0002 B1 T3 P2 Gravitatorias

MÁSTER de

ESTRUCTURAS de EDIFICACIÓN con

CYPE

B1 Bases de proyecto T3

Acciones sobre los edificios

P2

Gravitatorias

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MÁSTER DE ESTRUCTURAS DE EDIFICACIÓN CON CYPE B1 Bases de proy ecto T3 Acciones en los edificios P2 Gravitatorias

ÍNDICE DE CONTENIDOS 1. Acciones gravitatorias....................................................................................................... 3 1. Acciones permanentes o cargas muertas........................................................................ 4 1.1. Pesos específicos de los materiales .......................................................................... 4 1.2. Cerramien Cerramientos tos .................. .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................... 7 1.3. Instal Instalacio aciones nes................ .................................. .................................... .................................... .................................... .................................... ...................... .... 8 1.4. Acciones del terreno .................................................................................................. 8 2. Sobrecarg Sobr ecarga a de us o o carg a viva vi va .................... ...................................... ..................................... ..................................... .............................. ............ 9 2.1. Sobrecarga de uso en el CTE DB-SE-AE ................................................................ 10 2.2. Cargas vivas en ASCE-7 y normas americanas ...................................................... 15 2.3. Sobrecarga de aparcamientos ................................................................................. 17 2.4. Categorías de uso ................................................................................................... 23 3. Tabiquería.................... Tabiq uería...................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ............................. ........... 24 3.1. CTE DB-SE-AE (España) ........................................................................................ 25 3.2. ASCE-7 ASCE-7 ................ .................................. .................................... .................................... .................................... .................................... ........................... ......... 27 4. Nieve .................................. ..................................................... .................................... ................................... .................................... .................................... ....................... ..... 31 4.1. DB-SE-AE DB-SE-AE .................. .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ..................... ... 31 4.2. ASCE-7 ASCE-7 ................ .................................. .................................... .................................... .................................... .................................... ........................... ......... 31

© Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita. (Rev.0)


ÍNDICE DE CONTENIDOS 1. Acciones gravitatorias....................................................................................................... 3 1. Acciones permanentes o cargas muertas........................................................................ 4 1.1. Pesos específicos de los materiales .......................................................................... 4 1.2. Cerramien Cerramientos tos .................. .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................... 7 1.3. Instal Instalacio aciones nes................ .................................. .................................... .................................... .................................... .................................... ...................... .... 8 1.4. Acciones del terreno .................................................................................................. 8 2. Sobrecarg Sobr ecarga a de us o o carg a viva vi va .................... ...................................... ..................................... ..................................... .............................. ............ 9 2.1. Sobrecarga de uso en el CTE DB-SE-AE ................................................................ 10 2.2. Cargas vivas en ASCE-7 y normas americanas ...................................................... 15 2.3. Sobrecarga de aparcamientos ................................................................................. 17 2.4. Categorías de uso ................................................................................................... 23 3. Tabiquería.................... Tabiq uería...................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ............................. ........... 24 3.1. CTE DB-SE-AE (España) ........................................................................................ 25 3.2. ASCE-7 ASCE-7 ................ .................................. .................................... .................................... .................................... .................................... ........................... ......... 27 4. Nieve .................................. ..................................................... .................................... ................................... .................................... .................................... ....................... ..... 31 4.1. DB-SE-AE DB-SE-AE .................. .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ..................... ... 31 4.2. ASCE-7 ASCE-7 ................ .................................. .................................... .................................... .................................... .................................... ........................... ......... 31


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1. Accion Acc iones es gravitatorias Las acciones gravitatorias son aquellas que se deben al peso todo aquello que puede estar sobre la estructura. En cualquier estructura actúa, al menos, el peso de la propia estructura. En el caso de edificaciones, siempre hay otros elementos constructivos: paredes, solados, techos, etc. que actúan de manera permanente. Algunos de estos elementos pueden cambiar a lo largo de la vida del edificio. Es especialmente frecuente, por ejemplo, en el caso de la tabiquería, por lo que las normas adoptan diferentes simplificaciones para considerarla. Además, durante la vida del edificio el uso supone acciones que varían continuamente, tanto por la presencia de personas como de pequeños elementos, como el mobiliario, que pueden moverse a menudo. Estas acciones se llaman cargas vivas o sobrecargas de uso y, por su complejidad, están definidas explícitamente en las normas. Finalmente, la nieve, el granizo o incluso la lluvia, especialmente cuando se pueden producir acumulaciones, pesan y suponen una acción que en edificios pesados no es determinante, pero sí lo es en edificio con cubiertas ligeras, como naves industriales, polideportivos, etc.

Vídeo Ví deo 1.1 Acciones gravitatorias. Fuente fotog rafía rafía:: wikipedia


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1. Acciones permanentes o cargas muertas Para las acciones permanentes, se adopta como valor característico su valor medio obtenido a partir de las dimensiones nominales de los elementos y de los pesos específicos medios de los materiales.

