PRESION DE TIERRASeddddddddddddddddd.pptx

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1. Coeficientes de Presión de Tierras Dinámicos La estabilidad de estructuras en terrenos sometidos a vibraciones o movimientos sísmicos requiere la consideración de presiones de tierras dinámicas. Estos coeficientes, que se basan en el comportamiento de las tierras frente a cargas dinámicas, son cruciales para el diseño de estructuras resistentes a los movimientos sísmicos.

2. Introducción a la Presión de Tierras Dinámica Presión Estática La presión de tierras estática se refiere a la fuerza ejercida por el suelo en reposo. Se calcula mediante la teoría de Rankine o Coulomb. Presión Dinámica La presión dinámica, por otro lado, tiene en cuenta las fuerzas adicionales inducidas por el movimiento del suelo. Estas fuerzas se deben a vibraciones o terremotos.

3. Factores que Afectan los Coeficientes de Presión Dinámica 1 Frecuencia de Excitación La frecuencia del movimiento del suelo influye en la respuesta del suelo y, por lo tanto, en la presión dinámica. 2 Amplitud de Vibración La amplitud del movimiento del suelo, o la intensidad de la vibración, también afecta significativamente la presión dinámica. 3 Propiedades del Suelo La densidad, la rigidez y la amortiguación del suelo determinan su capacidad para resistir las fuerzas dinámicas. 4 Condiciones del Terreno La profundidad del nivel freático, la estratificación del suelo y la presencia de capas blandas afectan la presión dinámica.

4. Métodos de Cálculo de Coeficientes de Presión Dinámica Métodos Empíricos Estos métodos se basan en datos históricos de terremotos y en la observación de la respuesta de estructuras existentes. Análisis de Elementos Finitos Este método utiliza modelos numéricos complejos para simular el comportamiento del suelo y la estructura bajo cargas dinámicas. Análisis Dinámico No Lineal Este método se utiliza para casos complejos donde las propiedades del suelo varían con la deformación y la frecuencia.

5. Aplicaciones de los Coeficientes de Presión Dinámica Puentes Los coeficientes dinámicos son críticos para el diseño de puentes que resisten los movimientos sísmicos. Edificios Las estructuras de edificios deben diseñarse para resistir los empujes dinámicos del suelo, especialmente en zonas sísmicas. Presas Las presas también deben considerarse con coeficientes dinámicos para garantizar su estabilidad en condiciones de sismos. Tuberías Las tuberías enterradas deben diseñarse para soportar movimientos del suelo sin daños.

6. Casos de Estudio: Análisis de Empujes Dinámicos 1 El terremoto de San Francisco de 1906 mostró la importancia de considerar los empujes dinámicos en el diseño de puentes. 2 El terremoto de Kobe de 1995 reveló la necesidad de incluir los efectos dinámicos en el diseño de estructuras de edificios. 3 El terremoto de Chile de 2010 demostró que los coeficientes dinámicos son cruciales para la estabilidad de las presas.

7. Empujes por Mononobe-Okabe Este método se utiliza para calcular los empujes dinámicos en muros de contención sometidos a vibraciones o movimientos sísmicos. El método se basa en el principio de equilibrio límite y considera la influencia de la aceleración del terreno.

8. Teoría de Mononobe-Okabe El coeficiente  K ae  para la presión activa de la tierra está dado por:                                                                     

9. Teoría de Mononobe-Okabe                            El coeficiente  K pe  para la presión pasiva de la tierra está dado por:                                                                   

10. Donde: γ - Peso unitario del suelo H - Alto de la estructura φ - Ángulo de fricción interna del suelo δ - Ángulo de fricción de la estructura - suelo α - Inclinación de la cara posterior de la estructura β - Inclinación de la pendiente k v - Coeficiente sísmico de la aceleración vertical k h - Coeficiente sísmico de la aceleración horizontal ψ - Ángulo de inercia sísmico

11. Consideraciones de Diseño con Coeficientes Dinámicos Análisis del Terreno La caracterización del suelo, incluyendo la densidad, rigidez y amortiguación, es esencial para el cálculo de los coeficientes dinámicos. Selección de Materiales Los materiales de construcción deben seleccionarse cuidadosamente para resistir las fuerzas dinámicas y la deformación. Detalles de Diseño El diseño del sistema de cimentación debe tener en cuenta los empujes dinámicos del suelo y la capacidad de soporte del terreno.

12. Conclusiones y Recomendaciones Los coeficientes de presión de tierras dinámicos son esenciales para garantizar la seguridad y estabilidad de las estructuras en terrenos sometidos a movimientos sísmicos o vibraciones. El análisis y el diseño deben considerar cuidadosamente los factores que afectan la presión dinámica y utilizar métodos adecuados para su cálculo. Se recomienda consultar a un especialista en geotecnia para el análisis de los coeficientes de presión dinámicos y la selección de las soluciones de diseño más apropiadas.