Cargas Estructurales Las cargas estructurales son las fuerzas que resultan del peso de todos los materiales de construcción, del peso y actividad de sus ocupantes y del peso del equipamiento. También de efectos ambientales y climáticos tales como nieve, viento, etc. Son las fuerzas externas aplicadas a los elementos resistentes, o también su propio peso. Las cargas se expresan en unidades de peso, en unidades de peso por longitud o en unidades de peso por superficie unitaria, o sea, kg; kg/m y kg/m², según el Sistema Métrico Decimal. ¿Cómo se clasifican las cargas estructurales? Las cargas que actúan sobre las estructuras pueden dividirse en tres grandes categorías cargas muertas, cargas vivas y cargas ambientales. Cargas muertas estructurales Son aquellas que se mantienen constantes en magnitud y fijas en posición durante la vida de la estructura. Generalmente la mayor parte de la carga muerta es el peso propio de la estructura. Esta puede calcularse con buena aproximación a partir de la configuración de diseño, de las dimensiones de la estructura y de la densidad del material. Para edificios, los rellenos y los acabados de entrepiso y el cielo raso se toman usualmente como cargas muertas incluyendo una consideración para cargas suspendidas tales como ductos, aparatos y accesorios de iluminación. Las cargas muertas consisten en los pesos de los diversos miembros estructurales y en los pesos de cualesquiera objetos que estén permanentemente unidos a la estructura. Entonces en un edificio, las cargas muertas comprenden los pesos de las columnas, vigas y trabes, losas de piso, el techo, muros, ventanas, plomería, instalación eléctrica y otros dispositivos diversos. Se consideran parte de las cargas muertas, los rellenos, acabados de entrepisos, cielos rasos, escaleras, tabiques fijos y equipos rígidos anclados. Al mismo tiempo hay que considerar las cargas suspendidas como conductos, equipos y sistemas de iluminación, entre otros. Todos estos elementos, incluyen o suponen un peso para las estructuras basados en las dimensiones del proyecto. Por lo cual debe preverse en el diseño como parte del peso propio los materiales y/o artículos, inherentes a la edificación y su posterior ocupación. Cargas estructurales vivas Son aquellas fuerzas gravitacionales, que obran en una construcción y que no tienen carácter permanente. Consisten principalmente en cargas de ocupación en edificios y cargas de trafico en puentes. Estas pueden estar en total o parcialmente en su sitio o no estar presentes y pueden cambiar su ubicación. Su magnitud y distribución son inciertas en un momento dado, sus máximas intensidades a lo largo de la vida de la estructura no se conocen con precisión. Las cargas vivas mínimas para las cuales deben diseñarse los entre pisos y cubiertas de un edificio se especifican usualmente en el código de construcción que se aplica en el lugar de construcción. Las cargas vivas corresponden a las producidas por el uso y la ocupación de la edificación, por ello pueden variar en magnitud y en posición con el transcurso del tiempo. Este contexto significa que tales condiciones pueden variar y conllevan a un mayor grado de incertidumbre para el proyectista, ingeniero o arquitecto con relación a las cargas muertas. Su intensidad también está prevista en los respectivos códigos y normas de diseño y de seguridad, establecen los valores mínimos para las cargas vivas según la naturaleza de su ocupación. Por ejemplo, las cargas vivas de piso se han determinado considerando las cargas que producen las personas, muebles y equipos móviles que conlleva la ocupación regular de la edificación. Cargas estructurales ambientales o accidentales Consisten principalmente en cargas de nieve, presión y succión de viento, cargas sísmicas (fuerzas inerciales causadas por movimientos sísmicos), presiones de suelo en las porciones subterráneas de estructuras, cargas de posibles empozamientos de aguas lluvias sobre superficies planas y fuerzas causadas por cambios de temperatura. Al igual que las cargas vivas, las cargas ambientales son inciertas tanto en magnitud como distribución. Las cargas de viento tienen lugar por la acción del flujo de aire ejercido por una fuerza alrededor de una estructura. Tal como ocurre con todo tipo de fluido, el viento presiona las superficies de cualquier cuerpo con el entra en contacto. Por tanto, la carga de viento ocurre con el paso de este a la atmósfera por una estructura estacionaria adherida a la superficie de la tierra. Dicho flujo de aire es tridimensional con un movimiento horizontal superior al vertical, cuyo movimiento es de vital importancia en la meteorología, en contraste, para el diseño estructural tiene mayor importancia el movimiento horizontal. Cargas sísmicas En sentido general, un movimiento sísmico o temblor que conlleva a una sacudida de la corteza terrestre, de tal forma, que cuando ocurre este tipo de fenómenos naturales, las estructuras sufren una serie de movimientos de un lado a otro. Tales sacudidas son la consecuencia de estas fuerzas sísmicas que actúan sobre la estructura. Las fuerzas sísmicas actúan por inercia, cuando una edificación experimenta una aceleración, se genera una fuerza de inercia cuando su masa resiste la aceleración. La contínua sacudida de la base hace que el edificio sufra una serie compleja de oscilaciones, y las fuerzas de inercia actúan dentro de una edificación. Así como la fuerza de gravedad actúa verticalmente y se distribuye sobre elementos como la losa de piso, también lo hace la fuerza de inercia sísmica, sólo que esta actúa horizontalmente. Puesto que los sismos son responsables de introducir las fuerzas de inercia hacia la estructura.
