[Escriba el subtítulo del documento]
CARGAS
“AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”
UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL PERÚ
CATEDRA
: ESTRUCTURAS I.
CATEDRÁTICO
: ING. MARIO VELA
TITULO
: CARGAS Y METRADO DE CARGAS
AUTORES
: FLORES RUIZ, Jun!" O#$%&'!. RAM(REZ DA)UA, DA)UA, D%n% C%"!&n%. *ERNALES )ERNANDEZ Ru+n.
FACULTAD
: AR-UITECTURA Y UR*ANISMO
IQUITOS - PERÚ
ÍNDICE 1
INTRODUCCION ..
/
I CAPITULO 1.1.1 DEFINICION 1.1.1 CONCEPTO 1.2. TIPOS DE CARGAS 1.3 1.3.1. CA CARGAS MU MUERTAS 1.3.3. CARGAS VIVAS 1.3 1.3.5. CARGAS ACCIDEN DENTALES 1.3.5.1. CARGAS DE VIENTO .... 1.3.5.3. CARGAS SISMICAS 1.3.5.3.1. CU CUANTIFICACION DE DE LA LAS CA CARGAS SI SISMICAS . . 1.3. CLASIFICACION DE LAS CARGAS 1.3.1. SEGÚN EL TIEMPO DE APLICACIÓN . 1.5.1.1. PERMANENTES . 1.5.1.3. ACC ACCIDENTALES . 1.3.2. SEGÚN SU ESTADO ESTADO INERCIAL . 1.5.3.1. DINAMICAS . 1.5.3.1.1. MOVILES . 1.5.3.1.3. DE IMPACTO . 1.5.3.1.5. DE DE RE RESONANCIA . .. 1.3.3. SEGÚN LA UBICACIÓN EN EL ESPACIO ESPACIO 1.5. 1.5.5. 5.1. 1. CON ONCE CENT NTRA RADA DAS S . 1.5.5.3. DI DISTRI*UIDAS . .. 1.3.4. SEGÚN LA INTENSIDAD DE LA APLICACIÓN 1.5. 1.5./. /.1. 1. DE VIENT IENTO O .. 1.5./.3. DE DE SI SISMO .
0 0 2 2 14 13 13 1/ 1/ 10 10 10 10 12 12 12 12 16 17 17 17 34 34 34
II CAPITULO . 2.0. COMBINACION DE CARGAS 2.1. ACCIONES 3.1.1. CL CLASIFICACION DE DE LA LAS ACCIONES . 3.1.1.1. POR SU ORIGEN . 3.1.1.3. PO POR SU SU NA NATURALEZA . 3.1.1.5. POR SU VARIACION EN EL TIEMPO 3.1 3.1.1./. POR SU VARIACION ION EN EL ESPACIO
33 35 35 35 35 3/ 3/ 2
3.1 3.1.1.8. POR SU SU RE RELACION IONN CO CON EL EL RESTO DE DE LAS LAS ACCIONES NES . . 2.2. DISTRIBUCION Y COMBINACION DE CARGAS 3.3.1. DISTRI*UCION DE LAS CARGAS VERTICALES . 3.3. 3.3.3. 3. DIST DISTRI RI*U *UC CION ION DE DE LAS LAS CAR CARGA GAS S )OR )ORIZ IZON ONT TALES LES EN .. .. COLUMNAS 3.3. 3.3.5. 5. COM COM*IN *INACIO ACION N DE CARGA ARGAS S PARA DISE DISEÑO ÑOS S POR POR . ESFUERZOS ADMISI*LES
38 30 30 30 30
III CAPITULO . 3.0. METRADO DE CARGAS . 3.1. INTRODUCCION . 3.2. CARGAS DE DISEO . 3.3. PESOS UNITARIOS UNITARIOS USADOS . 3.4. METODO DE DISEO . 3.!. MATERIALES MATERIALES EMPLEADOS . 3.". METRADO DE ALIGERADOS . 3.#. METRADO EN VIGAS . 3.#.1. VIGAS Y VIGUETAS VIGUETAS LONGITUDINALES 5.2.3. VIGAS Y VIGUETAS TRANSVERSALES . . 3.$. METRADO DE COLUMNAS 3.%. METRADO DE MURO DE CORTE O PLACA .
36 36 36 36 37 54 51 55 55 55 58 50
ANE&O 'EBGRAFIA BIBLIOGRAFIA
52 57 /4
INTRODUCCIÓN 3
E& 9"#n; ;"%+%;u%n;# n un% '?>%>@n, n;" &&%# #;n &%# >%"=%# Bu";%#, >%"=%# %#, >%"=%# ##B>%#, >%"=%# ' n;!. L!# '?"n;# ;9!# ' >%"=%# %>;u%n;# &% >&%#?>%>@n ' &%# >%"=%# #=n #u #;%'!, u+>%>@n n;n#'%'. En & 9"#n; ;"%+%!B+n%>!n# ' >%"=%#, &%# %>>!n# ' &%# >!B+n%>!n# ' >%"=%# #u '#;"+u>@n. Y 9%"% ?n%&H%" & ;"%+%%" M;"%'! ' C%"=%# n =%#, =u;%#, >!&uBn%# %&=un!# <B9&!#.
