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Este Módulo III reproduce los contenidos del Módulo III de la publicación ESTRUCTURAS EN ARQUITECTURA - Primer Nivel cuyo autor es el Ingeniero José Luis Gómez |
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MODULO III
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Análisis
de las cargas que afectan a las construcciones
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| En todo análisis de carga corresponde estudiar los dos tipos que, desde el punto de vista temporal, accionan sobre las estructuras: Cargas permanentes y cargas variables. | |||
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Cargas permanentes
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| Se designa como carga permanente al conjunto de acciones que se producen por el peso propio de los elementos estructurales y los no estructurales. Muros divisorios, pisos, contrapisos, revestimientos, instalaciones y todos aquellos elementos que conservan una posición fija en la construcción gravitan en forma constante sobre la estructura. | |||
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El cálculo de la carga permanente es sencillo pues sólo se requiere la determinación del volumen de los distintos componentes de la construcción y multiplicarlo por el peso específico del material correspondiente. En general las cargas permanentes se representan como cargas uniformemente repartidas sobre las distintas áreas de la construcción, aunque hay casos de cargas lineales (muros) y también pueden hacerse presentes en forma de cargas concentradas (equipos fijos). |
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| Si se tiene presente que una estructura está compuesta por piezas denominadas: barras horizontales (vigas), barras verticales (columnas), placas horizontales (losas), placas verticales (muros o tabiques resistentes), es bueno ir destacando que resulta práctico y conveniente expresar las cargas sobre los mismos de la siguiente manera: | |||
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| Cuando se presentan cargas concentradas en losas, vigas o columnas, se expresan en toneladas, t. | |||
| La TABLA DE PESOS ESPECÍFICOS contiene pesos (específicos en algunos casos, y por unidad de superficie en otros) de los materiales que corrientemente se utilizan en la construcción de edificios. Cabe aclarar que las cargas permanentes debidas a la acción del campo gravitatorio, invariablemente son fuerzas de dirección vertical y sentido orientado al centro de la tierra. | |||
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| Esta tabla y las demás pueden ser llamadas desde cualquier ejercicio que las utilice para su resolución. | |||
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Cargas variables
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| Se designan como cargas variables a aquéllas que tienen la particularidad de no actuar constantemente, en el tiempo y en el lugar. Incluyen, por lo tanto, a las cargas ejercidas por los ocupantes y todo aquello que no tiene una posición fija y definitiva, como así también las cargas debidas a fenómenos atmosféricos o telúricos (viento, hielo, nieve, diferencias de temperatura, sismos, etc.). Si bien algunas tienen el carácter de móviles o dinámicas, en general se permite su simplificación considerándolas como cargas estáticas equivalentes. | |||
| Las cargas variables debidas al uso de la construcción provienen de la aglomeración de personas, peso de muebles, mercaderías, máquinas, etc. Para simplificar los cálculos, la TABLA DE SOBRECARGAS puede ser utilizada por el proyectista directamente, salvo que el uso a dar al edificio sea particular. | |||
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| Cargas debidas a la nieve: es el peso de la nieve que puede acumularse sobre la cubierta, dependiendo de la localización geográfica y de la elevación sobre el nivel del mar del sitio considerado. En el territorio de nuestro país se han considerado dos zonas: zona I, en que la ocurrencia de nevadas es altamente improbable y zona II, en donde pueden ocurrir nevadas en forma extraordinaria, normal o frecuente. El valor de la sobrecarga de nieve varía desde 45 kg/m2 en localidades con nevadas poco frecuentes, hasta 430 kg/m2 en localidades con ocurrencia de nevadas frecuentes durante todo el año. | |||
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Por otra parte, en el valor de la sobrecarga por nieve, se tiene en cuenta la influencia de las características de la cubierta (forma, inclinación, etc.) |
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| Cargas debidas a viento: dependen de la velocidad del viento en función de la localización geográfica, del entorno, de la forma geométrica del edificio, y de sus dimensiones en planta y en altura. | |||
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Conceptualmente, digamos que la energía cinética de la masa de aire en movimiento, al encontrar un obstáculo, se transforma en una presión estática sobre el mismo, en nuestro caso, un edificio. |
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| El viento ejerce, sobre la mayoría de las estructuras, fuerzas de presión y de succión, sobre cerramientos y cubiertas (siempre perpendiculares al plano sobre el cual inciden), por lo que se torna una carga muy importante a tener en cuenta, sobre todo en edificios con cubiertas livianas. | |||
| Cargas debidas al empuje de líquidos, tierra o material a granel: se trata de la acción debida al empuje estático de diversos materiales retenidos por la estructura. En algunos casos, como el empuje de tierras o de aguas friáticas sobre muros de subsuelo o muros de contención, las cargas actúan con su intensidad máxima durante lapsos muy grandes, y deben considerarse como permanentes. En cambio, en recipientes, depósitos o piletas de natación, estas acciones tienen variaciones importantes en el tiempo y deben tratarse como cargas variables. Cuando son variables y su efecto es favorable para la estabilidad de la estructura, deben considerarse con intensidad reducida. | |||
| Cargas sísmicas: Son conocidos los efectos devastadores que producen los sismos. Con el fin de prevenir esos efectos existen métodos simplificados de análisis estructural que tratan de representar, lo más fielmente posible, el comportamiento del edificio en el momento del sismo. Uno de estos métodos, basado en efectos estáticos equivalentes, consiste en aplicar a la estructura fuerzas horizontales, distribuidas de tal manera que produzcan efectos similares a los que sufriría bajo la acción sísmica. Se estima la carga lateral en la base del edificio como una fuerza proporcional a la masa del mismo. | |||
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