Acciones sobre las estructuras

Cátedra: Ing. José M. Canciani
Estructuras I
ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS:
CARGAS
Cargas: Fuerzas que resultan
del peso de todos los materiales de
construcción,
del peso y actividad de sus ocupantes con el
equipamiento
También de efectos ambientales y climáticos
tales como nieve, viento, etc.
Se miden en:
„ Unidades de fuerza
„ Unidades de fuerza / longitud
„ Unidades de fuerza/ superficie.
Unidades más utilizadas:
UNIDADES DE FUERZA
„ Kilogramo fuerza (kg) ( Kg)
„ Tonelada (Ton.) (T)
„ Kilo Newton (KN) = 102 Kg
UNIDAD DE LONGITUD:
„ Metro (m)
UNIDAD DE SUPERFICIE:
„ Metro cuadrado (m2)
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS
SEGÚN LA FORMA DE DISTRIBUCIÓN
DISTRIBUIDAS
o
CONCENTRADAS
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS
SEGÚN LAS FORMAS DE DISTRIBUCIÓN
DISTRIBUIDAS
„
Superficiales
„
Lineales
Carga distribuida superficial
„
„
„
„
Es una carga que está repartida en una superficie (T / m2)
Se expresa en unidades de fuerza sobre unidades de
superficie
Representa la mayor parte de las cargas de un edificio, varía
desde 10 Kg/m2 en una cubierta liviana hasta los 5000 Kg/m2
en el piso de un depósito, pasando por los 800 Kg/m2 del
entrepiso de una casa o los 1300 Kg/m2 del piso de un
edificio importante.
Se considera para dimensionar las losas o entrepisos
Carga distribuida lineal
„
Es la carga que está repartida sobre una línea,
generalmente la origina una superficie (losa) contigua
que se apoya en esa línea (viga), se expresa en Kg/m.
„
Es la que se considera para dimensionar las vigas
Cargas Concentradas
Son aquellas a las que se las considera concentradas
en un punto infinitesimal, algo imposible en la práctica.
En realidad,
son cargas con un valor de concentración muy alto sobre
un sector muy pequeño, en comparación con las
descriptas en el punto anterior.
„
Su magnitud,
se expresa en Kg o T.
„
Según el tiempo de aplicación
CARGAS ESTÁTICAS
„
Se llama así a las que son aplicadas lentamente y
accionan por un período prolongado.
„
La mayoría de las cargas con las que se dimensiona en
Arquitectura son de este tipo.
Base
Clasificación de las cargas según su origen:
Permanentes
„ GRAVITATORIAS
„ EMPUJES
Accidentales
„ SOBRECARGAS
„ VIENTO
„ SISMO
„ SUBPRESIÓN
Otras
„ CEDIMIENTO de VÍNCULOS
„ IMPACTO
Cargas Permanentes
„
Cargas en las cuales las variaciones a lo largo del
tiempo son raras o de pequeña magnitud y tienen un
tiempo de aplicación prolongado.
„
En general, consisten en el peso de todos los
materiales de construcción incorporados en el edificio,
incluyendo paredes, pisos, techos, cielorrasos,
escaleras, elementos divisorios, terminaciones,
revestimientos y otros ítems arquitectónicos y
estructurales, y equipamiento de servicios .
Cuando se determinen las cargas permanentes se deben
usar los pesos reales de los materiales. En ausencia de
información fehaciente, se usarán los valores que se
indican en el
Reglamento del Centro de Investigación de los
Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras
Civiles del Sistema INTI: CIRSOC
101.
Las cargas permanentes se obtendrán multiplicando los
volúmenes o superficies considerados en cada caso, por
los correspondientes pesos unitarios que se indican en las
Tablas.
Equivalencia de unidades
valores usuales
100 kg = 1 kN
„ Cien kilogramos Ξ 1 kiloNewton
„
10 kg = 1 dN
„ Diez kilogramos Ξ 1 decaNewton
„
En caso que el peso unitario figure como KN/m2 se trata de
una carga distribuida en una superficie y su valor es:
Carga (Kg/m2) = Peso Unitario de la tabla (KN/m2) x 102
Por ejemplo una cubierta de pizarra significará una carga de
peso propio de
0 ,9 KN/m2 x 102 = 91.8 Kg/m2
En caso que el peso unitario figure como KN/m3, puede
tratarse de una carga distribuida en una superficie o en una
línea.
