Solicitaciones en estructuras de edificación

Transcripción

1 Juan Roldán Ruiz Solicitaciones en estructuras de edificación Manual docente Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación UCAM Cátedra de Estructuras Arquitectónicas

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5 Juan Roldán Ruiz Solicitaciones en estructuras de edificación Manual docente Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación UCAM Cátedra de Estructuras Arquitectónicas 5

6 Solicitaciones en estructuras de edificación Textos y figuras: Juan Roldán Ruiz Esta edición: Fundación Universitaria San Antonio Créditos foto de portada: Pabellón Mies en Barcelona. Foto del autor 1ª ed.: Murcia 2010 I.S.B.N. : D.L.: Impreso en España. Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción total o parcial sin permiso expreso y por escrito de los titulares del Copyright. Realización: 6

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9 Temario general Tema 1.- Aspectos generales (DB-SE) Tema 2.- Acciones (DB-SE-AE y NCSE) Tema 3.- Esfuerzos (N, M, T y M t ) Tema 4.- Análisis general de solicitaciones Tema 5.- Métodos iterativos: Cross Tema 6.- Métodos aproximados 9

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11 Solicitaciones estructuras de edificación Índice pormenorizado Tema 1.- Aspectos generales de la seguridad estructural Parte 1ª.- LOE y CTE 1.- La Ley de Ordenación de la Edificación LOE. Agentes Responsabilidades y garantías Exigencias Código Técnico de la Edificación. Dbs Ámbito de aplicación CTE Contenido CTE Registro general CTE Marcado CE Cumplimiento CTE El proyecto Control de proyecto Proyecto básico Proyecto de ejecución Ejecución. Control del proceso Final de obra Documentación final de obra Documentación seguimiento Documentación del control Documentación adjunta Terminología CTE Exigencias básicas Seguridad Estructural 64 Parte 2ª.- Seguridad Estructural. DBs 1.- Generalidades. SE Documentación especifica en SE Análisis estructural Capacidad portante. Coeficientes de seguridad Coeficientes para vivienda Coeficientes para uso comercial Coeficientes para uso garaje Coeficientes cubierta transitable Coeficientes globales Aptitud al servicio Coeficientes para vivienda Flechas Desplomes Asientos Fisuración y vibraciones Evaluación de estructuras edificios existentes Procedimientos de peritación Método determinista Método semiprobabilista Método probabilista Método Indicadores Empíricos Esquema evaluación por fases

12 Solicitaciones estructuras de edificación Índice pormenorizado Tema 2.- Acciones en edificación (DB-SE-AE) Parte 1ª.- Acciones permanentes y variables 1.- Generalidades Clasificación Unidades Sistema Internación Conversión MKS / SI Acciones permanentes. Clasificación El peso propio Pesos específicos Pesos de elementos Acciones del terreno Tipos de empujes Empuje activo Empuje al reposo Empuje pasivo Tabla de empujes Acciones variables. Clasificación Sobrecargas de uso Valores característicos Reducción de SU según DB SU áreas de influencia (MAI) Acciones sobre barandillas, petos y divisiones Viento Acciones térmicas Nieve 152 Parte 2ª.- Acciones accidentales y aplicaciones 1.- Acciones accidentales Acción sísmica (NCSE) Régimen de aplicación Mapas de peligrosidad sísmica Aceleración sísmica de cálculo Procedimientos de cálculo Método de cálculo simplificado Fuerzas estáticas equivalentes Influencia periodo, terreno y duc Periodo fund. y del modo vibrac Tabla del coeficiente sísmico Recomendaciones frente sismo Acciones por incendio Acciones por impacto Otras acciones accidentales Tablas de acciones aplicadas Acciones permanentes usuales Acciones (Unidir. 30 cm) Acciones (Retic. 30 cm) Acciones (Retic. 35 cm) Tablas acciones viento y sismo

