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Diseo de las cargas en edificios - Jorge Bernal

Captulo 4: R101 CAP 4.10, 11. Cubiertas y cocheras.

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Cirsoc 101 - Captulo 4Cargas en cubiertas y cocheras

4.9 4.10

Reglamento.

El Captulo 1 Requisitos Generales del R 101 contiene dos a r-

tculos principales: Introduccin y Campo de Validez. Coexisten tres

estudios que se muestran en prrafos con las siguientes caractersticas:

Reglamento 101: Inicio con letra R y luego cursiva contamao reducido.

Comentario 101: Inicio con letra C y luego cursiva contamao reducido.

Anlisis realizados por los autores: Letra y tamao co-mn.

Las partes de Reglamento y Comentarios son copiadas de mane-

ra textual, en todos los casos se indica la numeracin indicada en el Cir-soc.

Contenido.

Este artculo adopta expresiones que reducen la carga viva sobre cu-

biertas, planas, horizontales, con pendientes o en arcos. Utiliza frmulas

cuyas variables son la superficie tributaria y la pendiente.

4.9. Cargas sobre cubiertas.

4.10. Cargas en cocheras.

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General: Cubiertas, sobrecargas mnimas.El eje de las ordenadas indica el valor de la sobrecarga, que se reduce

en la medida que aumenta los valores en la abscisa, reas tributarias o pen-

dientes, por separado. En todos los casos las cubiertas poseen dos caracters-

ticas constantes: la pendiente y el rea tributaria de donde se obtienen R1y

R2. El reglamento establece una frmula donde se multiplican ambas:

Lr= 0,96 R1R2

R1 y R2 son valores iguales o menores a la unidad, es decir que su

combinacin nos entrega un factor de reduccin. La grfica que resulta de

esas frmulas es lineal, recta. En ambos casos, cuando aumenta la superficie

tributaria y la pendiente, mayor ser la reduccin de la sobrecarga.

El esquema que sigue muestra de manera general los grados o

porcentajes de pendiente y la manera que se considera el rea tributaria.

Las pendientes de cubierta se indican en grados o en porcentual. Las

usuales oscilan entre los 10 a 30 grados.

El rea tributaria, en la planta que se muestra el la superficie quedescarga en el soporte columna.

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R4.9. Sobrecargas mnimas para cubiertas.

R4.9.1 Cubiertas planas, horizontales o con pendiente y cur-vas.

Las cubiertas comunes planas, horizontales o con pendiente y cur-vas se disearn para las sobrecargas especificadas en la expresin4.2 u otras combinaciones de cargas de control fijadas en los re-

glamentos especficos de cada material, aqulla que produzca lasmayores solicitaciones.

El prrafo no est completo. Consideramos que se entenderamejor Las cubiertas comunes.se disearn para las sobrecargas.con

aquellas que produzcan las mayores solicitaciones.

Sobre cubierta actan cargas de viento, nieve, hielo, sobrecargas

(por sobre cubierta) y cargas concentradas en alguno de los nudos de

cabriadas (ver artculo 4.2), no actan de manera simultnea, excepto la

carga concentrada en nudo inferior que puede actuar independiente del

clima. Sin embargo en artculo 4.2 el reglamento establece Estas cargas

no actuarn simultneas con las sobrecargas del 4.9.

En estructuras tales como invernaderos, donde se usa andamiaje es-

pecial como superficie de trabajo para obreros y materiales durantelas operaciones de reparacin y mantenimiento, no se podr usaruna carga de cubierta menor que la especificada en la expresin(4.2) a menos que la apruebe la autoridad bajo cuya jurisdiccin serealiza la obra.

El coeficiente de reduccin para las L de las cubiertas est en

funcin del rea tributaria (At) y de pendiente (%).

Lr= 0,96 R1R2 siendo 0,58 Lr 0,96 (4.2)

Lr: sobrecargade cubierta por metro cuadrado de proyec-cin horizontal en kN/m2.

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Los factores de reduccin son R1y R2y se determinarn como sigue:

R1= 1 Para At 19 m2R1= 1,2 0,01076 At Para 19 m2 < At< 56 m2

R1= 0,6 Para At 56 m2Donde:

Atrea tributaria (ver comentarios artculo 4.8.1) en metros cuadrados so-portada por cualquier elemento estructural y

R2= 1 Para F 4R2= 1,20,05 F Para 4< F

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R.10 Cocheras de automviles.Distingue las cargas uniformes de las concentradas, segn la cantidad de

pasajeros y tipo de estacionamiento. Para mnibus y camiones se calcula

para cada tipo de vehculo.

R4.10. Sobrecargas para locales destinados a cocheras de automvi-les.

R4.10.1. Los pisos de garajes o sectores de edificios usados para alma-cenar vehculos se deben disear para 2,5 kN/m2

de sobrecarga unifor-

memente distribuida, o para las siguientes cargas concentradas, lo queresulte ms desfavorable:

1. para automviles que no llevan ms de 9 pasajeros, 9 kN actuan-do sobre una superficie de 13.000 mm2 (130 cm2).

2. estructuras para estacionamiento por medios mecnicos (sin es-pacios para circulacin), 7 kN por rueda.

El peso promedio de un automvil o camioneta (sin carga) es de uno 18 kN y

la superficie en proyeccin aproximada que ocupa es de unos ocho metros

cuadrados; el valor por metro cuadrado oscila en los 2,2 kN/m2, que se apro-

xima al indicado en el punto R4.10.

El punto (1) no lo especifica, pero se supone que los 9 kN actan por rueda.

La superficie de contacto de una rueda (con carga) sobre pavimento se de

unos 100 cm2, esta valor se aproxima el de 130 cm2(13.000 mm2) indicados.

