El siguiente tutorial explica cómo modelar una zapata completamente en IDEA StatiCa Detail. El tema de la importación desde la aplicación Connection a Detail se trata en el tutorial Enlace BIM de Connection a Detail.
1 Nuevo proyecto
Comience iniciando la aplicación IDEA StatiCa. En la ventana principal de IDEA StatiCa, abra la aplicación Detail para definir un nuevo proyecto.
Seleccione el tipo Modelo 3D y la plantilla vacía. Ajuste los parámetros según la imagen siguiente (hormigón C25/30, clase de tornillo 10.9, recubrimiento del hormigón 40 mm). Por último, haga clic en Crear.
2 Geometría
Se ha creado un proyecto completamente en blanco y ahora debe definir todo desde cero. A continuación, debe definir un nuevo bloque macizo.
El siguiente paso consiste en apoyar el bloque añadiendo un nuevo apoyo superficial. El usuario puede definir diferentes rigideces en cada dirección. De forma predeterminada, el apoyo en dirección vertical está definido como "solo compresión", lo que refleja que el terreno no puede transmitir ninguna carga a tracción. El valor de la rigidez del muelle del terreno se suele determinar en colaboración con un ingeniero geotécnico. En general, depende del subsuelo, de la profundidad de la cimentación, de la forma de la cimentación y de las cargas aplicadas. Introduzca el valor kz = 40 MN/m3, correspondiente a buenas condiciones de cimentación (arcilla muy dura). El apoyo superficial puede aplicarse a una superficie completa o solo a una parte definida mediante una polilínea. En este caso, utilice la configuración predeterminada Superficie completa.
Tenga en cuenta que la aplicación no sustituye la verificación geotécnica de la cimentación. No comprueba el valor de la presión sobre el terreno ni realiza la verificación normativa de la estabilidad de la zapata. Si la carga de flexión se define demasiado alta, la zapata volcará (lo que se indica mediante un análisis divergente o grandes deformaciones/movimientos).
El siguiente paso es definir los elementos de transferencia de carga. La placa base será el primer elemento que se creará. Definirá una placa base de acero cuadrada situada cerca del borde del bloque de hormigón. La fuerza cortante se transmite mediante rozamiento entre la placa de acero y la superficie del hormigón. Como alternativa, la transferencia del cortante puede asignarse a una llave de corte o a los anclajes.
El espesor de la placa base se define en 60 mm para garantizar que se comporte como una placa rígida, evitando cualquier error de cálculo de las fuerzas en los anclajes o de la tensión de contacto en el hormigón debido a la deformación. Al exportar datos desde la aplicación Connection, la deformación de la placa base se tiene en cuenta generando una carga a lo largo del perímetro de la estructura conectada. Además, las fuerzas en los anclajes se transfieren directamente desde la aplicación Connection, donde la placa base se modela como un material plástico rigidizado por la estructura conectada. Para más información sobre este tema, consulte el artículo Importación del anclaje de Connection a Detail.
Una vez definida correctamente la placa base, es el momento de pasar a los anclajes. Los anclajes serán de acero de grado 10.9.
Se pueden seleccionar dos tipos de anclajes:
Anclajes hormigonados in situ: anclajes preinstalados con propiedades de adherencia predefinidas según el tipo seleccionado (armadura, anclaje con placa de arandela o perno con cabeza)
Postinstalados (adhesivos): anclajes postinstalados (anclajes químicos) con la opción de personalizar la resistencia de adherencia en función de la resistencia de adherencia real. Más información en el artículo Resistencia de adherencia de los anclajes en Detail 3D.
Utilice Postinstalado - Barra roscada, defina el material Acero 10.9 y la resistencia de adherencia en 5,0 MPa. El valor de la resistencia de adherencia debe definirse según la documentación técnica proporcionada por el fabricante del anclaje adhesivo.
Es importante conectar el anclaje con la placa base, porque las cargas se aplicarán sobre ella. Copie el anclaje tres veces y ajuste las posiciones.
3 Armadura
Seleccione Conjunto de barras(1)-->En varios bordes(2) y rellene las propiedades(3).
Copie la operación y cambie la superficie. Se mantienen todas las demás opciones.