13 Solicitaciones estructuras de edificación Índice pormenorizado Tema 3.- Esfuerzos: axil, flector, cortante y torsor (N, M, T y M t ) Parte 1ª.- Esfuerzos y círculo de Mohr 1.- Elasticidad Ley de Hooke Ley de Hooke generalizada Ejemplo de generalización Resistencia de materiales: fundamentos Esfuerzos simples: N, M, T y Mt Esfuerzo axil N Obtención y signos Distribución de tensiones Momento flector M Obtención y signos Distribución de tensiones Esfuerzo cortante T Momento torsor Mt Resumen de esfuerzos Círculo de Mohr Utilidad Fundamentos Construcción directa Construcción inversa Gráficas de esfuerzos Ejemplo: reacciones Ejemplo: representación 240 Parte 2ª.- Vigas sometidas a flexión 1.- Vigas a flexión: M(x) y criterio de signos Ecuación diferencial de la línea elástica Planteamiento Obtención Mohr (finales S. XIX) Primer teorema de Mohr Segundo teorema de Mohr Vigas isostáticas habituales Estudio analítico de la viga biapoyada con q(x) Planteamiento Reacciones Gráfica de cortantes T(x) Gráfica de flectores M(x) Deformada µ(x) Giros y flechas Pirámide diferencial Vigas hiperestáticas habituales Estudio analítico: viga biempotrada con q(x) Tablas resumen Valores de vigas isostáticas Valores de vigas hiperestáticas

14 Solicitaciones estructuras de edificación Índice pormenorizado Tema 4.- Análisis general de solicitaciones 1.- Análisis de solicitaciones: métodos Vigas representativas Vigas isostáticas Vigas representativas hiperestáticas Vigas y desplazamiento Factores elásticos Rigidez al giro Rigidez al desplazamiento Coeficiente de transmisión Método general Planteamiento y solución general Solicitaciones finales Ejemplo de cálculo general

15 Solicitaciones estructuras de edificación Índice pormenorizado Tema 5.- Métodos de cálculo iterativos: Cross 1.- Cross intraslacional Análisis del proceso Procedimiento y tabla de Cross Enlaces en extremos y signos Cross traslacional Planteamiento y desplazamiento real Cross con varias plantas Procedimiento del Cross traslacional Graficas finales Ejemplo de cálculo intraslacional Ejemplo de cálculo tralacional

16 Solicitaciones estructuras de edificación Índice pormenorizado Tema 6.- Métodos de cálculo aproximados 1.- Métodos aproximados: introducción Acciones verticales: ACI Acciones verticales: EH Acciones verticales: Jiménez Montoya Acciones horizontales: método del pórtico Acciones horizontales: método del voladizo Acciones horizontales: BAEL Corrección Bull y Sved Ejemplo de cálculo EH Ejemplo de cálculo Jiménez Montoya Ejemplo de cálculo método del pórtico Ejemplo de aplicación Bull y Sved 384 Créditos de figuras, tablas y fotografías 395 Bibliografía básica

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21 Introducción El análisis completo de estructuras de edificación se suele llevar a cabo una vez evaluadas las acciones que actúan sobre ellas, descartando las irrelevantes y dando preferencia a las que son determinantes para el efecto que provocan. Establecidas las acciones, se suele pasar a la obtención de las solicitaciones que en las distintas partes de la estructura se presentan. Lo anterior representa una obviedad que enmascara cierto olvido en la primera de las exigencias, es decir, se suele prestar poca dedicación al establecimiento de las acciones por partir generalmente de ellas para obtener las solicitaciones. Igualmente la obtención de solicitaciones no es independiente de la idealización que de la estructura se realiza sobre todo en el comportamiento de los enlaces, en las rigideces de sus barras, y en las consideraciones sobre desplazamientos y giros de sus partes. Trata esta publicación de generar mecanismos de obtención de las solicitaciones más importantes que actúan en edificaciones habituales así como desmenuzar las bases de partida, esto es, las acciones y la idealización de enlaces, barras y otras zonas. Juan Roldán 21

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23 Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación UCAM Tema 1 Aspectos generales de la seguridad estructural 23

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25 Índice general Tema 1.- Aspectos generales (DB-SE) Tema 2.- Acciones (DB-SE-AE y NCSE) Tema 3.- Esfuerzos (N, M, T y M t ) Tema 4.- Análisis general de solicitaciones Tema 5.- Métodos iterativos: Cross Tema 6.- Métodos aproximados 25

26 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE Tema 1 Aspectos generales de la seguridad estructural 1.- La Ley de Ordenación de la Edificación 2.- El Código Técnico de la Edificación 3.- Ámbito de aplicación del CTE 4.- Contenido del CTE 5.- Registro General CTE 6.- Marcado CE 7.- Cumplimiento del CTE 8.- El proyecto en el CTE 9.- La ejecución y su control 10.- Documentación del seguimiento de obra 11.- Terminología CTE 12.- Exigencias básicas de SE 1.- Generalidades SE 2.- Documentación específica SE 3.- Análisis estructural 4.- Verificación de la capacidad portante. Fase de proyecto 5.- Verificaciones de la aptitud de servicio. Fase proyecto 6.- Evaluación estructural de edificios existentes Parte 1ª LOE y CTE 26

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28 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 1.1 LOE : Ley 38/1999 de 5 de noviembre (BOE 266/99 de 6 de nov) 1.- El promotor 2.- El constructor Agentes: Arts. 9 a El proyectista 4.- El director de obra 5.- El director de la ejecución 6.- Las entidades y los laboratorios de control 7.- Los suministradores 8.- Los propietarios y los usuarios OCTs? 28

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30 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 1.2 LOE : Ley 38/1999 de 5 de noviembre (BOE 266/99 de 6 de nov) Responsab: Art. 17 y 18 Garantías: Art. 19 A.- 10 años: vicios estructurales: resistencia y estabilidad A.- Decenal: vicios estructurales. 100% PG. Promotor B.- 3 años: vicios constructivos: exigencias de habitabilidad C.- 1 año: defectos de acabado: defectos de puesta en obra O C T s B.- Trienal: vicios constructivos: 30% PG. Promotor C.- Un año: defectos de acabado: 5% PG. Constructor 30

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32 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 1.3 Funcionalidad Para el uso previsto Accesibilidad Teleco Exigencias LOE Art. 3.1 Seguridad Estructural Incendio Utilización Habitabilidad Salubridad Ruido Ahorro energético Las desarrolla el El Código Técnico : Art. 3.2 LOE Otros aspectos (?) 32

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34 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 2 Código Técnico de la Edificación RD 314/2006 de 17 de marzo BOE 28 marzo DB SEGURIDAD ESTRUCTURAL (SE) (Aplicación: > 28 marzo 07) 2.- DB SEGURIDAD A INCENCIO (SI) (Aplicación: > 28 septiembre 06) 3.- DB SEGURIDAD DE UTILIZACIÓN (SU) (Aplicación: > 28 septiembre 06) 4.- DB SALUBRIDAD (HS) (Aplicación: > 28 marzo 07) 5.- DB EXIGENCIAS FRENTE AL RUIDO (HR) (Aplicación: > 24 octubre 08) 6.- DB AHORRO DE ENERGÍA (HE) (Aplicación: > 28 septiembre 06) 34

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36 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 3 Ámbito de aplicación CTE. Art. 2 Obra nueva Todas (Excepto?) Obras de intervención: Ampliación Modificación Reforma Rehabilitación Adecuación Estructural Adecuación funcional Remodelación (nº viv) Depende de su compatibilidad con la naturaleza de la intervención Conflictivo El proyecto debe indicar el tipo de intervención y si hay riesgo de daño estructural (del tipo recogido en el Art a LOE: Seguro decenal) 36

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38 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 4 Contenido del CTE. Art. 3 Parte I Parte II Disposiciones generales y relación de exigencias básicas Documentos Básicos Proyecto Ejecución Final y uso DB-SE DB-SI DB-SU DB-HS DB-HR DB-HE 38

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40 TEMA 1 ASPECTOS GENERALES DE LA SE DB-SE 5 Guías técnicas Códigos de buena práctica Soluciones constructivas Procedimientos de puesta en obra Programas informáticos Aplicaciones Documentos Reconocidos Marcas, sellos, distintivos de calidad voluntarios Registro General CTE Art. 4 Credenciales de calidad de los agentes intervinientes Marcado CE Organismos autorizados para la concesión de evaluaciones técnicas de idoneidad 40