Si fuese en una superficie su valor es :
Carga (Kg/m2) = Peso Unitario de la tabla ( KN/m3) x
espesor del material (m) x 102
Por ejemplo una losa de hormigón armado de 0,20 m de
espesor tendrá un peso propio de:
24 KN/m2 x 0,20 m x 102 = 489.6 Kg/m2
Si fuese una carga lineal su valor es :
Carga (Kg/m) = Peso Unitario de la tabla (KN/m3) x
sección del material (m2) x 102
Por ejemplo una viga de hormigón armado de 0 ,35 m x
0,65 m de sección tendrá una carga de peso propio de:
24 KN/m2 * 0,35 m * 0,65 m * 102 = 556,9 Kg/m
SOBRECARGAS
destino del entrepiso o cubierta
„
„
Son aquellas originadas por el uso y ocupación de un
edificio u otra estructura, y no incluye cargas debidas a
la construcción o provocadas por efectos ambientales,
tales como nieve, viento, acumulación de agua, sismo,
Las sobrecargas en cubiertas son aquellas producidas
por materiales, equipos o personal durante el
mantenimiento, y por objetos móviles o personas
durante la vida útil de la estructura.
Viga 1= V2 = long. 8m
g+p=q
2
Ancho entrepiso 4m
2
ENTREPISO: Kg / m2
g: entrepiso H°A°: peso esp. x espesor = 2400 kg/m3 x 0,1 m = 240 kg/m2
p: sobrecarga entrepiso según destino=
+
360 kg/m2
q. entrepiso = 600 kg/m2
VIGA: Kg / m
g:de la viga = q entrepiso x ancho de influencia
600 kg/m2 x 2m = 1200 kg /m
Pp viga: aprox 300 kg /m
q viga = 1500 kg/m
Cargas accidentales de viento
CARGAS ACCIDENTALES
VIENTO
„ Se verifica por la acción sobre las superficies, implica
una fuerza de empuje o succión. Es de menor
importancia en las construcciones bajas, importantes en
las altas, de bajo peso propio y muy importantes en las
estructuras metálicas.
„
La fuerza del viento aumenta con la altura
„
La fuerza del viento disminuye con la
rugosidad del terreno.
Se trata en el
Reglamento
„
CIRSOC 102
Norma de Viento
metros / seg
COLAPSO DE ESTRUCTURAS DE GALPONES
carga accidental de viento y granizo imprevista en
El cálculo estructural y la dirección de obra
COLAPSO DE ESTRUCTURAS DE GALPONES
Cargas accidentales de nieve
Zonas donde hay que
considerar nieve
Reglamento CIRSOC 104
Ejemplo: Presión de nieve en la Provincia de Chubut (Pg)
HSNM significa altura sobre el nivel del mar
NIEVE
„ Su acumulación origina cargas importantes sobre los
techos. El tejado de mucha inclinación o alpino es típico
en las zonas que nieva, logrando así evacuar una parte
de ella y bajar la carga.
Cargas accidentales de sismo
En nuestro país
los sismos se concentran en la zona cordillerana.
Por eso se clasifica la peligrosidad sísmica en 4 zonas. Las cargas
sísmicas son mayores a medida que aumentamos de zona de 0 a 4
SISMO
carga horizontal
Placas de la tierra
SISMO
„ Los sismos originan aceleraciones transmitidas por el
terreno que al actuar sobre la masa se traducen en
fuerzas: a mayor masa, mayor fuerza. La acción del
sismo puede tener cualquier dirección y provoca
empujes (cargas), verticales y horizontales, pero en la
práctica se considera la más desfavorable,
que es la horizontal.
EMPUJES VERTICALES
EMPUJES HORIZONTALES
cargas
gravitatorias
Cargas accidentales
„ Viento y sismo
„
Cargas
accidentales
„
viento
„
„
sismo
Clasificación de las cargas según su origen:
Permanentes
„ GRAVITATORIAS
„ EMPUJES
Accidentales
„ SOBRECARGAS
„ VIENTO
„ SISMO
„ SUBPRESIÓN
Otras
„ CEDIMIENTO de VÍNCULOS
„ IMPACTO
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