El propósito de este artículo es ilustrar cómo Fundación SkyCiv puede ser usado con un proyecto real. Esto incluye: calcular la capacidad del nivel de servicio para la presión del cojinete, estabilidad de pie, tamaño de la base; y nivel de resistencia para el espesor de la cimentación y el refuerzo. Aunque el proyecto real mencionado en este artículo contiene miembros de acero, solo nos centraremos en el diseño de cimientos.

antecedentes del proyecto

Este proyecto destacado fue diseñado y construido por BetaQuad Construction and Service Co., y está ubicado en Central Luzon, Filipinas. Se utiliza para la producción comercial de cemento., teniendo una capacidad de producción diaria de 30,000 toneladas métricas. La huella total del proyecto durante la construcción fue de aproximadamente 800 m². Visto abajo, la parte de acero de la estructura actúa como un marco resistente a la carga lateral (3F con entrepiso). En todo este proyecto tiene 43 zapatas aisladas que se necesitan para el diseño estructural.

La base del código de diseño que solicitó el diseño de la Fundación fue NSCP 2015. NSCP 2015 es similar a ACI 318-14 código , cual ACI 318-14 está disponible en nuestro módulo de diseño de la Fundación SkyCiv.

Figura 1 : Foto in situ del proyecto durante la construcción.

Modelo y parámetros de SkyCiv

Modelando la estructura anterior en el SkyCiv Structural 3D plataforma significa que los diseñadores pudieron aprovechar la varias herramientas de modelado que están disponibles para todos los usuarios de SkyCiv.

Figura 2 : 3Representación D del modelo 3D estructural SkyCiv

Parámetros de construcción

Para un diseño de base, Los parámetros de construcción más importantes que se necesitan para el diseño de zapatas aisladas serían las características sísmicas del sitio., y las propiedades materiales de la zapata. Para la ubicación de este proyecto en Luzón central, Filipinas, la zona sísmica correspondiente es Zona sísmica 4.

Para los materiales de cimentación, 20.68 MPa se utilizó hormigón de resistencia junto con 415 MPa acero de refuerzo de límite elástico. Es importante cuando se pasa por el diseño de una Fundación utilizando el módulo de Diseño de la Fundación SkyCiv, o cualquier software, que estas propiedades del material se ingresen correctamente, o de lo contrario habrá ramificaciones ondulantes para el diseño.

Recomendaciones geotécnicas

La mayoría de los proyectos requieren informes geotécnicos., que describen las propiedades del suelo y las características generales del sitio. Utilizando la información geotécnica proporcionada por el ingeniero geotécnico de este proyecto, se encontró que el sitio tiene las siguientes propiedades:

Altura del suelo = 2 metros

Capacidad de carga del suelo = 192 KPa.

Peso de la unidad de suelo = 16 kN / m³

Estas características son necesarias al diseñar cualquier tipo de cimentación., y, por lo tanto, debe registrarse para ingresar posteriormente el módulo de la Fundación SkyCiv.

Combinaciones de carga

El módulo de diseño de la fundación SkyCiv puede realizar las combinaciones de carga básicas y se representan como cargas de servicio y factorizadas. también, el módulo de diseño considerará automáticamente los parámetros sísmicos cuando las cargas sísmicas (E) tener algún valor en la entrada.

Para diseño geotécnico (Nivel de servicio):

Las combinaciones de carga aplicables para el diseño geotécnico., que son aplicables tanto para ASCE 7-10 y NSCP 2015 códigos de diseño, son los siguientes:

[1] re + L

[2] re + L + E / 1.4

[3] re + E / 1.4

Para diseño estructural (Nivel factorizado):

Las combinaciones de carga de aplicación para el diseño estructural que son aplicables tanto para ASCE 7-10 y NSCP 2015 Los códigos de diseño son los siguientes:

[1] 1.4re

[2] 1.2re + 1.6L

[3] 1.2re + 1.0E + 1.0L

[4] 0.9re + 1.0E

Diseño de las fundaciones

El flujo de trabajo real del diseño de los cimientos se produce inmediatamente después de la finalización del análisis estructural de nuestra estructura., donde podemos interpretar las reacciones de las estructuras.

Resultados del análisis estructural & Reacciones

Antes de entrar en el módulo de Fundamentos para diseñar las bases del proyecto, Las reacciones de la columna base para cada zapata deben anotarse en la parte de análisis de Structural 3D para que puedan ingresarse en el módulo de diseño de la cimentación.. Estas reacciones se determinaron a partir de un análisis estructural.. Uso de resultados de sobres, se tomó el peor de los casos para cada fundación. Estas fuerzas se exportaron a través de un archivo .CSV en una forma tabulada fácilmente para copiarse en el Módulo de diseño de cimientos..

Figura 3-a: Reacciones de la base de la columna del modelo estructural 3D

En Figura 3-a, el S3D presenta las cargas de reacción que se pueden extraer e importar al módulo de diseño de la Fundación SkyCiv.

Entrada & Salida del módulo Foundation

Con las fuerzas registradas, El módulo SkyCiv Foundation se puede utilizar para analizar y verificar los diseños de estas zapatas.. El módulo permite a los ingenieros agregar tantos cimientos como sea necesario para el proyecto.. Entonces en este caso, los ingenieros diseñaron y comprobaron 43 zapatas de forma independiente. Figura 3-b muestra la interfaz de usuario y la presentación cuando se está considerando más de una base para el diseño.

Figura 3-b: Pestaña Foundation Design

Ir más lejos, Cada diseño de cimentación incorpora una estructura fácil de usar., flujo de trabajo lineal, donde se puede ingresar toda la información registrada de los pasos anteriores.

Figura 3-c: Interfaz de usuario del módulo Foundation Design

Una vez que se establecen los requisitos de diseño y se ingresan las propiedades y cargas del material, la base está lista para el diseño. La presentación de los resultados del diseño después de hacer clic en el Comprobar diseño El botón se puede ver en Figura 3-d. Estos resultados son fácilmente comprensibles, ya que se presentan como relaciones unitarias. Estas relaciones presentan la experiencia / capacidad para cada estado límite individual. Cuando se descubre que uno ha terminado 1.0, la Estado del pie se volverá rojo y mostrará “Fallar”. De lo contrario, esa celda será verde y mostrará “Pasar”. Esto hace que sea fácil verificar rápidamente qué cimientos pueden necesitar ajustes o más trabajo en el proceso de diseño..

Figura 3-d: Resultados del diseño de muestra

Como se indica en Figura 3-d, Los cinco estados límite diferentes que se comprueban durante el diseño son:

1. Tamaño de la zapata
2. Estabilidad como vuelco y deslizamiento
3. Cizalla unidireccional
4. Cizalla bidireccional
5. Pruebas de diseño de flexión

Profundizar en las relaciones unitarias de cada estado límite, Los ingenieros pueden ver los informes de diseño de cimientos., que son accesibles para cada fundación. Estos informes abren la caja negra del software de ingeniería estructural al proporcionar diagramas y cálculos manuales detallados juntos en un PDF profesional que se puede exportar y usar para el uso del proyecto.. Ver Figura 3-e a continuación para ver cómo se ve uno de estos informes:

Figura 3-e: Extracto de ejemplo de un informe detallado de diseño de cimientos

Albert Pamonag, M.Ing
Ingeniero estructural, Desarrollo de Producto