SESSI 3

ACCIONS DIRECTES A LEDIFICACI

ACCIONS A LEDIFICACI I 1/36

ACCIONS A LEDIFICACI. ACCIONS SOBRE LESTRUCTURA

Les accions sn un condicionant de disseny: formen part de lequaci dequilibride lestructura:

K: Rigidesa de lestructuraa: Moviments de lestructuraf: Forces aplicades a lestructura

fKa =

ACCIONS A LEDIFICACI I 2/36

f: Forces aplicades a lestructura

Accions a ledificaci: les accions exteriors actuen sobre els elements constructius

Accions sobre lestructura: en funci del tipus de solucions constructives, les accions a ledificaci esdevenen accions sobre lestructura

NORMATIVA VIGENT

Dobligat compliment:CTE, SE-AE, Seguridad Estructural / Acciones en la Edificacin.NCSR-02, Norma de Construccin Sismoresistente. Ministeri dObres Pbliques

Normes complementries:EUROCODI 1

Part 1: bases de projectePart 2: (2.1) Pesos propis i crregues exteriors, (2.2) crregues en foc,

ACCIONS A LEDIFICACI I 3/36

Part 2: (2.1) Pesos propis i crregues exteriors, (2.2) crregues en foc, (2.3) crregues de neu, (2.4) accions de vent, (2.5) accions trmiques, (2.6) accions durant lexecuciPart 3: Accions en pontsPart 4: Accions en sils i dipsits

EHE, Annexe A, Valores de las Acciones. Ministeri dObres PbliquesNTE, Normes Tecnolgiques

CLASSIFICACI DE LES ACCIONS

Acci Directe: s una acci (fora i/o moment) aplicada sobre lestructura

Acci Indirecte: s una acci que s conseqncia de moviments aplicats o induits sobre lestructura.

Accions directes Accions indirectes

ACCIONS A LEDIFICACI I 4/36

Accions directes Accions indirectes Accions de tipus gravitatri Acci del vent Empentes del terreny Acci del postessat i del pretensat

Acci trmica Acci reolgica Acci ssmica Acci del postessat

CLASSIFICACI DE LES ACCIONS SEGONS EL CTE

Accions permanents Accions variables Accions accidentals

Pes prpi Pretensat Accions del terreny

Sobrecrregues ds Accions sobre baranes i

elements divisris

Sisme Incendi Impacte

ACCIONS A LEDIFICACI I 5/36

Accions del terreny elements divisris Vent Accions trmiques Neu

Impacte

ACCIONS PERMANENTS Pes prpi: s el pes de tots els elements estructurals i constructius dun edifici.

Valor caracterstic de lacci, G: el seu valor mig obtingut a partir de les dimensions nominals i dels pesos especifics mitjos

V: volum de lelement

: densitat del material constituent

Pretensat: s lacci deguda a les forces de pretensat Accions del terreny: Sn les derivades de lempenta del terreny, tant les

=VGi

ACCIONS A LEDIFICACI I 6/36

Accions del terreny: Sn les derivades de lempenta del terreny, tant les derivades del seu pes, com les provinents daccions que actuen sobre aquest o les degudes als seus desplaaments i deformacions

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DS Sobrecrregues ds: s el pes de tot el que pot gravitar sobre un edifici per ra

del seu s.

ACCIONS A LEDIFICACI I 7/36

Sobrecrrega ds

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DS Reducci de sobrecrregues: En zones catalogades A, B, C i D:

Accions laterals sobre baranes i elements divisris

ACCIONS A LEDIFICACI I 9/36

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DE NEU:kn sQ =

sk: Valor caracteristic de crrega de neu sobre un terreny horitzontal

: Coeficient de forma o inclinaci

ACCIONS A LEDIFICACI I 10/36

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DE VENT s una acci dinmica de baixa variabilitat que genera en ledifici oscillacions

gaireb sempre molt diferents a la prpia de lestructura, en base a la qual cosa es pot considerar com a una crrega esttica

La direcci s aproximadament parallela al terreny (10) Pot actuar en qualsevol direcci aproximadament continguda en el pla horitzontal La conseqncia de lactuaci del vent sobre les construccions sempre s una

acci normal a la superfcie que la rep, exceptuant els casos de superfcies molt rugoses

ACCIONS A LEDIFICACI I 11/36

rugoses Lacci del vent sobre un element pot ser directe (situaci a barlovent) o

conseqncia duna succi (situaci a sotavent) En elements esvelts pot generar efectes dinmics per semblana dels modus

doscillaci de lacci i del de element. Lacci de vent o pressi esttica, qe s:

pebe ccqq =qb: pressi dinmica del vent, tpicament 0.5 kN/m2ce: coeficient dexposici, en funci de lalada del punt i les

caracterstiques del seu entorncp: coeficient elic o de pressi

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DE VENTPresi dinmica del vent, qb (kN/m2):

250,0 bb vq = densitat de laire, 0,00123 kN/m3

vb valor bsic de la velocitat del vent, en m/s

ACCIONS A LEDIFICACI I 12/36

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DE VENTCoeficient dexposici, ce: Te en compte els efectes de les turbulncies originades pel relleu i la topografia de lentorn Per valors dalada iguals o inferiors a 30 mts:

ACCIONS A LEDIFICACI I 13/36

Per valors dalada inferiors a 200 mts:

on z s lalada del punt a considerar

( )( )( )LZzkFkFFce

/,maxln

7

=

+=

ACCIONS VARIABLES. SOBRECRREGUES DE VENTCoeficient eolic de pressi, cp: depn de la forma i orientaci de la superficie respecte al vent i de la posici del punt en relaci a les vores de la superficie En edificis de pisos:

- -

ACCIONS A LEDIFICACI I 14/36

En altres construccions: veure annex D del Document Bsic SE-AE del CTE

EMPENTES DEL TERRENY:Es considera com una acci de tipus hidrosttic mediatitzada pels parmetres geotcnics del terreny: Densitat aparent, Cohesi aparent, c Angle de fregament intern,

QUADRE RESUM DE DIFERENTS LLEIS DEMPENTA SEGONS RANKINE

ACCIONS A LEDIFICACI I 15/36

QUADRE RESUM DE DIFERENTS LLEIS DEMPENTA SEGONS RANKINEEmpenta activa

Terreny sense cohesi

Sobrecrrega trasdos

Terreny amb cohesi

Terreny anegat

aa hKe =

aaa QKhKe +=

0;2 += aaaaa eKcQKhKe

( )0

;2

++=

a

waaawa

e

hKcQKhKe

=

245tan2

aK

ea: empenta unitria a una profunditat h

Q: Crrega repartida al trasdsKa: Coeficient dempenta activa

de Rankine:

w: Densitat de laigua

Tipus de sl

Densitat aparent kN/m3

Densitat saturada

kN/m3Angle de

fregament ()Cohesi aparent (kN/m2)

Mdul edomtric (kN/m2)

Coeficient de Balast (kN/m3)

Limit lquid

ndex de plasticitat

Sorra uniforme solta

16,5 19,0 30 - 30.000 25.000

15Argila mitja 19,5 - 20 25,0 2.500 35.000Argila compacte

22,0 - 25 25,0 4.000 60.000

Argila orgnica

16,0 - 15 10,0 1.000 15.000

Grava 17,0 19,0 35 - 150.000 300.000Morrena glaciar

21,5 23,0 40 10,0 70.000 -

Terrapl 17,0 20,5 30 - - 10.000Pedrapl 18,0 21,0 40 - - 15.000Roca 25,0 - >40 >100 100.000 500.000

ACCIONS INDIRECTES

Accions Trmiques: es generen desplaaments a lestructura, , deguts al canvi de temperatura dels seus elements:

l: longitud de lelement,

ACCIONS A LEDIFICACI I 17/36

= tll: longitud de lelement,t: Increment de temperatura sofert per lelement,: Coeficient de dilataci trmica del material. formig: 1.0x10-5C-1; acer: 1.2x10-5 C-1

Valors de t en edificis:En elements exposats a lintemprie: es determina en funci de: Temperatura mxima Temperatura mnima Possibilitat dassolejamentEn elements no directament exposats a lintemprie: temperatura mitja entre

lanterior i els 20

VALORS DE t EN EDIFICISValors de temperatura mxima i mnima:

ACCIONS A LEDIFICACI I 18/36

Increment per assolejament:

ACCIONS INDIRECTESAccions Reolgiques: es generen per la deformaci dilatada en el temps dels elements estructurals conformats per a materials de comportament diferit. Acer: relaxaci del material sotms a crrega (acer de pretensar) Formig:

Retracci Fluncia, (t,to):

contracci del material durant el procsdenduriment. Valors de deformaci usuals:

deformaci del material sotms a crrega alllarg del temps (relaxaci): coeficients de

( ) ( ) ( )

+=

28,,

,1,

o

o

to

oocE

tt

Ettt

o

ACCIONS A LEDIFICACI I 19/36

denduriment. Valors de deformaci usuals: llarg del temps (relaxaci): coeficients defluncia, (10.000,to)

ACCIONS INDIRECTESAssentaments, moviments dencaix, efecte del postessat, etc: moviments imposats a lestructura previs o durant la seva posada en crrega.

ASSENTAMENTS ADMISSIBLES, SEGONS EL CTE

Distorsi angular:

Distorsi angular horitzontal:

ba

ab

l

SS

l

S

=

=

ACCIONS A LEDIFICACI I 20/36

ba

ab

hl

XX

l

X

=

=

ACCIONS INDIRECTES. EFECTES SSMICS Es generen per moviments sobtats experimentats pel terreny Les components dominants del moviment acostumen a ser les horitzontals:

Els moviments porten associades una velocitat i una acceleraci representatives:

( ) yxzzyx ,;,, =0.08g, en tots els casosac>=0.08g, en edificis de ms de 7 plantes

ab>=0.04g

PROCEDIMENT PER A DETERMINAR LACCI SSMICA SEGONS LA NCSR-02Fase 5: Determinar el coeficient de contribuci, K (veure annex 1 NCSR-02), i el perode

caracterstic de lespectre de resposta elstica, TB:

Fase 6: Determinaci del valor de lespectre normalitzat de resposta elstica, (T) (article 2.3 NCSR-02) i establiment del nombre de modes doscillaci a considerar:

Nm de modes doscillaci a considerar:T

CENTRE DE TORSIONS. DISPOSICIONS CONSTRUCTIVESNecessitat de distribuir uniformement els elements darriostrament en front de lacci ssmica:

ACCIONS A LEDIFICACI I 27/36

SITUACIONS DE DIMENSIONAMENTQuadres de sollicitacions definides en el temps i lespai en una estructura

Situacions persistents: Sn els quadres de crrega i sollicitacions que corresponen a les condicions ds normal de lestructura.

Situacions transitries: Sn els quadres de crrega i sollicitacions que es produeixen durant la construcci o reparaci de lestructura o altres situacions similars de temporalitat.

ACCIONS A LEDIFICACI I 28/36

Situacions extraordinries: Sn els quadres de crrega i sollicitacions que es produeixen de forma excepcional com els casos de foc, explosi, impacte, etc.

Situacions ssmiques: Sn els quadres de crrega i sollicitacions que es produeixen de forma excepcional quan sesdev un sisme

ESTATS LIMIT Sn aquells estats pels quals, de superar-se, es pot considerar que lestructura

no satisf alguna de les funcions per les quals ha estat projectada Poden referir-se a situacions transitries, persistents i accidentals de projecte

Estats Lmit ltims (ELU): Sn els que, de ser superats, constitueixen un risc per a les persones. Sn irreversibles.

ACCIONS A LEDIFICACI I 29/36

Estats Lmit de Servei (ELS): Sn els que, de ser superats, afecten al confort, al funcionament correcte de ledifici o a la seva aparincia. Poden ser reversibles o irreversibles.

ESTATS LIMIT

Estats Lmit ltims (ELU) Estats Lmit de Servei (ELS) Prdua dequilibri de ledifici o duna

part independent, ents com un slid rgid

Prdua dequilibri per inestabilitat Falla per deformaci excessiva De transformaci de lestructura en

un mecanisme

De deformaci, desplaament i desplomament que afectin al confort o al funcionament

De vibraci De danys no estructurals De durabilitat Desttica

ACCIONS A LEDIFICACI I 30/36

un mecanisme De cansament De trencament

Desttica

VALORS DE LES ACCIONSValor caracterstic duna acci:

* Es representa per Fk.* s el seu principal valor representatiu.* Per accions de tipus permanent, Fk representa el seu valor mig* Per accions variables, Fk, s un valor superior amb una determinada

probabilitat de no ser superat o un valor inferior amb una determinadaprobabilitat de no ser infrapassat

Valor de combinaci:

ACCIONS A LEDIFICACI I 31/36

Valor de combinaci:* Es representa per oFk. Saplica quan una acci variable actua alladament o juntament amb

una altre acci variable

Valor freqent:* Es representa per 1Fk. s el valor de lacci que s sobrepassat solsament

en perodes de curta duraci respecte la vida til de lestructura

Valor quasipermanent:* Es representa per 2Fk. s el valor de lacci que s sobrepassat durant una

gran part de la vida til de lestructura

COMBINACI DACCIONS. ESTATS LMIT LTIMS Situacions permanents o transitries:

