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IOC257 HORMIGÓN ARMADO I Juan Carlos Larenas Rojas PROGRAMA SEGUNDO SEMESTRE 2004 1. INTRODUCCIÓN 1.1 El diseño estructural. 1.2 Solicitaciones. Normas que las regulan en Chile. 1.3 Los métodos de diseño estructural. 1.4 Propiedades físicas del hormigón. 1.5 Propiedades físicas del acero. 1.6 El hormigón armado como material. 1.7 El hormigón pretensado. 2 COMPORTAMIENTO DE ELEMENTOS EN FLEXIÓN. 2.1 Teoría de la Flexión. Esfuerzos internos. 2.2 El hormigón armado en flexión. (Ensayo, Fases, Tensiones). 2.3 Diseño de secciones rectangulares. 2.4 Diseños de secciones T. 2.5 Cálculo de deformaciones. Dimensiones mínimas. 3 DISEÑO PARA LA FUERZA CORTANTE Y TORSIÓN. 3.1 Cálculo del refuerzo para el corte directo. 3.2 Cálculo del refuerzo para el cortante por fricción. 3.3 Cálculo del refuerzo por torsión. 4 DETALLAMIENTO DEL REFUERZO 4.1 Recubrimientos. 4.2 Longitud de desarrollo. 4.3 Empalmes por traslape. 4.4 Conexiones Mecánicas. 4.5 Diámetros de doblado. 4.6 Espaciamiento de la armadura. 4.7 Refuerzo por retracción y temperatura. 4.8 Otros tópicos de diseño. 5 DISEÑO DE CAMPOS DE LOSAS. 5.1 Losas armadas en una dirección. 5.2 Losas armadas en dos direcciones. Teoría de Placas. 5.3 Campos de Losas. Hipótesis de cargas. 5.4 Memoria de cálculo, desarrollo de tablas. 5.5 Detallamiento del refuerzo. UNIVERSIDAD ANDRÉS BELLO - 15 -

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GUIA DEL ALUMNO

ICO257 HORMIGN ARMADO IJuan Carlos Larenas Rojas

PROGRAMA SEGUNDO SEMESTRE 2004

1. INTRODUCCIN1.1 El diseo estructural.1.2 Solicitaciones. Normas que las regulan en Chile.1.3 Los mtodos de diseo estructural.1.4 Propiedades fsicas del hormign.1.5 Propiedades fsicas del acero.1.6 El hormign armado como material.1.7 El hormign pretensado.

2 COMPORTAMIENTO DE ELEMENTOS EN FLEXIN.2.1 Teora de la Flexin. Esfuerzos internos.2.2 El hormign armado en flexin. (Ensayo, Fases, Tensiones).2.3 Diseo de secciones rectangulares.2.4 Diseos de secciones T.2.5 Clculo de deformaciones. Dimensiones mnimas.

3 DISEO PARA LA FUERZA CORTANTE Y TORSIN.3.1 Clculo del refuerzo para el corte directo.3.2 Clculo del refuerzo para el cortante por friccin.3.3 Clculo del refuerzo por torsin.

4 DETALLAMIENTO DEL REFUERZO4.1 Recubrimientos.4.2 Longitud de desarrollo.4.3 Empalmes por traslape.4.4 Conexiones Mecnicas.4.5 Dimetros de doblado.4.6 Espaciamiento de la armadura.4.7 Refuerzo por retraccin y temperatura.4.8 Otros tpicos de diseo.

5 DISEO DE CAMPOS DE LOSAS.5.1 Losas armadas en una direccin.5.2 Losas armadas en dos direcciones. Teora de Placas.5.3 Campos de Losas. Hiptesis de cargas.5.4 Memoria de clculo, desarrollo de tablas.5.5 Detallamiento del refuerzo.

EDICIN AGOSTO 2014: REVISADA POR LUIS MORALES ESCOBEDO. PROFESOR HORMIGN ARMADO II.

UNIDAD 1INTRODUCCIN AL DISEO DE ESTRUCTURAS.

CAPTULO 1.2 SOLICITACIONES. NORMAS QUE LAS REGULAN EN CHILE.

