RESISTENCIA ESTRUCTURAL

En la RESISTENCIA ESTRUCTURAL hay diversos factores que determinan la resistencia de los pilotes aislados.

a. Factores Externos

-Sísmica: los movimientos sísmicos influyen mucho a la resistencia de los pilotes.

-licuefacción de suelos. Es más probable que la licuefacción ocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas y gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables.

- Nivel freático.

b. Factores Internos

- Cálculo y proyección de la cimentación.

- Estabilidad.

c. Capacidad Estructural Del Pilote

- Las cargas transmitidas a los pilotes en su cabeza inducen esfuerzos en los mismos que pueden dañar la estructura.

d. Calidad de los Materiales

- la calidad de los materiales es debido al tipo de pilote con el que se va a contar, dependiendo, en caso de pilotes de hormigón o de metal, de cómo esta pre-fabricado.

1. TOPE ESTRUCTURAL

El Tope Estructural es la mayor carga que aguanta un pilote sin romperse.

Es el valor del cálculo de la capacidad resistente del pilote, comprobando que el esfuerzo axial no supere este tope

El tope estructural depende de:

• Tipo de material del pilote

1.1. PILOTE DE MADERA:

Lo definimos como el producto de la sección media del pilote (A) y la carga unitaria máxima admisible que se asocia al material que constituye el pilote

1.2. PILOTE METÁLICO

El Profesor Jiménez Salas, en su libro Geotecnia y Cimientos II, propone una serie de expresiones que pueden resumirse de la siguiente forma:

PILOTES METÁLICOS DE PERFIL LAMINADO

PILOTES METÁLICOS TUBULARES Y CAJONES DE TABLESTACAS

Tanto si los pilotes están huecos como si se rellenan en seco de hormigón e incluso se añaden armaduras metálicas en forma de redondos.

1.3. TOPE ESTRUCTURAL DE UN PILOTE DE HORMIGÓN ARMADO

De forma análoga a lo expuesto para el tope estructural de un pilote metálico, Jiménez Salas propone una serie de expresiones para el tope estructural de los pilotes de hormigón armado, en las que tiene en cuenta las contribuciones de todos los elementos constituyentes del pilote, su forma de puesta en obra y el tipo de construcción.

La expresión general podemos escribirla de la siguiente forma:

Dónde:Te = Tope estructural del pilote (toneladas)fye = Límite elástico de cálculo del acero estructural (Kg/cm²)fys = Límite elástico de cálculo de las armaduras (Kg/cm²)fcd = Resitencia de cálculo del hormigón (Kg/cm²)α, β, γ = Coeficientes reductoresAn = Sección neta de la entubación perdida inmune a la corrosión (cm²)Ac = Sección útil de hormigón (cm²)As = Sección de las armaduras (cm²)

Tope estructural de pilotes de hormigón armado. Valores máximos de la resistencia (Kp/cm2) y coeficientes reductores.

2. PILOTES A COMPRESIÓN

3. PILOTES A TRACCIÓN

El Tope Estructural de un pilote a tracción viene definido SÓLO por la armadura, es decir:

En caso de tener dudas sobre cuál es el área del acero, etc., siempre coger la situación más desfavorable:

En compresión: Considerando sólo la resistencia del hormigón.

En tracción: Considerando sólo la resistencia del acero

EJEMPLO PRÁCTICO

Un encepado con 4 pilotes que soporta una carga vertical total de 300T.

Pilotes realizados con barrena continua

Hormigón “in situ” de 250 Kg/cm2

Diámetro de los pilotes 65 cm

NOTAS:

Con barrena continua sólo se coloca armadura en los 6 primeros metros del pilote, luego despreciamos la resistencia de la armadura.

Como no dicen nada de camisa perdida, tampoco consideramos su resistencia

Ahora calculamos la carga vertical que soporta cada pilote

Por tanto se cumple la condición de Tope Estructural.

4. DISEÑO POR CARGA AXIAL

El diseño de penetración del pilote debe ser suficiente para desarrollar adecuadamente capacidad para resistir las máximas cargas de extracción con un factor de seguridad apropiado

Se requiere calcular las capacidades de carga axial a tensión y compresión de los pilotes de acuerdo a su profundidad, bajo la acción de cargas verticales horizontales de diferente magnitud

Se tiene entonces que determinar la capacidad de carga axial a tensión, la capacidad de carga axial a compresión, el comportamiento de los pilotes bajo cargas laterales y el comportamiento del pilote bajo cargas verticales

CAPACIDAD DE CARGA AXIAL ÚLTIMA A TENSIÓN

CAPACIDAD DE CARGA AXIAL ULTIMA A COMPRENSIÓN

Conclusiones:

- El tope estructural es la mayor carga que aguanta un pilote sin romperse