La aplicación permite calcular la rigidez a flexión por metro lineal de diversas obras como: pilotes, micropilotes, anclajes y columnas de jet-grouting. En el análisis, la resistencia cilíndrica del material (hormigón o lechada) y su correspondiente módulo elástico se calculan con las siguientes relaciones:
Pantallas de pilotes
De la comparación del diámetro «D» y la separación entre pilotes «i», se distinguen los dos casos siguientes:
- Si i ≥ D los pilotes no resultan secantes y se asume
Figura 1 – Esquema de pilotes
2. Si i < D, los pilotes resultan secantes como se evidencia en el esquema mostrado en la Figura 2.
Figura 2 – Esquema de pilotes secantes
En este último caso se establece:
donde:
Con r igual al radio del pilote.
A partir de la inercia, calculada como se especificó anteriormente, se obtiene el espesor equivalente y la rigidez:
Donde:
Ecls = Módulo elástico del hormigón igual a
Pantallas de micropilotes
En el caso de pantallas de micropilotes, además del diámetro de perforación y la separación, es necesario especificar el diámetro y el espesor del tubo de armadura utilizado (Figura 3):
Figura 3 – Esquema de pantallas de micropilotes
Para el cálculo de la rigidez total de la obra, valen las consideraciones hechas para los pilotes. Si el valor de la separación es mayor o igual al diámetro de perforación del micropilote «Dm«:
Se aplicarán las siguientes relaciones:
En el caso en que i < Dm, se tendrá:
Donde:
Da = diámetro exterior del tubo;
s = espesor del tubo
En la fórmula de la rigidez total se restan los valores de la inercia del tubo para evitar que se cuenten dos veces:
Donde:
Em = módulo elástico de la lechada igual a 5700 √Rck
Ea = módulo elástico del acero del tubo
En el cálculo del espesor equivalente es posible elegir homogeneizar respecto al acero o a la lechada de inyección
- Homogeneización respecto a la lechada:
- Homogeneización respecto al acero:
Micropilotes o Jetting dispuestos en dos alineaciones
Problema análogo al caso de los micropilotes pero con una variable adicional, la separación entre las alineaciones (dfile) (Figura 4):
Figura 4 – Esquema de pantallas de micropilotes en dos alineaciones
El problema en este caso se resuelve estimando un valor de rigidez media (EImed), que se calcula a partir de dos valores extremos haciendo las siguientes hipótesis:
- Ausencia de interacción entre las filas:
- Conexión perfecta entre las dos alineaciones (hipótesis de secciones planas):
Donde:
Ai = Área de una sola alineación o fila;
Ii = Inercia de una sola alineación o fila.
La rigidez media depende de la rigidez de los elementos individuales, del grado de conexión entre ellos, de la distancia entre las alineaciones y de la deformabilidad del terreno. El valor medio de rigidez recién calculado, al ser un valor derivado de una media aritmética, es aproximado y debe verificarse con métodos más complejos.
La aplicación proporciona como resultado los tres valores (mínimo, máximo y medio) tanto de rigidez como de espesor equivalente.
Pantallas continuas (Muros pantalla)
En el caso de una pantalla continua, la rigidez se calcula simplemente con la relación:
Figura 5 – Esquema de pantallas continuas
Anclajes
En el caso de los anclajes, la rigidez axial se obtiene de la siguiente expresión:
Donde:
A = Área total de la armadura
Leq = Longitud equivalente (deformable) igual a Llib + Lbulbo/2 donde Llib es la longitud libre y Lbulbo es la longitud del bulbo
Figura 6 – Esquema de anclaje