TEMA 4; ACCIONES EN LATEMA 4; ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN

Dr. David J. Domínguez Santos

SITUACIONES DE CÁLCULO SEGÚN ACI 318• Situaciones persistentes o permanentes (CARGAS

MUERTAS): peso propio de la estructura (peso de laMUERTAS): peso propio de la estructura (peso de laestructura, (muros, vigas, forjado, pilares…) según secciones ymateriales utilizados).

• Situaciones transitorias o variables (CARGAS VIVAS viento):• Situaciones transitorias o variables (CARGAS VIVAS, viento):sobrecargas de uso (cargas provocadas por el uso de laedificación). También se refiere a las cargas producidas por la

ió d l t t l d bid l i treparación de la estructura o las cargas debidas al viento.• Situaciones accidentales (Cargas sismo, térmicas…) :

condiciones excepcionales actuantes en edificios.p

• En la comprobación de los Estados límites (último y deservicio) estos valores representativos de las cargas se venservicio), estos valores representativos de las cargas se venafectados por unos coeficientes de seguridad y de actuacióncaracterísticos del lugar donde se sitúe la edificación, demanera q e cada na de las acciones q e actúan en lamanera, que cada una de las acciones que actúan en laestructura se deberá calcular con la siguiente expresión:

Fd = φFk

TIPOS DE CARGAS EN LOS ESQUEMAS ESTRUCTURALES

Carga puntual (concentración de cargas en un punto), es una fuerza aplicadaen un punto, de manera que tiene un módulo y un sentido. Un ejemplo sería

b dill S d j l l i i

ESQUEMAS ESTRUCTURALES

una barandilla. Se pueden tomar como ejemplos las acciones y reaccionesde una estructura.

Carga distribuida: es un conjunto de fuerzas con la misma dirección y sentidoaplicadas a lo largo de una línea o de una superficie (muros, losas…). (Cargas

fi i l l ti f di t ib id ) E tsuperficiales se suelen convertir en fuerzas distribuidas). Esta carga esequivalente a una fuerza puntual resultante aplicada sobre el centro degravedad o de masas del sistema.

Ejemplo de aplicación y simplificación de cargas:En n c adrado el p nto de aplicación geométrico es el centroide coincide aEn un cuadrado el punto de aplicación geométrico es el centroide, coincide a

b/2 y h/2 la carga aplicada: b.hEn un triángulo (a y b) las dimensiones del cuerpo. La carga aplicada es bh/2 y

el punto de aplicación geométrico será 2/3b siendo b la longitud delel punto de aplicación geométrico será 2/3b, siendo b la longitud deltriángulo. La ubicación será a 2/3 del ángulo más pequeño.

El momento en el extremo de un voladizo será 0.

CARGAS DISTRIBUIDAS, PUNTUALES Y SUPERFICIALES; EJEMPLOS

EJEMPLOS DE CARGAS DISTRIBUIDAS:Y SUPERFICIALES; EJEMPLOS

Este tipo de fuerzas se pueden simplificar a una carga puntual ubicada en el centroide de p p p g pla pieza. Forma cuadrada (b/2 y h/2) y forma triangular (1/3b ó 2/3b; 1/3h ó 2/3h). La carga total de una fuerza rectangular es FL, y en una fuerza triangular: F.L/2. 

TIPOS DE CARGAS

• El reparto de las cargas se repartirán proporcionalmente entre lospilares y las vigas de acuerdo a las distancias para las cargassuperficiales, las cuales se transformarán en distribuidasmultiplicando por la distancia afectada.multiplicando por la distancia afectada.

• Las cargas que sean distribuidas de manera perpendicular a la vigase transformarán en puntuales sobre un determinado punto de lai é f dviga que esté afectado.

• Las cargas puntuales se mantendrán de la misma manera sin sufrirvariación alguna sobre la perpendicular de la viga.variación alguna sobre la perpendicular de la viga.

Para hacer esto hace falta hacer un buen diagrama de sólido libre conlas distancias y las fuerzas aplicadas en la misma.

Los coeficientes de mayoración de cargas se establecerán según ACI318.

Solo con cargas muertas y vivas: U = 1 4D + 1 7LSolo con cargas muertas y vivas: U = 1.4D + 1.7LCon cargas muertas, vivas y viento: U = 1.4D + 1.7L + 1.6W

TRANSMISIÓN DE CARGAS A VIGAS

• El análisis de cargas gravitacionales es un procedimiento que permiteconocer las cargas que se ejercen sobre los distintos elementosconocer las cargas que se ejercen sobre los distintos elementosestructurales que integran la construcción debido a sufuncionamiento. Es decir, las cargas vivas y muertas que en ella actúandurante la operación usual del edificio. Para ello, se recurre a undurante la operación usual del edificio. Para ello, se recurre a unprocedimiento llamado bajada de cargas. Éste consiste en cuantificar yacumular las cargas que se generan desde el último nivel de laestructura, el más alto, hasta el primero. Con ello se consigue conocer, , p gel peso total que el edificio comunica a su cimentación y a su vez, lascargas que la cimentación transmite al terreno.

