INTRODUCCIN En el mbito de la construccin es de suma importancia analizar todo tipo de fenmenos fsicos y mecnicos ya sean antrpicos o naturales. En el presente trabajo se abordara el fenmeno fsico relacionado a la fuerza ms especficamente con un enfoque de tipo estructural como lo son el tema de las cargas que una estructura puede enfrentar.OBJETIVOIdentificar dentro de una obra civil los diferentes tipos y clasificaciones de las cargas que estn relacionadas con proyectos de este tipo.DEFINICION DE CARGASTipos de cargas:Las cargas aplicadas a las estructuras en concreto, madera, hierro o en general en cualquier material se diferencian en 3 tipos de cargas.Cargas muertasCargas vivasCargas accidentales (de viento o ssmicas)Cargas muertas: son aquellas que se mantiene en constante magnitud y con una posicin fija durante la vida til 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.

Las cargas vivas: son las que son ejercidas por la fuerza del viento, maquinarias, mobiliario, materiales y mercanca almacenada as como los cambios de temperatura.

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 aplicacinPermanentes, accidentales, estticas, dinmicas, mviles, de impacto

Segn la ubicacin en el espacioConcentradas o puntuales. Distribuidas

Segn la intensidad de la aplicacinYa sea de viento o 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 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 viviendasDinmicas: 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.

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 un 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 la construccin.De sismo: son vibraciones simultneas en forma vertical y horizontal (ms intensas), se transmite a travs de las fundaciones.

COMO SE CALCULAN LOS TIPOS DE CARGALa presin producida por el viento se calcula por: en kN/m2Dnde:P: presin estticaq: velocidad convertida en presin dinmica. Vs: velocidad del viento en k.p.h (km/hora)S4: variacin de la densidad del aire con la altura sobre el nivel del marCp= Coeficiente de presin que depende de la forma de la edificacin.Para determinar la velocidad, Vs, se cuenta con los mapas de amenaza elica del pas donde por energa sabemos que la energa cintica es 1/2mV2 y m es la densidad del aire.Para encontrar la presin ejercida sobre las diferentes partes de la estructura se emplean los coeficientes CP (coeficientes de presin) que modifican el valor de la presin del viento bsica para tener en cuenta los efectos de la forma de la edificacin y el sentido de la presin que se produce. Por el anlisis simplificado estos valores son globales para la estructura analizada, es decir, no consideran efectos puntuales que pueden hacer aumentar la presin del viento en algn punto en especial de la edificacin.Segn las recomendaciones del anlisis simple de la NSR-98 se dan valores de Cp para:Cubiertas con superficies inclinadas en edificaciones cerradas, (cubiertas inclinadas, superficie a barlovento y superficie a sotavento).En cubiertas inclinadas de edificios con uno o ms lados abiertos y aadir -1,0 a los valores negativos de estas. Prticos a dos aguas considerando el viento soplando paralelamente a la cumbrera (fuerza ascendente sobre el prtico), Cp=-0,6Para los aleros de cualquier tipo de cubierta, Cp=-1,5Para superficies verticales como paredes o fachadas de edificaciones o vallas se utilizan valores de tabulaciones especificadas en la NSR-98Una vez obtenida la presin se encuentra la fuerza total al multiplicar por el rea expuesta frontal efectiva y dicha presin.El resultado del anlisis simplificado son unas presiones tentativas sobre el elemento analizado o sobre la edificacin, si se quiere tener un anlisis ms completo de la variacin del coeficiente Cp en cada una de las partes de un techo o de una edificacin, se pueden leer los valores del captulo B.6.7 de la NSR-98.En las tablas del captulo B.6.7 se dan los coeficientes de presin dependiendo de la forma de la estructura el revestimiento, la relacin altura vs ancho y el punto analizado, con su respectivo signo que da si es presin o succin.Si lo que se quiere es determinar la fuerza de viento total ejercida sobre una estructura, sin tener en cuenta los efectos locales, se trabaja con un coeficiente de fuerza, Cf, en vez de un coeficiente de presin.En ese caso la fuerza de diseo corresponde a la suma de la fuerza en cada una de las direcciones de ataque del viento sobre la estructura, y se calcula como:F=Cf.q.Ae ver ecuacin B.6.7-2 de la NSR-98Dnde:Cf= coeficiente de fuerzaq= velocidad convertida en presin dinmicaAe=rea expuesta o frontal efectiva de la edificacin.El sismo es una liberacin sbita de energa en las capas interiores de la corteza terrestre que produce un movimiento ondulatorio del terreno.Este movimiento ondulatorio se traduce en una aceleracin inducida a la estructura que contando esta con su propia masa y conociendo la 2da ley de Newton se convierte en una fuerza inercial sobre la estructura. Es inercial porque depende directamente de la masa de la estructura sometida al sismo.

