar

la cota en 2, 3 ó 4 puntos diferentes. Cuando los puntos definidos son 3 ó 4 hay

que indicar asimismo las distancias que permiten situar los puntos intermedios.

- Cotas de definición de la rasante inferior del estribo. Z i 1, Z i 2) (m).

- Cotas superiores del extremo de voladizo de las aletas 1 y 2 (Z a 1, Z a 2) (m).


Figura 8: Cotas de zapata, aletas y terreno.

Figura 9: Definición de cotas del muro.


3.5 Cargadero

El cargadero es el receptáculo del estribo previsto para alojar la culata del tablero.

Dado que éste puede tener secciones transversales diversas, CivilCAD2000 permite elegir

entre 6 tipologías distintas, que abarcan la gran mayoría de casos con los que se encuentra

el proyectista. Dichas tipologías aparecen representadas en las figuras siguientes. En ellas

se ha representado también los parámetros que pide el programa para definir totalmente su

forma geométrica. La unidad a utilizar para los parámetros es el m.

Figura 10: Definición del cargadero tipo 1.



Figura 12: Definición del cargadero tipo 3

.

Figura 13: Definición del cargadero tipo 4


3.6 Aletas 1 y 2

En estas dos opciones del programa, el usuario debe completar la definición

geométrica de las aletas 1 y 2 respectivamente. En ambos casos se puede elegir entre tres

tipologías de aleta, tal como queda expresado en la figura, y que son:

aleta en voladizo.

Figura 16: Definición de aleta en voladizo.

aleta constituida por un muro de canto constante empotrado en la zapata y en el alzado

frontal del estribo y un voladizo en el extremo.


Figura 17: Definición de aleta en vuelta con canto constante.

caso análogo al anterior, pero con cambio de canto a cierta altura del muro.

Figura 18: Definición de las aletas en vuelta con canto variable.

En las figuras se da una detallada descripción de los parámetros a entrar en cada

caso. El programa permite entrar el ángulo que forman las aletas con el muro del estribo.

Las dimensiones deben entrarse en m y los ángulos en grados centesimales.


3.7 Tacón

El programa permite definir opcionalmente un tacón bajo la zapata para incrementar

la seguridad del estribo frente a deslizamiento. En la figura 19 se da un detalle de los

valores a entrar para definir el tacón. La unidad a utilizar es el m.

Figura 19: Definición del tacón del estribo.

3.8 Neoprenos

En este diálogo el usuario debe determinar el número y situación de los apoyos de

neopreno que transmiten las cargas del tablero al estribo. En la figura 20 podemos ver los

parámetros que solicita el programa. La unidad a utilizar es el m.

Figura 20: Definición de los apoyos de neopreno.


3.9 Losa de transición

El usuario debe entrar los siguientes valores:

- L, anchura de la losa (m.).

- B, Longitud de la losa (m.).

- E, espesor de la losa (m.).

- p, pendiente de la losa (%).

- EN, espesor de la capa de nivelación de la losa (m).

- f c k 1, resistencia característica del hormigón de la losa.

- f c k 2, resistencia característica del hormigón de nivelación de la losa.

Figura 21: Definición de la losa de transición.

3.10 Material

Debe darse valor a los siguientes parámetros:

- f c k 1, resistencia característica del hormigón con que ejecutar la zapata.

- f c k 2, resistencia característica del hormigón con que ejecutar los alzados (muro y aletas).

- f c k b, resistencia característica del hormigón de nivelación bajo la zapata.

- f y k, límite elástico del acero para la armadura pasiva.

- r a, recubrimiento mecánico de la armadura pasiva en el muro y las aletas (m).

- r z, recubrimiento mecánico de la armadura pasiva en la zapata (m).


3.11 Terreno

CivilCAD2000 pide al usuario el valor de los siguientes parámetros:

Angulo de rozamiento interno de las tierras de relleno a disponer en el trasdós. Se

utilizará para evaluar el empuje de las tierras en el trasdós del estribo (grados

sexagesimales).

Angulo de rozamiento interno del terreno existente “in situ”. Se utilizará para evaluar

el empuje pasivo actuante frente a la zarpa delantera del estribo (grados sexagesimales).

