ESTRUCTURAS I BACCIONES EN LAS CONSTRUCCIONES

Clasificación y Representación

CLASE Nº6

REGLAMENTACIÓN EXISTENTE PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS SOBRE LAS ESTRUCTURAS

En vigencia legal: Reglamento CIRSOC – 1982

En trámite de aprobación: Reglamento CIRSOC - 2005

• CIRSOC 101 - Reglamento Argentino de Cargas Permanentes y Sobrecargas

Mínimas de Diseño para Estructuras y otros Edificios.

• CIRSOC 102 - Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones

• CIRSOC 104 - Reglamento Argentino de Acción de la Nieve y del Hielo sobre las Construcciones

• INPRES – CIRSOC 103 – Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes

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.

PERMANENTES: Gravitatorias. Pretensados o postensados. Empujes de granos. Acciones de líquidos en general. Asentamiento de apoyo.

VARIABLES: Sobrecargas debido al uso u ocupación. Cargas de viento, nieve, hielo, temperatura. Acciones de sismos de ocurrencia frecuente. Empujes de suelos.

ACCIDENTALES: Impacto de vehículos terrestres y aéreos. Acciones debidas a explosiones. Acciones debidas a tornados y sismos de ocurrencia excepcional.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS

CARGAS PERMANENTES (D)

Aquellas 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 pero no limitado, a paredes, pisos, cubiertas, cielorrasos,

escaleras, elementos divisorios, terminaciones, revestimientos y otros ítems

arquitectónicos y estructurales incorporados de manera similar, y equipamiento de

servicios con peso determinado.

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.

1 daN = 1 kgf

Bibliografía: Estructuras en Arquitectura - Nuevas Normas Autor: José Luis Gómez Tablas para el predimensionado y verificación de secciones de madera y acero Recopilación: José Luis Gómez

SOBRECARGAS (L)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, etc.

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 con superficie mayor a 200 m2, dependerá del tipo de cubierta y del ángulo de inclinación de la tangente a la superficie, en cada uno de sus puntos.Sobre cubiertas metálicas livianas, la sobrecarga a considerar en el cálculo será:

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

Sobre otro tipo de cubiertas, la sobrecarga a considerar en el cálculo será:

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 < α15 daN/m2

Algunas particularidades en la estimación de las cargas:

Para destinos no específicamente indicados en la tabla, la sobrecarga de diseño debe ser determinada por similitud con los valores indicados para los destinos existentes.

Se debe tener en cuenta la sobrecarga aplicada con su intensidad total sólo a una parte de la estructura o elemento estructural, si ello produce efectos más desfavorables que la misma sobrecarga aplicada sobre toda la estructura o sobre el elemento estructural completo.

Los valores de las sobrecargas en depósitos se obtendrán multiplicando las superficies o volúmenes considerados por los correspondientes pesos unitarios. Los valores de los pesos unitarios se indican en la Tabla 3.2. para materiales de construcción y diversos materiales almacenables. Sin embargo, los valores mínimos a considerar son:

depósitos para carga liviana: 6 kN/m depósitos para carga pesada: 12 kN/m

Tribunas, estadios y estructuras similares: Suelen estar sujetas a cargas de impacto causadas por muchedumbres moviéndose al unísono, saltando o pisando fuerte. Para tener en cuenta este efecto, se puede adoptar un coeficiente de impacto de 1,5 por el que se deberán multiplicar las cargas para realizar el cálculo de los elementos estructurales cercanos.

Para destinos que involucren vibraciones y/o fuerzas de impacto inusuales, se tomarán recaudos en el diseño estructural.

Cargas de Impacto

CARGAS ACCIDENTALESSu previsión no es responsabilidad del profesional

Impactos de vehículos

Huracanes

Aludes

Tornados

D : CARGAS PERMANENTES

L : SOBRECARGAS DE USO

Lr : CARGAS CON FINES DE MANTENIMIENTO

S : CARGAS DE NIEVE

R : CARGAS DE LLUVIA

W : CARGAS DE VIENTO

E : CARGAS DE SISMO

H : CARGAS DE PRESIÓN LATERAL DE SUELO

DESIGNACION DE CARGAS s/REGLAMENTO CIRSOC

PREVIAMENTE A REALIZAR

COMBINACIONES DE CARGAS Y CON LA

FINALIDAD DE CUBRIRNOS DE LAS

INCERTIDUMBRES QUE TENEMOS EN LOS

VALORES DE LAS MISMAS, SE DEBEN

IMPACTAR CON FACTORES DE CARGAS.

