Research Framework and Methodology
Section 8: This last section consists of four questions which are intended to gauge the depositors’ experience in dealing with Islamic banks upon opening an Islamic
5.7.3 Determination of Sampling Methods, Sampling Procedure and Its Rationale
Lalosainferiordelasestacionesprofundasconsisteenuna contrabóvedadehormigónarmadode2mdecantoyunalongi- tudtotalde150m.Existentresjuntasdecontracciónintermedias
quedividenlacontrabóvedaencuatromódulos,dosdeellosde 20mdeanchoylosotrosdosde26m(fig.12).
Debidoalasbuenascaracterísticasdelestratorocosoexis- tente en el nivel de apoyo de la losa de fondo, la tipología escogida tieneunfuncionamientoestructuralóptimo.Apesar detenerunaformapoligonal(parafacilitarlostrabajosdecons- trucción),inscribeunarcoderadioR=45mquecoincideconla líneadepresión.Lasllavesdecortantesituadasenlosextremos reciben losesfuerzos axilespor efectode lasubpresióny los trasmitenalaroca, garantizandolaseguridaddelaestructura frentealaflotación.
Deestaformaseevitóeldise˜nodeunalosaancladatraba- jando aflexión conmicropilotesoanclajes (paracontrolarla flotabilidad),menoseficientedesdeelpuntodevistaestructural yeconómico(aunqueestasoluciónsehaempleadoconéxitoen otrasestacionesdelalínea).
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Figura8.Fasesdecolocacióndelosanclajesactivosenlaestación3E1.
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Figura10.Modelospórtico3Dparaanálisisdelasvigasdeborde.
Figura11.Modelosdeplacas3Dparaeldimensionamientodeloselementosdeconexión.
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Figura13.Modelodeelementosfinitosparaelcálculodelacontrabóveda.
4.1. Análisistransversal
Paraeldimensionamientotransversaldelacontrabóvedase realizóunmodelo3Ddeelementosfinitosconelementostipo placacon el software Sofistik. La contrabóveda se modelizó consugeometríareal,considerandolainclinaciónyelespesor existenteencadazona.Lallavedecortanteserepresentócomo partedelmuro,adquiriendolaformainclinadaenlaparteinferior (fig.13).
Todosloselementosencontactoconelterrenollevabanasig- nadouncoeficientedebalastonolineal(queadmitedespegue y levantamiento),loque nospermitióobtener ladistribución de presiones de contacto en la llave de cortante y obtener lasdeformaciones máximas en elcentro de lacontrabóveda. Posteriormente,los resultadosobtenidos se comprobaroncon modelosplanosdecontrastedondelallaveseidealizabacomo unmuellederigidezequivalente.
Alaplicarenelmodeloaccionesdedecrementotérmicoo reológicas, los esfuerzos y deformaciones en el centro de la contrabóvedaaumentaban,debidoaquese pierdeefectividad enlallavedecortante:laestructuragiramásyseacodalamás tardeenlosextremos.Enconsecuencia,sehapodidoapreciar queaumentandeformaconsiderablelosesfuerzosdeflexiónen losarranquesdelosmuros(fig.14).
Adicionalmentealosmodelos3D,serealizaronmodelos2D dePlaxisparacorroborarlosresultadosdereaccionesenlallave porefectodelapresióndeaguaycomprobarqueeraninferio- res alosvalores máximosderesistencia dela roca.Enestos análisis,los elementosde hormigón se modelizaroncomo si fueranestratosformados porunmaterialelásticoy linealcon laspropiedadesdelhormigón(fig.15).
4.2. Análisislongitudinal
Paraelanálisisy dimensionamiento delaarmadura longi- tudinalporefectodelaretracciónytemperaturaseadoptóun coeficientede rozamientoentrelarocay laestructurade0,6. Se consideró que todo el rozamiento se produce en la con- trabóveda, ya que elacabado superficial y la ondulación del
contactohormigónproyectado-estructurapresentabapocasirre- gularidades.Además,secuentaconunainterfazcompuestapor lasláminasdeimpermeabilizaciónygeotextilesquereducenel rozamiento.
Delladodelaseguridad,enbasealoobservadoenlostrabajos deexcavaciónrealizadoshastaelmomentoyanteelriesgode haber sobrevaloradoelefectoy laposicióndelnivelfreático, se consideró en elcálculo unacombinación de cargasdonde soloactuabanlascargaspermanentessinlapresenciadeagua (buscandoelmayorrozamientoposibley,enconsecuencia,las mayorestraccionesenlaestructura).
