Carga vertical estructura vs presión admisible según Guías Eurocódigo

Carga vertical vs Presión admisible

La comprobación del estado límite último frente al hundimiento requiere verificar que la carga que transmite la estructura a los distintos tipos de cimentaciones es menor a la resistencia al hundimiento del terreno.

En el caso de suelos, la rotura del terreno se idealiza mediante superficies que parten del plano de cimentación, se incurvan y emergen a cierta distancia del mismo.

Según la norma UNE-EN 1997-1, el estado limite queda comprobado cuando se verifica la siguiente expresión:

V_d≤R_d

Donde:

V_d es el valor de cálculo de la fuerza vertical transmitida al terreno teniendo en cuenta la combinación de acciones relevante en la situación de proyecto que se esté analizando (persistente, transitoria, accidental o sísmica).

R_d es el valor de cálculo de la resistencia es el valor de cálculo de la resistencia al hundimiento del terreno frente a cargas normales al mismo (resistencia frente al hundimiento), que puede obtenerse utilizando formulaciones analíticas  o bien mediante procedimientos semiempíricos.

Dicha  comprobación de resistencia al hundimiento debe efectuarse en todo tipo de suelos en condiciones drenadas y, en suelos cohesivos saturados, además, en condiciones no drenadas (situaciones de largo y corto plazo).

Para la verificación de la resistencia al hundimiento, resulta necesario comprobar la hipótesis de carga vertical máxima así como el resto de hipótesis que puedan resultar más desfavorables, como las fuerzas horizontales máximas (longitudinales o transversales) o las de máxima excentricidad ya sea por momentos máximos (longitudinales o transversales) o bien por axiles mínimos y sus concomitancias.

Cuando la comprobación de la resistencia al hundimiento en condiciones no drenadas sea determinante, es conveniente tener en cuenta la secuencia de introducción de las cargas y su relación con la evolución temporal de las características resistentes del terreno.

La norma UNE-EN 1997-1 no aclara si el valor de V_d se debe obtener en términos de presiones totales o efectivas. A este respecto la Guía para el Proyecto de Cimentaciones en Obras de Carretera con Eurocódigo 7: Cimentaciones Superficiales recoge los siguientes criterios:

Análisis en condiciones drenadas

En los análisis de condiciones drenadas, tanto cuando la resistencia del terreno se evalué mediante procedimientos analíticos (fórmula polinómica) o con procedimientos semiempíricos (método presiométrico, penetración estática, etc), la carga vertical puede determinarse en términos de presiones efectivas según la siguiente expresión:

V_d´=N_d+Ƴ_G(W+F_t-U_b)

donde:

N_d: Valor de cálculo del axil transmitido por la estructura.

W:  Valor característico del peso de la zapata.

U_b: Valor característico de la fuerza debida a la presión hidrostática (subpresión) en el plano de cimentación.

F_t: Valor característico del peso del relleno y del agua sobre la zapata.

Ƴ_G: Coeficiente parcial de las acciones permanentes, que se tomará con su valor  Ƴ_G,sup, si el término entre paréntesis en la expresión anterior es desfavorable y con su valor Ƴ_G,inf, si es favorable.

Análisis en condiciones no drenadas

En el análisis en condiciones no drenadas, tanto cuando la resistencia del terreno se evalúe mediante procedimientos analíticos como cuando se evalúe mediante procedimientos semiempíricos, la carga vertical puede determinarse en términos de presiones efectivas, según la expresión anterior.

Hay que tener en cuenta que, por coherencia, al tomar la carga vertical en presiones efectivas, el término en “q” de las expresiones analíticas debe tomarse también en términos de presiones efectivas como q´.

Si te resultan confusos estos parámetros y expresiones, te recomendamos que te inscribas en el Curso de Geotecnia Aplicada a Cimentaciones. En él todos estos y otros conceptos se desarrollan de una forma muy sencilla y práctica.