28 Comments4.9 TERREMOTOS :
Los terremotos comunican aceleraciones de las presas que pueden aumentar las presiones del agua y de limo sobre ellas, y los esfuerzos dentro de las mismas presas.
Debe dejarse algún margen para las cargas producidas por los terremotos en el proyecto de las presas de concreto del tipo de gravedad que se van a construir en zonas sísmicas. Además del aumento de las cargas del agua y de los azolves , el efecto de los terremotos de la carga muerta sobre la estructura que se debe de tomar en cuenta.
Se deben de tomar cargas tanto verticales como horizontales producidas por los temblores, en relación de que la estructura que de menos estable. Para la condición del vaso lleno esta será un choque sobre la cimentación en la dirección de aguas arriba y el choque de la cimentación hacia abajo.
El primero aumenta la carga hidráulica y produce un momento de volteo debido a la inercia del concreto. El segundo, en efecto , produce una disminución del peso del concreto y del agua arriba del paramento inclinado , reduciendo de esta manera la estabilidad de la estructura.
Con el objeto de determinar las fuerzas totales debidas a un terremoto , es necesario determinar su intensidad o aceleración , que generalmente se expresa con la relación a la aceleración debida a la gravedad. Las aceleraciones que razonablemente se pueden suponer en un emplazamiento de una presa se determinan en consideración la geología del emplazamiento, vecindad a fallas mayores , antecedentes de los terremotos en la región , y los registros sísmicos que se puedan disponer. En las zonas no tan sísmicas se puede, generalmente se usa una aceleración horizontal de 0.10 la de la gravedad y una vertical de 0.05.
Por medio del procedimiento analítico se ha demostrado que, debido a la resistencia interna del corte del limo, la aceleración de un temblor hasta de 0.30 de gravedad tiene una eficiencia en el limo igual a la mitad que en el agua. La resonancia en las presas bajas no es probable que ocurra durante las sacudidas de los terremotos por varias razones.
El periodo fundamental de vibración de una presa de concreto de una altura de 15 m, de sección triangular está entre 0.03 y 0.04 seg. Los periodos de vibración de las sacudidas fuertes de la tierra determinada, quedan entre 0.2 y 1 seg. por lo tanto , no se producirá ninguna resonancia importante entre la presa y la sacudida del suelo.
Además , los terremotos se tratan de analítica y experimentalmente como movimientos armónicos , pero los movimientos del terreno registrados en la zona destructiva de un temblor no parecen ser armónicos.
4.10 TERREMOTOS OSCILATORIOS :
El efecto de la inercia en el concreto debe de aplicarse en el centro de gravedad de la masa , sin tomar en cuenta la forma de la sección transversal. En las presas con paramentos verticales o inclinados , el aumento a la presión del agua a cualquier elevación debida a un temblor oscilatorio. Se muestra en la siguiente ecuación :
donde:
C = Coeficiente adimensional que da la distribución de las presiones
l = La intensidad del terreno.
l = aceleración del terreno / aceleración de la gravedad
w = Peso unitario del agua.
h = Profundidad total del vaso en la sección que se estudia.
y = Distancia vertical de la superficie del vaso a la elevación de cortina
Cm = Valor máximo de C para la constante dada. Fig. IV.3.
En las presas que tienen taludes compuestos , verticales e inclinados, el procedimiento que se usa está gobernado por la relación de la altura de la proporción vertical de la altura total de la presa , como sigue :
1 . - Si la altura de la porción vertical del paramento de aguas arriba de la presa es igual o mayor a la mitad de la altura total de presa , considérese como si fuera toda vertical.
2. - Si la altura de la porción vertical del paramento de aguas arriba es menor que la mitad de la altura total de la presa, úsense las presiones correspondientes a una línea inclinada que al punto de intersección del paramento de aguas arriba de la presa y la superficie del vaso del punto de intersección del paramento de aguas arriba de la presa y la cimentación.
4.11 TERREMOTOS TREPIDATORIOS :
En los paramentos inclinados de las presas , el peso del agua arriba del talud debe modificarse con el factor de aceleración correspondiente al igual que el peso del concreto.
4.12 PESO DE LA ESTRUCTURA :
Incluye el peso del concreto más el de los accesorios como compuertas y puentes. Sin embargo, en la mayor parte de las presas bajas solamente la carga muerta debida al peso del concreto es la que se usa en el análisis. El peso unitario del concreto se toma ordinariamente como 150 Kg/cm2 . El peso actúa verticalmente en el centro de gravedad de la sección transversal.
4.13 RELACIÓN DEL CIMIENTO :
En condiciones de estabilidad resultante de las cargas verticales y horizontales sobre la presa estará equilibrada por una fuerza igual y opuesta que constituye la relación de la cimentación.
