Las cimentaciones son la parte de la estructura en la que la norma italiana NTC 2018 más ha cambiado la forma de calcular: deben permanecer en régimen sustancialmente elástico bajo sismo, sus secciones se comprueban en el estado límite de primera plastificación y ya no en el ELU clásico, los asientos de los grupos de pilotes deben evaluarse con la interacción entre pilotes, y la interacción pilote-suelo — marcadamente no lineal — ya no puede despacharse con un muelle constante. Este artículo explica cómo dos programas GeoStru con cientos de licencias activas en Italia, Fondazioni CA y RC-SEC, abordan exactamente estos puntos: modelización de la cimentación (vigas, emparrillados, losas, zapatas, pilotes y micropilotes) y comprobación de las secciones de hormigón armado, con las referencias normativas que el verificador buscará en la memoria.
Qué exige la NTC 2018 a las cimentaciones de hormigón armado
- Comportamiento no disipativo. Las estructuras de cimentación deben proyectarse para permanecer en régimen elástico: los esfuerzos sísmicos provienen de la jerarquía de resistencias o del análisis con factor de comportamiento limitado, y las secciones no pueden contar con la ductilidad.
- Estado límite de primera plastificación. Para todas las combinaciones sísmicas de las estructuras de cimentación (y para las estructuras en elevación calculadas en modo no disipativo, §7.2.2) la comprobación de resistencia no es en ELU: el momento resistente es el del régimen sustancialmente elástico, correspondiente a la menor entre la curvatura de plastificación del acero y la curvatura en la deformación de pico del hormigón (0,002). Es la novedad de la NTC 2018 que más a menudo falta en los programas genéricos de comprobación de secciones.
- Ductilidad (§7.4). Comprobaciones indirectas (detalles constructivos: cuantías de armadura, confinamiento de los estribos) y directas (factor de ductilidad en curvatura μΦ a partir del diagrama momento-curvatura), para los elementos que deben ser dúctiles.
- Asientos de los grupos de pilotes en ELS. Para la estimación de los asientos axiales en las combinaciones de servicio la NTC 2018 obliga a evaluar la interacción entre pilotes: un pilote en grupo asienta más que el mismo pilote aislado.
- Efectos cinemáticos. En suelos estratificados con fuerte contraste de rigidez, el pilote se solicita por el paso de las ondas sísmicas incluso sin cargas de la superestructura: el momento cinemático hay que sumarlo al inercial.
Fondazioni CA: el modelo de la cimentación
Fondazioni CA resuelve la cimentación como un pórtico tridimensional de una planta con nudos desplazables: los pilares son los pilotes (también inclinados), el forjado está formado por vigas y campos de placa, el suelo es un lecho de muelles. Todo se discretiza automáticamente en elementos finitos a partir de un tamaño medio de malla, con tramos rígidos (offset) para las excentricidades y los tramos interiores a los pilares. Las tipologías previstas:
- Vigas continuas, en elevación o sobre suelo elástico de Winkler, con secciones rectangulares, en T, en doble T (también de alas desiguales), en L, circulares o genéricas; apoyos también sobre pilotes con continuidad de traslación y giro; cargas distribuidas constantes y variables, vínculos y cargas nodales; combinaciones ELU y ELS definidas por el usuario con los factores de combinación.
- Emparrillados de vigas, losas y zapatas rectangulares, también sobre pilotes, con forjado extensionalmente rígido (losas sobre pilotes) o deformable (zapatas alejadas con vigas de atado poco rígidas en el plano).
- Pilotes y micropilotes de hormigón armado o de tubo de acero, aislados o en grupo, conectados con vínculo de continuidad o rótula esférica a emparrillados, placas y zapatas; eje inclinable; tramo rígido automático para el espesor del encepado.
Interacción pilote-suelo: muelles no lineales, no un coeficiente
El pilote se divide en barras de sección circular y el suelo actúa en los nudos mediante muelles de Winkler lineales o no lineales, transversales y axiales. El modelo no lineal usa curvas p-y hiperbólicas (Carter) para las deformaciones transversales, curvas t-z a lo largo del fuste y curvas q-b en la punta para las axiales: capta tanto la no linealidad de la interacción como la variabilidad de las características con la profundidad en suelos estratificados. Para los asientos en ELS el programa calcula la interacción entre los pilotes del grupo con los factores de interacción de Lancellotta (suelo lineal o no lineal); para las cargas transversales la interacción de grupo se calcula con las curvas p-y. Si se dispone de pruebas de carga sobre pilotes piloto, el modelo hiperbólico de Chin afina la estimación de los asientos. En las cimentaciones mixtas losa-pilotes la interacción se trata con el método PDR, que reduce el coeficiente de Winkler de la losa a un valor eficaz. El momento cinemático en suelo de dos estratos se calcula con el método aproximado de Gazetas (1997) y se suma al del pilote tanto en la interfaz entre estratos como en la unión con el encepado. Las armaduras longitudinales y transversales de los pilotes de hormigón se proyectan y dibujan.
El resultado es una cimentación calculada como sistema: las cargas horizontales de la superestructura se reparten entre los pilotes en función de las rigideces de los pilotes y de las vigas o campos que los conectan, no con criterios de reparto a priori.
RC-SEC: las secciones, incluida la primera plastificación
RC-SEC está entre los programas GeoStru más vendidos en Italia y comprueba secciones de hormigón armado de cualquier forma: rectangulares, en T, en doble T, en L, circulares con entrada rápida, o poligonales genéricas con uno o más dominios de hormigón macizos o huecos, secciones mixtas, pilas de puente, también importadas de DXF con barras y dominios. Para cada sección, hasta 60 combinaciones por tipología en un único ciclo (ELU, raras, frecuentes, cuasi permanentes).
- Estados límite últimos: flexión compuesta recta y esviada (comprobación y dimensionamiento de armaduras, también automático para pilares rectangulares, circulares y genéricos); dominios de interacción N-Mx-My bi y tridimensionales calculados y dibujados; cortante y torsión con dimensionamiento de estribos; pandeo de pilares con el método de la columna modelo; posición de la fibra neutra, tensiones y deformaciones de vértices y barras en estado último.
- Estado límite de primera plastificación (NTC 2018): para las combinaciones sísmicas de cimentaciones y estructuras no disipativas, el momento resistente se calcula en régimen elástico como prevé el §7.2.2 — la comprobación sale ya en la forma que espera el verificador.
- Ductilidad: comprobaciones indirectas sobre los detalles constructivos (cuantías de armadura traccionada y comprimida en vigas, expresiones simplificadas con confinamiento para pilares y muros) y comprobación directa del factor de ductilidad en curvatura con el diagrama momento-curvatura, que tiene en cuenta el confinamiento de los estribos sobre el núcleo y el recubrimiento no confinado. Dos leyes constitutivas para el núcleo confinado: parábola-rectángulo sobre valores de proyecto (§4.1.2.1.2.1) para la comparación con la demanda de ductilidad, y Mander sobre valores medios para las curvaturas últimas y de primera plastificación que se usan en los análisis no lineales (pushover).
- Estados límite de servicio: tensiones normales en flexión compuesta recta y esviada (método simplificado o AAEM), abertura de fisuras según el Eurocódigo y el DM ’96 italiano, flechas de vigas con fisuración, fluencia y retracción.
Para los edificios existentes está RC-SEC-FRP: secciones reforzadas con FRP (flexión, cortante, confinamiento), chapas de acero encoladas, losas colaborantes con cálculo del deslizamiento que deben absorber los conectores, encamisados de hormigón, zunchados con angulares y presillas; comprobaciones §8.4.1 y ductilidad antes y después del refuerzo, con giros de cuerda θy y θu para el pushover (§C8.7.2.3), también para secciones pretensadas.
El flujo de trabajo sobre la cimentación
- Se modeliza la cimentación en Fondazioni CA (geometría, pilotes, suelo estratificado con muelles no lineales, cargas y combinaciones de la superestructura).
- Se leen esfuerzos, asientos (con interacción de grupo en ELS) y reparto de las cargas horizontales entre los pilotes; para los pilotes el programa dimensiona y dibuja las armaduras.
- Las secciones de vigas, losas y zapatas se comprueban en RC-SEC en las combinaciones sísmicas en el estado límite de primera plastificación y en las demás en ELU y ELS, con los dominios de interacción en la memoria.
- La memoria de cálculo sale con hipótesis, métodos, referencias normativas (§7.2.2, §7.4, §4.1.2.1.2.1) y gráficos: lista para el visado.
Por qué no basta el dimensionamiento «interno» de los programas geotécnicos
Muchos programas geotécnicos — GEO5 incluido — dimensionan el hormigón dentro del cálculo del muro, la pantalla o el pilote. Funciona para la comprobación corriente, pero la NTC 2018 pide a las cimentaciones algo más: el momento de primera plastificación en lugar del momento último en las combinaciones sísmicas, la ductilidad en curvatura donde hace falta, la interacción de grupo en los asientos, el momento cinemático en los suelos estratificados. Son comprobaciones que hay que hacer explícitamente y documentar; Fondazioni CA y RC-SEC las hacen en la forma prevista por la norma italiana.
Licencias y prueba
Ambos son programas de escritorio con licencia perpetua: Fondazioni CA 490 € + IVA, RC-SEC 390 € + IVA (RC-SEC-FRP 390 €), actualizaciones y asistencia incluidas el primer año y renovación anual opcional igual al 10 % del precio de lista. Manuales en línea: Fondazioni CA y RC-SEC. Prueba gratuita bajo petición.
Preguntas frecuentes
Es la comprobación de resistencia prevista por la NTC 2018 para las combinaciones sísmicas de las estructuras de cimentación y de las estructuras en elevación calculadas en modo no disipativo (§7.2.2): el momento resistente no es el último sino el del régimen sustancialmente elástico, correspondiente a la menor entre la curvatura de plastificación del acero y la curvatura en la deformación de pico del hormigón (0,002). RC-SEC la ejecuta directamente.
Con muelles de Winkler lineales o no lineales aplicados en los nudos del pilote discretizado: curvas p-y hiperbólicas (Carter) para las deformaciones transversales, curvas t-z a lo largo del fuste y q-b en la punta para las axiales. La interacción entre los pilotes del grupo para los asientos en ELS se calcula con los factores de Lancellotta, la de las cargas transversales con las curvas p-y; el modelo de Chin usa las pruebas de carga sobre pilotes piloto; las cimentaciones mixtas losa-pilotes se tratan con el método PDR; el momento cinemático en suelo de dos estratos con Gazetas (1997).
Secciones de hormigón armado de cualquier forma: rectangulares, en T, en doble T, en L y circulares con entrada rápida, poligonales genéricas con uno o más dominios macizos o huecos, secciones mixtas y pilas de puente, también importadas de DXF. Comprobaciones ELU en flexión compuesta recta y esviada con dominios N-Mx-My, cortante y torsión, pandeo, primera plastificación, ductilidad en curvatura con momento-curvatura (también Mander), ELS con tensiones, fisuración y flechas; hasta 60 combinaciones por tipología en un ciclo.
Las cimentaciones se proyectan para permanecer en régimen elástico (comportamiento no disipativo) y en las combinaciones sísmicas se comprueban en el estado límite de primera plastificación; las comprobaciones de ductilidad del §7.4 — indirectas sobre los detalles constructivos y directas con el factor de ductilidad en curvatura — afectan a los elementos que deben disipar. RC-SEC ejecuta ambas familias de comprobaciones y construye el diagrama momento-curvatura con el confinamiento de los estribos.
Fondazioni CA cuesta 490 € + IVA y RC-SEC 390 € + IVA (RC-SEC-FRP 390 €), con licencia perpetua: actualizaciones y asistencia incluidas el primer año, después renovación anual opcional igual al 10 % del precio de lista. Hay prueba gratuita bajo petición.
Para profundizar
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Artículo actualizado en septiembre de 2026. Sugerencias: info@geostru.eu.
