estructuras y cargas clase 9

7/23/2019 Estructuras y Cargas Clase 9

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ESTRUCTURAS Y CARGAS

DOCENTE ARQ. ROBERTO ALEGRIA MENDOZA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CURSO


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CURSO: ESTRUCTURAS Y CARGAS

LAS CARGAS:

- Modelo de Cargas.- - Tipos de Cargas.

- Norma E-020.

- reas Tributarias.- Ejemplo de Metrado de Cargas.


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IDEALIZACIN DE CARGAS

La determinacin de las cargas a ser aplicadas a una estructura es confrecuencia una tarea especial.

Aun cuando existen cdigos y normas para la distribucin mnima de

cargas, son el juicio y la experiencia del ingeniero estructural los que

desempean una funcin significativa para definir las condiciones dela

distribucin de cargas que debe soportar una estructura.


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Por lo general las cargas son modeladas como:

Cargas puntuales concentradas.-puede representarla accin de otro componente estructural que entra en contacto con unelemento, la rueda de un camin en la cubierta de un puente, etc.

Cargas Lineales.-son cargas expresadas en fuerza por unidad de longitud y representan por ejemplo

el peso propio de un elemento, o el peso del rea tributaria de un sistema de piso que

acta sobre una viga. Cargas superficialmente distribuidas.-se dan en trminos de fuerza por unidad de rea y se suelen transformar a cargas lineales

para el anlisis de las estructuras y puede representar el peso de un sistema de piso, o el

peso asociado con el pretendido uso del rea(aulas, bibliotecas, vivienda) etc.

MODELOS DE CARGAS


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TIPOS DE CARGAS

En general las cargas pueden clasificarse en los siguientes tipos:

1. Cargas Estticas2. Cargas Dinmicas

1. CARGAS ESTATICAS.-Son aquellas que se aplican lentamente sobre la estructura, condicin que origina

esfuerzos y deformaciones que alcanzan sus valores mximos en conjunto con la

carga mxima.

Estas cargas prcticamente no producen vibraciones y se clasifican en:

a) Cargas permanentes o Muertas(D)b)Carga viva o sobrecarga(L)


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a) Cargas permanentes o Muertas (D)

Se denomina carga muerta al conjunto de acciones que se producen por

el peso propio de la construccin; incluye el peso de la estructuramisma y el de los elementos no estructurales, como muros divisorios,

los revestimientos de los pisos, las instalaciones y todos aquellos

elementos que conservan una posicin fija en la construccin, de

manera que gravitan en forma permanente sobre la estructura.

La evaluacin de esta carga es sencilla, ya que solo requiere ladeterminacin de los volmenes de los distintos componentes de la

construccin y su multiplicacin por los pesos volumtricos de sus

materiales constitutivos.


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Los pesos volumtricos para los materiales de construccin mas

comunes se indican en la Norma E--020 de Cargas.


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b) Cargas viva o sobrecargas (L)

La carga viva es la que se debe a la operacin y uso de la construccin.

Incluye todo aquello que no tiene una posicin fija y definitiva dentro

de la estructura: entran as en la carga viva el peso y las cargas debidos a

muebles, mercancas, ambientacin, equipos y personas.

Podemos distinguir tres grupos de construcciones en cuanto a la carga

viva que en ellas debe considerarse; los edificios, las construcciones

industriales, comerciales y los puentes.

Carga viva en Edificios: Los edificios urbanos cumplen funciones diversas y

dentro de un mismo edificio hay reas destinadas a usos muy diferentes.

Por lo tanto, deben especificarse una gama amplia de cargas vivas que abarque

las diversas situaciones, sea por la funcin o determinacin del proyecto.


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La Norma E--020 de Cargas, incluye tablas de cargas

vivas para los distintos usos de las zonas de un edificio.


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REA TRIBUTARIA

Se entiende por rea tributara de un elemento de una

estructura sujeta a carga uniformemente distribuida, aquella

rea que, multiplicada por la carga uniforme, define la carga

total que se debe considerar actuando sobre el elemento y que

produce efectos iguales a los de la distribucin real de cargas

sobre la estructura.


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Las siguientes reglas sencillas para determinar el rea tributaria estn

basadas en la localizacin delas lneas en que la fuerza cortante seria

nula si solo hubiera transmisin de momentos en una direccin.

En elementos que trabajan en una direccin el rea esta

limitado por los centros de claros entre los elementos.

En columnas, el rea tributaria esta limitada por las lneas

medias de los tableros adyacentes.

