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Cómo calcular un Pilote ante Cargas Cíclicas

18 marzo, 2013 Cimentaciones, Geotecnia, Hormigón  3 Comments

Calcular un pilote ante una carga estática de compresión en cabeza es fácil, solo ha de cumplirse que el cociente entre lacarga de hundimiento Qh y la carga de compresión actuante sobre el pilote Q, sea mayor que un cierto valor denominado

coeficiente de seguridad:

Calcular un pilote ante una carga estática de tracción en cabeza es igualmente sencillo. De la misma manera, hay quecomprobar que la carga de arranque Ta  entre la carga de tracción actuante sobre el pilote Q, sea mayor que un mínimocoeficiente de seguridad:

 

Me guar do par a un futuro post un compendio de las diferentes normativas que hay en España (CTE, Guía de Cimentacionesde Carretera y ROM) para calcular estas Qh y Ta y saber qué coeficientes de seguridad hay que tener en cuenta.

Para este post voy a exponer cómo proceder cuando además de una carga Q en cabeza del pilote tenemos un incremento decarga ΔQ cíclica, es decir, a veces tenemos Q+ΔQ y otras veces Q-ΔQ (en número de ciclos grande, claro).

Éste fenómeno se suele dar en obras marítimas donde las cargas suelen venir por acciones marítimas con un marcado efecto

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cíclico o bien en cimentaciones de maquinaria donde las cargas variables son cíclicas y elevadas respecto a las permanentes.Para ello, voy a describir un método recogido en la ROM 0.5-05.

Como parece lógico, no basta comprobar el pilote ante una carga Q+ΔQ y otra carga Q-ΔQ pues el efecto cíclico de lasacciones produce cambios significativos en la capacidad de carga del pilote, mayor cuando realmente se produce cambiode signo en la acción aunque tampoco despreciable cuando no se llega a producir ese cambio de signo.

El método propuesto por la ROM consiste en considerar el siguiente diagrama de interacción  entre la parte de la carga permanente del pilote Q y la parte de la carga cíclica del pilote ΔQ:

 

De esta manera, para la comprobación de un pilote A sometido a una situación de carga Q±ΔQ, bastará con ver su situaciónen el diagrama posicionando el punto A (Q,ΔQ) y comprobar que el coeficiente de seguridad definido como:

Cumple con los coeficientes de seguridad mínimos exigidos por normativa.

En el diagrama de interacción anterior Qh es la carga de hundimiento estática, Ta es la resistencia al arranque estática y el

valor de η viene dado por:

Donde:

α = relación entre la resistencia por punta y por fuste en el hundimiento en condiciones estáticas:

 β = relación que existe entre el peso efectivo enterrado del pilote y la resistencia al arranque:

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Para los que quieran evitar realizar el diagrama anterior para calcular el coeficiente de seguridad, de forma aproximada se pueden considerar tres regiones en el diagrama y proceder de la siguiente manera:

 

REGIÓN 1: Zona de compresión alta

Esta situación ocurre cuando:

Es la región colorada en el diagrama anterior. En este caso no hace falta considerar el carácter cíclico de la acción pues deforma aproximada basta con comprobar que el pilote con una carga Q+ΔQ cumple con el coeficiente de seguridad mínimode hundimiento.

REGIÓN 2: Zona de compresión baja o tracción

Esta situación ocurre cuando:

 

Es la región verde en el diagrama anterior. En este caso, tampoco hace falta considerar el carácter cíclico de la acción puesde forma aproximada  basta con comprobar que el pilote con una carga Q-ΔQ cumple con el coeficiente de seguridadmínimo de arrancamiento.

REGIÓN 3: Zona intermedia.

Cuando no se cumplen las dos condiciones anteriores. Es la zona azul en el diagrama, donde el carácter alternante de la cargaes dominante. De manera aproximada, el coeficiente de seguridad viene dado por:

 

Para más información podéis acudir a la fuente: ROM-0.5-05 (en la zona de descargas podéis bajárosla) y en H.G. Poulos“ Marine Geotechnics”. Chaman and Hall. 1988.

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Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador yresponsable de Estructurando.net

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3 Responses to Cómo calcular un Pilote ante Cargas Cíclicas

1.  Lucas dice:20 marzo, 2013 a las 0:44

Claro como el agua clara…desconocía que este método estuviese recogido en la ROM. ME ha gustado mucho,felicidades Jose Antonio!!

Responder 

  Estructurando dice:21 marzo, 2013 a las 10:17

De nada!!! La verdad es que en la ROM se pueden encontrar muchas perlas como esta. Un saludo!!!

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2.  Manolo dice:26 marzo, 2013 a las 12:43

muchas gracias, clarito como el agua mariana.saludos y animo

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