En este post haremos una comparación entre los distintos coeficientes de rozamiento que consideran las normativas actuales en España y veremos cómo aun así es difícil saber a priori qué normativa es más conservadora o cual es más restrictiva.
Para calcular/comprobar una zapata a deslizamiento únicamente hay que tener en cuenta algo muy sencillo; que la suma de fuerzas horizontales que la desestabilizan sea inferior a las que la estabilizan con los correspondientes coeficientes de seguridad.
Si tenemos en cuenta zapatas no arriostradas, el equilibrio vendrá dado por:
-Fuerzas desestabilizantes: El cortante V transmitido por el pilar (mayorado con el coeficiente de seguridad a deslizamiento)
-Fuerzas estabilizantes: Las cargas gravitatorias (axil N transmitido por el pilar y peso propio P de la zapata) por el coeficiente de rozamiento entre el terreno y la base del cimiento μ. (Se desprecia el empuje pasivo sobre el canto de la zapata y otras resistencias de fricción lateral).
Por tanto para terrenos no cohesivos:
(N+P)μ≥Vγ
y para terrenos cohesivos con cohesión cc:
(N+P)μ+S·cc≥Vγ
siendo S=B*·L* la superficie efectiva en planta de la zapata en contacto con el terreno (que tiene en cuenta las excentricidades de la carga).
B*=B-2eB
L*=L-2eL
Con el resto de las variables claras, vale la pena pararse a comparar los valores del coeficiente de rozamiento μ =tg φc según distintas normativas:
A) ROM:
Suelos arcillosos saturados: Corto plazo (sin drenaje)
φc = 0 cc =su (resistencia al corte sin drenaje)
Suelos arcillosos saturados: En caso de considerar drenaje (Largo plazo)
Cimentaciones prefabricadas: Largo plazo (drenado)
Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado)
φc = φ
B) Guía de cimentaciones en obras de carretera (GCOC):
Suelos arcillosos saturados: Corto plazo (sin drenaje)
φc = 0 cc =su (resistencia al corte sin drenaje)
Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado)
tg φc = 0.8 tg φ cc=c
Cimentaciones prefabricadas: Largo plazo (drenado): además de lo anterior:
tg φc = 0.6 cc=0
C) Eurocódigo 7
Cimentaciones prefabricadas: Largo plazo (drenado)
c’=0
Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado).
Se toma como φc = Valor de cálculo en ángulo efectivo de resistencia a cortante en estado crítico
c’=0
a corto plazo:
φc = 0 c=cu
D) DB CTE SE-C
Suelos arcillosos saturados: Corto plazo (sin drenaje)
φc = 0 cc =su (resistencia al corte sin drenaje)
Cimentaciones hormigonadas contra el terreno: Largo plazo (drenado)
φc =3/4 φ cc =0
Si representamos los coeficientes de rozamiento μ frente al ángulo de rozamiento interno φ para las distintas normativas, se obtiene la gráfica indicada a continuación:
Se puede apreciar que a igualdad del resto de parámetros, una zapata fallaría antes a deslizamiento con la ROM, luego con EC-7, luego con CTE y finalmente con GCOC.
Bonito ¿verdad?
Pues NO es tan sencillo.
Esta afirmación no es tan inmediata como pudiera parecer a priori, ya que los coeficientes de mayoración de acciones e incluso los de simultaneidad varían de una normativa a otra.
Y no hablemos del EC-7 que considera conjuntos de combinaciones (procedimientos de proyecto).
Esto nos lleva a pensar que el cálculo riguroso según distintas normativas viene a ser un auténtico “marrón” para el técnico. Además de forma rápida y sencilla no se puede saber qué normativa es más o menos conservadora, ya que depende de cada caso (porcentaje de cargas variables sobre permanentes, naturaleza de las variables…).
¿Dónde está esa convergencia entre normativas o “armonización” que tanto preconizan los Eurocódigos?
Ya hablaremos de las combinaciones en otro post…
[…] Pero….la zapata…¿desliza o no? […]
En el fotovoltaico, donde la mayoría de veces el deslizamiento es la condición más desfavorable, es motivo de discrepancia siempre.
Grandioso aporte gracias…………