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Coeficiente de fricción para el diseño de muros de contención

¿Qué es la fricción?

La fricción es una fuerza de resistencia que se genera cuando dos cuerpos interactúan., típicamente uno deslizándose sobre el otro. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, estático y Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción. La fricción estática es la fuerza de fricción generada para evitar cualquier movimiento entre los dos cuerpos, mientras que la fricción cinética es la fuerza de fricción generada cuando los dos cuerpos están en movimiento..

por diseño de muro de contención, consideramos que la pared está estacionaria, por lo tanto, estamos tratando con fricción estática. Además, Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, debemos considerar la fuerza de fricción que se genera entre el suelo y la parte inferior de la zapata del muro de contención en nuestros cálculos. La fuerza de fricción debajo de la zapata ayuda a nuestro diseño a resistir el modo de falla por deslizamiento de un muro de contención.

Cómo calcular la fuerza de fricción

La ecuación para calcular la fuerza de fricción es muy sencilla. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción.

Dónde:

\({F}_ _{F}\) = Fuerza de fricción

\([object Window]) Coeficientes de Presión Externa Cpe Los Coeficientes de Presión Externa Cpe dependen de ciertos parámetros

\({W}_ _{t}\) = Peso total que contribuye a la fuerza de fricción

Exploremos la lógica de esta ecuación. Considere una caja sentada en el suelo con un peso de 1 kN. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción. Solo por un momento, démosle a μ un valor de 1 esencialmente eliminándolo de la ecuación. Esto significa que la fuerza de fricción ahora es igual al peso total. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción 1 Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción >1kN al costado de la caja para que supere la resistencia de fricción estática y comience a deslizarse.

Digamos que nuestra caja está hecha de cartón y el piso está construido con tablas de madera.. Ahora podemos reconocer que en realidad, no necesitaremos presionar tanto para mover la caja. Esto se debe a que es más probable que el coeficiente de fricción entre nuestra caja y el piso sea significativamente menor que 1. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, Luego podemos aplicar menos fuerza al costado de la caja para superar la resistencia a la fricción..

Nuestra definición final del coeficiente de fricción podría ser algo como esto: El coeficiente de fricción es el valor que define cuánto del peso total contribuyente se traduce en la fuerza de fricción que evita que un cuerpo se deslice sobre otra superficie..

Considerando la fricción en el diseño

Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, un muro de contención en voladizo, debemos considerar tres fuerzas principales que interactuarán entre sí para equilibrar las fuerzas de deslizamiento. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, Resistencia a la fricción, y presión de tierra activa.

En el diagrama de arriba, debemos asegurarnos de que [Fuerzas pasivas + Fuerza de fricción > Fuerzas activas] para asegurar que no ocurra deslizamiento. Podemos calcular el peso total como el peso del suelo y el agua sobre la base y, el peso propio de la pared. Entonces debemos elegir un coeficiente de fricción apropiado, para finalizar la fuerza de fricción final.

En teoria, Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción 0 a 1 sin embargo, en diseño, Es típico que el coeficiente de fricción se tome como 0.5. Esto podría incrementarse hasta 2/3 cuales (en la mayoría de los casos) Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción. El valor más preciso se puede obtener realizando algunas pruebas rápidas del suelo en el sitio..

Otra forma comúnmente aceptada de determinar el coeficiente de fricción es sustituir el ángulo de fricción interno de un suelo en la siguiente ecuación:

Dónde:

μ = coeficiente de fricción

φ = Ángulo de fricción interno

Algunos valores comunes para el ángulo interno de fricción de varios suelos incluyen 30-40 (arena), 35 (grava), 34 (limo) y, 20 (arcilla). Graficando estos valores obtenemos el siguiente cuadro.

 

Resumen

Revisamos nuestra definición de fricción para reconocer que normalmente nos ocupamos de la fricción estática en el diseño de muros de contención.. Quizás recuerdes de tus lecciones de física de la escuela que hay dos clases de fricción, luego echamos un vistazo a la ecuación para calcular la fuerza de fricción. luego echamos un vistazo a la ecuación para calcular la fuerza de fricción.

Luego consideramos cómo ocurre este fenómeno en Muros de contención y qué significa para nosotros como diseñadores.. Luego terminamos observando los valores comúnmente aceptados para usar para el coeficiente de fricción en el diseño del muro de contención y una ecuación fácil que nos permite aproximar el coeficiente de fricción dado el ángulo interno de fricción para un suelo..

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Gerente de API de Steve Richardson - Australia / Nueva Zelanda
Steve Richardson
Administrador de API - Australia / Nueva Zelanda
BEng (Civil)
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