El punto (2) especifica carga por rueda. En estacionamientos mecnicos el

espacio entre vehculos se reduce. El lgico suponer que debe aumentar la

carga por rueda, sin embargo en este punto se reduce. Tambin se puede

considerar que en estacionamientos mecnicos no hay pasajeros, por eso lareduccin.

R4.10.2. Para cargas horizontales originadas por vehculos, ver elartculo 4.3.2 C.

El artculo 4.3.2 C se refiere a Los sistemas de barreras para vehculos pu e-

den estar sujetos a cargas horizontales de vehculos en movimiento. Estas

cargas horizontales se pueden aplicar normales al plano del sistema de barre-

ras, paralelo al plano del sistema de barreras, o en cualquier ngulo interme-

dio.

Las cargas en garajes que guardan camiones y mnibus, se deben obtener apartir de estudios especiales que consideren las caractersticas de los vehcu-

los que se deben estacionar en cada caso.

C4.3.2. Los sistemas de barreras para vehculos pueden estar su-jetos a cargas horizontales de vehculos en movimiento

R4.10.3. Los garajes que guardan camiones y mnibus se deben di-sear con cargas acordes a las caractersticas de los vehculos quehabrn de utilizarlos.

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Consideramos que en todos los proyectos y clculos para la estructura sopor-

te de entrepiso destinado a garajes debe cumplirse antes con una tarea de

investigacin y diseo de las cargas que actuarn en su vida til. Incluso es

necesario establecer barreras superiores de limitacin de tamao de vehculo,

as como de giro en rampas.

Una carga horizontal que no es considerada en este artculo es la dinmica,provocada por el frenado o arranque brusco de vehculos.

C4.10. Sobrecargas para locales destinados a cocheras de automvi-les.

Las cargas distribuidas que adopta la norma Asce 7-98 para el di-seo general de los elementos estructurales es bastante menor a los3,5 kN indicados por el reglamento Cirsoc 101-1982.

Para una mejor comprensin, hacemos una comparativa con el Cir-

soc 101 1982:

(1982) 4.1.2 Sobrecargas para locales destinados a cocheras de

vehculos de peso inferior a 25 kN.

(1982) 4.1.2.1 Cuando las luces sean mayores de l0= 3 m en losas

y l0= 5 m en vigas, la sobrecarga ser de 3,5 kN/m2.

(1982) 4.1.2.2 Cuando alguna de las luces es menor que los valo-

res de l0especificados en el artculo 4.1.2.1, la sobrecarga deber

incrementarse en la relacin l0/ l para vigas y l0/ l menor para lo-

sas y como mximo en 1,43, coeficiente que no se considerar pa-

ra las cargas de columnas o paredes portantes.

El incremento de la sobrecarga se justifica en el suceso de colapso entre

flexin y corte. Este ltimo es casi instantneo, mientras que la flexin,muestra antes de la rotura elsticas de advertencia.

(1982) 4.1.3 Posibilidad de choque de vehculos contra vi-

gas, tabiques y muros portantes

Para considerar la posibilidad de choques de vehculos

contra vigas, tabiques y muros portantes, se tomar una

carga horizontal de 2 kN/m, aplicada a 0,50 m de altura

del solado.

Esta carga en el ancho frontal del vehculo se transforma en unos 4 kN que

respondera a una desaceleracin por impacto de unos 3 m/s2, valor bajo

comparado con el la aceleracin terrestre de 9,81 m/s

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.(1982) 4.1.4 Sobrecargas para locales destinados a cocheras

de vehculos de peso superior a 25 kN.

Debern determinarse, en cada caso, teniendo en cuenta las

caractersticas de los vehculos que las utilizarn.

C4.10. Sobrecargas para locales (Continuacin).Sin embargo, la exigencia simultnea de verificar los elementos es-tructurales para una carga concentrada importante, logra que se

puedan considerar convenientemente los efectos localizados produ-cidos por las cargas de las ruedas y a su vez no arrastrar hasta ele-

mentos estructurales alejados cargas elevadas que no llegan a losmismos.

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No es claro este punto, si se tiene en cuenta que los efectos localizados a

causa de las ruedas en un garaje, son difciles de ubicar de manera perma-

nente. La posicin de las ruedas es absoluto respecto al vehculo, pero relati-

vo respecto del entrepiso de garaje.

El reglamento Cirsoc 101-82 consideraba el efecto de la concentracin de

cargas mediante un coeficiente multiplicador que segn fueran las dimensio-nes de los elementos estructurales llegaba hasta el valor de 1,43, (para losas

de dimensiones pequeas, por ejemplo) lo que llevaba a la carga distribuida

general a un valor de 5 kN/m2.

El Cirsoc 101 82 nada dice de cargas concentradas o concentracin de car-

gas. El factor 1,43 es utilizado por una cuestin geomtrica en la diferencia

del tipo de rotura entre flexin y corte.

Por otra parte, este reglamento fija las cargas mximas aceptables para los

automotores a guardar en funcin del nmero de pasajeros previstos por el

uso de dicho vehculo, mientras que en el reglamento anterior era de 25 kN.

El nuevo Cirsoc solo fija un nmero mximo de nueve pasajeros; no hay un

automvil que transporte esa cantidad de personas. Con ese valor se debera

pensar en un vehculo tipo utilitario de transporte (tipo escolar).

De la consideracin de la cantidad de pasajeros y del pesode los vehculos correspondientes, se podra inferir que elvalor de carga mxima para un vehculo automotor en estereglamento es de 25 kN. Es decir que la utilizacin de losvalores indicados para sobrecargas distribuidas y concen-

tradas estara restringido a vehculos cuya carga mximasea alrededor de los 25 kN.Mayores cargas se deben considerar como casos aparte se-gn lo indicado en el artculo 4.10.3.