Marcelo Henríquez- Ficha 05/24072014

De Casiopea

FICHA 05 - FUERZAS EN MUROS DE CONTENCIONES

Clase 05 / 24.07.2014

  • Alumno: Marcelo Henríquez

Archivo:ImagenTítulos.jpg

Introducción

Una estructura “eficaz” es aquella es donde cada parte y cada junta tiene exactamente la resistencia necesaria para soportar las cargas sobre ella, de modo que, si se fija la resistencia, se debe conseguir utilizar la mínima cantidad de material y el mínimo de peso. Ahorrar peso mediante el perfeccionismo estructural es uno de los factores que hacen que viajar por aire sea un lujo extravagante. La función de una unión es trasmitir la carga de un componente de la estructura a otro.

Ley de Hooke

La Ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no se sobrepase el límite de elasticidad.

Ley de Hooke

Robert Hooke (1635-17039, estudió, entre otras cosas, el resorte. Su ley permite asociar una constante a cada resorte. En 1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza que devuelve un resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se desplaza de esa posición”.

F = K. D X

Dónde: F = fuerza aplicada al resorte

K = constante de proporcionalidad

D x = variación de longitud del resorte

Módulo de Young

Para la descripción de las propiedades elásticas de objetos lineales, tales como alambres, varillas, volúmenes, que pueden ser tanto extendidos como comprimidos, un parámetro conveniente es la proporción entre la fuerza y la deformación, parámetro llamado módulo de Young del material. El módulo de Young, puede usarse para predecir el estiramiento o la compresión de un objeto, siempre que la fuerza no sobrepase el límite elástico del material. Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de young tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión.


Uniones

Uniones. Fuente:propia

La resistencia de las uniones depende de su ancho, y poco de la longitud de solape entre ellas.

Tipos de uniones

Amarradas

Unión por medio de la cual dos piezas o elementos están vinculados por una atadura. Hace referencia al nudo, ya sea con una cuerda, cadena o elemento que se puede atar a sí misma con el fin de no modificar completamente las piezas que se están uniendo. Entra la flexibilidad del elemento que vincula como necesaria para unir y al mismo tiempo la tensión como necesaria para fijar la unión.

Apernadas

Las uniones apernadas son particularmente eficientes con maderas, cuando se utilicen piezas metálicas de unión, los agujeros deberán localizarse de manera que queden correctamente alineados con los agujeros correspondientes en las piezas de madera. Se colocará una golilla entre la cabeza o la tuerca del elemento de unión y la madera para evitar esfuerzos de aplastamiento excesivos. Las golillas podrán omitirse cuando la cabeza o la tuerca del elemento se apoyen directamente sobre una placa de acero.

Atornilladas

El tornillo es un elemento de fijación utilizado comúnmente para neutralizar fuerzas de arranque (orientadas según la dirección del vástago) donde su desempeño es mayormente superior al de los clavos corrientes o bien para traspasar cargas menores en uniones que solicitan los tornillos a extracción lateral. Los tornillos difieren básicamente por su cabeza, algunos tipos son de cabeza plana, redonda y oval, además, podemos diferenciarlos por su punta y tipo de hilo.

Clavadas

Los clavos son elementos de fijación simple y de fácil aplicación, se caracterizan por ser capaces de transmitir los esfuerzos de un elemento a otro en una estructura. su gran divulgación los convierte en prácticos y económicos. Su condición de elemento metálico de pequeña sección transversal hace que el esfuerzo que el clavo es capaz de transmitir esté limitado por la concentración de tensiones que introduce en la madera y que tiende a rajarla en el lugar donde actúa. Por esta razón es imprescindible ubicar varios clavos en una misma unión.

Cosida

Prendas de vestir que se realiza generalmente por medio de puntadas, costuras y pespuntes utilizando como elemento de unión el hilo de coser ya sea a mano o a máquina.

Encolada

Esta tecnología permite la reparación de elementos estructurales de madera de forma sencilla, de tal forma que los elementos reparados puedan seguir cumpliendo su función resistente. Es éste un sistema que prácticamente no altera la imagen del elemento reparado, se trata de reparar un elemento de madera dañado por medio de un aporte de madera y una unión encolada. El sistema consiste en eliminar la parte de madera dañada a la que se realiza un rebaje, aportando madera de las mismas características con el rebaje correspondiente y uniéndolas por medio de un encolado.

Remachada

Se utiliza para unir de modo permanente dos o más piezas. El elemento que une consiste en un tubo cilíndrico que en un extremo tiene una "cabeza" de mayor diámetro que el cilindro para que así al introducir éste en un agujero pueda ser encajado. Utilizable en los casos que las piezas sean de materiales distintos. Es uno de los métodos de unión más antiguos que existen. Su importancia como técnica de montaje es muy grande debido, en parte, al desarrollo de técnicas de automatización que logran abaratar el proceso de unión.

Soldada

Las estructuras se forman mediante conjuntos de chapas o perfiles unidos entre sícon enlaces capaces de soportar los esfuerzos que se transmiten entre las piezas. El objeto principal de la unión es el de asegurar la mejor continuidad de las piezas, continuidad que será más perfecta cuanto más uniforme sea la transmisión del esfuerzo. La transmisión de esfuerzos en las uniones se hace en muchas ocasiones de modo indirecto, ya que para pasar el esfuerzo de una pieza a otra se la obliga previamente a desviarse de su trayectoria normal, en el caso de soldadura a tope, la transmisión es directa.


