JORGE BARRIOS CORPA Ing. de Caminos, Canales y Puertos Dpto. Control de Proyecto de Estructuras de INTEMAC Prof. ETS de Arquitectura de Málaga

Transcripción

1 JORGE BARRIOS CORPA Ing. de Caminos, Canales y Puertos Dpto. Control de Proyecto de Estructuras de Prof. ETS de Arquitectura de Málaga

2 INDICE AMBITO DE APLICACIÓN ACCIONES PERMANENTES (G) Peso propio Pretensado Terreno ACCIONES VARIABLES (Q) Sobrecarga de uso Barandillas y elementos divisorios Viento Térmicas Nieve ACCIONES ACCIDENTALES (A) Sismo Incendio Impacto Actúan en todo instante con magnitud y posición constante Pueden actuar o no sobre el edificio con magnitud y posición variable Probabilidad de ocurrencia pequeña pero de gran importancia ANEJOS A al E

3 ÁMBITO DE APLICACIÓN Determinar las acciones para verificar los requisitos del DB-SE Seguridad Estructural Capacidad Portante Estabilidad Aptitud al Servicio Salvo que se indique lo contrario, los valores tienen sentido de característicos (F k ) Acciones permanentes Acciones variables Acciones accidentales Valor medio Fractil 5 % de superación durante vida útil Valor nominal Hipótesis de Combinación de acciones según DB-SE

4 Acciones Permanentes Peso Propio 1 Se tendrá en cuenta el Pp de: Elementos estructurales Cerramientos y tabiquería Carpinterías Revestimientos (pavimentos, enlucidos, falsos techos, ) Rellenos (tierras) Equipos Fijos Valor característico (medio): Dimensiones nominales x Peso específico ANEJO C ANEJO C: Tablas de pesos específicos de materiales, productos y elementos constructivos ANEJO C

5 Anejo C. Tabla C.1

6 Anejo C. Tablas C.2 y C.3

7 Anejo C. Tablas C.4 y C.5

8 Anejo C. Tabla C.6 VOLVER

9 Acciones Permanentes Peso propio 2 Tabiquería y Cerramientos Para tabiques ordinarios, que cumplan: Peso < 1,2 kn/m 2 Grueso < 0,08 m Distribución homogénea 0,8 kn/m 2 x Para tabiques más pesados, se añadirá a la carga uniforme anterior, una carga local lineal de valor igual al exceso de peso del tabique respecto 1,0 kn/m 2. En general, en viviendas bastara con considerar una carga de 1,0 kn/m 2. Peso propio de equipos e instalaciones fijas (calderas, transformadores, aparatos de elevación, ) Según valor aportado por el suministrador. Carga uniforme: Superficie tabiquería Superficie planta

10 Acciones Permanentes Pretensado 1 Se evaluará según lo establecido en la Instrucción EHE Consideraciones generales: Definición: Aplicación controlada de una tensión al hormigón mediante el tesado de tendones de acero. Tipos: Según situación de tendón respecto de la sección transversal Interior: tendón situado en el interior de la sección transversal Exterior: tendón situado fuera de la sección transversal Según momento del tesado respecto del hormigonado Armaduras pretesas: tesado anterior al hormigonado Armaduras postesas: tesado posterior al hormigonado Según condiciones de adherencia del tendón Adherente: Existe adherencia tendón-hormigón No adherente: No existe adherencia entre tendón-hormigón

11 Acciones Permanentes Pretensado 2 Materiales y equipos Fuerzas equivalentes del Pretensado Fuerzas y momentos concentrados en los anclajes. Fuerzas normales a los tendones, resultantes de la curvatura y cambios de dirección de los mismos. Fuerzas tangenciales debidas al rozamiento.