4
I CAPITULO
1.1 CARGAS
5
1.1.1. DEFINICIÓN Fuerzas que resultan del peso de todos los materiales de construcción, peso y actividad de sus ocupantes y del peso del equipamiento. También de efectos ambientales ambientales y climáticos tales como nieve, viento, etc. 1.1.2 CONCEPTO
El término carga se refiere a la acción directa de una fuerza concentrada o distribuida actuando sobre un elemento estructural. Las cargas que soporta un edificio se clasifican en muertas, vivas y accidentales de viento y s!smica". Las carg cargas as siem siempr pree e#er e#erce cenn un unaa fuer fuerza za de desc scen ende dent ntee de ma mane nera ra cons consta tant ntee y acumulativa desde la parte más alta del edificio $asta su base.
1.2 1.2 TIPO TIPOS S DE CARG CARGAS AS 1.2.1. CARGAS MUERTAS
6
Las cargas muertas son aquellas que se mantienen constantes en magnitud magnitud y con una posición fi#a durante la vida %til de la estructura& generalmente la mayor parte de las cargas muertas consiste en es el peso propio de la estructura. 'us valores se obtienen considerando el peso espec!fico del material de la estructura y el volumen de la estructura. La mayor!a de las cargas muertas se representan por medio med io de cargas cargas un unifo iforme rmemen mente te distr distribu ibuida idass sobre sobre las disti distinta ntass área áreass de la estructura pudiendo presentarse casos de cargas lineales muros divisorios" y concentradas equipos fi#os". También se denominan cargas permanentes. 'u s!mbolo ()*, corresponde a la inicial en inglés de )ead muerto".
7
Las cargas muertas también incluyen el peso de todos los elementos elementos estructurales basados en las dimensiones de dise+o eso ropio" y el peso permanente de materiales o art!culos, tales como- paredes y muros, cielos rasos, pisos, cubiertas, escaleras, equipos fi#os y todas las cargas que no son causadas por la ocupación del edificio. 'on cargas que tendrán invariablemente el mismo peso y ubicación durante el tiempo de vida %til de la estructura.
CARGA
CARGA
CARGA MUERTA DE
8
MATERIAL
PESO
DENSIDAD
C()*+,( /,
23 N3
2300 563
C()*+,( +,7(+89:(
24 N3
2400 563
M9(,+;9 :, 9:+/(
1$ N3
1$00 563
A*,+(
#$ N3
#$!0 563
M9:,+9 9/)9:9
" N3
"00 563
M9:,+9< :,)9< ,*9
#
#!0 563
A+,)9< 6+9=9< /,++9 >,9
1" N3
1"00 563
A+,)9< 6+9=9 *(9*9:9
1% N3
1%00 563
M9*9:9
22 N3
2200 563
M9(,+;9 :, /,:+9
2# N3
2#00 563
M(+,+( :, ,69
21 N3
2100 563
OTRAS CARGAS MUERTAS MUERTAS ?P(+ >)/:9: :, @+,9 P/( :, 9:(9 :, *,,)(
1<0 N2
100 672
E)+,/( :, 9:,+9
1<2 N2
120 672
C/,(++9( :, (+,+( C/,(++9( :, 9:,+9
0<$
9
1<0
N2
9
10 0
672 0<1
N
$0
9
2
0
10 9 !0 672
T,9 T,9 :, 9++( *() (+,+(
0<#! N2
#! 672
P9*9 ():>9:9 9-*
0<1$ N2
1$ 672
9
1.2.2. CARGAS VIVAS
Las carga Las cargass vivas vivas son carga cargass no pe perma rmane nente ntess prod produci ucida dass po porr mat mater erial iales es o art!culos, e inclusive personas en constante movimiento. Las cargas vivas son producidas por el uso y ocupación de la edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como viento, sismo, ni la carga muerta. onsta principalmente de cargas de ocupación en edificios, estas pueden estar aplicadas parcial o totalmente o no estar presentes y también es posible cambiarlas de ubicación. 'u magnitud y distribución son inciertas en determinado momento, y además sus má/imas intensidades a lo largo de la vida %til de la estructura no se conocen con precisión. 'on cargas variables en magnitud y posición debidas al funcionamiento funcionamiento de la estructura. 0sualmente esas cargas incluyen un margen para tener una protección contra defle/iones e/cesivas o sobrecargas repentinas. 'e supone que los pisos de edificios están sometidos a cargas vivas uniformes, que dependen del propósito para el cual el edificio es dise+ado. Ellos incluyen márgenes contra la posibilidad de sobrecarga debido a cargas de construcción y requisitos de servicio. Las cargas vivas, a veces también se conoce como cargas probabil!sticos probabil!sticos incluyen todas las fuerzas que son variables dentro del ciclo de funcionamiento normal del ob#eto sin incluir la construcción o cargas ambientales. 'u magnitud y localización pueden ser variables y pueden sercomoo car carga gass de deter termin minad adas as po porr la ocu ocupa pació ciónn de un unaa 1. Verti Vertical cales: es: Tales com edificación o cargas ve$iculares dinámicas. 2. Laterales: Tales como acumulación de tierra o acumulación de materiales.
