Verificaciones¶
Además de la armadura del tirante, el encepado debe pasar verificaciones que el modelo de bielas no resuelve por sí solo.
Rigidez del encepado¶
La clasificación entre rígido y flexible no es nomenclatura: decide qué formulación vale.
La NBR 6118 (22.7.1) define que los encepados "pueden considerarse rígidos o flexibles por un criterio análogo al definido para las zapatas". En la dirección considerada:
donde \(h\) es la altura del encepado, \(A\) la dimensión del encepado en esa dirección y \(a_p\) la dimensión del pilar en la misma dirección.
Un criterio equivalente y más directo de usar: el encepado puede considerarse rígido cuando el ángulo de la biela es mayor o igual a 45°.
Qué dice la norma sobre cada comportamiento¶
Encepado rígido (22.2.7.1) — el comportamiento estructural se caracteriza por:
- trabajo a flexión en las dos direcciones, usualmente simulado por bielas y tirantes, pero con tracciones esencialmente concentradas en las líneas sobre los pilotes — una retícula definida por el eje de los pilotes, con franjas de ancho igual a 1,2 veces el diámetro del pilote;
- fuerzas transmitidas del pilar a los pilotes esencialmente por bielas de compresión, de forma y dimensiones complejas;
- trabajo a cortante también en dos direcciones, sin roturas por tracción diagonal, sino por compresión de las bielas, análogamente a las zapatas.
Encepado flexible — "para este tipo de encepado debe realizarse un análisis más completo, desde la distribución de los esfuerzos en los pilotes, los tirantes de tracción y el cortante, hasta la necesidad de verificar el punzonamiento".
| Comportamiento | Modelo aplicable |
|---|---|
| Rígido | Bielas y tirantes — Blévot o MBT |
| Flexible | Viga a flexión — PCX |
En el límite, calcule de las dos formas
Un encepado esbelto calculado como rígido tiene la armadura subestimada: la biela que supone el modelo no llega a formarse, y lo que ocurre de hecho es flexión.
Si la armadura de flexión resulta mayor que la del tirante, es la que debe prevalecer — la diferencia mide cuánto el encepado ya no se comporta como rígido.
Nudos de compresión¶
Los nudos son los puntos en que se encuentran las bielas: bajo el pilar y sobre cada pilote. Es en ellos donde la tensión es máxima — y los dos tienen límites distintos.
| Nudo | Tipo | Límite NBR 6118 |
|---|---|---|
| Bajo el pilar | CCC — solo compresión | \(f_{cd1} = 0{,}85\,\alpha_{v2}\,f_{cd}\) |
| Sobre el pilote | CCT — dos compresiones y una tracción | \(f_{cd3} = 0{,}72\,\alpha_{v2}\,f_{cd}\) |
con \(\alpha_{v2} = 1 - f_{ck}/250\).
En el MBT esta verificación es el propio criterio que define la profundidad de expansión. En Blévot, los límites son otros — \(\alpha_{lim} K_R f_{cd}\), con \(\alpha_{lim}\) de 1,4 a 2,1 según el número de pilotes —, establecidos por los propios ensayos de los autores.
Un nudo reprobado no se resuelve con armadura
Si la tensión supera el límite, el hormigón se está aplastando. Agregar acero no cambia nada: el camino es aumentar la altura del encepado, ampliar la sección del pilar o subir el \(f_{ck}\).
Los límites de la norma no consideran el confinamiento
\(f_{cd1}\) y \(f_{cd3}\) se establecieron para elementos planos. Un encepado es tridimensional, y el confinamiento generado por el detallado en jaula aumenta sustancialmente la resistencia del hormigón — Blévot midió bielas rompiendo a más del 150 % de la resistencia media.
Por eso estos límites son conservadores aplicados a encepados. Es un conservadurismo conocido y aceptado, no un error.
Punzonamiento¶
El punzonamiento es el riesgo de que el pilar perfore el encepado, arrancando un tronco de cono de hormigón.
En un encepado rígido bien proporcionado, no gobierna
Las bielas comprimidas no presentan riesgo de rotura por punzonamiento siempre que la inclinación quede en el intervalo \(40^\circ \le \alpha \le 55^\circ\) — exactamente el rango que delimita el canto útil en Blévot.
Es coherente con lo que dice la norma del encepado rígido: no rompe por tracción diagonal, sino por compresión de las bielas.
El punzonamiento empieza a importar a medida que el encepado se acerca al comportamiento flexible — y la propia NBR 6118 cita la "necesidad de verificar el punzonamiento" justamente al tratar del encepado flexible.
La tensión resistente en el contorno \(C_1\), definido por el perímetro del pilar contenido en el encepado, sigue la analogía con las losas:
Cortante¶
En un encepado rígido, el cortante es absorbido por las bielas — la norma es explícita al decir que no hay rotura por tracción diagonal.
En un encepado flexible calculado como viga — función del PCX — el cortante se verifica con criterio de viga, y la armadura transversal se dimensiona cuando la reacción supera la parcela resistida por el hormigón.
Anclaje del tirante¶
Decisivo, y frecuentemente subestimado: el tirante solo existe si está anclado. Un tirante que termina antes del eje del pilote es una barra suelta en la base del encepado.
La NBR 6118 (22.7.4.1.1) prescribe que las barras se extiendan de cara a cara del encepado, terminen en gancho en los dos extremos, y que el anclaje se mida a partir de las caras internas de los pilotes.
Es lo que hace inviables muchos encepados flexibles
El anclaje de la armadura del pilar dentro del encepado es una de las verificaciones más importantes para el funcionamiento estructural, y es uno de los principales factores que hacen inviable el dimensionamiento de encepados flexibles — el encepado bajo simplemente no tiene altura para anclar la armadura de espera del pilar.
La propia altura mínima del encepado rígido tiene ese segundo condicionante: \(d > \ell_{b,\phi,pil}\).
Hendimiento¶
La NBR 6118 (22.7.3) determina que, en la región de contacto entre el pilar y el encepado, deben considerarse los efectos de hendimiento.
El PCO no verifica el hendimiento
La armadura que cose la expansión de la compresión bajo el pilar no está implementada. En un encepado sobre un pilote es la armadura principal — y allí el programa no se aplica.
En los demás casos, calcúlela aparte y regístrela en la memoria.
Límites de validez¶
Rango de aplicación
- Las verificaciones cubren el estado límite último. La fisuración y la deformación en servicio no se verifican.
- El hendimiento y el zunchado no están contemplados.
- Las situaciones transitorias — el encepado durante el hormigonado, el descabezado de los pilotes — están fuera del alcance.
- La verificación de los nudos por el campo de tensiones exige el modelo de elementos finitos resuelto. Sin él, la comprobación recae en las áreas idealizadas del modelo de bielas, que suponen una distribución uniforme donde hay concentración.