Abstract:
|
El encepado es un elemento estructural de cimentación, encargado de transmitir las
solicitaciones de una estructura portante, hasta las cabezas de un conjunto de pilotes que
conforman una cimentación profunda. Es, en muchos casos, una estructura tridimensional de
funcionamiento complejo y no bien conocido.
Tanto por sus dimensiones habituales, como por tratarse de una región con singularidad
de cargas, debido a la existencia de cagas puntuales importantes, habitualmente debe ser
tratado como una región D, en las que no es válida la teoría general de flexión.
Tradicionalmente, en la bibliografía de referencia, se ha abordado su estudio y
dimensionamiento realizando simplificaciones no siempre ajustadas al comportamiento
esperado del elemento.
El objetivo de la tesina es establecer un análisis comparativo entre las soluciones
planteadas en la bibliografía existente, así como determinar su adecuación con el
comportamiento real esperado del elemento estructural. Se analizaran los casos estudiados
mediante dos metodologías ampliamente extendidas en la actualidad, el método de bielas y
tirantes BYT, y el método de los elementos finitos MEF.
Primeramente se realiza un recorrido crítico a través de la documentación recogida en
la normativa internacional y la bibliografía de referencia, en cuanto al dimensionamiento
estructural de encepados.
A continuación se estudian 18 casos diferentes de encepado, correspondientes a los
esquemas habituales en edificación, para grupos de dos, tres y cuatro pilotes. En primer lugar
se plantea el análisis mediante un modelo de elementos finitos tipo sólido utilizando el
programa SAP2000. A partir de las trayectorias de tensiones obtenidas, se planteará un
modelo de bielas y tirantes concordante con dichas trayectorias.
Se propone una solución al armado de los encepados para dos situaciones diferentes:
modelos MEF, las armaduras se disponen según los esquemas indicados en la normativa
vigente, adecuando las cuantías de armadura a los esfuerzos obtenidos, y modelos BYT, las
armaduras se disponen según los esquemas indicados en la normativa vigente, manteniendo
las cuantías mínimas de armadura indicadas en la normativa vigente.
Para terminar se compararan los esquemas y cuantías obtenidos en cada uno de los
casos y se indican posibles líneas de investigación a seguir. |
Abstract:
|
The pile cap is a structural foundation element, responsible for transmitting the internal
forces of a supporting structure, towards the heads of a set of piles that form a deep foundation.
It is, in many cases, a three dimensional structure with a complex and not well known
performance.
Both for its usual dimensions, as it is a region with uniqueness of loads because there
are important point loads, usually it should be treated as a D region, where the general theory of
bending is not applicable. Traditionally, the literature reference has approached this type of
study and sizing, performing simplifications not always adjusted to the expected behavior of the
element.
The aim of the thesis is to establish a comparative analysis between the solutions
proposed in the literature, as well as determine its suitability with the expected actual behavior
of the structural element. The different cases have been studied by two methodologies currently
used, the strut and tie method, and the finite element method.
Firstly, a state-of-the-art research has been performed, analyzing international standards
and literature references regarding the structural design of pile caps.
A total of 18 different cases of pile caps were studied, corresponding to the usual
building schemes, for groups of two, three and four piles. Firstly, the analysis was performed
using the solid finite elements from SAP2000 software. From the obtained stress’ paths, a
model of struts and ties, concordant with the paths, was considered.
Two different approaches for cap piles’ design were proposed: FEM models, the
reinforcement is arranged according to the schemes specified in the codes, adjusting the
amounts to the obtained internal forces, and S&T models, where the bars are arranged
according to the schemes specified in the codes, keeping the minimum amounts of
reinforcement indicated in the standards.
Finally, the obtained results are compared in each case and possible lines of future
research are mentioned. |