Manual - Tutorial PLAXIS V8
TABLA DE CONTENIDOS
1 2
INTRODUCCION
........................................................................................................................
3 INICIANDOSE
............................................................................................................................
42.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 2.4.2 INSTALACION
............................................................................................................................
4 ASPECTOS DE MODELACION GENERAL
................................................................................
4 PROCEDIMIENTOS DE ENTRADA
............................................................................................
6 ENTRADA DE OBJETOS DE GEOMETRIA
...............................................................................
6 ENTRADA DE TEXTO Y VALORES
...........................................................................................
6 ENTRADA DE SELECCIONES
...................................................................................................
7 ENTRADA ESTRUCTURADA
.....................................................................................................
8 INICIANDO EL PROGRAMA
.......................................................................................................
9 CONFIGURACION GENERAL
....................................................................................................
9 CREANDO UN MODELO DE GEOMETRIA
.............................................................................
11
3
ASENTAMIENTO DE UNA ZAPATA CIRCULAR SOBRE ARENA (LECCION 1)
.................. 143.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3 GEOMETRIA
.............................................................................................................................
14 CASO A: UNA ZAPATA RIGIDA
...............................................................................................
14 CREANDO LA ENTRADA
.........................................................................................................
15 DESEMPEANDO CALCULOS
................................................................................................
26 VISUALIZACION DE RESULTADOS
........................................................................................
30 CASOS B: ZAPATA FLEXIBLE
.................................................................................................
32
4
CONSTRUCCION SUMERGIDA DE UNA EXCAVACION (LECCION 2)
............................... 394.1 4.2 4.3 GEOMETRIA
.............................................................................................................................
40 CALCULOS
...............................................................................................................................
47 VISUALIZANDO RESULTADOS DE SALIDA
...........................................................................
51
5
TERRAPLEN DE RIO NO DRENADO (LECCION 3)
...............................................................
545.1 5.2 5.3 MODELO DE GEOMETRICO
...................................................................................................
54 CALCULO
.................................................................................................................................
56 SALIDA
(OUTPUT)....................................................................................................................
60
6
EXCAVACION SECA USANDO UNA PARED O MURO DE RETENIDA (LECCION 4)
......... 626.1 6.2 6.3 6.4 6.5 ENTRADA (INPUT)
...................................................................................................................
62 CALCULOS
...............................................................................................................................
65 SALIDAS (OUTPUT)
.................................................................................................................
69 USANDO EL MODELO DE SUELO CON ENDURECIMIENTO
................................................ 71 COMPARACION CON
MOHR - COULOMB
.............................................................................
73
7
COSTRUCCION DE UN TERRAPLEN DE CAMINO (LECCION 5)
........................................ 747.1 7.2 7.3 7.4 7.5
ENTRADA (INPUT)
...................................................................................................................
74 CALCULOS
...............................................................................................................................
76 SALIDA
(OUTPUT)....................................................................................................................
78 ANALISIS DEL FACTOR DE SEGURIDAD
..............................................................................
80 ANALISIS DE MALLA
ACTUALIZADO......................................................................................
83
8
ASENTAMIENTOS DEBIDO A CONSTRUCCION DE TUNEL (LECCION
6)......................... 868.1 8.2 8.3 8.4 GEOMETRIA
.............................................................................................................................
87 CALCULOS
...............................................................................................................................
91
OUTPUT....................................................................................................................................
92 USANDO EL MODELO DE SUELO CON ENDURECIMIENTO
................................................ 94
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-1-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
8.5 8.6
SALIDA DE RESULTADOS PARA EL CASO DE SUELO CON ENDURECIMIENTO
.............. 95 COMPARACION CON EL CASO MOHR COULOMB
............................................................ 95
MENU DE CONDICIONES INICIALES
...........................................................................................
98 DEBIDO A PESO DE SUELO
.......................................................................................................
103
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-2-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
1
INTRODUCCION
PLAXIS es un paquete de elementos finitos que ha sido
desarrollado especficamente para el anlisis de deformacin y
estabilidad en proyectos de ingeniera geotcnica. Los procedimientos
de entrada grficos simples permiten una rpida generacin de modelos
de elemento finito complejos y las facilidades de salida mejoradas
proporcionan una detallada presentacin de los resultados. El clculo
en si mismo es completamente automatizado y basado en
procedimientos numricos robustos. Este concepto posibilita a los
nuevos usuarios trabajar con el paquete despus de solo unas horas
de entrenamiento. Aunque las varias lecciones tratan con una amplia
gama de explicaciones prcticas interesantes este manual tutorial
fue hecho para ayudar a los nuevos usuarios familiarizarse con
PLAXIS. Las lecciones por lo tanto no debern ser usadas como una
base para proyectos prcticos. Se espera que los usuarios tengan un
entendimiento bsico de mecnica de suelos y debern ser capaces de
trabajar en ambiente Windows. Se recomienda bastante que las
lecciones sean seguidas en el orden que ellas aparezcan en el
manual. Las lecciones tutoriales tambin estn disponibles en la
carpeta de ejemplos del directorio de programa PLAXIS y pueden ser
usadas para chequear sus resultados. El manual tutorial nos
proporciona informacin de transfondo terico sobre el mtodo de
elemento finito, tampoco explica los detalles de los varios modelos
de suelo disponibles en el programa. Lo ltimo puede ser encontrado
en el manual de modelos de material, como es incluido en el manual
completo y transfondo terico es dado en el manual cientfico. Para
detallada informacin sobre las caractersticas de programa
disponibles, el usuario es referido al manual de referencia. Adems
de la completa serie de manuales, cursos cortos son organizados
sobre una base regular en varios lugares en el mundo para
proporcionar experiencia prctica e informacin de transfondo sobre
el uso del programa.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-3-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
2
INICIANDOSE
Este capitulo describe algunas de las notaciones y
procedimientos de entrada bsicos que son usados en PLAXIS. En los
manuales, tems de men o INTEM especficos Windows son impresos en
cursiva. Siempre y cuando teclas en el teclado o botones de texto
en la pantalla necesitan ser presionadas o clicadas, esto es
indicado por el nombre de la tecla o botn entre corchetes (por
ejemplo la tecla )
2.1 INSTALACION Para el procedimiento de instalacin el usuario
es referido a la seccin de Informacin General en este manual.
2.2 ASPECTOS DE MODELACION GENERAL Para cada nuevo proyecto a
ser analizado es importante crear un modelo de geometra primero. Un
modelo de geometra es una representacin bidimensional de un
problema tridimensional real y consiste de puntos, lneas y
dominios. Un modelo geometra deber incluir una divisin
representativa del subsuelo dentro de distintas capas de suelo,
objetos estructurales, etapas de construccin y cargas. El modelo
debe ser suficientemente grande de manera que los lmites no
influencien los resultados del problema a ser estudiado. Los tres
tipos de componentes en un modelo de geometra son descritos abajo
con ms detalle. Puntos: Puntos forman el inicio y final de lneas.
Puntos tambin pueden ser usados para el posicionamiento de anclas,
fuerzas puntuales, fijaciones de punto y para refinamientos de la
malla de elementos finitos. Lneas: Lneas son usadas para definir
los lmites fsicos de la geometra, los limites de modelo
discontinuidades en la geometra tales como paredes o cascos
(cscaras), separaciones de distintas capas de suelo sobre etapas de
construccin. Una lnea puede tener varias funciones o propiedades.
Clusters (dominios): Clusters son reas que estn completamente
encerradas por lneas. PLAXIS automticamente reconoce clusters
basados en la entrada de lneas de geometra. Dentro de un cluster
las propiedades de suelo son homogneas. De all que clusters puedan
ser considerados como partes de capas de suelo acciones
relacionadas a clusters que aplican a todos los elementos en el
cluster. Despus de la creacin de un modelo de geometra, un modelo
de elemento finito puede ser automticamente generado, basado en la
composicin de cluster y lneas en el modelo geometra. En una malla
de elemento finitos tres tipos de componentes pueden ser
identificados, como se describe abajo. Copia de uso interno
Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-4-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Elementos: Durante la generacin de la mallas, el dominio es
dividido en elementos triangulares. Una eleccin puede ser hecha
entre elementos de 15 nodos y elementos de 6 nodos. El poderoso
elemento de 15 nodos proporciona un clculo preciso de esfuerzos y
cargas de falla. Adems tringulos de 6 nodos disponibles para un
rpido clculo de estados de serviciabilidad. Considerando la misma
distribucin de elemento (por ejemplo una generacin de malla gruesa
por defecto) el usuario debera estar informado que mallas
compuestas de elementos de 15 nodos son realmente mucho mas finas y
mucho mas flexibles que mallas compuestas de elementos de 6 nodos,
pero los clculos tambin son mas demandantes de tiempo. Adems de
elementos triangulares, los cuales son generalmente usados para
modelar el suelo, elementos de placa compatibles, elementos de
geomalla y elementos de interfaz pueden ser generados para modelar
comportamiento estructural e interaccin suelo estructura. Nodos: Un
elemento de 15 nodos consiste de 15 nodos y un triangulo de 6 nodos
es definido por 6 nodos. La distribucin de nodos sobre los
elementos es mostrada en la figura 2.1. Elementos adyacentes son
conectados a travs de sus nodos comunes. Durante un clculo de
elemento finito, desplazamientos (Ux y Uy) son calculados en los
nodos. Nodos pueden ser preseleccionados para la generacin de
curvas carga desplazamiento. Puntos de tensin: En contraste a
desplazamiento, los esfuerzos y deformaciones son calculados en
puntos de integracin Gaussianos individuales (o puntos de tensin)
en lugar de en los nodos. Un elemento triangular de 15 nodos
contiene 12 puntos de tensin como es indicado en la figura 2.1a y
un elemento triangular de 6 nodos contiene 3 puntos de tensin como
es indicado en la figura 2.1b. puntos de tensin pueden ser
preseleccionados para a generacin de trayectorias de esfuerzo o
diagramas esfuerzo deformacin.
Figura 2.1 Nodos y puntos de tensin
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-5-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
2.3 PROCEDIMIENTOS DE ENTRADA
En PLAXIS, la entrada es especificada por una mezcla de
movimientos y clicks del Mouse y por entrada de teclado. En general
distincin puede ser hecha entre cuatro tipos de entrada: Entrada de
objetos de geometra Entrada de texto Entrada de valores Entrada de
selecciones (por ejemplo, dibujar una capa de suelo) (por ejemplo,
ingresar un nombre de proyecto) (por ejemplo, ingresar el peso
unitario de suelo) (por ejemplo, elegir un modelo de suelo)
El mouse es generalmente usado para propsitos de dibujo y
seleccin, mientras que el teclado es usado para ingresar texto y
valores.