1o deben ser incluidas en las cargas ambientales ambientales tales como el viento, sismo, o la carga muerta. 2tras cargas vivas son definidas por-
10
a. 3ate 3ateria riale les, s, eq equip uipos os y traba traba#ad #ador ores es utili utilizad zados os en el man mante tenim nimien iento to de la cubierta. b. )urante )urante la vida de la estruct estructura ura las causadas causadas por por ob#etos ob#etos móviles móviles y por las personas que tengan acceso a ellas. Las cargas 4ivas generalmente act%an durante per!odos cortos de la vida de la estructura. También incluyen el impacto. 'u s!mbolo corresponde a la inicial de Live vivo". También se denominan cargas de ocupación. )ebido a la dificultad de evaluarlas, se especifican por los ódigos de onstrucción, en 516m7 en el '8 o en 5gf6m7 en el 39'. 0sualmente se considera que ocupan toda el área del piso como cargas uniformes, aunque en algunos casos puedan estar concentradas en un área espec!fica.S.I.
MKS
4ivienda
:,; 516m 7
:;< 5gf6m7
2ficinas
7,< 516m7
7 7<< 5gf6m 7
Escaleras
=,< 516m7
=<< 5gf6m7
'alones de reunión-
=,< 516m 7
=<< 5gf6m7 fi#os"
>,< 516m 7
><< 5gf6m7 sin fi#ar"
7,< 516m 7
7 7<< 5gf6m 7 cuartos"
@,< 516m 7
@<< 5gf6m7sala operaciones"
@,< 516m7
@<< 5gf6m7 grader!a"
>,< 516m 7
><< 5gf6m7 escaleras"
Aara#es
7,> 516m 7
7>< 5gf6m7 autos"
?oteles
7,< 516m 7
7<< 5gf6m7
Escuelas, Escuelas , univ.-
7,< 516m 7
7<< 5gf6m7
Bibliotecas-
7,< 516m 7
7<< 5gf6m7 lectura"
>,< 516m 7
><< 5gf6m7 estante"
?ospitales?ospitales -
oliseos
11
1.2.3. CARGAS ACCIDENTALES ACCIDENTALES 1.2.3.1 CARGAS DE VIENTO
Las cargas de viento son las fuerzas e#ercidas por la energ!a a cinética de una masa de aire en movimiento, suponiendo que provenga de cualquier dirección $orizontal. La estructura, los componentes y el revestimiento de un edificio deben dise+arse para resistir el deslizamiento, el levantamiento o el vuelco inducidos por el viento.
So"av!"o Barlov!"o
El viento e#erce una presión positiva en sentido $orizontal sobre las superficies verticales de barlovento de un edificio y en sentido normal a las superficies de los tec$os de barlovento que tengan una inclinación mayor que =
12
La presión de viento de dise+o es un valor m!nimo de dise+o de la presión estática equivalente sobre las superficies e/teriores de una estructura que resulta de una velocidad cr!tica del viento, igual a una presión de referencia dell vien de viento to qu quee se mide mide a un unaa altu altura ra de :< m == =="" mo moddific ificad adaa po porr vari varios os coeficientes que toman en cuenta los efectos de las condiciones de e/posición, la altura del edificio, las ráfagas del viento y la geometr!a y orientación de la estructura con respecto al flu#o de aire incidente. 0n factor de amplificación puede aumentar los valores de dise+o del viento o de las fuerzas s!smicas en un edificio debido a su ocupación grande, su contenido potencialmente peligroso, o su naturaleza esencial ante un $uracán o un sismo. La vibración se refiere a las rápidas oscilaciones de un cable fle/ible o de una estructura de membrana causadas por los efectos aerodinámicos del viento.
LOS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA MAGNITUD DE ESTA CARGA SON •
V&!>'%' '& n;!.
•
V%"%>@n V% "%>@n >!n &% %&;u"%.
•
M%=n;u' ' &%# "?%=%#. 13
•
L%# >!n'>!n# &!>%&# ' &% #u9"?> '& ;""n! >">un>n!.
•
L% ?!"B% ' &% #u9"?> 9u#;% %& n;!.
1.2.3.2 CARGAS SISMICAS
Las cargas s!smicas son cargas inerciales causadas por movimientos s!smicos, estas pueden ser predic$as teniendo en cuenta las caracter!sticas dinámicas del terreno, de la estructura amortiguamiento, masa y rigidez" y las aceleraciones esperadas. 'on cargas dinámicas que también pueden ser apro/imadas a cargas estáticas equivalentes. Los edificios pueden utilizar este procedimiento cuasiG estático, pero también se puede utilizar un análisis modal o dinámico. Los sismos producen cargas sobre una estructura por medio de la interacción del movimiento del suelo y las caracter!sticas de respuesta de la estructura. Esas cargas resultan de la deformación en la estructura causada por el movimiento del suelo y la 14
resistencia lateral de ésta. 'us magnitudes dependen de la velocidad y tipo de aceleraciones del suelo, as! como de la masa y rigidez de la estructura.
