Diseño estructural de una junta de pórtico de hormigón (EN)

La junta de pórtico analizada formará parte de una estructura real de pórtico de hormigón armado. El pórtico tiene 4 m de altura, el vano es de 8 m y ambas columnas tendrán apoyos fijos.

1 Nuevo proyecto

Iniciemos IDEA StatiCa y seleccionemos la aplicación Detail. Se abre la ventana del asistente y puede configurar el grado del hormigón y de la armadura y definir el espesor del recubrimiento de hormigón. Seleccione el tipo de modelo 2D, la clase Juntas de pórtico y la topología Junta en rodilla.

Al elegir una plantilla predefinida, el software generará automáticamente la geometría, la carga y la armadura.

2 Geometría

Comience con la modificación de la geometría. La junta en rodilla predefinida (elemento FJ1) consta de una columna y una viga. Cambie la sección transversal de la columna haciendo clic en Editar parámetros.

Vamos a cambiar las dimensiones de la sección transversal.

A continuación, añada una nueva sección transversal para la viga.

De nuevo, cambie las dimensiones.

3 Cargas

En el menú de árbol, proceda a la definición de las cargas. El software añadió automáticamente dos casos de carga y tres combinaciones no lineales. Necesita dos casos de carga para distinguir entre cargas permanentes y variables, y tres combinaciones para cubrir las verificaciones ELU y ELS.

Modifiquemos el caso de carga LC1 para efectos permanentes. Primero, elimine la carga lineal de la columna.

A continuación, puede modificar la intensidad de la carga lineal sobre la viga. En la tabla de la parte inferior, establezca los valores de las Fuerzas internas que se aplican en la sección transversal situada en la intersección de la columna y la viga. Puede obtener estas fuerzas internas modelando y calculando el pórtico completo con la carga lineal correspondiente (30 kN/m para LC1 y 20 kN/m para LC2) en cualquier software CAE/FEM en cuestión de minutos.

Cambie al caso de carga LC2 y repita los pasos con valores diferentes. Primero elimine la carga lineal LL3.

A continuación, ajuste la carga lineal LL4 y las fuerzas internas.

Haciendo clic en Combinaciones ELU o ELS puede seleccionar el tipo de combinación y ajustar los coeficientes parciales para cada combinación no lineal.

Para cada combinación ELS puede seleccionar qué verificaciones normativas se realizarán.

4 Armadura

Una vez definida la carga, puede proceder al diseño de la armadura. Antes de diseñarla, puede intentar ejecutar la herramienta de Optimización Topológica para ver cómo debería ser la disposición de armadura más eficaz si desea utilizar el volumen efectivo seleccionado de la estructura.

Para un volumen efectivo del 20%, la estructura tiene este aspecto (las líneas rojas representan compresión y las líneas azules representan tracción). Puede cambiar entre volúmenes efectivos en la ventana derecha.

Proceda a la definición de las Armaduras. Editará los elementos creados por la plantilla.

Modifique el grupo GB1, las barras se alargarán hasta el borde izquierdo:

5 Cálculo y verificación

Inicie el análisis haciendo clic en Calcular en la cinta de opciones. El modelo de análisis se genera automáticamente y se realizan los cálculos. Cambie a la pestaña Verificación. Ahora puede ver el Resumen de los resultados. En la parte superior izquierda puede ver todos los ELU y ELS con su porcentaje de utilización. 

En la ventana derecha puede ver una tabla con resultados más detallados para las combinaciones de carga seleccionadas.

También puede observar la línea de Incremento. Los valores P100%, V100% indican que el cálculo finalizó correctamente y que todas las cargas permanentes y variables se aplicaron sobre la estructura.

Para abrir los resultados detallados del ELU, haga clic en el icono Resistencia. Como se indicó anteriormente en la tabla, la combinación C1 se utilizó para verificar el ELU.

Mediante los iconos de la cinta superior, puede visualizar todas las verificaciones normativas. En el Resumen se presentan los principales resultados para ELU/ELS. Haga clic en Anclaje para mostrar la utilización de la adherencia entre el hormigón y la armadura (con el punto más crítico marcado en la figura).

Puede visualizar los resultados de las verificaciones normativas ELS (Limitación de tensiones, Ancho de fisura y Deformación) de manera similar.

6 Informe

Por último, vamos a la pestaña Informe. IDEA StatiCa ofrece un informe totalmente personalizable para imprimir o guardar en formato editable.

Ha diseñado, optimizado y realizado la verificación normativa de una junta de pórtico según el Eurocódigo.