06 db se - coaatc.es · seguridad estructural objetivos actualizar y completar la reglamentación...

Seguridad estructural

Luis Vega CatalánJefe de las unidades de apoyo al CTEInstituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja

Seguridad estructuralSituación actual

Normativa obsoleta– NBE-AE Acciones en la edificación (MV-101): 1962

– NBE-EA Estructuras de acero (MV-103): 1972

Normativa incompleta– No existe regulación específica para cimentaciones,

ni para estructuras de madera

Formatos de seguridad no coherentes entre las diferentes normasNormativa dispersa y en algunos casos contradictoria

Seguridad estructuralObjetivos

Actualizar y completar la reglamentación técnica de carácter estructuralConvergencia y adaptación al nuevo marco normativo europeo– Directiva de productos de construcción

– Normas de producto. Marcado CE

– Eurocódigos estructurales

Establecer unas bases de proyecto comunes, independientes del tipo de material estructuralAvanzar en la línea prestacional, participando del esquema piramidal, combinando soluciones y métodos simplificados con otros de carácter más general

Seguridad estructuralExigencias

La resistencia y la estabilidad serán las adecuadas para que no se generen riesgos indebidos, de forma que:– se mantenga la resistencia y la estabilidad frente a

las acciones e influencias previsibles durante las fases de construcción y usos previstos de los edificios

– un evento extraordinario no produzca consecuencias desproporcionadas respecto a la causa original

– se facilite el mantenimiento previsto

Seguridad estructuralExigencias

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

– no se produzcan degradaciones o anomalías inadmisibles


Cimientos

Acero

Estructura

Fábrica

Madera

Seguridad

Estructural

Acciones en la

edificación

Resistencia

al fuego

Hormigón

EHE;EFHE

Sismo

NCSE

Seguridad estructuralDB SE Seguridad estructural

Principios generales– Se establecen las bases de proyecto con carácter

general y de forma común, independientemente del tipo de material o tipología estructural

– Aplicable a todo tipo de edificios, incluso los de carácter provisional

– A falta de indicaciones específicas, se adoptará como periodo de servicio 50 años

– Criterios para la evaluación estructural de edificios existentes

– Serviría de base para la verificación de las exigencias de seguridad estructural para otros materiales no contemplados actualmente


Documentación– Se establece la información específica que debe

contener el proyecto, relacionada con la seguridad estructural (Anejo I del CTE)

– Reconoce la existencia de dos fases diferenciadas en el proyecto (proyecto básico y de ejecución)

– Instrucciones de uso

• las acciones permanentes, sobrecargas de uso y deformaciones admitidas

• las condiciones particulares de utilización• las medidas adoptadas para reducir riesgos

– Plan mantenimiento


Dimensionado: Método de los estados límite– Situaciones para las que, de ser superadas, puede

considerarse que el edificio no cumple alguno de los requisitos estructurales para los que ha sido concebido. Se clasifican en:

a) Estados límite últimosb) Estados límite de servicio

Verificación– Basadas en el formato de los coeficientes parciales

Ed ≤ Rd

– Basadas en métodos experimentales

– Aplicación directa de los métodos de análisis de fiabilidad


Estados límite últimos– Pérdida del equilibrio del edificio, o de una parte

estructuralmente independiente

– Fallo por deformación excesiva, transformación de la estructura o de parte de ella en un mecanismo, rotura de sus elementos estructurales o de sus uniones, o inestabilidad de elementos

Estados límite de servicio– Deformaciones (integridad de los elementos

constructivos, confort de los usuarios y apariencia de la obra)

– Vibraciones


Valor de cálculo del efecto de las acciones– El valor de cálculo de los efectos de las acciones se

determina mediante combinaciones de acciones, a partir de expresiones del tipo:

– Coeficientes parciales de seguridad homogeneizados, independientes del tipo de material

∑ ∑≥ >

⋅ψ⋅γ+⋅γ+⋅γ+⋅γ1j 1i

ik,i0,iQ,k,1Q,1Pjk,jG, Q Q P G


Flechas – Flecha relativa:

• Descenso máximo de vano respecto al extremo de la pieza que lo tenga menor, dividida por la luz del tramo.

