Factor de seguridad por volcamiento...Temas de ingeniería civil

Si eres una persona que ha estudiado alguna carrera de ingeniería o temas relacionados a la construcción, muy seguramente hayas escuchado estás palabras "Factores de seguridad" y sepas lo importante que son estos valores y la necesidad de cumplirlos estrictamente. Pero bueno para las personas que no sepan y estén interesadas en saber, esté post va dedicado para ustedes...

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Los factores de seguridad son rangos de valores que se deben cumplir para que una estructura sea considerada segura. Cada país tienes unos rangos diferentes, debido a que cada país tiene unos materiales, características del suelo y las condiciones climáticas son distintas y también depende de que parte de la estructura se este analizando, ejemplo: En los muros de contención se deben analizar 3 tipos de factores de seguridad, el primero es el factor de seguridad por volcamiento, el segundo por deslizamiento y por ultimo por capacidad de carga.

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Los factores de seguridad fueron estipulados por cada país, porque bien sabemos la naturaleza cambiante de nuestro planeta, los sismos, los tsunamis, los huracanes. Son fuerzas sumamente fuertes y que no somos capaces de predecir y por ende las estructuras a diseñar o que ya fueron construidas, deben de estar preparadas para soportar cuando dichas fuerzas se presenten.

Otra causa de la creación de estos fueron las imperfecciones que ocurren cuando se esta construyendo, por eso existen valores de mayoración y valores de reducción, estos los explicare más adelante.

Bien ahora les explicare el factor de seguridad por volcamiento.

Factor se seguridad por volcamiento.

Se entiende por volcamiento, al giro y/o colapso de la estructura debido a una fuerza externa (Pa), que genera solicitaciones de empuje (activo) sobre el muro, haciendo que esté gire sobre un punto (d).

(1) (2)
La 1ra imagen muestra la fuerza que trata de volcar el muro (desestabilizadoras) mientras que la 2da imagen muestra la fuerza que impide que el muro se vuelque (estabilizadoras).

(Pa) es la fuerza resultante del empuje activo, que realiza todo el material de suelo o agua que el muro está deteniendo detrás.

(Za) es el centroide o posición de la fuerza (Pa), básicamente es el punto en el cual se centran todas las fuerzas generadas por el material de suelo o agua.

(W) es el peso del muro de contención y del material de suelo que está sobre él.

(Xcg) Es el centroide del muro de contención.

En Colombia la norma sismo resistente (NSR-10), tiene estipulado un valor para el factor de seguridad por volcamiento de 3. Esté valor es alto debido a qué nunca estamos 100% seguros de las fuerzas a las cuales estará sometida la estructura, ni que tan grande sean. Ejemplo: Los sismos, hoy pueden ser de 4 pero mañana pueden ser de 9 en la de escala de richter.

Pero como se calcula esto?. Muy seguramente ya te hiciste una idea como se calcula, pero si no, pues aquí te muestro la ecuación.

Donde:

Momento resistente, es decir, es el momento que trata de evitar el colapso y/o giro de la estructura.

Momento activo o actuante, es decir, es el momento que trata de volcar la estructura.

Cuando esta división no da mayor a 3. Tenemos las siguientes opciones para cumplir dicho requisito y que nuestra estructura sea considerada segura.

Aumentar el peso del muro de concreto, es decir, aumentar las dimensiones de esté, pero tanto como nos permita el suelo y estructuras aledañas al muro a construir.

Anclar mediante pernos o alambres el muro (pantalla).

Aumentar la base del muro, con esto aumentamos el centroide del muro (Xcg) y por ende obtenemos un mayor momento resistente.

Utilizar contrafuertes, aumentan el peso y además provocan una fuerza contraria a la que trata de volcar el muro

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Consecuencias de no cumplir el factor de seguridad

China.

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Shanghai

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¿Que opinas sobre lo importante que es cumplir los factores de seguridad?

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"Temas de ingeniería civil...Muros de contención

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