Los encepados de pilotes están diseñados para mantener juntos el pilote y la superestructura al nivel del suelo o debajo de él mientras se transfieren cargas desde la superestructura a los cimientos.
Generalmente, las cabezas de pilotes están diseñadas para conectar un pilote, dos pilotes, tres pilotes, cuatro pilotes o un grupo de líneas. Las dimensiones de la parte superior de los pilotes se determinan en función de las cargas y de la disposición de las conexiones de la superestructura y los pilotes de cimentación .
Básicamente, existen dos métodos para construir tableros de bloques.
- Usando la analogía de la armadura
- Uso de teorías de flexión.
En la mayoría de los casos, se conectan hasta cuatro pilotes mediante una placa de bloque para soportar la carga concentrada de la superestructura. La teoría de la red se utiliza para construir las placas de bloque.
Se encuentran disponibles ecuaciones derivadas del modelo de armadura y rango de tensiones para calcular el área de refuerzo.
La siguiente figura muestra ecuaciones típicas que se pueden utilizar para calcular el área de refuerzo de tracción. Fue copiado del libro “Diseño de hormigón armado según BS 8110”.
Si hay más pilotes, el diseño se puede crear mediante un software de elementos finitos, facilitando el análisis.
Generalmente la distancia entre pilotes es 2,5 veces el diámetro del pilote. Esto se hace para evitar la interacción de una apuesta con otras.
Además del cálculo de la armadura de tracción, se deben realizar diversos ensayos de corte, como punzonamiento y corte en línea vertical. Si hay más de dos pilotes, la selección del rango de corte crítico debe realizarse con mucho cuidado. Se pueden utilizar las pautas BS 5400 para seleccionar la cantidad de corte.
Ejemplo resuelto: diseño de una placa de bloque
Considere la posibilidad de construir un soporte de cabeza de pilote de una sola columna y dos pilotes sobre la placa de cabeza de pilote.
Datos
- Diámetro del poste 600 mm
- Carga de diseño 3.000 kN
- Tapa de refuerzo 50mm
- Hormigón grado 30
- La resistencia característica del acero es de 500 N/mm 2.
- Tamaño de columna en placa de cabeza de pilote 500x500mm
Calcular las dimensiones de la placa de bloque.
Permitir un desplazamiento del pilote de 150 mm y una distancia entre pilotes de 2,5 veces el diámetro del pilote.
Ancho = 500 + 150 + 150 = 800 mm
Longitud = 2,5 x 600 + 250 + 250 + 150 + 150 = 2150 mm
Considere una profundidad de 1000 mm y un diámetro de varilla principal de 20 mm.
Profundidad efectiva, d = 1000-50-20/2 = 940 mm > 750 mm; (2,5 × 600/2) Bien.
Considere la teoría de la red
Fuerza de tracción, T = Nl / 2d
T = 3.000 x 0,75 / (2 x 0,94) = 1.197 kN
A S =T/0,87f j
A S = 1197 x 1000 / (0,87 x 500) = 2752 mm 2
Haga 7 T25 ( se da A = 3430 mm 2 )
Comprobar si hay perforaciones
V = 3000 x 10 3 / (4 x 500 x 940) = 1,596 N/mm 2
v todos = 0,8 (fcu) 0,5 = 0,8 x (25) 0,5 = 4 N/mm 2 <5 N/mm 2
Entonces perforar está bien
Compruebe si hay corte en la línea vertical.
Se considera que la sección crítica del pilote es el 20% del diámetro del pilote dentro del área del pilote . Las siguientes ilustraciones tomadas del código (BS 8110) proporcionan una posición clara a considerar en el diseño de corte.
Si esta sección se considera crítica y la distancia entre pilotes es menor o igual a tres veces el diámetro del pilote, se requerirá refuerzo (2 días/año contra ) para que se tenga en cuenta V C. Aquí puede comparar la distancia desde la superficie de la columna hasta la sección crítica.
En este ejemplo, solo consideramos dos pilas como se muestra en la siguiente imagen.
v C y se puede calcular a partir de la Tabla 3.8 de BS 8110 basándose en el valor 100As/bd.
100As/bd = 100 x 3430 / (1000 x 940) = 0,365
vC = 0,446 N/ mm2
Mejor capacidad de corte; (2d/a contra )V C
(2 días/año versus )V C = (2 x 940/320) x 0,446 = 2,62N/mm 2
Esfuerzo cortante nominal = 1500 x 10 3 / (1000 x 940) = 1,596 N/mm 2
Entonces, está bien.
Calcular el área de distribución de acero.
Preste atención al requisito mínimo de refuerzo.
100As/Ac = 0,13
As = 0,13 x 1000 x 1000/100 = 1300 mm 2 /M
Proporcionando T16@150mm c/c (como se suministra = 1340mm 2
Área de armadura horizontal
Proporcionando el 25% de los refuerzos de diseño.
Como aglutinante = 0,25 x 2752 = 688 mm 2
Especifique T12@150 (Según lo especificado = 754 mm 2 )
Del mismo modo, también se pueden diseñar otros tipos de encepados mediante el mismo proceso. Sin embargo, a medida que aumenta el número de pilotes en un bloque, el cálculo manual se vuelve más complicado. Se pueden utilizar paquetes informáticos para simplificar el diseño y al mismo tiempo verificar el resultado del diseño con cálculos simples.
El diseño de un solo bloque no es el mismo. La columna y el pilote están conectados mediante una placa superior del pilote. El artículo Diseño de una placa de bloque Diseño de un solo bloque Se discutirá más información sobre el diseño de encepados.
