Influencia de sismos en la presión de tierras
El sismo aumenta el efecto de la presión activa y reduce el efecto de la presión pasiva. La teoría utilizada en GEO5 (Mononobe-Okabe, Arrango, JTJ 004-89, JTS 146-2012, SL 203-97, NCMA-SRW) se deriva de asumir suelos granulares sin influencia del agua. Por lo tanto, todos los ingresos de suelo se asumen granulares cuando empleamos estas teorías para hacer frente a los efectos del sismo. Los efectos del sismo debido a sobrecarga no se consideran en el Programa – El usuario podría introducir estos efectos. (dependiendo del tipo de sobrecarga) en: "Introducir fuerzas".
El coeficiente kh es asumido siempre positivamente, de tal forma que el efecto es siempre desfavorable. El coeficiente kv podría recibir ambos valores negativo y positivo. Si el equivalente a la aceleración av actúa hacia abajo (desde la superficie terrestre) la fuerza de inercia kv*Ws se ejerce desde la cuña en tierra, en la dirección opuesta (hasta el levantamiento de la cuña). El valor de la aceleración equivalente av (y así también el coeficiente kv) y la fuerza de inercia kv*Ws son asumidas como positivas. El claramente evidente que la fuerza de inercia actúa en dirección opuesta a la aceleración (si la aceleración es asumida como hacia arriba –av = - kv*g entonces la fuerza de inercia presiona la cuña en tierra hacia abajo: -kv*Ws. La dirección con mayor cantidad de efectos desfavorables es asumida cuando examinamos los efectos sismos. Para láminas de estructuras es posible descuidar el efecto de la aceleración vertical equivalente kv*Ws y de entrada kv = 0.
Signos convencionales
El ángulo sísmico de inercia es determinado por el coeficiente kh y kv (es decir ángulo entre el resultado de la fuerza de inercia y la línea vertical) usando la siguiente fórmula:
Donde: | kv | - | Coeficientes sísmicos de aceleración vertical |
kh | - | Coeficientes sísmicos de aceleración horizontal |
Presión por los efectos sísmicos
El incremento de la presión activa de la tierra debido a los efectos sísmicos (calculado desde el fondo de la estructura) viene dado por:
Donde: | γi | - | Peso unitario del suelo en la capa ith |
Kae,i | - | Coeficiente de la presión activa de la tierra (estática y sísmica) en la capa ith | |
Ka | - | Magnitud de la presión de la tierra en la capa ith según Coulomb | |
hi | - | Espesor de la capa ith | |
kv | - | Coeficiente sísmico de la aceleración vertical |
Reducción de la presión pasiva debido a la carga sísmica (calculada desde la parte más profunda de la estructura) viene dada por:
Donde: | γi | - | Peso unitario del suelo en la capa ith |
Kpe,i | - | Coeficiente de la presión pasiva de la tierra (estática y sísmica) en la capa ith | |
Kp | - | Magnitud de la presión de la tierra en la capa ith según Coulomb | |
hi | - | Espesor de la capa ith | |
kv | - | Coeficiente sísmico de la aceleración vertical |
Los coeficientes de la presión activa a de la tierra Kae,i y los coeficientes de la presión pasiva de la tierra Kpe,i es calcula utilizando la teoría de Mononobe-Okabe o de Arrango. Si allí hay agua subterránea en el cuerpo del suelo, el programa lo toma en cuenta.
La suposición básica en el programa cuando calcula el sismo es la superficie de la tierra plana detrás de la estructura con inclinación β. Si ese no es el caso el programa aproxima la forma del terreno por una superficie plana como se evidencia en la figura:
Aproximación de la forma del terreno
Punto de aplicación de la fuerza resultante
La fuerza resultante se posiciona automáticamente por el programa en el centro del diagrama. Diversas teorías recomiendan, sin embargo, diferentes lugares para la fuerza resultante, debido a que es posible seleccionar el punto de aplicación de la fuerza resultante en el rango 0,33 - 0,7H (H es la altura de la estructura). Valor recomendado (implícito) es 0,66H. Teniendo la fuera resultante el programa determina la forma trapezoidal de la tensión manteniendo ambos, el punto de aplicación de la fuerza resultante y la magnitud.