Método de bielas para el diseño y verificación de cabezales de pilotes

Cabezales

Método de las bielas: El cabezal que se obtiene puede soportar bien el corte y el punzonamiento. Con este método se obtiene una rigidez del cabezal compatible con la hipótesis de cálculo y se elimina el problema del corte y del punzonamiento. Se suponen columnas aproximadamente cuadradas. Para columnas muy delgadas, se adopta el lado más corto de la columna. Se considera un reticulado formado por bielas de H° que absorben compresión y un tensor de acero que absorbe tracción. El método es apto para cabezales de hasta 5 pilotes.

(GRAFICO 31)

En el caso de que el cabezal esté sometido a un momento flector, se considera para el cálculo una carga ficticia: Pf = n · Pimax, donde Pimax es la carga del pilote más solicitado y n es el número de pilotes.

Los pilotes dentro del cabezal deben disponerse con simetría axial. El cabezal debe sobresalir 15 cm respecto de la cara del pilote más alejado. Para lograr un empotramiento del pilote, éste debe ser introducido 10 cm en el cabezal. Todos los pilotes deben ser desmochados al mismo nivel y dejar sus hierros con suficiente longitud de anclaje (mínimo: 30ø). El ángulo α debe variar: 40° ≤ α ≤ 55°.

(GRAFICO 32)

a) Altura útil

tg = d / ((e/2) - (a/4)) = 2d / (e - (a/2))

d = tg · (e - a/2) / 2; como ; entonces 0,42 · (e - a/2) d 0,70 · (e - a/2)

Se recomienda: d = 0,70 · (e - a/2)

b) Cálculo del tensor

(GRAFICO 33)

C es la proyección de P/2 (que viene de la columna).

Como tg = 2d / (e - a/2) del punto a).

Entonces T = (P/2 · 2 · d) · (e - a/2) = P / 4d · (e - a/2)

En comprobaciones experimentales se observó que el valor real de T es un 15% mayor que el obtenido en forma teórica; se recomienda: T = (1,15 · P / 4d) · (e - a/2).

Ats = T / fy; fy = 420000 kN/m².

Superiormente se ubica una armadura Ats' = 0,15 a 0,20 de Ats. Para evitar fisuración se disponen armaduras secundarias constituidas por estribos horizontales y verticales cuya cuantía es de 0,5% (1 8 c/15cm).

c) Verificaciones de las bielas al aplastamiento en el H°

(GRAFICO 34)

Se verifica en:

• Zonas próximas a la columna: 1 = c / a1 · b ; b es el ancho de la columna.

C = P / 2 sen ; a1 = a/2 · sen .

Entonces: à 1 = P / a · b · sen²

• Zonas próximas al pilote: 2 = C / a1' · b' = P / 2 · a' · b' · sen² .

Debe cumplirse que: y