09 - capítulo 3

CAPÍTULO 3c a p í t u l o 3

CARGAS

Nomenclatura

NSR-98 =Normas colombianas de Diseño y Construcción SismoResistentes.

f = Coeficientes de reducción de resistencia.

D =

Carga muerta, incluye: - Peso propio del elemento.- Peso de todos los materiales de construcciónincorporados a la edificación y que sonpermanentemente soportados por el elemento,incluyendo muros y particiones divisorias deambiente.- Peso del equipo permanente.

E =Fuerzas sísmicas reducidas de diseño RFE S que seemplean para diseñar los miembros estructurales.

F =Cargas debidas a fluidos de los cuales se conoce supeso específico, su presión y su máxima variación enla altura.

FS =Fuerza sísmica calculada de acuerdo a los requisitosdel título A NSR-98.

G =Carga debida a la lluvia y granizo, sin tener en cuentala contribución del empozamiento.

H =Cargas debidas al empuje lateral del suelo o a presiónhidrostática.

L =

Cargas vivas debidas al uso ocupación de laedificación, incluyendo cargas debidas a objetosmóviles, particiones que se puedan cambiar de sitio.Incluye cualquier reducción que se permita. Si setoma en cuenta la resistencia a cargas de impacto esteefecto debe tenerse en cuenta en la carga viva L.

Lr = Carga viva sobre la cubierta. P = Cargas debidas al empozamiento.

T =

Fuerzas y efectos causados por expansión ocontracción debida a cambios de temperatura,retracción de fraguado, flujo plástico, cambios dehumedad, asentamientos diferenciales o combinaciónde varios de estos efectos.

W = Cargas por viento.

187

Capítulo 3 • Cargas

10. CARGAMUERTA

B.3NSR-98

a.Definición

Lacargamuertacubretodaslascargasdeloselementospermanentesdecons-

trucciónincluyendosuestructura,losmuros,pisos,cubiertas,cielosrasos,es-

caleras,equiposfijos,ytodasaquellascargasquenosoncausadasporlaocupa-

ciónyusodelaedificación.Lasfuerzasnetasdelpreesfuerzodebenincluirse

dentrodelacargamuerta.

b.Masadelosmateriales

a)Alcalcularlascargasmuertasdebenutilizarselasmasasrealesdelosmate-

riales.Puedenusarsecomomínimolosvaloresqueaparecenenlasiguiente

tabla:

Tabla20

B.3.2NSR-98

Material Densidadkgf/m3

Acero 7800

Agua Dulce 1000

Agua Marina 1030

Aluminio 2700

Asfalto 1300

Baldosín cerámico 2400

Cal, hidratada, compacta 730

Cal, hidratada, suelta 500

Carbón (apilado) 800

Cobre 9000

Concreto reforzado 2400

Concreto simple 2300

Enchape arenisca 1350

Enchape granito 1550

Enchape mármol 1500

Escoria 1550

Hielo 920

Ladrillo arcilla, absorción baja 2000

Ladrillo arcilla, absorción media 1850

Ladrillo arcilla, absorción alta 1600

188

ManualdeDiseñoyConstrucciónSismoResistente

b)Alcalcularlascargasmuertasdebenutilizarselasmasasrealesdelosmate-

riales.Debeponerseespecialcuidadoendeterminarmasasrepresentativas

enestecálculo.Puedenusarsecomomínimolosvaloresqueaparecenenla

siguientetabla:

Tabla21

B.3.3NSR-98

Madera laminada 600

Madera, densa, seca 750

Madera, densidad baja, seca 450

Madera, densidad media, seca 600

Mampostería de ladrillo hueco 1300

Mampostería de ladrillo macizo 1800

Mampostería de piedra 2200

Mampostería, concreto 2150

Mampostería, mortero inyección 2250

Mampostería, mortero de pega 2100

Plomo 11400

Tierra arcilla y grava, seca 1600

Tierra arcilla, húmeda 1750

Tierra arcilla, seca 1000

Tierra arena y grava, húmeda 1900

Tierra arena y grava, seca, apisonada 1750

Tierra arena y grava, seca, suelta 1600

Tierra Limo, húmedo, apisonado 1550

Tierra Limo, húmedo, suelto 1250

Vidrio 2560

Yeso, suelto 1150

Yeso, tablero para muros 800

Material Densidadkgf/m3

Material Valor kgf/m 2

Entrepisos en madera (arrostramientos, entresuelo,listón, y cielo raso pañetado o revocado)