1.1. Pesos específicos de los materiales La tabla C.1 del DB-SE-AE ofrece el peso específico aparente de diversos materiales de construcción utilizados habitualmente en las obras.

Figura 1.1 Conceptos básicos, cargas gravitatorias (tabla de cargas de materiales del CTE DBSE-AE)

El mismo DB contiene otras tablas con pesos de elementos constructivos, muy discutibles porque parten de configuraciones previstas de dichos elementos que pueden no ajustarse a la realidad del proyecto, por lo que no deben manejarse con cuidado.


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Las tablas de los comentarios del artículo C de ASCE-7 ofrecen cargas mínimas a considerar y pesos específicos de materiales.

Figur a 1.2 Fragmaneto de las tabl as de cargas y p esos de ASCE-7

No obstante, podemos utilizar igualmente las tablas de otras normas basadas en ASCE-7, más accesibles y con valores en S.I. En el fondo, las cosas pesan lo que pesan independientemente de la normativa. Por ejemplo, la tabla 3.1 de CIRSOC 101 ofrece pesos de materiales y de diversos elementos constructivos. Del mismo modo que en los casos anteriores, cuando se refiere a elementos parte necesariamente de una configuración tipo que se puede adaptar o no a nuestro proyecto.

Figur a 1.3 Fragmento de la t abla 3.1 de CIRSOC 101


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En la misma línea, la tabla B.3.2-1 de NSR ofrece densidades de diversos materiales. Las tablas del artículo B.3.4 ofrecen cargas de diversos elementos constructivos. Finalmente, la tabla 3.4.3-1 propone unos valores medios para edificaciones normales con alturas entre pisos de menos de 3 m.

Figura 1.4 Valores simp lific ados de l a carga muerta según NSR-10

En algunos casos, un fabricante sí puede dar el peso de su producto, en otros casos ni siquiera eso porque puede depender de la puesta en obra. Pero las normativas tienen que manejar un abanico más amplio de eventuales soluciones. Consultando diferentes tablas podemos ver que los valores son muy similares, con ligeras oscilaciones porque los materiales pueden variar ligeramente, especialmente los formados por mezclas, como los morteros. Ahora bien, debemos usar siempre tablas de estructuras y evitar especialmente aquellas pensadas para el aislamiento acústico. En general las tablas tienen de las normas a ser conservadoras, en estructuras eso significa tomar valores altos de los pesos, en aislamiento acústico eso significa tomar valores bajos de las masas, por lo tanto las tablas pensadas para calcular aislamiento acústico tienden a subestimar el peso de los elementos. En consecuencia, documentos como el Catálogo de elementos constructivos del CTE no se deben usar para la estimación de cargas en estructuras.


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1.2. Cerramientos Respecto al peso de las fachadas y elementos de compartimentación pesados, se asignará como carga –generalmente lineal- a aquellos elementos que vayan a soportarlos. En caso de continuidad con plantas inferiores debe tenerse en cuenta la posibilidad de transmisión de cargas a través de las fachadas o elementos de compartimentación. Las tabiquerías, por su singularidad, serán tratadas en un apartado específico.

Ejemplo Calculamos el peso de un cerramiento de 3 m de altura formado por 2 hojas de fábrica de ladrillo hueco doble colocado a media asta, con cámara de aire, aislamiento de lana de roca, enlucido interior 15 mm de mortero de yeso y enfoscado exterior 15 mm de mortero de cal.

Solución Despreciamos el peso del aire y de la lana de roca, insignificantes. Para los morteros tomamos el valor más alto. Para obtener el peso superficial de cada capa multiplicamos cada espesor por su densidad Cada hoja de ladrillo: 0,115×12=1,38 kN/m² Mortero de yeso: 0,015×28=0,42 kN/m² Mortero de cal: 0,015×18=0,27 kN/m²

Por tanto el peso superficial del cerramiento es 2×1,38+0,42+0,27=3,45 kN/m² Para 3 m de altura el peso lineal del cerramiento es 3,00×3,45=10,35 kN/m


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1.3. Instalaciones El valor característico del peso propio de los equipos e instalaciones fijas (calderas colectivas, transformadores, aparatos de elevación o torres de refrigeración) debe definirse de acuerdo con los valores aportados por los suministradores.

1.4. Acciones del terreno Las acciones derivadas del empuje del terreno, tanto las procedentes de su peso como de otras acciones que actúan sobre él, o las acciones debidas a sus desplazamientos y deformaciones, se evalúan y tratan según establece el DB-SE-C.


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2. Sobrecarga de uso o carga viva Se entiende como sobrecarga de uso o carga viva el peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio por razón de su uso. En general las normas asignan a cada uso una carga uniforme en toda la superficie de la planta. Para evitar situaciones peligrosas en puntos concretos las normas actuales exigen también la consideración de una carga concentrada -no simultánea con la uniforme- que se puede situar en cualquier punto de la planta. Esta carga concentrada es irrelevante en usos normales con los habituales forjados de hormigón; sí puede ser relevante sobre forjados de madera o cubiertas metálicas, en los que es preciso verificar que cualquier elemento soporta la carga puntual de una persona. No obstante, debemos tener presente que la sobrecarga uniforme no es más que un artificio para considerar la envolvente de las múltiples situaciones que se pueden producir y difícilmente corresponderá a una situación real. Por otra parte, las sobrecargas de uso no son estáticas, sino dinámicas, actúan dinámicamente sobre la estructura. Sin embargo, manejar acciones dinámicas es muy complejo, por lo que se reducen a fuerzas estáticas equivalentes. Las cargas que introducimos en el cálculo son estáticas, pero representan un fenómeno dinámico.