Se mencion en el captulo 1.1, que las construcciones continuamente son sometidas a fuerzas producto de las acciones de la naturaleza (viento, sismo, nieve, peso propio, sobrecargas, etc.) y tambin a otras fuerzas internas como los diferenciales de temperatura, retraccin de fraguado, creep, asentamientos, etc. Este conjunto de fuerzas, que en distintas magnitudes y combinaciones de ellas, que deben ser resistidas por las estructuras, es lo que se denomina "solicitaciones.

En el captulo 1.1.3, se revis que el primer paso del procedimiento ordenado, cuyo nombre es anlisis estructural, era determinar con cierta certidumbre, la magnitud de las diferentes solicitaciones de la estructura, dentro de los rangos predecibles que podran afectar su vida til.

El xito de los resultados de este primer paso, y en general del anlisis estructural de una determinada estructura o construccin, depende de:

i. Modelar adecuadamente la estructura: Es decir, reducir criteriosamente la construccin a componentes estructurales bsicos, (vigas, pilares, muros, etc.), considerando sus condiciones de borde (apoyos), y sus dimensiones (luces, alturas, secciones tpicas de elementos).ii. Estimar asertivamente las solicitaciones a las que ser sometida dicha estructura.

El presente captulo tiene por objetivo, entregar los elementos bsicos para estimar adecuadamente, las diferentes solicitaciones requeridas en un anlisis estructural.

1.2.1OBJETIVO DE LAS NORMAS QUE REGULAN LA EVALUACIN DE SOLICITACIONES.

La mayora de las solicitaciones que la naturaleza ejerce sobre las estructuras, son dinmicas. Es decir, sus efectos son variables en el tiempo, tanto en magnitud, como en direccin y sentido. Por ejemplo, el viento y el sismo que son representados por fuerzas horizontales, se pueden presentar desde cualquier punto cardinal. Poder representar esta variabilidad en un modelo exacto es sumamente complejo, y por otra parte, el anlisis estructural con solicitaciones variables en el tiempo y espacio, es de difcil solucin. Por ambas razones, es frecuente que se modelen estas solicitaciones, para simplificar el anlisis, con representaciones simples, como por ejemplo que la fuerza sea esttica, es decir, sin variaciones de magnitud ni de direccin.

No obstante, la estimacin de esta fuerza esttica debe ser tal que cubra los efectos de las variaciones dinmicas, dentro de los mrgenes de seguridad que garanticen la estabilidad de la estructura. A veces ocurre, que la representacin esttica no puede cubrir dicho efecto dinmico (caso de amplificacin dinmica o resonancia). Por lo tanto la aplicacin de procedimientos simplificados, deben tener claros lmites de restriccin, solo dentro de los cuales, el procedimiento es vlido.De este modo, mientras ms conservadores seamos en estimar la solicitacin para el anlisis y finalmente el diseo, se obtendr una estructura ms segura, y con mayor capacidad de absorber imprevistos no calculados.

Pero esta "seguridad" tiene un costo asociado. Las estructuras ms seguras o ms protegidas para resistir las acciones de la naturaleza, resultan de mayor costo. El caso contrario, las estructuras muy econmicas, son fcilmente destruidas por las acciones de la naturaleza. Esto se ilustra en la figura adjunta en la cual la curva verde representa el costo de la estructura, el que va aumentando con el grado de solicitacin con que se disea. Co es el costo de la estructura diseada sin proteccin para esa solicitacin. En oposicin la curva morada representa el costo de reparar la estructura una vez que ocurre la solicitacin, por ejemplo un sismo. La suma de ambas curvas muestra un nivel de costo mnimo, que indica cual es el nivel de solicitacin Op en el cual se equilibra el costo de proteccin con la reparacin de la estructura.

El dilema que debe afrontar cada nacin, es determinar hasta que niveles de solicitacin es prudente proteger, pasado del cual los recursos se destinan a la reparacin o reposicin total, dado que hay otros factores sociales que considerar adems de los costos. Uno de ellos es la proteccin de la vida humana.

Los pases pocos desarrollados, con escasez de viviendas sociales, se ven obligados a reducir los costos de la proteccin, en pro de obtener viviendas ms econmicas, para atender una necesidad ms inmediata. Pero muchas veces el abuso de lo anterior, o simplemente el desconocimiento y la falta de regulacin, han demostrado el equvoco, cuando una solicitacin mediana (como un sismo de mediana magnitud), devasta y colapsa un alto porcentaje de la edificacin, con un alto nivel vctimas fatales, y adems teniendo que reinvertir ahora, para una necesidad mayor.

