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Asentamiento por elementos finitos (MEF 2D)

Calcula el asentamiento de una zapata corrida por el método de elementos finitos 2D en deformación plana (elástico-lineal), con suelo estratificado. Genera la malla deformada y el contorno de asentamiento, al estilo de un análisis de Plaxis 2D. Todo se resuelve en tu navegador.

Ejemplos:
Zapata y dominio
Estratos (de arriba hacia abajo)
Estrato 1
Estrato 2

Asentamiento vertical (centro)

3.95 cm

Borde: 3.06 cm · máx: 3.95 cm

Desplazamiento horizontal (máx)

0.48 cm

Puntos plásticos (Mohr-Coulomb): 58/644

💧 Sin nivel freático (suelo seco): esfuerzos geostáticos con el peso específico total.

Perfil: estructura / suelo y nivel freático

0310prof (m)Estrato 1 · Suelo suelto/blandoe=3 m · E=120 · γ=17 · φ=26° · c=10Estrato 2 · Mixto (areno-arcilloso)e=7 m · E=300 · γ=20 · φ=32° · c=30q = 2 kg/cm²B = 2 m

Columna a escala de profundidad; cada capa con su color y propiedades (E en kg/cm², γ en kN/m³). La línea azul (▽) es el nivel freático.

Ver contorno:

Malla deformada y contorno de asentamiento vertical (MEF)

B = 2.00 m0.0 cm4.0 cm

Deformada exagerada para visualización. El color indica el asentamiento vertical (azul = menor, rojo = mayor).

s vertical

3.95 cm

u horizontal

0.48 cm

Plásticos

58 /644

Malla

28×23

Procedimiento

  1. 1Malla 28×23 = 644 elementos (696 nodos, 1392 GDL). Dominio 12×10 m.
  2. 2Deformación plana, Q4. E promedio = 246 kg/cm². Carga q = 2 kg/cm² sobre faja B = 2 m.
  3. 3Solución por gradiente conjugado: 109 iteraciones (convergió).
  4. 4Asentamiento vertical en superficie: centro = 3.95 cm; borde = 3.06 cm. Desplazamiento horizontal máx = 0.48 cm.
  5. 5Chequeo Mohr-Coulomb (γ, c, φ): 58 de 644 elementos superan la resistencia (9%).

Método de elementos finitos 2D en deformación plana, elástico-lineal (Q4). No incluye plasticidad, construcción por etapas ni flujo de agua (para eso se usa software como Plaxis). Dominio finito con base empotrada y lados con rodillo. Resultado referencial para prediseño.

¿Cómo funciona el MEF aquí?

El suelo se discretiza en una malla de elementos cuadriláteros (Q4). En cada elemento se calcula la matriz de rigidez con la constitutiva elástica del estrato (módulo E y Poisson ν) y se ensambla la rigidez global. Con la presión de la zapata como carga y las condiciones de borde (base empotrada, lados con rodillo), se resuelve el sistema K·u = F y se obtienen los desplazamientos de todos los nodos.

Diferencia con Plaxis

Esta herramienta es elástico-lineal: no modela plasticidad (Mohr-Coulomb, Hardening Soil), construcción por etapas ni flujo de agua. Sirve muy bien para estimar el asentamiento elástico y visualizar cómo se deforma el terreno, pero para el diseño definitivo con comportamiento no lineal se usa un software especializado.

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