Lectura complementaria

Documento 2.1 Evaluación d e sobrecargas de uso d e vivienda en estructur as de edificación. Autor: Juan Roldán Ruiz. UPV, 2002


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2.1. Sobrecarga de uso en el CTE DB-SE-AE En general, los efectos de la sobrecarga de uso pueden simularse por la aplicación de una sobrecarga uniformemente distribuida en toda la superficie que, de acuerdo con el uso de cada zona del edificio, se adoptarán como valores característicos los de la tabla. Dichos valores incluyen tanto los efectos derivados del uso normal, como las derivadas de la utilización poco habitual, como acumulación de personas o de mobiliario con ocasión de un traslado. Para comprobaciones locales de capacidad portante debe considerase una carga concentrada actuando en cualquier punto de la zona. Según sea el uso de la planta considerada, la carga se aplicará de modo distinto: •

de forma independiente y no simultánea con ella en el resto de los casos, donde la

superficie de aplicación es de 5 × 5 cm 2. •

actuando simultáneamente con la sobrecarga uniformemente distribuida en las zonas de

uso de tráfico y aparcamiento de vehículos ligeros, que se considera aplicada sobre una superficie de 20 cm × 20 cm.

Figura 2.1 . Valores c aracterístico s de las so brecargas de uso.


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En zonas de acceso y evacuación (portales, mesetas y escaleras) de las zonas residenciales y administrativas se incrementará el valor correspondiente a la zona servida en 1 kN/m 2. Para comprobaciones locales de balcones volados de toda clase de edificios se calcularán con la sobrecarga de uso correspondiente a la categoría de uso con la que se comunique, más una sobrecarga lineal actuando en sus bordes de 2 kN/m. En porches, aceras y espacios de tránsito, situados sobre un elemento portante o sobre un terreno que provoca empujes sobre otros elementos estructurales, se considerará una sobrecarga de uso de 1 kN/m 2 si se trata de espacios privados y de 3 kN/m 2 si son de acceso público. No será necesario considerar alternancia de carga, salvo en el caso de elementos críticos, como vuelos, o en zonas de aglomeración.

Acciones sobre barandillas y element os di visor ios La estructura propia de las barandillas, petos, antepechos o quitamiedos de terrazas, miradores, balcones o escaleras debe resistir una fuerza horizontal uniformemente distribuida, cuyo valor característico se indica en la tabla 3.3 del DB-SE-AE. La fuerza se considera aplicada a 1,20 m o sobre el borde del elemento superior, si éste está situado a menos altura.

Figura 2.2 . Accion es sobre barandillas y ot ros elementos div isorio s, según el CTE.

Estas acciones son importantes para el dimensionamiento de estos elementos y sus anclajes a la estructuras, pero en el cálculo de la propia estructura son irrelevantes.

Zonas de almacén u otr as cargas sing ulares La sobrecarga de uso debida a equipos pesados o a la acumulación de materiales en bibliotecas, almacenes o industrias debe determinarse de acuerdo con los valores del suministrador o las exigencias de la propiedad, ya que el Documento Básico correspondiente a las Acciones en la Edificación (DB-AE) no contempla este tipo de sobrecarga de uso. Debe igualmente informarse al usuario final. En este sentido, e l artículo 2.1.3.4 del DB-SE indica En el pliego se exigirá, cuando sea oportuno o cuando esté reglamentado, la colocación en el lugar de la obra que especifique, de una placa con el valor máximo de la sobrecarga admisible para el uso de esa zona del edificio. Más concretamente, el artículo 3.1.1.5 del DB-SE-AE indica Para las zonas de almacén o biblioteca, se consignará en la memoria del proyecto y en las instrucciones de uso y mantenimiento el valor de sobrecarga media, y en su caso, distribución de carga, para la que se ha calculado la zona, debiendo figurar en obra una placa con dicho valor © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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Reducci ón de sobr ecargas La probabilidad de que se produzca la totalidad de la sobrecarga prevista en zonas muy amplias es menor que en pequeñas zonas. Se puede considerar una reducción por concurrencia de sobrecargas para todos los usos, excepto en cubiertas y zonas de tráfico y aparcamiento. Para ello, podrá multiplicarse la suma de las sobrecargas de una misma categoría de uso que actúen sobre un elemento estructural por el coeficiente correspondiente que aparece en la tabla 3.2. En elementos estructurales horizontales, la suma de sobrecargas de una misma categoría de uso puede reducirse en función de la superficie tributaria, tal y como indica la tabla 3.2. Los elementos estructurales verticales (pilares, columnas y muros) se pueden reducir en función del número de plantas que soporten. Los coeficientes de reducción podrán aplicarse simultáneamente en un elemento vertical cuando las plantas situadas por encima de el estén destinadas al mismo uso y siempre que correspondan a diferentes usuarios.

