Esfuerzos de un edificio de albañilería estructural calculado con una fundación rígida y elástica

Resumen

Este trabajo evalúa la influencia de la rigidez de los cimientos en un edificio de mampostería estructural de cuatro pisos sobre las tensiones de compresión de las paredes. Los resultados se obtuvieron de modelos estructurales, teniendo en cuenta acciones verticales y horizontales, cimientos rígidos y bases elásticas. El edificio analizado es simétrico en ambas direcciones y fue desarrollado para demostrar, de manera simplificada, lo que normalmente ocurre en los edificios habituales. Para este estudio de caso, se modelaron paredes con y sin aberturas (ventanas y puertas), con el objetivo de permitir la interacción y distribución de los esfuerzos resultantes de las diversas hipótesis de cálculo. Para la construcción de los modelos estructurales, se utilizó el software SAP2000, se hizo uso del pórtico lineal y de elementos de placa. Los análisis se realizaron a través de acciones clasificadas como permanentes (D), variables (L) y viento (W “90º” y W “0º”), generando diversas combinaciones e interacciones entre ellas. Las premisas de modelado para el edificio son: estructura - losas/paredes en elementos de placa; fundación - radier con pilotes en uso elementos de placa y barra respectivamente. En el trabajo se abordaron dos tipos de soluciones para fundaciones. En el primer modelo, el soporte de la punta del pilote se considera rígido (no removible), sin interacción de la estructura del suelo. En el segundo, el soporte de la punta de la estaca se considera flexible, con la interacción de la estructura del suelo. Para ambos modelos, la interacción entre el suelo y el radier no se consideró en este estudio. En la representación del soporte flexible, el coeficiente de resorte se obtuvo de un análisis geotécnico de una prueba de carga realizada en el suelo de una ciudad ubicada en el Distrito Federal, Brasil. Al comparar el comportamiento estructural del edificio sobre cimientos con soportes rígidos o elásticos, se observó que, para las mismas combinaciones de acciones aplicadas en los dos modelos, no se verificaron diferencias significativas ni en las tensiones de compresión de las paredes, ni siquiera en los momentos de flexión de las losas. Los valores de los esfuerzos activos, obtenidos por los modelos estructurales, fueron más altos que los esfuerzos resistentes de los bloques de albañilería en algunos puntos cercanos a los extremos, aberturas y encuentros con paredes. Este hecho demostró la necesidad de evaluar cuidadosamente las reuniones de paredes y dónde hay aberturas (ventanas y puertas). Se concluye que las acciones del viento no interfieren significativamente en un edificio de mampostería estructural de 4 pisos. Las diferencias entre las tensiones con cimientos rígidos y elásticos en las paredes, para este caso, son muy pequeñas y no tienen influencia en el diseño. La mayoría de los puntos de máxima tensión se encuentran en las esquinas inferiores de las paredes. Las tensiones de tensión surgen en la mampostería cerca de las aberturas. Por lo tanto, es necesario llenar con lechada y acero los bloques ubicados en las uniones de las paredes y también en los bloques adyacentes a las aberturas (ventanas y puertas). En las partes inferior y superior de las aberturas, es necesario usar dinteles/contrapesos para combatir las tensiones de tensión en la mampostería. Los procedimientos indicados garantizarán una mayor seguridad del edificio debido al aumento en la resistencia de los bloques reforzados por lechada/refuerzo, corroborando los conocimientos técnicos sobre el tema.