Al respecto los criterios de los diferentes organismos tcnicos se han uniformado, a lo menos, en determinar los niveles mnimos para que la estructura no colapse frente a una solicitacin fuerte esperada, durante la vida til de la estructura. Esto debido a que el colapso, est asociado a la prdida de vidas humanas. Los niveles mnimos para que la estructura no sufra daos en solicitaciones menores, son particulares a cada nacin.

El equilibrio entre seguridad y costo es una materia compleja. Por esta razn, la elaboracin de pautas para evaluar una determinada solicitacin que otorgue una proteccin adecuada de la estructura, solo puede estar a cargo de organismos tcnicos y regulado por la legislacin de cada nacin. Estos organismos conocidos como Institutos de Normalizacin, recomiendan mediante disposiciones particulares, la metodologa para evaluar las diferentes solicitaciones, entre otras regulaciones.

Estas disposiciones o regulaciones se distinguen con el nombre de Normas.

En Chile, le corresponde al Instituto Nacional de Normalizacin (INN), ser el organismo que regula mediante diversas disposiciones, materias como modelar las solicitaciones; los mtodos de clculo a emplear; recomendaciones en el anlisis; recomendaciones sobre las capacidades resistentes de los diferentes materiales; disposiciones constructivas; etc. No obstante lo anterior, la legislacin chilena le permite al Ministerio de la Vivienda, poder llevar adelante procesos normativos, como lo hizo tras el terremoto 27F, el cual le introdujo importantes modificaciones a la Norma Ssmica (Decreto 61) y a la Norma de Hormign (Decreto 60), entre otras.

1.2.2 LAS NORMAS INN EN CHILE.

El cdigo de identificacin de una Norma INN es el siguiente:NCh 1537: Of 2009NCh: Marca o Cdigo que identifica una norma chilena.1537: Nmero que identifica la materia. En este caso se trata del Diseo Estructural. Cargas Permanentes y Sobrecargas de uso.2009: Nmero que indica el ao que entr en vigencia la norma.

En normas antiguas se puede indicar un cdigo en letras adicional que identifica la etapa de estudio de la Norma. Estos pueden ser los siguientes:a :Anteproyecto de Norma. Documento preparado por la divisin de Normas INN que se presenta para estudio de un Comit Tcnico especializado, en el que participan todos los sectores interesados en la norma.c :Proyecto A de Norma en consulta pblica. Es el documento estudiado y aprobado por el Comit Tcnico que se somete a una consulta pblica con el objeto de recibir observaciones en un plazo determinado.p :Proyecto B de Norma. Es el documento final, que despus de haber seguido las etapas de estudio anteriores se somete a consideracin del Consejo del INN para su aprobacin.n :Norma Chilena. Es el documento que ha sido aprobado por el Consejo del INN.Of:Norma Chilena Oficial. Es la norma que ha sido declarada Oficial por un Decreto Supremo de Gobierno.E:Norma Chilena de Emergencia. Es la Norma que ha sido estudiada mediante un trmite de emergencia y aprobada en tal carcter por el Consejo del INNEOf:Norma Chilena de Emergencia Oficial. Es la norma de emergencia declarada Oficial por Decreto Supremo, y en la que se estipula que regir hasta que se dicte la norma chilena oficial.

En el cuadro adjunto, se listan las normas INN ms importantes relacionadas con este curso.

Tambin en Chile, se utilizan normas extranjeras, que cuentan con un gran respaldo tcnico de investigacin en universidades e institutos especializados. La tendencia inicial ha sido copiar de ellas los aspectos ms relevantes y adaptarlos a nuestra legislacin y a las condiciones particulares de nuestro pas en relacin con un tema especfico a regular. Sin embargo, dado el uso frecuente a nivel profesional, se ha optado por considerar la norma completa original, indicando en ella los artculos particulares a nuestro pas. El ejemplo ms claro es la Norma de Hormign Armado Norteamericana, ACI-318-08 (American Concrete Institute, del ao 2008). Esta norma es aceptada como oficial considerando las indicaciones de la norma NCh 430.Of2008 y su modificacin considerada en el Decreto N60 (2011) que incorpora los resultados obtenidos de los anlisis realizados a los edificios que sufrieron daos durante el sismo ocurrido el 27 de febrero de 2010.