Situacions accidentals:

Situacions ssmiques:

>

+++1

,,,1,1,

1

,,

i

ikioiQkQkP

j

jkjG QQPG

>

++++1

,,2,1,1,11,

1

,,

i

ikiiQkQkAkP

j

jkjG QQAPG

+++1

,,2,,

1

,,

i

ikiiQkEAkP

j

jkjG QAPG

Gk,j Valor caracterstic de les accions permanentsPk Valor caracterstic de lacci del pretensatQk,1 Valor caracterstic de lacci variable

determinanto,iQk,i Valor representatiu de combinaci de les

accions variables simultnies1,1Qk,1Valor representatiu freqent de lacci variable

determinant2,iQk,i Valors representatius quasipermanents de les

accions variables amb lacci determinant o amb laccidental

Ak Valor caracterstic de lacci accidental

ACCIONS A LEDIFICACI I 32/36

Simplificadament (usual en edificaci): Situacions persistents o transitries amb una sola acci variable, Qk,1:

Situacions persistents o transitries amb dues o ms accions variables:

Situacions ssmiques

++1

,,

1

,, 9.0i

ikiQkP

j

jkjG QPG

+++1

,,,

1

,, 8.0i

ikiQkEAkP

j

jkjG QAPG

11 ij

1,1,

1

,, kQkP

j

jkjG QPG ++

Ak Valor caracterstic de lacci accidentalAE,k Valor caracterstic de lacci ssmica

COMBINACI DACCIONS. ESTATS LMIT DE SERVEI Combinaci poc probable:

Combinaci freqent:

Combinaci quasipermanent:

>

+++1

,1,,1,1,

1

,,

i

ikoiQkQkP

j

jkjG QQPG

+++1

,,2,1,1,11,

1

,,

i

ikiiQkQkP

j

jkjG QQPG

++1

,,2,

1

,,

i

ikiiQkP

j

jkjG QPG

Gk,j Valor caracterstic de les accions permanentsPk Valor caracterstic de lacci del pretensatQk,1 Valor caracterstic de lacci variable

determinanto,iQk,i Valor representatiu de combinaci de les

accions variables simultnies1,1Qk,1Valor representatiu freqent de lacci variable

determinant2,iQk,i Valors representatius quasipermanents de les

accions variables amb lacci determinant o amb laccidental

Ak Valor caracterstic de lacci accidental

ACCIONS A LEDIFICACI I 33/36

Simplificadament (usual en edificaci): Combinaci poc probable o freqent amb una sola acci variable, Qk,1:

Combinaci poc probable o freqent amb dues o ms accions variables, Qk,i:

Combinaci quasipermanent

++1

,,

1

,, 9.0i

ikiQkP

j

jkjG QPG

11 ij

1,1,

1

,, kQkP

j

jkjG QPG ++

Ak Valor caracterstic de lacci accidentalAE,k Valor caracterstic de lacci ssmica

++1

,,

1

,, 6.0i

ikiQkP

j

jkjG QPG

COEFICIENTS DE SEGURETAT

Estats Lmit Ultims (ELU)

ACCIONS A LEDIFICACI I 34/36

Estats Lmit Ultims (ELU)

Estats Lmit de Servei (ELS)

COEFICIENTS DE COMBINACI, , segons el CTE: Sobrecrregues ds: Sobrecrregues de neu

Sobrecrregues de vent

ACCIONS A LEDIFICACI I 35/36

Accions trmiques

Organitzaci dhipotesis

Hiptesis simples Pes propi Crregues permanents Sobregrregues dus Neu Vent en direcci x Vent en direcci y Sisme en direcci x ... ...

Hiptesis combinades ELU 1.35 (pp+cp)+1.5 (us) ELU 1.35 (pp+cp)+ 1.5(us)+ 0.61.5(vent x) ELU 1.35 (pp+cp)+ 1.5(vent x)+ 0.71.5(us) ....

ELS 1.0 (pp+cp)+1.0 (us) ELS 1.0 (pp+cp)+ 1.0(us)+ 0.61.0(vent x) ELS 1.0 (pp+cp)+ 1.0(vent x)+ 0.71.0(us) ....

ACCIONS A LEDIFICACI I 36 /35