1.2.3.2.1 CUANTIFICACIÓN DE LA CARGAS SÍSMICAS
La estructura de un edificio debe resistir al mismo tiempo acciones diferentes como es el caso del peso propio, el sobrepeso de la ocupación, el viento. Las particularidades de las acciones de un sismo $acen dif!cil con#ugar un cálculo con todas las acciones al mismo tiempo, por lo que en el cálculo se suelen utilizar como como carga cargass s!smic s!smicas as un unas as carga cargass conve convenci ncion onal ales es que produ producir cir!an !an sobre sobre el edificio los mismos da+os que el terremoto. Estas cargas s!smicas se suelen calcular generalmente de dos modos•
•
or fuerzas estticas e!ui"ale#tes- 'e establece sobre la estructura un sistem sistemaa de fuerz fuerzas as puras puras qu quee son equ equiva ivale lente ntess a soport soportar ar un sismo. sismo. Aeneralmente son fuerzas $orizontales situadas en el centro de masas de cada cada plan planta ta.. Es el mé méto todo do má máss senc sencilillo lo y el que se suel suelee util utiliz izar ar mayoritariamente or c$#si%eraci$#es e#er&'ticas- 'e establece sobre la estructura una transmisión de energ!a que es equivalente a soportar un sismo. Es un cálculo más comple#o y menos utilizado, pero permite el cálculo de sistemas estructurales y tipos de sismo cuyo comportamiento no se adec%a bien a sistemas de fuerzas estáticas
El dimensionamiento de las cargas s!smicas para una estructura determinada depende principalmente de•
•
•
•
El terremoto de proyecto seg%n el que se espere en la zona en la que se sit%e sit%e el edific edificio. io. 1ormal 1ormalmen mente te las las no norma rmativ tivas as de defin finen en el terre terremot motoo de proyecto a través de su aceleración s!smica El tipo de suelo sobre el que se sit%a el edificio. Los terrenos demasiado blandos amplifican las vibraciones del suelo La distribución de masas del edificio. Hl ser un sismo en esencia un movimiento, los da+os en el edificio se forman debido a la inercia que inten intenta ta man mante tener ner al ed edifi ificio cio en su estado estado origi original nal.. La inerci inerciaa de depe pende nde dire direct ctam amen ente te de la ma masa sa,, po porr lo qu quee a ma mayo yorr ma masa sa ma mayo yore ress carg cargas as s!smicas Las caracter!sticas de las ondas de gravedad del maremoto esperable en la zona del edificio. 15
1.3. 1.3. CLAS CLASIF IFIC ICAC ACIO ION N DE LAS LAS CARG CARGAS AS 1.3.1. SEGÚN EL TIEMPO DE APLICACIÓN 1.3.1.1 PERMANENTES
'on las que duran toda la vida %til de la estructura, comprende el peso propio de la estr estruc uctu tura ra y el toda todass las las pa part rtes es r!gi r!gida dass de la cons constr truc ucci ción ón-- estr estruc uctu tura ra,, instalaciones, instalaciones, cerramientos, cerramientos, revestimientos, revestimientos, etc.
16
1.3.1.2 ACCIDENTALES ACCIDENTALES
'on aquellas cuya magnitud y6o posición puede variar a lo largo de la vida %til de la estru estructu ctura, ra, act%a act%ann de forma forma trans transito itori riaa- viento viento,, pe perso rsona nas, s, nieve, nieve, mue mueble bles, s, terremotos, etc.
1.3.2 SEGÚN SU ESTADO INERCIAL 1.3.2.1 DINMICAS
'on las que var!an rápidamente en el tiempo. En todos los casos son las que dura du rant ntee el tie tiemp mpoo qu quee act% act%an an está estánn en esta estaddo de mo movi vimi mien ento to ine inerc rcia ial" l" considerable. En las cargas dinámicas encontramos las cargas 3óviles y )e impacto 1.3.2.1.1 MOVILES
'on aquellas en las cuales la dirección del movimiento es perpendicular a la dirección en que se produce la carga. 17
E#emplos- desplazamiento de un ve$!culo& desplazamiento de una gr%a móvil sobre sus rieles& desplazamiento de un tren sobre sus rieles.
1.3.2.1.2 DE IMPACTO
'on aquellas en las cuales la dirección del movimiento es coincidente con la dirección en que se produce la carga. 'e caracterizan por un tiempo de aplicación muy breve instantánea". E#emplos- c$oque de un ve$!culo& movimiento s!smico& publico saltando sobre gradas en estadios deportivos& acción de frenado sobre paragolpes en estación terminal de trenes"& etc.
Todas las estructuras son en cierta medida elásticas, en el sentido que poseen la propiedad de deformarse ba#o la acción de las cargas y de volver a su posición normal luego de desaparecer dic$a acción. omo consecuencia, las estructuras tienden a oscilar.
1.3.2.1.3 DE RESONANCIA
Este efecto se e/plica mediante la teor!a que plantea que todas las estructuras son en cierta medida elásticas, poseen la propiedad de deformarse ba#o la acción
18
de las cargas y de volver a su posición inicial una vez desaparecida la misma& como consecuencia de su elasticidad, las estructuras tienden a oscila. uando una carga dinámica act%a en una estructura, esta variación r!tmica puede coincidir con el periodo periodo fundamental fundamental de la misma o con un m%ltiple m%ltiple de este", la estruc estructur turaa oscila oscila con amp amplit litud ud crecie crecient ntee y como como consec consecue uenci nciaa au aumen menta tann las las deformaciones $asta su eventual rotura. Las cargas resonantes se caracterizan por sus variaciones r!tmicas. E#emplo- el tirón r!tmico de un campaneo origina una carga resonante, ya que una fuer fuerza za rela relatitiva vame ment ntee pe pequ que+ e+aa ap aplilica cada da r!tm r!tmic icam amen ente te du dura rant ntee un tiem tiempo po prolo prolonga ngado do produ produce ce efe efecto ctoss crecie crecient ntes es - un unaa fue fuerza rza pe pequ que+ e+aa r!tmic r!tmicaa pu pued edee provocar el giro de una campana de varia toneladas.
1.3.3 1.3.3 SEGÚN SEGÚN LA UBIC UBICACIÓ ACIÓN N EN EL ESP ESPA ACIO 1.3.3.1 CONCENTRADAS
'on las que act%an sobre una superficie muy reducida con respecto a la total- una gr%a sobre la v!a, ancla#e de un tensor.
19
1.3.3.2 DISTRIBUIDAS
'on aquellas que mantienen el mismo valores toda su e/pansión,- el peso propio de una losa, el p%blico en una sala de espectáculos, etc.
1.3.4. SEGÚN LA INTENSIDAD DE LA APLICACIÓN 1.3.4.1 DE VIENTO
Es una carga dif!cil de determinar, determinar, depende depende de la velocidad, ubicación geográfica, altura y forma de la construcción.
20
1.3.4.2 DE SISMO
'on vibraciones simultáneas en forma vertical y $orizontal más intensas", se transmite a través de las fundaciones.
21
II CAPITULO
2.0. COMBINACION DE CARGAS 0na combinación de carga se produce cuando más de un tipo de carga act%a sobre la estructura. Los códigos de dise+o especifican generalmente generalmente una variedad de combinaciones de carga #unto con los factores de carga para cada tipo de carg cargaa con con el fin fin de ga gara rant ntiz izar ar la segu seguri rida dadd de la estr estruc uctu tura ra en dife difere rent ntes es 22
escenarios de carga má/imos esperados. or e#emplo, en el dise+o de una escalera, un factor de carga muerta puede ser :,7 veces el peso de la estructura, y un factor de carga en vivo puede ser :,I veces el má/imo de espera de carga en vivo. Estos dos Jcargas factorizadasJ se combinan para determinar la Jfuerza necesariaJ de la escalera. La razón de la disparidad entre los factores de carga muerta y carga viva, y por lo tanto la razón de las cargas se clasifican inicialmente como muerto o vivo es porque mientras que no es razonable esperar que un gran n%mero de personas quee asci qu ascien ende de la esca escale lera ra a la vez, vez, es me meno noss prob probab able le qu quee la estru struct ctur uraa e/perimentará un gran cambio en su carga permanente. Los estados de carga se definen como las posibles cargas que se presentan durante la vida %til de la estructura. E/isten estados de carga del uso normal de la estructura, cargas muertas y vigas& estados de carga temporales como aquellas de viento, sismo, o la misma construcción. El cómo combinar las cargas en un estado de cargas depende de estudios probabil!sticas en los cuales se tiene en cuenta la probabilidad de ocurrencia simultanea de estas. )ebe )ebemo moss tene tenerr en cuen cuenta ta,, qu quee de dent ntro ro de un esta estado do carg cargaa da dado do,, e/is e/iste te la posibilidad de que la posición de la carga en este caso viva" produzca efectos cr!ticos en la estructura, inclusive mayores a los que si la carga se considere actuando en la totalidad de esta. omo e#emplo podemos ver en la siguiente viga que colocando la carga viva en diferentes posiciones y no en toda la luz podemos producir efectos má/imos de momentos positivos en el centro de la luz.
23
2.1. (CCIONES
'e denomina acción a cualquier causa capaz de producir estados tensionales en una estructura, o modificar los e/istentes. 2.1.1. CL(SIFIC(CIÓN DE L(S (CCIONES
Las acciones sobre una estructura pueden clasificarse de acuerdo con origen, su naturaleza, su 4ariación en el tiempo, su variación en el espacio y por su relación con el resto de las que act%an 'obre la estructura. 2.1.1.1. PO) S* O)I+EN
Htendiendo Htendiendo a su naturaleza naturaleza una una acción puede serser•
•
•
•
uyo orige origenn es el campo campo gravi gravita tator torio io terre terrestr stree peso peso +)(VIT(TO)I(: uyo propio, carga muerta, Empu#es del terreno o de fluidos, etc.". CLIM,TIC(: uyo origen se encuentra en el clima acción térmica y acción del viento". )EOLÓ+IC(: 'on las acciones que se producen debido a las deformaciones que e/perimentan algunos materiales en el transcurso del tiempo por retracción, fluencia ba#o carga u otras causas. S-SMIC(: 'on aquellas producidas por la aceleración que e/perimenta la masa de la estructura y del terreno de cimentación durante el terremoto. 2.1.1.2. PO) S* N(T*)(LE( N(T*)(LE(
)e acuerdo con este criterio las acciones pueden ser•
•
DI)ECT(S: Hquellas que se aplican directamente sobre la estructura como, por e#emplo, el peso propio, la carga muerta y la sobrecarga de uso. 8NDI)ECT(S: 'on las debidas a deformaciones deformaciones o aceleraciones aceleraciones impuestas que, indirectamente, indirectamente, dan lugar a la aparición de tensiones en el material de la estructura. E#emplos de estas acciones son los efectos de las variaciones de temperatura, temperatura, los asientos de la cimentación, las acciones reológicas, las s!smicas, etc.
2.1.1./. PO) S* V()I(CIÓN EN EL TIEMPO 24
'eg%n 'eg%n su variac variación ión en el tiempo tiempo,, tom tomand andoo como como refer referen encia cia la vida vida %til estructura, las Hcciones se clasifican en-
de
la
PE)M(NENTES PE)M(NENTES +: son las que act%an durante toda la vida %til y son constantes en magnitud y posición. El peso propio, la carga muerta y el empu#e de tierras son e#emplos de cargas permanentes.