Copie de nuevo la operación y modifique los parámetros para definir la armadura horizontal.
El último paso será definir la armadura de cortante. Puede modelarla como barras verticales con adherencia perfecta en ambos extremos. Introduzca un nuevo grupo de barras En superficie y modifique los parámetros por última vez.
4 Cargas y combinaciones
Habrá dos casos de carga: LC1: peso propio, LC2: carga permanente.
Comience con el peso propio.
En el siguiente paso se definirán los valores de cálculo de la carga permanente que actúa sobre la placa base. Puede definir seis componentes de la carga puntual y su posición sobre la placa base.
Ahora, cree una combinación de cargas de cálculo. Puede añadir los coeficientes de combinación según la norma. Como se ha mencionado, las fuerzas puntuales sobre la placa base ya están en valores de cálculo, por lo que dejaremos el coeficiente de LC2 en 1,0.
5 Cálculo y verificación
Antes de ejecutar el análisis, recomendamos encarecidamente cambiar el multiplicador de malla a dos para acelerar el proceso de simulación. Este paso no es obligatorio, pero puede reducir el tiempo de cálculo y ayudar a detectar problemas de divergencia. Si todo funciona correctamente y no surge ningún problema, puede volver a un multiplicador de uno y realizar el análisis y la verificación finales.
Cuando finaliza el análisis, se muestra un breve resumen de los resultados en la esquina superior izquierda de la pantalla. Puede cambiar a la pestaña Verificación . Se mostrarán los resultados resumidos, con el flujo de tensiones tanto en el hormigón como en la armadura.
Tensión principal efectiva
La tensión principal efectiva (EPS) en el hormigón se determina a partir del comportamiento volumétrico del bloque de hormigón y se compara directamente con el valor de cálculo de la resistencia del hormigón fcd. La relación entre la tensión máxima de compresión en el hormigón σc3 y la tensión principal efectiva se expresa mediante el factor kappa. Obtenga más información sobre la tensión principal efectiva aquí.
Secciones
También desea comprobar lo que ocurre en el interior del bloque de hormigón. Para ello, puede definir una sección. Puede definir cualquier plano que desee y establecer su posición.
Puede definir cualquier número de secciones en cualquier dirección. Para volver a la vista predeterminada, haga clic en el icono de secciones.
Tensión en anclajes y barras de armadura
En la comprobación de resistencia, puede mostrar la tensión y la deformación de todas las barras de armadura y de todos los anclajes. Puede observar que el anclaje próximo a la esquina presenta la utilización máxima.
Anclaje
La pestaña Anclaje permite al usuario mostrar la tensión de adherencia y la fuerza total en cada barra y en cada anclaje.
Los anclajes deben verificarse siempre según la norma. Puede realizar una verificación normativa completa de los anclajes y de los bloques de hormigón con las aplicaciones Connection y Detail. Puede obtener más información sobre las verificaciones en Connection y Detail en el artículo Verificación normativa completa de anclajes y bloques de hormigón con IDEA StatiCa (EN).
Hay algunas verificaciones que la aplicación Connection no puede realizar. Las verificaciones que faltan en IDEA StatiCa Connection se resuelven mediante Detail:
Además, la aplicación Detail tiene en cuenta automáticamente la armadura próxima al anclaje, lo que puede aumentar de forma significativa la capacidad resistente de los anclajes cuando rige el fallo del hormigón por cono.
Deformaciones
Se recomienda encarecidamente comprobar la deformación tras el análisis para asegurarse de que el modelo no presenta grandes deformaciones, giros significativos ni distorsión de ningún elemento finito. Esto proporcionará una visión general de los resultados del análisis y ayudará a identificar cualquier problema que pueda haber surgido durante el análisis.
Vaya a Auxiliar y active la Deformación.
6 Informe
Por último, vaya a Vista previa del informe/Imprimir. IDEA StatiCa Detail ofrece un informe totalmente personalizable para imprimir o guardar en un formato editable.
Ha aprendido a introducir un bloque de hormigón con armadura en IDEA StatiCa Detail, a definir apoyos y a utilizar elementos de transferencia de carga. Sabe cómo introducir cargas y definir combinaciones de cargas y, por último, ha aprendido a realizar el análisis y las verificaciones normativas.