• Cargas transmitidas por las losas:método de bajada de cargasEn este método se consideran todos los elementos estructurales deledificio; algunos como las escaleras y el cubo de elevadores no seedificio; algunos, como las escaleras y el cubo de elevadores, no sepredimensionaron; sin embargo, durante el proceso se detalla elcálculo por separado.Para fines de este análisis la distribución de las cargas en la estructuraPara fines de este análisis, la distribución de las cargas en la estructurase considera como lo muestran las figuras: Vigas interiores, vigasexteriores y pilares

TRANSMISIÓN DE CARGAS A VIGAS

Las líneas de consideración de cargas para la actuación en vigas se hacen con unángulo de 45º desde cada vértice quedando divisiones de actuación de cargas enángulo de 45º desde cada vértice, quedando divisiones de actuación de cargas enforma triangular y trapezoidal.

TRANSMISIÓN DE CARGAS A VIGAS

Los pilares se llevarán la parte proporcional a cada cuarto de losa (parteencerrada entre 4 vigas) existente en la edificación.

TIPOLOGÍA DE CARGAS; CARGAS MUERTAS;

• Cargas de peso propio también llamadas CARGAS MUERTAS (D; death)• Cargas de peso propio, también llamadas CARGAS MUERTAS (D; death).Las cargas de peso propio, son aquellas que determinan el peso de la estructura ensí. Englobaría todos aquellos pesos que determinan el peso global del edificio sintener en cuenta los que pudieran aparecer posteriormente.El sobrenombre de cargas muertas, viene impuesto porque se tratan de cargas queestán de manera permanente en la edificación y no van a sufrir variaciones.están de manera permanente en la edificación y no van a sufrir variaciones.Para calcular el peso propio del edificio, hay que tener en cuenta todos loselementos que conforman el mismo:La estructura: vigas, pilares, losas, muros, escaleras…Envolvente edificatoria: tejado, fachadas, tabiquería, instalaciones, falsos techos,acabados de paramentos y revestimientos de suelos, paredes, carpinteríasacabados de paramentos y revestimientos de suelos, paredes, carpinterías(exteriores e interiores).A continuación se presentan las principales masas de los materiales existentes enel m ndo de la constr cciónel mundo de la construcción:

CARGAS PERMANENTES O MUERTAS; TIPOS DE CARGAS (por materiales)CARGAS (por materiales)

CARGAS PERMANENTES O MUERTAS; TIPOS DE CARGAS (por elemento estructural) (I)CARGAS (por elemento estructural) (I)

CARGAS PERMANENTES O MUERTAS; TIPOS DE CARGAS ( l l) (II)CARGAS (por elemento estructural) (II)

TIPOLOGÍA DE CARGAS; CARGAS VIVAS;

• Cargas de uso; sobrecargas de uso o variables, también llamadas CARGAS VIVAS (L: g ; g , (live):Son aquellas cargas que se destinan al uso de la propia edificación; vivienda,almacén centro comercial hospital Además son aquellas sobrecargas que sealmacén, centro comercial hospital… Además son aquellas sobrecargas que setienen en cuenta en la construcción de la edificación: grúas, material deconstrucción…El sobrenombre de cargas vivas, se le da debido a que se trata de fuerzas quepudieran ser variables a lo largo de la vida útil de la edificación.A continuación se presentan algunas de estas cargas:A continuación se presentan algunas de estas cargas:

CARGAS VARIABLES Ó VIVAS; SOBRECARGAS DE USOUSO

CARGAS ACCIDENTALES

Este tipo de acciones se determinan según lasnormativas del país. Son de la forma:pF = μ PSiendo μ un coeficiente y P una magnitud deSiendo μ un coeficiente y P una magnitud defuerza que depende del territorio o país ded d t tdonde se trate.

PESOS DE LOSAS

P l di d id d i dPara el caso en estudio, se pueden considerar dos tipos de losas: una maciza y otra aligerada; en este capítulo, se describen las propiedades físicas de estos elementos y sedescriben las propiedades físicas de estos elementos y se muestra también el cálculo realizado para la obtención de su peso propio Cabe mencionar que también se obtienen laspeso propio. Cabe mencionar que también se obtienen las cargas vivas y muertas que soportan las losas.

PESOS DE MUROS

E l t t i t i t t l dEn las estructura intervienen muros estructurales de carga yrigidez. Estos elementos, junto con las columnas, son losresponsables de transmitir el peso del edificio desde el nivel másresponsables de transmitir el peso del edificio desde el nivel másalto hasta la cimentación. Por sus características y los esfuerzosque soportan, ayudan a resistir los esfuerzos cortantes originadosen el edificio por acciones como sismo y viento. El cálculo realizadopara obtener el peso propio de estos elementos se muestra acontinuacióncontinuación.

PESOS DE MUROS; FACHADAS

L b d d l f h d id t bié d t d lLos acabados de las fachadas se consideran también dentro delpeso muerto del edificio. Para la estructura, una fachada estácompuesta por dos secciones: una parte de aplanado de acabadocompuesta por dos secciones: una parte de aplanado de acabadoaparente y la otra parte de cristal. El aplanado de acabadoaparente corresponde a los claros en los que se encuentran losmuros, y el cristal a los claros en los cuales no existen muros. Laobtención del peso de las fachadas se realiza como sigue: