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Pero…la zapata…¿desliza o no?

18 junio, 2013 Cimentaciones, Geotecnia 2 Comments

En este post haremos una comparación entre los distintos coeficientes de rozamiento que consideran las normativas actualesen España y veremos cómo aun así es difícil saber a priori qué normativa es más conservadora o cual es más restrictiva.

Para calcular/comprobar una zapata a deslizamiento únicamente hay que tener en cuenta algo muy sencillo; que la suma defuerzas horizontales que la desestabilizan sea inferior a las que la estabilizan con los correspondientes coeficientes deseguridad.

Si tenemos en cuenta zapatas no arriostradas, el equilibrio vendrá dado por:

-Fuerzas desestabilizantes: El cortante V transmitido por el pilar (mayorado con el coeficiente de seguridad a deslizamiento)

-Fuerzas estabilizantes: Las car gas gravitatorias (axil N transmitido por el pilar y peso propio P de la zapata) por elcoef iciente de rozamiento entre el ter reno y la base del cimiento μ. (Se desprecia el empuje pasivo sobre el canto de la zapatay otras resistencias de fricción lateral).

Por tanto para terrenos no cohesivos:

(N+P)μ≥Vγ

y para terrenos cohesivos con cohesión cc:

(N+P)μ+S·cc≥Vγ

siendo S=B*·L* la superficie efectiva en planta de la zapata en contacto con el terreno (que tiene en cuenta lasexcentricidades de la carga).

B*=B-2eB

L*=L-2eL

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Con el resto de las variables claras, vale la pena pararse a comparar los valores del coeficiente de rozamiento μ =tg φc según

distintas normativas:

A) ROM:

Suelos arcillosos saturados: Corto plazo (sin drenaje)

φc = 0 cc =su (resistencia al corte sin drenaje)

Suelos arcillosos saturados: En caso de considerar drenaje (Largo plazo)

Cimentaciones prefabricadas: Largo plazo (drenado)

Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado)

φc

= φ

B) Guía de cimentaciones en obras de carretera (GCOC):

Suelos arcillosos saturados: Corto plazo (sin drenaje)

φc = 0 cc =su (resistencia al corte sin drenaje)

Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado)

tg φc = 0.8 tg φ cc=c

Cimentaciones prefabricadas: Largo plazo (drenado): además de lo anterior:

tg φc = 0.6 cc=0

C) Eurocódigo 7

Cimentaciones prefabricadas: Largo plazo (drenado)

c’=0

Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado).

Se toma como φc

= Valor de cálculo en ángulo efectivo de resistencia a cortante en estado crítico

c’=0

a corto plazo:

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φc = 0 c=cu

D) DB CTE SE-C

Suelos arcillosos saturados: Corto plazo (sin drenaje)

φc = 0 cc =su (resistencia al corte sin drenaje)

Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado)

φc =3/4 φ cc =0

Si representamos los coeficientes de rozamiento μ frente al ángulo de rozamiento interno φ para las distintas normativas, seobtiene la gráfica indicada a continuación:

Se puede apreciar que a igualdad del resto de parámetros, una zapata fallaría antes a deslizamiento con la ROM, luegocon EC-7, luego con CTE y finalmente con GCOC.

Bonito ¿verdad?

Pues NO es tan sencillo.

Esta afirmación no es tan inmediata como pudiera parecer a priori, ya que los coeficientes de mayoración de acciones eincluso los de simultaneidad varían de una normativa a otra.

Y no hablemos del EC-7 que considera conjuntos de combinaciones (procedimientos de proyecto).

Esto nos lleva a pensar que el cálculo riguroso según distintas normativas viene a ser un auténtico “marrón” para el técnico.Además de forma rápida y sencilla no se puede saber qué normativa es más o menos conservadora, ya que depende de cadacaso (porcentaje de cargas variables sobre permanentes, naturaleza de las variables…).

¿Dónde está esa convergencia entre normativas o “armonización” que tanto preconizan los Eurocódigos?

Ya hablaremos de las combinaciones en otro post…

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David Boixader Cambronero

Ingeniero Industrial. Consultor de estructuras.

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2 Responses to Pero…la zapata…¿desliza o no?

1. Pero….la zapata…¿desliza o no? dice:18 junio, 2013 a las 12:14

[…] Pero….la zapata…¿desliza o no? […]

Responder

2. Antonio dice:23 junio, 2013 a las 18:55

En el fotovoltaico, donde la mayoría de veces el deslizamiento es la condición más desfavorable, es motivo dediscrepancia siempre.

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