- 1. UNIVERSIDAD DE ACONCAGUA SEDE TEMUCO CARGAS ASIGNATURA:
ESTRUCTURAS II PROFESOR: PAOLO CASTILLO RUBIO
2. CARGAS
- LA CARGA DE DISEO DE UNA ESTRUCTURA SUELE ESPECIFICARSE EN
CDIGOS. EXISTEN DOS TIPOS:
- CDIGOS GENERALES DE CONSTRUCCIN(Especifican los requisitos de
instituciones oficiales relativos a las cargas mnimas de diseo para
estructuras y los estndares mnimos para las construcciones)
- CDIGOS DE DISEO(Proporcionan normas tcnicas detalladas y se
usan para establecer los requisitos del diseo estructural)
3. LOS CDIGOS PROPORCIONAN SLO UNA GUA GENERAL PARA EL DISEO,
LARESPONSABILIDAD FINALDEL DISEO RESIDE EN EL INGENIERO ESTRUCTURAL
4. EL DISEO DE UNA ESTRUCTURA COMIENZA CON AQUELLOS ELEMENTOS QUE
ESTN SOMETIDOS A LAS CARGAS PRINCIPALES QUE DEBE TOMAR LA
ESTRUCTURA Y PROCEDE EN SECUENCIA CON VARIOS ELEMENTOS DE SOPORTE
HASTA QUE SE LLEGA A LA CIMENTACIN. Por ejemplo: en primer lugar se
diseara la losa de piso de un edificio, seguidas por las vigas,
columnas y, finalmente, por las zapatas de la cimentacin. 5. CARGAS
MUERTAS CONSISTEN EN LOS PESOS DE LOS DIVERSOS MIEMBROS
ESTRUCTURALES Y EN LOS PESOS DE CUALQUIER OBJETO QUE EST
PERMANANTEMENTE UNIDO A LA ESTRUCTURA. Ejemplo: para un edificio
comprenderan los pesos de las columnas, vigas y trabes, losas de
piso, techo, muros, ventanas, plomera, instalacin elctrica y otros
diversos dispositivos. 6. CARGAS VIVAS PUEDEN VARIAR EN MAGNITUD Y
LOCALIZACIN, Y PUEDEN SER CAUSADAS POR LOS PESOS DE OBJETOS
COLOCADOS TEMPORALMENTE SOBRE UNA ESTRUCTURA. Por ejemplo: por
vehculos en movimiento o por fuerzas naturales. 7. TIPOS DE CARGAS
VIVAS
- CARGAS EN EDIFICIOS. Los pisos de edificios estn sometidas a
cargas vivas uniformes, que dependen del propsito para el cual el
edificio est diseado. Esas cargas estn tabuladas en cdigos locales,
estatales o nacionales.
- Para algunos tipos de estructuras, muchos cdigos permiten una
reduccin en la carga viva uniforme para un piso, ya que es
improbable que la carga viva prescrita se presente simultneamente
en la estructura entera en un momento dado. Por ejemplo, ANSI
A58.1-1982, permite una reduccin de la carga viva en un miembro que
tenga un rea de influencia de 400 ft2 o mayor.
8. CLCULO DE LA CARGA VIVA REDUCIDA L = L O(0,25 + 15/sqr(A I ))
donde: Les la carga viva de diseo reducida por pie cuadrado de rea
soportada por el miembro. L O es la carga viva de diseo no reducida
por pie cuadrado de rea soportada por el miembro. A I es el rea de
influencia por pie cuadrado igual a cuatro veces el rea de piso
tributaria o portadora de carga efectiva para una columna; y a dos
veces, en el caso de una viga. * Est limitada a no menos que 50% de
Lo para miembros que soportan un piso o a no menos de un 40% de Lo
para miembros que soportan ms de un piso. No se permiten
reducciones para estructuras usadas para reuniones pblicas, garages
o techos. 9. TIPOS DE CARGAS VIVAS
- CARGAS DE PUENTES. Estn especificados mediante cdigos, tanto
los puentes carreteros como los ferroviarios. Se dan las cargas y
la separacin de las ruedas de diferentes tipos de camiones y
trenes. Para el diseo, una serie de tales cargas se colocan una
junto a la otra dentro de regiones crticas del puente y se calculan
los esfuerzos mximos por carga viva en los miembros. Adems, como
los vehculos estn en continuo movimiento, cualquier rebote que
ocurre implica un impacto de las cargas sobre el puente, por lo que
se debe incrementar la carga viva mxima.
10. TIPOS DE CARGAS VIVAS
- CARGAS DE VIENTO. Cuando las estructuras impiden el flujo del
viento, la energa cintica de ste se convierte en energa potencial
de presin, lo que causa la carga de viento. El efecto del viento
depende de la densidad y velocidad del aire, ngulo de incidencia,
forma y rigidez de la estructura y de la rugosidad de la
superficie.
- En el procedimiento esttico, la fluctuacin de la presin causada
por un viento soplando continuamente se aproxima por una presin
media que acta sobre los lados de barlovento y sotavento de la
estructura.
11. La presinqse calcula, dependiendo de la velocidad del viento
como: q [psf] = 0,00256 (v [mi/h])2 Una vez calculada la presin
mediaqdel viento, su magnitud se multiplica por varios coeficientes
para obtener la presin estticapde diseo aplicada a la
estructura.Por ejemplo, para un edificio con lados verticales, el
factor de forma para el lado de barlovento (presin o empuje) es 0,8
y para el de sotavento (succin o tensin) 0,5. Para edificios altos
o cuya forma o localizacin se hace sensible al viento, se
recomienda usar un procedimiento dinmico. 12. TIPOS DE CARGAS
VIVAS
- CARGAS DE NIEVE. En algunas regiones, las cargas en techos
debidas a la nieve pueden ser muy severas. Se determinan
generalmente con ayuda de un mapa de zonas. Por ejemplo, en
regiones de EEUU es comn usar 45 lb/ft2 para el diseo. Aqu se hace
relevante el buen juicio del ingeniero para considerar efectos
adicionales causados por lluvia, movimiento de nieve acumulada y
calefaccin del edificio.
13.
- CARGAS DE SISMO. Los sismos producen cargas sobre una
estructura por medio de la interaccin del movimiento del suelo y
las caractersticas de respuesta de la estructura.
- Para estructuras pequeas, se puede utilizar un anlisis esttico,
que determina el cortante basalVen la estructura como:
- Donde se utilizan factores tabulados:
- Zdepende de la zona ssmica,Ide la importancia del edificio
respecto a la ocupacin,Kde su configuracin estructural,Cde sus
caractersticas vibratorias,Sdel tipo de suelo que soporta la
estructura yWdel peso de sta.
14.
- PRESIN HIDROSTTICA Y PRESIN DEL SUELO. Cuando las estructuras
se usan para retener agua, suelo o materiales granulares, la presin
desarrollada por esas cargas es un criterio importante para su
diseo. Las leyes de la hidrosttica y de la mecnica de suelos se
aplican para definir la intensidad de las cargas sobre la
estructura.
- OTRAS CARGAS NATURALES. Otros distintos tipos de cargas, deben
considerarse en el diseo de una estructura, dependiendo de su
localizacin y uso. Por ejemplo: efecto de explosiones, cambios de
temperatura y los asentamientos diferenciales de la
cimentacin.