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María José Botella Villanueva
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1 OPENCOURSEWARE INGENIERIA CIVIL I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos íéã~=s bpq^alp=iðjfqb=ab=pbosf`fl Luis Bañón Blázquez Profesor Colaborador Francisco de Borja Varona Moya Profesor Responsable de la Asignatura Dpto. de Ing. de la Construcción l_gbqfslp Conocer las limitaciones funcionales a las que puede verse sometida una estructura y sus elementos vinculados Definir los conceptos manejados para realizar las comprobaciones de aptitud al servicio Distinguir los diferentes tipos de deformaciones que pueden darse en estructuras metálicas Verificar los diferentes Estados Límite de Servicio a los que se puede ver sometida una estructura, principalmente los de deformaciones y vibraciones página 1

de la Construcción l_gbqfslp Conocer las limitaciones funcionales a las que puede verse sometida una estructura y sus elementos vinculados Definir los conceptos manejados para

2 `lkqbkfalp 1. Finalidad de los ELS 2. ELS de deformaciones 3. Limitaciones en flechas 4. Limitaciones en desplomes 5. ELS de vibraciones NK=cfk^ifa^a=ab=ilp=bip Exigencia básica SE 2: Aptitud al servicio La aptitud al servicio será conforme con el uso previsto del edificio, de forma que no se produzcan deformaciones inadmisibles, se limite a un nivel aceptable la probabilidad de un comportamiento dinámico inadmisible y no se produzcan degradaciones o anomalías inadmisibles. [Art CTE Parte 1] Los objetivos de esta exigencia básica son: Preservar la seguridad de las personas y asegurar un mínimo nivel de confort Mantener las prestaciones de la estructura en el tiempo (durabilidad, funcionalidad, apariencia) Evitar daños en elementos secundarios no estructurales inducidos por el comportamiento de la estructura página 2

inadmisibles, se limite a un nivel aceptable la probabilidad de un comportamiento dinámico inadmisible y no se produzcan degradaciones o anomalías inadmisibles. [Art. 10.

3 NK=cfk^ifa^a=ab=ilp=bip En concreto, se debe actuar: Limitando los daños en elementos constructivos no estructurales habituales, al limitar la deformación acumulada desde el momento de su puesta en obra (flecha activa) Manteniendo la apariencia geométrica de la estructura, limitando las desviaciones por deformación total respecto de la geometría con que el usuario reconoce a la estructura Estados Límite de Servicio a considerar: Deformaciones Verticales (o flechas) Elementos horizontales (vigas) Horizontales (o desplomes) Elementos verticales (soportes) Vibraciones OK=bip=ab=abcloj^`flkbp Contraflecha (w 0 ) Flecha impuesta al elemento antes de entrar en carga. Se emplea para contrarrestar el valor de la flecha máxima Flecha instantánea (w 1 +w 3 ) Producida de forma inmediata al aplicar las acciones permanentes (w 1 ) y variables (w 3 ) Flecha diferida (w 2 ) Producida a lo largo del tiempo por el efecto de las acciones permanentes (de larga duración) Flecha total (w T ) Suma de las flechas instantáneas (w 1 + w 3 ) y diferida (w 2 ) Flecha activa (w act ) Flecha que actúa sobre los elementos no estructurales que gravitan sobre la estructura deformada, de valor w 2 +w 3 página 3

Estados Límite de Servicio a considerar: Deformaciones Verticales (o flechas) Elementos horizontales (vigas) Horizontales (o desplomes) Elementos verticales (soportes) Vibraciones

4 OK=bip=ab=abcloj^`flkbp Flecha máxima de una estructura: w 1 w 0 w T w 2 w máx w 3 Flecha activa en elementos no estructurales: w 2 w 3 w act PK=ifjfq^`flkbp=bk=cib`e^p El CTE establece las siguientes limitaciones de flechas relativas en elementos estructurales entre dos puntos cualesquiera de la planta: [Art DB SE] CONCEPTO ELEMENTOS COMBINACIÓN DE ELS w FLECHA RELATIVA Daños en elementos secundarios Tabiques frágiles y pavimentos Característica w act 1/500 Tabiques ordinarios o pavimentos rígidos con juntas Característica w act 1/400 Resto de casos Característica w act 1/300 Confort usuario Apariencia Estructura horizontal Estructura horizontal Frecuente (Corta duración) w 3 1/350 Casi Permanente (Larga duración) w T 1/300 página 4