Como mencionamos la magnitud de esta fuerza depende de la masa de la edificacin y de la aceleracin correspondiente de la estructura. La aceleracin de la estructura (es decir la respuesta de esta a una perturbacin en la base) depende a su vez de su rigidez (K=F/) y de la magnitud y frecuencia de la aceleracin del terreno.La masa y la rigidez determinan el periodo de vibracin de la estructura que para una aceleracin del terreno produce una aceleracin de vibracin en ella.Por medio de un espectro de diseo (grafica de aceleracin del terreno vs. Periodo de vibracin de la estructura) se determina la aceleracin de diseo para la estructura y por medio de la ecuacin de la segunda Ley de Newton, , encontramos una fuerza esttica equivalente al sismo. La fuerza total ssmica en la base de la estructura se conoce como cortante basal.V = cortante basal fuerza total en la baseEl cortante basal se puede determinar por mtodos aproximados utilizando la siguiente ecuacin derivada de la segunda Ley de Newton:V = W.Sa Donde Sa es un coeficiente ssmico (adimensional) que representa la aceleracin con que responde la edificacin a un movimiento de su base. Se expresa como una fraccin de la gravedad y depende de la estructura analizada y de la zona donde se encuentre localizada. En Medelln podramos decir en forma generalizada que este coeficiente tiene un valor de 0,5 para una vivienda de un piso.Los cambios de temperatura producen dilataciones o contracciones en la estructura general y en sus elementos componentes. Estos cambios pueden producir o no fuerzas adicionales dependiendo del grado de restriccin de la estructura y de sus elementos.Como ejemplo podemos analizar el efecto sobre un elemento simple articulado en sus dos extremos. Para un ascenso de la temperatura el elemento trata de estirarse pero como sus apoyos restringen el movimiento lateral es imposible su deformacin axial. Para contrarrestar el efecto de alargamiento por temperatura se generan unas fuerzas de reaccin que causan compresin del elemento y cuya magnitud es tal que produzcan la misma deformacin axial que produce el ascenso de temperatura. De esta manera podemos concluir que los efectos de temperatura dependen de las restricciones al alargamiento y acortamiento de la estructura en general y de sus elementos componentes.Deformacin unitaria por temperatura: = *tDeformacin por cambios de temperatura en un elemento de longitud L:L = *t*L : Coeficiente de dilatacin trmica que depende del material analizado.Para el acero = 6,5x10-6 Para concreto = 5,5 a 7,0 x10-6Igualando las deformaciones por temperatura y las deformaciones por carga axial podemos obtener la magnitud de la fuerza de reaccin y por ende los esfuerzos axiales generados por el cambio de temperatura.L = PL/AEdeformaciones por carga axialL = .t.Ldeformaciones por temperaturaIgualando ambas ecuaciones se puede calcular la fuerza axial equivalente debida a un cambio de longitud en la viga restringido.

Por la Ley de Pascal sabemos que la presin que ejerce un lquido sobre las paredes que lo contienen es proporcional a la profundidad y al peso especfico del lquido contenido. Los suelos ejercen sobre las superficies una presin similar a los lquidos pero de menor magnitud.La presin se representa entonces como una carga triangularDnde: : peso especfico del lquido o del lquido equivalente que representa al suelo.equivalente=ka. suelo, donde ka es menor que 1h: altura

Webgrafiahttp://es.slideshare.net/juliovictor91/clase-de-cargashttp://estructuras.eia.edu.co/estructurasI/cargas/fuerzas%20y%20metodos.htm