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Diseño de las cargas en edificios - Jorge Bernal Capítulo 4: R101 CAP4.3, 4, 5, 6, 7.

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Cirsoc 101 - Capítulo 4 Pasamanos, no especificadas, parciales,

impacto.

4.3 – 4.4 – 4.5 – 4.6 – 4.7

Modo de lectura.

Coexisten tres estudios que se muestran con las siguientes

características:

Reglamento 101: Inicio con la letra “R” y juego cursiva

Times New Roman.

Comentario 101: inicio con la letra “C” y luego con letra

Calibri.

Análisis autor: estudio realizado por los autores con letra

normal Times New Roman.

Contenido.

Este artículo trata de las Sobrecargas, es más complejo que el

anterior de Permanentes, porque existe mayor aleatoriedad. Analiza

las cargas uniformes distribuidas y luego las concentradas. Abarca los

siguientes tipos de sobrecargas.

4.3. Cargas en pasamanos.

4.4. Cargas no especificadas.

4.5. Estados de cargas parciales.

4.6. Cargas de impacto.

4.7. Ascensores y montacargas.


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4.3. Pasamanos. Pasamanos, sistemas de protección, sistemas de barras agarraderas, y

sistemas de barreras para vehículos.

R 4.3.1. : Definiciones

Escalera fija: una escalera que está permanentemente adherida una

estructura, edificio o equipo. Puede ser de cualquier material.

Pasamanos: es una baranda que se toma con las manos que sirve de

guía y soporte. El conjunto de pasamos incluye la baranda, fijacio-

nes y estructura soporte.

Sistema de protección: un sistema de elementos estructurales del

edificio cercano a lugares abiertos de una superficie elevada que

tiene el propósito de minimizar la probabilidad de caída de perso-

nas, equipo o material desde dicha superficie elevada.

Sistema de barras agarraderas: una barra dispuesta para soportar

el peso de una persona en ubicaciones tales como toilets, duchas y

cerramientos de bañeras.

Sistema de barreras para vehículos: un sistema de elementos es-

tructurales del edificio cercano a lugres abiertos de un piso o rampa

de garaje, o parees de edificio, que actúa como límite para vehícu-

los.

R 4.3.2. : Cargas.

R 4.3.2. Cargas

A) Los conjuntos de pasamanos y sistemas de protección se deben

diseñar para resistir una carga de 1 kN/m aplicada en cualquier di-

rección en la parte superior y transferir esta carga a través de los

soportes a la estructura. Para viviendas unifamiliares, la carga mí-

nima es de 0,4 kN/m.

También, todos los montajes de pasamanos y sistemas de protección

deben resistir una única carga concentrada de 1 kN, aplicada en

cualquier dirección, en cualquier punto a lo largo de la parte supe-

rior, y deben tener dispositivos de unión y estructura soporte para

transferir esta carga a los elementos estructurales apropiados del

edificio. No es necesario suponer que esta carga actúe conjuntamen-

te con las cargas repartidas especificadas en el párrafo precedente.

C A)

Se espera que las cargas que ocurran sobre sistemas de pasamanos

y protección sean altamente dependientes del uso y destino del área

protegida. Se deben considerar incrementos apropiados de cargas

para casos en los cuales las cargas extremas se pueden anticipar,

tales como largas extensión de barandas sobre las que pueda pre-

sionar una muchedumbre.

Pasamanos y sistemas de protección: Carga de1 kN/m aplicado en cualquier

dirección en la parte superior. Para viviendas unifamiliares, la carga mínima

es de 0,4 kN/m. Los esquemas interpretan lo escrito en el R y en C.


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Montajes: los soportes se calculan para resistir la máxima solicitación causa-

da por las cargas de pasamanos.

Guías intermedias: carga horizontal de 0,25 kN en un área de de 0,30 metros

de lado.

R A) Continuación:

Las guías intermedias (todas excepto los pasamanos), balaustradas

y paneles de relleno se deben diseñar para soportar una carga nor-

mal aplicada horizontalmente de 0,25 kN sobre un área que no ex-

ceda 0,3 m de lado, incluyendo aberturas y espacios entre barandas.

No es necesario superponer las reacciones debidas a estas cargas

con aquellas de cualquiera de los párrafos precedentes.

R B)

Los sistemas de barras agarraderas se deben diseñar para resistir

una carga concentrada única de 1 kN aplicada en cualquier direc-

ción en cualquier punto.