Angulo de rozamiento terreno-hormigón en la zapata del estribo. Se utilizará en la

comprobación a deslizamiento para evaluar la fuerza horizontal que el rozamiento

zapata-terreno opone al deslizamiento del estribo como consecuencia de la existencia

de una fuerza vertical de la zapata sobre el terreno (grados sexagesimales).

Angulo de rozamiento terreno-hormigón en el trasdós del muro. Se utilizará para

evaluar la constante de empuje activo del terreno k a en el cálculo del alzado del muro a

flexión y a cortante. (grados sexagesimales).

Angulo de rozamiento terreno-terreno en el trasdós del estribo. Se utilizará para evaluar

la constante de empuje activo del terreno en trasdós k a en la comprobación del estribo a

deslizamiento, a vuelco, en el cálculo de tensiones en el terreno y en el cálculo de

puntera y talón de la zapata (grados sexagesimales).

Porosidad: Índice de huecos del terreno en el trasdós, expresado como fracción de los

huecos presentes en un volumen unitario de terreno. Se utilizará para evaluar los

efectos de la presencia del nivel freático en el trasdós del estribo. Si no se desea definir

un nivel freático en el estribo no es necesario dar valor a la porosidad. (tanto por uno).

Por otra parte, el usuario puede elegir el tipo de empuje del terreno que se

utilizará para las distintas comprobaciones a efectuar en el estribo. Se trata elegir entre

aplicar el empuje activo o el empuje al reposo para los siguientes cálculos:

- Cálculo a deslizamiento y a vuelco.

- Cálculo de las tensiones en el terreno bajo la zapata del estribo.

- Cálculo del muro y aletas a rotura por flexión y cortante.

- Cálculo de la zapata a rotura por flexión y cortante.


3.12 Acciones

Las acciones que el usuario puede definir sobre el estribo son las siguientes:

a) Acciones permanentes:

- Densidad del hormigón.

- Densidad del terreno en el trasdós. Este valor se utilizará para evaluar el peso de las

tierras sobre la zarpa trasera del estribo y el empuje activo.

- Densidad del terreno existente. Este valor se utilizará para evaluar el peso de las tierras

sobre la zarpa delantera y el empuje pasivo.

b) Acciones variables:

1) q, sobrecarga en trasdós.

2) Acción del agua, que es opcional. Hay que entrar los siguientes valores:

- cota del nivel freático en trasdós del estribo (m).

- cota del nivel freático en intradós del estribo (m).

Figura 22: Acción del agua sobre el estribo.

c) Acción sísmica

- Aceleración de cálculo de la acción sísmica, tal como se define en el apartado 3.2.4.2.4

de la norma IAP (Instrucción de Acciones en Puentes) (m/s 2).

d) Acciones del tablero. Hay que entrar los siguientes valores:

1) Acciones permanentes:

- Carga vertical permanente por apoyo de neopreno del tablero sobre el

estribo.


- Carga horizontal longitudinal permanente por apoyo de neopreno del tablero

sobre el estribo.

Estos valores deben ser entrados para cada una de las acciones permanentes

consideradas en el programa:

- Peso propio incremental correspondiente a cada fase constructiva definida

por el usuario.

- Pretensado instantáneo correspondiente a cada fase constructiva definida

por el usuario.

- Superestructura. Valor mínimo.

- Superestructura. Valor máximo.

- Descenso de apoyos.

- Pérdidas de pretensado a tiempo infinito.

- Reología del hormigón.

Por otro lado, también hay que introducir el momento torsor permanente actuante

sobre el estribo (se trata de un momento de eje paralelo al eje longitudinal del tablero).

2) Acciones variables:

- Carga vertical variable por apoyo de neopreno del tablero sobre el estribo.

- Carga horizontal longitudinal variable por apoyo de neopreno del tablero

sobre el estribo.

Estos valores deben ser entrados para cada una de las acciones variables

consideradas en el programa:

- Gradiente térmico. Valor mínimo.

- Gradiente térmico. Valor máximo.

- Viento longitudinal con sobrecarga.

- Viento longitudinal sin sobrecarga.

- Sobrecarga. Valor mínimo.

- Sobrecarga. Valor máximo.

- Carro. Valor mínimo.

- Carro. Valor máximo.

- Frenado.

- Incremento de temperatura.

Por otro lado, también hay que introducir el momento torsor variable

actuante sobre el estribo (se trata de un momento de eje paralelo al eje longitudinal del

tablero).

