Predimensionamiento de voltons i pilars

El predimensionamiento de voltons i pilars és el procediment previ al càlcul de dimensionado que és necessari portar a terme en estructures hiperestáticas abans de poder calcular en precisió els esforços sobre les mateixes. En el predimensionado s'establixen unes dimensions orientativo de les seccions travesseres de voltós i pilarés que servixen de base per a un càlcul de comprovació i reajustament de les dimensions definitives de les seccions.

En el predimensionamiento intervenen una série d'aspectes que involucren el criteri a considerar, per la qual cosa es té que tindre en conte que estos paràmetros poden variar depenent d'aspectes com la calitat de material, mà d'obra calificada, etc.

Estructures de formigó armat (HA)

El predimensionado usa diferents valors en térmens de la llongitut dels elements:

• Predimensionamiento de voltons principals. Un possible método és utilisar h = L/9, h = L/12, sent h l'altura o vora total de la secció, i L la llum o llongitut lliure entre respals del voltó. Es considera L/9 quan no es té seguritat de que l'armat del voltó és correcte, i L/12 quan es té seguritat del correcte armat del voltó, encara que també es poden fer un promig entre els dos anteriors si els criteris són moderats. Per a la base (B) del voltó es considerarà B = h/2.
• Predimensionamiento de voltons secundaris. Pot usar-se un criteri similar a l'anterior a on s'escomença considerant h = L/14 i B = h/2, a on h és l'altura de la secció travessera de voltó, L llongitut del voltó i B la base de la secció travessera de voltó.
• Predimensionamiento de columnes. Análogamente pot usar-se el método japonés consistent en usar la fòrmula aproximada, per a les dimensions d'un conjunt de pilars idèntics de secció rectangular b x d tal que es complixca:

$bd\ge \frac{P}{\varphi f_{ck}}$

A on b és la dimensió menor de la secció travessera del pilar, d és la dimensió major de la secció travessera, P és el pes de l'edificació, $\varphi$ un factor que depén del tipo de columna, f_ck la resistència en compressió del formigó usat. El factor segons el tipo de pilar pot prendre's a partir de:

Tipo	P	$\varphi$
C1	1.1	0.3
C1	1.1	0.25
C2 i C3	1.25	0.25
C4	1.5	0.3

Predimensionado segons norma NTE

La NTE espanyola i atres normes posteriors donen fòrmules aproximades per al predimensionado de voltons i pilars que formen part de pòrtics dins d'estructures els voltons de les quals i pilars formen entramats tridimensionals ortogonals.

Per a voltons és necessari conéixer:

1. Si el voltó forma part d'una planta intermija o de la planta superior, i si el voltó és un voltó adjacent a la frontera o un voltó interior d'un pòrtic.
2. Una volta conegut la senya anterior existixen fòrmules simplificades per al càlcul del moment flector màxim sobre el voltó.
3. A partir del moment flector màxim la NTE recomana un ample i un alt per a la secció rectangular del voltó.

Similarment es procedix per a pilars, encara que ací la secció predimensionada dependrà finalment tant del esforç axial com del moment flector màxim.

Predimensionado segons norma DIN

Generalment per a vivenda s'usen voltons de 20 x 20 com a mínim, i s'aumenten les dimensions de l'alt o l'ample de 5 cm en 5 cm per cada pis, és dir, 25 x 25 per a una llosa, 30 x 30 per a dos lloses, etc.

Estructures metàliques

Predimensionado de voltons

Per a predimensionar un voltó, donades que estes treballen predominantment en flexión simple, el perfil per a escomençar a comprovar la resistència i la rigidea s'evalua a partir del màxim moment flector com:

Triada una forma per al perfil, que usualment és un perfil I, un perfil H o un perfil O, es tria dins de la série de perfils de la mateixa forma aquell el moment resistent del qual $W_f$ satisfà la relació anterior. A on:

$M_f$, és el moment flector màxim sobre el voltó.

${\sigma }_{adm}$, és la tensió mecànica admissible del material del voltó.

Predimensionado de pilars

Si es coneix de manera aproximada esforç normal N sobre un pilar de esbeltez inferior a 100, en càrrega centrada o aproximadamene centrada, l'àrea travessera A estarà compresa entre els llímits:

A on el coeficient de reducció resistent per pandeo ${\chi }_{max}\approx 0,15$. Una volta fet el predimensionado deurà calcular-se en precisió l'esforç axial i el moment flector sobre el pilar, determinant la secció crítica i calculant que la tensió màxima est per baix dels llímits admissibles.