Figura 2.3 . Coeficientes d e reducción de sobrecargas según el CTE

La reducción afecta a aquellos elementos que reciben carga de toda la zona afectada. En la obra de la figura, una vigueta recoge la carga de una superficie de 0,70×5,00=3,50 m², (azul), no tiene sentido reducción alguna. Una viga recoge la carga de una superficie de 25 m² (verde) ya podemos aplicar un 0,9. Otra viga recoge la carga de una superficie de 32 m² (roja), podríamos bajar un poco el coeficiente, interpolando entre 0,9 y 0,8, hasta 0,87.

Figura 2.4 Superficies tri butarias

Hacer esto supone calcular cada elemento con cargas diferentes. Calculando elemento a elemento es lioso, pero calcular un modelo global aplicando estas consideraciones es prácticamente inabordable. © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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Por otra parte, puede ser difícil definir las áreas tributarias. En el caso anterior parece más o menos claro, aunque sería muy discutible la posición en las viguetas, porque por efecto de la hiperestaticidad el pórtico central recoge más de la mitad de la carga del vano, de modo que podríamos aumentar el área tributaria del pórtico central en detrimento de los pórticos extremos.

Figura 2.5 Superfici e tributaria de cada pórtico c onsid erando la hiperestacidad del forjado

Si en lugar de viguetas tenemos, por ejemplo, losas macizas, el reparto se complica aún más. Tenemos ya estas incertidumbres en un caso muy sencillo, pero pocas obras son tan regulares, aparecerán huecos, tramos oblicuos, etc. que hacen que el concepto de área tributaria sea una quimera.

Figura 2.6 Planta de edific io ir regular en Ponteareas. Arqui tecto: ClementeSequeiros

Por otra parte, el código permite también una reducción por repetición de plantas. En una obra real, la cosa se complica porque las plantas pueden tener diferentes usos y no es inmediato definir que parte de cada uso baja por cada soporte. Por todas las razones anteriores, Cypecad no aplica reducción de sobrecargas automáticamente. Se podría hacer manualmente, recalculando la obra con las sobrecargas reducidas y tomando de cada cálculo los elementos que nos interesan. Sin embargo, la reducción en general es muy pequeña para el esfuerzo que supone.


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Ejemplo Utilizando el DB-SE-AE, calculamos la sobrecarga de uso para una losa maciza en un garaje.

Solución Según el DB-SE-AE, para un tipo de uso de categoría E, Zona de tráfico y de aparcamiento para vehículos ligeros (peso total < 30 kN), deberán considerarse las siguientes sobrecargas:

Figura 2.7 Sobrecarga de uso p ara Zonas de tráfico y aparcamiento para vehículos lig eros

El CTE considera que los valores indicados son suficientes como para no ser necesario aplicar alternancia de cargas. No podrá realizarse ningún tipo de reducción de sobrecargas, ya que se trata de una categoría de uso tipo E. Al ser una zona de uso de tráfico y aparcamiento de vehículos ligeros deberá considerarse la carga concentrada de forma simultánea con la uniformemente repartida. Según la nota aclaratoria (1), sobre la carga concentrada a aplicar en las zonas de categoría de uso tipo E, en forjados bidireccionales podrá sustituirse la carga concentrada a aplicar por una uniformemente repartida de 2 kN/m 2, de forma que la sobrecarga de uso a considerar en este caso sería Sobrecarga de uso = carga uniforme + carga concentrada sustituida = 2 + 2 = 4 kN/m 2 Una posibilidad que se plantea con el CTE es la de realizar 2 cálculos: para el dimensionamiento de los forjados, usar la carga distribuida de 2 kN/m² y •

concentrada de 20 kN o bien, alternativamente, la distribuida de 2+2=4 kN/m² sin añadir simultáneamente la carga concentrada (que debe comprobarse por separado) •

para el dimensionamiento de los soportes y la cimentación, usar la carga distribuida de

2+1=3 kN/m2. Esta última apreciación puede ser relevante en el caso que realicemos un edificio con varias plantas dedicadas a uso aparcamiento, pero en casos normales su incidencia es escasa y la complejidad de su consideración resulta excesiva.


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2.2. Cargas vivas en ASCE-7 y normas americanas Las normas de la mayoría de los países americanos utilizan ASCE-7 como referencia. La tabla 4.1 de ASCE-7 es muy exhaustiva, contempla muchos usos posibles con muchos matices.