•
PE)M(NENTES DE V(LO) NO CONST(NTE +- son las que, actuando durante toda la vida %til de la estructura, su valor var!a a lo largo de aquella. 0n e#emplo de acción permanente de valor no constante es la producida por la retracción
•
V()I(0LES : son las acciones que se producen con frecuencia a lo largo de la vida %til de la estructura y cuyos valores presentan gran dispersión. Las sobrecargas sobrecargas de uso o de tráfico y las climáticas son acciones variables.
•
aque uella llass cuya cuya prob probabi abilid lidad ad de actuar actuar sobre sobre la (CCIDENT(LES (CCIDENT(LES (: 'on aq estructura es muy peque+a, por e#emplo impactos, e/plosiones, avalanc$as, tornados.
•
'on las las prod produc ucid idas as por por un terr terrem emot oto. o. Hun unqu quee suel suelen en S-SMIC( S-SMIC(S S (S: (S: 'on cons consid ider erar arse se de dent ntro ro de dela lass acci accion ones es acci accide dent ntal ales es,, reci recibe benn a vece vecess un tratamiento diferente.
•
'i en lugar de la vida %til de la estructura, se toma como referencia el periodo del primer modo propio de la estructura podemos distinguir entre•
•
C()+(S C()+(S EST,TIC(S: EST,TIC(S: aquellas cuya variación en el tiempo tiene un periodo muy superior al primer modo propio de la estructura. C()+(S C()+(S DIN,MIC(S DIN,MIC(S:: aquellas cuya variación en el tiempo tiene un periodo del mismo orden de magnitud que el primer modo propio de la estructura.
2.1.1.. PO) S* V()I(CIÓN EN EL ESP(CIO
'eg%n la variación de las acciones en el espacio, Kestas se clasifican en25
FI3(S- 'e aplican siempre en la misma posición y con la misma dirección y sentido p. e#.- el peso propio, el ancla#e del cable de un ascensor". LI0)ES: La dirección, el sentido y6o la posición en la que se aplican pueden variar. p. e#.- el carro de la instrucción de puentes". 2.1.1.4. PO) S* )EL(CIÓN )EL (CIÓN CON EL )ESTO DE (CCIONES
E/amin E/aminan ando do las posibl posibles es relac relacio iones nes qu quee pu puede edenn e/isti e/istirr en entre tre dos accion acciones, es, clasificamos las mismas en(CCIONES COMP(TI0LES: diremos que dos acciones son compatibles entre s! cuando lo es, f!sicamente, la actuación de una, otra o ambas simultáneamente simultáneamente p. e#.- la acción del viento y la sobrecarga de uso". (CCIONES INCOMP(TI0LES- diremos que dos acciones son incompatibles entre s! cuando no es posible su actuación simultánea
p. e#.- La actuación de un puente gr%a simultáneamente en dos posiciones distintas". (CCIONES SINC)ONIC(S: diremos que la acción a es sincrónica con la acción b cuando la actuación de a implica, f!sicamente, la actuación de b
p. e#.- la carga de frenado de un puente gr%a será sincrónica con la acción del peso del mismo puente gr%a".
2.2 DISTRIBUCION Y COMBINACIÓN DE CARGAS 26
2.2.1 DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS VERTICALES La #$%"r$ #$%"r$&'( &'($)! $)! # la% (ar*a% (ar*a% vr"$( vr"$(al al% % a lo% l+!"o l+!"o% % # %o,or" %o,or" % %"a&l( %o&r la &a% # '! +-"o#o r(o!o($#o # a!.l$%$% o # a('r#o a %'% .ra% "r$&'"ar$a%/ S "$! ! ('!"a l #%,laa+$!"o $!%"a!".!o #$r$#o # lo% %o,or"% ('a!#o llo% %a! %$*!$(a"$vo%/
2.2. 2.2.22 DIST DISTRI RIBU BUCI CIÓN ÓN DE CARG CARGAS AS O ORI RIO ONT NTA ALES LES EN CO COLU LUMN MNAS AS<< PÓRTICOS Y MUROS S %',o %',o!# !#r. r. ' ' la% la% (ar (ar*a% *a% or$ or$o o!" !"al al% % %o&r %o&r la %"r %"r'( '("' "'ra ra %o! %o! #$%"r$&'$#a% a (ol'+!a% ,)r"$(o% +'ro% ,or lo% %$%"+a% # ,$%o% "(o ' ' a(" a("a! a! (o+o (o+o #$a #$ara ra*+ *+a% a% or$ or$o o!" !"al al% %// La ,ro, ,ro,or or($ ($)! )! # la (ar* (ar*a a or$ or$o o!" !"al al "o"a "o"all ' ' r%$% %$%"$ "$r. r. ('al ('al' '$ $rr (ol' (ol'+! +!a a ,)r" ,)r"$( $(o o ) +'r +'ro % #" #"rr+$!a +$!a %o&r %o&r la &a% &a% # %' r$* r$*$# $# rla" la"$$va va (o!