Estructuras ICatedra Canciani

ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS:

CARGAS

Cargas: Fuerzas que resultan del peso de todos los materiales de construcción, del peso y actividad de sus ocupantes y del peso del equipamiento. También de efectos ambientales y climáticos tales como nieve, viento, etc..

Se miden en ,

Unidades de fuerza

Unidades de fuerza / longitud

Unidades de fuerza/ superficie.

Unidades más utilizadas:

• UNIDADES DE FUERZA Kilogramo fuerza (kgf) ( Kg)Tonelada (Ton.) (T) Kilo Newton (KN) = 102 Kg

• UNIDAD DE LONGITUD:Metro (m)

• UNIDAD DE SUPERFICIE:Metro cuadrado (m2)

Clasificación de las cargas según su origen:

• Permanentes» GRAVITATORIAS » EMPUJES

• Accidentales» SOBRECARGAS» VIENTO» SISMO» SUBPRESIÓN

• Otras» CEDIMIENTO de VÍNCULOS» IMPACTO

Cargas Permanentes : Cargas en las las cuales las variaciones a lo largo del tiempo son raras o de pequeña magnitud y tienen un tiempo de aplicación prolongado. En general, consisten en el peso de todos los materiales de construcción incorporados en el edificio, incluyendo pero no limitado a paredes, pisos, techos, cielorrasos, escaleras, elementos divisorios, terminaciones, revestimientos y otros itemsarquitectónicos y estructurales incorporados de manera similar, y equipamiento de servicios .

Cargas Permanentes• Cuando se determinen las cargas

permanentes se deben usar los pesos reales de los materiales. En ausencia de información fehaciente, se usarán los valores que se indican en el Reglamento CIRSOC 101

• Las cargas permanentes se obtendrán multiplicando los volúmenes o superficies considerados en cada caso, por los correspondientes pesos unitarios que se indican en las Tablas

En caso que el peso unitario figure como KN/m2 se trata de una carga distribuida en una superficie y su valor es

Carga (Kg/m2) = Peso Unitario de la tabla ( KN/m2) * 102

Por ejemplo una cubierta de pizarra significará una carga de peso propio de

0 ,9 KN/m2 *^102 = 91.8 Kg/m2

Carga Superficial91.8 Kg/m2

Pizarra

En caso que el peso unitario figure como KN/m3 puede tratarse de una carga distribuida en una superficie o en una línea .

Si fuese en una superficie su valor es :

Carga (Kg/m2) = Peso Unitario de la tabla ( KN/m3) * espesor del material (m) * 102

Por ejemplo una losa de hormigón armado de 0,20 m de espesor

24 KN/m2 * 0,20 m * 102 = 489.6 Kg/m2

Carga Superficial489,6 Kg/m2

Losa

Si fuese una carga lineal su valor es :

Carga (Kg/m) = Peso específico de la tabla ( KN/m3) * sección del material (m2) * 102

Por ejemplo una viga de hormigón armado de 0 ,35 m * 0,65 m de sección tendrá una carga de peso propio de

24 KN/m2 * 0,35 m * 0,65 m * 102 = 556,9 Kg/m

Lineal556.9 (kg/m)

VigaViga

0,35 m

0,65 m

Cargas Permanentes:• Empujes : empujes de suelo o agua en

paredes de los sótanos. Muros de contención de suelos.

AccidentalesSobrecargas : Son aquellas originadas por el uso y ocupación de un edificio u otra estructura, y no incluye cargas debidas a la construcción o provocadas por efectos ambientales, tales como nieve, viento, acumulación de agua, sismo, etc. Las sobrecargas en cubiertas son aquellas producidas por materiales, equipos o personal durante el mantenimiento, y por objetos móviles o personas durante la vida útil de la estructura.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS SEGÚN LAS FORMAS DE DISTRIBUCIÓN

• Distribuidas

• Superficiales

• Lineales

Carga distribuida superficial• Es una carga que está repartida en una superficie

cuyo valor se expresa en unidades de fuerza sobre unidades se superficie, representa la mayor parte de las cargas de un edificio.

Superficial(Kg/m2 o Mp)

Losa

Carga distribuida superficial• Representa la mayor parte de las cargas de un edificio, varía

desde 10 Kgr/m2 en una cubierta liviana hasta los 5000 Kgr/m2

en el piso de un depósito, pasando por los 800 Kgr/m2 del entrepiso de una casa o los 1300 Kgr/m2 del piso de un edificio importante.

• Es la que se considera para dimensionar las losas.

Carga distribuida lineal

• Es la carga que está repartida sobre una línea, generalmente la origina una superficie (losa) contigua que se apoya en esa línea (viga), se expresa en Kgr/m.

• Es la que se considera para dimensionar las vigas

Lineal(kg/m)

VigaViga

Cargas Concentradas• Son aquellas a las que se las considera concentradas en un

punto infinitesimal, algo imposible en la práctica. En realidad son carga con un valor de concentración muy alto sobre un sector muy pequeño, en comparación con las descriptas en el punto anterior.

• Su magnitud, se expresa obviamente en Kgr o N.

Concentrada(kg ó T)

Columna

Clasificación de las cargas según el tiempo de aplicación• Estáticas

Se llama así a las que son aplicadas lentamente y accionan por un período prolongado.

• La mayoría de las cargas con las que sedimensiona en Arquitectura son de este tipo.

• La Estática es una rama matemática de la física que proporciona buena herramienta para su manejo.

