Duda zapata y riostra en calculo dimensiones zapata debido al viento

Question

Buenos días, en el caso del típico almacén industrial diáfano donde solo hay fachadas y cubierta con una altura de 10 metros o superior y crujías entre pilares de 8-9 metros, con estructura prefabricada de hormigón, donde el momento debido al viento es importante en el calculo de las zapatas.
En estos casos, las dimensiones de las zapatas aumentan considerablemente debido al momento del viento. ¿Teóricamente para estos casos la tensión máxima del terreno se puede multiplicar por 1.25, se puede sumar la superficie de la riostra de atado que se dispone entre pilares para reducir las dimensiones de la zapata?
¿Se pueden disminuir o reducir los momentos debidos al viento en el calculo de las dimensiones de la zapata? entiendo que el viento son ráfagas y que no siempre existen?

Muchas gracias de antemano.

Javier Mataix Durá · Accepted Answer

Buenos días, Xavier,

Con respecto a las consultas que realizas, en cuanto a la primera cuestión, la tensión del terreno es la que es, y no se puede modificar su valor para obtener el resultado que deseemos. No se puede aumentar capacidad portante de un terreno para que nos salgan los números.

El valor de aumento de 1,25 esta permitido en uno de los extremos de la zapata, siempre que se cumpla que la tensión media de la totalidad de la superficie de la zapata es menor o igual que la capacidad portante del terreno.

Por otro lado, la superficie de la riostra de atado no puedes tenerla en cuenta como elemento de cimentación, no hay forma de que los esfuerzos verticales que llegan a la base del pilar tengan “trayectoria” hacia las riostras de atado, éstas solo tienen capacidad para las acciones horizontales generadas por el sismo.

Respecto de la segunda cuestión, no puedes reducir los momentos de cálculo debidos a la acción del viento porque no siempre existan. Con que existan UNA ÚNICA vez, y esa vez las solicitaciones superen la capacidad resistente, ES SUFICIENTE PARA GENERAR EL COLAPSO DE LA ESTRUCTURA.

Debes tener en cuenta, que cuando ciertos esfuerzos te generen “complicaciones” de diseño, NO MODIFIQUES los esfuerzos que generan las acciones, NI AUMENTES la capacidad portante real de un suelo, MUCHO MEJOR, MODIFICA EL DISEÑO ESTRUCTURAL, tal vez, si para la base de los pilares de los pórticos de la nave diseñas articulaciones en lugar de empotramientos, tengas la solución.

Un saludo.

Juan Carlos Arroyo · Answer

Saludos a Xavier y Javier:

Javier ya ha contestado muy claramente y estoy de acuerdo con sus dos respuestas. Hago algunos comentarios porque me parece que Xavier hace unas preguntas de mucho sentido común.

La resistencia de un material es mayor cuando hay variación de tensiones (gradiente) que cuando hay una tensión uniforme. Esto también pasa, por ejemplo, en hormigón porque a flexotracción (f,ct,flex) resiste más que a tracción (f,ct), y a flexocompresión tiene más deformación última (3,5) que a compresión simple (2)

En el curso también se explica la otra estrategia numérica, que se propone desde hace tiempo, de hacer una zapata equivalente en el baricento de las acciones y extender la zapata de forma simétrica a partir del eje del pilar. Esta estrategia, también tiene en cuenta, de forma indirecta, el hecho de que con momento, el terreno aguanta más.

Las riostras no recogen carga del pilar, como bien dice Javier, porque no hay "trayectoria". En estructuras es importante entender el camino de las cargas, la trayectoria, y para eso hay que pensar intuitivamente en términos de rigidez.
El viento máximo llega pocas veces y, por tanto ¿podría disminuirse esa acción? Como dice Javier, NO, rotundo. Pero debes saber que ese hecho que intuyes, de alguna forma se tiene en cuenta:
- con la determinación probabilística de las acciones. Si una acción es menos probable que ocurra, su valor normativo es diferente (período de retorno)
- con la consideración de las combinaciones persistentes, de una o más acciones variables y sus coeficientes de combinación.
- Con el coeficiente de seguridad de la acción. En este caso aumenta la acción, pues la dificultad en la determinación de hechos aislados aumenta el coeficiente (cargas variables frente a cargas permanentes).

Un saludo cordial

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