CARGAS ESTRUCTURALES

Aux. Doc. : Univ. Rodrigo Maldonado Rios

Universidad Mayor de San Andrés

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Civil

CARGAS ESTRUCTURALES

CONCEPTO DE ESTRUCTURA

- Son los cuerpos capaces de resistir CARGAS.

- Su función es transmitir fuerzas de un punto a otro

en el espacio, resistiendo su aplicación.

- Deberá cumplir condiciones:

- Resistencia

- Estabilidad

- Condidiones de Servicio

(Deformaciones, Fisuraciones)

- Ductilidad

- Durabilidad

- Funcionalidad

- Estética y Economía.

CARGAS ESTRUCTURALES

EJEMPLOS ESTRUCTURAS

Sistema estructural adecuado para resistir CARGAS VERTICALES

Sistema estructural adecuado para resistir

CARGAS HORIZONTALES

CARGAS ESTRUCTURALES

CONCEPTO DE CARGAS ESTRUCTURAL

- Son las acciones que se ejercen sobre las

estructuras, medidas en unidades de:

Fuerza: [KN], [Kgf], etc

Fuerza / longitud:, [KN/m], [Kgf/m], etc.

Fuerza /superficie: [KN/m²], [Kgf/m²], [Kgf/cm²], etc.

CONCEPTO DE ACCIÓN:

- Cargas o efectos (internos o externos) que son capaces

de producir modificaciones en el estado tensional (o nuevos

estados tensionales) en parte o en todo el conjunto estructural.

CARGAS ESTRUCTURALES CLASIFICACIÓN DE CARGAS

- Es según la NORMATIVA vigente en cada país, por

tanto de los autores que las redactaron:

CARGAS ESTRUCTURALES Independientemente de las normativas, en un sentido más

amplio podemos clasificarlas en:

CARGAS

MUERTAS VIVAS AMBIENTALES

PESO PROPIO de la

Estructura y todo

elemento UNIDO

PERMANENTEMENTE

CAMBIAN DE

MAGNITUD Y

POSICION:

- Cargas de:

Ocupantes, Materiales

(Bodegas),

Equipos/Maquinarias

en Operación, Transito

(Puentes), Presiones

(Suelo e Hidrostáticas).

CAUSADAS POR

EL MEDIO

AMBIENTE:

- Nieve y Granizo

- Vientos

- Cambios de

Temperatura.

- Cargas Sísmicas.

Ejemplos:

Pisos, cielos rasos y

falsos, muros divisorios,

techos, ventanas,

instalaciones…

CARGAS ESTRUCTURALES

Otra forma práctica de clasificarlos es:

CARGAS

GRAVITATORIAS

CARGA MUERTA (PERMANENTE)

CARGA VIVA (VARIABLE)

Peso Propio de la

estructura

Carga Permanente

Sobrecarga de SERVICIO

Sobrecarga de Nieve

Sobrecarga de Granizo

Cargas en CUBIERTAS

Cargas de Fluidos y Otros

Materiales

ACCIÓN TÉRMICA Y/O REOLÓGICA

ACCIÓN DE EMPUJE DE TERRENOS

ACCIÓN DEL VIENTO

EFECTO SÍSMICO

CARGAS ESTRUCTURALES Según su forma de distribución:

CARGAS ESTRUCTURALES

CARGAS PERMANENTES

CARGAS MUERTAS A) PESO PROPIO

Considerar: Losas, Columnas, Vigas, Tensores, Muros, Pantallas,

Fundaciones, entre otros elementos estructurales.

B) CARGAS PERMANENTES

Considerar: Muros Divisorios, Recubrimientos de Pisos,

Enlucidos, Peso de Ascensores, Sistemas Sanitario, Eléctrico y

Gas.

- CÁLCULO:

Requerirá conocer: PESO ESPECIFICO Y DIMENSIONES

CARGAS MUERTAS

CARGAS MUERTAS

CARGAS VIVAS SOBRECARGA DE SERVICIO o DE USO

Es el peso de todos los objetos que pueden gravitar por

razón de su uso: personas, muebles, instalaciones

amovibles, materias almacenadas, vehículos, etc.

