Guía EHE.Cálculo - Análisis Estructural

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EHE-Calculo.jpg Nota: Este artículo ha sido creado gracias al Instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña (ITeC) en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación [Guía para el uso de la instrucción EHE. Cálculo. Ver todos los artículos de la Guía EHE-Cálculo en la Construpedia.

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Contenido

Análisis estructural

Idealización de la estructura

a) Temas que se tratan

Idealización de la estructura Datos geométricos (ancho eficaz del ala en piezas lineales en T, luces de cálculo y secciones transversales).

b) Definición de conceptos a destacar

Se enumeran diversos tipos de sección; bruta, neta,, homogeneizada y fisura.

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Idealización de la estructura art. 18
-
-
Datos geométricos (ancho eficaz del ala en piezas lineales en T, luces de cálculo y secciones transversales)
18.2
art. 50
art. 51.2

d) Comentarios

En la EH-91 todo el análisis está en un mismo capítulo (VII), mientras que en la EHE se divide en dos, análisis estructural (V) y elementos estructurales (XII). La EP-93 no hace referencia a las especificaciones según elementos.

En el apartado dedicado a las piezas en T desaparecen las tablas ya que este elemento se trata como un dato geométrico (ancho eficaz).


Métodos de cálculo

a) Temas que se tratan

Métodos de cálculo Principios básicos y tipos de análisis (análisis lineal, análisis no lineal, análisis lineal con redistribución limitada y análisis plástico).

b) Definición de conceptos a destacar

Aunque este tema no se trata en las normas anteriores, no hay ninguna definición a destacar.

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Métodos de cálculo art. 19
-
-
Principios Básicos
19.1
Tipos de análisis (análisis lineal, análisis no lineal, análisis lineal con redistribución limitada y análisis plástico)
19.2

d) Comentarios

En el artículo 19, «Métodos de cálculo», se dice:

Los métodos de cálculo han de satisfacer las condiciones de equilibrio y de compatibilidad, considerando el comportamiento tensodeformacional de los materiales. Si no se pueden satisfacer de una manera estricta debe procurarse que estén equilibradas y satisfagan «a posteriori» las condiciones de ductilidad apropiadas.

El análisis global de una estructura se puede llevar a cabo de acuerdo con las metodologías siguientes:

Análisis lineal.

  • Análisis no lineal.
  • Análisis lineal con redistribución limitada.
  • Análisis plástico.

En los subartículos siguientes se realizan comentarios sobre estos métodos. En general se vincula su validez a si la estructura tiene la ductilidad suficiente como para garantizar las hipótesis iniciales de los diversos métodos.

Sobre este artículo (que amplía mucho el campo de los métodos de análisis a utilizar) se pueden hacer diversas consideraciones.

1. Cuando hay secciones que trabajan fuera del ámbito elástico es imposible controlar la fisuración (ergo la durabilidad).

2. No se especifica cuáles de estos métodos son más adecuados para la fase de proyecto y cuáles para la fase de comprobación.

3. Algunos de estos métodos no suelen estar al alcance de los técnicos que se dedican a la edificación.


Análisis estructural del prestensado

a) Temas que se tratan

Análisis estructural del pretensado

Consideraciones generales

Fuerza de pretensado (limitación de la fuerza, pérdidas en piezas con armaduras postesas, etc.). Efectos estructurales del pretensado (modelización de los efectos del pretensado).

b) Definición de conceptos a destacar

El pretensado se tipifica en:

  • Interior y exterior
  • Armaduras pretesas y postesas
  • Armadura adherente o no adherente

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Análisis estructural de pretensado
art. 20
-
art. 39
Consideraciones generales
20.1
39.1
Fuerza del pretensado (limitación de la fuerza, pérdida en piezas con armaduras postesas, etc)
20.2.1, 20.2.2 y 20.2.3
39.2, 39.4 y 39.5
Efectos estructurales del pretensado (modelización de los efectos del pretensado)
20.3

d) Comentarios

En este artículo desaparece el valor característico de la fuerza de pretensado. La fuerza de pretensado ha de proporcionar sobre las armaduras activas una tensión σpo no mayor, en cualquier punto, que el más pequeño de los valores siguientes:

0,75 f p max k 0,9 f pk

Siendo: f p max k carga unitaria máxima característica. f pk límite elástico característico.

Las pérdidas en piezas con armaduras postesas son las siguientes: fricción, penetración de cuñas, acortamiento elástico y diferidas.

Como novedad se contempla la consideración de las pérdidas en armaduras pretesas que son las siguientes: penetración de cuñas, relajación a temperatura ambiente hasta la transferencia, relajación adicional de la armadura (por calefacción), dilatación térmica de la armadura (por calefacción), retracción anterior a la transferencia acortamiento elástico en el momento de transferir.

Los efectos estructurales de pretensado se pueden modelizar o por medio de fuerzas equivalentes o por medio de deformaciones impuestas.

Estructuras reticulares planas

a) Temas que se tratan

'Estructuras reticulares planas Generalidades. Análisis lineal. Análisis no lineal (modelos de comportamiento del material, análisis no lineal en teoría de segundo orden y métodos simplificados en teorías de segundo orden). Análisis lineal con redistribución limitada. Análisis plástico.

b) Definición de conceptos a destacar

Es una novedad el listado de los métodos posibles de determinación de las solicitaciones.

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-p1 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Estructuras reticulares planas
art. 21
art. 52
-
Generalidades
21.1
Análisis lineal
21.2
Análisis no lineal
21.3
Análisis lineal con redistribución limitada
21.4
Análisis plástico
21.5

d) Comentarios

Desaparece el sistema de cálculo simplificado de pórticos.

Como modelo de comportamiento de los materiales se aceptan modelos constitutivos uniaxiales.

Se proporciona la ecuación del diagrama tenso-deformación para el hormigón en el análisis no lineal.


Placas

a) Temas que se tratan

Placas

Generalidades. Análisis lineal. Análisis no lineal. Métodos simplificados para placas sobre apoyos aislados (método directo y método de los pórticos virtuales y criterios de distribución de momentos).

b) Definición de conceptos a destacar

No hay nuevos conceptos a señalar.

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Placas
art. 22
art. 53, 54 y 55
-
Generalidades
22.1
Análisis lineal
22.2
Análisis no lineal
22.3
Métodos simplificados para placas sobre apoyos aislados (método directo y método de los pórticos virtuales y criterios de redistribución de momentos)
22.4
55.4

d) Comentarios

En las placas sobre apoyos aislados (art. 22.4) además del método de los pórticos virtuales (ya conocido) se propone el método directo, muy simple pero con fuertes limitaciones sobre las cargas y la geometría.

Los momentos de las secciones críticas sobre los pilares y en medio de los tramos se deducen a partir de un porcentaje en función de la localización (Tabla 22.4.3.2).

En este artículo solamente se contempla la distribución de los momentos.

El punzonamiento y el armado deben buscarse en otros artículos de la Instrucción: art.46 «Estados límite de punzonamiento» y art. 56.2 «Placas o losas sobre apoyos aislados».

Membranas y láminas

a) Temas que se tratan

Membranas y láminas

Generalidades

Tipos de análisis estructural.

b) Definición de conceptos a destacar

No hay conceptos importantes a resaltar

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Membranas y láminas
art. 23
art. 56
-
Generalidades
23.1
Tipos de análisis estructural
23.2

=d) Comentarios

Tan sólo comentar que se añade la posibilidad de utilizar el análisis no lineal.

Regiones D

a) Temas que se tratan

Regiones D Generalidades. Tipos de análisis estructural (análisis lineal, método de bielas y tirantes y análisis no lineal).

b) Definición de conceptos a destacar

Regiones D (de discontinuidad) son estructuras o partes de una estructura en las que no es válida la Teoría General de la Flexión, es decir, allí donde no son aplicables las hipótesis de Bernoulli-Naviere.

Regiones B son aquellas en las que se cumplen estas hipótesis.

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Regiones D
art. 24
-
-
Generalidades
24.1
Tipos de análisis estructural (análisis lineal, método de bielas y tirantes y análisis no lineal)
24.2

d) Comentarios

Si se establece una lista de todos los lugares en los que no se cumple la hipótesis de Naviere, destaca la importancia de contar con una herramienta de análisis para estas regiones.

  • Cambios de geometría.
  • Zonas de aplicación de cargas concentradas.
  • Nudos estructurales.
  • Vigas de gran canto.
  • Ménsulas cortas.
  • Macizos (y prácticamente todos los elementos de cimentación, etc.).

En el artículo 24.2.2, «Método de las bielas y tirantes», se propone sustituir la estructura o la parte de ella que constituyen regiones D, por una estructura de barras articuladas: comprimidas (que se definen como bielas y que normalmente están constituidas por hormigón) y traccionadas (tirantes) constituidas por la armadura.

En la Instrucción EHE hay una gran cantidad de elementos y de nudos que se analizan por este método.

Análisis en el tiempo

a) Temas que se tratan

Análisis en el tiempo Consideraciones generales. Método general. Método del coeficiente de envejecimiento. Simplificaciones.

b) Definición de conceptos a destacar

Este tipo de análisis no se realizaba de forma explícita en las Instrucciones anteriores.

c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93

TEMA
EHE
EH-91
EP-93
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
cap. V
-
-
Análisis en el tiempo
art. 25
-
-
Consideraciones generales
25.1
Método general
25.2
Método del coeficiente de envejecimiento
25.3
Simplificaciones 25.4

d) Comentarios

El artículo 25, «Análisis en el tiempo», plantea un método que considera, en la obtención de las deformaciones y de los esfuerzos, los efectos de los fenómenos que se presentan de forma diferida:

  • Fluencia.
  • Retracción.
  • Envejecimiento hormigón.
  • Relajación acero de pretensado.

Cabe señalar que todas las propuestas de métodos de análisis se indican más como una «posibilidad» que como una «herramienta», con lo cual la operatividad de la Instrucción se ve perjudicada.

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