COMBINACIONES DE ACCIONES

COMBINACIONES DE CARGAS

SEGÚN CIRSOC

I) 1,4 D

II) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 ( Lr ó S ó R )

III) 1,2 D + 1,6 ( Lr ó S ó R ) + ( 0,5 L ó 0,8 W )

IV) 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 ( Lr ó S ó R )

V) 1,2 D ± 1,0 E + 0,5 L + 0,7 S

VI) 0,9 D ± ( 1,3 W ó 1,0 E )

NOTA: COMBINACIONES DE ACCIONES MAS COMUNES DONDE

LAS SOBRECARGAS SEAN MENORES A 500 Kg/m2

D : CARGAS PERMANENTES

L : SOBRECARGAS DE USO

Lr : CARGAS CON FINES DE MANTENIMIENTO

S : CARGAS DE NIEVE

R : CARGAS DE LLUVIA

W : CARGAS DE VIENTO

E : CARGAS DE SISMO

H : CARGAS DE PRESIÓN DE SUELO

PARA EL CASO DE ESTRUCTURAS DE

MADERA DEBIDO A QUE NO SE HA

REDACTADO AÚN UN REGLAMENTO

ARGENTINO, SE TOMAN LOS

LINEAMIENTOS SUGERIDOS POR LA

NORMA BRASILERA NBR 7190.

COMBINACIONES DE CARGAS

SEGÚN NBR 7190 (MADERAS)

I) 1,3 D + 1,4 ( L ó S ó R )

II) Para dos cargas variables naturaleza diferente

1,3 D + 1,4 [ ( L ó S ó R ) + φ0 ( L2 ó S ó R ) ]

Cuando una de las cargas variables es viento:

III) 1,3 D + 1,4 [ ( L ó S ó R ) + φ0 W ]

IV) 1,3 D + 1,4 [ 0,75 W + φ0 ( L ó S ó R ) ]

COMO SE PUEDE APRECIAR CUANDO EXISTAN COMBINACIONES QUE INCLUYEN

2 CARGAS VARIABLES INTERVIENE UN FACTOR DE COMBINACION φ0 CUYOS

VALORES SE TRANSCRIBEN EN TABLA

FACTORES DE COMBINACION (φ0)

Acciones en estructuras corrientes φ0

Presion dinámica de viento 0,5

Sobrecargas variables en los edificios φ0

Locales en los que no hay predominio de equipamiento fijo ni de elevadas concentraciones de personas

0,4

Locales donde hay predominio de peso de equipamiento fijo o de elevadas concentraciones de personas

0,7

Bibliotecas, archivos 0,8

Piso de parquet de pinotea 0,01 x 1 x 900 Kg/m3 ……. = 9 Kg/m2

Carpeta de nivelación 0,02 x 1 x 2000 Kg/m3 ……… = 40 “

Hormigón de vermiculita 0,04 x 1 x 450 Kg/m3 ……… = 18 “

Losa de Hº Aº 0,10 x 1 x 2400 Kg/m3 ……………… = 240 “

CARGA PERMANENTE ………………………… ….. qD = 307 Kg/m2

CARGA VARIABLE estar – comedor ……………. qL = 200 Kg/m2

Análisis de Cargas de un entrepiso de Hº Aº

Combinación de Cargas:

1,2 · qD + 1,6 · qL

1,2 · 307 kg/m2 + 1,6 · 200 kg/m2 = 688 kg/m2

q = 688 kg/m2

ANÁLISIS DE CARGA DE LA CUBIERTA

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

Sobrecarga Variable (< 15º qLr = 33,00 kg/m2

Combinación de Cargas:

1,3 · qD + 1,4 · qL

1,3 · 166 kg/m2 + 1,4 · 33 kg/m2 = 262 kg/m2

q = 262 kg/m2

Análisis de Cargas sobre un cabio

Carga por m2 de la cubierta:

q = 262 kg/m2

Carga sobre cabio:

262 kg/m2 · 0,7 m = 183,4 kg/m

Peso propio del cabio:

(0,064 · 0,148 · 574 ) · 1,3 = 7 kg/m

Carga total sobre cabio: q = 190,4 kg/m

0,7

1

M1x

V2x

V4x

V6xM2x

V5x

V3x

V1x

M1y

M3y

M4y

V1y

M2y

L110

10L3

10L2

10L4

1

1,5

1,5

6,0

8,0 6,5

3,0

3,0

1,5

q=2,09t/m

q=2,09t/mRa=8,36t

Rb=8,36t

Rb=6,79tRa=6,79t

4,5

V4x

V3x

ANALISIS DE CARGAS SOBRE ELEMENTOS LINEALES