Universidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería Ingeniería Civil
CARGAS ESTRUCTURALES Aux. Doc. : Univ. Univ. Rodrigo Maldonado Rios
CARGAS ESTRUCTURALES
CONCEPTO DE ESTRUCTURA - Son los cuerpos capaces de resistir CARGAS. - Su función es transmitir fuerzas de un punto a otro en el espacio, resistiendo su aplicación. - Deberá cumplir condiciones: - Resistencia - Estabilidad - Cond ondidio idion nes de de Ser Servi vici cio o (Deformaciones, Fisuraciones) - Ductilidad - Durabilidad - Funcionalidad - Esté stética y Eco Economía.
CARGAS ESTRUCTURALES
EJEMPLOS ESTRUCTURAS
Sistema estructural adecuado para resistir CARGAS VERTICALES
Sistema estructural adecuado para resistir CARGAS HORIZONTALES
CARGAS ESTRUCTURALES
CONCEPTO DE CARGAS ESTRUCTURAL - Son las acciones que se ejercen sobre las estructuras, medidas en unidades de: Fuerza: [KN], [Kg f ], etc Fuerza / longitud:, [KN/m], [Kg f /m], etc. Fuerza /superficie: [KN/m²], [Kg f /m²], [Kgf /cm²], etc.
CONCEPTO DE ACCIÓN: - Cargas o efectos (internos o externos) que son capaces de producir m o d i f i c a c io n e s e n e l e s t ad o t en s i o n a l (o nuevos estados tensionales) en parte o en todo el conjunto estructural.
CARGAS ESTRUCTURALES
CLASIFICACIÓN DE CARGAS - Es según la NORMATIVA vigente en cada país, por tanto de los autores que las redactaron:
CARGAS ESTRUCTURALES
Independientemente de las normativas, en un sentido más amplio podemos clasificarlas en: CARGAS MUERTAS
VIVAS
AMBIENTALES
PESO PROPIO de la Estructura y todo elemento UNIDO PERMANENTEMENTE
CAMBIAN DE MAGNITUD Y POSICION:
CAUSADAS POR EL MEDIO AMBIENTE:
Ejemplos: Pisos, cielos rasos y falsos, muros divisorios, techos, ventanas, instalaciones…
- Cargas de: Ocupantes, Materiales (Bodegas), Equipos/Maquinarias en Operación, Transito (Puentes), Presiones
- Nieve y Granizo - Vientos - Cambios de Temperatura. - Cargas Sísmicas.
CARGAS ESTRUCTURALES
Otra forma práctica de clasificarlos es: CARGA MUERTA (PERMANENTE)
CARGAS GRAVITATORIAS CARGA VIVA (VARIABLE)
Peso Propio de la estructura Carga Permanente Sobrecarga de SERVICIO Sobrecarga de Nieve Sobrecarga de Granizo Cargas en CUBIERTAS
ACCIÓN DE EMPUJE DE TERRENOS ACCIÓN TÉRMICA Y/O REOLÓGICA ACCIÓN DEL VIENTO EFECTO SÍSMICO
Cargas de Fluidos y Otros Materiales
CARGAS ESTRUCTURALES
Según su forma de distribución:
CARGAS ESTRUCTURALES
CARGAS PERMANENTES
CARGAS MUERTAS A) PESO PROPIO Considerar: Losas, Columnas, Vigas, Tensores, Muros, Pantallas, Fundaciones, entre otros elementos estructurales. B) CARGAS PERMANENTES Considerar: Muros Divisorios, Recubrimientos de Pisos, Enlucidos, Peso de Ascensores, Sistemas Sanitario, Eléctrico y Gas. - CÁLCULO: Requerirá conocer: PESO ESPECIFICO Y DIMENSIONES
CARGAS MUERTAS
CARGAS MUERTAS
CARGAS VIVAS SOBRECARGA DE SERVICIO o DE USO Es el peso de todos los objetos que pueden gravitar por razón de su uso: personas, muebles, instalaciones amovibles, materias almacenadas, vehículos, etc. Se especifica en cada NORMA o REGLEMENTO de cada país:
CARGAS VIVAS
Para su determinación se tomó en cuenta:
CARGAS VIVAS
En ESTADOS UNIDOS, según la ASCE 7-05
CARGAS VIVAS
En nuestro medio, cuando se pubicó la NORMA CBH-87, se vino utilizando la norma de cargas: «NBE-AE/88. Acciones en la edificación»
CARGAS VIVAS
En nuestro medio, cuando se pubicó la NORMA CBH-87, se vino utilizando la norma de cargas: «NBE-AE/88. Acciones en la edificación»
CARGAS VIVAS Actualmente en ESPAÑA, la Norma EHE-08 (Instrucción del Hormigón Estructural) utiliza la Norma de Cargas:
“SE-AE (Seguridad Estructural – Acciones en la Edificación)”
CARGAS VIVAS
En nuestro medio, las últimas referencias en cuanto a Normativas de Cargas son: “NBDS-06 (Norma Boliviana de Diseño Sísmico)”
CARGAS VIVAS
NORMAS REGIONALES, como por ejemplo:
CIC-101 “NORMA DE ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS”
(Propuesta por el Colegio de Ingenieros Civiles de Santa Cruz, año 2011)
CARGAS VIVAS
CARGAS DE NIEVE, GRANIZO
La acumulación de nieve y granizo sobre las cubiertas produce cargas verticales que según la ubicación geográfica de la estructura y la forma de la cubierta pueden adquirir valores significativos.
