Estructuras I Catedra Canciani ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS: CARGAS

Transcripción

1 Estructuras I Catedra Canciani ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS: CARGAS

2 Cargas: 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.. Se miden en, Unidades de fuerza Unidades de fuerza / longitud Unidades de fuerza/ superficie.

3 Unidades más utilizadas: UNIDADES DE FUERZA Kilogramo fuerza (kgf) ( Kg) Tonelada (Ton.) (T) Kilo Newton (KN) = 102 Kg UNIDAD DE LONGITUD: Metro (m) UNIDAD DE SUPERFICIE: Metro cuadrado (m 2 )

4 Clasificación de las cargas según su origen: Permanentes» GRAVITATORIAS»EMPUJES Accidentales Otras» SOBRECARGAS»VIENTO»SISMO» SUBPRESIÓN» CEDIMIENTO de VÍNCULOS» IMPACTO

5 Cargas Permanentes : Cargas en las 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, techos, cielorrasos, escaleras, elementos divisorios, terminaciones, revestimientos y otros items arquitectónicos y estructurales incorporados de manera similar, y equipamiento de servicios.

6 Cargas Permanentes 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 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

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8 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) * 102 Por ejemplo una cubierta de pizarra significará una carga de peso propio de 0,9 KN/m2 *^102 = 91.8 Kg/m2 Pizarra Carga Superficial 91.8 Kg/m2

9 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) * espesor del material (m) * 102 Por ejemplo una losa de hormigón armado de 0,20 m de espesor 24 KN/m2 * 0,20 m * 102 = Kg/m2 Losa Carga Superficial 489,6 Kg/m2

10 Si fuese una carga lineal su valor es : Carga (Kg/m) = Peso específico de la tabla ( KN/m3) * sección del material (m2) * 102 Por ejemplo una viga de hormigón armado de 0,35 m * 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 0,35 m Lineal (kg/m) Viga Viga 0,65 m

11 Cargas Permanentes: Empujes : empujes de suelo o agua en paredes de los sótanos. Muros de contención de suelos.

12 Accidentales Sobrecargas : 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 son aquellas producidas por materiales, equipos o personal durante el mantenimiento, y por objetos móviles o personas durante la vida útil de la estructura.

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14 CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS SEGÚN LAS FORMAS DE DISTRIBUCIÓN Distribuidas Superficiales Lineales

15 Carga distribuida superficial Es una carga que está repartida en una superficie cuyo valor se expresa en unidades de fuerza sobre unidades se superficie, representa la mayor parte de las cargas de un edificio. Losa Superficial (Kg/m2 o Mp)

16 Carga distribuida superficial Representa la mayor parte de las cargas de un edificio, varía desde 10 Kgr/m 2 en una cubierta liviana hasta los 5000 Kgr/m 2 en el piso de un depósito, pasando por los 800 Kgr/m 2 del entrepiso de una casa o los 1300 Kgr/m 2 del piso de un edificio importante. Es la que se considera para dimensionar las losas.

17 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 Kgr/m. Es la que se considera para dimensionar las vigas Lineal (kg/m) Viga Viga

18 Cargas Concentradas Son aquellas a las que se las considera concentradas en un punto infinitesimal, algo imposible en la práctica. En realidad son carga 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 obviamente en Kgr o N. Concentrada (kg ó T) Columna

19 Clasificación de las cargas según el tiempo de aplicación 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. La Estática es una rama matemática de la física que proporciona buena herramienta para su manejo.

20 Cargas Estáticas Losa Viga Superficial (Kg/m2 o Mp) Lineal (kg/m) Concentrada (kg ó T) Columna Terreno Reacción Terreno Superficial (Kg/ m2)

21 Cargas Dinámicas Son las que su acción varía rápidamente en el tiempo. Si esta acción fuera unitaria puede tomarse como impacto, en caso de ciclar a intervalos regulares como los casos: martinete, compresor, viento, arrachado, sismo, no pueden ser manejadas con la estática, sin con métodos aproximados luego de un cuidadoso análisis del caso.