%$ o!%$# #ra ra! !#o la (!"r$($#a# !a"'ral a(($#!"al # la (ar*a a,l$(a#a/ C'a!#o la $%"!($a # a&r"'ra% la (%$va rla($)! lar*oa!(o ! la% lo%a% # ,$%o ) "(o o la :$&$l$#a# #l %$%"+a # ,$%o ) "(o !o ,r+$"a! %' (o+,or"a+$!"o (o+o #$ara*+a r;*$#o la r$*$# # (a#a (ol'+!a (ol'+!a +'ro +'ro %"r'("'ral %"r'("'ral % "o+a ! ('!"a la% #:$o!% #:$o!% a#$($o!al% a#$($o!al% # ,$%o +#$a!" al*! +-"o#o r(o!o($#o # a!.l$%$%/ 2.2.3 COMBINACIÓN DE CARGAS PARA PARA DISEÑOS POR ESFUERZOS ADMISIBLES
E( E(," ,"o o ! lo% lo% (a%o (a%o% % $!#$ $!#$(a (a#o #o% % ! la% la% !or !or+a% +a% ,ro, ,ro,$a $a% % # lo% lo% #$vr #$vr%o %o% % +a"r$ +a"r$al al% % %"r'(" %"r'("'ra 'ral% l% "o#a% "o#a% la% (ar*a% (ar*a% (o!%$# (o!%$#ra# ra#a% a% ! la ,r%! ,r%!" " Nor+a % (o!%$#ra ' a("a! ! la% %$*'$!"% (o+&$!a($o!% la ' ,ro# ,ro#' '(a (a lo% lo% ( ("o "o% % +.% +.% #% #%av avor ora& a&l l% % ! l l+ l+! !"o "o %"r %"r'( '("' "'ra rall (o!%$#ra!#o (o! la% r#'(($o!% ('a!#o %a! a,l$(a&l%/ <1= D <2= D > L <3= D > ) 070 E= <4= D > T <5= @ D > L > ) 070 E= <6= @ D > L >T <7= @ D > ) 070 E= > T <8= @ D > L > ) 070 E= > T 21
Do!# D Car*a +'r"a L Car*a v$va ? Car*a # v$!"o E Car*a # %$%+o
27
T A(($o!% ,or (a+&$o% (a+&$o% # "+,ra"'ra (o!"ra(($o!% o #or+a($o!% #or+a($o!% #$r$#a% ! lo% +a"r$al% (o+,o!!"% a%!"a+$!"o% # a,oo% o (o+&$!a($o!% # llo%/
III CAPITULO
28
3.0 METRADO DE CARGAS /.1 I#tr$%ucci5#
ara realizar el análisis estructural es necesario determinar determinar las cargas c argas que act%an sobre la estructura tanto la carga muerta 3" que incluye el peso propio de la misma as! como tabiques y otros elementos que se supone soporta la estructura de manera permanente as! como la carga viva 4" que puede ser el peso de los ocupantes, muebles, equipos, etc.. H continuación continuación se presenta presenta el desarrollo desarrollo del del metrado de cargas. cargas. 3.2. CARGAS DE DISEO.
Las cargas de gravedad y de sismo que se utilizaron para el análisis estructural del edificio y en el dise+o de los diferentes elementos estructurales, cumplen con la 1orma Técnica de Edificaciones EG<7< argas 1.T.E. EG<7<" y con la 1orma Técnica de Edificaciones EG<=< )ise+o 'ismoGresistente 1.T.E. EG<=<". 3.3 PESOS UNITARIOS UNITARIOS USADOS.
ara ara real realiza izarr el met metrad radoo de cargas cargas mue muert rtas as se de defin finen en los sigui siguient entes es pe pesos sos unitarios de los materiales usados oncreto Hrmado 7@<< 5g6m= Hlba+iler!a Hlba+iler!a de unidades unidades $uecas $uecas tabiques" tabiques" :=>< 5g6m= Hlba+iler!a Hlba+iler!a de unidades unidades solidas solidas :;<< 5g6m= Hligerado Hligerado convencional convencional $ 7< 7< m." =<< 5g6m7 Losa maciza $ <.7< m." @;< 5g6m7 Losa maciza $ <.:> m." =I< 5g6m7 iso terminado :<< 5g6m7
ara la carga viva se toma en cuenta la norma de cargas EG<7< la cual establece lo siguiente
4iviendas 7<< 5g6m7 orredores y Escaleras 7<< 5g6m7 Tec$os Tec$os :<< 5g6m7
H continuación continuación se muestra el metrado metrado de algunos algunos elementos elementos estructurales. estructurales.
29
3.4 MHTODO MHTODO DE DISEO. DISEO.
Los elementos de concreto armado se dise+aron con el )ise+o por Mesistencia, o también llamado )ise+o a la Motura. Lo que se pretende es proporcionar a los elemen elementos tos un unaa resis resisten tencia cia ad adecu ecuada ada seg%n seg%n lo qu quee indiq indique ue la 1.T. 1.T.E EG / 3 N :.; / 4 0 :.7> 3 N 4" O ' 0 <.P / 3 O ' )onde0- resistencia requerida o resistencia %ltima 3- carga muerta 4- carga viva '- carga de sismo Estas combinaciones se encuentran especificadas en la 1.T.E. EG
30
3.! MATER MATERIALES IALES EMPLEADOS. EMPLEADOS.
