COMBINACION DE CARGAS EN FUNCION A NORMASNORMA ACIFactores de Carga ACIFactor de carga es el nmero por el cual hay que multiplicar el valor de la carga real o de servicio para determinar la carga ltima que puede resistir un miembro en la ruptura.Generalmente la carga muerta en una estructura, puede determinarse con bastante exactitud pero no as la carga viva cuyos valores el proyectista solo los puede suponer ya que es imprevisible la variacin de la misma durante la vida de las estructuras; es por ello, que el coeficiente de seguridad o factor de carga para la carga viva es mayor que el de la carga muerta. Los factores que en el reglamento del ACI se denominan U, son los siguientes:Para combinaciones de carga muerta y carga viva:U = 1.4D + 1.7LDonde: D = Valor de la carga muerta yL = Valor de la carga vivaB) Para combinaciones de carga muerta, carga viva y carga accidental:U = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.7W) oU = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.87E)Donde: W = Valor de la carga de viento yE = Valor de la carga de sismoCuando la carga viva sea favorable se deber revisar la combinacin de carga muerta y carga accidental con los siguientes factores de carga:U = 0.90D + 1.30WU = 0.90D + 1.30EFactores de ReduccinEs un nmero menor que 1, por el cual hay que multiplicar la resistencia nominal calculada para obtener la resistencia de diseo.Al factor de reduccin de resistencia se denomina con la letra : los factores de reduccin son los siguientes:Para:Flexin 0.90Cortante y Torsin 0.75Adherencia 0.85Compresin con o sin flexincolumnas con refuerzo helicoidal 0.75Columnas con Estribos 0.70El factor de reduccin de resistencia toma en cuenta las incertidumbres en los clculos de diseo y la importancia relativa de diversos tipos de elementos; proporciona disposiciones para la posibilidad de que las pequeas variaciones adversas en la resistencia de los materiales, la mano de obra y las dimensiones las cuales, aunque pueden estar individualmente dentro de las tolerancias y los lmites pueden al continuarse, tener como resultado una reduccin de la resistencia.

NORMA LRFDLRFDLas cargas de trabajo o servicio (Qi) se multiplican por ciertos factores de carga o seguridad (isiempre mayores que 1.0)Las cargas factorizadas usadas para el diseo de la estructura.Las magnitudes de los factores de carga varan, dependiendo del tipo de combinacin de las cargas.La estructura se proporciona para que tenga una resistencia ultima de diseo suficiente para resistir las cargas factorizadas. Esta resistencia es la resistencia terica o nominal (Rn) del miembro estructural, multiplicada por un factor de resistencia (siempre menor que 1.0)La expresin para el requisito de seguridad estructural es:i QiRn(Suma de los productos de los efectos de las cargas y factores de carga) (factor de resistencia)(resistencia nominal)(Los efectos de las cargas) (la resistencia o capacidad del elemento estructural)Factores de carga y las combinacionesU = 1.4 D (Ecuacin A 41 del LRFD)U = 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr o S o R) (Ecuacin A 42 del LRFD)DondeU la carga ultimaD cargas muertas (Dead load)L cargas vivas (Live load)Lr cargas vivas en techos (Roof Live load)S cargas de nieve (Snow load)R carga inicial de agua de lluvia o hielo (Rain water or ice load)W fuerzas de viento (Wind load)E Fuerzas de Sismo (Earthquake load)Cuando hay cargas de impactoU = 1.2D + 1.6(Lr o S o R) + (0.5 Lr o 0.8 W) (Ecuacin A 43 del LRFD)U = 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr o S o R) (Ecuacin A 44 del LRFD)U = 1.2D 1.0E +0.5 L+0.2S (Ecuacin A 45 del LRFD)Existe un cambio en el valor de factor de carga para L en las combinaciones A43, A 44, A45 cuando se trata de garajes, reas de reuniones publicas y en todas las reas donde la carga viva exceda de 100 psf, U = 1.2D + 1.6(Lro S o R)+(1.0 L o 0.8 W) (Ecuacin A 43 del LRFD)U = 1.2D+1.3W+1.0L+0.5(Lro S o R) (Ecuacin A 44 del LRFD)U = 1.2 D 1.0 E + 1.0 L + 0.2S (Ecuacin A 45 del LRFD)Cuando hay la posibilidad de levantamiento por las fuerzas de viento y sismo,U = 0.9 D (1.3 W o 1.0 E) (Ecuacin A 46 del LRFD)Las magnitudes de las cargas (D, L, Lr, etc.) obtenerse en los reglamentos de construccin vigentes o en la especificacin ASCE 7.93.ASCE American Society of Civil EngineersCarga critica o gobernante el valor mas grande obtenido en cada casoFactores de ResistenciaLa resistencia ultima de una estructura depende en la resistencia de los materiales, las dimensiones, la mano de obra y no puede calcular exactamenteQue puede influir1. Imperfecciones en las teoras de anlisis 2. A variaciones en las propiedades de los materiales3. A las imperfecciones en las dimensiones de los elementos estructuralesPara hacer esta estimacin, se multiplica la resistencia ultima terica (resistencia nominal) de cada elemento por un factor , de resistencia (siempre menor que 1.0).

