Disen O Pilotes Segun Esfuerzos

CAPITU

CAPÍTULO IV
DISEÑO ESTRUCTURAL
En este capítulo se detallan las consideraciones estructurales a tener en cuenta para el
cálculo de pilotes hincados, perforados y caissons, se muestra también las correlaciones
para hallar los valores de momentos, cortantes, desplazamientos y carga axial

LO IV
DISEÑO ESTRUCTURAL

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4.1

Distribución de cargas

Cuando la carga vertical transmitida por elpilar P coincide con el centro de gravedad de
los n pilotes agrupados bajo un encepado de suficiente rigidez, puede admitirse que cada
pilote recibe una carga.

Pi =

P
n

…..(4.1)

Existen bastantes casos, sin embargo, en que el pilar transmite al encepado además de la
carga vertical P, un esfuerzo cortante o carga horizontal Q y un momento M. Bajo estas
solicitaciones el encepado sufredesplazamientos y giros de los que resultan cargas
desiguales en los pilotes, llegando éstos, en algunos casos, a trabajar a tracción.
Para determinar los esfuerzos en cada pilote pueden seguirse tres métodos:
a) Ignorar la presencia del terreno, descomponiendo por métodos estáticos las acciones
exteriores según las direcciones de los pilotes, suponiendo estos articulados en el
encepado.
b) Sustituir lasreacciones horizontales del terreno sobre los pilotes por un empotramiento
ficticio a una cierta profundidad, determinando luego los esfuerzos mediante un
programa de cálculo de estructuras.
c) Suponer los pilotes embebidos en un medio elástico continuo al que se aplican las
condiciones de equilibrio y compatibilidad de deformaciones.
El más sencillo es evidentemente el primero, el cual resultasuficientemente aproximado
cuando los pilotes son relativamente largos y esbeltos y de la misma longitud.
El caso mas frecuente es el del grupo de pilotes paralelos:
4.1.1 Carga vertical excéntrica
Equivale al sistema
Donde: (fig 3.1):

Pt , Mx = Pt . ey , My = Pt . ex
xi , yi
Ai
Pt

=Coordenadas del centro de cada pilote referidas a los ejes
del encepado.
=Área de cada pilote.
=Carga vertical total,incluyendo el peso del encepado,
aplicando la fórmula de la compresión compuesta:

σ (x i , y i ) =

M y .x i
Pt
M .y
+ x i +
Iy
∑ Ai I x

....(4.2)

Por el teorema de Steiner y despreciando la inercia de la sección de cada pilote resulta:
Ix = Σ Ai . yi2
Iy = Σ Ai . xi2

…..(4.3)

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Y en el caso de ser todos los pilotes de igual sección A, queda finalmente
Pi = σ ( x i , y i ). A =

Pt M x . yi M y .x i
+
+
n ∑ y 2i ∑ x 2i

…..(4.4)

Fig. 4.1 Grupo de pilotes Paralelos.

Si alguna de las cargas Pi resultara negativa (es decir, de tracción), puede admitirse si es
del mismo orden del peso del pilote. Si es superior puede aumentarse el peso del encepado
(lo cual suele ser antieconómico) o mejorar la inercia del grupo
( mayor Σ xi2 ó Σ yi2 ) separando más los pilotes.
En determinadoscasos se llega a hacer trabajar los pilotes a tracción aumentando su
longitud y disponiendo una armadura adecuada.
4.1.2

Sistema de carga general

El sistema de cargas, reducido al centro de gravedad del encepado, comprende una carga
vertical Pt , una carga horizontal Q y un momento M (respecto al eje de mayor inercia del
encepado y despreciando el momento en un plano ortogonal). Dicho sistema puedereducirse a una resultante inclinada R, actuando con excentricidad e respecto al eje del
encepado.
Si se suponen los pilotes articulados es evidente que hay que colocar pilotes inclinados
para conseguir un sistema de reacciones axiales en los pilotes que equivalga a la resultante
exterior R.
Normalmente los pilotes no sobrepasan los 15º - 20º de inclinación respecto a la vertical y
no suelencombinarse más de 2 ó 3 inclinaciones en un mismo encepado.
En estos casos las fuerzas en los pilotes pueden obtenerse por descomposición gráfica,
según el método debido a Culmann (fig. 3.2). Si existen varios pilotes en una misma

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dirección se sustituyen por su eje común (línea de la misma inclinación que pasa por el
centro de gravedad de las cabezas de los pilotes) y luego la componente...