En este artículo plantearé las diferentes posiciones que hay respecto a considerar el empuje del terreno como acción variable o permanente, también aprovecho para dejaros enlaces donde os podréis descargar la IAP-11 (Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera) y la IAPF (Instrucción de acciones a considerar en puentes de ferrocarril).
Una de las cuestiones recurrentes en las obras donde el empuje del terreno es la acción protagonista, es si el empuje del terreno debe considerarse como acción permanente, o variable. A efectos prácticos la decisión implica la utilización de un coeficiente de seguridad u otro, apareciendo una abanico de posibilidades entre 1.35, 1.5 e incluso 1,6.
La consideración de 1,6 ya la he tratado en un artículo anterior (1,35 o 1,60 this is the question ), en el cual argumentaba porqué optaba por el coeficiente 1,35 frente al 1,6.
Como argumentos que apoyan el valor de 1,35 destaco:
- En el Eurocódigo EN 1990-2002 Bases de cálculo de estructuras, únicamente se diferencia entre acciones variables y acciones permanentes, personalmente creo que la acción asociada al empuje se ajusta más a la definición de acción permanente, las define de la siguiente forma:
Acción permanente (G): Acción que previsiblemente va a actuar durante un periodo de referencia dado y cuya variación en magnitud en el tiempo es despreciable, o cuya variación es siempre en la misma dirección (monotónica) hasta que la acción alcanza un cierto valor límite.
- En el eurocódigo EN 1990-2002, para edificaciones establece como normativos una serie de coeficientes, considerando el coeficiente 1,35 para acciones permanente.
- En el CTE ( Código Técnico de la Edificación), en su Documento Básico SE Seguridad estructural, concretamente en el apartado 4.2 Capacidad portante deja claro que las acciones permanentes desfavorables, a efectos de determinar la resistencia de los elementos estructurales, deben de mayorarse con un coeficiente de 1,35, tal y como refleja en la tabla 4.1 Coeficientes parciales de seguridad para las acciones, donde menciona de forma explícita el concepto de empujes del terreno.
- En la normativa EHE-08 se diferencia entre los conceptos acciones permanentes y acciones permanentes de valor no constante, diferenciándolas únicamente por su variación en el tiempo, pero sin especificar en momento alguno que los empujes del terreno son de una tipología u otra, aunque en el apartado 10.3 parece limitar las acciones permanentes de valor no constante a las acciones reológicas.
- En el eurocódigo EN 1997-1 no se aclara este concepto.
Como argumentos que apoyan el valor de 1,50 destaco:
- Los empujes del terreno pueden tener su origen en el peso del propio terreno, pero también en la transmisión de los esfuerzos generados por la aplicación de cargas variables sobre el terreno, componente ésta claramente variable.
- La fiabilidad de las metodología de determinación de empujes sobre las estructuras no es ni mucho menos la fiabilidad de la evaluación de otras acciones permanentes.
- Instrucciones como la IAP-11 (Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera) y la IAPF (Instrucción de acciones a considerar en puentes de ferrocarril), publicadas posteriormente a la publicación del CTE y la EHE-08 establecen que los empujes del terreno son acciones permanentes de valor no constante, considerando que el coeficiente a aplicar es 1,50.
Personalmente, en los primeros tanteos suelo trabajar con un valor de 1,4 y si voy justo ya lo analizo de forma más detallada, llegando incluso a sobrevalorar las cargas variables para poder aplicar un 1,35 genérico.
Debo decir que todo lo comentado arriba me importa relativamente, ya que no soy conocedor de obra alguna que haya fallado por la falta de un 0,15 en el parámetro, en cambio he visto tantas obras fallidas por cimentación sobre rellenos, sifonamientos, anclajes fallados, apuntalamientos pandeados, excentricidades no consideradas, etc, etc....
Por supuesto en el caso que esté dimensionando el típico estribo de un puente ferroviario o de carretera, aplicaré las normas IAPF y IAP-11 respectivamente, mayorando con el factor 1,50.
Os dejo los enlaces por si os interesa descargaros estas normativas.
También las pongo en el apartado
de NORMATIVAS Y GUÍAS de este blog.
Gracias por vuestro tiempo.
juanjo
Hola:
ResponderEliminarCelebro esta entrada porque me quedé con ganas de hablar de esto en la entrada sobre los coeficientes de seguridad en cimentaciones.
Personalmente, considerando que basta con que cambie la humedad del terreno para que cambie también su cohesión, considerar acción permanente un empuje del terreno no me parece razonable. Por suerte, la mayoría de las veces el terreno empuja muy por debajo de lo que pudiésemos pronosticaron Rankine, Coulomb y sucesores, bien sea porque la cohesión es generosa o porque sí. Si en muchos muros empujase, no digo ya 1.35 ó 1.50 veces los valores calculados sino ssimplemente 0.50, caerían muros a diario.
Cuestión aparte es que, cuando se calcula, se toman valores conservadores de los parámetros del suelo y más aún de la cohesión, así que ponerse encima a multiplicar por 1.50 pues igual no procede.
Esto me recuerda lo que indicaste en otra entrada, igual no se trata tanto de mayorar el empuje como de analizar la sensibilidad a diferentes parámetros, en el caso de empujes en muros estoy pensando sobre todo en la cohesión.
Saludos,
Coya
Gracias Coya por tu aportación, me quedo con lo dicho al final, la importancia del análisis de sensibilidad.
ResponderEliminarjuanjo