NORMA EHE

NORMA LFD Y ASDLa combinacin de carga que gobierna los estados lmite en ASD y LFD, considerando laaccin de cargas gravitacionales, se muestra a continuacin: (3.28)donde:= Factor de carga.= Coeficiente.D = Carga muerta.I = Impacto.L = Carga viva.En LRFD la ecuacin que gobierna los estados lmite es la siguiente: (3.29)donde:DC = Carga muerta de componentes estructurales y accesorios no estructuralesDW = Carga muerta de la superficie de rodamientoIM = Incremento por carga vehicular dinmica.LL = Carga viva.= Factor de modificacin de carga.DC = Factor de carga.DW = Factor de carga.LL+IM = Factor de carga.El factor de modificacin de carga ( ) toma en cuenta la ductilidad, redundancia e importanciaoperacional del puente, y se determina con la siguiente ecuacin:donde:DC = Carga muerta de componentes estructurales y accesorios no estructuralesDW = Carga muerta de la superficie de rodamientoIM = Incremento por carga vehicular dinmica.LL = Carga viva.= Factor de modificacin de carga.DC = Factor de carga.DW = Factor de carga.LL+IM = Factor de carga.El factor de modificacin de carga ( ) toma en cuenta la ductilidad, redundancia e importanciaoperacional del puente, y se determina con la siguiente ecuacin: (3.30)donde:D = Factor de ductilidad.R = Factor de redundancia.I = Factor de importancia operacional.Los factores de ductilidad y redundancia se asocian con la resistencia del puente, mientras queel factor de importancia se asocia con la consecuencia de la salida de servicio del puente.Factor de ductilidad, D.- El factor se basa en la premisa de que el sistema estructural de unpuente deber ser proporcionado y detallado para asegurar el desarrollo de deformacionesinelsticas significativas en el estado lmite de resistencia y evento extremo, antes de la falla.Se debe evitar el comportamiento frgil, ya esto que implica una falla sbita (prdida de lacapacidad de carga).

Tabla 3.3 Factor de ductilidad

Factor de redundancia, R.- La redundancia afecta significativamente el margen de seguridadde un puente; incrementa el margen de seguridad y se refleja en el estado lmite de resistencia.Tabla 3.4 Factor de redundancia

Factor de importancia, I.- Debido a que la construccin debe estar justificada con base enrequerimientos sociales o de seguridad, es difcil encontrar una situacin en la que un puenteno sea operacionalmente importante.Tabla 3.5 Factor de importancia operacional

Los factores de carga y resistencia considerados en LRFD se determinaron con base enmtodos probabilsticos. En el caso de los factores de carga, se observan diferencias en losvalores de los mismos comparados con LFD, mientras que en ASD los factores de carga seconsideran como la unidad, es decir las cargas se consideran con sus valores nominales.Por otra parte, en LRFD se introducen factores de carga mximos y mnimos, esto en funcindel tipo de efecto. Si ste es aditivo se deber tomar el factor de carga mximo, de locontrario se deber tomar el factor de carga mnimo.Tabla 3.6 Factores de carga en LFD y ASD

