ESTRUCTURAS I BACCIONES EN LAS CONSTRUCCIONES
Clasificación y Representación
CARGAS: Fuerzas que resultan del peso de todos los materiales de la construcción, del peso y actividades de sus ocupantes y del equipamiento. También de efectos ambientales como el viento, la nieve, etc.
101 - Cargas Permanentes y Sobrecargas de Diseño
102 - Acción del Viento sobre las Construcciones
104 - Acción de la Nieve y del Hielo
103 – Construcciones Sismorresistentes
REGLAMENTOS CIRSOC
¿Cómo se evalúan?
PERMANENTES: Peso de los materiales de la construcción. Pretensados o postensados. Acciones de líquidos en forma permanente. Empujes de suelos. Asentamientos de apoyos.
VARIABLES: Sobrecargas debido al uso u ocupación. Cargas de viento, nieve, hielo, temperatura. Acciones de sismos de ocurrencia frecuente..
ACCIDENTALES: Impacto de vehículos terrestres y aéreos. Acciones debidas a explosiones. Acciones debidas a tornados y sismos de ocurrencia excepcional.
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS
En general, consisten en el peso de todos los materiales de construcción incorporados en el
edificio, incluyendo paredes, pisos, cubiertas, cielorrasos, escaleras, elementos divisorios,
terminaciones, revestimientos, etc.
CARGAS PERMANENTES (D)
Tienen poca variación a lo largo del tiempo
Tienen un tiempo de aplicación prolongado.
Las cargas permanentes se obtendrán multiplicando los volúmenes o superficies considerados en cada caso, por los correspondientes pesos unitarios reales de los materiales y elementos constructivos.
SOBRECARGAS (L)Son aquellas originadas por el uso y ocupación de un edificio u otra estructura, y no incluye cargas provocadas por efectos ambientales.
Las sobrecargas en cubiertas Lr son aquellas
producidas por materiales, equipos o personal durante el mantenimiento, y por objetos móviles o personas durante la vida útil de la estructura.
TABLA DE SOBRECARGAS MÍNIMAS (L y Lr )
Locales en edificios de vivienda daN / m2
Azoteas y/o terrazas donde pueden congregarse personas con fines de recreación y observación 300
Azoteas accesibles 200
Azoteas inaccesibles 100
Baños 200
Balcones 300
Cocinas 200
Comedores y lugares de estar 200
Dormitorios 200
Escaleras 300
Rellanos y corredores 300
TABLA DE SOBRECARGAS MÍNIMAS (L y Lr )
Otros Locales (no pertenecientes a viviendas unif.)
daN / m2
Archivos 500
Aulas 350
Baños 200
Bibliotecas 500
Cocinas 400
Comedores 300
Cuartos de máquinas y calderas 750
Dormitorios 250
Escaleras 400
Gimnasios 500
Lavaderos 300
Locales para reunión 350
Oficinas 250
Salones de baile 500
Tribunas 500
Sobrecargas para cubiertas inaccesibles, salvo para mantenimiento
Para elementos estructurales de cubiertas dependerá del tipo de cubierta y del ángulo de inclinación de la cubierta.
3º ≤ α ≤ 10º 30 daN/m2
10º < α ≤ 15º 22 daN/m2
15º < α ≤ 20º 15 daN/m2
20º <α ≤ 30º 12 daN/m2
30º < α 10 daN/m2
α ≤ 3º 100 daN/m2
3º < α ≤ 10º 45 daN/m2
10º < α ≤ 15º 33 daN/m2
15º < α ≤ 20º 23 daN/m2
20º < α ≤ 30 18 daN/m2
30º < α 15 daN/m2
cubiertas metálicas livianas Otro tipo de cubiertas
El Reglamento CIRSOC 101/2005 establece estas sobrecargas en función también de la superficie de incidencia de cubierta sobre el elemento estructural analizado, con una carga Lr mínima de 58 kg/m2.
CARGAS ACCIDENTALESSu previsión no es responsabilidad del profesional.