Los momentos torsores permanente y variable del tablero actuantes sobre el estribo

serán utilizados únicamente para evaluar la variación transversal que inducen en las

tensiones del terreno bajo la zapata.


3) Acciones accidentales:

- Carga vertical variable por apoyo de neopreno del tablero sobre el estribo.

- Carga horizontal longitudinal variable por apoyo de neopreno del tablero

sobre el estribo.

Estos valores deben ser entrados para el sismo horizontal y para el sismo vertical.

3.13 Drenaje

El sistema de drenaje del trasdós del estribo queda definido con los parámetros

siguientes:

- Diámetro del dren (mm).

- Resistencia característica del hormigón a disponer bajo el dren.

- Anchura de la capa del hormigón de nivelación (m)

- Espesor de la capa de hormigón de nivelación (m)


3.14 Seguridad

El usuario debe introducir los valores de los coeficientes de seguridad f de las

acciones. Los valores propuestos por defecto son los siguientes:

Acciones CF1 CD1 CF2 CD2 CF3 CD3

Peso propio del hormigón. 1 1 1 1,35 1 1

Peso propio de las tierras en trasdós 1 1 1 1,35 1 1

Empuje de tierras 1 1 1 1,5 1 1

Sobrecarga en trasdós 0 1 0 1,5 0 1

Acción del nivel freático. 0 1 0 1,5 0 1

Acción sísmica. 0 0 0 0 1 1

Acciones permanentes del tablero. 1 1 1 1,35 1 1

Acciones variables del tablero. 0 1 0 1,5 0 1

Pretensado instantáneo 0,95 1,05 1 1 1 1

Pérdidas de pretensado 1 1 1 1,35 1 1

Reología 1 1 1 1,35 1 1

, donde:

CF 1, coeficiente para los efectos favorables en el estado límite de utilización.

CD 1, coeficiente para los efectos desfavorables en el estado límite de utilización.

CF 2, coeficiente para los efectos favorables en las situaciones persistentes o

transitorias del estado límite último.

CD 2, coeficiente para los efectos desfavorables en las situaciones persistentes o

transitorias del estado límite último.

CF 3, coeficiente para los efectos favorables en las situaciones accidentales del

estado límite último.

CD 3, coeficiente para los efectos desfavorables en las situaciones accidentales del

estado límite último.

El programa pide también definir los coeficientes del valor de combinación 0, del

valor frecuente 1 y del valor casi-permanente 2.

Asimismo se pide:

- c persistente. , coeficiente de minoración de la resistencia del hormigón en situación

persistente o transitoria.

- s persistente. , coeficiente de minoración de la resistencia del acero de la armadura en

situación persistente o transitoria.


- c accidental, coeficiente de minoración de la resistencia del hormigón en situación

accidental.

- s accidental, coeficiente de minoración de la resistencia del acero de la armadura en

situación accidental.


3.15 Coordenadas

- Coordenadas de los puntos extremos de la zapata (puntos 1 a 4).

- Coordenadas de los extremos del paramento exterior del muro del estribo (puntos

5 y 6).

- Coordenadas de los extremos de las aletas (puntos 7 y 8).

En la figura 23 se da una planta con la situación de estos puntos.

La definición de las coordenadas es opcional, ya que el programa sólo las utiliza

para montar el cuadro de coordenadas del plano. El usuario puede, por tanto, prescindir de

definir las coordenadas si no desea obtener dicho cuadro.

Figura 23: Definición de coordenadas en planta


4 CÁLCULOS REALIZADOS

Al activar las opciones existentes bajo el epígrafe “Cálculo” CivilCAD2000

permite desarrollar los cálculos que detallamos a continuación. Hay que tener presente que

el cálculo se realiza con la altura media del estribo.

4.1 Configuración

El diálogo de configuración se muestra sólo en el caso de haber proyectado estribos

cerrados con alguna aleta empotrada en la zapata. El usuario tiene, entonces, las siguientes

posibilidades:

- Generar archivos ASCII del cálculo matricial para cada tipo de carga.

(sí/no)

- Calcular sólo las envolventes afectadas por los cambios. (sí/no)

- Realizar el cálculo de armadura al Aceptar o Aplicar un diálogo. (sí/no)

4.2 Encaje

Se muestra un diálogo en el que el usuario puede consultar simultáneamente los

siguientes resultados para el estribo:

1) Coeficiente de seguridad a deslizamiento.

2) Coeficiente de seguridad a vuelco.

3) Tensión máxima que se produce en la puntera de la zapata.

4) Tensión mínima que se produce en el extremo del talón de la zapata.

Consultando dichos resultados, el usuario puede encajar geométricamente el estribo

al conseguir que cumpla las comprobaciones a vuelco y deslizamiento y que no superen

ciertos valores las tensiones en el terreno bajo la zapata.

4.2 Predimensionamiento

En el presente diálogo, el usuario puede ejecutar un cálculo de

predimensionamiento del estribo. Los datos de entrada para el cálculo son los siguientes:

a) Coeficiente de seguridad mínimo que se desea para la comprobación a

deslizamiento.

b) Coeficiente de seguridad mínimo que se desea para la comprobación a vuelco.

c) Tensión máxima admisible en el terreno que se desea bajo la puntera de la

zapata.

Una vez entrada la información anterior, tras presionar el botón "Calcular", se

obtendrán las dimensiones de la zapata que cumplen con las anteriores exigencias. El

programa parte del estribo que tiene entrado el usuario con zarpa trasera de la zapata nula y

va aumentando la longitud de dicha zarpa hasta conseguir cumplir con las exigencias a), b)

y c).


4.3 Cálculo de tensiones en el terreno

En este apartado CivilCAD2000 evalúa el nivel de tensiones existente en el terreno

bajo la zapata del estribo en distintas situaciones y combinaciones del estado límite de

utilización.

En la parte superior del diálogo se obtienen las tensiones que aparecen bajo la

zapata en la sección media del alzado del estribo. El programa realiza los siguientes

cálculos:

1) Combinación para la situación en vacío, teniendo en cuenta sólo la presencia de cargas

permanentes.

2) Combinación para cada una de las fases constructivas, teniendo en cuenta sólo la

presencia de cargas permanentes.

3) Combinación para la disposición de la superestructura, teniendo en cuenta sólo la

presencia de cargas permanentes.

4) Combinaciones características tras la apertura al tráfico. Concretamente 5

combinaciones, tomando en cada caso una de las distintas acciones actuantes sobre el

estribo como carga predominante.

5) Combinaciones características a tiempo infinito. Concretamente 5 combinaciones,

tomando en cada caso una de las distintas acciones actuantes sobre el estribo como carga

predominante.

En el cuadro de diálogo se escriben los resultados del cálculo de tensiones para las

distintas situaciones descritas anteriormente. En primer lugar se indica si la ley de

tensiones obtenida es trapecial o triangular. En el primer caso, se da el valor de la tensión

en los extremos anterior y posterior de la zapata. En el segundo, se escribe el valor de la

tensión en el extremo anterior de la zapata y la longitud L del triángulo de tensiones que se

formaría bajo la zapata. También se da el valor de las tensiones máxima y mínima en el

terreno bajo la zapata que se produce en las situaciones citadas.

En la parte inferior del diálogo se analiza el efecto que tiene sobre las tensiones del

terreno el momento torsor del tablero actuante sobre el estribo. El programa muestra el

valor del aumento y disminución de tensiones en el terreno debido a los torsores

permanente y variable del puente. Estos incrementos tensionales han sido obtenidos

suponiendo que la tensión mínima sobre la sección media supera la disminución tensional

por torsor. Es decir, se ha supuesto que el torsor en el tablero es absorbido por una ley de

tensiones lineal y simétrica respecto del eje del puente. Esta ley de tensiones no sería válida

si aparecieran tracciones en la parte menos comprimida de la sección media o incluso si la

disminución tensional por torsor superara en valor absoluto a la mínima compresión en la

sección media del alzado del estribo.


4.4 Cálculo de esfuerzos

Se distinguen dos casos en el cálculo:

- Estribo con dos aletas en voladizo: CivilCAD2000 presenta tres órdenes ‟Zapata‟,

„Alzado‟ y „Voladizo aletas‟, que permiten obtener los esfuerzos y cuantías de cálculo

para las comprobaciones a flexión y cortante en la zapata, el alzado y en las aletas del

estribo.

Los esfuerzos que aparecen en el cuadro de diálogo están mayorados con los

coeficientes de seguridad correspondientes al estado límite último.

