Guía EHE.Cálculo - Cálculos Relativos a los Estados Límite Últimos
De Construmatica
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias al Instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña (ITeC) en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación [Guía para el uso de la instrucción EHE. Cálculo. Ver todos los artículos de la Guía EHE-Cálculo en la Construpedia.
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Cálculos relativos a los estados límite últimos
Estado límite de equilibrio. Estado límite de agotamiento ante solicitaciones normales
a) Temas que se tratan
Estado límite de equilibrio. Estado límite de agotamiento ante solicitaciones normales.
Principios generales de cálculo (definición de la sección, hipótesis básicas, dominios de deformación y dimensionado y comprobación de secciones).
Casos particulares (excentricidad mínima, efecto de confinamiento del hormigón y armaduras activas no adherentes). Disposiciones relativas a las armaduras (flexión simple o compuesta, compresión simple o compuesta, tracción simple o compuesta, cuantías geométricas mínimas)
b) Definición de conceptos a destacar
En este apartado no hay conceptos a resaltar.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y EP-93
| Estados límite de equilibrio | art. 41 | art. 45 | |
| Estado límite de agotamiento ante solicitaciones normales | art. 42 | art. 36 | art. 46 y 47 |
| Principios generales de cálculo (definición de la sección, hipótesis básicas, dominios de deformación y dimensionado y comprobación de secciones) | 42.1 | 36.1 y 36.2 | 47.1, 47.2, 47.3 y 47.4 |
| Casos particulares (excentricidad mínima, efecto de confinamiento del hormigón y armaduras activas no adherentes) | 42.2 | 42.2.2 y 36.4 | 47.5 y 47.6 |
| Disposiciones relativas a las armaduras (flexión simple o compuesta, compresión simple o compuesta, tracción simple o compuesta, cuantías geométricas mínimas) | 42.3 | art. 38 | 47.8 |
d) Comentarios
En el estado límite de agotamiento ante solicitaciones normales hay pequeñas diferencias que no se consideran significativas.
El tema del hormigón confinado en piezas zunchadas, en la EHE se ha asociado a bielas de hormigón confinado mediante una armadura situada adecuadamente (art. 40.3.4).
Desaparece el método simplificado de cálculo que se describía en la EP-93.
Respecto a las disposiciones relativas a las armaduras son de destacar los siguientes aspectos:
En los comentarios de las generalidades del artículo 42.3.1 se tratan aspectos referentes a las disposiciones de los estribos para arriostrar eficazmente las armaduras longitudinales, que en la EH-91 aparecían en los comentarios del artículo 38.2, compresión simple o compuesta.
La tabla de cuantías geométricas mínimas está en el artículo 42.3.5 (EHE) cuando en la EH-91 estaba en la tabla 38.3. A destacar que se aumentan considerablemente las cuantías de las armaduras geométricas mínimas de muros (sobre todo los horizontales) y losas.
Estado límite de inestabilidad
a) Temas que se tratan
Estado límite de inestabilidad Generalidades. Método general.
Comprobación de estructuras intraslacionales. Comprobación de estructuras traslacionales. Comprobación de soportes aislados (método general, método aproximado por flexión compuesta recta y método aproximado por flexión compuesta esviada)
b) Definición de conceptos a destacar
En este apartado no hay conceptos a resaltar.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93
| Estado límite de inestabilidad | art. 43 | art. 43 | art. 49 |
| Generalidades | 43.1 | 43.1 | 49.1 |
| Método general | 43.2 | 43.2 | 49.23 |
| Comprobación de estructuras intrsalacionales | 43.3 | 43.3 | 49.3 |
| Comprobación de estructuras traslacionales | 43.4 | 43.4 | 49.4 |
| Comprobación de soportes aislados (método general, método aproximado por flexión compuesta recta y método aproximado por flexión compuesta esviada) | 43.5 | 43.5 | 49.5 |
d) Comentarios
Básicamente los conceptos son parecidos, a destacar que aparecen dos métodos aproximados de comprobación de dos estados específicos: la flexión compuesta recta y la flexión compuesta esviada.