- CÁLCULO: Tratarla como CARGA SUPERFICIAL, por tanto se requiere conocer: • Peso específico (De acuerdo a su estado, varía entre 4.8 a 9.2 [KN/m³]) • Espesor de Nieve o Granizo (Según ubicación geográfica)
CARGAS VIVAS
EMPUJE DE MATERIALES ALMACENADOS
- De forma simplificada, se lo puede analizar como: CARGA LINEAL (Triangular, en función de la ALTURA) - Se requerirá tambien conocer su PESO ESPECÍFICO:
- En análisis más exactos se ve que el comportamiento no es de forma lineal, sino parabólica. Para dicho cálculo se requiere conocer: Ángulo de Fricción Interna y Situaciones en las que actua el material
CARGAS VIVAS
EMPUJE DE LIQUIDOS
- Se analiza como: CARGA LINEAL (Triangular, en función de la ALTURA) - Se requerirá conocer su PESO ESPECÍFICO:
CARGAS VIVAS
EMPUJE DE TERRENOS
- El cálculo de los empujes se realizará utilizando los métodos de la Mecánica del Suelo. - Las características a determinar son:: a) peso específico aparente, b) índice de huecos c) ángulo de rozamiento interno d) cohesión
ACCIONES TÉRMICAS Y REOLÓGICAS ACCIONES TÉRMICAS - Las acciones producidas por las deformaciones debidas a las variaciones de temperatura deben tenerse en cuenta en las estructuras hiperestáticas, muy especialmente en arcos, bóvedas o estructuras semejantes. - Pueden no considerarse acciones térmicas y reológicas en las estructuras formadas por pilares y vigas cuando se disponen juntas de dilatación a distancia adecuada.
EN QUÉ CASOS SE DEBE TOMAR EN CUENTA: - Estructuras a la intemperie con una variación de temperatura de 20º. - En las estructuras con revestimiento que aseguren una variación de temperatura no superior a ± 10° puede prescindirse, en general, de considerar las acciones térmicas.
CÁLCULO.- Se requerirá conocer: Variación entre Temperaturas Mínimas y Máximas. Coeficiente de Dilatación del Material (0,000011 m/m ºC para H°A°)
ACCIONES REOLÓGICAS.Considerar en estructuras construidas con materiales en que se producen deformaciones en el transcurso del tiempo, debidas a la retracción, a la fluencia, principalmente.
ACCION DEL VIENTO Se traduce en una fuerza de empuje o succión: Es de escasa importancia en las construcciones bajas, importantes en las altas y muy importantes en las estructuras de bajo peso frente a su superficie expuesta, por ejemplo: carteles. Su magnitud está en función de varios parámetros: Zona, rugosidad del terreno, altura y fundamentalmente Superficie Expuesta y Velocidad del Viento.
ACCION DEL SISMO
Los sismos originan aceleraciones transmitidas por el terreno Se traducen en fuerzas, a mayor masa, mayor fuerza, La acción del sismo puede tener cualquier dirección, y provoca empujes (cargas) verticales y horizontales.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN…
