estoy proyectando la subestructura de una pasarela, y en uno de los apoyos, por razones impuestas se ha tenido que proyectar: pilar+encepado+4 micropilotes
Realizando las comprobaciones a mano para los micropilotes, siguiendo las recomendaciones de la "Guia para el proyecto y ejeccución de Micropilotes para Obras de Carretera" del Ministerio, me surge una duda importante. A la hora de comprobar la resistencia transversal de los micropilotes con el ábaco de Broms (punto 3.5), y para la hipotesis de mayor carga de viento horizontal, si considero que la fuerza esta aplicada en la cabeza del pilar, a casi 7 metros de altura (considerando esa distancia de aplicación de la fuerza, eB que indica la guía), los momentos generados son inasumibles por estos.
Mi pregunta es: ¿puedo considerar que los micropilotes estan articulados en cabeza (en su unión con el encepado) y asimlar que esta fuerza horizontal esta aplicada en la cabeza de los micropilotes y que el momento generado por el viento se convierte en una carga vertical repartida entre todos los micropilotes según la siguiente fórmula?
Esta es una cuestión interesante en la que yo he estado trabajando hace poco. Como dice la Guía de cimentaciones:
Los coe cientes de reparto entre pilotes dependen de la naturaleza del terreno y de la rigidez de los pilotes y del encepado. En general, para los primeros tanteos de proyecto y para ciertas situaciones sencillas que no necesitan ser resueltas con precisión, basta con la distribución de cargas que se obtiene al suponer que los pilotes están articulados en cabeza y que el encepado es in nitamente rígido (véase gura 5.7). Este procedimiento de cálculo de esfuerzos sobre las cabezas de los pilotes no debe ser utilizado cuando las fuerzas horizontales son claramente condicionantes del proyecto, como suele ocurrir en las cimentaciones profundas de estribos de puentes o de muros de contención.
Por lo tanto, asumir en tu caso una cimentación muy rígida y unos micros muy flexibles (para obtener unas reacciones según un reparto rígido) no parece lo más adecuado aunque a priori pudiera parecer que sí.
Consecuentemente, te encuentras con que los micropilotes no van a estar trabajando sólo ante cargas axiales. La forma de calcular sus esfuerzos será entonces a partir de un modelo con curvas P-Y, de forma que puedas comprobar la sección a axil, flector y cortante.
La modelización de la conexión entre micros y encepado no es del todo clara, porque el uso de micros que trabajen a flexión no es habitual; así que la solución es hacer un doble cálculo (como articulados y empotrados).
De todas formas, para absorber esfuerzos laterales, lo habitual es inclinar los micros...
Otro asunto que también tiene tela es el detallar la conexión de los micros al encepado, la posición de las armaduras, cuál es el método más eficiente de transmitir la posible tracción de los micros...
Además de lo que te apunta perfectamente Gonzalo, como tú bien dibujas, debes tener en cuenta que el viento es también un cortante en la base del encepado que te dará flexiones en los micros.
Como número rápido podría valer solucionar el momento en la base con compresiones y tracciones. Pero el cortante en la base va a generar flexiones que deben ser soportadas por el micropilote apoyado en horizontal en un sistema de muelles.
Creo que no te libras de meter un modelo con balasto del encepado más los micros. ;)
No sé por qué he terminado aquí, pero me apunto al carro por si puedo contribuir en algo:
Coincido plenamente con Gonzalo y Juan Carlos. Habitualmente, yo absorbo el momento con las compresiones y tracciones de los pilotes, que me dará mayor longitud de micro. En cuanto al esfuerzo horizontal en la base, te obliga a considerar la reacción del suelo que se opone al desplazamiento por flexión de los pilotes (coeficiente de balasto). Esto te reduce el momento, claro.
En este sentido, las curvas P-Y de las que habla Gonzalo son un método específico para calcular coeficientes de balasto. Aparece en la norma americana y puede llevarte algún tiempo entenderlas si no las has tratado antes. Si no te quieres complicar, utiliza alguna fórmula de correlación empírica para el coeficiente de balasto. En la misma Guía de Micropilotes te propone fórmulas en uno de sus apéndices.
El tema de las curvas P-Y tampoco es que sea excesivamente complicado, pero merece la pena invertir un tiempo porque existen muchas aplicaciones online para calcular el coeficiente de balasto según esas curvas. Conceptualmente es algo lioso, porque se trata de formulaciones muy empíricas con parámetros extraños o desconocidos si no te dedicas a suelos, pero en la práctica son fáciles de usar. Además, tienen una gran ventaja: además de poder establecer la estratigrafía, las características del pilote y la fuerza que actúa en la cabeza del pilote, te permiten fijar la condición de giro en la cabeza del pilote. Es decir, la relación de rigidez entre pilote y encepado. De este modo, obtienes como resultado el valor del momento que tiene que soportarse en la unión.
Yo he usado más de una vez esta aplicación online y me ha dado los mismos resultados que programas de pago.
https://www.geocalcs.com/lap
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