12 Acciones Permanentes Terreno 1 Las acciones procedentes del terreno se evalúan y tratan según el DB-SE-C Esquemas básicos de empuje del terreno en elementos de contención: q q σ v(z) = q + γ x H (z) σ h(z) = K x σ v(z) + u (z) Ka Ko Kp

13 Acciones Permanentes Terreno 2 Coeficientes de empuje Considerando trasdós del muro vertical y pendiente nula del terreno: Empuje activo: K a = 1 - sen φ 1 + sen φ Empuje pasivo: K p = 1 + sen φ 1 - sen φ Empuje al reposo: K o = 1 - sen φ

14 Acciones Variables Sobrecarga de Uso 1 Peso de las cargas por razón de uso Valor (Tabla 3.1) Carga uniformemente repartida (1) + Carga concentrada (2) (1) Incluye las cargas debidas a la acumulación de personas, así como los efectos de uso normal (mobiliario, maquinaria, vehículos, ). (2) Carga concentrada sobre pavimento acabado en cualquier punto de la zona. Actúa simultáneamente con la sobrecarga uniforme en zonas de tráfico y aparcamientos e independientemente en el resto de casos. Superficie de aplicación Tráfico y aparcamiento.200 x 200 mm Resto de casos. 50 x 50 mm

15 Acciones Variables Sobrecarga de Uso 2

16 Acciones Variables Sobrecarga de uso 3 Diferentes valores de sobrecarga de uso mediante personas Patología de Estructuras de Hormigón Armado y Pretensado. D. J. Calavera

17 Acciones Variables Sobrecarga de Uso 4 Comentarios generales: Los valores anteriores no recogen la scu debida a equipos pesados, acumulación de materiales en bibliotecas, almacenes o industrias. En las zonas de acceso y evacuación de los edificios de las categorías A y B (portales, escaleras, ), se incrementa el valor en 1,0 kn/m 2. Para zonas de almacén y biblioteca, se definirá en la memoria de cálculo el valor de la sobrecarga considerado, debiendo figurar en obra una placa con dicho valor. Los valores incluyen el efecto de la alternancia de sobrecarga, salvo en el caso de elementos críticos como vuelos o zonas de aglomeración.

18 Acciones Variables Sobrecarga de Uso 5 Reducción de sobrecargas paras las zonas de categoría A, B, C y D: Para el dimensionado de elementos portantes horizontales y verticales, la suma de las sobrecargas de una misma categoría de uso que actúen o graviten sobre los mismos, respectivamente, podrán reducirse conforme a los coeficientes de la tabla 3.2. Los coeficientes anteriores podrán aplicarse simultaneamente en un elemento vertical, cuando las plantas situadas por encima de dicho elemento estén destinadas al mismo uso y correspondan a diferentes usuarios, lo que se hará constar en la Memoria

19 Acciones Variables Barandillas y Elementos divisorios La estructura propia de las barandillas, petos, antepechos o quitamiedos de terrazas, miradores, balcones o escaleras deben resistir una fuerza horizontal uniformemente distribuida del valor indicado en la tabla 3.2, aplicada a 1,2 m o sobre el borde superior del elemento, si éste está situado a menos altura. Los elementos divisorios (tabiques) deben soportar una fuerza horizontal de valor mitad a los anteriores según los usos a cada lado.

20 Acciones Variables Viento Presión estática (q e ) perpendicular a la superficie expuesta: q e : Presión dinámica del viento q e = q b c e c p C e : Coeficiente de exposición C p : Coeficiente eólico o de presión Estas disposiciones no son aplicables a edificios situados a altitudes superiores a 2000 m. En estos casos se considerarán valores empíricos de la zona. No contempla esbelteces superiores a 6. En estas edificaciones deberán tenerse en cuenta los efectos dinámicos del viento. Se comprobarán dos direcciones ortogonales, independientemente de la existencia de edificaciones medianeras. Para cada dirección se considera la acción en los dos sentidos. Además se deben considerar unas fuerzas tangenciales paralelas a la superficie. (Coeficientes de rozamiento: Lisa 0,01, Rugosa 0,02, Muy rugosa 0,04)

21 Presión Dinámica del Viento Definición: q b = 0,5 δ v b 2 δ: Densidad del aire 1,25 kg/m 3 V b2 : Velocidad básica del viento (Zonas A, B y C) Sustituyendo: Zona A: q b = 0,42 kn/m 2 Zona B: q b = 0,45 kn/m 2 Zona C: q b = 0,52 kn/m 2 VOLVER

22 Coeficiente de Exposición Coeficiente variable con la altura del punto considerado respecto a la rasante del terreno de la fachada a barlovento y del grado de aspereza del entorno. VOLVER En edificios urbanos de hasta 8 plantas puede tomarse un valor constante en toda la altura de 2. Para alturas superiores a 30 m los valores se obtienen de la fórmula incluida en el Anejo D. En el caso de edificios situados en las cercanías de acantilados o escarpas de pendiente mayor a 40º se considerará la altura desde la base de dicho accidente topográfico (< 50 m).