TABLA N2: NORMAS INN RELACIONADAS CON EL DISEO ESTRUCTURAL

Cdigo NormaDescripcin

NCh 3172: Of2010Diseo Estructural- Disposiciones Generales y combinaciones de cargas.

NCh 1537:2009Diseo Estructural - Cargas Permanentes y Sobrecargas de uso.

NCh 431: 2010Diseo Estructural - Cargas de Nieve.

NCh 432: 2010Diseo Estructural - Cargas de viento.

NCh 433: 1996 Mod 2009Diseo ssmico de edificios (Modificada por el Decreto N61 del 2 de noviembre 2011 del MINVU).

NCh 2369: 2003Diseo ssmico de estructuras e instalaciones industriales.

NCh 3 : Of 61Escala de Intensidad de los fenmenos ssmicos.

NCh 173: 2008Madera - Terminologa General.

NCh 174: 2007Madera - Unidades usadas, dimensiones normales, tolerancias.

NCh 1207: 2005Madera Aserrada de pino insigne. Clasificacin por resistencia.

NCh 1198: 2006Madera - Construcciones en madera Clculo.

NCh 1990. Of 86Madera - Tensiones Admisibles para madera estructural.

NCh 2148: 2013 Madera laminada encolada estructural. Requisitos, mtodos de muestreo e inspeccin.

NCh 427: 1977Especificaciones para el clculo de estructuras de acero para edificios.

NCh 428. Of 57Ejecucin de construcciones de acero.

NCh 203: 2006Acero para uso estructural. Requisitos.

NCh 204 : 2006Acero Barras laminadas en caliente para hormign armado.

NCh 206. Of 56Acero laminado en barras para pernos corrientes.

NCh 211 : 2012Acero Enfierradura para uso en hormign armado Requisitos.

NCh 218 :2009Acero Mallas electrosoldadas de alambres para hormign armado.

NCh 219 :1977Acero Mallas de acero de alta resistencia- Condiciones de uso en el hormign armado.

NCh 1173 :2010Acero Alambres de grado AT56-50H para uso en hormign armado. Requisitos.

NCh 1174 :1977Alambres de acero liso o con entalladuras grado AT56-50H en forma de barras rectas. Condiciones de uso en el hormign armado.

NCh 3335 :2014Acero Mallas electrosoldadas de barras laminadas en caliente soldables para hormign armado Requisitos.

NCh 170 : 1985Hormign Requisitos Generales.

NCh 171 : 2008Hormign Extraccin de muestras del hormign fresco.

NCh 1017: 2009Hormign Confeccin en obra y curado de probetas para ensayos de compresin, traccin por flexin y por hendimiento.

NCh 1019 : 2009Hormign Determinacin de la docilidad Mtodo del asentamiento del cono de Abrams.

NCh 1037 : 2009Hormign Ensayo de compresin de probetas cbicas y cilndricas.

NCh 1038 : 2009Hormign Ensayo de traccin por flexin.

NCh 1170 : 2012Hormign Ensayo de traccin por hendimiento.

NCh 1789: 1986Hormign Determinacin de la uniformidad obtenida en el mezclado del hormign fresco.

NCh 1998: 1989Hormign Evaluacin estadstica de la resistencia mecnica.

NCh 1171/1: 2012Hormign Testigos de hormign endurecido Parte 1: Extraccin y ensayo.

NCh 1171/2: 2001Hormign Testigos de hormign endurecido Parte 2: Evaluacin de resultados de resistencia mecnica.

NCh 430 :2008Hormign Armado Requisitos de diseo y clculo. Modificada Decreto N60.

NCh 1928.Of 1993 Mod 2009Albailera Armada - Requisitos para el diseo y clculo.

NCh 2123.Of 1997 Mod 2003Albailera Confinada - Requisitos de diseo y clculo.

Hay ms normas relacionadas con el hormign, albaileras y otros materiales que se pueden consultar en la Web www.inn.cl

TABLA N3: NORMAS EXTRANJERAS DE USO FRECUENTE EN CHILE.

Cdigo NormaDescripcin

ACI 318-2008Cdigo de Diseo de Hormign Armado. (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE).

ACI 350.3Practice for the Seismic Design of Liquid Containing Structures.

ANSI/AISC 360- 2010Specification for Structural Steel Buildings. (AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCCION).

AISC 1999Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings.

AISI 1989Especificaciones para el Diseo de Miembros Estructurales de Acero Formados en Fro. (AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE).

ANSI/AWSEspecificaciones para uniones soldadas. (AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE / AMERICAN WELDING SOCIETY).

ASTMEspecificaciones y Ensayes que deben cumplir los materiales de construccin. (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS).

AASHTONorma Americana para el diseo de Obras Viales. (AMERICAN STANDARS FOR HAYWAY AND

ISOINTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION: Organismo internacional, del cual es miembro INN, el que rene a todos los institutos de Normalizacin, con el objetivo de globalizar las regulaciones. Las ms conocidas son las relacionadas con la Calidad, Seguridad y Proteccin al Medio Ambiente.

1.2.3 UN REPASO A LAS UNIDADES EMPLEADAS EN LAS NORMAS.

En Chile, por ley de la Repblica, se utiliza el Sistema Internacional de Unidades (SI) instaurado en 1960 y unificado con la ISO entre 2006 y 2009. Por tanto, todas las normas utilizan este sistema de unidades. No obstante, Estados Unidos es uno de los tres pases que no lo tienen incorporado en su legislacin, y por lo tanto, se reciben algunos productos que an utilizan el Sistema Ingls. Por otra parte an es frecuente en la prctica nacional que se utilice el kilogramo como unidad de fuerza en lugar del Newton. Por estas razones, se presenta a continuacin un repaso de las unidades ms utilizadas en este curso.

Acerca de las Unidades del SI (Sistema Internacional)

N =Newton (Unidad de fuerza del SI. La NCh acepta como 0,102 Kg-f).1kN=kilonewton (equivale a 1.000 N). Muy usado para cargas concentradas.Pa=Pascal (Unidad de presin, tensin o carga distribuida) = 1 N /m2.kPa=kilopascal = 1.000 Pa (equivale a 100 kg-f/m2). Muy usado para cargas distribuidas.MPa=Megapascal = 1.000 kPa (equivale a 10 kg-f/cm2). Muy usado para tensiones.

Equivalencias con el Sistema Ingls de Unidades.

P=Pound (no Poundal), traducido como Libra. Unidad de fuerza = 0,454 kg-f = 4,447 Npsi= pound square inches. Unidad de tensin = 6,895 kPa = 0,070307 kg-f/cm2.1 kg-f/cm2 = 14,223358 psi Ton= 2000 pound o libras. No confundir con la tonelada mtrica (TM) = 908 kg-f (por ello se le conoce como tonelada corta).

1.2.4 CARGAS PERMANENTES Y SOBRECARGAS SEGN NCh 1537.

1.2.4.1 LA SOLICITACIN DE PESO PROPIO:

El peso de un cuerpo se puede obtener determinando su volumen y realizando el producto con su peso especfico (). Es importante no confundir este concepto con el de "densidad" (), que se refiere a la masa por unidad de volumen.

El peso especfico es conocido para los diferentes elementos y materiales. Algunos ejemplos ms frecuentes son los indicados en la tabla siguiente. Para un listado ms extenso se puede consultar el anexo A de la norma NCh 1537: 2009.

Tabla N4: Pesos especficos segn la Norma NCh 1537: 2009

IOC257 HORMIGN ARMADO IJuan Carlos Larenas Rojas

UNIVERSIDAD ANDRS BELLO- 15 -

ELEMENTOPESO ESPECFICO (ton/m3)