Figura 2.8 Tabla 4.1 de ASCE-7

Dado que ASCE-7 sólo está disponible –y no libremente- en inglés, podemos apoyarnos en normas de otros países mucho más accesibles cuyos valores no serán muy diferentes. Por ejemplo, la tabla 4.1 de CIRSOC 101 (Argentina) ofrece también un listado muy exhaustivo de valores. La tabla 1 de la parte 3 del NEC-10 (Ecuador) ofrece un listado algo menos prolijo. La tabla 1 de la norma E.020 (Perú) ofrece valores similares.


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La tabla B.4.2.1-1 de NSR-10 ofrece un listado muy más sencillo y manejable para usos habituales.

Reunión

Oficinas

Educativos

Fábricas Institucional Comercio Residencial Almacenamiento Garajes Coliseos y Estadios

Ocupación o uso Carga uniforme (kN/m²) Balcones 5 Corredores y escaleras 5 Silletería fija (fijada al piso) 3 Gimnasios 5 Vestíbulos 5 Silletería móvil 5 reas recreativas 5 Plataformas 5 Escenarios 7.5 Corredores y escaleras 3 Oficinas 2 Restaurantes 5 Salones de clase 2 Corredores y escaleras 5 Bibliotecas Salones de lectura 2 Estanterías 7 Industrias livianas 5 Industrias pesadas 10 Cuartos de cirugía, laboratorios 4 Cuartos privados 2 Corredores y escaleras 5 Minorista 5 Mayorista 6 Balcones 5 Cuartos privados y sus corredores 1.8 Escaleras 3 Liviano 6 Pesado 12 Garajes para automóviles de pasajeros 2.5 Garajes para vehículos de carga de hasta 5 2000 kg de capacidad Graderías 5 Escaleras 5 Figura 2.9 Tabla B.4.2.1-1 de NSR-10

La tabla B.4.2.1-2 se refiere a cubiertas. Resumidamente, para cubiertas transitables exige la misma carga que para el resto de la edificación –si es de acceso libre- o para el espacio desde el que se accede –si es de acceso privado-, 1,80 kN/m² si es de acceso restringido para mantenimiento y hasta 5,00 kN/m² en el caso de cubiertas para jardines o reuniones. En cubiertas inclinadas con estructura metálica o de madera la carga baja a 0,50 kN/m² para pendientes inferiores a 15º y a 0,35 para pendientes superiores.


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2.3. Sobrecarga de aparcamientos En rigor, la carga de tráfico es una carga dinámica y móvil, por lo que su modelado resulta complejo. La primera simplificación es reducirla a una carga equivalente estática, aunque móvil, es decir, puede actuar en varios puntos pero no se considera explícitamente el efecto dinámico del movimiento, ya que lo que hacemos es un cálculo estático. Por ejemplo, en ingeniería civil, para carreteras y puentes, se utiliza el llamado tren de carreteras, que son varias sobrecargas móviles que simulan el peso de un camión en cualquier posición.

Figura 2.10 Cargas de t ráfico según la IAP-2011

Sin embargo, un garaje de un edificio poco tiene que ver con un puente. Por un lado, por el tipo de vehículos, turismos o furgonetas, las cargas son menores. Por otro lado, la casuística es más compleja, hay varias plantas, con losas y vigas que no siempre están en una o dos direcciones, con huecos y muchas otras irregularidades. Introducir ahí cargas puntuales en todas las posiciones posibles es una tarea inabordable. Las normas más recientes suelen contemplar la posibilidad de usar cargas concentradas, pero en general simplifican las cargas de los aparcamientos de turismos, es decir, los habituales en los edificios, a cargas equivalentes estáticas y uniformes. En la práctica suele ser suficiente con aplicar esta carga uniforme. Además, suelen exigir la comprobación de una carga concentrada no simultánea, para verificar la resistencia a punzonado del suelo; en estructuras de hormigón o concreto no suele presentarse problema por esta causa. En cualquier caso, se trata de una comprobación local al margen del análisis global de la estructura. Los valores de las cargas exigidas varían en cada normativa, por lo que realizaremos un recorrido por muchas de ellas.


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CTE DB-SE-AE En el DB-SE-AE vemos que de alguna manera los redactores trataron de trasladar la filosofía de las cargas concentradas móviles al proponer en la tabla 3.1 una carga uniforme de 2 kN y, simultáneamente, 2 cargas concentradas de 10 kN.

Figur a 2.11 Carga de aparcami ento en el CTE DB-SE-AE

(1) Deben descomponerse en dos cargas concentradas de 10 kN separadas entre si 1,8 m. Alternativamente dichas cargas se podrán sustituir por una sobrecarga uniformemente distribuida en la totalidad de la zona de 3,0 kN/m² para el cálculo de elementos secundarios, como nervios o viguetas, doblemente apoyados, de 2,0 kN/m² para el de losas, forjados reticulados o nervios de forjados continuos, y de 1,0 kN/m² para el de elementos primarios como vigas, ábacos de soportes, soportes o zapatas. La nota (1), además de aclarar cómo se aplican las cargas concentradas, recupera la clásica carga uniforme, complicando un poco el tema con varios casos según el elemento que vayamos a calcular. Si suponemos una losa con luces muy pequeñas, la carga repartida en un vano puede ser menor que la que le correspondería utilizando cargas puntuales. Si las luces son grandes, la carga repartida en un vano será mayor que la puntual, ya que la carga repartida que hay sobre un vano depende del tamaño del vano y la puntual no. Por ejemplo, una carga puntual de 20 kN/m² en un paño de menos de 10 kN/m² dará una carga total menor que los 2 kN/m² de la carga repartida.


