Marcelo Henríquez - Ficha 06/31072014
FICHA 06 - FUERZAS DEL SUELO SOBRE UN MURO
Clase 06 / 31.07.2014
- Alumno: Marcelo Henríquez
Muro contenedor actuando. Fuente: propia
Introducción
Siguiendo la idea de las uniones, por ejemplo la soldadura, este tipo de elemento se ocupa para unir un cuerpo con otro, esta soldadura es más dura que el fierro, es decir, cualquier rotura no es en la soldadura. Por eso es difícil trabajar a escala el trabajo mecánico, por eso las maquetas quedan en un grado de abstracción, porque no realizan un trabajo de fuerzas, sino solo de presentación.
Muro con pared moldeada
Siguiendo con la tónica de las últimas sesiones, trataremos de los muros de contenciones. Su trabajo se hace cuando actúan las fuerzas naturales de la tierra contenida por el muro, es así como, por ejemplo, para poder evacuar las fuerzas que produce la acumulación de agua, se crean barbacanas que son elementos para extraer el agua y así evitar la presión. Ahora bien, como se está conteniendo una tierra, hay fuerzas que afectan al muro, y lo que hay que lograr es que el muro no se vuelque ni se deslice (análisis global del muro), para lo cual hay que ver la estructura del muro y la resistencia del suelo.
Fuerzas que actúan en muros de contención
Hay que partir de la base que cuando yo aplico una fuerza sobre un elemento, este elemento se deforma ya que está trabajando y respondiendo a la fuerza. Así en el caso de los muros encontramos algunas fuerzas importantes que actúan en el mecanismo.
Un dato importante, es que los muros de contenciones pueden funcionar bien hasta una altura de 7 metros, ya que después de esa altura es necesario poner tensores por detrás de la línea de falla del suelo.
Sigma
En física e ingeniería, se denomina tensión mecánica a la magnitud física que representa la fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material sobre una superficie real o imaginaria de un medio continuo. Es decir posee unidades físicas de presión. La definición anterior se aplica tanto a fuerzas localizadas como fuerzas distribuidas, uniformemente o no, que actúan sobre una superficie. Con el objeto de explicar cómo se transmiten a través de los sólidos las fuerzas externas aplicadas, es necesario introducir el concepto de tensión, siendo éste el concepto físico más relevante de la mecánica de los medios continuos, y de la teoría de la elasticidad en particular. Sigma queda expresado como S=F/A, donde F es la fuerza aplicada sobre el muro y A es el área de impacto. Con este cálculo logramos saber si el muro hizo colapsar el suelo.
Presión de tierra
Presión lateral del suelo es la presión que el suelo ejerce en el plano horizontal. Éste cálculo nos permite identificar la fuerza que ejercerá la tierra sobre algún muro de contención. Cuando los cálculos no son apropiados, en la tierra se produce un corte y ese corte aumenta la presión sobre el muro como se muerta en la figura. Ese corte hace que el muro se curve por la presión, lo que se detallará más abajo.
Compresión y tracción
Como vimos previamente, los cortes hacen que los muros se curven y trabajen en una dualidad de compresión y tracción. Por una parte el lado del muro que está en contacto con la tierra, al formarse la curva por la presión, tiende a expandirse, por lo tanto el cuerpo es traccionado y el elemento que trabaja es el fierro que está evitando mayor separación en la fisura. Y por otro lado, el lado opuesto al contacto con la tierra, está trabajando a compresión ya que la curva se cierra y quiere juntar el material. En este punto es el hormigón el que trabaja haciendo fuera para que no se comprima el muro. Esto queja ejemplificado de mejor manera en la figura.
Cálculo del momento volcante 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. Para mayor compresión y detalle de los cálculos a realizar, se ejemplifica un caso en la imagen lateral. Hay que entender que las fuerzas actúan siempre en los centros de gravedades de los elementos, también en la tierra.
Formas de muros versos comportamiento ante fuerzas
Según los cálculos realizados anteriormente, podemos deducir que no da lo mismo la forma de un muro, puesto que (como se muestra en la imagen), el orden incide directamente en cómo trabaja ante las fuerzas de empuje de la tierra y el peso propio del muro. Por lo tanto la forma y el tamaño tienen un rol importante dentro del comportamiento ante la contención de la tierra.
Palabras claves
Presión, sigma, fuerza, compresión, tracción, muro de contención, momento volcante, momento resistente.
Bibliografía
1. Estructuras, o porque las cosas no se caen.
2. http://es.scribd.com/doc/96129120/EC-513-G-presion-lateral-de-suelo
3. http://www.construmatica.com/construpedia/Muros_de_Contenci%C3%B3n_(estructura)