Carga de 1 kN aplicada en cualquier dirección y en cualquier punto.

R C)

Los sistemas de barreras para vehículos, en el caso de automóviles

de pasajeros, se deben diseñar para resistir una única carga de 30

kN aplicada horizontalmente en cualquier dirección al sistema de

barreras, y debe tener anclajes o uniones capaces de transferir esta

carga a la estructura. Para el diseño del sistema, se debe suponer

que la carga va a actuar a una altura mínima de 0,5 m por encima

de la superficie del piso o rampa sobre un área que no exceda 0,3 m

de lado, y no es necesario suponer que actuará conjuntamente con

cualquier carga para pasamanos o sistemas de protección especifi-

cada en los párrafos precedentes. Las cargas indicadas no incluyen

sistemas de barreras en garajes que guarden ómnibus y camiones;

en estos casos se deben realizar los análisis apropiados que con-

templen estas situaciones.

Reglamento Argentino de cargas permanentes y sobrecargas míni-

mas Cap. 4 – 20.


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C C)

Los sistemas de barreras para vehículos pueden estar sujetos a car-

gas horizontales de vehículos en movimiento. Estas cargas horizon-

tales se pueden aplicar normales al plano del sistema de barreras,

paralelo al plano del sistema de barreras, o en cualquier ángulo in-

termedio. Las cargas en garajes que guardan camiones y ómnibus,

se deben obtener a partir de estudios especiales que consideren las

características de los vehículos que se deben estacionar en cada ca-

so.

Automóviles de pasajeros: carga de 30 kN en horizontal. Actúa a una altura

de 0,50 metros sobre la superficie de piso, sobre una superficie de 0,30 me-

tros de lado.

Ómnibus y camiones: las cargas deben ser calculadas en cada caso en forma

individual.

R D)

La sobrecarga mínima de diseño sobre escaleras fijas con peldaños

es una carga concentrada única de 1,35 kN, y se debe aplicar en

cualquier punto para producir el máximo efecto de carga sobre el

elemento que se está considerando. El valor y posición de la sobre-

carga concentrada adicional debe ser un mínimo de 1,35 kN cada 3

m de altura de escalera. Las escaleras de barco, con huellas en vez

de peldaños, deben tener cargas de diseño mínimas como las escale-

ras definidas en la Tabla 4.1.

Escaleras con peldaños (sin huellas): Carga concentrada única de 1,35 kN en

posición de máximo esfuerzo, separación 3,0 metros.

R E)

Donde las barandas de las escaleras fijas se extienden encima de un

piso o plataforma ubicada en la parte superior de la escalera, la ex-

tensión de la baranda a cada lado, se debe diseñar para resistir una

sobrecarga concentrada de 0,4 kN en cualquier dirección y a cual-

quier altura, hasta la parte superior, de la extensión lateral de ba-

randa.

C E)

Las extensiones de barandas laterales de escaleras fijas son a me-

nudo flexibles y débiles en dirección lateral. La carga se ha deter-

minado sobre la base de una persona de 1 kN de peso, parada sobre

un peldaño de la escalera, y teniendo en cuenta ángulos razonables

de aplicación de la carga en la extensión de la baranda.

Barandas en plataformas (descansos): carga concentrada de 0,4 kN (se su-

pone por metro lineal).

4.4. No especificadas. Este punto 4.4 de “Cargas no especificadas” se refiere a las cargas

no indicas en la Tabla 4.1. Establece que se deberán calcularlas en cada caso

particular con algún método aprobado. Consideramos que se puede utilizar


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como modelo de cálculo la Tabla C4.2 “Estadística de sobrecarga típica”

establecida en Comentarios.

R 4.4. Cargas no especificadas.

Para destinos no específicamente indicados en la Tabla 4.1., la so-

brecarga de diseño debe ser determinada por similitud con los valo-

res indicados para los destinos existentes. Si se tratara de un caso

totalmente atípico y que afectara la seguridad pública, se deberán

determinar las cargas de acuerdo con un método aprobado por la

autoridad bajo cuya jurisdicción se realiza la obra.

C 4.4. Cargas no especificadas (Comentarios).

No hay comentarios del Cirsoc respecto a este punto.