Separtiódelmodelodecálculodelacontrabóvedaysecom- pletólageometríadelacaja profunda(fig.16).Inicialmente, siguiendolasolicitud delConsorcio dereducirlosmovimien- tosesperados,porfacilidadconstructivayparapoderasegurar unacorrectaimpermeabilización,sedecidióresolverlaestación conjuntas decontracción continuas,donde todalaarmadura longitudinalerapasante,manteniendolacuantíarequeridapor elcálculo (figs. 17-19).Estaarmadura se modelizómediante muellesnolinealesconunarigidezlongitudinaligualalaarma- durapasanteenfundada(longitudde40cm)yconunacapacidad máximaigualalvalordelímiteelásticodelacero.
Asíaseguramosquenuncasesuperalacapacidadatracción delaceroenlajunta.Sielanálisisconvergeaunequilibrio,se concluyequelasoluciónadoptadaesválida.Adicionalmente,a travésdeesteanálisis,losmuellesnosproporcionaninformación delaaperturaqueseproduceenlajunta.
Seobservabaclaramenteenlosanálisisqueamásarmadura longitudinal pasanteenlasjuntas, más rígidaes laestructura y,portanto,másarmaduraesnecesariapararesistirlosesfuer- zos detracción porefectodel rozamiento.Delmismomodo, menoressonlasaperturasdejuntasobtenidas.
Finalmente,enlamitaddelasestacionesprofundasseredujo la armadura pasante en las juntas (se dispusieron D16@150 superioreinferior)y enconsecuenciadisminuyólaarmadura longitudinaltotaldelacontrabóvedaalrededordeun25%.Por otro lado, las apertura de juntas obtenidas son del orden de 10mm,muchomayoresquelos 2mmesperadosenelprimer caso.
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Figura14.Vistadelmodelodeelementosfinitosdeunodelosmódulos.
Figura15.ModelodePlaxis2Ddelacontrabóveda.Resultantedetensionesenlallave.Distribucióndetensionesenlacontrabóveda.
Figura16.Modelodecálculoparaelanálisislongitudinal.Modelizacióndelosmuelles.
En la figura 20 se observa lo expuesto anteriormente. En elprimercaso,contodalaarmadurapasante,lacontrabóveda se comporta como una gran estructura de 150m de longi- tud: los desplazamientos totales en los extremos de la caja son del orden del doble (se acumulan en los laterales de la estación),yseapreciacomolasaperturasdejuntas(líneasazu- lesintermedias)sondespreciables(noexistendesplazamientos diferencialesaunladoyotrodelajunta).Noocurrelomismo enelsegundocaso,dondelacontrabóvedasedivideencuatro
subestructuras semiindependientesconaperturasdelordende 10mmenelcentrodelaestación.
En nuestra opinión, esta segunda opción era la más apropiada, ya que permite relajar los esfuerzos de tracción y, en consecuencia, las cuantías de armadura con valo- res de apertura de junta proporcionados. De esta forma, con una serie de iteraciones se puede controlar la rela- ción entre la apertura de junta y la cantidad de armadura necesaria.
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Figura17.Detalledelajuntadecontracción.
Figura18.Juntadecontracciónydistribucióndelaarmaduradelacontrabóveda.
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Figura20.Comparativadedesplazamientosencadaanálisis.
Figura21.Distribucióndeesfuerzosaxilesalolargodelacajaprofunda(situacióncontodalaarmadurapasante).
Otrodelosaspectosqueseobservaronenesteanálisisfue queladistribucióndeesfuerzosnoes constante alolargode todalasección,apareciendomayorestraccionesbajolosmuros (fig.21).Estoeslógico,yaqueespordondebajanlasreaccio- nesverticalesy,enconsecuencia,dondeaparecenlasmayores fuerzasderozamiento.Debidoaello,se decidióacumularen estaszonasmayorarmaduralongitudinal.Delmismomodo,se observacomolosesfuerzosdetraccióncomienzanaascender porlosmurosamedidaquenosacercamosalpuntodemovi- mientonulo(conunainclinaciónde unos30◦)dandolugara unasecciónresistentemásgrandefrentealatracciónglobal.
Bibliografía
[1]AmericanConcreteInstitute,BuildingCodeRequirementsforStructural Concrete,ACI318M-11,2011.
[2]Eurocódigo2.Proyectodeestructurasdehormigón,Parte1-1Reglasgene- ralesyreglasparaedificaciónUNE-EN1992-1-1,Junio2010.
[3]AmericanInstituteofSteelConstruction,SpecificationforStructuralSteel BuildingsANSI/AISC360-10,June2010.
[4]AmericanConcreteInstitute,ControlofCrackinginConcreteStructures, ACI224R-01,2001.
Disponibleen
ScienceDirect
www.sciencedirect.com
www.e-ache.com HormigónyAcero2017;68(283):221–228 www.elsevierciencia.com/hya