Discretización efectuada
El modelo de cálculo utilizado es un modelo por elementos finitos triangulares de tipo lámina gruesa tridimensional, que considera la deformación por cortante. Los elementos están formados por seis nodos, en los vértices y en los puntos medios de los lados, con seis grados de libertad cada uno. Se realiza un mallado del marco en función de las dimensiones (espesores, luces y cargas introducidas).
Permite consultar en vistas 3D los isodiagramas de esfuerzos, los isodiagramas de desplazamientos y el dibujo de la deformada para cualquier hipótesis de carga.
Se considera la cimentación del módulo mediante losa apoyada sobre un suelo elástico con muelles en los nudos (método del coeficiente de balasto), de acuerdo al modelo de Winkler, basado en una constante de proporcionalidad entre fuerzas y desplazamientos, cuyo valor es el coeficiente de balasto. La validez de esta hipótesis es aplicable a suelos homogéneos. El módulo de balasto es un dato a introducir en el programa. Su determinación se realiza mediante métodos empíricos con ensayo de placa de carga. Normalmente, si se ha hecho un estudio geotécnico, este debe proporcionar el valor exacto de este módulo para las dimensiones que va a tener la losa de cimentación.
El muro de la aleta se calcula como un elemento en ménsula. Sin embargo, si la longitud de la aleta es grande, se divide el armado en varios tramos (la longitud mínima de cada tramo se define en las opciones de cálculo). Cada tramo tendrá un tamaño de zapata diferente. En el caso de un muro de altura variable se discretiza cada tramo en bandas verticales de dos metros de longitud en planta para el cálculo del armado, obteniéndose el armado pésimo para la banda más alta y con el que se arma todo el muro correspondiente al mismo tramo. Para el cálculo de la estabilidad al vuelco y al deslizamiento de la aleta se obtiene una resultante única de todo el alzado y se comprueba para la zapata global, no por tramos.
Bajo la aleta se calcula una zapata corrida que puede ser de varios tipos: con puntera y talón; sólo puntera; sólo talón.
En cuanto a las juntas, se han seguido las disposiciones de la instrucción de carreteras del MOPU "Obras de paso de carreteras. Colección de pequeñas obras de paso 4.2. I.C.", en la cual se detalla que "Los cuerpos principales de las obras rígidas estarán en general divididos por una serie de juntas de retracción y estanquidad". Por tanto, en el caso de disponer de juntas, el programa considerará a los módulos como independientes a todos los efectos. En la citada instrucción también se menciona que "La aleta es un elemento independiente del cuerpo principal", por lo que, igualmente, se consideran independientes las aletas respecto de los módulos.
Método de cálculo
Para la obtención de las solicitaciones se han considerado los principios de la mecánica racional y las teorías clásicas de la resistencia de materiales y elasticidad.
El método de cálculo aplicado es el de los estados límite, en el que se pretende limitar que el efecto de las acciones exteriores ponderadas por unos coeficientes sea inferior a la respuesta de la estructura, minorando las resistencias de los materiales (norma EHE, RSA, REBAP y BAEL).
En los estados límite últimos se comprueban los correspondientes a: equilibrio, agotamiento o rotura.
En los estados límite de utilización se comprueban las deformaciones (flechas), tensiones sobre el terreno y despegues de la losa.
Definidos los estados de carga según su origen, se procede a calcular las combinaciones posibles con los coeficientes de mayoración y minoración correspondientes de acuerdo a los coeficientes de seguridad y las hipótesis básicas definidas en la norma.
La obtención de los esfuerzos en las diferentes hipótesis simples se hacen de acuerdo a un cálculo lineal de primer orden, es decir, admitiendo proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones, el principio de superposición de acciones, y un comportamiento lineal y geométrico de los materiales y la estructura.
Para la obtención de las solicitaciones determinantes en el dimensionado de los elementos se obtienen las envolventes para cada esfuerzo.