2.3.1
ENTRADA DE OBJETOS DE GEOMETRIA
La creacin de un modelo de geometra esta basada en la entrada de
puntos y lneas. Esto es hecho por medio de un indicador de Mouse en
el rea de dibujo. Varios objetos de geometra estn disponibles desde
el men o desde la barra de herramientas. La entrada de la mayora de
los objetos de geometra esta basada en un procedimiento de dibujo
de lnea. En cualquiera de los nodos de dibujar, lneas son dibujadas
haciendo clic al botn izquierdo del mouse en el rea de dibujo, como
resultado en un primer punto es creado al mover el Mouse y haciendo
clic al botn izquierdo con el Mouse de nuevo, un nuevo punto es
creado junto con una lnea desde el punto previo al nuevo punto. El
dibujo de lnea es finalizado haciendo clic al botn derecho del
Mouse o presionando la tecla en el teclado.
2.3.2
ENTRADA DE TEXTO Y VALORES
Como para cualquier software la entrada de valores y texto es
especificada en los recuadros de edicin. Mltiples recuadros de
edicin para un tema especfico son agrupados en Windows. El texto o
valor deseado puede ser tipeado en el teclado seguido por la tecla
o la tecla . Como un resultado, el valor es aceptado y el prximo
campo de entrada es resaltado. En algunos pases, como los pases
bajos, el punto decimal en valores de punto flotante es
representado por una coma. El tipo de representacin ocurre en
recuadros de edicin y tablas depende del ajuste de pas del sistema
de operacin de entrada de valores debe ser dada de acuerdo con este
ajuste. Pueden ser usados presionando la tecla sin otra entrada de
teclado. De esta manera, todos los campos de entrada en un window
pueden ser ingresados hasta que el botn sea alcanzado. Al hacer
clic al botn se conforman todos los valores y se cierra la ventana
alternativamente, seleccin de otro campo de entrada, usando el
Mouse, resultar en el nuevo valor de entrada siendo aceptado.
Valores de entrada son confirmados haciendo clic al botn con el
mouse.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-6-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Presionado la tecla o haciendo clic al botn se cancelara la
entrada y restablecera los valores previos o por defecto cerrando
la ventana. La caracterstica Spin Edit es mostrada en la Figura
2.2. Justo como un campo de entrada normal un valor puede ser
ingresado por medio del teclado, pero tambin es posible hacer clic
a las flechas o a la derecha de cada Spin edit para incrementar o
disminuir su valor por una cantidad predefinida.
Figura 2.2 Spin Edits
2.3.3
ENTRADA DE SELECCIONES
Las selecciones son hechas por medio de botones circulares,
Check boxes (recuadros de verificacin) o combo boxes (recuadros de
conjunto) como es descrito abajo.
Figura 2.3 Botones de radio
Figura 2.4 Check Boxes (recuadros de verificacin)
Figura 2.5 Combo Boxes (Recuadros de conjunto)
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-7-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Recuadros circulares: En una ventana con botones circulares solo
un tem puede ser activo. La seleccin activa es indicada por un
punto negro en el crculo blando en frente del tem. La Seleccin es
hecha haciendo clic el botn izquierdo del Mouse en el crculo blanco
o usando las teclas de flechas hacia arriba y hacia abajo en el
teclado. Cuando cambie la seleccin existente a una de las otras
opciones, la seleccin vieja ser deseleccionada. Un ejemplo de una
ventana con botones circulares es mostrado en la Figura 2.3. De
acuerdo a la seleccin en la Figura 2.3 la distribucin de presin
intersticial es ajustada a nivel fretico general. Recuadros de
verificacin: En una ventana con recuadros de verificacin ms de un
tem puede ser seleccionado al mismo tiempo. La seleccin es indicada
por una marca de visto bueno negra en un cuadrado blanco. La
seleccin es hecha haciendo clic el botn izquierdo del Mouse en el
cuadrado blanco o presionando la barra de espacio en el teclado.
Otro clic sobre un tem preseleccionado deseleccionar al tem. Un
ejemplo de tres recuadros de verificacin es mostrado en la Figura
2.4.
Recuadros de conjunto: Un recuadro de conjunto es usado para
elegir un tem desde una lista predefinida de posibles elecciones.
Un ejemplo de una ventana con recuadros de conjunto es mostrado en
la Figura 2.5. Tan pronto como la flecha a la derecha del recuadro
de conjunto sea clickeada con el Mouse, una lista desplegable
ocurre que muestra las posibles elecciones. Un recuadro de conjunto
tiene la misma funcionalidad como un grupo de botones circulares
pero este es mas compacto.
2.3.4
ENTRADA ESTRUCTURADA
La entrada requerida es organizada en una manera para hacerla
tan lgica como sea posible. El ambiente de ventana proporciona
varias maneras de organizar y presentar visualmente la informacin
en pantalla. Para hacer la referencia a tpicos elementos Windows en
los prximos captulos se describe la entrada estructurada de
ejemplos.
Control de pgina y pestaas (tab sheet): Un ejemplo de un control
de pgina con tres pestaas es mostrado en la Figura 2.6. En esta
figura la segunda pestaa para la entrada de los parmetros del
modelo de suelo morh-coulamb es activo. Las pestaas son usadas para
manejar varios diferentes tipos de datos ya que no todos se ajustan
en una ventana. Las pestaas pueden ser activadas haciendo clic a la
pestaa correspondiente o usando en el teclado.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-8-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Recuadros de grupo: Los Recuadros de grupo son recuadros
rectangulares con un titulo. Ellos son usados para agrupar tems de
entrada que tengan caractersticas comunes. En la Figura 2.6, la
pestaa activa contiene tres recuadros de grupo nombrados rigidez,
resistencia y alternativas.
Figura 2.6 Control de pgina y pestaas
2.4 INICIANDO EL PROGRAMA Se asume que el programa ha sido
instalado usando los procedimientos descritos en la parte de
Informacin General del Manual. Es aconsejable crear un directorio
separado en el cual archivos de datos sean almacenados. PLAXIS
puede ser iniciado haciendo doble clic en el icono PLAXIS Input en
el grupo de programa PLAXIS. El usuario es preguntado se va a
definir un nuevo problema o va a recuperar un proyecto previamente
definido. Si la segunda opcin es elegida, el programa da una lista
de cuatro de los proyectos ms recientemente usados desde la cual
una eleccin directa puede ser hecha. Eligiendo el item aparece una
lista de archivo desde el cual el usuario pueda elegir cualquier
proyecto previamente definido para su modificacin.
2.4.1
CONFIGURACION GENERAL
Si un nuevo proyecto va a ser definido, la ventana General
Settings (Configuracin general) como la mostrada en la Figura 2.7
aparece. Esta ventana consiste de dos pestaas. En la primera pestaa
ajustes diversos para el proyecto tienen que ser dados. Si el
nombre del archivo no ha sido especificado aqu; puede ser hecho
cuando se guarda el proyecto. El usuario puede ingresar una breve
descripcin del problema como el titulo del proyecto as tambin como
una descripcin ms entendida en el recuadro comentarios. El ttulo es
usado como un nombre de archivo propuesto y aparece en los grficos
de salida. El recuadro de Copia de uso interno Traduccin del Manual
Tutorial PLAXIS-9-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
comentarios es simplemente un lugar conveniente para almacenar
informacin acerca del anlisis. Adems, el tipo de anlisis y el tipo
de elementos deben ser especificados. Opcionalmente, una aceleracin
separada, adems de gravedad, puede ser especificada para una
simulacin Pseudo-esttica.
Figura 2.7 Configuracin General Pestaa de Proyecto
Figura 2.8 Configuracin General Pestaa Dimensiones
La segunda pestaa es mostrada en la Figura 2.8. Adems de las
unidades bsicas de longitud, Fuerza y tiempo, las mnimas
dimensiones de la zona de dibujo deben ser dadas aqu, tal que el
modelo de geometra se ajustar a la zona de dibujo. El sistema
general de ejes es tal que el eje x apunta a la derecha el eje y
apunta hacia arriba y el eje z apunta hacia el usuario. En PLAXIS
un modelo bidimensional es creado en el plano (x,y). El eje z es
usado solo Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial
PLAXIS- 10 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
para la salida de tensiones. Left (izquierda) es la coordenada x
ms baja del modelo, right (derecha) la coordenada x ms alta, bottom
(fondo) la coordenada y ms baja y top (superior) la coordenada y ms
alta del modelo. En la prctica, la zona de dibujo ser mayor que los
valores dados en los cuatro Spin Edits. Esto es parcialmente debido
a que PLAXIS puede aadir automticamente un pequeo margen a las
dimensiones y parcialmente debido a la diferencia en relacin
ancho/altura entre los valores especificados y la pantalla.
2.4.2
CREANDO UN MODELO DE GEOMETRIA
Cuando la configuracin general sea ingresada y el botn sea
clickeado, la ventana de entrada principal aparece. Esta ventada
principal es mostrada en la Figura 2.9. las partes ms importantes
de la ventana principal son indicadas y brevemente discutidas
abajo.
Figura 2.9 Ventana Principal del programa de entrada
Men Principal: El men principal contiene todas las opciones que
estn disponibles desde las barras de herramientas y algunas
opciones adicionales que no sean frecuentemente usadas. Barra de
Herramientas (General): Esta barra de herramientas contiene botones
para acciones que estn relacionadas a la creacin de un modelo de
geometra. Los botones son ordenados en tal forma que,
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 11
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
en general segn los botones en la barra de herramientas de
izquierda a derecha resulte en un modelo de geometra completado.
Reglas: Tanto a la izquierda y la parte superior del rea (zona) de
dibujo, las reglas indican las coordenadas fsicas, lo cual
posibilita una visin directa de las dimensiones de geometra. Area
(Zona) de dibujo: El rea de dibujo es la hoja de dibujo sobre la
cual se crea el modelo. El rea de dibujo puede ser usada en la
misma manera como un programa de dibujo convencional. La cuadrcula
de pequeos puntos en el rea de dibujo puede ser usada para cambiar
a posiciones regulares. Origen: Si el origen fsico esta dentro de
la gama de dimensiones dadas, este es representado por un circulo
pequeo, con una indicacin de ejes x e y. Entrada manual: Si al
dibujar con el Mouse no se logra la precisin deseada, puede ser
usada la entrada manual. Los valores para coordenadas x e y pueden
ser ingresadas tipeando los valores correspondientes separados por
un espacio. La entrada manual tambin puede ser usada para asignar
nuevas coordenadas a un punto seleccionado o referirse a un punto
geomtrico existente ingresando su nmero de punto. Indicador de
posicin de cursor: El indicador de posicin de cursor da la posicin
actual del cursor de Mouse tanto en unidades fsicas y pixeles de
pantalla. Algunos de los objetos mencionados antes pueden ser
removidos deseleccionando el item correspondiente del men view.
Para ambas barras de herramientas, el nombre y funcin de los
botones son mostrados despus de posicionar el cursor de Mouse an
por alrededor de un segundo, una indicacin aparecer en un recuadro
amarillo pequeo debajo del botn. Las indicaciones disponibles para
ambas barras de herramientas son mostradas en la Figura 2.10. En
este manual tutorial, los botones sern referidos por sus
indicaciones correspondientes.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 12
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Figura 2.10 Barras de Herramientas
La Ayuda puede ser obtenida desde la interfaz de usuario
presionando en el teclado. Esto proporcionar una informacin de
transfondo sobre la parte seleccionada de programa. Para una
informacin detallada sobre la creacin de un completo modelo
geomtrico, el lector es referido a las varias lecciones que son
descritas en este manual tutorial.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 13
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
3
ASENTAMIENTO DE UNA ZAPATA CIRCULAR SOBRE ARENA (LECCION 1)
En el capitulo previo algunos aspectos generales y
caractersticas bsicas del programa PLAXIS fueron presentados. En
este capitulo una primera aplicacin es considerada, particularmente
el asentamiento de una zapata de cimentacin circular sobre arena.
Este es el primer paso en familiarizarse con el uso prctico del
programa. Los procedimientos generales para la creacin de un modelo
geomtrico, la generacin de una malla de elemento finito, la
ejecucin de un clculo de elemento finito y la evaluacin de los
resultados de salida son descritos en detalle aqu. La informacin
proporcionada en este capitulo ser utilizada en las lecciones
posteriores. Por lo tanto, es importante completar esta primera
leccin antes de intentar cualquiera de los ejemplos
posteriores.
3.1 GEOMETRIA
Figura 3.1 Geometra de una zapata circular sobre una capa de
arena
Una zapata circular con un radio de 10 metros es colocada sobre
una capa de arena de 40 metros de espesor como se muestra en la
Figura 3.1. Bajo la capa de arena hay una capa de roca dura que se
extiende a una gran profundidad. El propsito del ejercicio es
encontrar los desplazamientos y tensiones en el suelo causadas por
la carga aplicada a la zapata. Los clculos son realizados tanto
para zapatas rgidas y flexibles. La geometra del modelo de elemento
finito para estas dos situaciones es similar. La capa de roca no es
incluida en el modelo, en cambio, una condicin de lmite apropiada
es aplicada al fondo de la capa de arena. Para posibilitar
cualquier posible mecanismo en la arena y evitar alguna influencia
del lmite interior, el modelo es extendido en direccin horizontal a
un radio total de 5.0 metros.
3.2 CASO A: UNA ZAPATA RIGIDA
En el primer clculo, la zapata es considerada muy rgida y dura.
En este clculo el asentamiento de la zapata es simulado por medio
de una indentacin uniforme en la parte superior de la capa de arena
en vez de modelar la zapata en si misma. Este procedimiento conduce
a un modelo muy simple y por lo tanto es usado como un primer
ejercicio, pero este tambin tiene algunas desventajas. Por ejemplo,
no da ninguna informacin acerca de las fuerzas estructurales en la
zapata.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 14
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
La segunda parte de esta leccin trata con una carga externa
sobre una zapata flexible, el cual es un procedimiento de
modelamiento ms avanzado. 3.2.1 CREANDO LA ENTRADA
Inicie PLAXIS haciendo doble clic sobre el icono del programa
Input (entrada). Un recuadro de dilogo crear / abrir proyecto
aparecer en el cual usted puede seleccionar un proyecto existente o
crear uno nuevo. Elija un nuevo proyecto y haga clic al botn .
Ahora la ventana configuracin General (General Settings) aparece.
Consistiendo de las dos pestaas Proyecto y Dimensiones (vea la
Figura 3.3 y Figura 3.4).
Figura 3.2 Recuadro de Dilogo Cree / abra proyecto
Configuracin General El primer paso en cada anlisis es fijar los
parmetros bsicos del modelo de elemento finito. Esto es hecho en la
ventana Configuracin general (General Settings). Estas
configuraciones incluyen la descripcin del problema, el tipo de
anlisis, el tipo bsico de elementos, las unidades bsicas y el tamao
del rea del dibujo. Para ingresar las configuraciones apropiadas
para el clculo de zapata siga estos pasos: En la pestaa proyecto,
ingrese leccin 1 en el recuadro Titulo y tipee Asentamientos de una
zapata circular en el recuadro comentarios. En el recuadro General
el tipo de anlisis (Modelo) y el tipo de elemento bsico (Elementos)
son especificados. Ya que esta leccin concierne a una zapa
circular, elija Axisimetra desde el recuadro de conjunto Modelo y
selecciones 15 nodos del recuadro de conjunto Elementos.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 15
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Figura 3.3 Pestaa de Proyecto de la ventana de configuracin
General
El recuadro Aceleracin indica un ngulo de gravedad fija de 90,
el cual esta en la direccin vertical (descendente). Adems de la
gravedad normal, componentes de aceleracin independientes pueden
ser ingresados para anlisis pseudo-esttico. Estos valores debern
ser mantenidos en cero para este ejercicio. Haga clic al botn
debajo de las pestaas o haga clic en la pestaa Dimensiones. En la
pestaa Dimensiones, mantenga las unidades por defecto en el
recuadro Unidades (unidad de Longitud = m; unidad de fuerza= kN;
unidad de tiempo= da). En el recuadro Dimensiones Geomtricas el
tamao del rea de dibujo requerido debe ser ingresado. Cuando
ingrese los valores de coordenadas superior e inferior de la
geometra a ser creados, PLAXIS aadir un pequeo margen de manera que
la geometra se ajustar bien dentro del rea de dibujo. Ingrese 0.0,
5.0, 0.0 y 4.0 en los recuadros de edicin Izquierdo, Derecho,
Inferior y Superior respectivamente. El recuadro de cuadricula
contiene valores para ajustar espaciamiento de cuadricula. La
cuadricula proporciona una matriz de puntos en la pantalla que
puedan ser usadas como puntos de referencia. Este tambin puede ser
usado para moverse a puntos regulares durante la creacin de la
geometra. La distancia entre los puntos es determinada por el valor
Espaciamiento. El Espaciamiento de puntos de intervalo pueden ser
ms dividido en intervalos ms pequeos entre el valor del Nmero de
Intervalos. Ingrese 1.0 para el espaciamiento y 1 para los
intervalos. Haga clic al botn para confirmar los ajustes. Ahora el
rea de dibujo aparece en la cual el modelo puede ser dibujado.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 16
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Figura 3.4 Pestaa Dimensiones de la ventana de configuracin
General
Consejo: En el caso de un error o por cualquier otra razn por la
que configuracin general necesite ser cambiado, usted puede tener
acceso a la ventana Configuracin general seleccionando la opcin
Configuracin General (general Settings) desde el men Archivo
(File).
Contorno de Geometra Una vez que la configuracin general haya
sido completada, el rea de dibujo aparece con una indicacin del
origen y direccin del sistema de ejes. El eje x esta apuntando a la
derecha y el eje y esta apuntando hacia arriba. Una geometra puede
ser creada en cualquier punto dentro del rea de dibujo., para crear
objetos, usted puede ya sea usar botones desde la barra de
herramientas o las opciones desde el men Geometra. Para un nuevo
proyecto, el botn Lnea de Geometra ya est activo. Esta opcin puede
ser seleccionada desde la segunda barra de herramientas o desde el
men Geometra, con el fin de construir el contorno de la geometra
propuesta, siga estos pasos: Seleccione la opcin Lnea de geometra
(Geometry Line) (ya preseleccionada)
Posicione el cursor (aparecer como un lapicero) en el origen del
eje. Verifique que las unidades en la barra de estado sean 0.0 x
0.0 y haga clic al botn izquierdo del Mouse una vez. El primer
punto de geometra (nmero 0) ahora ha sido creado. Muvase a lo largo
del eje x a la posicin (5.0, 0.0). haga clic al botn izquierdo del
Mouse para generar el segundo punto (nmero 1) al mismo tiempo la
primera lnea de geometra es creada desde el punto 0 al punto 1.
Muvase ascendentemente la posicin (5.0, 4.0) y haga clic otra
vez.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 17
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Muvase a la izquierda a la posicin (0.0, 4.0) y haga clic otra
vez. Finalmente, muvase hacia el origen (0.0, 0.0) y haga clic al
botn izquierdo del Mouse de nuevo. Ya que el segundo punto ya
existe, ningn nuevo punto es creado, sino solo una lnea de geometra
adicional es creada desde el punto 3 al punto 0. PLAXIS tambin
detectara un dominio (rea que est completamente encerrada por lneas
geomtricas) y dar un color tenue. Haga clic al botn derecho del
Mouse para detener el dibujo. Consejo: Los Puntos y las lneas mal
posicionadas pueden ser modificados o eliminados eligiendo primero
el botn Seleccin desde la barra de herramientas. Para mover un
punto o lnea, seleccione el punto o la lnea y arrstrelo a la
posicin deseada. Para eliminar un punto o una lnea, seleccione el
punto o la lnea y presione el botn (borrar) en el teclado.
Operaciones de dibujo no requeridas pueden ser removidas haciendo
clic al botn Undo (restaurar) desde la barra de herramientas o
seleccionando la opcin Undo desde el men Edit o presionando en el
teclado. > Las Lneas pueden ser dibujadas perfectamente
horizontales o verticales presionando la tecla en el teclado
mientras se mueva el cursor.
La geometra propuesta no incluye placas, articulaciones,
geomallas, interfaces, anclajes o tneles. De all que, usted pueda
saltar estos botones en la segunda barra de herramientas. Consejo:
El modelo geomtrico completo tiene que ser completado antes que una
malla de elemento finito pueda ser generada. Esto significa que
condiciones limite y parmetros de modelo deben ser ingresados y
aplicados primero al modelo geomtrico.
Condiciones Lmite Condiciones limite pueden ser encontradas en
la parte central de la segunda barra de herramientas y en el men
Loads (cargas). Para problemas de deformacin, dos tipos de
condiciones lmite existen: Desplazamientos prescritos y fuerzas
prescritas (cargas). Es principio, todos los limites deben tener
una condicin lmite en cada direccin., esto quiere decir, cuando
ninguna condicin limite explicita sea dada a un cierto limite (un
limite libre), la condicin material se aplica, la cual es una
fuerza prescrita igual a cero y un desplazamiento libre. Para
evitar la situacin donde los desplazamientos de la geometra sean
indeterminados, algunos puntos de la geometra deben tener
desplazamientos prescritos. La forma simple de un desplazamiento
prescrito es una fijacin (desplazamiento cero), pero
desplazamientos prescritos diferentes a cero tambin pueden ser
dados. En este problema el asentamiento de la zapata rgida es
simulado por medio de desplazamientos prescritos diferentes a cero
en la parte superior de la capa de arena. Copia de uso interno
Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 18 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Figura 3.5 Modelo de Geometra en la ventana de entrada
Para crear las condiciones lmite para esta leccin, siga estos
pasos: Haga clic en el botn Estndar Fixities (Fijaciones Estndar)
en la barra de herramientas o elija la opcin Estndar Fixties desde
el men Load (cargas) para fijar las condiciones lmite estndar. Como
un resultado PLAXIS generar una completa fijacin en la base de las
condiciones de geometra y rodillo en los lados verticales (Ux =0,
Uy= libre). Una fijacin en una cierta direccin aparece en la
pantalla como dos lneas paralelas perpendiculares a la direccin
fija. De all que, soportes de rodillo aparezcan como dos lneas
paralelas verticales y fijacin plena aparezca como lneas
sombreadas.
Consejo: La opcin de Fijaciones Estndar es adecuada para la
mayora de aplicaciones geotcnicas. Esta es una manera rpida y
conveniente para ingresar condiciones lmite estndar.
Seleccione el botn Desplazamientos Prescritos desde la barra de
herramientas o seleccione la opcin correspondiente desde el men
Loads (cargas). Mueva el cursos al punto (0.0 ; 4.0) y haga clic al
botn izquierda del Mouse. Muvase a lo largo de la lnea de geometra
superior al punto (1.0 ; 4.0) y haga clic en el botn izquierdo del
Mouse de nuevo.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 19
-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Haga clic en el botn derecho para parar de dibujar.
Adems del nuevo punto (4), un desplazamiento descendente
presente de 1 unidad (1.0 metro) en una direccin vertical y un
desplazamiento horizontal fijo son creados en la parte superior de
la geometra. Desplazamientos prescritos aparecen como una serie de
flechas inicindose desde la posicin original de la geometra y
apuntando en la direccin del movimiento. Consejo: El valor de
entrada de un desplazamiento prescrito puede ser cambiado haciendo
clic primero al botn Seleccin y luego haciendo doble clic en la
lnea en la cual un desplazamiento prescrito sea aplicado. Al
seleccionar Prescribed Displacements (Desplazamientos Prescritos)
desde el recuadro de dilogo Select (Seleccionar), una nueva ventana
aparecer en la cual los cambios puedan ser hechos. > El
desplazamiento prescrito acta realmente cuando se define las etapas
de clculo (seccin 3.2.2). Inicialmente este no esta activo.
Series de Datos de Material Con el fin de simular el
comportamiento del suelo, un modelo de suelo adecuado y parmetros
de material apropiados deben ser asignados a la geometra. En
PLAXIS, las propiedades de suelo son recolectadas en series de
datos de material y las varias series de datos son almacenados en
una base de datos de material. Desde la base de datos, una serie de
datos puede ser apuntada a uno o ms dominios. Para estructuras
(como paredes, placas, anclajes, geomallas, etc) el sistema es
similar, pero diferentes tipos de estructuras tienen diferentes
parmetros y por lo tanto diferentes tipos de series de datos.
PLAXIS distingue entre series de datos de materiales para suelo e
interfaces, placas, anclajes y geomallas. La creacin de series de
datos de materiales es generalmente hecha despus de la entrada de
condiciones de contorno, antes que la malla sea generada, todas las
series de datos de materiales debern haber sido definidas y todos
los dominios y estructuras deben tener una serie de datos apropiada
asignada a ellos. Tabla 3.1 Propiedades de material de la capa de
arena Parmetros Nombre Valor Modelo de material Modelo Mohr -
Coulomb Tipo de comportamiento de material Tipo Drenado Peso
unitario de suelo encima de nivel fretico Yunsat 17.0 Peso unitario
de suelo debajo de nivel fretico Ysat 20. Permeabilidad en direccin
horizontal Kx 1.0 Permeabilidad en direccin vertical Ky 1.0 Mdulo
de Young (constante) Eref 13.000 Relacin de Poisson V 0.3 Cohesin
(constante) Cref 1.0 Angulo de friccin 31.0 Angulo de distancia
0.0
Unidad 3 kN/m 3 kN/m m/dia m/dia 2 kN/m 2 kN/m
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 20
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
La entrada de series de datos de material puede ser selecciona
por medio del botn Material Sets (Series de material) en la barra
de herramientas o desde las opciones disponibles en el men
Materiales. Para crear una serie de material para la capa de arena,
siga los siguientes pasos: Seleccione el botn Material Sets en la
barra de herramientas.
Haga clic en el botn (nuevo) en el lado inferior de la ventana
Material Sets. Un nuevo recuadro de dilogo aparecer con tres
pestaas: General, parmetros e Interfaces (vea Figura 3.6 y Figura
3.7).
Figura 3.6 Pestaa General de la ventana de la serie de datos de
interfaz y de suelo En el recuadro Material Set (Serie de material)
de la pestaa general, escriba arena en el recuadro Identificacin.
Seleccione mohr-coulomb desde el recuadro de conjunto Material
Model (Modelo de material) y Drained (Drenado) desde el recuadro de
conjunto Material Type (tipo de material) (parmetros por defecto).
Ingrese los valores apropiados en el recuadro propiedades Generales
y el recuadro Permeabilidad de acuerdo a las propiedades de
material listados en la Tabla 3.1. Haga clic en el botn o clic en
la pestaa parmetros para proseguir con la entrada de parmetros de
modelo. Los parmetros apareciendo en la pestaa Parmetros dependen
del modelo de material seleccionado (en este caso el modelo
Mohr-coulomb).
Vea el manual de modelos de material para una detallada
descripcin de diferentes modelos de suelo y sus correspondientes
parmetros. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial
PLAXIS- 21 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Figura 3.7 Pestaa de Parmetros de la ventana de la serie de
datos de suelo y interfaz.
Ingrese los parmetros de modelo de la tabla 3.1 en los recuadros
de edicin correspondientes de la pestaa Parmetros. Ya que el modelo
de geometra no incluye interfaces, la tercera pestaa puede ser
saltada. Haga clic al botn para confirmar la entrada de serie de
datos de material actual. Ahora la serie de datos creada aparecer
en las tres vistas de la ventana Material Sets (Series de
Material). Arrastre la serie de datos Sand (arena) desde la ventana
Material Sets (Series de Material) (seleccinela y oprima el botn
izquierdo del Mouse mientras mueva) al dominio de suelo en el rea
de dibujo y djela (suelte el botn izquierdo del mouse). Ntese que
el cursor cambia de forma para indicar si es o no posible dejar la
serie de datos. La correcta asignacin de una serie de datos a un
dominio es indicada por el cambio de color del dominio. Haga clic
al botn en la ventana Material Sets para cerrar la base de datos.
Consejo: PLAXIS distingue entre una base de datos de proyecto y una
base de datos global de series de materiales. Series de datos
pueden ser intercambiadas desde un proyecto a otro usando la base
de datos global. Las series de datos de todas las lecciones en este
manual tutorial son almacenadas en la base de datos global durante
la instalacin del programa. Para copiar una serie de datos
existente, haga clic en el botn de la ventana Material Sets.
Arrastre la serie de datos apropiados (en este caso leccin 1 arena)
desde la vista de la base de datos global a la base de datos de
proyecto y djela ahora la serie de datos globales esta disponible
para el proyecto actual. De manera similar, series de datos creadas
en la base de datos del proyecto pueden ser arrastradas y dejadas
en la base de datos global.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 22
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Consejo: Series de datos existentes pueden ser cambiadas
abriendo la ventana de series de materiales, seleccionando la serie
de datos a ser cambiadas desde la vista de rbol y haciendo clic al
botn . Como una alternativa, la ventana de series de materiales
pueden ser abiertas haciendo doble clic sobre un dominio y haciendo
clic en el botn detrs del recuadro Material Set (Serie de Material)
en la ventana de propiedades. Una serie de datos ahora puede ser
asignada al dominio correspondiente seleccionndolo desde la vista
de rbol de la base de datos del proyecto y haciendo clic en el botn
. > El programa desempea una verificacin de consistencia en los
parmetros de material y dar un mensaje de advertencia en el caso de
una inconsistencia detectada en los datos.
Generacin de malla Cuando el modelo geomtrico este completo, el
modelo de elemento finito (o malla) puede ser generado. PLAXIS
permite un procedimiento de generacin de malla completamente
automtico, en el cual la geometra es dividida en elementos del tipo
de elemento bsico y elementos estructurales compatibles. Si son
aplicables.
Figura 3.8 Malla de elemento finito axisimtrico de la geometra
alrededor de la zapata. La generacin de malla toma mucho en cuenta
la posicin de puntos y lneas en el modelo de geometra, de manera
que la posicin exacta de capas, cargas y estructuras sea
representada en la malla de elemento finito. El proceso de
generacin esta basado en el principio de triangulacin robusta que
busca tringulos optimizados y el cual resulta en una malla no
estructurada. Mallas no estructuradas no son formadas desde
patrones regulares de elementos. El desempeo numrico de estas
mallas; sin embargo, es usualmente mejor que mallas estructuradas
con redes regulares de elementos. Adems de la generacin de malla en
si misma, la transformacin de datos de entrada (propiedades,
condiciones limite, series de material, etc) desde el modulo
geomtrico (puntos,
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 23
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
lneas y dominios) a la malla de elemento finito (elementos,
nodos y puntos de tensin) es hecha. Con el fin de generar la malla,
siga los siguientes pasos: Haga clic en el botn Generate Mesh
(genere malla) en la barra de herramientas o seleccione la opcin
Generate (genere) desde el men Mesh (malla). Despus de la generacin
de la malla una nueva ventana es abierta (ventana de salida) en la
cual la malla generada es presentada (vea Figura 3.8). Haga clic en
el botn para retornar al modo de entrada de geometra. Consejo: el
botn siempre debe ser usado para retornar a la entrada de geometra,
an si el resultado desde la generacin de malla no sea
satisfactorio.
Consejo: Por defecto, Global Coarseness (Grosor Global) de la
malla es puesta a Coarse (grueso), lo cual es adecuado como una
primera aproximacin en la mayora de casos. El ajuste o configuracin
Global Coarseness puede ser cambiado en el men Mesh (malla).
Opciones adicionales estn disponibles para refinar la malla
globalmente o localmente. > En esta etapa de entrada an es
posible modificar partes de la geometra o aadir objetos de
geometra. Si se realiza modificaciones en esta etapa, la malla de
elementos finitos tiene que ser regenerada.
Si es necesario, la malla puede se optimizada desempeando
refinamientos globales o locales. Refinamientos de malla son
considerados en algunas de las otras lecciones. Aqu se sugiere que
la malla de elemento finito corriente sea aceptada.
Condiciones Iniciales Una vez que la malla, haya sido generada,
el modelo de elemento finito esta completo. Antes de iniciar los
clculos; sin embargo las condiciones iniciales deben ser generadas.
En general, las condiciones iniciales comprenden las condiciones
iniciales de napa fretico, la configuracin de geometra inicial y el
estado inicial de tensin efectiva. La capa de arena en el proyecto
de zapata corriente est seca, as que no hay necesidad de ingresar
condiciones de napa fretico. El anlisis, sin embargo, requiere la
generacin de tensiones efectivas iniciales por medio del
procedimiento K0. Las condiciones iniciales son ingresadas en nodos
separados del programa de entrada. Con el fin de generar las
condiciones iniciales apropiadamente, siga estos pasos:Condicione
Iniciales
Haga clic en el botn Condiciones Iniciales en la barra de
herramientas seleccione la opcin Condiciones Iniciales desde el men
Inicial.
o
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 24
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Primero una pequea ventana aparece mostrando el valor por
defecto del peso unitario de agua (10 kN/ m3). Haga clic en para
aceptar el valor por defecto. El modo de condiciones de napa
fretica aparece.
La opcin de condiciones iniciales se realiza de dos diferentes
modos: El modo de presiones de agua y el nodo de configuracin de
geometra. La conmutacin entre los dos modos es hecha mediante el
Switch en la barra de herramientas. Ya que el proyecto actual no
implica presiones de agua, prosiga al modo de configuracin de
geometra haciendo clic el lado derecho del switch (tensiones
iniciales y configuracin de geometra). Un nivel fretico es
automticamente colocado en el fondo de la geometra. Haga clic en el
botn Genere tensiones Iniciales (cruces rojas) en la barra de
herramientas o seleccione la opcin Tensiones Iniciales desde el men
Generate. El recuadro de dilogo K0 - procedure (procedimiento K0)
aparece. Mantenga el multiplicador total para peso de suelo. mpeso,
igual a 1.0. esto significa que todo el peso del suelo es aplicado
para la generacin de esfuerzos iniciales. Acepte los valores por
defecto de K0 cmo es sugerido por PLAXIS y haga clic en .
Figura 3.9 campo de tensin inicial en la geometra alrededor de
la zapata. Consejo: El procedimiento K0 solo puede ser usado para
geometras horizontales estratificadas con una superficie terrestre
horizontal y si es aplicable, un nivel fretico horizontal. vea el
Apndice A o el manual de referencia para ms informacin sobre el
procedimiento - K0. > El valor por defecto de Ko esta basado en
la frmula de Jaky: Ko = 1-sen . Si el valor fue cambiando, el valor
por defecto puede ser ganado de nuevo ingresando un valor negativo
para K0.
Despus de la generacin de las tensiones iniciales la ventana de
salida es abierta en la cual las tensiones efectivas son
presentadas como tensiones principales (vea Figura 3.9). La
longitud de las lneas indica la magnitud relativa de las
tensiones
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 25
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
principales y la orientacin de las lneas indica las direcciones
principales. Haga clic en el botn para retornar al modo de
configuracin de geometra de programa de entrada.Calcule
Despus de la generacin de las tensiones iniciales, el clculo
puede ser definido. Despus de hacer clic en el botn , el usuario es
preguntado para guardar los datos en el disco duro. Haga clic en el
botn . El requeridor de archivo ahora aparece. Ingrese un nombre de
archivo apropiado y haga clic en el botn (guardar).
3.2.2
DESEMPEANDO CALCULOS
Despus de hacer clic en el botn y guardar los datos de entrada,
el programa de entrada es cerrado y se inicia el programa de
Clculos. El programa Clculos puede ser usado para definir y
ejecutar fases de clculo. ste tambin puede ser usado para
seleccionar fases calculadas para las cuales resultados de salida
van a ser vistos
Figura 3.10 La ventana Calculations (clculos) con la pestaa
General.
La ventana de clculos consiste en un men, una barra de
herramientas, un conjunto de pestaas y una lista de fases de
clculo, como es indicado en la Figura 3.10. Las pestaas (general,
Parmetros y Multiplicadores) son usadas para definir una fase de
clculo. Esta puede ser una fase de carga, construccin o excavacin,
un perodo de consolidacin o un anlisis de seguridad. Para cada
proyecto mltiples fases de clculo pueden ser definidas. Todas las
fases de clculo definidas aparecen en la lista en la parte inferior
de la ventana. La pestaa Preview puede ser usada para mostrar el
estado actual de la geometra.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 26
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Una vista previa (Preview), de avance slo esta disponible despus
del clculo de la fase seleccionada. Cuando el programa Clculos sea
iniciado directamente despus de la entrada de un nuevo proyecto,
una primera fase de clculo es automticamente insertada. Con el fin
de simular el asentamiento de la zapata en este anlisis, se
requiere un clculo plstico. PLAXIS tiene un procedimiento
conveniente para progresin de carga automtica, el cual es llamado
el Avance de carga. Este procedimiento puede ser usado para
aplicaciones ms prcticas. Dentro del clculo plstico, los
desplazamientos prescritos son activados para simular la indentacin
de la zapata. Con el fin de definir la fase de clculo, siga estos
pasos: En el recuadro Phase ID escriba (opcionalmente) un nombre
apropiado para la fase de clculo actual deber empezar (en este caso
el clculo solo puede iniciarse desde fase 0 fase inicial). En la
pestaa General, seleccione Plstico desde el recuadro de conjunto
Calculation Type (tipo de clculo). Haga clic en el botn o haga clic
en la pestaa Parmetros.
Figura 3.11 La ventana de clculos con la pestaa Parmetros.
La pestaa Parmetros contiene los parmetros de control de clculo,
como es indicado en la Figura 3.11. Mantenga el valor por defecto
para el nmero mximo de Pasos Adicionales (250) y seleccione la
Standard Setting (Configuracin estndar) desde el recuadro Iterative
Procedure (Procedimiento Iterativo). Vea el manual de referencia
para ms informacin acerca de los parmetros de control de
clculo.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 27
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Desde el recuadro de Entrada de carga, seleccione Staged
Construction (Construccin por etapas). Haga clic en el botn . La
ventana Staged Construction aparece mostrando la configuracin de
geometra corrientemente activa. Seleccione el desplazamiento
prescrito haciendo doble clic en la lnea superior. Un recuadro de
dilogo aparecer.
Figura 3.12 El recuadro de dilogo Desplazamientos Prescritos en
la ventana Staged Construction (construccin por etapas).
En el recuadro de dilogo Desplazamiento prescritos la magnitud y
direccin del desplazamiento presente pueden ser especificados, como
es indicado en la Figura 3.12. en este caso ingrese un valor Y de
0.1 en ambos campos de entrada, significando un desplazamiento
descendente de 0.1 m., todo los valores de x debern permanecer
cero, haga clic en . Ahora haga clic en el botn para retornar a la
pestaa parmetros de la ventana de clculo.
La definicin de clculo esta ahora completa. Antes de iniciar el
primer clculo es aconsejable seleccionar nodos o puntos de tensin
para una posterior generacin de curvas carga desplazamiento o
diagramas tensin y deformacin. Para hacer esto, siga estos pasos:
Haga clic en el botn Seleccione puntos para curvas de la barra de
herramientas. Como un resultado, una ventana es abierta, mostrando
todos los nodos en el modelo de elemento finito.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 28
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Seleccione el nodo en la esquina izquierda de la parte superior.
El nodo seleccionado ser indicado por A. Haga clic en el botn para
retornar a la ventana Clculos. En la ventana Clculos, haga clic en
el botn . Esto iniciar el proceso de clculo. Todas las fases de
clculo que son seleccionadas para ejecucin, como es indicado por la
flecha azul () (solo una fase en este caso), en principio, sern
ejecutados en el orden controlado por el parmetro Start from Phase
(Inicio de fase).
Figura 3.13 Los clculos de la ventana Info.
Consejo: El Botn solo es visible en una fase de calculo que sea
seleccionada para ejecucin es enfocada en la lista. Durante la
ejecucin de un clculo una ventana aparece la cual da informacin
acerca del progreso de la fase de clculo real (vea Figura 3.13). la
informacin, la cual es continuamente actualizada, comprende una
curva carga - desplazamiento, el nivel de los sistemas de carga (en
trminos de multiplicadores totales) y el progreso del proceso de
iteracin (nmero de iteracin, error global, puntos plsticos, etc)
vea el manual de Referencia para ms informacin acerca de la ventana
de informacin de clculos. Cuando un clculo termine, la lista de
fases de clculo es actualizada y un mensaje aparece en el recuadro
de memoria Log info correspondiente. El recuadro memo Log info
indica si el clculo ha finalizado exitosamente. el clculo corriente
deber dar el mensaje Estado Final prescrito completamente
alcanzado. Para verificar la carga aplicada que resulta en el
desplazamiento presente de 0.1 m, haga clic en la pestaa
Multiplicadores y seleccione el botn de conjunto Reached Values
(Valores alcanzados). Adems de los valores alcanzados de los
multiplicadores en las dos columnas Copia de uso interno Traduccin
del Manual Tutorial PLAXIS- 29 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
existentes, una informacin adicional es presentada a la
izquierda de la ventana. Para la aplicacin corriente el valor de
Fuerza Y es importante. Este valor representa la fuerza de reaccin
total correspondiente al desplazamiento vertical presente aplicado,
el cual corresponde a la fuerza total bajo 1.0 radian de la zapata
(note que el anlisis es axisimtrico) con el fin de obtener la
fuerza de zapata total, el valor de Fuerza Y deben ser multiplicado
por 2 (esto da un valor de alrededor de 1100 kN).
Consejo: Fases de clculo pueden ser aadidas, insertadas o
borradas usando los botones , y intermedios en la ventana de
clculo. > Verifique la lista de fases de clculo cuidadosamente
despus de cada ejecucin de una (serie de) clculos. Un clculo
exitoso es indicado en la lista con una marca de visto bueno verde
() mientras que un clculo sin xito es indicado con una cruz roja
(). Fases de clculo que son seleccionadas para ejecucin son
indicadas por una flecha azul (). > Cuando una fase de clculo
sea enfocada y esta sea indicada por una marca de visto bueno verde
o una cruz roja, la barra de herramientas muestra el botn , el cual
da directo acceso al programa de salida. Cuando una fase de clculo
sea enfocada y esta sea indicada por una flecha azul, la barra de
herramienta muestra el botn (calcule).
3.2.3
VISUALIZACION DE RESULTADOS
Una vez que el clculo haya sido completado los resultados pueden
ser evaluados en el programa de salida. En la ventana de salida
usted puede ver los desplazamientos y tensiones en la completa
geometra as tambin como en secciones transversales y en elementos
estructurales, si es aplicable. Los resultados de clculo tambin
estn disponibles en forma tabulada. Para ver los resultados del
anlisis de zapata, siga estos pasos: Haga clic en la ltima fase de
clculo en la ventana Clculos. Adems haga clic en el botn en la
barra de herramientas, como un resultado, el programa de salida es
iniciado, mostrando la malla deformada (la cual es escalada para
asegurar que las deformaciones sean visibles) al final de la fase
de clculo seleccionada, con una indicacin del mximo desplazamiento
(vea Figura 3.140). Seleccione Desplazamientos Totales desde el men
Deformaciones. El grfico muestra los desplazamientos totales de
todos los nodos como flechas, con una indicacin de su magnitud
relativa. El recuadro de conjunto de presentacin en la barra de
herramientas corrientemente lee Flechas. Seleccione Shadings
(Sombreados) desde este recuadro de conjunto. El grfico muestra
sombreados de colores de los desplazamientos totales. Un ndice es
presentado con los valores de desplazamientos en los lmites de
color. Seleccione Contornos desde el recuadro de conjunto de
presentacin en la barra de herramientas. El grfico muestra lneas de
contorno de los desplazamientos totales, los
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 30
-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
cuales estn etiquetados. Un ndice es presentado con los valores
de desplazamiento correspondiente a las etiquetas.
Figura 3.14 Malla deformada.
Consejo: Adems de los desplazamientos totales, el men
Deformaciones posibilita la presentacin de Desplazamientos
Incrementales. Los desplazamientos incrementales son los
desplazamientos que ocurrieron dentro de un paso de clculo (en este
caso el paso final). Desplazamientos incrementales pueden ser tiles
al visualizar un eventual mecanismo de falla. Seleccione Tensiones
efectivas desde el men Tensiones. El grfico muestra las tensiones
efectivas como tensiones principales, con una indicacin de su
direccin y su magnitud relativa (vea Figura 3.15). Consejo: Los
grficos de tensiones y desplazamientos pueden ser combinados con
caractersticas geomtricas, como las disponibles en el men
Geometra
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 31
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Figura 3.15 Tensiones principales.
Haga clic en el botn tabla de la barra de herramientas. Una
nueva ventana es abierta en la cual una tabla es presentada,
mostrando los valores de las tensiones cartesianas en cada punto de
tensin de todos los elementos.
3.3 CASOS B: ZAPATA FLEXIBLE El proyecto es ahora modificado de
manera que la zapata sea modelada, como una placa flexible. Esto
permite el clculo de fuerzas estructurales en la zapata. La
geometra usada en este ejercicio es igual como la previa, excepto
que elementos adicionales son usados para modelar la zapata. El
clculo en s mismo esta basado en la aplicacin de carga en lugar de
desplazamientos prescritos. No es necesario crear un nuevo modelo,
usted puede empezar desde el modelo previo, modifquelo Modificando
la Geometra Haga clic en el botn Go to Input (ir a la entrada) en
el lado izquierdo de la barra de Herramientas. Seleccione el
archivo previo (leccin 1 o cualesquiera nombre que le fue dado)
desde la ventana crear / abrir proyecto. Seleccione la opcin Save
As (guarde como) del men File. Ingrese un nombre no existente para
el archivo de proyecto actual y haga clic en el botn (guardar).
Seleccione la lnea geomtrica segn el desplazamiento que ha sido
aplicado y presione la tecla (borrar) del teclado. Seleccione el
desplazamiento desde los tems seleccionados en la ventana delete y
haga clic en el botn .
Haga clic en el botn Plate (placa) en la barra de
herramientas.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 32
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Mueva la posicin (0.0; 4.0) y haga clic en el botn izquierdo del
mouse. Mueva la posicin (1.0; 4.0) y haga clic en el botn izquierdo
del mouse, segundo por el botn derecho del mouse para finalizar el
dibujo. Una placa desde el punto 3 al punto 4 es creada la cual
simula la zapata flexible.
Modificando las condiciones lmite Haga clic en el botn
Distributed Load Load System A (Carga Distribuida Sistema de Carga
A) en la barra de herramientas. Haga clic en el punto (0.0 ; 4.0) y
luego en el punto (1.0 ; 4.0). Haga clic en el botn derecho del
mouse para finalizar la entrada de cargas distribuidas (1.0 kN/m2
perpendicular al lmite). El valor de entrada posteriormente ser
cambiado al valor real cuando la carga sea activada.
Aadiendo propiedades de material para la zapata Haga clic en el
botn Material Sets.
Seleccione Plates (placas) desde el recuadro de conjunto Set
Type en la ventana Material Sets. Haga clic en el botn . Una
ventana nueva aparece donde las propiedades de la zapata pueden ser
ingresadas. Escriba zapata en el recuadro identificacin y
seleccione el tipo de material Elstico. Ingrese las propiedades
como las listadas en la tabla 3.2. Haga clic en el botn . La nueva
serie de datos ahora aparece en la vista de rbol de la ventana
Material Sets. Arrastre la configuracin zapata (Footing) al rea de
dibujo y djela en la zapata. Note que el cursor cambia de forma
para indicar que es vlido dejar la serie de material. Cierre la
base de datos haciendo clic en el botn .
Tabla 3.2. Propiedades de material de la zapata Parmetros
Rigidez normal Rigidez de flexin Espesor equivalente Peso Relacin
de Poisson
Nombre EA AE d w v
Valor 5 - 106 8500 0,143 0,0 0.0
Unidad kN/m 2 kN/m /m m kN/m/m -
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 33
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Consejo: Si la ventana Material Sets es desplegada sobre la
zapata y la oculta, mueva la ventana a otra posicin de manera que
la zapata sea claramente visible. Consejo: El espesor equivalente
es automticamente calculado por PLAXIS desde los valores de EA e
EI. Este no puede ser ingresado a mano
Generando la malla Haga clic en el botn Mesh Generation para
generar la malla de elemento finito. Una advertencia aparece,
sugiriendo que las presiones de agua y tensiones iniciales debern
ser regeneradas despus de regenerar la malla. Haga clic en el botn
. Despus de visualizar la malla, haga clic en el botn . Consejo:
Regeneracin de la malla resulta en una redistribucin de nodos y
puntos de tensin. En general, tensiones existentes no corresponden
con la nueva posicin de los puntos de tensin. Por lo tanto es
importante regenerar las presiones de agua iniciales y tensiones
iniciales despus de regeneracin de la malla.
Condiciones InicialesCondiciones Iniciales
Regrese al modo Geometry Input, haga clic en el botn .
Ya que el proyecto actual no implica presiones de peso, prosiga
al modo Geometry Configuration haciendo clic en el Switch en la
barra de herramientas. Haga clic en el botn General Inicial
Stresses, despus de lo cual el recuadro de dibujo procedimiento K0
aparece. Mantenga Mpeso igual a 1.0 y acepte el valor por defecto
de K0 para el nico dominio. Haga clic en el botn para generar las
tensiones iniciales. Despus de visualizar las tensiones iniciales,
haga clic en el botn . Haga clic en el botn y confirme el guardado
del proyecto actual.
Clculos En la pestaa General, seleccione para el tipo de clculo:
plstico. Ingrese un nombre apropiado para la identificacin de fase
y acepte 0 fase inicial como la fase desde donde empezar.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 34
-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
En la pestaa Parmetros, seleccione la opcin Staged Construction
y haga clic en el botn . El grfico de la geometra activa aparecer.
Haga clic en la carga para activarla. Un recuadro de dilogo Select
Items aparecer. Active tanto la placa y la carga verificando los
recuadros de verificacin a la izquierda. Mientras la carga sea
seleccionada haga clic en el botn en el fondo del recuadro de
dilogo. El recuadro de dilogo Distributed Load Load System A
aparecer para configurar las cargas. Ingrese un valor Y de 350
kN/m2 para ambos puntos de geometra. Nota que esto da una carga
total que es aproximadamente igual a la fuerza de zapata que fue
obtenida desde la primera parte de esta leccin. (350 kN/m x x (1.0
m) 1100 kN). Cierre los recuadros de dialogo y haga clic en .
Verifique los nodos y puntos de tensin para las curvas carga
desplazamiento para ver si los puntos apropiados aun son
seleccionados (la malla ha sido generada de manera que los nodos
pueden haber sido cambiados!). El nodo izquierdo superior de la
malla deber ser seleccionado.2 2
Verifique si la fase de clculo esta marcada para clculo por una
flecha azul. Si ese no es el caso haga doble clic en la fase de
clculo o haga clic a la derecha y seleccione Mark Calculate
(calcule marca) desde el men de despliegue instantneo. Haga clic en
el botn para empezar el clculo.
Visualizando los Resultados Despus del clculo los resultados del
proceso de clculo final pueden ser visualizados haciendo clic en el
botn . Seleccione los grficos que sean de inters. Los
desplazamientos y tensiones debern ser similares a aquellos
obtenidos desde la primera parte del ejercicio. Haga doble clic en
la zapata. Una nueva ventana se abre en la cual ya sea los
desplazamientos o los momentos flexiones de la zapata pueden ser
graficados (dependiendo del tipo de grfico en la primera ventana).
Note que el men ha cambiado. Seleccione las varias opciones desde
el men Fuerzas, para ver las fuerzas en la zapata. Consejo:
Mltiples (sub) ventanas pueden ser abiertas al mismo tiempo en el
programa de salida. Todas las ventanas aparecen en la lista del men
Ventana. PLAXIS sigue la norma de Windows para la presentacin de
sub ventanas (Cascade, Tile, Maximize, etc). Vea su manual de
Windows para una descripcin de estas posibilidades estndar.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 35
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 36
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Manual - Tutorial PLAXIS V8
Generando una curva de Carga - Desplazamiento Adems de los
resultados del peso de clculo final es a menudo til ver una cuerva
carga desplazamiento. Por lo tanto el cuarto programa en el paquete
PLAXIS es usado. Con el fin de generar la curva carga
desplazamiento como la dada en la Figura 3.17, siga estos pasos:
Haga clic en el botn Go to curves Program (ir a programa de curvas)
en la barra de herramientas. Esto causa que el programa de curvas
arranque. Seleccione Nueva Carta desde el recuadro de dilogo Cree /
Abra proyecto. Seleccione el nombre de archivo del proyecto de
zapata ms reciente y haga clic en el botn .