Impactos de vehículos
Huracanes y TornadosAludes
Aplicación de las cargas sobre los componentes de la estructura
1m
Carga de Superficie
Kg/m2 Carga LinealKg/m o t/m
Carga ConcentradaKg ó t
CUBIERTA SOBRE ESTRUCTURA DE MADERA
Tejas cerámica francesa = 46,00 Kg/ m2
Clavaderas (0,076 · 0,023 · 574 )/ 0,3m = 3,34 “Bovedilla 2,60 cm de espesor = 36,40 “Mortero 3,60cm espesor = 79,20 “
Total de la carga permanente qD = 165,9 kg/m2
Análisis de Cargas sobre un cabio
Carga por m2 de la cubierta: q = 166 kg/m2
Carga sobre 1 metro de cabio:
3,2 m
q = 122 kg/m
Diagrama de Cargas del Cabio
Rb = 195,2 kg
Ra = 195,2 kg
166 kg/m2 · 0,7 m = 116,2 kg/m
Peso propio del cabio:
(0,064 m · 0,148 m · 574 kg/m3) = 5,4 kg/m
Carga total sobre cabio: q = 121,6 kg/m ≈ 122 kg/m 0,7
1
VIENTO
SISMO
CARGAS VARIABLES
NIEVE
SISMOFenómeno natural resultante de la rotura más o menos violenta en la corteza terrestre, con liberación de gran cantidad de energía.
15 placas existentes.Sudamérica: Placas de Nazca y Sudamericana
BORDES DE PLACAS
El arrastre hacia el interior de la corteza es el mecanismo que provoca la mayor parte de los sismos que ocurren en Chile, Perú , Ecuador y Colombia. También en Japón
Epicentro
Hipocentro
Falla Ondas Sísmicas
PROPAGACIÓN DE UN SISMO
La energía liberada por un sismo se disipa en forma de calor y una parte se propaga mediante ondas de diversos tipos que hacen vibrar la corteza terrestre.
Estas ondas se desplazan desde el foco a través del medio sólido de la tierra.Al llegar a la superficie, originan las ondas de superficie
CHILE- 2010
NUEVA ZELANDA - 1987
¿CÓMO SE MIDE UN SISMO?
Hay dos ESCALAS DE MEDICIÓN:
• MERCALLI: mide la intensidad con que fue sentido el sismo y va de intensidad I a XII.
• RICHTER: mide la cantidad de energía liberada en el foco sísmico.
Es una escala abierta, por lo que no se puede determinar un grado máximo.
ESCALA DE RICHTER: Lo máximo registrado hasta hoy fue 9 puntos. (Chile – 1960)
ESCALA DE MERCALLI: Sismo de Intensidad XII
ZONIFICACION SISMICA EN ARGENTINA
La sumatoria de las fuerzas hipotéticas equivalentes determina el esfuerzo cortante en la base del edificio (Corte basal V0)
En general: V0 = W · c
Donde: W peso total del edificio
c coeficiente sísmico
FUERZAS HIPOTETICAS
DISEÑO BASADO EN EFECTOS ESTATICOS EQUIVALENTES
LA ACCIÓN SÍSMICA SOBRE UN EDIFICIO ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL PESO DEL MISMO
KOBE-JAPON 1995
CONCEPCIÓN - CHILE 2010
“Los sismos no matan gente, los malos edificios la matan” John Mutter - Sismólogo
ACCIÓN DE LA NIEVE Y EL HIELO SOBRE LAS CONSTRUCCIONESReglamento CIRSOC 104
A los efectos de determinar las cargas de nieve sobre cubiertas de edificios, se tomarán los valores de las cargas
de nieve sobre el terreno pg , en función de la ubicación
geográfica de la obra.
El mapa del CIRSOC 104, ilustra las zonas donde se debe considerar la carga de nieve.
Pueden ocurrir nevadas, ya sea en forma extraordinaria, normal o frecuente
Se considera que la ocurrencia de nevadas es muy improbable.