23 Coeficiente Eólico de edificios de pisos Coeficiente dependiente de la forma y orientación de la superficie respecto al viento. Se considera la superficie de proyección del volumen edificado en un plano perpendicular a la dirección del viento. Generalmente, en cubiertas planas de edificios se puede despreciar dado que actúa del lado de la seguridad (succión). En el Anejo D se incluyen coeficientes eólicos para cubiertas de tipologías diversas.

24 Coeficiente Eólico de naves y construcciones diáfanas Si el edificio presenta grandes huecos, la acción del viento genera presiones interiores que se suman a las presiones exteriores. Para el cálculo del coeficiente de exposición se considera la altura del punto medio del hueco. El coeficiente eólico de presión interior (c pi ) se considera único en todos los paramentos interiores del edificio. Cuando el área de las aberturas de una fachada sea el doble de las aberturas del resto del edificio c pi = 0,75 c pe Cuando el área de las aberturas de una fachada sea el triple de las aberturas del resto del edificio c pi = 0,90 c pe Para casos intermedios se interpola linealmente Para el resto de casos, se aplican los coeficientes de la tabla 3.5 VOLVER

25 Acciones Variables Térmicas 1 Las variación de la temperatura ambiente exterior, provoca deformaciones y cambios geométricos en la edificación, que en caso de estar impedidos producen solicitaciones en los elementos afectados. Factores que influyen: Condiciones climáticas de la zona Orientación del edificio Materiales constructivos Climatización del edificio En edificios habituales de hormigón y acero, pueden no considerarse estas acciones cuando se dispongan juntas de dilatación con separación de hasta 40 m. Se deberán realizar juntas de dilatación independientes en estructura y cerramientos. Un orden de magnitud realista para las juntas de dilatación en edificios de planta rectangular son los siguientes: PARTE DE OBRA ESTRUCTURA DE HORMIGÓN CERRAMIENTOS DE LADRILLO EN FACHADAS AZOTEAS DISTANCIA MÁXIMA ENTRE JUNTAS DE DILATACIÓN (m) 60 a a 18 5 a 8

26 Acciones Variables Térmicas 2 Cálculo de la acción térmica: Se obtendrá la variación de temperatura media en los elementos estructurales para verano (dilatación) e invierno (contracción). Como temperatura de referencia de cuándo se construyó el elemento, se considera la media anual de emplazamiento o 10ºC. En elementos a la intemperie, las temperaturas extremas de verano e invierno se definen en el Anejo E (Las temperaturas máximas en verano se incrementarán según la tabla 3.6 en función del color y orientación de la superficie). En elementos protegidos en el interior del edificio, puede considerarse una temperatura constante durante todo el año de valor 20ºC. Para elementos de la envolvente no directamente expuestos a la intemperie se adopta la media entre la de los dos casos anteriores.

27 Acciones Variables Nieve Carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal (q n ) q n = µ s k s k : Valor característico de carga de nieve µ : Coeficiente de forma S k µ En construcciones protegidas del viento, el valor de la carga de nieve puede reducirse en un 20 % y por el contrario en emplazamientos fuertemente expuestos, el valor debe aumentarse en un 20 %. En elementos volados de la cubierta de edificios situados a altitudes superiores a 1000 m, se debe considerar una carga lineal adicional de valor: p n = 3 µ 2 s k En emplazamientos con altitudes superiores a los tabulados, se adoptará como carga de nieve la indicada por la ordenanza municipal o a partir de datos empíricos.

28 Valor característico de la carga de nieve (s k ) Zonas climáticas de Invierno Sobrecarga de nieve en terreno horizontal (kn/m 2 )

29 Coeficiente de forma Faldón limitado inferiormente por cornisas o limatesas (no hay impedimento al deslizamiento) µ = 1 : Cubiertas con inclinación < 30º µ = 0 : Cubiertas con inclinación > 60º Para valores intermedios de inclinación se interpola linealmente Faldón limitado inferiormente por limahoyas (hay impedimento al deslizamiento) VOLVER β 1 + β 2 2 > 30º µ = 2 β 1 + β 2 2 < 30º µ = 1 + β/30º Faldón sucesivo inclinado en el mismo sentido Faldón sucesivo inclinado en sentido contrario