Figura 3.16 Ventana de generacin de curva. Una ventana de
Generacin de Curva ahora aparece, consistiendo de dos columnas (eje
x y eje y), con botones circulares de mltiples selecciones y dos
recuadros de conjunto para cada columna. La combinacin de
selecciones para cada eje determina cual cantidad es graficada a lo
largo del eje. Para el eje x seleccione el botn circular
Desplazamiento, desde el recuadro de conjunto Punto selecciones A
(0.00 ; 4.00) y desde el recuadro de conjunto Type (tipo) Uy.
Tambin seleccione el recuadro de verificacin Invert Sign (Seal
invertida). De all que, la cantidad a ser graficada en el eje x sea
el desplazamiento vertical del punto A (esto es el centro de la
zapata). Para el eje y seleccione el botn circular Multiplicador y
desde el recuadro de conjunto Type seleccione Metapa. De all que,
la cantidad a ser graficada en el eje y sea la cantidad de los
cambios especificados que hayan sido aplicados. De all que el valor
alcanzar desde 0 a 1, lo cual significa que 100% de la carga
prescrita 2 (350 kN/m ) ha sido aplicada y el estado final
prescrito ha sido completamente alcanzado.
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 37
-
Manual - Tutorial PLAXIS V8 Haga clic en el botn para aceptar la
entrada y generar la curva carga desplazamiento. Como un resultado
la curva de la Figura 3.17 es graficada en la ventana Curvas.
Consejo: La ventana Curve Settings (ajustes de curva) tambin puede
ser usada para modificar los atributos o presentacin de una
curva.
Figura 3.17 Curva carga desplazamiento para la zapata. Consejo:
Para reingresar la ventana Generacin de Curva (en caso de un error,
una regeneracin o modificacin deseada) usted puede hacer clic en el
botn Change Curve Settings (Cambie ajustes de curva) desde la barra
de herramientas. Como un resultado la ventana Curve Settings
aparece, en la cual usted deber hacer clic en el botn .
Alternativamente, usted puede abrir la ventana Curve Settings
seleccionando la opcin Curva desde el men Formato. La ventana Frame
Settings (Ajustes de marco) puede ser usada para modificar los
ajustes del marco. Esta ventana puede ser abierta haciendo clic en
el botn Change Frame Settings (cambie ajustes de marco) desde la
barra de herramientas o seleccionando la opcin Frame (marco) desde
el men Formato.
Comparacin entre Caso A y Caso B Cuando compare los resultados
de clculo obtenidos desde el caso A y caso B, puede ser notado que
la zapata en el caso B, para la misma mxima carga de 1100 kN,
exhibi ms deformacin que aquella para caso A. Esto puede ser
atribuido al hecho que en el caso B una malla ms fina fue generada
debido a la presencia de un elemento de placa. (Por defecto, PLAXIS
genera elementos de suelo ms pequeos en la regin de contacto con un
elemento de placa). En general, geometras con mallas gruesas no
pueden exhibir suficiente flexibilidad y de all que puedan
experimentar menos deformacin. La influencia de grosor de malla
sobre los resultados de clculo es ms Copia de uso interno Traduccin
del Manual Tutorial PLAXIS- 38 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
pronunciada en modelos axisimtricos. Si, sin embargo, la misma
malla fue usada, los dos resultados se igualaran bastante bien.
4
CONSTRUCCION SUMERGIDA DE UNA EXCAVACION (LECCION 2)
Esta leccin ilustra el uso de PLAXIS para el anlisis de
construccin sumergida de una excavacin. La mayor parte de las
caractersticas de programa que fueron usadas en la leccin 1 sern
utilizadas otra vez aqu. Adems, algunas nuevas caractersticas sern
usadas, tales como el uso de interfaces y elementos de anclaje, la
generacin de presiones de agua y el uso de mltiples fases de
clculo. Las nuevas caractersticas sern descritas en completo
detalle, mientras que las caractersticas que fueron tratadas en la
leccin 1 debern ser completadas antes de intentar este ejercicio.
Esta leccin concierne a la construccin de una excavacin cerca de un
ro. La excavacin es llevada a cavo con el fin de construir un tnel
mediante la instalacin de segmentos de tnel prefabricados. La
excavacin es de 30 metros de ancho y la profundidad final es de 20
metros. Esta se extiende en direccin longitudinal por una larga
distancia, de manera que un modelo de deformacin plana es
aplicable. Los lados de la excavacin son soportados por paredes de
diafragma de 30 metros de longitud, las cuales son arrastradas por
puntales horizontales en un intervalo de 5.0 metros. A lo largo de
la excavacin una carga de superficie es tomada en cuenta. La carga
es aplicada desde 2 metros desde la pared del diafragma hasta 7
metros 2 desde la pared y tiene una magnitud de 5 kN/m /m. Los 20
metros superiores del subsuelo consisten de capas de suelo blandas,
debajo de esta capa de arcilla hay una capa de arena ms rgida, la
cual se extiende a una gran profundidad.
Figura 4.1 Modelo de geometra de la situacin de una excavacin
sumergida.
El fondo del problema a ser analizado es tomado a 40 metros
debajo de la superficie del terreno. Ya que la geometra es
simtrica, solo la mitad (el lado izquierdo) es considerado en el
anlisis. El proceso de excavacin es simulado en tres etapas de
excavacin separadas. La pared de diafragma es modelada por medio de
una placa, tal como la usada para la zapata en la leccin previa. La
interaccin entre la pared y el suelo es modelada en ambos lados por
medio de interfaces. Las interfaces posibilitan la especificacin de
una reducida fraccin de pared comparada a la fraccin en el suelo.
El puntal es modelado como un elemento elstico para el cual la
rigidez normal es un parmetro de entrada requerido. Para informacin
de transfondo sobre estos nuevos objetos, vea el manual de
referencia. Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial
PLAXIS- 39 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
4.1
GEOMETRIA
Para crear el modelo de geometra, siga estos pasos:
Configuracin General Empiece el programa de entrada y seleccione
Nuevo Proyecto desde el recuadro de dilogo Cree / Abra Proyecto. En
la pestaa Proyecto de la ventana General Settings (Configuracin
General) ingrese un ttulo apropiado y asegrese que Modelo sea
puesto a deformacin plana y que Elementos sea ajustado a 15 nodos.
En la pestaa Dimensiones, mantenga las unidades por defecto
(longitud = m; Fuerza= kN; Tiempo =da) e ingrese para las
dimensiones horizontales (izquierda, derecha) 0.00 y 45.0
respectivamente y para las dimensiones verticales (fondos, parte
superior) 0.0 y 40.0. mantenga los valores por defecto para el
espaciamiento de cuadrcula (espaciamiento= 1m; nmero de intervalos
= 1). Haga clic en el botn despus del cual la hoja de trabajo
aparezca.
Contorno de Geometra, capas y estructuras El contorno de
geometra: seleccione el botn Geometry Line (Lnea de Geometra) desde
la barra de herramientas (este deber ser, en realidad ya ser
seleccionado para un nuevo proyecto). Mueva el cursor al origen
(0.0; 0.0) y haga clic en el botn izquierdo del Mouse. Muvase 45
metros a la derecha (45.0; 0.0) y haga clic de nuevo. Muvase 45
metros a la derecha (45.0; 0.0) y haga clic de nuevo. Muvase 40
metros hacia arriba (45.0; 40.0) y haga clic de nuevo. Muvase 45
metros a la izquierda (0.0; 40.0) y haga clic de nuevo. Finalmente,
muvase hacia el origen y haga clic de nuevo. Un dominio es ahora
detectado. Haga clic en el botn derecho del Mouse para parar de
dibujar. La separacin entre las dos capas: el botn Geometry Line
(Lnea de Geometra) es aun seleccionado. Mueva el cursor a la
posicin (0.0; 20.0). haga clic en la lnea vertical existente. Un
nuevo punto (4) es ahora introducido. Muvase 45 metros a la derecha
(45.0; 20.0) y haga clic en la otra lnea vertical existente. Otro
punto (5) es introducido y ahora dos dominios son detectados. La
pared de diafragma: Seleccione el botn Plate (Placa) desde la barra
de herramientas. Mueva el cursor a la posicin (30.0; 40.0) en la
lnea horizontal superior y haga clic. Muvase 30 metros abajo (30.0;
10.0) y haga clic. Adems del punto en la base de la pared, otro
punto es introducido en la interseccin con la lnea media horizontal
(separacin de capa). Haga clic en el botn derecho del mouse para
acabar el dibujo. La separacin de etapas de excavacin: Seleccione
el botn Geometry Line (Lnea de geometra) de nuevo. Mueva el cursor
a la posicin (30.0; 38.0) en la pared y haga clic. Mueva el cursor
15 metros a la derecha (45.0; 38.0) y haga clic de nuevo. Haga clic
en el botn derecho del mouse para acabar de dibujar la primera
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 40 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
etapa de excavacin. Ahora mueva el cursor a la posicin (30.0;
30.0) y haga clic. Muvase a (45.0; 30.0) y haga clic de nuevo. Haga
clic en el botn derecho del mouse para acabar de dibujar la segunda
etapa de excavacin.
Consejo: Dentro del modo de entrada de geometra no es
estrictamente necesario seleccionar los botones en la barra de
herramientas con el fin de que ellos aparezcan de izquierda a
derecha. En este caso, es ms conveniente crear la pared primero y
luego ingresar la separacin de las etapas de excavacin por medio de
una Lnea de Geometra. > Cuando se cree un punto muy cerca de una
lnea, el punto es usualmente movido sobre la lnea, debido a que el
generador de malla no puede manejar puntos y lneas no coincidentes
a una distancia muy pequea. Este procedimiento tambin simplifica la
entrada de puntos que sean intentados para yacer exactamente sobre
una lnea existente > Si el apuntador es sustancialmente mal
posicionado y en lugar de moverse sobre un punto o lnea existentes
un nuevo punto aislado es creado, este punto puede ser arrastrado
(y movido) sobre el punto o lnea existente usando el botn Seleccin.
> En general, solo un punto puede existir en una cierta
coordenada y solo una lnea puede existir entre dos puntos. Puntos o
lneas coincidentes automticamente sern reducidos a puntos o lneas
simples. El procedimiento para arrastrar puntos sobre puntos
existentes puede ser usado para eliminar puntos (y lneas)
existentes.
Las interfaces: haga clic en el botn Interface en la barra de
herramientas o seleccione la opcin Interface desde el men Geometra.