120

Pisos de baldosín de cemento 100

Placa ondulada de asbesto cemento 18

Canaleta 43 Eternit 30

Canaleta 90 Eternit 22

189


Nota:

Paraotrosmaterialesdebeutilizarseelpesoespecificadoporelfabricante,odebe

evaluarseanalíticaoexperimentalmente.

c)Lasfachadasdebenevaluarsecomounacargapormetrolinealsobreelelemen-

toestructuraldesoportealbordedelalosa,ocomounacargaconcentradaen

elextremoexteriorcuandosetratedeelementosenvoladizo.Sedebeemplear

comomínimolossiguientesvalores,porm2deáreadefachadaenalzada.

Tabla22

B.3.4.1NSR-98

Teja de lamina galvanizada (zinc) 5

Teja de aluminio 2

Teja de barro (incluido mortero) 80

Mortero concreto en cubiertas por cm. de espesor 2.2

Impermeabilización 15

Cielos rasos livianos pegados a la losa 5 a 10

Cielos rasos de yeso, suspendidos 25

Cielos rasos de madera 10 a 50

Cielos rasos de malla y revoque 80 a 100

Material Valor kgf/m 2

Mater ial Valorkgf/m2

Fachadas en ladrillo tolete a la vista y pañetado en elinterior. 300

Fachadas en ladrillo tolete a la vista, más muroadosado en bloque de perfor ación horizontal de arcilla de 100 mm. de espesor, pañetado en el interior.

450

Fachadas bloque de perforación horizontal de arcilla de 120 mm. de espesor, pañetado en ambas caras. 200

Ventanas (incluye el vidrio y el marco). 45Lamina de yeso de 16 mm. (5/8”) protegida, alexterior, costillas de acero y lamina de yeso de 10 mm. al interior

100

Lamina de yeso de 16mm. (5/8”) protegida, másenchape cerámico al exterior, costillas de acero ylamina de yeso de 10 mm. al interior.

250

Enchapes en granito, adici onal a la fachada, por cada mm. de espesor del enchape. 1.7/mm.

Enchapes en mármol, adici onal a la fachada, por cada mm. de espesor del enchape 1.5/mm.

Enchapes en piedra arenisca; adicional a la fachada,por cada mm. de espesor del enchape 1.3/mm.

Enchapes cerámicos, adicional a la fachada. 150

190


d)Lasdivisionesyparticionesdematerialestradicionales,cuandonohacenpar-

tedelsistemaestructural,debenevaluarseparacadapisoysepuedenutilizar

comocargadistribuidaenlasplacas.Cuandonoserealiceunanálisisdetallado

puedenutilizarsecomomínimolossiguientesvalores:

Tabla23

B.3.4.2NSR-98

Material ValorMuros de ladrillo bloque hueco de arcilla oconcreto.

300 kgf/m2

de área de placa

Muros de ladrillo tolete de arcilla, concreto osilical.

350 kgf/m2

de área de placa

Notas:

• Estosvaloreshacenreferenciaaalturaslibresdeentrepisode2.20m.,cuando

hayaunamayoralturalibredebenevaluarsevaloresproporcionalesusandola

mayoraltura.

• Cuandoelmurohagapartedelsistemaestructuralsupesodebecontabilizarse

dentrodelpesopropiodelelemento,yseeximedetenerqueusarlosvalores

mínimosdados.

e)Lasdivisioneslivianasdebenevaluarseparacadapisoypuedenutilizarsecomo

cargadistribuidaenlasplacas.Ladeterminacióndelacargamuertadebein-

cluirloselementosdesoporteyelespesordelasláminasdematerialdeacabado

enamboscostadosdeladivisión.Puedenemplearselossiguientesvalorescomo

mínimo,peroenningúncasosepuedeemplearmenosde50kgf/m2deáreade

placa.

Tabla24

B.3.4.3NSR-98

Material Valor

Divisiones móviles de media altura. 50 kgf/m2

de área de placa

Lámina de yeso de 13 mm. (1/2”) en cada costadoy costillas de acero o de madera, agregar 4 kgf/m2

por cada milímetro adicional de espesor de lalámina.

