Una norma de diseño aplica coeficientes parciales a los datos de entrada del análisis: las resistencias se dividen y las cargas y los pesos específicos se multiplican. El resultado se presenta como un factor de sobredimensionamiento, que debe superar 1, en lugar de como un factor de seguridad. OGR Slip2D ofrece cuatro ajustes predefinidos, que corresponden a los enfoques de proyecto del Eurocódigo 7 (DA1 con sus dos combinaciones, DA2 y DA3), y permite introducir coeficientes propios. El fundamento de los coeficientes está en la Sección 3.12.
2.11.1La página Design Standard#
Los coeficientes se definen en Analysis → Project Settings → Design Standard. En un proyecto nuevo, Apply partial factors está desactivado: aplicar coeficientes sin avisar cambiaría todos los factores de seguridad calculados hasta entonces, así que debe ser una decisión deliberada. Con la casilla marcada, Design standard ofrece None, Eurocode 7 — DA1 Combination 1, Eurocode 7 — DA1 Combination 2, Eurocode 7 — DA2, Eurocode 7 — DA3 y Custom. Al elegir una norma, sus coeficientes se cargan en las ocho casillas inferiores, que solo se pueden editar con Custom (de 0.1 a 10).
| Campo | Coeficiente | Aplicación |
|---|---|---|
| Permanent actions | γG | No se aplica en la versión 0.1.235 (Sección 2.11.5). |
| Variable actions | γQ | Multiplica la magnitud de todas las cargas distribuidas y lineales. |
| Cohesion | γc′ | Divide la cohesión efectiva y la ordenada en el origen de las envolventes de resistencia del desembalse rápido. |
| tan(friction angle) | γφ′ | Divide tan φ′, la tan φb de la resistencia no saturada y la pendiente de las envolventes del desembalse rápido. |
| Undrained strength cu | γcu | Divide la resistencia al corte sin drenaje. |
| Shear strength (other models) | γτ | Divide la resistencia al corte completa de los modelos que no son ni c′–φ′ ni sin drenaje. |
| Unit weight | γγ | Multiplica el peso específico y el peso específico saturado de cada material. |
| Resistance | γR;e | Divide las cuatro categorías de resistencia anteriores, es decir, todo el lado resistente. |
2.11.2Los ajustes predefinidos#
Los ajustes predefinidos siguen los enfoques de proyecto de la norma UNE-EN 1997-1, anexo A (CEN, 2004).
| Ajuste predefinido | γG | γQ | γc′ | γφ′ | γcu | γτ | γγ | γR;e |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 Combination 1 | 1.35 | 1.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| DA1 Combination 2 | 1.0 | 1.3 | 1.25 | 1.25 | 1.4 | 1.25 | 1.0 | 1.0 |
| DA2 | 1.35 | 1.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.1 |
| DA3 | 1.35 | 1.5 | 1.25 | 1.25 | 1.4 | 1.25 | 1.0 | 1.0 |
El coeficiente de Shear strength (other models) no procede de la norma UNE-EN 1997-1: los ajustes predefinidos lo igualan al γφ′ del mismo conjunto, de modo que una envolvente de resistencia que no se puede descomponer en c′ y tan φ′ se reduce igual que lo haría el propio factor de seguridad. Es una decisión del programa, y se puede cambiar con Custom.
2.11.3A qué se aplican los coeficientes y cómo#
Los coeficientes se aplican a una copia del proyecto al iniciar un análisis, de modo que el modelo no se modifica, y al desactivar la norma se recuperan los resultados sin coeficientes. Todos los análisis se calculan sobre esa copia: Compute, cada muestra de Compute Statistics, el Drawdown Level Sweep, Optimize Surfaces, el retroanálisis de la fuerza de los soportes y los factores de seguridad de las etapas del análisis transitorio.
Los coeficientes de los materiales dividen y los de las acciones multiplican, de modo que cada uno actúa en el sentido desfavorable. El coeficiente del ángulo de rozamiento se aplica a su tangente, como establece el Eurocódigo 7: con γφ′ = 1.25, un ángulo de rozamiento de 30° pasa a ser 24.79° y no 24°. Cada modelo de resistencia declara a cuál de las cuatro categorías pertenecen sus parámetros; si un modelo no declara ninguna, no se le aplican coeficientes y las notas del análisis lo mencionan. Las fuerzas de los soportes, los coeficientes sísmicos y las presiones intersticiales se usan tal como se introducen.
Como la copia con coeficientes es un proyecto como cualquier otro, los métodos de dovelas y las búsquedas trabajan sobre ella sin cambios; la norma solo determina los números que reciben. Las notas del análisis de un cálculo con coeficientes empiezan con la línea Design standard applied: … — the reported value is an over-design factor, not a factor of safety, and must exceed 1 (norma de diseño aplicada: el valor indicado es un factor de sobredimensionamiento, no un factor de seguridad, y debe superar 1), y a continuación indican lo que la norma pedía y no se aplicó.
Código: ogr_core/project/design_factors.py · ogr_core/project/settings.py2.11.4Interpretación del factor de sobredimensionamiento#
Cuando se aplica una norma, la barra de estado, el panel Results y la ventana Interpret rotulan el valor crítico como Over-design factor en lugar de factor de seguridad. Se calcula del mismo modo que un factor de seguridad, pero sobre el modelo con los coeficientes aplicados, así que responde a otra pregunta: un valor superior a 1 significa que el talud cumple el estado límite con los coeficientes parciales elegidos (Frank et al., 2004).
Si los cuatro coeficientes de resistencia son iguales a un mismo valor γ, el coeficiente de resistencia es 1 y no se aplica ningún coeficiente a las cargas ni a los pesos específicos, la resistencia se divide por γ para cualquier tensión normal y el factor de sobredimensionamiento es el factor de seguridad dividido por γ, con todos los métodos:
DA1 Combination 2, en un talud de materiales c′–φ′ sin cargas exteriores, es ese caso, con γ = 1.25: un talud con factor de seguridad 1.30 tiene un factor de sobredimensionamiento de 1.04.
Con Apply partial factors marcada y todos los coeficientes en 1.0 (la norma None, por ejemplo), no cambia nada, pero el valor se sigue rotulando como factor de sobredimensionamiento; las notas del análisis indican que no se ha aplicado ningún coeficiente. Además, en la versión 0.1.235 el informe en PDF de File → Generate Report… no registra la norma: su tabla de mínimos globales rotula el valor como Factor of Safety (FS) incluso cuando es un factor de sobredimensionamiento. Indica tú mismo la norma en el informe.
2.11.5Limitaciones de la versión 0.1.235#
El programa las declara y no las ha corregido en esta versión:
- No se aplica el coeficiente de las acciones permanentes γG. El peso del suelo y las cargas permanentes no llevan coeficiente de acciones, y toda carga distribuida o lineal recibe el de las acciones variables, γQ. Las notas del análisis lo señalan siempre que γG es distinto de 1. Por eso, en un modelo sin cargas exteriores, DA1 Combination 1 no cambia nada (el factor de sobredimensionamiento es igual al factor de seguridad) y DA2 solo divide las resistencias por γR;e = 1.1.
- DA3 usa los coeficientes de acciones del conjunto A1 (1.35 y 1.5), mientras que la norma UNE-EN 1997-1 aplica a las acciones sobre un talud los del conjunto A2 (1.0 y 1.3). Unido a lo anterior, DA3 multiplica toda carga por 1.5 en lugar de por 1.3. Con Custom se puede introducir el valor A2 para las acciones variables.