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El diseño sísmico de muros de contención es un problema bastante complejo que requiere la consideración de suposiciones para poder resolver problemas inciertos utilizando métodos estáticos y diferenciales. El cálculo de cada presión estática y dinámica que actúa sobre un muro de contención requiere más investigación y se está sistematizando la selección del sitio. El informe del sitio solo proporciona la aceleración máxima del suelo para la ubicación y el uso de esta información se deja en manos del diseñador.
¿Qué sucede si necesita un diseño resistente a terremotos para un muro de contención?
Los códigos o estándares seguidos por el diseñador juegan un papel importante para determinar si se requiere un diseño sísmico del muro de contención. Algunos argumentan a favor de la necesidad del diseño sísmico. Esto se debe a que, con la excepción de los muros frente al mar que pueden licuarse o los muros mal diseñados para cargas estáticas, hay poca evidencia de daño o deterioro en los muros de contención si los muros están perfectamente diseñados. Además, el muro de contención está desocupado y, por lo tanto, no representa una amenaza para la seguridad humana, excepto por el muro de contención que soporta el edificio. pero, Código Internacional de Construcción 2009 La Sección 1613 requiere que todas las estructuras y partes de las mismas (incluidos los componentes no estructurales unidos permanentemente a las estructuras y sus soportes y accesorios) estén diseñadas para resistir los efectos del movimiento sísmico de acuerdo con ASCE 7. Deben estar diseñadas y construidas de acuerdo con Todas las estructuras contra cargas sísmicas. Finalmente, se aconseja a los diseñadores que verifiquen el código aplicable del estado para conocer los requisitos sísmicos específicos.
Análisis Mononobe-Okabe de la Presión de la Tierra
La ecuación de Mononobe-Okabe es una modificación de la ecuación de Coulomb, que tiene en cuenta la fuerza sísmica. La última fórmula, utilizada para calcular el empuje lateral de la tierra que actúa sobre el muro de contención, no se puede utilizar para calcular las fuerzas internas que el suelo de relleno ejerce sobre el muro de contención durante un terremoto. La ecuación de Mononobe-Okabe resuelve el problema de la ecuación de Coulomb considerando las aceleraciones del suelo tanto horizontales como verticales, pasivas (kEDUCACIÓN FÍSICA) y activo (kAE) presión.
y la componente horizontal es
dónde:
kAE: coeficiente de empuje activo, estático + sísmico
: la pendiente del muro de contención con respecto a la horizontal (90o (usado para cara vertical)
: Gradiente del suelo de relleno
: Ángulo de fricción de la pared
: Ángulo de fricción interna del suelo
: un ángulo cuya tangente es la aceleración del suelo y se calcula mediante la siguiente fórmula:
dónde:
ktiempo: Aceleración horizontal del suelo Cuando la superficie de la pared es vertical, se considera expresión-1 se convierte en:
La fuerza total (activa y sísmica) se puede calcular con la siguiente fórmula:
dónde:
: densidad del suelo
fuego: Altura del muro de contención Además, cuando la aceleración del suelo es cero, kAE convertirse en un cron conocido ka fórmula.coeficiente de presión pasiva de la tierra kEDUCACIÓN FÍSICA se representa como
Vale la pena mencionar que el coeficiente de presión pasiva cae bajo condiciones sísmicas.
kAE Consta de dos componentes, incluidos el estático y el sísmico. terremoto (kAE – ka) parte se toma como la presión de un triángulo invertido o trapezoide con una fuerza resultante que actúa a 0.6H. además, (ka) es la conocida distribución triangular que actúa sobre (H/3). Además, la posición de la fuerza resultante combinada se puede lograr usando la fórmula:
La ecuación de Coulomb sugiere que la dirección de aplicación de la fuerza está inclinada en un ángulo igual al ángulo de fricción en la superficie posterior de la pared (es concebible que) por lo que la componente horizontal se propone como
El factor de seguridad contra resbalones y caídas durante un sismo es 1.1.
decidir Presión sísmica lateral de la tierra (ktiempo)
La presión sísmica lateral del suelo que actúa sobre el muro de contención es la aceleración horizontal del suelo (ktiempo). Este valor es la aceleración diseñada y no es demasiado severa en comparación con la aceleración que puede ocurrir en su sitio. Cualquier valor decreciente de (ktiempo) no se utiliza. Un punto de partida es determinar la aceleración máxima del suelo a partir de un código como este: Código Internacional de Construcción (IBC) 2009 y Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE) 7-10 Ambos tienen gráficos similares. Durante 0,2 segundos, seleccione el movimiento de suelo máximo considerado (MCE) de los contornos. La aceleración espectral es el 5% del amortiguamiento crítico y se excede con una probabilidad del 2% en 50 años. Tenga en cuenta que el muro de contención es (a corto plazo), así que elija 0,2 s.
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