Tabla 3.7 Factores de carga en LRFD

Tabla 3.8 Factores de carga para carga permanente

SimbologaH = entropakR = factor de sesgo de la resistenciakS = factor de sesgo de los efectos de las cargasLF = factor de carga(LF)D = factor de carga para cargas permanentes(LF)L = factor de carga para sobrecargas vivas(LF)W = factor de carga para cargas de vientopi = probabilidad del evento iPf = probabilidad de fallaR = resistenciaRF = factor de resistenciaRn = resistencia nominalR = resistencia mediaS = efectos de las cargasSD = efecto nominal de las cargas permanentesSL = efecto nominal de las sobrecargas vivasSn = efecto nominal de las cargasSW = efecto nominal de las cargas de vientoS = efecto medio de las cargasVR = coeficiente de variacin de la resistenciaVS = coeficiente de variacin de los efectos de las cargas = coeficiente de separacin = ndice de confiabilidadT = ndice de confiabilidad objetivom = factor que depende del materialf = factor de fabricacina = factor que depende del tipo de anlisis utilizado = desviacin estndar26

Tabla 2.3.1. Factores de Carga

Tabla 2.3.2. Factores de carga y combinaciones de cargas gravitatorias

Tabla 2.3.3. Factores de carga para Estados Lmites de Servicio

Tabla 2.5.1. Relacin entre carga media y nominal, kS, y coeficiente de variacin, VS

Tabla 2.5.2. Valores de kS y VS supuestos para el anlisis

Tabla 2.6.1. Comparacin entre los valores de los factores de carga obtenidos del anlisis ylos valores especificados en los Cdigos

TIPOS DE CARGAS Cargas estructurales concepto de estructura son los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista una deformacin excesiva de una de las partes con respecto a la otra. por ello la funcin de una estructura consiste en transmitir la fuerza de un punto a otro en el espacio, resistiendo su aplicacin sin perder estabilidad. concepto de cargas es el peso, fuerza que va a resistir la estructura y que tambin son llamadas fuerzas externas. y la fuerza es la capacidad que tiene un objeto de caer por su propio peso al suelo. carga Tipos de cargas cargas muertas cargas vivas cargas accidentales (de viento o ssmicas) cargas muertas: son aquellas que se mantiene en constante magnitud y con una posicin fija durante la vida util de la estructura, la mayor carga muerta generalmente es el peso propio de la estructura. ejemplo: rellenos, acabados de entrepiso, cielos rasos, columnas, vigas, losas. etc Tipos de cargas.- cargas vivas son las que son ejercidas por la fuerza del viento, maquinarias, mobiliario, materiales y mercanca almacenada as como los cambios de temperatura. viento cargas accidentales son cargas que pasan rpido por la estructura, son cargas inerciales causadas por movimientos ssmicos, estas pueden ser calculadas teniendo en cuenta las caractersticas dinmicas del suelo (estudio de suelo). Clasificacin de las cargas segn el tiempo de aplicacin permanentes accidentales estticas dinmicas mviles de impacto segn la ubicacin en el espacio concentradas o puntuales distribuidas segn la intensidad de la aplicacin de viento de sismo Segn el tiempo de aplicacin.- permanentes: son las que duran toda la vida til de la estructura, comprende el peso propio de la estructura y el todas las partes rgidas de la construccin: estructura, instalaciones, cerramientos, revestimientos, etc.- accidentales: son aquellas cuya magnitud y/o posicin puede variar a lo largo de la vida til de la estructura, actan de forma transitoria: viento, personas, nieve, muebles, terremotos, etc. .- estticas: son las que no cambian nunca su estado de reposo o lo hacen lentamente en el tiempo: cerramientos, instalaciones, personas de oficina y viviendas Dinmicas: son las que varan rpidamente en el tiempo, son las durante el tiempo que actan estn en estado de movimiento (inercial) .- mviles: son aquellas en las cuales la direccin del movimiento es perpendicular con la direccin en que se produce la carga, desplazamiento de un vehculo, desplazamiento de una gra, un tren, etc.- de impacto: son aquellas en las cuales la direccin del movimiento es coincide con la direccin en que se produce la carga, se caracteriza por un tiempo muy breve, (instantnea): choque de un vehculo, movimiento ssmico, publico saltando sobre gradas en estadio deportivo, etc. choque Segn su ubicacin en el espacio.- concentradas: son las que actan sobre una superficie muy reducida con respecto a la total: una gra sobre la va, anclaje de una tensor. .- distribuidas: son aquellas que mantienen el mismo valor en toda su expansin: el peso propio de una losa, el pblico en una sala de espectculos, etc. segn la intensidad de la aplicacin.-de viento: es una carga difcil de determinar, depende de la velocidad, ubicacin geogrfica, altura y forma de las construccin. .-de sismo: son vibraciones simultneas en forma vertical y horizontal (ms intensas), se transmite a travs de las fundaciones.