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ASCE-7-10 Para el caso de aparcamientos convencionales para automóviles que no llevan más de 9 pasajeros ASCE-7-10 indica en la tabla 4.1 y las notas al pie que los garajes se deben diseñar para1,92 kN/m² de sobrecarga uniformemente distribuida o para una carga concentrada de13,35 kN actuando sobre una superficie equivalente a un cuadrado de 11,4 mm de lado.

Figur a 2.12 Carga de aparcami ento en ASCE-7

En el caso de camiones o buses se remite a las normas de puentes.

NEC-2011 (Ecuador) Las exigencias son casi iguales a las de ASCE-7. Los pisos de estacionamientos o partes de los edificios utilizados para almacenamiento de vehículos, serán diseñados para las cargas vivas uniformemente distribuidas de la tabla o para un carga concentrada de 13,4 kN actuando en una superficie de 100 mm por 100 mm. En el caso de losas sobre el suelo, 10 kN por rueda.

Los estacionamientos para camiones y buses serán diseñados por algún método recomendado por AASHTO, MTOP, etc. que contenga las especificaciones para cargas de camiones y buses.


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CIRSOC-101 (Argentina) Sigue igualmente la línea de ASCE-7. Para el caso de aparcamientos convencionales para automóviles que no llevan más de 9 pasajeros CIRSOC 101 indica en el artículo 4.10. Sobrecargas para locales destinados a cocheras de automóviles que los pisos de garajes o sectores de edificios usados para almacenar vehículos se deben diseñar para 2,50 kN/m² de sobrecarga uniformemente distribuida o para una carga concentrada de 9 kN actuando sobre una superficie equivalente a un cuadrado de 11,4 mm de lado, lo que resulte más desfavorable.

NSE 2-2010 (Guatemala) Propone dos situaciones no simultáneas, de las que se debe usar la más crítica. •

•

una carga uniforme según la tabla

Un par de cargas puntuales, separadas 1,50 m, cada una del 40% del peso del vehículo más pesado que esté proyectado a utilizar el área. En estacionamientos exclusivos para automóviles las cargas concentradas serán de 9 kN cada una.

Resulta llamativo que considera una carga mayor en corredores, zonas de reparaciones y, sobre todo, en rampas.

CHC-2000 (Honduras) Propone tres situaciones no simultáneas, de las que se debe usar la más crítica. Una carga uniforme de 2,50 kN/m² para automóviles privados y 5,00 kN/m² en general Un par de cargas puntuales, separadas 1,50 m, cada una del 40% del peso del vehículo más pesado que esté proyectado a utilizar el área. Una carga puntual de 10 kN en un cuadrado de 50 cm de lado.

• •

•


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COVENIN-2002-88 (Venezuela) Para vehículos de hasta 6 ocupantes, carga uniforme de 2,50 kN/m² y carga concentrada de 9,00 kN sobre un cuadrado de 15 cm de lado para verificar el punzonado. Para autobuses o camiones, carga uniforme de 10,00 kN/m². El punzonado se verificará con la carga máxima por rueda.

NSR-10 (Colombia) La NSR-10 propone una carga uniforme de 2,50 kN/m² para automóviles de pasajeros y de 5,00 kN/m² para vehículos de hasta 2000 kg de capacidad.

NCh 1537 (Chile) Propone una carga de 5 kN/m², sin más.

NBDS-2006 (Bolivia) Propone una carga de 3 kN/m² para vehículos ligeros y de 8 kN/m² para vehículos pesados.

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CSCR-2010 (Costa Rica) Propone una carga de 3 kN/m² para automóviles.

Perú Para vehículos de pasajeros propone una carga repartida de 2,50 kN/m². No menciona cargas puntuales específicas.


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Para camiones remite a los requisitos aplicables a puentes carreteros.


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2.4. Categorías de uso La sobrecarga de uso/carga viva no sólo se caracteriza por su valor, sino por su continuidad en el tiempo. La probabilidad de que dicha carga se produzca simultáneamente con otra acción variable depende de dicha continuidad. Por ello se definen las categorías de uso, cuyo efecto se limita a las combinaciones de acciones. Dependiendo de la categoría de uso, las sobrecargas o cargas vivas se combinarán de una manera o de otra. Con normativa americana, por defecto Cypecad tiene activada únicamente la categoría de uso General. Para activar otras categorías entramos en el menú Obra-Datos generales y seguimos la ruta de la figura.

Figur a 2.13 Categor ías de uso con ASCE-7

Si trabajamos con el CTE, las categorías son las definidas en la tabla 3.1 del DB-SE-AE. Por defecto Cypecad tiene activada únicamente la categoría de uso A zonas residenciales. Para activar otras categorías entramos en el menú Obra-Datos generales y seguimos la ruta de la figura.