Cargas Estáticas

Terreno

Superficial(Kg/m2 o Mp)Losa

Lineal(kg/m)

Viga Concentrada(kg ó T)

Columna

Reacción Terreno Superficial(Kg/ m2)

Cargas Dinámicas • Son las que su acción varía rápidamente en

el tiempo.• Si esta acción fuera unitaria puede tomarse

como impacto, en caso de ciclar a intervalos regulares como los casos: martinete, compresor, viento, arrachado, sismo, no pueden ser manejadas con la estática, sin con métodos aproximados luego de un cuidadoso análisis del caso.

•

Ejemplo. Análisis de carga de losas en proyecto estacionamiento Club de Pescadores

Croquis de ubicación

Planta de Arquitectura

Planta de Estructuras

Detalle Losa 67

27

Todas las losas tienen un espesor de 0,20 metros.

Las vigas tienen un ancho de 0,35 metros y una altura de 0,65 metros

Análisis de cargas

a) Sobrecargas

Se considera la posibilidad que se congreguen personas y vehículos pesados, luego la sobrecarga es de 20 KN/m2 o sea 2040 Kg/m2

Peso propio de la losa

Carga (Kg/m2) = Peso Unitario de la tabla ( KN/m3) * espesor del material (m) * 102

Una losa de hormigón armado de 0,20 m de espesor

24 KN/m2 * 0,20 m * 102 = 489.6 Kg/m2

Capa asfáltica de 0,05 metros

13 KN/m2 * 0,05 m * 102 = 66,3 Kg/m2

Luego la carga de la losa 67 es de

Peso del Hormigón Armado 489,6 Kg/m2

Paso de la capa asfáltica 66,3 Kg/m2

Sobrecarga 2.040 Kg/m2

Total 2.595,9 Kg/m2

Accidentales• Viento: se verifica por la acción de este sobre las

superficies, que se traduce en una fuerza de empuje o succión. Son de escasa importancia en las construcciones bajas, importantes en las altas y muy importantes en las estructuras metálicas, Se trata en el Reglamento CIRSOC 102

La fuerza del viento aumenta con la altura

h

a

A

GW

MeMv

Fuerza de viento

Tabla 1. Valores de la velocidad de referencia á para las capitales provinciales y algunas ciudades

CIUDAD (m/s)Bahía Blanca 28,5Bariloche 28,0Buenos Aires 27,2Catamarca 26,0Comodoro Rivadavia 37,5Córdoba 25,0Corrientes 27,0Formosa 27,0La Plata 27,3La Rioja 25,5Mar del Plata 31,7Mendoza 22,5Neuquén 30,5Paraná 30,0Posadas 28,5Rawson 35,0Resistencia 27,2Río Gallegos 32,5Rosario 30,0Salta 22,5Santa Fe 30,0San Juan 22,5San Miguel de Tucumán 25,0Santa Rosa 29,0Santiago del Estero 25,2Ushuaia 40,0Viedma 33,0San Luis 27,5San Salvador de Jujuy 23,5

La fuerza de viento varía de acuerdo a la ubicación geográfica de la construcción

La fuerza del viento disminuye con la rugosidad del terreno,. Cuando más rugoso, menor es la fuerza

Baja Rugosidad

Zonas rurales

Viento

Rugosidad media, zonas suburbanas

Viento

Alta rugosidad, zonas urbanas

Viento

Muy alta rugosidad, grandes ciudades

Accidentales:

• Sismo: Los sismos originan aceleraciones transmitidas por el terreno que al actuar sobre la masa se traducen en fuerzas, a mayor masa, mayor fuerza. La acción del sismo puede tener cualquier dirección y provoca empujes, (cargas) verticales y horizontales, pero en la práctica se considera la más desfavorable que es la horizontal. Se trata en el Reglamento CIRSOC 103

empujes verticales empujes horizontales

En nuestro país los sismos se concentran en la zona

coordillerana

Por eso se clasifica la peligrosidad sísmica en 4 zonas, las cargas sísmicas son mayores a medida que aumentamos de zona de 0 a 4

Accidentales:

• Nieve: Su acumulación origina cargas importantes sobre los techos. El tejado de mucha inclinación o alpino es típico en las zonas que nieva, logrando asíevacuar una parte de ella y bajar la carga.

Zonas donde hay que considerar nieve,

Reglamento CIRSOC 104

Ejemplo. Presión de nieve en la Provincia de Chubut (Pg) HSNM significa altura sobre el nivel del mar

Cedimiento diferencial de vínculos.

• En las estructuras monolíticas, tanto el descenso de los cimiento por acción de las cargas transmitidas por las estructuras, como el ascenso debido a las arcillas expansivas, frecuentes en el gran Buenos Aires originan cargas sobre las estructuras.Frecuentemente son el orígen de las rajaduras en muros. Si el descenso o ascenso resulta uniforme no se traduce en carga alguna, lo que las origina es la diferencia de ellos, o sea que haya movimientos diferenciales.

Movimiento de fundaciones.

Cedimiento de vínculos.

Impacto

Para destinos que involucren vibraciones y/o fuerzas de impacto inusuales, se tomarán recaudos en el diseño estructural.

Maquinaria

Tribunas, estadios y estructuras similares

Ascensores y montacargas

Impacto- Máquinas. Estas producen carga de impacto en

numerosos casos, tal cosa sucede cuando hay grandes masas en movimiento con frenado o inversión de recorrido como los puentes grúa y estampadoras de chapa

Impacto- Tribunas . Se debe considerar la posibilidad que los

espectadores salten todos al mismo tiempo

Impacto- Ascensores y montacargas . Se debe considerar el

arranque y el frenado

?

Muchas Gracias