Estado límite de agotamiento ante cortante
a) Temas que se tratan
Estado límite de agotamiento ante cortante Consideraciones generales. Resistencia a esfuerzo cortante de elementos lineales, placas y losas.
b) Definición de conceptos a destacar
En las Instrucciones anteriores este tema no se trataba como un estado límite.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93
| Estado límite de agotamiento ante cortante | art. 44 | art. 39.1 | art. 48.1 |
| Consideraciones generales | 44.1 | ||
| Resistencia a esfuerzo cortante de elementos lineales, placas y losas | 44.2 |
d) Comentarios
En las Instrucciones anteriores este tema se trataba como «cálculo resistente de secciones sometidas a solicitaciones tangentes». En la EHE se trata como «estado límite de agotamiento frente al cortante».
En la nueva Instrucción se plantea un sistema único para elementos lineales y para placas y losas (a estas últimas las denomina «piezas sin armadura cortante»), mientras que en la EH-91 y en la EP-93 había un capítulo específico para cada tema.
En las Instrucciones precedentes el modelo que se utilizaba para determinar la formulación se conocía por la «regla de cosido», mientras en la EHE, que utiliza el mismo modelo, se le denomina «método de bielas y tirantes».
Hay variaciones sustanciales en la formulación, sobre todo con la EH-91, ya que se ha introducido el efecto de la fuerza de pretensado.
Dichos cambios se encuentran en las expresiones relativas a: esfuerzo cortante de agotamiento por compresión oblicua del alma, esfuerzo de agotamiento por tracción en el alma, contribución de la armadura transversal, contribución del hormigón a la resistencia a cortante, separación máxima entre armaduras (la separación entre estribos está en función de la relación entre Vrd, Vu1 y Vu2) y la contribución de las armaduras longitudinales.
A diferencia de la EH-91, el esfuerzo cortante reducido pasa a denominarse esfuerzo cortante efectivo. En la formulación de este apartado solo se introduce el pretensado.
Respecto a la EH-91, aparece el artículo 44.2.3.5 donde se especifica que para calcular la unión entre alas y almas de las cabezas de vigas (en T, en I o en cajón) y, por tanto, tener en cuenta la rasante que se genera, se utilizará el método de bielas y tirantes. En la EH-91, este tema se trataba en el comentario al punto 39.1.3.3.2.
Desaparece un apartado de la EP-93 (48.1.3.7) donde se especificaba cuál debía ser la resistencia de piezas compuestas, es decir, constituidas por la unión de elementos de hormigón de diferente edad. En todo caso, se ha sustituido por el estado límite de agotamiento por esfuerzo rasante en juntas entre hormigones (art. 47).
Estado límite de agotamiento por torsión en elementos lineales
a) Temas que se tratan
Estado límite de agotamiento por torsión en elementos lineales. Consideraciones generales. Torsión pura. Interacción entre torsión y otros esfuerzos.
b) Definición de conceptos a destacar
En las Instrucciones anteriores este tema no se trataba como un estado límite. Los cambios en la formulación presentan analogías al punto anterior, estado límite de agotamiento ante cortante.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93
| Estado límite de agotamiento por torsión en elementos lineales | art. 45 | art. 39.2 | art. 48.2 |
| Consideraciones generales | 45.1 | ||
| Torsión | 45.1 | ||
| Interacción entre torsión y otros esfuerzos | 45.3 |
d) Comentarios
No hay diferencias significativas, a pesar de que se le da un tratamiento más extenso y varia la formulación general en algunos apartados, como por ejemplo en las comprobaciones a realizar (45.2.2) y en la obtención de los momentos torsores (Td, Tu1, Tu2 y Tu3) .
Respecto a la EP-93, se analiza con más detalle la combinación de la torsión con otros esfuerzos. Aparece un método simplificado para el cálculo de la torsión combinada con flexión y axil y para la torsión combinada con cortante.