30 Acciones Accidentales Sismo I Las acciones sísmicas se consideran conforme a la NCSE-02 Ámbito de aplicación: Edificaciones de nueva planta Obras de rehabilitación o reforma que impliquen modificaciones sustanciales de la estructura (Por ejemplo construcciones que únicamente mantienen la fachada) Quedan exentos de obligatoriedad de aplicación, los siguientes casos: Construcciones de importancia moderada Aquellas con probabilidad despreciable de que su destrucción por el terremoto pueda ocasionar victimas, interrumpir un servicio primario, o producir daños económicos significativos a terceros Construcciones de importancia normal o especial si a b < 0,04g Construcciones de importancia normal con pórticos bien arriostrados entre sí en todas las direcciones si a b < 0,08g (excepto en edificios de más de 7 plantas y a c > 0,08g)

31 Acciones Accidentales Sismo 2 Parámetros sísmicos que den indicarse en la Memoria de Cálculo: Coeficiente de riesgo: ρ Construcciones de importancia normal: ρ = 1,0 Construcciones de importancia especial: ρ = 1,3 Aceleración sísmica básica: a b Definida en el Anejo 1 de la NCSE-02, para cada término municipal Coeficiente de contribución: K Definido en el Anejo 1 de la NCSE-02, para cada término municipal Coeficiente del terreno: C Coeficiente que depende del tipo de terreno existente en los primero 30 m bajo la superficie Tipo de Terreno Coeficiente C I II III 1,0 1,3 1,6 C = Σ C i e i 30 IV 2,0

32 Acciones Accidentales Sismo 3 Coeficiente de amplificación del terreno: S ρ a b < 0,1g 0,1g < ρ a b < 0,4g S = S = C 1,25 C 1,25 + 3,33 ρ a C ( b - 0,1)(1 - ) 1,25 1,25 0,4g < ρ a b S = 1,0 Aceleración sísmica de cálculo: a c a c = S ρ a b Grado de ductilidad: µ Varia entre 1 y 4. (Lo normal µ = 2 Ductilidad Baja) Amortiguamiento: Ω Varia entre 4 % y 6 % Porcentaje de sobrecargas de uso considerado Varia entre 50 % y 100 %

33 Acciones Accidentales Incendio Las acciones debidas a la agresión térmica están definidas en el DB-SI. En las zonas de transito de bomberos, se considerará una carga de 20 kn/m 2 en una superficie de 3 x 8 m en cualquiera de las posiciones de una banda de 5 m de ancho, así como en las zonas de maniobra del vehículo. Además de la carga anterior, se comprobará localmente la actuación de una carga concentrada de 45 kn en una superficie cuadrada de 20 x 20 cm sobre el pavimento terminado.

34 Acciones Accidentales Impacto 1 Las acciones causadas por un impacto dependen de la masa, velocidad y geometría del cuerpo impactante, así como de la capacidad de deformación del mismo y del elemento contra el que impacta. La acción de impacto de vehículos considera sólo las acciones debidas a impactos accidentales, quedando excluidos los premeditados. Se representan mediante fuerzas estáticas. En el exterior del edificio, se considerará el impacto donde y cuando lo establezca la ordenanza municipal. En el interior del edificio se considerará en todas las zonas con circulación de vehículos.

35 Acciones Accidentales Impacto 2 Impacto de vehículos de hasta 30 kn de peso total: Fuerzas estáticas: 50 kn en la dirección paralela a la vía 25 kn en la dirección perpendicular a la vía Superficie de aplicación: Superficie rectangular de 25 x 150 cm Situación: 0,6 m por encima del nivel de rodadura Impacto de carretillas elevadoras*: Fuerza estática: 5 veces el peso máximo autorizado Superficie de aplicación: Superficie rectangular de 40 x 150 cm Situación: Dependiente de la forma de la carretilla (En ausencia de datos 0,75 m por encima del nivel de rodadura) (*) Las características de la carretilla deben indicarse en la Memoria y en las Instrucciones de uso y mantenimiento

36 Acciones Accidentales Impacto 3 Ejemplo: Impacto de vehículo en pilar de escuadría 30 x 30 cm y altura libre del garaje 3,25 m Md = - 0,5 mt Md max = 2,0 mt Mu (4φ12) = 2,1 mt OK! Md = 0,8 mt Md = - 2,0 mt FIN