90 kgf/m2

de área de placa

Lámina de madera protegida y costillas de madera,pañetado sobre malla.

200 kgf/m2

de área de placa

191


Nota:Estos valoreshacen referencia a alturas libresde entrepisode2.20m., cuandohayaunamayoralturalibredebenevaluarsevaloresproporcionales.

f) Dentrodelascargasmuertasdebeincluirselamasacorrespondientedetodoslosequiposfijosqueesténapoyadossobreelementosestructurales,talescomoascensores,bombashidráulicas,transformadores,equiposdeaireacondiciona-doyventilación,entreotros.

g)Losacabadosdelospisosdebenevaluarseparalosmaterialesquesevanautili-zarencadaunodelosnivelesdelaedificación.Elvalorqueseutiliceenterrazasyazoteasdebetenerencuentalospendientadosquesecoloquen.Cuandonoserealiceunanálisisdetallado,puedeutilizarse150kgf/m2enpisosyterrazas.

Tabla25

Canaleta de asbesto-cementoPeso canaleta 20 kgf/m2

Peso estructura 10 kgf/m2

Carga adicional 10 kgf/m2

Carga viva 35 kgf/m2

Carga total de servicio 75 kgf/m2

Teja ondulada de asbesto-cementoPeso teja 15 kgf/m2





Teja aluminio galvanizada Peso teja 3 kgf/m2





CARGAS DE SERVICIO PARA MATERIALES DE CUBIERTA

Teja de barro Peso teja, tablilla y alfardas 100 kgf/m2





192


c. Aligerantes

Conelfineliminarelconcretoinnecesariolocalizadoenlazonadetraccióny

disminuirelpesodeésta,seagrupaelaceroderefuerzoenzonasdemaneraque

seledecontinuidadalasecciónyseprotejalaarmadura.Loanteriorselogra

con la colocacióndematerialesmás livianos en las zonasdonde se requiera.

Estosmaterialessonlosllamadosaligerantesypuedenser:

a)Ladrilloshuecosdearcillarecocida

b)Bloquesdehormigón

c)Bloquesdeescoria

d)Bloquesreticularesdehormigón

e)Casetonesdeguadua

f) Casetonesdeicopor

g)Casetonesdecartón

h)Casetonesdemaderarecuperablesonorecuperables

i) Formaletametálicaremovible

j) Prefabricados

a)Aligerarconladrilloshuecosdearcillarecocida.(Lucespequeñas)

193


b)Aligerarconbloquesdehormigón(Lucespequeñas)

Bloquetipo

Pesobloque

2m de losa

Pesobloque

Pesonervio

Pesoplaca

Peso m2

losaligera

Peso m2

losamaciza

kg kg kg kg kg kg

Sencillo 7.0 10 70.0 48.0 120 238 360

Tolete 10.0 10 100.0 72.0 120 292 480

Macizo 12.0 No se usa como aligerante

Bloquetipo

Dimensionesbloque Peso

bloque2m de

losa

Pesobloque

Pesoplaca

Peso2m

losa3cm k g kg kg kg kg

A 40 x 20 x 20 17.0 10 170 96 120 386B 40 x 20 x 20 19.0 10 190 96 120 406C 20 x 20 x 20 8.5 No se usa como aligerante D 40 x 20 x 15 13.0 10 130 72 120 322E 20 x 20 x 15 6.5 No se usa como aligerante F 40 x 20 x 10 11.5 10 115 48 120 283G 20 x 20 x 10 5.8 No se usa como aligerante