Los materiales utilizados en la construcción de los elementos estructurales sononcreto HrmadoHrmado- es el concreto que tiene acero de refuerzo distribuido distribuido en el elemento para que pueda resistir los esfuerzos a los que se encuentre sometido. Las propiedades var!an de acuerdo al tipo de concreto y acero, para este edificio se utilizóMesistencia a la compresión- fRc 7:<5g6cm7 3ódulo de oisson- S <.:> 3ódulo de Elasticidad- Ec :>,<<< fRc 5g6cm7 7:U,=U:5g6cm7 Hcero de Mefuerzo- debido a que el concreto tiene poca resistencia a la tracción se coloca acero en el concreto para que soporte estas tracciones, además contribuye contribuye a resistir la compresión y corte. El acero que se usa son s on barras de acero corrugado de Arado I<. Las principales propiedades de estas barras son las siguientesL!mite de Fluencia- fy @,7<< 5g6cm7 3ódulo de Elasticidad- Es 7R<<<,<<< 5g6cm7 1ormas Empleadas. El análisis y dise+o estructural se realizó conforme se indica en las siguientes normas, contenidas en el Meglamento 1acional de onstruccionesV 1orma Técnica de Edificación EG<7< (HMAH'*. V 1orma Técnica de Edificación EG<=< ()8'EW2 '8'32MME'8'TE1TE* V 1orma Técnica de Edificación EG<>< ('0EL2' X 83E1TH821E'*. V 1orma Técnica de Edificación EG
31
3." METRADO METRADO DE ALIGERADO ALIGERADOS. S.
En el piso t!pico se tiene siete tipos de viguetas, a manera de e#emplo se toma una vigueta entre los e#es @ y > la cual está compuesta por tres tramos y tiene una carga concentrada en el primer y tercer tramo como resultado de un tabique perpendicular a esta. La vigueta en mención se observa en la figura
32
La Tabla > muestra el metrado de la vigueta.
La figura U presenta un resumen del metrado de cargas.
33
3.# METRADO METRADO EN VIGAS. VIGAS.
ara el metrado de las vigas se deben considerar las cargas provenientes de las losas que se apoyan sobre esta, as! como las que act%an directamente sobre las vigas como son el peso propio y los tabiques. La viga que se escoge como e#emplo para el metrado de cargas es la 4G:<@ <.7>/<.>
4igas de e#es 7 y ; zona l!mite entre zona de butacas y pasadizo". 3 >Y:.=U> 6.7 8&9 4 =Y:.P 7.4 8&9 4- no se considera por tratarse de una parte que sólo soportará la obertura. arga puntual por reflectores de luz3MF :7 5g 3.#.2 3.#.2 VIGAS VIGAS Y VIGUET VIGUETAS AS TRANS TRANSVER VERSAL SALES. ES.
E#es- HG?. 3 >Y:.; 7 8&9 4 =
1o se considerará carga viva para las = primeras viguetas de la zona de antesala y escenario por encontrarse en una zona muy curva. Esto porque será muy poco probable que alguna persona transite. 34
Tabla I. 3etrado de cargas muertas.
35
3.$ METRADO METRADO DE COLUMNA COLUMNAS. S.
El metrado de cargas de las columnas al igual que el de las vigas, se realiza trasmitiendo las cargas e/istentes en su área tributaria como son la losa aligerada, vigas, tabiques y piso terminado $acia la columna incluyendo su peso propio. omo e#emplo vamos a realizar el metrado de cargas de la misma columna a la cual le realizamos un pre dimensionamiento, pero a$ora lo desarrollamos de manera más detallada. La columna mencionada mencionada es la ubicada entre los e#es B y = y se observa en la figura > donde se resalta su área tributaria. En las Tabla ; y P se presentan los metrado de cargas tanto para el %ltimo piso como para el piso t!pico respectivamente.
36
3.% METRADO DE MUROS DE CORTE CORTE O PLACAS.
Hl igual que las columnas en este caso se lleva a las placas todas las cargas ubicadas dentro del área tributaria de las mismas sumándoles además su peso propio. Las cargas a considerar también son el de la losa aligerada, piso terminado, las vigas, y los tabiques. tabiques. La placa que se tomará como e#emplo es la ubicada en el e#e entre los e#es 7 y =, la cual se muestra en la figura :< as! como su área tributaria. En las tablas :: y :7 se presentan los metrados de cargas tanto para el %ltimo piso como para el piso t!pico respectivamente.
37
ANE&OS
38
BHZH)H )E HMAH'
HMAH' )E 48E1T2
39
HMAH' '8'38H'
'EBGRAFIA 40
•
"",FFF/$*oo/(o+!o"a%(o+oa("'ala'ra%$%+$(a%o&r'!#$($o "",FFF/'+/#'/ar'+a'%"r'("'ra5a!"r$orCARGAS/"+ "",FFF/l(o!%"r'("or($v$l/(o+201307#$($o%(ar*a%#v$!"o/"+l "",FFF/v$r"'al/'!al/#'/(o('r%o%%#%+a!$al%4080020L(($o!%C a,$"'lo202Eval'a($o!20#20la%20'ra%20%$%+$(a%/"+ "",&ooH%/*oo*l/%&ooH%I $#O*DJMEaMCK,r$!"%(ro!"(ovrKl%vo!,a*KKal% "",FFF/$"'rr$&$$a/(o+#%(ar*a%,ro,$o%(o+&@a(($o!%/,#
•
$ttp-66[[[.arq$ys.com6casas6cargas.$tml
•
"",FFF/$!"$/*o&/ar($r%o(,#,'&l$(o+04S(($o!@3/,#
• • • •
•
BIBLIOGRAFIA 41
• •
)ise+o estructural en arquitectura \ Hrq. Aloria )iez MEALH3E1T2 1H821HL )E E)8F8H821E'
42