Los cálculos realizados para el caso de los voladizos de las aletas son los siguientes:

1) Cálculo del voladizo de la aleta a flexión de eje vertical:

El programa evalúa el efecto del empuje de tierras en la sección de

empotramiento del voladizo en el muro e informa del valor del flector

de cálculo M d y de las armaduras de cálculo de tracción A s 1 y de

compresión A s2 (cm 2

/m). El cálculo se realiza considerando el flector

uniforme en toda la altura de empotramiento.

2) Cálculo del voladizo de la aleta a cortante horizontal:

El programa evalúa el efecto del empuje de tierras en la sección de

empotramiento del voladizo en el muro e informa del valor del

cortante de cálculo V d y de la armadura de cálculo de cortante A t (cm

2/m

2). El cálculo se realiza considerando el cortante uniforme en toda

la altura de empotramiento.

3) Cálculo del voladizo de la aleta a flexión de eje horizontal:

El programa evalúa el efecto del peso propio del voladizo en la

sección de empotramiento del voladizo en el muro e informa del valor

del flector de cálculo M d y de las armaduras de cálculo de tracción A s

1 y de compresión A s2 (cm 2

).

En ninguno de los cálculos anteriores se realiza evaluación alguna de cuantías

mínimas mecánicas o geométricas. Los resultados corresponden, por tanto, a

cuantías de cálculo.

- En el resto de los casos: Se dispone igualmente de la orden „Voladizo aletas‟ y

además de la orden „Ejecutar‟, que tiene que ser activada para generar y resolver

los emparrillados correspondientes al cálculo de esfuerzos en zapata, alzado y

aletas. A continuación, al activar las órdenes existentes bajo el epígrafe

“Resultados de cálculos” el programa permite obtener el esquema de

discretización empleado y gráficos con los esfuerzos máximos y mínimos en las

situaciones persistente y accidental del estado límite último en los nodos del

emparrillado de cálculo para muro, aletas y zapata. CivilCAD2000 permite obtener

los esfuerzos por metro lineal en los extremos de las barras. El usuario puede


también generar mapas de cuantías de armadura a flexión y a cortante en muro,

aletas o zapata.

Figura 24: Ejemplo de discretización de un estribo: la zapata.


Figura 25: Ejemplo de discretización de un estribo: el conjunto muro-aletas.

4.5 Cálculo de armaduras

Tras ejecutar el cálculo de esfuerzos, el usuario puede proceder a obtener el armado

del estribo. Para ello debe elegir la orden „Armadura‟ bajo el epígrafe „Cálculo‟.

El programa se vale de las envolventes calculadas para armar la zapata, el muro y

las aletas. En el diálogo que aparece podemos seleccionar las distintas partes del estribo,

con el fin de que aparezca su listado de posiciones.

Al presionar el botón „Calcular‟ CivilCAD2000 realizará el cálculo de la armadura

del estribo.

En las figuras 26, 27, 28, 29 y 30 se muestran las distintas posiciones con que se

arma el estribo. Notar que según el tipo de aletas que se haya elegido se tendrá uno u otro

tipo de armado. El armado que obtiene el programa no constituye el conjunto total de

posiciones a disponer en el estribo sino sólo algunas de ellas. En particular, no dibuja las

armaduras de cortante.

Figura 26: Definición de la armadura del estribo. Posiciones de la zapata.


Figura 27: Definición de la armadura del estribo. Posiciones en el muro.

Figura 28: Definición de la armadura del estribo. Posiciones en la aleta tipo 1.




Si el usuario presiona el botón "Opciones", aparecerá un diálogo que permite elegir

las opciones con que ejecutar la obtención de la armadura. El usuario puede configurar el

armado del estribo eligiendo:

- las cuantías mínimas absolutas a considerar en cada una de las posiciones tipo que

utilizará el programa, en cm 2/m.

- el diámetro mínimo a considerar en la obtención de las distintas posiciones tipo

del programa.

- activar o no la comprobación de armadura mínima establecida en el apartado

42.3.2 de la norma EHE y la relativa a las cuantías geométricas mínimas

establecidas en el apartado 42.3.5 de la EHE.