Pesonervio

194


c)Aligerarconbloquesdeescoria

HDimensiones

bloquePeso

bloque2m de

Pesobloque

Pesonervio

Pesoplaca

Pesolosa

cm. cm 3 kg losa kg kg kg kg

12 1A 40 x 20 x 7 5.0 10 50 34 120 204

15 2A 40 x 20 x 10 6.0 10 60 48 120 228

20 3A 40 x 20 x 15 7.0 10 70 72 120 262

25 4A 40 x 20 x 20 8.0 10 80 96 120 296

20 5B 60 x 20 x 15 9.5 8.3 79 50 120 249

30 6B 60 x 20 x 25 13.0 8.3 108 90 120 318

35 7B 60 x 20 x 30 16.5 8.3 137 110 120 367

25 8C 60 x 20 x 20 13.0 8.3 108 70 120 298

tipoBloque

d)Aligerarconbloquesreticularesdehormigón,concasetonesdemaderaoca-

setonesdeicopor

195


22.52015

1039888

35.132.229.4

3.12.72.1

90 x 90 353025

22.52015

11410499959081

41.437.834.232.430.627.0

4.33.73.12.82.51.8

90 x 80 x 353025

22.5201510

1101109186827360

38.234.831.429.728.024.621.2

3.83.32.72.52.21.61.1

90 x 60 x 3025

22.520

85757066

28.625.824.322.8

2.52.11.81.6

90 x 60 x 1510

5749

19.816.8

1.20.8

80 x 80 x 353025

22.52015

1099884797566

35.232.028.027.225.622.4

3.42.92.42.21.91.5

80 x 60 x 3022.5

201510

7563595244

26.422.220.818.015.2

2.21.61.51.10.7

80 x 40 x 22.5201510

47443832

18.216.013.611.2

1.11.00.70.5

60 x 60 x 3022.5

2015

61504740

21.618.016.814.4

1.61.21.10.8

DimensionesL x b x h

Peso unidad bloque

Peso unidad madera

Peso unidad icopor

3cm kg kg kg100 x 90 x 30

25118108

40.837.0

4.13.4

10 34 12.0 0.6

196


(*)Aligeradoconbloquedobledehormigónodemadera

11. CARGAVIVA

B.4NSR-98

a.Definición

Son lascargasproducidasporelusoyocupaciónde laedificaciónynodebe

incluircargasambientalestalescomoelviento,sismo,nilacargamuerta.En

cubiertas,lascargasvivassoncausadaspormateriales,equiposytrabajadores

utilizadosenelmantenimientoydurantelavidadelaestructura,lascausadas

porobjetosmóvilesyporpersonasquetenganaccesoaellas.

Lascargasvivasutilizadaseneldiseñodelaestructuradebenserlasmáximas

cargasqueseesperaocurranenlaedificación,debidoalusoqueéstavaatener.

Enningúncasoestascargasvivaspuedensermenoresquelascargasvivasmí-

nimasquesemuestranacontinuación:

hDimensiones

bloque PesoPesoplaca

superior

Pesoplaca

inferior

cm cm3 kg kg kg kg kg kg

15 90 x 60 x 10 1.7 24 120 44 271 217

20 90 x 90 x 15 1.1 36 120 44 289 230

25 90 x 90 x 20 1.1 48 120 44 311 246

25* 90 x 60 x 10 1.7 48 120 - 335 251

30 90 x 60 x 25 1.1 60 120 44 333 262

30* 90 x 60 x 15 1.7 60 120 - 360 268

30* 90 x 60 x 10 1.7 60 120 - 360 268

35* 90 x 90 x 15 1.1 72 120 - 370 278

35* 90 x 60 x 15 1.1 72 120 - 386 285

Pesonervio

Pesolosa

bloque

Pesolosa

madera

197


Tabla26

C.4.2.1NSR-98

198


Cargas vivas requeridas Peso kgf/m2

Vivienda 180

Oficinas 200

Escaleras en viviendas y oficinas 300

Salones de reuniones - Con asientos fijos (anclados al piso) 300 - Sin asientos fijos 500

Hospitales - Cuartos 200 - Salas de operaciones 400

Coliseos y Estadios - Graderías 400 - Escaleras 500

Garajes - Automóviles 250 - Vehículos pesados Según uso

Hoteles 200Escuelas, Colegios y Universidades 200

Bibliotecas - Salas de lectura 200 - Depósitos de libros 500

Cubiertas inclinadas de estructura metálica y demadera con imposibilidad física de verse sometidas a cargas superiores a la estipulada - Si la pendiente es mayor al 20% 35 - Si la pendiente es menor al 20% 50

Cubiertas, azoteas y terrazas. La misma del resto de la edificación

Fabricas - Livianas 500 - Pesadas 1000

Depósitos - Livianos 500 - Pesados 1000

Almacenes - Detal 350 - Por Mayor 500

Nota:

Lasbarandasypasamanosdeescalerasybalcones,tantoexteriorescomointe-

riores,ylosantepechosdebendiseñarseparaqueresistanunafuerzahorizontal

de75kgfpormetrolineal,aplicadaenlapartesuperiordelabaranda,pasama-

nosoantepecho.

12. COMBINACIONESDECARGAPARASERUTILIZADASCONELMÉTO-

DODEESFUERZOSDETRABAJOOENLASVERIFICACIONESDEL

ESTADOLÍMITEDESERVICIO

B.2.3NSR-98

a.CombinacionesBásicas

• Excepto cuandoasí se indique, en laparte correspondiente a cadaunode

losmaterialesqueseregulanenNSR-98,debentenerseencuentatodaslas

cargasindicadasacontinuaciónactuandoenlascombinacionesquesedan.

Eldiseñodebehacerseparalacombinaciónqueproduzcaelefectomásdesfa-

vorableenlaedificación,ensucimentación,oenelelementoestructuralbajo

consideración.Elefectomásdesfavorablepuedeocurrircuandounaovarias

delascargasnoactúen.

a) D

b)D+L

c)D+W

d)D+0.7E

e)D+L+W

f) D+L+0.7E

• Debenconsiderarselosefectosmásdesfavorablesdevientoysismotomán-

dolosindependientemente.

• Cuandolacargamuertareduzcalaposibilidaddevuelcodelaestructura,D

irámultiplicadapor0.85.

• EncasodeestructurasmetálicasdiseñadasdeacuerdoconelcapítuloF.4,en

lugardelascombinaciones(b),(e)y(f)seusaránlassiguientes:

g)D+L+(LroG)

h)D+L+(LroG)+W

i) D+L+(LroG)+0.7E

• Lasfuerzassísmicasreducidas,E,utilizadasenlascombinaciones(d),(f)e

(i)correspondenalefecto,expresadoentérminosdefuerza,Fs,delosmovi-

mientossísmicosdediseñoprescritosenelTítuloANSR-98,divididospor

R .Cuandosetratadediseñarlosmiembrosporelmétododelos RFE S

199


esfuerzosdetrabajodelmaterial,elvalordelcoeficientedecargaqueafecta

lasfuerzassísmicasE,es0.7.

• Paraevaluar lasderivasobtenidasdelasdeflexioneshorizontalescausadas

porelsismodediseño,debenutilizarselosrequisitosdelcapítuloA.6NSR-

98,loscualesexigenquelasderivasseverifiquenparalasfuerzassísmicas

Fs,sindividirporR.Empleando1.0Eenvezde0.7Eenlasecuacionesque

incluyanE.

• Cuandolosefectosestructuralescausadosporotrascargasseanimportantes,

deberántenerseencuentaeneldiseño.

• Paraalgunascombinacionesdecarga,sepermiteunaumentoenlosesfuer-

zosadmisiblesdelosmaterialesde1/3ó1/2delvalorespecificadocuando

éstasincluyenefectosdecargastransitorias,versección2.3.4NSR-98.

13. COMBINACIÓN DE CARGA PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO O

MAMPOSTERÍAESTRUCTURAL,USANDOELMÉTODODELESTADO

LÍMITEDERESISTENCIA

B.2.4NSR-98

a.Combinacionesbásicas

• Seaplicanenlasestructurasdeconcretoomamposteríaestructural,suscom-

ponentesysucimentacióndebediseñarsedetalmaneraquesusresistencias

dediseñoexcedan losefectosde lascargasmayoradas,deacuerdocon las

siguientescombinaciones:

a)1.4D+1.7L

b)1.05D+1.28L+1.28W

c)0.9D+1.3W

d)1.05D+1.28L+1.0E

e)0.9D+1.0E

f) 1.4D+1.7L+1.7H

g)1.05D+1.28L+1.05T

h)1.4D+1.4T

• LasfuerzassísmicasreducidasE,utilizadasenlascombinaciones(d),y(e)co-

rrespondenalefecto,expresadoentérminosdefuerza,Fs,delosmovimientos

sísmicosdediseñoprescritoseneltituloANSR-98,divididosporR .

Cuandosetratadediseñarlosmiembros,elvalordelcoeficientedecargaque

afectalasfuerzassísmicasE,es1.0,dadoqueéstasestánprescritasalnivelde

resistencia.

