Tipos de cargas en edificación

I.
E.
S.
T.
Instituto de estudios superiores de Tamaulipas.
RESITENCIA DE MATERIALES
TRABAJO DE TIPOS DE CARGAS
QUE
AFECTAN A LAS ESTRUCTURAS.
JOSE LUIS DELGADO HDZ.
EXP.- 4307
15 DESEPTIEMBRE DEL 2004
CARGAS PERMANENTES O MUERTAS.
Se designa como carga permanente al conjunto de acciones que se
producen por el peso propio de los elementos estructurales y los no
estructurales. Muros divisorios, pisos, contrapisos, revestimientos,
instalaciones y todos aquellos elementos que conservan una posición fija
en la construcción gravitan en forma constante sobre la estructura.
El cálculo de la carga permanente es sencillo pues sólo se requiere la
determinación del volumen de los distintos componentes de la
construcción y multiplicarlo por el peso específico del material
correspondiente. En general las cargas permanentes se representan como
cargas uniformemente repartidas sobre las distintas áreas de la
construcción, aunque hay casos de cargas lineales (muros) y también
pueden hacerse presentes en forma de cargas concentradas (equipos
fijos).
Si se tiene presente que una estructura está compuesta por piezas
denominadas: barras horizontales (vigas), barras verticales (columnas),
placas horizontales (losas), placas verticales (muros o tabiques resistentes),
es bueno ir destacando que resulta práctico y conveniente expresar las
cargas sobre los mismos de la siguiente manera
Losas
Vigas
Columnas
Muros resistentes
en kg/m2
en kg/m o t/m
en kg o t
en kg/m o t/m
Cuando se presentan cargas concentradas en losas, vigas o columnas, se
expresan en toneladas, t.
La TABLA DE PESOS ESPECÍFICOS contiene pesos (específicos en algunos
casos, y por unidad de superficie en otros) de los materiales que
corrientemente se utilizan en la construcción de edificios. Cabe aclarar
que las cargas permanentes debidas a la acción del campo gravitatorio,
invariablemente son fuerzas de dirección vertical y sentido orientado al
centro de la tierra.
CARGAS VARIABLES O VIVAS.
Se designan como cargas variables a aquéllas que tienen la particularidad
de no actuar constantemente, en el tiempo y en el lugar.
Incluyen, por lo tanto, a las cargas ejercidas por los ocupantes y todo
aquello que no tiene una posición fija y definitiva, como así también las
cargas debidas a fenómenos atmosféricos o telúricos (viento, hielo, nieve,
diferencias de temperatura, sismos, etc.).
Si bien algunas tienen el carácter de móviles o dinámicas, en general se
permite su simplificación considerándolas como cargas estáticas
equivalentes.
Las cargas variables debidas al uso de la construcción provienen de la
aglomeración de personas, peso de muebles, mercaderías, máquinas, etc.
Para simplificar los cálculos, la TABLA DE SOBRECARGAS puede ser utilizada
por el proyectista directamente, salvo que el uso a dar al edificio sea
particular
TABLAS DE SOBRECARGAS
Sobrecargas mínimas (p)
LOCALES EN EDIFICIOS DE VIVIENDAS
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 (medidas en proyección horizontal)
300
Rellanos y corredores
300
OTROS LOCALES (no pertenecientes a viviendas
unifamiliares)
daN/m2
Archivos
500
Aulas
350
Baños
200
Bibliotecas
500
Cocinas
400
Comedores
300
Cuartos de máquinas y calderas
750
Dormitorios
250
Escaleras (medidas en proyección horizontal)
400
Gimnasios
500
Lavaderos
300
Locales para reunión con asientos fijos
300
Locales para reunión sin asientos fijos
350
Oficinas
250
Rampas para vehículos de peso inferior a 2500 daN
500
Rellanos y corredores
400
Salones de baile
500
Tribunas con asientos fijos
500
Tribunas sin asientos fijos
750
Vestuarios
250
Sobrecargas para cubiertas inaccesibles, salvo con fines de
mantenimiento
Para elementos estructurales de cubiertas con superficie mayor a 200 m2, dependerá
del tipo de cubierta y del ángulo a de inclinación de la tangente a la superficie, en
cada uno de sus puntos según se describe mas abajo.
Sobre cubiertas metálicas livianas (de acuerdo con los tipos definidos en la
recomendación CIRSOC 303 “Estructuras metálicas livianas”), la sobrecarga a
considerar en el cálculo será
3º < a < 10º
30 daN/m2
10º < a < 15º
22 daN/m2
15º < a < 20º
15 daN/m2
20º < a < 30º
12 daN/m2
30º < a
10 daN/m2
La sobrecarga a considerar sobre otro tipo de cubierta
a < 3º
100 daN/m2
3º < a < 10º
45 daN/m2
10º < a < 15º
33 daN/m2
15º < a < 20º
23 daN/m2
20º < a < 30º
18 daN/m2
30º < a
15 da N/m2
CARGAS DEBIDAS A LAS NIEVES:
Es el peso de la nieve que puede acumularse sobre la cubierta, dependiendo de la
localización geográfica y de la elevación sobre el nivel del mar del sitio
considerado, en donde pueden ocurrir nevadas en forma extraordinaria, normal o
frecuente.
El valor de la sobrecarga de nieve varía desde 45 kg/m2 en localidades con
nevadas poco frecuentes, hasta 430 kg/m2 en localidades con ocurrencia de
nevadas frecuentes durante todo el año.
Por otra parte, en el valor de la sobrecarga por nieve, se tiene en cuenta la
influencia de las características de la cubierta (forma, inclinación, etc.)
CARGAS DEBIDAS AL VIENTO
Dependen de la velocidad del viento en función de la localización
geográfica, del entorno, de la forma geométrica del edificio, y de sus
dimensiones en planta y en altura.
Conceptualmente, digamos que la energía cinética de la masa de aire en
movimiento, al encontrar un obstáculo, se transforma en una presión
estática sobre el mismo, en nuestro caso, un edificio.
El viento ejerce, sobre la mayoría de las estructuras, fuerzas de presión y de
succión, sobre cerramientos y cubiertas (siempre perpendiculares al plano
sobre el cual inciden), por lo que se torna una carga muy importante a
tener en cuenta, sobre todo en edificios con cubiertas livianas.
CARGAS DEBIDAS AL EMPUJE DE LIQUIDOS,
TIERRA O MATERIALES A GRANEL:
Se trata de la acción debida al empuje estático de diversos materiales
retenidos por la estructura.
En algunos casos, como el empuje de tierras o de aguas friáticas sobre
muros de subsuelo o muros de contención, las cargas actúan con su
intensidad máxima durante lapsos muy grandes, y deben considerarse
como permanentes.
En cambio, en recipientes, depósitos o piletas de natación, estas acciones
tienen variaciones importantes en el tiempo y deben tratarse como cargas
variables.
Cuando son variables y su efecto es favorable para la estabilidad de la
estructura, deben considerarse con intensidad reducida.
CARGAS SISMICAS
Son conocidos los efectos devastadores que producen los sismos.
Con el fin de prevenir esos efectos existen métodos simplificados de análisis
estructural que tratan de representar, lo más fielmente posible, el
comportamiento del edificio en el momento del sismo.
Uno de estos métodos, basado en efectos estáticos equivalentes, consiste
en aplicar a la estructura fuerzas horizontales, distribuidas de tal manera
que produzcan efectos similares a los que sufriría bajo la acción sísmica.
Se estima la carga lateral en la base del edificio como una fuerza
proporcional a la masa del mismo.