Agua 4 C 1,00

Agua 100 C0,96

Agua de mar1,025

Nieve fresca0,125

Hielo0,90

Alcohol 100 %0,785

Cerveza, Leche, vino1,00

Mercurio13,6

Aceite de creosota1,10

Bencina0,737

Kerosene0,865

Petrleo1,00

Alquitrn lquido1,20

Carbn lea, pino0,368

Carbn lea apilado0,16-0,224

Carbn Coke1,20

Carbn Coke apilado0,368-0,573

lamo (15-20% hum.)0,48

Castao (id.)0,657

Encina y Roble (id.)0,945

Pino California (id.)0,42

Eucalipto (12% hum.)0,80

Raul (12% hum.)0,539

Roble Nac. (12% hum.)0,778

Alerce0,542

Mao macho0,522

Pino Araucaria0,672

Pino Insigne0,513

Pino Oregn (12% hum.)0,446

ELEMENTOPESO ESPECFICO (ton/m3)

Arena hmeda1,80

Arena seca1,70

Cemento en sacos1,50

Grava hmeda1,85

Grava seca1,75

Ladrillo hecho mano1,40

Ladrillo mquina1,70

Yeso molido1,50

Albailera (L.mano)1,60

Albailera. (L.mquina)1,80

Hormign sin armar2,40

Hormign Armado2,50

Hormign p. pmez1,60

Mampostera. granito2,64

Mampostera. mrmol2,56

Mampost. Piedra2,08

Mortero cemento2,00

Mortero yeso - cal1,75

Tierra seca suelta1,00-1,60

Tierra seca compact.1,20-2,00

Tierra hmeda suelta1,00-1,40

Tierra hmeda comp.1,50-2,20

Acero laminado7,85

Aluminio, fund.mart.2,643

Bronce8,154

Cobre8,907

Fierro Fundido7,21

Plomo11,374

Zinc, fund., laminado7,05

En la norma tambin se dan algunas cargas por unidades de superficies que son ms prcticas que evaluarlas por unidades de volumen. Algunos ejemplos de estas son:

Tabla N5: Pesos por m2 de elementos de construccin ms tpicos.-

UbicacinElemento de construccinkg/m2

CielosAislante industrial 40 mmFibro cemento liso 5mmEntablado de pino 12mmYeso - cartn 10 mmListones metlicos c/ planchas de yeso4,89,08,010,049,0

DivisionesPandereta sin estucoPandereta con estucoPlancha de fibro- cemento de 8mmVidrio simpleVidrio doble Vidrio tripleYeso cartn de 15 mm.105-120140-19011,56,08,010,515,0

MurosBloque hueco hormign 15 cm s/estucoBloque hueco hormign 15 cm c/estucoLadrillo 15 cm ancho c/ estucoLadrillo 15 cm ancho s/ estucoLadrillo 15 cm hueco s/ estuco200-250230-310270-300230-260195-215

Pisos Baldosa de cementoEntablado 19 mmParquet sobre losa , totalBaldosa sobre losa , totalRadier de hormign de 10 cm40,0012,0070-80100-110220

TechumbresFonolitaHojalata lisaAcero cincado 5V acanalada 0,4mmAcero cincado Toledana de 1,0 mmFibro cemento acanalado 4mmFibro cemento gran onda 6mmFibro cemento canoa 8mm5,004,903,6-3,98,8010,0-11,018,0-20,025,00

TejasFibro - cemento nacionalArcilla nacionalCemento nacionalMadera ( tejuela )19-2836-605015

En el Anexo C de la norma se entrega a modo informativo valores interesantes de Empuje lateral de suelos para diseo, estos corresponden a materiales empleados como relleno adyacente a las estructuras o tambin conocido como relleno estructural.

A modo de ejemplo: Relleno de Grava o Arena : 5,50 kN/m2 Arena limosa mal graduada:7,07 kN/m2 En muros rgidos subterrneos:9,43 kN/m2

Mezcla de limo y arcilla:13,35 kN/m2 En muros rgidos subterrneos:15,71 kN/m2

Los muros con menos de 2,5 m. de profundidad no deben considerarse rgidos.

1.2.4.2 SOBRECARGAS TPICAS NCh1537: CARGAS PERMANENTES Y SOBRECARGAS DE USO.

Se entiende por carga permanente a la accin cuya variacin en el tiempo es despreciable en relacin con sus valores medios, o a aquella para la cual la variacin tiende a un valor constante; por ejemplo, peso de los elementos estructurales y de los materiales de construccin, peso de las instalaciones, terminaciones, rellenos, pavimentos, empuje de tierras, lquidos, etc. (segn terminologa de la NCh 1537).

Las sobrecargas de uso o carga de servicio son aquellas cuya accin son variables (o pudieren serlo) en el tiempo y se determina por la funcin y uso del edificio. Presenta variaciones frecuentes o continuas no despreciables en relacin con su valor medio.

Algunos ejemplos de sobrecargas son el peso del mobiliario y personas en edificios, el peso de los libros en una biblioteca, de las personas en las graderas de un estadio, de los vehculos o trenes de carga en un puente, etc.

Para esta sobrecarga de carcter variable en edificios, la norma NCh 1537 entrega un valor mnimo de una carga esttica repartida y una concentrada las que se indican en la tabla N6. Este valor se puede reducir por un factor a determinar, que depende del rea tributaria del elemento estructural. Se entiende por rea tributaria "AT a la superficie que contiene las cargas que inciden directamente en el elemento estructural que se va a disear. Esta rea tributaria es modificada por un factor KLL que representa la importancia del elemento dentro del conjunto de la estructura y se indica en la tabla N7.

La sobrecarga de uso en pisos se puede reducir cuando:

KLL * AT 36 m2

Sin embargo la norma indica que las cargas mayores a 5 kN/m2 no se pueden reducir, salvo elementos que soporten dos o ms pisos, en cuyo caso la carga de uso se puede reducir un 20% como mximo.

La carga de uso en estacionamientos de vehculos de pasajeros no se puede reducir salvo elementos que soporten dos o ms pisos, en cuyo caso la carga de uso se puede reducir un 20% como mximo.

En la tabla N8 se indica el factor de reduccin de la carga en funcin de AT y KLL.

Tabla N6: Sobrecargas de uso uniformemente para pisos. Tipo EdificioDescripcin de usoLo (kPa)Qk (kN)

Bibliotecasreas de lecturaArchivo hasta 1,8 m. de alturaPor cada 0,30 m. sobre 1,8m.Pasillos35 0,544,54,5 --

BodegasMercadera livianaMercadera pesada612 g)4,5-

EscuelasSalas de ClasesPasillos344,54,5

EstacionamientosVehculos livianos (h 100 dem para paredes lisas.c) Estructuras circulares en que d/p < 100(dimetro d en cm, p en kg/cm2 ) si /p > 100d) Para estructuras cilndricas de gran dimetro, 1,2

0,700,550,60,35fig.1 Norma

Estructuras enrejadas de Aceroa) Superficies perpendiculares a la direccin del vientob) Superficie inclinada en un ngulo c) Enrejado protegido por otro antepuesto al viento. Si la distancia que los separa es mayor aNCho nervio Si adems la superficie est inclinada a la dir.viento 1,61,6 sen 0,01,21,2 sen

Estructuras enrejadas en forma de torre o mstil.

Torres de cuatro patas.(Para torres de tres patas ver tabla 3B de la Norma).a) Viento normal, en la cara de frente al viento Viento normal, en la cara posterior. Viento normal, en las caras paralelas al viento.b) Viento oblicuo, en las cara expuestas al viento. Viento oblicuo, en las cara posterioresconsiderar K= 1,1 torres de acero y K= 1,2 en madera1,61,20,00,56K0,42K

En las pginas siguientes se ilustran algunos de los casos ms tpicos.

1.2.6 CLCULO SSMICO DE EDIFICIOS. NCh 433: 1996.

Se revisa en el curso paralelo de Ingeniera Ssmica.

1.2.7 EL CAMIN DE DISEO DE LA NORMA AASHTO

Por desarrollar

CAPTULO 1.3 MTODOS DE DISEO ESTRUCTURAL

1.3.1 EL CONCEPTO DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL.

Fin del primer apunte, contina en CAPTULO 1.2 SOLICITACIONES. NORMAS QUE LAS REGULAN EN CHILE.

LA PRESENTE EDICIN DE ESTOS APUNTES AGOSTO 2014 FUERON PREPARADOS CON FINES DOCENTES POR JUAN CARLOS LARENAS PROFESOR DE LA ASIGNATURA DE HORMIGN ARMADO I Y REVISADA POR LUIS MORALES ESCOBEDO PROFESOR DE HORMIGN ARMADO II.

UNIVERSIDAD ANDRS BELLO- 38 -