Figura 2.14 Categorías de uso con CTE


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3. Tabiquería En rigor, la tabiquería no es un tipo de carga diferente de la carga viva o la carga muerta. Ocurre que las diferentes normas la tratan de manera diferente: algunas la incluyen como carga muerta, otras como carga viva. A priori, la tabiquería es una carga muerta, el peso propio de un elemento constructivo, y por lo tanto una acción permanente y fija. Sin embargo, en muchos edificios es posible que se produzcan modificaciones a lo largo de la vida útil del edificio. Para considerar esta posibilidad, muchas admiten la posibilidad asimilar la carga de tabiquería a una carga uniformemente repartida, siempre que los tabiques no sean muy pesados. Las limitaciones a esta asimilación y la manera de definir esta carga varían con cada norma. En el caso de particiones pesadas, se deben incluir siempre como cargas muertas lineales. Antes de entrar en la normativa, resulta muy ilustrativo el artículo Estimación de la sobrecarga de tabiquería en estructuras de edificación residencial , escrito por Emilio Martín y Francisco Javier Estévez Cimadevila, ambos profesores de la ETSAC.

Documento 3.1 Estim ación de la sob recarga de tabiquería

Aunque interesa por sus apreciaciones más allá de la normativa, es conveniente aclarar que está escrito cuando en España estaba vigente la NBE-AE-88, ya sustituida por el DB-SE-AE del CTE.


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3.1. CTE DB-SE-AE (España) El DB-SE-AE no sigue la línea de ASCE-7, sino que está basado en el Eurocódigo 1. Admite que, en viviendas, basta considerar como acción permanente debida a la tabiquería una carga uniforme de 1,00 kN/m². En otras tipologías, en el caso de tabiques ordinarios cuyo peso por metro cuadrado de alzado no sea superior a 1,20 kN/m 2 y cuya distribución en planta sea sensiblemente homogénea, su peso propio podrá asimilarse a una carga equivalente uniformemente distribuida. Como valor de dicha carga equivalente se podrá adoptar el valor del peso por metro cuadrado de alzado multiplicado por la razón entre la superficie de tabiquería y la de la planta considerada. En el caso de tabiquería más pesada, ésta podrá asimilarse al mismo valor de carga equivalente uniforme citada más un incremento local, de valor igual al exceso de peso del tabique respecto a 1,20 kN/m². El límite de 1,20 kN/m² es muy restrictivo. Suponiendo un tabique guarnecido por ambas caras, el peso de los guarnecidos sería de 0,30 KN/m². Una fábrica de 7,50 cm pesa, según la tabla C.1, 0,075×12=90 KN/m². Con guarnecido a ambas caras tendríamos ya un peso de 1,20 KN/m², es decir, al límite de lo que puede considerarse carga repartida.


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Ejemplo Calculamos la carga de tabiquería de las habitaciones de hotel de la figura aplicando los criterios del DB-SE-AE para tabiques de 0,80, 1,20 y 1,50 kN/m². La altura de los tabiques es 2,80 m.

Figura 3.1 Esquema de planta

Solución La superficie del área de suelo considerada es A s =7,20×8,35=60,12 m². Dado que la longitud de tabiques en esa área es 34,10 m y la altura es 2,80 m, tenemos una superficie de tabiques A t =34,10×2,80=95,48 m². La razón entre superficie de paredes y superficie de suelo es A t /A s =95,48/60,12=1,59.

Tabiques de peso superfi cial 0,80 kN/m

²

La carga de tabiquería es 80×1,59=1,27 kN/m², uniforme.


²

La carga de tabiquerías es 1,20×1,59=1,91 kN/m², también uniforme.


²

Ponemos una carga uniforme de 1,91 kN/m² y además añadimos como lineal la carga correspondiente a la diferencia: 1,50-1,20=0,30 kN/m². Con 2,80 m de altura, esto supone una carga lineal de 0,30×2,80=0,84 kN/m.


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3.2. ASCE-7 En el punto 3.1, al definir las cargas muertas, incluye los muros. Sin embargo, es en el Capítulo 4 Cargas Vigas donde define la sobrecarga de tabiquería, concretamente en el punto 4.3.2 Disposiciones para particiones . Indica que en edificios de oficinas u otros edificios donde las particiones puedan variar, debe estimarse el peso de las particiones. Desde la versión de 2005 se indica un peso mínimo de 0,72 kN/m², que según los comentarios de la propia ASCE7 corresponde aproximadamente a paredes de 1,20 kN/m (propio de paneles de oficinas) formando células de 3 m. No obstante, los propios comentarios recomiendan recalcular el peso según la densidad real de la tabiquería e indican que una valor de 0,96 kN/m² es habitual. Como excepción, ASCE-7 no requiere considerar la carga viva de las particiones si la carga viva de uso es mayor que 3,83 kN/m².

