CARGAS ESTRUCTURALES
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CARGAS ESTRUCTURALES
Aux. Doc. : Univ. Rodrigo Maldonado Rios
Universidad Mayor de San Andrés
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil
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
- Condidiones de Servicio
(Deformaciones, Fisuraciones)
- Ductilidad
- Durabilidad
- Funcionalidad
- Estética y 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], [Kgf], etc
Fuerza / longitud:, [KN/m], [Kgf/m], etc.
Fuerza /superficie: [KN/m²], [Kgf/m²], [Kgf/cm²], etc.
CONCEPTO DE ACCIÓN:
- Cargas o efectos (internos o externos) que son capaces
de producir modificaciones en el estado tensional (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:
- Cargas de:
Ocupantes, Materiales
(Bodegas),
Equipos/Maquinarias
en Operación, Transito
(Puentes), Presiones
(Suelo e Hidrostáticas).
CAUSADAS POR
EL MEDIO
AMBIENTE:
- Nieve y Granizo
- Vientos
- Cambios de
Temperatura.
- Cargas Sísmicas.
Ejemplos:
Pisos, cielos rasos y
falsos, muros divisorios,
techos, ventanas,
instalaciones…
CARGAS ESTRUCTURALES
Otra forma práctica de clasificarlos es:
CARGAS
GRAVITATORIAS
CARGA MUERTA (PERMANENTE)
CARGA VIVA (VARIABLE)
Peso Propio de la
estructura
Carga Permanente
Sobrecarga de SERVICIO
Sobrecarga de Nieve
Sobrecarga de Granizo
Cargas en CUBIERTAS
Cargas de Fluidos y Otros
Materiales
ACCIÓN TÉRMICA Y/O REOLÓGICA
ACCIÓN DE EMPUJE DE TERRENOS
ACCIÓN DEL VIENTO
EFECTO SÍSMICO
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…