RFE S

200


• Laverificacióndelasderivasobtenidasdelasdeflexioneshorizontalescau-

sadasporelsismodediseño,debenutilizarselosrequisitosdelcapítuloA.6

NSR-98,loscualesexigenquelasderivasseverifiquenparalasfuerzassísmi-

casFs,sinhabersidodivididasporR.

• Cuandolosefectosestructuralescausadosporotrascargasseanimportantes,

deberántenerseencuentaeneldiseño.

• Enloscasosquelaecuación(f)DoLreducenelefectodeH,1.4Ddebeser

sustituidopor0.9DydebeusarseunvalordeceroenL.

• SihaycargasdefluidoF,elcoeficientedecargaserá1.4ydebeutilizarsetodas

lascombinacionesdecargaenqueseincluyaL.

14. COMBINACIONESDECARGAPARAESTRUCTURASDEACEROYES-

TRUCTURAS MIXTAS, USANDO EL MÉTODO DEL ESTADO LÍMITE

DERESISTENCIA

B.2.5NSR-98

a.Combinacionesbásicas

• Seaplicanaldiseñodeestructurasdeacerohechasconperfileslaminadoso

conperfilesformadosenfrío,ytambiénseaplicaparaeldiseñodeestructu-

rasmixtasdeconcretoreforzadoyaceroestructural.Lasestructurasdeace-

ro,suscomponentesysucimentacióndebediseñarsedetalmaneraquesus

resistenciasdediseñoexcedanlosefectosdelascargasmayoradasdeacuerdo

conlassiguientescombinaciones:

a)1.4D

b)1.2D+1.6L+0.5(LroG)

c)1.2D+1.6(LroG)+(0.5Lo0.8W)

d)1.2D+1.3W+0.5L+0.5(LroG)

e)1.2D+1.0E+(0.5Lo0.2G)

f) 0.9D-(1.3Wo1.0E)

• Lasfuerzassísmicas,E,utilizadasenlascombinaciones(e),y(f)correspon-

denalefecto,expresadoentérminosdefuerza,Fs,delosmovimientossísmi-

cosdediseñoprescritosenelTítuloANSR-98,divididosporR.

• Setomará1.0comocoeficientedecargaparaLenlascombinaciones(c),(d)y

(e)enloscasosdegarajes,sitiosdereunionespúblicosyáreasconcargaviva

de500kg./m2omás.

RFE S

201


• Enelcasodeestructurasdeacerohechasdeperfileslaminados,deberánes-

tudiarselascombinacionesespecialesdecargaconrequisitosespecíficosde

diseñosegúnenelcapítuloF.3NSR-98.

• Enelcasodeestructurashechasconmiembrosdeaceroformadosenfrío,en

lugardelascombinaciones(a)y(c),sedebeutilizarlassiguientes:

g)1.4D+L

h)1.2D+(1.4Lro1.6G)+(0.5Lo0.8W)

• CuandolosefectosestructuralesdeF,H,PoTseanimportantes,deberánte-

nerseencuentaeneldiseño,conlassiguientescargasmayoradas1.3F,1.6H,

1.2Py1.2T.

• En estructuras mixtas conformadas por elementos de acero estructural y

concretoreforzado,deberándiseñarsecon loscoeficientesdereducciónde

resistenciaf,quesemuestranacontinuación,enlugardelosprescritosenelTítuloCNSR-98.

Tabla27

B.2.5.4NSR-98

Acción sobre el miembro Factor fFlexión, sin carga axial. 0.80

Tensión axial y su combinación con flexión. 0.80

Comprensión axial y su combinación con flexión.- Elementos con refuerzo en espiral que cumplen C.10.3NSR-98.- Elementos reforzados de otra manera.

0.700.65

Cortante y torsión en elementos que resisten fuerzasestáticas

0.75

Cortante en elementos de estructuras con capacidad DEScuando su resistencia nominal al cortante es menor que lanecesaria para desarrollar la resistencia nominal a flexióndel elemento.

0.55

Cortante en nudos de edificaciones con capacidad DES. 0.80

Aplastamiento. 0.65

Concreto simple. 0.55

202


09 - capítulo 3

Documents