Estado límite de punzonamiento
a) Temas que se tratan
Estado límite de punzonamiento. Consideraciones generales. Losas sin armadura a punzonamiento. Losas con armadura a punzonamiento. Resistencia máxima. Disposiciones relativas a las armaduras.
b) Definición de conceptos a destacar
Estado límite nuevo que no se trataba en las anteriores Instrucciones.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93
| Estado límite de punzonamiento | art. 46 | art. 55.5 | - |
| Consideraciones generales | 46.1 | ||
| Losas sin armadura a punzonamiento | 46.2 | ||
| Losas con armadura a punzonamiento | 46.3 | ||
| Resistencia máxima | 46.4 | ||
| Disposiciones relativas a las armaduras | 46.5 |
d) Comentarios
El punzonamiento, que hasta ahora había sido un método de cálculo a cortante subsidiario del cálculo de losas sobre pilares (art. 55 de la EH-91), se trata como un estado límite independiente, vinculado, evidentemente, a los estados límite de agotamiento por esfuerzos rasantes.
Dentro del apartado de consideraciones generales se define el área crítica, limitándola a una distancia igual a 2d desde el perímetro del área cargada o soporte, siendo d el canto útil de la losa, cuando en la EH-91 este mismo valor era de 0,5d. Se adopta el criterio de redondear las esquinas del área crítica.
Varia notablemente la formulación referente a las comprobaciones que se han de realizar, tanto para saber si es necesario el armado a punzonamiento de las losas, como en el dimensionado del armado. Haciendo constar que en la versión editada de la Instrucción de que disponemos actualmente, debe haber algún error ya que queda por definir la variable Asw (armadura total de punzonamiento).
Se comprueba si es necesario más armadura en la zona exterior a la armadura de punzonamiento. Aparece un apartado donde se hace referencia a la resistencia máxima de punzonamiento que se puede conseguir (46.4).
Las disposiciones constructivas de la EH-91 quedan sustituidas por el apartado referido a las disposiciones relativas a las armaduras (46.5).
Estado límite de agotamiento por esfuerzo rasante en juntas entre hormigones
a) Temas que se tratan
Estado límite de agotamiento por esfuerzo rasante en juntas entre hormigones. Generalidades. Resistencia a esfuerzo rasante en juntas entre hormigones. Disposiciones relativas a las armaduras.
b) Definición de conceptos a destacar
Estado límite nuevo que anteriormente no se trataba.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93
| Estado límite de agotamiento por esfuerzo rasante en juntas entre hormigones | art. 47 | - | - |
| Generalidades | 47.1 | ||
| Resistencia a esfuerzo rasante en juntas entre hormigones | 47.2 | ||
| Disposiciones relativas a las armaduras | 47.3 |
d) Comentarios
Se establece por primera vez un estado límite basado en el agotamiento por esfuerzo rasante en juntas entre hormigones.
Se define una tensión máxima rasante que se solicita a la junta la cual, básicamente, depende de la resistencia de cálculo del hormigón y del acero, de las características de la armadura de cosido, de la superficie de contacto por unidad de longitud, de la rugosidad de la superficie y de la tensión externa normal al plano de la junta.
En el apartado dedicado a las disposiciones relativas a las armaduras se define el concepto de junta frágil y junta dúctil, tomando como referencia el valor dado en el artículo de Resistencia máxima (47.2) para poder compatibilizar la contribución de la armadura de cosido.
Estado límite de fatiga
a) Temas que se tratan
Estado límite de fatiga. Principios. Comprobaciones a realizar (hormigones y armaduras activas y pasivas).
b) Definición de conceptos a destacar
Aunque se trata de un estado límite nuevo que anteriormente no se trataba, no hay conceptos nuevos a destacar.
c) Correspondencia entre la EHE, la EH-91 y la EP-93
Estado límite de fatiga| art. 48' | - | - | |
| Principios | 48.1 | ||
| Comprobaciones a realizar (hormigones y armaduras activas y pasivas) | 48.2 |
d) Comentarios
Se incluye la fatiga como nuevo estado límite en el articulado, y se especifica que «en estructuras normales no suele ser necesaria la comprobación de este estado límite». Con el fin de comprobar la seguridad de un elemento o detalle estructural ante la fatiga debe cumplirse la condición general especificada en 8.1.2 referente a los estados límite últimos. Las comprobaciones deberán hacerse por separado para el hormigón y el acero.