Peso de la cuerda

Experimento. Fuente:propia

De por si los objetos por muy pequeños que parezcan tienen un peso propio, y en caso de un cuerda su peso se distribuye a lo largo de su cuerpo. Sin embargo, a modo experimental, si uno ata los extremos de la cuerda a dos camiones con sentidos opuestos y estos se ponen a máxima velocidad y se logra estirar hasta quedar totalmente horizontal a la vista humana, aun así, el propio peso de la cuerda hace que en su centro la cuerda no este recta, sino que curva por el peso.

Maquetas de Antoni Gaudí

Gaudío. Fuente:propia De una figura traccionada a una comprimida. En sus maquetas suspendía pesos que correspondían a las cargas que recibiría en la obra cada conjunto de elementos comprimidos representado por hilos y cordeles. En esto consistían sus conocidas maquetas invertidas. Maqueta invertida con cordeles y pesos, figura traccionada Si colgamos libremente una cadena existen aparentemente distintas curvas dependiendo si está más o menos tensada esto es solo aparente ya que todas describen parte de la misma curva, hay solamente cambios de escala.

Principio de la reversibilidad

Catenaria. Fuente:propia

Tiene que ver con la catenaria, y trata de que cuando la curva de la catenaria da hacia arriba, se produce una carga hacia abajo que actúa a compresión. Mientras que si esa catenaria se invierta con la curva hacia abajo, actúa la misma fuerza, pero a tracción. De esta manera se explican las maquetas de Gaudí. Catenaria es la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos, sometida a un campo gravitatorio uniforme.

Edificio en Cochoa

El edificio se ubica en la V Región, específicamente en las arenas de las dunas de Con-Con. Debido a este emplazamiento la forma en que se cimienta y construye, permite la utilización de diversos sistemas en muros de contenciones y verticales que erigen la obra y la dejan en equilibrio.


Muros

Uno de los problemas importantes en la construcción de edificaciones con la construcción de edificaciones con sótanos, es el tema relativo a realizar excavaciones verticales, en terrenos con linderos colindantes con vecinos y/o con la calle.

Anclaje

Anclajes Postensados.jpg

Los muros anclados para contención de tierra son muros que logran su estabilidad a través de tirantes de anclaje con capacidad para soportar las fuerzas que cargan sobre el muro, como lo son el empuje del suelo, del agua y de las sobrecargas. Estas fuerzas son trasladadas por los anclajes a una zona detrás de la zona activa del terreno, en donde el anclaje se fija por intermedio de un ducto por medio de adherencia. Los tirantes se postensan y son generalmente construidos con cables de acero del mismo tipo de las utilizadas en el concreto presforzado, que se alojan en perforaciones ejecutadas en el terreno con una ligera inclinación hacia abajo respecto a la horizontal.

De cable
Anclaje de cable. Fuente: propia

Las grandes longitudes transportables evitan la incorporación de uniones. La buena flexibilidad de los anclajes los hace insensibles ante daños mecánicos. La longitud del anclaje es flexible, pudiendo acortarse a medida. Se puede suministrar doble protección anticorrosiva. Montaje sencillo debido al peso relativamente bajo. Los anclajes prácticamente no tienen límite de capacidad de carga, pudiéndose variar libremente la cantidad de cables. Calidad garantizada por el sistema de supervisión de calidad interno y externo durante la producción.

De barra
Anclaje de Barra. Fuente: propia

Sistema de fácil manejo. Tesado y detensado sencillo a través de la cabeza roscada. Posibilidad de protección anticorrosiva permanente. Posibilidad de desmontar fácilmente anclajes temporales a través de acoplamientos. La gran rigidez de los anclajes facilita su instalación sobre cabeza.

Muros pantallas

Muro Pantalla. Fuente: propia


El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno. Estos elementos estructurales subterráneos se emplean también en forma temporal para la contención y retención de paredes. A diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormigón, este tipo de estructura se realiza en obra. Es decir, en lugar de recurrir a paneles prefabricados, los elementos estructurales de este tipo de pantalla se ejecutan in situ.

Eficacia de muros de contenciones

Eficacia. Fuente:propia


Dependiendo de la forma, la estructura puede ser más eficiente al agregar más peso propio, o por el contrario.

Fundaciones en arena

Hacer fundaciones en la arena es poco usual, pero ya se ha visto que en ciudad Abierta la forma se ha llevado acabo. Y este proyecto también se instala sobre este suelo. Para construir una casa, se recomienda que la fundación sea como mínimo a 1 metro de profundidad, mientras que para edificios esta debe ser de 6 metros. La arena a mayor profundidad es más rocosa y compacta, lo que hace un suelo muy trabajable. En este edificio el tallo en la arena es de 30% de pendiente.


Plano de falla

Plano de falla. Fuente:propia

El plano de falla es toda la tierra que está por detrás del muro de contención, y que produce un empuje hacia abajo para romper el muro. Cabe destacar que los tensores se tienen que ubicar necesariamente atrás del plano de falla.

Encuentro muro de contención con losa

Encuentro. Fuente:propia

El muro se encuentra con la losa con una distancia de dilatación sísmica de 5 cm. Para que el muro de contención pueda ser usado de manera estructural, tiene necesariamente apoyarse en un descanso la losa en juego. De esta manera el muro que contiene la tierra no recibe una carga extra que afecte en su funcionamiento y produzca una rotura.

Momento de vuelco y resistente

El momento de vuelco es el empuje del suelo por la altura. Mientras que el momento resistente es el peso del edificio por la mitad de su largo. Para que un edificio resista en equilibrio se tiene que cumplir que Mv < Mr

Bibliografía

1. Estructuras o porque las cosas no se caen

2. Forma Resistente

3. http://www.dywidag-sistemas.com/productos/geotecnia/anclajes-de-cable/sistema.html

4. http://delegacion.caminos.upm.es/apuntes/ICCP/6_sexto/Cimentaciones/ANCLAJES%202010.pdf