CARGAS DE LA NIEVE Y DEL HIELO
El mapa del CIRSOC 104, ilustra las zonas de la Provincia de Córdoba donde se debe considerar la carga de nieve.
Pg = 0,3 kN/m2
1kN = 100 kg
La carga de nieve, pf , sobre una cubierta con pendiente igual o
menor que 5°, se debe determinar utilizando la siguiente expresión:
pf = 0,7 · Ce · Ct · I · pg expresada en kN/m2
Donde: Ce = Factor de Exposición Ct = Factor Térmico I = Factor de Importancia
DETERMINACIÓN DE LA CARGA DE NIEVE EN CUBIERTAS PLANAS
Categoría A: Centro de grandes ciudades con un mínimo del 50% de los edificios de altura mayor que 20 m. Ce = 1,1 / 1,3
FACTOR DE EXPOSICIÓN (Ce )
Está en función de la Categoría del Terreno y de la Exposición de la Cubierta.
pf = 0,7 · Ce · Ct · I · pg
Categoría B: Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas, o terrenos con numerosas obstrucciones próximas entre sí, del tamaño de viviendas unifamiliares o mayores. Ce = 0,9 / 1,2
Categoría D: Áreas costeras planas, sin obstrucciones, expuestas al viento soplando desde aguas abiertas en una distancia ≥ 1600 m. Ce = 0,8 / 1,0
Categoría C: Terrenos abiertos con obstrucciones dispersas, con alturas generalmente menores que 10 m. Esta categoría incluye campo abierto plano y terrenos agrícolas. Ce = 0,9 / 1,1
EXPOSICIÓN DE LA CUBIERTA
Cubiertas totalmente expuestas: Son las cubiertas expuestas en todos sus lados sin la protección aportada por el terreno, por estructuras más altas o por árboles
Cubiertas protegidas: Son las cubiertas ubicadas muy cerca o entre árboles tipo coníferas que califican como obstrucciones.
Cubiertas parcialmente expuestas: Son todas las demás cubiertas.
FACTOR TÉRMICO (Ct )Varía entre 0,85 (invernaderos) y 1,2 (frigoríficos) En obras corrientes: Ct = 1
pf = 0,7 · Ce · Ct · I · pg
FACTOR DE IMPORTANCIA (I) Tiene en cuenta el riesgo que implica para la vida humana, en caso de falla.
NATURALEZA DE LA OCUPACIÓN CATEGORÍA IEdificios que representan un bajo riesgo para la vida humana en caso de falla. (Instalaciones Agrícolas. Ciertas instalaciones temporarias. Instalaciones para almacenamiento. I 0,8
Todos los edificios y otras estructuras excepto aquellos listados en las Categorías I, III y IV. II 1Edificios que representan un peligro substancial para la vida humana en caso de falla.Edificios que contienen o tienen equipos contenedores con de substancias tóxicas o explosivas. III 1,1
Edificios diseñadas como instalaciones esenciales.(Hospitales, cuarteles de bomberos, de policía, estaciones generadoras de energía, de aprovisionamiento de agua, torres de control aéreo, etc) IV 1,2
DETERMINACIÓN DE LA CARGA DE NIEVE EN CUBIERTAS CON PENDIENTE
La carga de nieve, ps , sobre una cubierta con pendiente mayor que 5°, se
debe determinar multiplicando la carga de nieve sobre la cubierta plana por el factor de pendiente de la cubierta Cs:
Cubiertas Cálidas
ps = Cs · pf
OTRAS CONSIDERACIONES REGLAMENTARIAS
• Nieve acumulada por arrastre del viento sobre cubiertas más bajas.
• Salientes de cubiertas.
• Nieve que cae por deslizamiento desde una cubierta a otra.
• Carga de lluvia sobre nieve.
• Inestabilidad por acumulación de agua en forma de charcos.
Se debe considerar también la carga de nieve asimétrica
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