Cátedra:Ing. J.Mario Domínguez Teixeira

Física II

Cargas

CARGASCARGAS

La construcción esta sometida a la acción de diversos tipos de cargas (fuerzas), constantes o variables, tanto por su

intensidad como por su temporalidad.

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGASCLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS

Cargas

DIRECTAS

INDIRECTAS

permanentes

variables

reológicas

térmicas

De asentamiento

Cargas

Concentradas

Distribuidas

colineales

coplanares

espaciales

Uniformemente repartidas

Linealmente repartidas

CLASIFICACIÓN DE LAS CARGASCLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS

Por su forma de actuar

Estas cargas son las correspondientes al peso propio del elemento constructivo del que se trate. Es el valor de la acción de la gravedad sobre el

cuerpo; producto de su volúmen (m3) por su peso específico (Kg/m3), lo que puede ser considerado como una fuerza aplicada en el centro de gravedad del cuerpo, y que invariablemente es de dirección vertical y de sentido orientado hacia el centro de

las tierra.

Acciones directas - cargas permanentesAcciones directas - cargas permanentes

Para las disposiciones constructivas, tales como entrepisos y cubiertas el peso propio se determina para la unidad del área: (Kg/m2), es decir, será el peso de un volumen de base cuadrada de un metro por un metro, cuya altura es la del elemento constructivo si es macizo, o bien se computan las piezas que intervienen dentro de aquel volumen.

Cuando se trata de un muro de características geométricas de superficie, no se toma el volumen total, sino que se considera representativo el peso correspondiente a la unidad lineal (Kg/m). Es decir, será el peso de un prisma de base rectangular, de ancho igual al espesor del muro, de un metro de largo y de altura igual a la del muro. Este criterio se aplica también para las piezas de geometría lineal, como tirantes y perfiles metálicos (Kg/m), o sea el peso de un trozo de la pieza de un metro de longitud.

La determinación del peso propio de una pieza estructural plantea el problema de calcular el peso de la misma sin conocer previamente sus dimensiones, las que, por otra parte, deben ser calculadas en función de las exigencias estructurales, entre las

cuales el peso propio es un factor de la mayor importancia. Este problema se supera procediendo por aproximación: sobre la base de informaciones y experiencias se presuponen las dimensiones

que posteriormente son cortejadas con las que resultan del cálculo. Si se han cometido errores apreciables por exceso o

defecto, especialmente eso último, se ajustan las dimensiones y se procede nuevamente a calcularlas. Aparte de la experiencia profesional, para que estos tanteos se reduzcan al mínimo, se

dispone de información orientadora, como por ejemplo, la estimación de espresores de losas de hormigón armado que

pueden predimensionarse en función de ciertos porcentajes de la luz a cubrir.

El peso propio es, en la mayoría de las situaciones, la carga más importante entre todas.

Esta importancia radica en su valor cuantitativo y en su acción direccional y de sentido invariablemente vertical,

que le confiere un importante papel como factor de estabilización estructural, como en los casos de muros

sometidos a empujes de tierras, presión de agua o de viento. Pero no siendo el peso propio el motivo del problema a solucionar, puede señalarse la tendencia a disminuirlo,

limitándolo al necesario para su cometido estructural. Este proceder se transforma en un imperativo cuando, por las

propiedades resistentes del terreno, se plantea la necesidad de una construcción liviana.

Se las designan también cargas accidentales y tienen la particularidad de no actuar constantemente en el tiempo y en el lugar. Si bien algunas tienen el carácter de móviles o dinámicas, las reglamentaciones constructivas simplifican su consideración tomándolas a todas como cargas estáticas equivalentes. Esto está en relación con la importancia de la obra, tratándose de situaciones corrientes.

Acciones directas - cargas variablesAcciones directas - cargas variables

Entre las cargas accidentales se encuentran las originadas por la explotación o uso (cargas útiles o sobrecargas); las dependientes de factores climáticos naturales (viento, nieve, sismo); las provocadas por el terreno por su peso o empuje, etcétera. Los valores de las cargas accidentales son estudiados y adoptados estadísticamente sobre la base de experiencias. Dado que continuamente se acrecienta el conocimiento científico y experimental, son valores en constante revisión en procura de su ajuste, teniendo en consideración la seguridad de la comunidad y los valores económicos comprometidos.

Las cargas de uso se producen principalmente en lo entrepisos y cubiertas accesibles. Se establecen en función del local -dormitorios, salas de reunión, depósitos, etc -y se miden en cifras por unidad de

área (Kg/m2). Se supone que actúan en toda la superficie del elemento constructivo de que se trate.

Este primer ordenamiento de las fuerzas considera su acción ya sea directamente sobre la construcción o bien la de un elemento constructivo sobre otro en el que se apoya, o vincula en general. En este sentido se distinguen las fuerzas o cargas distribuidas y las concentradas. Por distribuidas se consideran aquellas fuerzas que actúan en toda la superficie del elemento constructivo, como el caso de la presión del viento sobre un muro (Kg/m2); el de la carga útil de un entrepiso (Kg/m2); el peso propio de un muro que actúa distribuido en toda la sección de apoyo y se toma en función de la unidad de medida lineal (Kg/m).

Las cargas distribuidas pueden estar uniforme o no uniformemente distribuidas.

Clasificación por su forma de actuarClasificación por su forma de actuar

Por concentradas se consideran las fuerzas que actúan a lo largo de un eje, o aplicadas en un punto. Estas situaciones no son reales: la carga que transmite una barra no opera únicamente sobre el eje, sino que se distribuye por toda la sección. Un tirante apoyado sobre un muro le transmite realmente su carga, distribuyéndola a través de la superficie de apoyo entre ambos. Pero al tratar al muro como un elemento constructivo, teniendo en consideración la relación de sus medidas con las de apoyo del tirante, se considera que la carga que este le transmite es concentrada, con lo que se facilitan las operaciones a realizar con el conjunto de las fuerzas.

Esta clasificación se establece en función de la

ubicación posicional y relativa entre las fuerzas.

Las colineales, son aquellas fuerzas que

tienen en común la misma recta de acción.

Fuerzas colineales, coplanares y espacialesFuerzas colineales, coplanares y espaciales

Las fuerzas coplanares son las que están situadas en el mismo plano. La mayoría de las estructuras de los edificios responde al planteo de las llamadas “planas”, las que requieren para su estudio y solución

realizar operaciones con fuerzas colineales y preponderantemente con fuerzas coplanares.

Las coplanares se dividen en dos grupos:a) fuerzas paralelas, de igual sentido y magnitud, o no. b) fuerzas concurrentes a uno o más centros.

Las operaciones fundamentales son las de composición y descomposición.

La operación de composición de fuerzas tiene por objeto determinar la resultante de las componentes, con la que a su vez se obtiene la equilibrante, también designada fuerza de reacción de aquellas.

Se llama espacial al conjunto de más de dos fuerzas contenidas en más de un plano. La mayoría de los sistemas estructurales espaciales permite reducir la situación de sus fuerzas a casos de fuerzas coplanares, para lo cual se procede mediante proyecciones de las fuerzas sobre planos convenientemente elegidos.