La forma del cursor cambiar en una cruz con una flecha en cada
cuadrante. La flecha indica el lado en el cual la interfaz ser
generada cuando el cursor sea movido en una cierta condicin. Mueva
el cursor (el centro de la cruz define la posicin del cursor) a la
parte superior de la pared (30.0; 40.0) y haga clic en el botn
izquierdo del Mouse. Muvase a la parte inferior de la pared (30.0;
10.0) y haga clic de nuevo. De acuerdo a la posicin de la flecha
abajo en el cursor, una interfaz es generada al lado izquierdo de
la pared De manera similar, la flecha arriba es posicionada al lado
derecho del cursor, as que cuando se mueva hasta la parte superior
de la pared y haga clic de nuevo, una interfaz es generada al lado
derecho de la pared. Muvase hacia (30.0; 40.0) y haga clic de
nuevo. Haga clic en el botn derecho de Mouse para acabar el dibujo.
Consejo: La seleccin de una interfaz es hecha seleccionando la lnea
de geometra correspondiente y subsecuentemente seleccionando la
interfaz correspondiente (positiva o negativa) desde el recuadro de
dilogo Select. Interfaces son indicadas como lneas de puntos a lo
largo de una lnea de geometra. Con el fin de identificar interfaces
en cualquier lado de una lnea de geometra, un signo positivo ( ) o
signo negativo ( ) es aadido. Este signo no tiene relevancia fsica
o influencia sobre los resultados.
Consejo:
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 41
-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
El puntal: haga clic en el botn Fixed-End-Anchor (anclaje de
extremo fijo) en la barra de herramientas o seleccione la opcin
Fixed End Anchor desde el men Geometra. Mueva el cursor a una
posicin 1 metro debajo del punto 6 (30.0; 39.0) y haga clic en el
botn izquierdo del Mouse. Una ventana de propiedades aparece en la
cual el ngulo de orientacin y la longitud equivalente del anclaje
pueden ser ingresados. Ingrese una longitud equivalente de 15
metros (la mitad del ancho de la excavacin) y haga clic en el botn
(el ngulo de orientacin queda 0). Consejo: Un anclaje de extremo
fijo representado por una T rotada con un tamao fijo. Este objeto
es realmente un resorte del cual un extremo esta conectado a la
malla y el otro extremo esta fijo. El ngulo de orientacin y la
longitud equivalente del anclaje deben ser directamente ingresados
en la ventana de propiedades. La longitud equivalente es la
distancia entre el punto de conexin y la posicin en a direccin de
la varilla de anclaje donde el desplazamiento es cero. Por defecto,
la longitud equivalente es 1.0 unidad y el ngulo es cero grados
(esto es, los puntos de anclaje en la direccin X positiva).
Haciendo clic en la barra media de la T correspondiente se
selecciona un anclaje de extremo fijo. La carga de superficie: haga
clic en Distributed Load Load System A (Carga distribuida Sistema
de carga A). Mueva el cursor a (23.0; 4.0) y haga clic. Mueva el
cursor 5 metros a la derecha a (28.0; 40.0) y haga clic de nuevo.
Haga clic en el botn derecho del Mouse para acabar el dibujo. Haga
clic en la herramienta Seleccin y doble clic en la carga
distribuida y seleccione Distributed Load (System 2 A) desde la
lista. Ingrese los valores Y de 5 kN/m . Condiciones Lmite Para
crear las condiciones lmite, haga clic en el botn Standard Fixities
(Fijaciones estndar) en la barra de herramientas. Como resultado,
el programa generar fijaciones completas en los rodillos inferior y
vertical en los lados verticales. Esta condiciones lmite son en
este caso apropiadas para modelar las condiciones de simetra en el
lmite derecho (lnea central de la excavacin). El modelo de geometra
hasta aqu es mostrado en la Figura 4.2.
>
Figura 4.2 Modelo de geometra en la ventana de entrada. Copia de
uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 42 -
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Propiedades de material Despus de la entrada de condiciones
lmite, las propiedades de material de los dominios de suelo y otros
objetos de geometra son ingresadas en configuraciones de datos.
Propiedades de interfaz son incluidos en las configuraciones de
datos para suelo (configuraciones de datos para Suelo e
Interfaces). Dos configuraciones de datos necesitan ser creadas;
una para capa de arcilla y una para capa de arena. Adems, una
configuracin de datos del tipo Plate (placa) es creada para la
pared de diafragma y una configuracin de datos del tipo Anchor
(anclaje) es creada para el puntal. Para crear las configuraciones
de datos de material, siga estos pasos: Haga clic en el botn
Material Sets en la barra de herramientas. Seleccione Suelo &
Interfaces como el Set Type (tipo de ajuste). Haga clic en el botn
para crear una nueva configuracin de datos. Para la capa de
arcilla, ingrese Clay (arcilla) para la identificacin y seleccione
Mohr-Coulomb como el Modelo de material. Ya que solo los efectos a
largo plazo de la excavacin son considerados aqu, no tomaremos en
cuenta el comportamiento no drenado. De all que, el tipo de
material es ajustado a Drenado. Ingrese las propiedades de la capa
de arcilla, como son listadas en la tabla 4.1, en los recuadros de
edicin correspondientes de la pestaa General y Parmetros. Haga clic
en la pestaa Interfaces. En el recuadro Strength (resistencia),
seleccione el botn circular Manual. Ingrese un valor de 0.5 para e
parmetro R inter. Este parmetro relaciona la resistencia del suelo
a la resistencia en las interfaces, de acuerdo a las ecuaciones::
tan interface = Rinter tan suelo Donde: csuelo = cref (vea tabla
4.1) De all que, usando el valor Rinter ingresado da una friccin de
interfaz y cohesin de interfaz (adhesin) reducidas comparadas al
ngulo de friccin y la cohesin en el suelo adyacente. Tabla 4.1
Propiedades materiales de la capa de arena y arcilla y las
interfaces Parmetro Nombre Capa de Capa de arcilla arena Modelo de
material Modelo Morh Morh Coulomb Coulomb Tipo de comportamiento de
material Tipo Drenado Drenado Peso unitario de suelo encima de
nivel fretico Yunsat 16 17 Peso unitario de suelo debajo de nivel
fretico Ysat 18 20 Permeabilidad en direccin horizontal Kx 0.001
1.0 Permeabilidad en direccin vertical Ky 0.001 1.0 Mdulo de Young
(constante) Eref 10 000 40 000 Relacin de Poisson V 0.35 0.3
Cohesin (constante) Cref 5.0 1.0 Angulo de friccin 25 32 Angulo de
dilatancia 0.0 2.0 Factor de reduccin de resistencia inter Rinter
0.5 0.67 Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS-
43 -
y
cinter = Rinter csuelo
Unidad 3 kN/m 3 kN/m m/da m/da 2 kN/m 2 kN/m -
Manual - Tutorial PLAXIS V8 Para la capa de arena, ingrese arena
para la Identificacin y seleccione MohrCoulomb como el modelo de
material. El tipo de material debera ser puesto a Drenado. Ingrese
las propiedades de la capa de arena, como las listadas en la tabla
4.1, en los recuadros de edicin correspondientes de la pestaa
General y Parmetros. Haga clic en la pestaa Interfaces. En el
recuadro Strength (resistencia), seleccione el botn circular
Manual. Ingrese un valor de 0.67 para el parmetro Rinter. Cierre la
configuracin de datos. Arrastre la configuracin de datos arena al
dominio inferior de la geometra y djela all. Asigne la configuracin
de datos arcilla a los cuatro dominios restantes (en los 20 metros
superiores). Por defecto, a interfaces son automticamente asignadas
la configuracin de datos del dominio adyacente. Consejo: En lugar
de aceptar las configuraciones de datos por defecto de interfaces,
configuraciones de datos pueden ser directamente asignadas a
interfaces en su ventana de propiedades. Esta ventana aparece
despus de hacer doble clic en la lnea de geometra correspondiente y
seleccionando la interface apropiada desde el recuadro de dilogo
Select. Al hacer clic en el botn detrs del parmetro Material Set,
la configuracin de datos apropiada puede ser seleccionada desde la
versin del rbol Material Sets. Adems del parmetro Material Set en
la ventana de propiedades, el factor de espesor virtual puede ser
ingresado. Este es un valor puramente numrico, el cual puede ser
usado para optimizar el desempeo numrico de la interfaz. Usuarios
no experimentados son aconsejados a no cambiar el valor por
defecto. Para ms informacin acerca de propiedades de interfaz vea
el Manuel de referencia.
Consejo:
Ajuste el parmetro Set Type en la ventana Material Sets a Plates
y haga clic en el botn . Ingrese Diaphragm wall (pared de
diafragma) como una Identificacin de la configuracin de datos e
ingrese las propiedades como las dadas en la tabla 4.2. haga clic
en el botn para cerrar la configuracin de datos. Arrastre la
configuracin de datos Diaphragm wall a la pared en la geometra y
djela tan pronto como el cursor indique que bajada es posible.
Tabla 4.2 Propiedades de material de la pared de diafragma (placa)
Parmetro Nombre Valor Unidad Tipo de comportamiento Tipo de
material Elstico 6 Rigidez normal EA 7.5 10 kN/m 6 2 Rigidez de
Flexin EI 1.1 10 kNm /m Espesor equivalente d 1.265 m Peso w 10.0
kN/m/m Relacin de Poisson v 0.0 Consejo: El botn circular rgido en
el recuadro Strength (resistencia) es una opcin directa para una
interfaz con las mismas propiedades de resistencia como el suelo (R
inter = 1.0).
Copia de uso interno Traduccin del Manual Tutorial PLAXIS- 44
-
Manual - Tutorial PLAXIS V8
Ajuste el parmetro Set Type en la ventana Material Sets a
Anchors (anclajes) y haga clic en el botn . Ingrese Strut (puntal)
como una identificacin de configuracin de datos e ingrese las
propiedades como las dadas en la Tabla 4.3. haga clic en el botn
para cerrar la configuracin de datos. Arrastre la configuracin de
datos Strut (puntal) al anclaje en la geometra y bjela tan pronto
como el cursor indique que bajada es posible. Cierre la ventana
Material Sets. Tabla 4.3 Propiedades de material del Puntual
(Anclaje) Parmetro Nombre Valor Tipo de comportamiento Tipo de
material Elstico 6 Rigidez normal EA 2.10 Espaciamiento fuera de
plano Ls 5.0 15 Mxima fuerza Fmax.com 1.10 15 Fmax.tens 1.10
Unidad kN m kN kN
Generacin de malla En esta leccin algunos procedimientos de
refinamiento de malla simple son usados. Adems de un refinamiento
de malla global directo, hay posibilidades simples para
refinamiento local dentro de un dominio, o una lnea o alrededor de
un punto. Estas opciones estn disponibles desde el men Malla. Con
el fin de generar la malla propuesta, siga estos pasos: Haga clic
en el botn Generate Mesh (genere malla) en la barra de
herramientas. Unos cuantos segundos despus, una malla gruesa es
presentada en la