Capacidad portante horizontal del pilote - método de Brom
El análisis de un solo pilote según Broms se describe en Broms, 1964. Este método asume exclusivamente un pilote en suelo homogéneo. Así, el método de análisis no permite subsuelo en capas. El tipo de análisis de la capacidad portante horizontal del pilote se especifica en la sección "Configuración", submenú "Pilotes".
Al adoptar el método Broms para el análisis de la capacidad portante horizontal el programa no tiene en cuenta a las capas del suelo ya introducidas. Los parámetros del suelo se especifican en el cuadro "Capacidad portante horizontal", basada en el tipo de suelo (cohesivo, granular).
Los parámetros de entrada para el análisis de la capacidad portante horizontal de pilote son las características de los materiales del pilote (módulo de elasticidad y la resistencia de un material dado), la geometría del pilote (longitud l y su diámetro d) y también la carga del pilote debido a la fuerza de corte y momento de flexión.
El coeficiente de rigidez del pilote β para suelos cohesivos está dado por:
donde: | EI | - | resistencia a la flexión de la sección del pilote [MNm2] |
kh | - | ||
d | - | diámetro de un solo pilote [m] - en caso de un pilote con sección transversal variable circular el cálculo del parámetro β asume un valor constante para un pilote de diámetro d1 ingresado en el cuadro "Geometría" |
El coeficiente de la rigidez del pilote η para suelos granulares está dado por:
donde: | EI | - | resistencia a la flexión de la sección del pilote [MNm2] |
nh | - | coeficiente de variación del módulo del suelo [MNm3] |
El programa determina automáticamente si se debe considerar un pilote largo o corto basado en los índices β*l (para suelos cohesivos) y η*l (para suelos granulares), respectivamente. Debido a que la literatura ofrece diferentes criterios para diferentes tipos de pilotes, el programa permite que el usuario lo defina. Para una longitud del pilote intermedio el análisis de verificación considera pilotes cortos y largos y luego programa elige automáticamente el resultado con el valor más bajo de la capacidad portante horizontal del pilote Qu.
Cuadro "Pilote tipo de criterio"
Pilote tipo de criterio (largo,corto, mediano) se consideran de acuerdo con las siguientes condiciones:
- cabeza libre: para pilotes largos que poseen β*l > 2,5 ; para pilotes cortos β*l < 2,5
- contenido: para pilotes largos que posee β*l > 1,5 ; para pilotes cortos β*l < 1,5
Tipo de pilote (soporte cabeza del pilote) puede ser considerado de dos formas
- cabeza libre - la rotación en cabeza del pilote no está limitado
- contenido - el pilote está contenido contra la rotación en su cabeza. En tales casos se suele tratar con pilotes que forman parte de una red de pilotes planos o un grupo de pilotes.
Otro parámetro de entrada importante es la capacidad portante de flexión. Esta cantidad se calcula automáticamente por el programa utilizando la siguiente fórmula:
donde: | Wy | - | Módulo de la sección de la sección del pilote [m3] |
f | - | resistencia del material del pilote [MPa] | |
γk | - | coeficiente de reducción de la fuerza de sección transversal [-] - la capacidad portante de la sección transversal segun los diferente estándares es multiplicada por diferente coeficientes de seguridad. Estos coeficientes permite adaptar el programa a estos estándares. |
En caso de un pilote de hormigón reforzado con acero la capacidad portante de flexión Mu depende de la cantidad de acero diseñado.
El coeficiente de reducción de la capacidad portante γQu reduce la magnitud global de la capacidad portante horizontal de un pilote simple, como:
donde: | Qu | - | capacidad portante horizontal para un pilote [kN] |
γQu | - | coeficiente de reducción de capacidad portante [-] |
El resultado de un análisis es la capacidad portante horizontal de un sol pilote Qu, respecitvamente Qu,red y el desplazamiento del pilote en la superficie del terreno u.
Bibliografía:
[1] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 90, SM2, 1964.
[2] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 90 SM3, 1964.