• Deben verificarse entre dos puntos cualesquiera de la planta, tomando como luz el doble de la distancia entre ellos

– Criterios de validez

• Integridad de los elementos constructivos, confort de los usuarios y apariencia de la obra

• Acciones a tener en cuenta y el tipo de combinación

• Esbelteces límite para cada tipo de comprobación


1/400pisos con tabiques ordinarios o pavimentos rígidos con juntas

Integridad de los elementos constructivos

1/300resto de los casos

1/350Confort de los usuarios

Valor límiteCriterio de validez

pisos con tabiques frágiles o pavimentos rígidos sin juntas

1/300Apariencia de la obra

1/500


1/250 de la altura de la planta, en cualquiera de ellasDesplome local

Integridad de los elementos constructivos

Valor límiteCriterio de validez

Desplome total

1/300Apariencia de la obra

1/500 de la altura total del edificio

Seguridad estructuralDB SE AE Acciones en la edificación

Normativa existente: NBE AE-88 Acciones en la edificaciónActualización y adecuación a la norma europea EN 1991Tipos de acciones contempladas– Acciones permanentes

– Acciones variables

• Acciones derivadas del uso (sobrecarga de uso; acciones sobre barandillas y elementos divisorios)

• Acciones climáticas (viento; nieve; acciones térmicas)

– Acciones accidentales


Acciones permanentes– elementos estructurales, cerramientos y elementos

separadores, tabiquería, todo tipo de carpinterías, revestimientos, rellenos y equipos fijos.

– Tabiquería

• tabiquería ordinaria de peso y espesor reducido y distribución sensiblemente homogénea carga equivalente uniformemente distribuida

• tabiquería pesada carga equivalente uniforme más un incremento local

• “En general, en viviendas bastará considerar como peso propio de la tabiquería una carga de 1,0 kN por cada m2 de superficie construida”


Sobrecarga de Uso – Peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio

por razón de su uso.

– Carga distribuida uniformemente de valor característico según el uso fundamental de la zona

– Comprobaciones locales de capacidad portante: carga concentrada aplicada sobre el pavimento acabado, simultánea con la sobrecarga uniformemente distribuida en zonas de uso de tráfico y aparcamiento, y de forma independiente y no simultánea con ella en el resto de los casos

– Reducción de sobrecargas en el dimensionado de elementos horizontales y verticales


Acciones en 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 de valor según uso, uniformemente distribuida, aplicada a 1,2 m o sobre el borde superior del elemento, si éste está situado a menos altura

0,8Resto de casos

1,6C3, C4, E, F

3,0C5

Fuerza horizontal (kN/m)

Categoría de uso1,2 m; h

F


Acciones climáticas: Viento– Ambito de aplicación: edificios situados en altitudes

inferiores a 2000 m, con esbeltez no superior a 6

– Fuerza perpendicular a la superficie expuesta en cada punto expuesto, o presión estática

qe = qb · ce · cp

qb presión dinámica del viento, función del emplazamiento geográfico de la obra.

ce coeficiente de exposición, función de la altura del punto considerado y del grado de aspereza del entorno

cp coeficiente eólico o de presión, dependiente de la forma y orientación de la superficie


Acciones climáticas: Viento– coeficiente eólico o de presión

• Para el análisis global de la estructura, en edificios de pisos, con forjados que conectan todas las fachadas a intervalos regulares, con huecos o ventanas pequeños practicables o herméticos, y compartimentados interiormente, se aportan coeficientes globales de presión y succión

• Para análisis locales de elementos de fachada o cerramiento, la acción de viento se determinarácomo resultante de la que existe en cada punto


Acciones climáticas: Nieve– Sólo se cubre el depósito natural de nieve. Deben

tenerse en cuenta las condiciones constructivas o de uso (cubiertas accesibles) que faciliten las acumulaciones artificiales de nieve

– valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal

qn = µ · sk

µ coeficiente de forma de la cubiertask valor característico de la carga de nieve sobre

un terreno horizontal, función de la ubicación geográfica y la altitud


Acciones climáticas: Nieve– Coeficiente de forma

– Acumulación de nieve

(…)

α1

α1

α2

α2

α3


Acciones climáticas: Temperatura– Las variaciones de la temperatura producen

deformaciones en los elementos constructivos, en particular, los estructurales, que, en los casos en los que estén impedidas, producen tensiones en los elementos afectados.

– La disposición de juntas de dilatación puede contribuir a disminuir los efectos de las variaciones de la temperatura.