3.1 DB SE] CONCEPTO ELEMENTOS COMBINACIÓN DE ELS w FLECHA RELATIVA Daños en elementos secundarios Tabiques frágiles y pavimentos Característica w act 1/500 Tabiques ordinarios o

5 QK=ifjfq^`fþk=bk=abpmiljbp El CTE establece las siguientes limitaciones en desplomes: [Art DB SE] Por integridad de elementos constructivos: (Tomando la combinación característica) Desplome total H/500 Desplome local h p /250 Por la apariencia de la obra: (Combinación casi permanente) Desplome relativo 1/250 Estas limitaciones deben satisfacerse en dos direcciones sensiblemente ortogonales en planta RK=bip=ab=sf_o^`flkbp Fenómeno producido por acciones dinámicas repetidas y prolongadas en el tiempo, como: Ráfagas de viento en estructuras exentas Tráfico en obras de paso elevado o inferior Vibraciones de maquinaria Comportamiento adecuado de la estructura frente a vibraciones: La frecuencia de excitación (de la acción dinámica) debe alejarse de sus frecuencias propias o naturales para evitar que entre en resonancia Asimismo, la frecuencia debe ser tal que no afecte al confort del usuario, elementos estructurales o al funcionamiento de equipos e instalaciones página 5

Desplome relativo 1/250 Estas limitaciones deben satisfacerse en dos direcciones sensiblemente ortogonales en planta RK=bip=ab=sf_o^`flkbp Fenómeno producido por acciones dinámicas repetidas y

6 RK=bip=ab=sf_o^`flkbp Tipos de vibraciones en estructuras: Continuas Regulares y de larga duración. Comunes en estructuras con máquinas en movimiento, movimientos rítmicos de personas, etc. Transitorias Irregulares y de corta duración. Usuales en estructuras destinados a viviendas, oficinas, enseñanza o usos comerciales Se admite que un forjado es suficientemente rígido a efectos de confort, si la frecuencia propia del mismo es mayor de: f > 8 Hz en gimnasios y polideportivos f > 7 Hz en salas de fiesta y locales de pública concurrencia sin asientos fijos f > 3,4 Hz en locales de espectáculos con asientos fijos f < 1,6 ó f > 4,5 Hz en pasarelas elevadas para peatones RK=bip=ab=sf_o^`flkbp Verificación de la estructura (forjados): Cálculo de la frecuencia natural del primer modo de vibración (f 1 ): Determinación del porcentaje de amortiguamiento disponible (ζ), según DB SE A Forjado (sólo estructura) ζ = 3% Forjado acabado (instalaciones, falsos techos, mobiliario ) ζ = 6% Forjado acabado + tabiquería ζ = 12% Cálculo de la aceleración máxima inicial en la vibración del forjado (a 0 ), según DB SE A página 6

Usuales en estructuras destinados a viviendas, oficinas, enseñanza o usos comerciales Se admite que un forjado es suficientemente rígido a efectos de confort, si la frecuencia propia del mismo es

7 RK=bip=ab=sf_o^`flkbp CONDICIÓN DE APOYO BIAPOYADA O VIGA CONTINUA APOYADA - EMPOTRADA BIEMPOTRADA VOLADIZO C B 1,57 2,45 3,56 0,58 I = 67 [N s] M = 2/3 η b L siendo, I = Impulso mecánico M = Masa vibrante eficaz L = Luz viga biapoyada b = Ancho eficaz o sep.vigas η = Masa / ud. superficie (valor cuasipermanente) página 7

L siendo, I = Impulso mecánico M = Masa vibrante eficaz L = Luz viga biapoyada b

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