4.6 Estabilidad

Se muestra un único diálogo que engloba el cálculo frente al deslizamiento y al

vuelco. A continuación se describen ambos aspectos:

4.6.1 Seguridad frente al deslizamiento

Permite conocer el coeficiente de seguridad a deslizamiento. El programa pregunta

si debe considerar el empuje pasivo en el cálculo y si se desea incluir la presencia de la

componente vertical del empuje activo. La expresión con que se evalúa el coeficiente de

seguridad a deslizamiento es la siguiente:

desfav

fav

E

NECS

)tan(

, donde:

. CS, coeficiente de seguridad al deslizamiento

. E favorable, empuje horizontal favorable sobre el estribo

. N, esfuerzo vertical total entre zapata y terreno

. , ángulo de rozamiento hormigón – terreno en la zapata

. E desfavorable, empuje horizontal desfavorable sobre el estribo.

El coeficiente de seguridad se calcula utilizando los valores mayorados de las

acciones verticales y horizontales. Los coeficientes de mayoración utilizados corresponden

a los del estado límite último (en situación persistente o accidental según se trate). El valor

que muestra CivilCAD2000 como resultado corresponde al mínimo coeficiente que se

puede obtener al combinar todas las acciones que ha definido el usuario sobre el estribo.

Dado que los efectos favorables y desfavorables llevan incluidos sus coeficientes de

seguridad, y de combinación, el estribo cumple el estado límite último de deslizamiento si

el coeficiente obtenido es igual o superior a la unidad.

En el cuadro de diálogo se escriben los valores característicos de las fuerzas

causadas por las distintas componentes de las acciones presentes (en la columna F h est. si es

una fuerza horizontal estabilizadora (E fav.), en la columna F hdesest si es una fuerza

horizontal desestabilizadora (E desfav.) y en la columna F vert si es una fuerza vertical (N)).

Las fuerzas mostradas corresponden a la acción total sobre el estribo. También se da el

coeficiente de seguridad al deslizamiento mínimo obtenido en los cálculos realizados.

Si el usuario ha activado en el diálogo la opción "Considerar el empuje pasivo",

CivilCAD2000 incluirá en el presente cálculo la componente de la fuerza horizontal debida

a la acción del empuje pasivo.

Si el usuario ha activado en el diálogo la opción "Considerar fuerza vertical por

empuje activo", CivilCAD2000 incluirá en el presente cálculo la componente vertical

debida a la acción del empuje activo.


4.6.2 Seguridad frente al vuelco

El programa evalúa, en este apartado, el coeficiente de seguridad a vuelco, de

acuerdo con la expresión siguiente:

desfav

fav

M

MCS

, donde:

. CS, coeficiente de seguridad al vuelco

. M fav, momentos favorables sobre el estribo

. M desfav momentos desfavorables sobre el estribo.

Al igual que en el cálculo a deslizamiento, el coeficiente de seguridad es el cociente

entre efectos estabilizadores y desestabilizadores afectados por los coeficientes de

mayoración y de combinación correspondientes al estado límite último. Por tanto, el estribo

cumple la verificación frente a este estado límite de vuelco si el coeficiente obtenido es

igual o superior a la unidad.

En el cuadro de diálogo se escriben los valores característicos de los momentos

causados por las distintas componentes de las acciones presentes (en la columna M est si es

un momento estabilizador o favorable y en la columna M desest si es un momento

desestabilizador o desfavorable). Los valores mostrados corresponden a los flectores totales

actuantes sobre el estribo. También se da el coeficiente de seguridad al vuelco mínimo

obtenido en los cálculos realizados.

Si el usuario ha activado en el presente diálogo la opción "Considerar el empuje

pasivo", CivilCAD2000 incluirá en el presente cálculo a vuelco la componente del

momento debida a la acción del empuje pasivo. El mismo criterio se aplica para la

componente vertical de la acción del empuje activo sobre el muro.


5 SALIDA DE RESULTADOS

Bajo el epígrafe „Salida‟ CivilCAD2000 presenta las órdenes „Cálculo a

fisuración‟, „Memoria‟, „Medición‟, „Planos de Definición geométrica‟, „Armadura‟ y, en

caso de tener una o dos aletas empotradas en la zapata, aparece también la orden

„Resultados de Cálculos‟. Además dispone de la orden „Generación automática de planos‟.

5.1 Cálculo a fisuración

Al seleccionar la opción “Cálculo a fisuración” CivilCAD2000 pide al usuario el

nombre de un archivo con extensión “.txt” en el que escribir el listado de resultados del

cálculo a fisuración. Al ejecutar el cálculo, el usuario debe introducir los diámetros (mm) y

separaciones (m) de la armadura a flexión con que desea que se realice el cálculo a

fisuración en las siguientes posiciones:

- Cara superior de la zapata.

- Cara inferior de la zapata.

- Cara interior de la aleta 1.

- Cara exterior de la aleta 1.

- Cara interior de la aleta 2.

- Cara exterior de la aleta 2.

- Cara interior del muro.

- Cara exterior del muro.

Ello debe hacerse tanto para el cálculo de la abertura de fisura debida a los

esfuerzos en dirección longitudinal como a los esfuerzos en dirección transversal. El

programa considera la armadura introducida constante en toda la altura del muro del estribo

y en toda la zapata.

Además el usuario debe dar el recubrimiento geométrico de las barras (m)

(distancia del contorno de las barras al paramento exterior de hormigón).

El programa proporciona el valor de la abertura característica de fisura (mm) en

los distintos nodos del esquema de la discretización empleada para el estribo.

En caso de no trabajar con aletas empotradas el programa muestra un diálogo más

simplificado para el “Cálculo a fisuración”, en el cual no se piden los valores

mencionados para las aletas, pues el cálculo se limita al muro y la zapata.


5.2 Obtención de la Memoria de cálculo

Al seleccionar la orden “Memoria” CivilCAD2000 pide al usuario el nombre de un

archivo con extensión “.txt” en el que escribir la memoria de cálculo. Ésta consta de los

apartados siguientes:

Descripción geométrica del estribo definido por el usuario.

Acciones sobre el estribo.

Comprobación de la estabilidad del estribo. Cálculo de los coeficientes de seguridad a

deslizamiento y a vuelco.

Cálculo de las tensiones en el terreno bajo la zapata para cada hipótesis de carga.

Listado de cálculo de esfuerzos y armaduras en zapata, muro y aletas. Si el cálculo

requiere la generación de emparrillados, CivilCAD2000 incluye en el listado los valores

de esfuerzos y cuantías en los nodos de las estructuras de barras.

5.3 Medición

Esta opción activa un diálogo que permite obtener las mediciones del proyecto. A

través del botón „Listado ASCII‟ presente en el diálogo, se puede generar un listado

completo de mediciones con las unidades de obra necesarias para ejecutar el estribo. El

programa estructura las mediciones en 5 apartados:

Zapata

Muro

Aleta 1

Aleta 2

Acabados


5.4 Planos de definición geométrica

Al activar la opción „Planos de definición geométrica‟ aparece en pantalla un nuevo

árbol de opciones que nos permite seleccionar entre las siguientes figuras:

Figuras de Planta:

- Cuadro de coordenadas del estribo.

- Planta general: dibuja y acota la planta del estribo.

Figuras de Alzado:

- frontal.

- aleta 1.

- aleta 2.

Figura de sección.

Visualización 3D.

5.5 Planos de Armadura

Nos muestra las figuras del armado de las siguientes partes del estribo:

- zapata

- alzado

- sección

- aleta 1

- aleta 2

Asimismo permite sacar un cuadro con la lista de hierros o despiece.

Las figuras de armadura del programa no muestran todas las posiciones

constitutivas del armado del estribo, sino sólo algunas de ellas.


5.6 Resultados de los cálculos realizados

Permite generar los siguientes gráficos, para el caso del estribo en que alguna de las

aletas está empotrada en la zapata.

Esquema de los emparrillados con que se discretiza la zapata, muro y aletas, mostrando

la numeración de nodos y barras empleada.

Esfuerzos característicos totales o por metro lineal para las situaciones persistente o

accidental del estado límite último en los extremos de las barras del emparrillado.

Cuantías de armadura de tracción y compresión y de armadura de cortante en los nodos

del emparrillado.

5.7 Generación automática de planos.

Esta orden permite que el programa genere automáticamente un plano de definición

geométrica o de armaduras para el estribo. Una vez generados los planos automáticamente,

el usuario puede modificarlos, añadiendo o eliminando figuras o bien cambiando las

características que definen las figuras (para ello hay que pinchar la figura a cambiar con el

botón derecho del ratón y elegir la orden “Propiedades” o “Modificar” del menú

emergente).

civilcad2000. manual del usuario. módulo de estribos cerrados

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