Se especifica en cada NORMA o REGLEMENTO de

cada país:

CARGAS VIVAS Para su determinación se tomó en cuenta:

CARGAS VIVAS En ESTADOS UNIDOS, según la ASCE 7-05

CARGAS VIVAS En nuestro medio, cuando se pubicó la NORMA CBH-87, se

vino utilizando la norma de cargas:

«NBE-AE/88. Acciones en la edificación»

CARGAS VIVAS En nuestro medio, cuando se pubicó la NORMA CBH-87, se

vino utilizando la norma de cargas:

«NBE-AE/88. Acciones en la edificación»

CARGAS VIVAS Actualmente en ESPAÑA, la Norma EHE-08 (Instrucción del

Hormigón Estructural) utiliza la Norma de Cargas:

“SE-AE (Seguridad Estructural – Acciones en la Edificación)”

CARGAS VIVAS En nuestro medio, las últimas referencias en cuanto a

Normativas de Cargas son:

“NBDS-06 (Norma Boliviana de Diseño Sísmico)”

CARGAS VIVAS NORMAS REGIONALES, como por ejemplo:

CIC-101 “NORMA DE ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS”

(Propuesta por el Colegio de Ingenieros Civiles de Santa Cruz, año 2011)

CARGAS VIVAS CARGAS DE NIEVE, GRANIZO

La acumulación de nieve y granizo sobre las cubiertas produce cargas verticales que según la ubicación geográfica de la estructura y la forma de la cubierta pueden adquirir valores significativos.

- CÁLCULO:

Tratarla como CARGA SUPERFICIAL, por tanto se requiere conocer:

• Peso específico (De acuerdo a su estado, varía entre 4.8 a 9.2 [KN/m³])

• Espesor de Nieve o Granizo (Según ubicación geográfica)

CARGAS VIVAS EMPUJE DE MATERIALES ALMACENADOS

- De forma simplificada, se lo puede analizar como:

CARGA LINEAL (Triangular, en función de la ALTURA)

- Se requerirá tambien conocer su PESO ESPECÍFICO:

- En análisis más exactos se ve que el comportamiento no es de forma lineal,

sino parabólica. Para dicho cálculo se requiere conocer:

Ángulo de Fricción Interna y Situaciones en las que actua el material

CARGAS VIVAS EMPUJE DE LIQUIDOS

- Se analiza como:

CARGA LINEAL (Triangular, en función de la ALTURA)

- Se requerirá conocer su PESO ESPECÍFICO:

CARGAS VIVAS EMPUJE DE TERRENOS

- El cálculo de los empujes se realizará utilizando los métodos de la Mecánica

del Suelo.

- Las características a determinar son::

a) peso específico aparente,

b) índice de huecos

c) ángulo de rozamiento interno

d) cohesión

ACCIONES TÉRMICAS Y

REOLÓGICAS

ACCIONES TÉRMICAS

- Las acciones producidas por las deformaciones debidas a las variaciones de temperatura deben tenerse en cuenta en las estructuras hiperestáticas, muy especialmente en arcos, bóvedas o estructuras semejantes.

- Pueden no considerarse acciones térmicas y reológicas en las estructuras formadas por pilares y vigas cuando se disponen juntas de dilatación a distancia adecuada.

EN QUÉ CASOS SE DEBE TOMAR EN CUENTA:

- Estructuras a la intemperie con una variación de temperatura de 20º.

- En las estructuras con revestimiento que aseguren una variación de temperatura no superior a ± 10° puede prescindirse, en general, de considerar las acciones térmicas.

CÁLCULO.- Se requerirá conocer:

Variación entre Temperaturas Mínimas y Máximas.

Coeficiente de Dilatación del Material (0,000011 m/m ºC para H°A°)

ACCIONES REOLÓGICAS.-

Considerar en estructuras construidas con materiales en que se producen deformaciones en el transcurso del tiempo, debidas a la retracción, a la fluencia, principalmente.

ACCION DEL VIENTO

Se traduce en una fuerza de empuje o succión:

Es de escasa importancia en las construcciones bajas, importantes en

las altas y muy importantes en las estructuras de bajo peso frente a su

superficie expuesta, por ejemplo: carteles.

Su magnitud está en función de varios parámetros:

Zona, rugosidad del terreno, altura y fundamentalmente

Superficie Expuesta y Velocidad del Viento.

ACCION DEL SISMO

Los sismos originan aceleraciones transmitidas por el terreno

Se traducen en fuerzas, a mayor masa, mayor fuerza,

La acción del sismo puede tener cualquier dirección, y provoca empujes

(cargas) verticales y horizontales.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN…