INTRODUCCIÓN A LOS TIPOS ESTRUCTURALES Cátedra: Ing. José María Canciani Tema: ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS: CARGAS? Ing. José María Canciani Arq a. Cecilia Cei Ing Alejandro Albanese Ing. Carlos Salomone Arq. Ricardo Varela Arq. Walter Cerantonio Año Académico: 2011
Cargas: Son las acciones que se ejercen sobre las estructuras., medidas en unidades de fuerza, ó fuerza / longitud ó fuerza /superficie UNIDADES DE FUERZA MÁS COMUNES: Kilogramo fuerza (kgf) Tonelada (Ton.) UNIDAD DE LONGITUD: Metro (m) UNIDAD DE SUPERFICIE: Metro cuadrado (m 2 ) CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS A.- Según su orígen A.1.- Permanentes Actúan durante toda la vida de la estructura A.1.a.- Gravitatorias Originadas por la gravedad, son verticales y corresponden al peso de los cuerpos, son casi por exclusión las más importantes. A.1.b.- Empujes Los empujes de suelos o agua en las paredes de los sótanos o los Muros de contención de suelos en zonas con grandes desniveles.
A.2.- Accidentales No son como pudiera sugerir su nombre, producto de un accidente ni algo imprevisible, sino que se las llama así por actuar solo en algunos períodos de la vida de la estructura A.2.a.- Viento Se verifica por la acción del éste sobre las superficies edificadas, que se traduce en una fuerza de empuje o succión, son 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 la superficie expuesta, se puede afirmar que son fuerzas de superficie A.2.b.- 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 mas desfavorable que es la horizontal. empujes verticales empujes horizontales
A.2.c.- 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. A.3.- Otras Para no utilizar aquí conceptos como Isostático e Hiperestatico, nos referiremos a ellos como monolítico y lábil. A.3.a.- Movimiento de fundaciones. En las estructuras monolíticas, tanto el descenso de los cimientos por acción de las cargas transmitidas por las estructuras, como el ascenso debido a las arcillas expansivas, frecuentes en el gran Buenos Aires originan cargas sobre las estructuras. Frecuentemente son el origen de las rajaduras en muros, cabe aclarar que 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.
En las estructuras lábiles el movimiento diferencial no origina cargas A.3.b.- Deformaciones. La deformación de algunos de los elementos estructurales produce en las estructuras monolíticas, esfuerzos, estas pueden deberse a: Fluencia lenta, es la deformación permanente que sufren éstos bajo la acción de cargas prolongadas e intensas, tal el creep del acero de alta resistencia usado en elementos pretensados. Contracción de fragüe, es el acortamiento que se produce en el Hormigón, luego de un fragüe (endurecimiento) rápido, en el que se genera excesivo calor. Acción térmica. Todos los materiales dilatan con el calor y contraen cuando se enfrían, si los elementos de una estructura monolítica están sometidos a variaciones de temperatura, tratarán de elongarse o acortarse generando esfuerzos, si el movimiento es libre como en las estructuras lábiles no habrá esfuerzo por esa causa.
B.- Según la forma de distribución B.1.- Distribuídas B.1.a 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, 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. Superficial (Kg/m2 o Mp) Losa Hoy las nuevas normas internacionales las expresan en Megapascales 1 Pascal = 1Newton/m 2 1Megapascal =1Mp= 1000000 N/m 2 10 N = 1 Kgr (aproximadamente) 1 Mp = 100.000 Kgr/m 2 1 m2 = 10.000 cm 2 1 Mp = 10Kgr/m 2 B.1.b 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 (k / ) Viga Viga
B.2.- Concentradas Son aquellas a las que se las considera concentradas en un punto infinitesimal, algo imposible en la práctica. En realidad son cargas 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 C.- Según el tiempo de aplicación. C.1.- 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. C.2.- 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, sino con métodos aproximados luego de un cuidadoso análisis del caso. Influye decisivamente en esto, un parámetro conocido como frecuencia propia de la estructura
CARGAS ESTÁTICAS Superficial (Kg/m2 o Mp) Losa Lineal (kg/m) Viga Concentrada (kg ó T) Columna Terreno Reacción Terreno Superficial (Kg/ m2)
Introducción a los tipos estructurales - Cat. Ing. Canciani Cargas Dado que las cargas son la determinante fundamental de las construcciones trataremos de clasificarlas de una manera simple al efecto de lo que será la tarea del Arquitecto, ello es el edificio 1.- Permanentes a.gravitatorias b.empujes 2.- Accidentales a. Viento b. Sismo c. Nieve A.-Según su orígen a. Movimiento de fundaciones -Fluencia lenta 3.- Otras b. Deformaciones -Contracción de fragüe -Acción térmica B.- Según la forma de distribución 1.- Distribuídas 2.- Concentradas a. Superficial b. Lineal 1.- Estáticas C.- Según el tiempo de aplicación 2.- Dinámicas
Trabajo Práctico nº 2 TIPOS DE CARGAS 1. Cargas Permanentes. Enumerarlas. Ejemplos. Su importancia en la construcción. 2. Cargas Accidentales, enumerar las principales. Características 3. Cargas estáticas y dinámicas. Diferencia entre ellas. Conceptos 4. Cargas distribuidas, enumerarlas y graficar repartición. 5. Cargas concentradas, explicar concepto. Ejemplos 6. Cargas debidas al movimiento de fundaciones, acción. Su importancia desde el punto de vista de la rigidez o labilidad estructural. 7. Cargas debidas a deformaciones, enumerarlas, explicar su origen y recursos para evitarlas o minimizarlas-