Universidad Nacional Experimental Politécnica de La Fuerza Armada.ю
Enviado por milary12 • 25 de Noviembre de 2016 • Trabajo • 2.197 Palabras (9 Páginas) • 272 Visitas
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para La Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica de La Fuerza Armada
Núcleo – Portuguesa
Sede - Guanare
Diseño de Cabezales
Bachiller:
Milagro Tamayo
C.I.: 21.526.393
VIII Semestre
Ing. Civil “A”
Guanare; Noviembre de 2016
Los Cabezales:
Los cabezales son elementos estructurales monolíticos de concreto armado de considerable volumen y rigidez, que cumplen la función de conectar las cabezas de los pilotes, transfiriéndole las cargas de la superestructura. A su vez los pilotes transmiten estas cargas al subsuelo, por lo tanto los cabezales se comportan en forma similar a las bases aisladas directas, con la diferencia que en los cabezales las reacciones del suelo actúan como cargas concentradas en el eje de los pilotes.
Diseño de cabezales:
El diseño de los cabezales puede realizarse según dos criterios diferentes:
- Método de las bielas.
- Método de la flexión.
Método de las Bielas:
Este método se aplica a los cabezales de gran altura y considerable rigidez, cuando la recta que une el centro de la base de arranque de la columna o pedestal con el centro de la secciones de los pilotes, forma con la vertical un ángulo β ≤ 40°. En el método de las bielas, la conexión entre el cabezal rígido y los pilotes, se supone articulada, eliminando así la posibilidad de la presencia de momentos flectores en las cabezas de los pilotes. Por lo tanto, estos solo resisten cargas axiales aplicadas según su eje longitudinal.
La carga N de una columna se transmite a los pilotes atravesando un medio continuo ideal, dentro de la masa de concreto del cabezal, por medio de las bielas comprimidas, en forma de delgados prismas o cilindros de concretos, que unen el centro de la base de la columna con el centro de la cabeza de los pilotes.
El efecto de arco producido por las bielas de compresión, da por resultado una fuerza de tracción horizontal junto al borde inferior del cabezal, que debe ser resistida por medio de barras de acero convenientemente dispuestas a tal fin.
Las normas permiten en este caso no verificar a corte el cabezal y diseñarlo solo a tracción. Por lo tanto, no seria teóricamente necesario colocar refuerzo transversal. Sin embargo, es aconsejable proveer al cabezal de estribos cerrados mínimos, con separación mínima: S’ ≤ 30 cm y disponer la armadura de parámetros cuando la altura total: H ≥ 60 cm.
[pic 1]
Método de la Flexión:
Es aplicable al caso de cabezales con altura limitada y β > 40°. Se les conoce también por vigas – cabezales.
Los cabezales analizados como vigas, deben cumplir los requisitos de flexión, corte y punzonado a continuación se detallara la deducción de la magnitud de la fuerza de tracción en los cabezales, aplicando el método de las bielas y de la flexión.
Métodos Flectores en los Cabezales:
El plano crítico para flexión en los cabezales se muestra en la figura de acuerdo a indicaciones ya establecidas se halla:
- En la cara de la columna, pedestal o muro si estos son de concreto (esquema A).
- En la cara de la sección cuadrada equivalente, si la columna o pedestal o concreto tienen forma circular, ovalada o es un polígono regular concéntrico.
- En la mitad de la distancia entre el eje y el borde de la columna o muro, cuando estos elementos son de mampostería (esquema B).
- En la mitad de la distancia entre el borde de la columna metálica y el extremo de la plancha de base de acero, en el caso de columna metálica sin pedestal (esquema C).
El momento máximo será el producido por todas las cargas y reacciones mayoradas, ubicadas a un lado de la sección critica a-a.
[pic 2]
Determinación de Números de Pilotes:
Los cabezales pueden agrupar de 2 a 15 pilotes, si bien es preferible que todo cabezal conecte un mínimo de 3 pilotes, ubicados en un vértice de un triangulo isósceles y un máximo de 12 pilotes, para que su eficiencia no disminuya excesivamente.
Cabezal de Tres Pilotes:
Los cabezales de tres pilotes son mas estables que los de dos pilotes analizados previamente, y en teoría no necesitan arriostramiento, si bien es aconsejable en zona sísmica arriostrar en todo el conjunto de cabezales de una obra, en las dos direcciones ortogonales, para tener una mayor estabilidad del conjunto.
La armadura a tracción, junto al borde inferior del cabezal puede distribuirse:
- Perimetralmente, uniendo los baricentros de las secciones transversales de los pilotes (esquema a).
- Combinación del acero perimetral y según las medianas del triangulo (esquema b).
- En la dirección de las medianas (esquema c).
De estas tres posibilidades de distribuir el acero, los casos a y b, han demostrado en la practica un comportamiento casi idéntico, siempre que la armadura perimetral en el caso b, resista al menos la mitad de los esfuerzos a tracción de la cara inferior del cabezal. El caso c es sin embargo menos eficiente que los anteriores, en acción de la excesiva concentración de las barras de refuerzo que se cruzan en el centro del triangulo.
[pic 3][pic 4]
Cabezales de Cuatro Pilotes:
La deducción del valor de la fuerza de tracción en el borde interior del cabezal, es igual al del cabezal de dos y tres pilotes analizados.
[pic 5]
Tgß = ; Tgß = [pic 6][pic 7]
La fuerza de tracción T' según las diagonales resultan:
T'=[pic 8]
La fuerza de tracción T según los lados del cuadrado son:
T == T'[pic 9][pic 10]
Por lo tanto:
T= [pic 11]
[pic 12]
Para poder aplicar los criterios del método de las bielas, es necesario que la altura útil del cabezal cumpla con la condición: d≥0,842×S
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