Calculo de las cargas por el método de LRFD
Para el método LRFD, los valores esperados de las cargas individuales (carga muerta, muerta, carga carga viva, viva, viento, viento, nieve, nieve, etc.), etc.), se estiman estiman primero primero exactame exactamente nte de la misma manera que lo que requiere la especificacin aplica!le. " estas cargas se les denomina denomina cargas de servicio o de de trabajo. Las diversas com!inaciones com!inaciones de estas cargas, que posi!lemente ocurran al mismo tiempo, se agrupan. La ma#or com!inacin lineal de cargas en un grupo (en el método LRFD) se usa entonces para el an$lisis # el dise%o.
Com!inaciones de carga para el método LRFD. Con el método método LRFD, se forman forman grupos posi!les posi!les de cargas cargas de servicio, servicio, # cada cada carga de servicio se multiplica por un factor de carga, normalmente ma#or de &.'. La magnitud del factor de carga reflea la incertidum!re de esa carga especfica. La com!inacin lineal resultante de las cargas de servicio en un grupo, cada uno multipli multiplicad cado o por su respect respectivo ivo factor de carga, carga, se llama llama carga factorizada factorizada. Los ma#o ma#ore res s valo valore res s dete determ rmin inad ados os de esta esta mane manera ra se usan usan para para calc calcul ular ar los los momentos, los cortantes # otras fuer*as en la estructura. estructura. +stos valores de control no de!e de!en n ser ser ma# ma#ores ores que que las las resi resist sten enci cias as nomi nomina nale les s de los los miem miem!r !ros os multip multiplic licad adas as por por sus sus facto factores res o de redu reducci ccin. n. +nto +ntonce nces, s, los los factor factores es de seguridad -an sido incorporados en los factores de carga, # podemos decir
Calculo de las cargas com!inadas con las expresiones de LRFD La resistencia requerida de un miem!ro para el método LRFD se determina a partir de las com!inaciones de cargas dadas en el reglamento de construcciones aplica!le. aplica!le. i no existe este reglamento, los valores dados en "C+ / parecen ser !uenos para usarse. La Parte 0 del 1anual de "2C proporciona los siguientes factores de carga para edificios, que se !asan en el "C+ / # que son los valores que se usan en este texto3
&. 45&.6D
0. :. 6. 9. 8. /.
45&.0D 7 &.8L 7 .9 (L o o R) 45&.0D 7 &.8(L o o R) 7 (L; o '.9<) 45&.0D 7 &.'< 7 L; 7 '.9(L o o R) 45&.0D 7 &.'+ 7 L; 7 '.0 45'.=D 7 &.'< 45'.=D 7 &.'+
;+l factor de carga para L en las com!inaciones (:.), (6.) # (9.) de!e tomarse como &.' para pisos en los lugares de reuniones p>!licas, para cargas vivas que so!repasen a &'' l!?pie0 # para la carga viva de los garaes de estacionamiento. e permite que el factor de carga sea igual a '.9 para otras cargas vivas. Para estas com!inaciones de cargas, se usan las siguientes a!reviaturas3 45carga factori*ada o de dise%o D5carga muerta L5carga viva de!ida a la ocupacin Lr=carga viva del tec-o 5carga de nieve R5carga nominal de!ida a la precipitacin pluvial o el -ielo iniciales, independientemente de la contri!ucin por enc-arcamiento <5carga de viento +5carga de sismo Los factores de carga para las cargas muertas son menores que los de las cargas vivas, #a que los pro#ectistas pueden estimar con muc-a ma#or exactitud la magnitud de las cargas muertas que la de las cargas vivas. e espera que el estudio de estos factores de carga -aga que el pro#ectista esté m$s consciente de las variaciones de las cargas. Los valores de carga de servicio D, L, L r , , R, < # + son todos valores medios. Las diferentes com!inaciones de cargas reflean valores de recurrencia de 9' a%os para diferentes cargas transitorias. +n cada una de estas ecuaciones, a una de las cargas se le da su valor m$ximo estimado para un periodo de 9' a%os, # ese m$ximo se com!ina con otras cargas diversas cu#a magnitud se estima para el instante de esa carga m$xima especfica. De!er$ o!servarse en las +cuaciones 6, 9, 8 # / que los factores de carga elica # de sismo se dan como &.'. @eneralmente, los reglamentos de construccin convierten a las cargas elicas # ssmicas a valores >ltimos o factori*ados. +ntonces, #a fueron multiplicados por un
factor de carga. i éste no es el caso, de!e usarse un factor de carga ma#or de &.'. Los anteriores factores de carga no varan en relacin con la gravedad de la falla. +l lector puede pensar que de!er$ usarse un factor de carga ma#or para un -ospital que para un esta!lo, pero esto no se requiere. in em!argo, se supone que el pro#ectista va a considerar la gravedad de la falla cuando se especifique la magnitud de las cargas de servicio. Aam!ién de!er$ quedar claro que los factores de carga de "C+ / son valores mnimos, # el pro#ectista tiene toda la li!ertad de usar valores ma#ores si se considera prudente. Los siguientes son algunos comentarios adicionales con respecto a la aplicacin de las expresiones de com!inacin de cargas del método LRFD3 &. De!e o!servarse que al seleccionar las cargas de dise%o, de!e darse sufciente -olgura a las condiciones de impacto antes de que las cargas se sustitu#an en las expresiones de las com!inaciones. 0. Las com!inaciones de cargas 8 # / se usan para considerar las posi!ilidades de la su!presin. e inclu#e esta condicin para cu!rir casos en que se desarrollen fuer*as de tensin, de!ido a momentos de volteo. @o!ernar$ solamente para edificios altos donde estén presentes cargas laterales altas. Para estas com!inaciones, las cargas muertas se reducen en un &'B para contemplar situaciones donde puedan -a!er sido so!reestimadas. :. De!e o!servarse claramente que las fuer*as elicas # ssmicas tienen signo, es decir, pueden ser de compresin o de tensin (esto es, tienden a causar levantamientos). Por tanto, de!en tomarse en cuenta los signos para sustituirlos en las com!inaciones de carga. Los signos no son tanto una cuestin de tensin o compresin, sino de decir que la cargas elicas # ssmicas pueden tener una direccin -ori*ontal # algunas veces vertical. Las com!inaciones de carga 8 # / se aplican especialmente al caso en el cual las cargas en un miem!ro de!idas al viento o al sismo # la carga muerta por gravedad se compensen entre s. Para una columna especfi ca, la fuer*a m$xima de tensin < o + ser$ diferente mu# pro!a!lemente de su fuer*a m$xima de compresin. 6. La magnitud de las cargas (D, L, Lr, etc.), de!er$ o!tenerse del reglamento de construcciones vigente o de "C+ /&'. iempre que sea aplica!le, las cargas vivas usadas para el dise%o de!er$n ser los valores reducidos
especificados para $reas de piso grandes, edificios de varios niveles, etcétera.
Los eemplos 0& a 0: muestran el c$lculo de las cargas factori*adas, usando las com!inaciones aplica!les de cargas para el método LRFD. "l ma#or valor o!tenido se le denomina la com!inacin crtica o go!ernante de las cargas # de!er$ usarse para el dise%o. +l sistema de piso interior mostrado en la Figura 0.0 tiene secciones <06x99 separadas a E pies entre centros que soportan una carga muerta de piso de 9' l!?pie0 # una carga viva de piso de E' l!?pie0. Determine la carga go!ernante en l!?pie que cada viga de!e soportar. olucin. !serve que cada pie de la viga de!e soportarse a s mismo (carga muerta) m$s Ex& 5 E pies 0 del piso del edificio.
Calculando las cargas factori*adas, usando las com!inaciones de carga de LRFD. +n esta sustitucin, se omiten los términos que no tienen un valor. !serve que con una carga viva de piso de E' l!?pie0 se -a a%adido un factor de carga de '.9 a
las com!inaciones de carga (:.), (6.) # (9.) de acuerdo con la excepcin esta!lecida en "C+ /&' # con este li!ro para cargas vivas de piso.
Carga factori*ada que rige 5 & 9/' l!?pie que de!e usarse para el dise%o.