“En edificios habituales con elementos estructurales de hormigón o acero, pueden no considerarse las acciones térmicas cuando se dispongan juntas de dilatación de forma que no existan elementos continuos de más de 40 m de longitud. Para otro tipo de edificios, los DB incluyen la distancia máxima entre juntas de dilatación”


Acciones accidentales– Sismo: NSCE, Norma construcción sismorresistente

– Incendio: DB SI Seguridad en caso de incendio

• Zonas de tránsito de vehículos destinados a los servicios de protección contra incendios

– Impacto: Se plantean dos posibilidades

• Adoptar medidas de protección, cuya eficacia debe verificarse, que limiten la probabilidad de ocurrencia de un impacto o de atenuar sus consecuencias

• Dimensionar los elemento resistentes teniendo en cuenta las acciones debidas al posible impacto


– Impacto

50 kN 25 kN

0,6 m

Seguridad estructuralDB SE F Fábrica

Normativa existente: NBE FL-90 Muros resistentes de fábrica de ladrilloActualización y adecuación a la prenorma europea prEN 1996 (Eurocódigo 6)Ámbito de aplicación– Fábrica de ladrillo cerámico, sílico-calcáreo, cerámica

aligerada; fábrica de bloque de hormigón; fábrica de piedra

– Tanto para elementos de fábrica sustentante como para elementos de fábrica sustentada

– Se contemplan las fábricas en un sentido general, incluyendo las fábricas armadas y sus variantes


Se incluyen, entre otras cuestiones:– Tratamiento de la durabilidad de fabricas

– Determinación de los parámetros de resistencia de las fábricas en función de los materiales y elementos constitutivos (fábrica y mortero)

Comportamiento estructural: El documento se estructura por tipologías:

• Muros sometidos predominantemente a carga vertical

• Muros sometidos a cortante• Muros con acciones laterales locales• Elementos a flexión


Actualización de los procedimientos de cálculo– Pautas para el análisis de

fábricas dentro de la mecánica clásica

– Combinación de cálculo elástico, tanto a nivel de sección como de pieza

– Análisis simplificado por nudos

– Aplicación de los comportamientos como placa, y posibles combinaciones

Seguridad estructuralDB SE A Acero

Normativa existente: NBE EA-95 Estructuras de aceroActualización y adecuación a la norma europea EN 1993 (Eurocódigo 3)Ámbito de aplicación– Chapas y perfiles laminados en caliente; perfiles

huecos acabados en caliente; secciones huecas conformadas en frío

– Clasificación y designación acorde a la norma armonizada UNE EN 10025

– Para aspectos específicos o de detalle: UNE ENV 1993-1-1; UNE ENV 1090 (partes 1,2,3,4)


– Una clasificación de secciones y una relación de métodos de cálculo congruentes (plástico, elástico, elástico con reducción de rigidez,...)

– Quedan explícitamente definidos los criterios de traslacionalidad/intraslacionalidad

– Procedimiento de comprobación para los Estados Límite de vibraciones y fatiga


– Criterios para la comprobación de uniones (rigidez y resistencia)

– Apartado específico con uniones típicas

Seguridad estructuralDB SE M Madera

No existía normativa básicaEl Documento Básico se basa en la norma europea EN 1995 (Eurocódigo 5)Ámbito de aplicación– Madera maciza (aserrada y de rollizo), laminada

encolada, microlaminada, tablero estructural

– Clasificación por tipo y clase resistente (C18, C24, GL24h…)

Sitúa a la madera en posición análoga a la de otros materiales estructurales a nivel reglamentario


Durabilidad– Medidas de protección preventiva para garantizar la

durabilidad frente a ataques bióticos y abióticos durante el periodo de servicio y en condiciones de uso adecuado.

Comportamiento estructural – Elevada sensibilidad tanto a la duración de las cargas

como a las condiciones ambientales.

– Factores de corrección para la capacidad de carga de cálculo de la madera, función de la clases de duración de la carga y de servicio

– Otros factores de corrección función de tamaño de la sección, tamaño de la estructura…


– Métodos para la comprobación exhaustiva de uniones, tanto metálicas como tradicionales.

– Se contempla el uso de soluciones compuestas, como vigas mixtas madera-tablero, etc…

Seguridad estructuralDB SE C Cimientos

No existía normativa básica, sólo algunas indicaciones en la Instrucción EHEEl Documento Básico se basa en la norma europea ENV 1997 (Eurocódigo 7)Ámbito de aplicación:– Elementos de cimentación (directa y profunda)

– Elementos de contención (pantallas y muros)

– Estudio geotécnico

– Acondicionamiento, mejora y refuerzo del terreno

– Anclajes


Bases de cálculo– Se emplea el

método de los Estados Límite y las verificaciones basadas en coeficientes parciales, como en todo el CTE, pero la aplicación de los coeficientes varía ligeramente.


Estudio geotécnico:– Características del terreno

– Tipo de edificio

– Entorno de la edificación

Contenido– los valores y especificaciones necesarios para el

proyecto como los relativos a cota de cimentación, presiones admisibles, terreno, aguas, etc.

(…)


Para cada tipología de cimentación, se dan detalles tanto para el análisis y el diseño, como de los posibles modos de fallo.


Gracias por su atención

06 db se - coaatc.es · seguridad estructural objetivos actualizar y completar la reglamentación...

Documents