Figur a 3.2 Tabiq uería en ASCE-7

Otras normas americanas, aunque en la mayoría de sus contenidos derivan de ASCE-7, tienen sus propias consideraciones con la carga de la tabiquería. Algunas, como CSCR-2010 (Costa Rica), RSEC (El Salvador), NEC-10 (Ecuador) o RNC-07 (Nicaragua), no ofrecen indicaciones sobre cómo asimilar la tabiquería a una carga superficial. Otras muchas son más explícitas.


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CIRSOC-101-2005 (Argentina) CIRSOC-101 admite que la carga debida a particiones ligeras (menores de 1,20 kN/m²) se simplifique con una carga uniforme de valor 1,00 kN/m² si la sobrecarga de diseño no supera 2,50 kN/m² y de 0,50 kN/m² si la sobrecarga de diseño no supera 4,00 kN/m², valor a partir del cual no considera necesario sumar peso alguno por particiones. En el caso de particiones pesadas –caso habitual de las divisiones entre viviendas en tabiquerías de fábrica de ladrillo- debe considerarse la carga lineal correspondiente.

NBDS-2006 (Bolivia) El punto 1.1.2.2 del título B Cargas indica que se debe cuantificar la carga piso por piso considerando el peso de los tabiques y su recubrimiento y promediarse por metro cuadrado de planta. Propone entre 0,60 y 1,00 kN/m² para tabiquerías ligeras y hasta 3,00 kN/m² para tabiquerías relativamente pesadas.

NSR-10 (Colombia) La NSR-10 dice, al final del punto B.3.4.2, que la carga muerta de los elementos no estructurales verticales internos, como muros y particiones interiores, puede considerarse como una carga muerta uniforme vertical por unidad de área cuando los elementos estructurales secundarios del sistema de piso sean capaces de soportar las cargas concentradas o distribuidas causadas por ellas, sin que se afecte el nivel de resistencia o servicio del sistema de piso del elemento no estructural. Si los elementos no estructurales verticales tienen más de un nivel de altura, sus cargas muertas deben considerarse como cargas concentradas o distribuidas. La carga muerta de fachadas y elementos de cerramiento de la edificación debe considerarse como cargas distribuidas sobre el borde de la losa.

NCh1537 (Chile) El peso de la tabiquería móvil o modificable se toma como carga equivalente uniformemente repartida. Se calcula como un tercio de la carga lineal de los tabiques (equivale a colocar un tabique cada 3 m) con un mínimo de 1,00 kN/m². Si la sobrecarga de uso es al menos 4,00 kN/m² no se considera carga de tabiquería.

NSE 2-10 (Guatemala) La tabiquería se computa como una carga muerta. Admite su asimilación a una carga uniformemente distribuida, tomando en cuenta el peso unitario de los tabiques y su densidad de construcción. También se puede considerarlas como cargas lineales. En oficinas, vivienda y áreas para locales comerciales se deberá tomar una carga de tabiques no inferior a 0,75 kN/m². No obstante, indica que en oficinas es habitual tomar como carga uniforme el mismo valor del peso unitario de los tabiques en alzado.

CHC-00 (Hondu ras) En edificios de oficinas y otros donde las divisiones puedan cambiar se asimila la tabiquería a una carga muerta uniformemente distribuida de 1,00 kN/m². En el piso de acceso se propone una carga de 0,50 kN/m². © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L. 28 28 No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita. (Rev.0)


REP-07 (Panamá) La carga de tabiquería se puede asimilar a una carga repartida, tomando en cuenta la distribución de paredes y particiones en torno a los elementos estructurales, el sentido de acción del sistema de piso, la altura libre entre pisos y el peso de las paredes. En cualquier caso, la carga no será inferior a 1,50 KN/m².

RNE-06 (Perú) La carga de tabiques livianos móviles se puede asimilar a 0,50 kN/m² si son de media altura o 1,00 kN/m² si son de altura completa. No indica nada de particiones de fábrica.

COVENIN-2002-88 (Venezuela) Si los tabiques tienen un peso lineal no superior a 9 kN/m se pueden asimilar a una carga uniforme equivalente que se obtiene promediando el peso de los tabiques en la planta. Si su peso es mayor, deben introducirse como lineales. Si los tabiques no están definidos, propone una carga de 1,50 kN/m², salvo que los sean tabique livianos (menos de 1,50 kN/m), en cuyo caso se puede bajar a 1,00 kN/m².


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Ejemplo Calculamos la carga de tabiquería de las habitaciones de hotel de la figura aplicando los criterios del DB-SE-AE para tabiques de peso superficial 1,20 kN/m² y altura 3,20 m.

Figura 3.3 Esquema de planta

Solución La superficie del área de suelo considerada es A s =6,30×3,00=18,90 m². Dado que la longitud de tabiques en esa área es 8,60 m y la altura es 3,20 m, tenemos una superficie de tabiques A t =8,60×3,20=27,52 m². El peso es 27,52×1,20= 33,02 kN La carga equivalente media es 33,02/18,90=1,75 kN/m²


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0002 B1 T3 P2 Gravitatorias

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