Lo indicado en el reglamento y lo establecido por el sentido común,

las cargas no especificadas pueden ser calculadas por alguno de los siguien-

tes métodos:

Por similitud con otras indicadas en tablas. Consideramos esta

recomendación riesgosa, tanto en exceso como en defecto, dado

que las ya indicadas en las tablas en muchos casos requieren de

revisión. Por ejemplo, en la Tabla 4.1 tanto del Reglamento co-

mo de los Comentarios, por nombrar solo dos, figuran cargas

mínimas de “sala de máquinas y calderas” o “imprentas”; los va-

lores de estas cargas no deben ser tomadas de tablas, lo correcto

es consultar con los fabricantes los pesos de las máquinas y

equipos y realizar un análisis con investigación de la carga final

de diseño.

Por un método aprobado por la autoridad. No tenemos noticias

de un ente oficial, municipio, provincial o nacional establezca un

método de estudio de las cargas no especificadas.

Ante este inconveniente, recomendamos lo siguiente:

Si son sobrecargas originadas por movimiento de personas y po-

sibles aglomeraciones es necesario la utilización de la estadística

y la construcción del histograma y de esa manera determinar la

desviación estándar. Con este valor y un percentil del 5 % se

puede establecer la carga de diseño. Este método se encuentra en

el ejemplo “80 E gauss ejemplo”.

El mismo procedimiento para los casos de depósitos o almace-

namiento de productos no indicados; se aplica el método ante-

rior. Estos procedimientos deben ser elevados y aprobados por la

autoridad competente.

La Tabla C 4.2 “Estadísticas de sobrecarga típica” que se en-

cuentran en Comentarios, se muestra de manera incompleta un

estudio de cargas de “larga duración” (permanentes) combinadas

con las de “corta duración” (transitorias).

Insistimos en nuestra recomendación; todas las cargas de tablas de-

ben ser revisadas para cada caso particular.


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4.5. Estado de cargas parciales.

R 4.5. Estado de carga parciales.

Se debe tener en cuenta la sobrecarga aplicada con su intensidad to-

tal sólo a una parte de la estructura o elemento estructural, si ello

produce efectos más desfavorables que la misma sobrecarga aplica-

da sobre toda la estructura o sobre el elemento estructural comple-

to.

Los estados de cargas parciales a que se refiere el reglamento es lo

mismo que las envolventes de cargas indicadas en todos los métodos de di-

seño y cálculo de estructuras.

Estado de carga parcial es la situación de pánico generada en un lo-

cal que puede ser oficina o vivienda. Las personas se concentran frente a las

puertas de emergencias o de salidas. En esos pocos minutos, las sobrecargas

en esa zona pueden superar a las establecidas en las tablas de reglamentos.

C 4.5. Estado de carga parciales (Comentarios).

No hay comentarios del 4.5.

4.6. Cargas de impacto. R4.6. Cargas de impacto.

Se supondrá que las cargas especificadas en los artículos 4.1.1 y

4.3.2 incluyen condiciones de impacto habituales. Para destinos que

involucren vibraciones y/o fuerzas de impacto inusuales, se tomarán

recaudos en el diseño estructural.

El artículo 4.1.1 se refiere a las cargas “máximas esperadas en la vi-

da útil…”, sin embargo el reglamento indica en sus tablas valores caracterís-

ticos (de estadística y probabilidad), menores a las máximas de la historia del

edificio.

El artículo 4.3.2 considera para las barandas de cocheras una carga

de 30 kN (3.000 kg) aplicada en un área de 0,09 m2 (0,30 de lados). Para esa

carga de impacto, es interesante obtener la desaceleración del vehículo. Si el

vehículo posee una masa media de 1.700 kg, la desaceleración resultaría de

1,8 m/s2; valor aproximada a la aceleración de un ascensor en el arranque o

parada. Con este análisis consideramos conveniente aumentar el valor de 30

kN al doble.

R4.6.1. Maquinaria.

A los efectos de considerar el impacto, los valores de las cargas de

las maquinarias se deben incrementar como mínimo en los siguien-

tes porcentajes:

1. Maquinaria de ascensor 100%.

2. Maquinaria liviana, funcionando con motor o por eje 20%.

3. Maquinaria de movimiento alternativo o unidades impulsadas con

fuerza motriz 50%.

4. Colgantes para pisos o balcones, 33%.


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Los porcentajes anteriores se deben incrementar en la medida que

así lo indique el fabricante de la maquinaria.

N° Designación % Factor

1 Máquina ascensor 100 2,0

2 Maquina liviana con motor 20 1,2

3 Maquina movimiento alternativo 50 1,5

4 Colgantes para pisos o balcones 33 1,3

El artículo siguiente, el 4.7 se refiere a los ascensores y montacargas

y allí se indican las sobrecargas a utilizar. Supuestamente esa sobrecarga no

incluye la maquinaria, que se establece en el presente artículo con un aumen-

to por impacto (arranque y parada) del 100 %.

R4.6.2. Tribunas, estadios y estructuras similares.

Suelen estar sujetas a cargas de impacto causadas por muchedum-

bres moviéndose al unísono ya sea saltando o pisando fuerte. Para

tener en cuenta este efecto, y en la medida que no se realicen cálcu-

los más precisos, se puede adoptar un coeficiente de impacto de 1,5

por el que se deberán multiplicar las cargas para realizar el cálculo

de los elementos estructurales cercanos a la ubicación de la carga.

El efecto de este impacto en los elementos lejanos es despreciable,

por lo que no resulta indispensable considerarlo. Por ejemplo, en el

diseño de las fundaciones.

Este artículo no considera las cargas horizontales provocadas por

desplazamiento rápido hacia uno y otro lado de los espectadores (fuerza de

“olas”), en algunos casos estas fuerzas pueden llegar a resultar 1/4 a 1/3 de

las gravitatorias. La velocidad de la “ola” oscila en los 12 m/s (≈ 45 km/h).

Los valores indicados en las Tablas incluyen las fuerzas dinámicas

de impacto. Para casos especiales se deberá proceder a su cálculo.

C4.6. Cargas de impacto.

No hay comentarios del punto 4.6.

4.7. Ascensores y montacargas. R 4.7. Ascensores y montacargas.

R 4.7.1. Sobrecargas a utilizar para el cálculo de losas de salas de

máquinas para ascensores. En la zona de correspondencia con el hueco y si no se conocen exac-

tamente las cargas, y su punto de aplicación, se debe considerar una

sobrecarga de:

En general las dimensiones del hueco y cabina se acostumbra a iden-

tificarlos según el siguiente gráfico:


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Para cinco a seis personas: C = 1,80 metros y D = 1,60 me-

tros (superficie del hueco ≈ 3,00 m2).

Para tres a cuatro personas: C = 1,00 metros y D = 1,20 me-

tros (superficie del hueco ≈ 1,20 m2).

R 4.7.1. (Continuación). A) Cuando el equipo propulsor se encuentra emplazado sobre la losa:

Área del hueco en m2

: < 1,00 40 kN/m2


: de 1,00 a 1,50 35 kN/m2


: > 1,50 25 kN/m2

Indica el valor de la sobrecarga uniforme según el área del hueco del

ascensor. Se reduce en la medida que aumenta el área de la losa soporte. Al

cotejar estos valores de carga con los pesos de las cabinas, cables, máquinas

y personas, se observa que fueron elevados por la fuerza inercial de arranque

y parada del ascensor.

Designación m2 Carga

kN/m2

1 Área de hueco < 1,00 40

2 Área de hueco 1,0 a 1,5 40

3 Área de hueco > 1,00 40

R 4.7.1. (Continuación).

B) Cuando el equipo propulsor no se encuentra emplazado sobre la lo-

sa y únicamente están aplicadas las poleas de reenvío:


: < 1,00 70 kN/m2


: de 1,00 a 1,50 60 kN/m2


> 1,50 35 kN/m2

En el resto de la losa se debe tomar una sobrecarga de 8 kN/m2

Criterio similar al anterior, pero aumentan las sobrecargas por efecto

de carga puntual.


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Designación m2 Carga

kN/m2




El resto de la losa con carga de 8 kN/m2.

R 4.7.2. Sobrecargas a utilizar para el cálculo de la losa de fondo del

hueco de ascensor, cuando ésta no apoya total y directamente sobre el

terreno:


: < 1,00 35 kN/m2


: de 1,00 a 1,50 30 kN/m2


: > 1,50 18 kN/m2

En el caso de fondo de losa suspendida.

Designación m2 Carga kN




Los valores son menores que los indicados en puntos anteriores; no

actúa el peso de máquinas.

R 4.7.3. Montacargas.

Se deberá justificar en cada caso la carga adoptada, siendo obliga-

torio en todos los casos, además de la placa exigida en el artículo

4.12.3., la colocación de otra, de características similares dentro de

la cabina, con indicación de la carga útil.

El artículo 4.12.3 se refiere a la identificación de la sobrecarga me-

diante una placa inamovible y visible.

C 4.7. Ascensores y montacargas (Comentarios).

No hay Comentarios sobre el 4.7.

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