El rea tributaria de dos elementos portantes se separa por las

bisectrices de los ngulos que estos forman.

REA TRIBUTARIA


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REA TRIBUTARIA

Losa armada en

dos sentidos


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REA TRIBUTARIA

Sistema de piso con losa en dos direcciones,vigas principales y vigas secundarias.


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Sistema de piso convigas principales, vigassecundarias y losa en

una direccin

REA TRIBUTARIA


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REA TRIBUTARIA

Sistema de piso con losaen dos direcciones, vigas

principales, vigassecundarias y columna


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rea tributaria en los elementos que soportan las losas macizas en dos direcciones

Sobre la Viga AB


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Sobre la Columna A


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Sobre la Viga CE sino hubiera Columna en A


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Carga viva en puentes.-

La carga viva sobre puentes carreteros se debe esencialmente a las fuerzas

trasmitidas por lo vehculos que sobre ella transitan. Su determinacin depende del

peso y de la caractersticas de los vehculos que pueden transitar sobre el puente,

as como de la distribucin mas desfavorable que es razonable esperar que se

presente.

Los valores que se asignan a las cargas corresponden a vehculos idealizados que

pretenden representar efectos de condiciones de trafico desfavorable.

En el Per y en muchos otros pases se adoptan las cargas especificadas por la

AASHTO. Las cuales se muestran esquemticamente en el grafico siguiente.


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Viento (W).-

El viento es un fluido en movimiento, para simplificar el diseo, supone que

acta como una carga esttica sobre las estructuras convencionales, paraestructuras muy flexibles (puentes colgantes, chimeneas, etc.) es necesario

verificar que su periodo natural de vibrar no coincida con el de rfagas de

viento, de lo contrario podra ocurrir la resonancia de la estructura.

2. CARGAS DINAMICAS.-Son aquellas cuya magnitud, direccin y sentido varan rpidamente con el

tiempo, por lo que los esfuerzos y desplazamiento que originan sobre la

estructura, tambin cambian con el tiempo; cabe indicar que en el instanteen que ocurre la mxima respuesta estructural, no necesariamente coincide

con el de la mxima solicitacin.


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Presin del Viento (kg/m2)

Ph= 0.005 C. (Vh)2

Vh

= V(h/10)2

Vh: Velocidad de diseo en la altura h (km/h)

V: Velocidad del viento hasta 10 m de altura (km/h)

h: Altura del terreno en metros

C = Factor de forma (adimensional)


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Diagrama de presin de diseo


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Coeficientes depresin en

cubiertassimtricas a dos

aguas ( C )


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Turbulencias en edificios altos en direcciones longitudinales y transversales


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Turbulencias en edificios altos debido a obstrucciones frontales


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Incremento de velocidad de viento debido a aberturas de pisos inferiores


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Diagrama de presin de diseo


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Destruccin total delhospital Princess

Margaret en Jamaica


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La ausencia de unanclaje apropiadoprodujo el vuelcocompleto de una

clnica


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Falla delsoporte delas vigas de

acero


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Sismos (E).-Las ondas ssmicas generan aceleraciones en las masas de la estructura y por lo

tanto, fuerzas de inercia que varan a lo largo del tiempo; para la evaluacin de

esta carga existen dos mtodos:

Anlisis Esttico.- Aplicables a estructuras convencionales que pueden

ser analizadas empleando cargas estticas equivalentes a las producidas por el

sismo.

Anlisis Dinmico.-Corresponde a un anlisis dinmico detalladobasado en las ecuaciones de movimiento de Newton, aplicable a

estructuras altamente riesgosas y para las grandes estructuras localizadas en

zonas telricas muy importantes


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La evaluacin de esta

carga, corresponde alcapitulo de anlisis ssmico

del curso de

Sismo Resistencia

y esta reglamentado por

medio de la Norma E-030

Diseo Sismo-resistente.


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EJEMPLO DE METRADOS DE CARGAS: EN EDIFICACION


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Vigas Eje X : 0.25 x 0.60 m

Vigas Eje Y : 0.25 x 0.40 m

Columnas : 0.25 x 0.60 m

Aligerado : 0.25 m

fc= 210 Kg/cm2

DATOS:Planta de Edificacin


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EJEMPLO DE METRADOS DE MATERIALES: EN EDIFICACION


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Vigas Eje X : 0.25 x 0.60 m

Vigas Eje Y : 0.25 x 0.40 m

Columnas : 0.25 x 0.60 m

Aligerado : 0.25 m

fc= 210 Kg/cm2

DATOS:Planta de Edificacin


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