22 Ejemplo. Análisis de carga de losas en proyecto estacionamiento Club de Pescadores Croquis de ubicación

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24 Planta de Arquitectura

25 Planta de Estructuras

26 Detalle Losa 67

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28 Todas las losas tienen un espesor de 0,20 metros. Las vigas tienen un ancho de 0,35 metros y una altura de 0,65 metros Análisis de cargas a) Sobrecargas Se considera la posibilidad que se congreguen personas y vehículos pesados, luego la sobrecarga es de 20 KN/m2 o sea 2040 Kg/m2

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31 Peso propio de la losa Carga (Kg/m2) = Peso Unitario de la tabla ( KN/m3) * espesor del material (m) * 102 Una losa de hormigón armado de 0,20 m de espesor 24 KN/m2 * 0,20 m * 102 = Kg/m2 Capa asfáltica de 0,05 metros 13 KN/m2 * 0,05 m * 102 = 66,3 Kg/m2

32 Luego la carga de la losa 67 es de Peso del Hormigón Armado 489,6 Kg/m2 Paso de la capa asfáltica 66,3 Kg/m2 Sobrecarga Kg/m2 Total 2.595,9 Kg/m2

33 Accidentales Viento: se verifica por la acción de este sobre las superficies, que se traduce en una fuerza de empuje o succión. Son de escasa importancia en las construcciones bajas, importantes en las altas y muy importantes en las estructuras metálicas, Se trata en el Reglamento CIRSOC 102

34 La fuerza del viento aumenta con la altura G W Me Mv h Fuerza de viento A a

35 Tabla 1. Valores de la velocidad de referencia á para las capitales provinciales y algunas ciudades CIUDAD (m/s) Bahía Blanca 28,5 Bariloche 28,0 Buenos Aires 27,2 Catamarca 26,0 Comodoro Rivadavia 37,5 Córdoba 25,0 Corrientes 27,0 Formosa 27,0 La Plata 27,3 La Rioja 25,5 Mar del Plata 31,7 Mendoza 22,5 Neuquén 30,5 Paraná 30,0 Posadas 28,5 Rawson 35,0 Resistencia 27,2 Río Gallegos 32,5 Rosario 30,0 Salta 22,5 Santa Fe 30,0 San Juan 22,5 San Miguel de Tucumán 25,0 Santa Rosa 29,0 Santiago del Estero 25,2 Ushuaia 40,0 Viedma 33,0 San Luis 27,5 San Salvador de Jujuy 23,5 La fuerza de viento varía de acuerdo a la ubicación geográfica de la construcción

36 La fuerza del viento disminuye con la rugosidad del terreno,. Cuando más rugoso, menor es la fuerza Baja Rugosidad Zonas rurales

37 Viento Rugosidad media, zonas suburbanas

38 Viento Alta rugosidad, zonas urbanas

39 Viento Muy alta rugosidad, grandes ciudades

40 Accidentales: 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. Se trata en el Reglamento CIRSOC 103 empujes verticales empujes horizontales

41 En nuestro país los sismos se concentran en la zona coordillerana

42 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

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44 Accidentales: 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.

45 Zonas donde hay que considerar nieve, Reglamento CIRSOC 104

46 Ejemplo. Presión de nieve en la Provincia de Chubut (Pg) HSNM significa altura sobre el nivel del mar

47 Cedimiento diferencial de vínculos. En las estructuras monolíticas, tanto el descenso de los cimiento por acción de las cargas transmitidas por las estructuras, como el ascenso debido a las arcillas expansivas, frecuentes en el Movimiento de fundaciones. gran Buenos Aires originan cargas sobre las estructuras. Frecuentemente son el orígen de las rajaduras en muros. Si el descenso o ascenso resulta uniforme no se traduce en carga alguna, lo que las origina es la diferencia de ellos, o sea que haya movimientos diferenciales.

48 Cedimiento de vínculos.

49 Impacto Para destinos que involucren vibraciones y/o fuerzas de impacto inusuales, se tomarán recaudos en el diseño estructural. Maquinaria Tribunas, estadios y estructuras similares Ascensores y montacargas

50 Impacto - Máquinas. Estas producen carga de impacto en numerosos casos, tal cosa sucede cuando hay grandes masas en movimiento con frenado o inversión de recorrido como los puentes grúa y estampadoras de chapa

51 Impacto - Tribunas. Se debe considerar la posibilidad que los espectadores salten todos al mismo tiempo

52 Impacto - Ascensores y montacargas. Se debe considerar el arranque y el frenado

53 ? Muchas Gracias