Proyectos De Acero

INTRODUCCION

La actividad del diseño estructural que realiza el ingeniero civil, requiere ungran conocimiento de las cargas, los materiales y las formas estructurales y no solode los modelos matemáticos usados para obtener las fuerzas internas: momentoflector (M), cortante (V), fuerza axial (N), y momento torsor (T).En el proceso de diseño el ingeniero civil debe evaluar las cargas osolicitaciones a las que estará sometida la estructura durante su vida útil. Debehacer un esfuerzo por tenerlas todas en cuenta sin olvidar aquellas que aunquepequeñas puedan poner en peligro la resistencia o estabilidad de la estructura, v.gr.:el efecto de succión producido por un viento fuerte en una bodega o hangar, quepuede levantarlo y separarlo de los apoyos, o los cambios fuertes de temperaturaque puedan inducir efectos de acortamiento o alargamiento para los cuales no estéadecuadamente provista la estructura. Se deberán tener en cuenta no solo las queconstituyan empujes, fuerzas exteriores o pesos permanentes, sino aquellos estadostemporales durante la construcción y los mencionados antes, como los efectostérmicos y de retracción, para evitar accidentes y efectos imprevistos. En algunoscasos se podrán despreciar, porque su incidencia es pequeña, pero siempre despuésde haber meditado en su efecto. Los modernos códigos de construcción le dan alingeniero recomendaciones de cargas mínimas que deben usarse en el diseño deestructuras comunes. Sin embargo, siempre quedará en el ingeniero laresponsabilidad de su evaluación y escogencia.

1.CARGAS (TIPOS, USOS, FORMAS)

En general, las cargas estructurales son clasificadas atendiendo a su carácter y a su duración. Las cargas que suelen aplicarse a edificios se clasifican como sigue:

CARGAS MUERTAS (D)

Son aquellas cargas que actúan durante toda la vida de la estructura. Incluyen todos aquellos elementos de la estructura como vigas, pisos, techos, columnas, cubiertas y los elementos arquitectónicos como ventanas, acabados, divisiones permanentes. También se denominan cargas permanentes. Su símbolo “D”, corresponde a la inicial en inglés de Dead (muerto).1

La principal carga muerta es el peso propio de la estructura. Sus valores se obtienen considerando el peso específico del material de la estructura y el volumen de la estructura. Aunque es el tipo de carga más fácil de evaluar, su monto depende de las dimensiones de los miembros de la estructura las cuales no se conocen al inicio del proceso. Es necesario recurrir entonces a estimaciones del valor inicial. Esta acción será más o menos aproximada, dependiendo de la experiencia del diseñador. En los casos comunes esta estimación inicial será suficiente; pero en casos no rutinarios, será necesario evaluar de nuevo el peso de la estructura y revisar el diseño.

CARGAS VIVAS (L)

Son aquellas debidas al uso u ocupación de la construcción y que la identifican. Incluyen personas, objetos móviles o divisiones que puedan cambiar de sitio. Generalmente actúan durante períodos cortos de la vida de la estructura. También incluyen el impacto. Su símbolo corresponde a la inicial de Live (vivo). También se denominan cargas de “ocupación”. Debido a la dificultad de evaluarlas, se especifican por los Códigos de Construcción, en kN/m2 en el SI o en kgf/m2 en el MKS. Usualmente se considera que ocupan toda el área del piso como cargas uniformes, aunque en algunos casos puedan estar concentradas en un área especifica.

Para bodegas, los valores dependen del material y de la altura de almacenamiento, por lo cual es conveniente que se señalen en forma visible los valores máximos de la carga viva de diseño, para evitar sobrecargas cuando hay cambio de dueño. En general, es conveniente que los elementos muy pesados se almacenen directamente sobre el terreno y así evitar cargas concentradas muy pesadas en la estructura.

Cargas ambientales:

Aquellas cargas causadas por el ambiente en que se encuentra la estructura. Por lo que se refiere a los edificios, las cargas ambientales son causadas por lluvia, nieve, viento, temperatura y sismo. Estrictamente hablando, éstas también son cargas viva, pero son el resultado del ambiente en que se localiza la estructura

Clasificación

CARGAS MUERTAS

Las cargas muertas que debe soportar una estructura particular incluyen todas las cargas que están unidas de manera permanente a ella. No sólo debe ser incluido el peso de los marcos estructurales, sino también el de muros, techos, plafones, escaleras, etcétera. El equipo unido de manera permanente a la estructura, descrito como equipo fijo de servicio en la ASCE 7-02, también se incluye en la carga muerta aplicada al edificio. Ese equipo incluye los sistemas de ventilación y de aire acondicionado, los dispositivos de la instalación sanitaria, los cables eléctricos, las mensuales de soporte, etc. De acuerdo con el uso al que se destine la estructura, el equipo de cocina, como hornos y lavaplatos, el equipo de lavado y secado de ropa, y los pasillos colgantes, podrían también incluirse en la carga muerta. Las cargas muertas que actúan sobre la estructura se determinan con base en los planos arquitectónicos, mecánicos y eléctricos del edificio. Con esos planos, el ingeniero estructural puede estimar el tamaño de la estructura necesaria para la disposición del edificio, el equipo y los detalles de los acabados indicados. Los manuales y las especificaciones estándar de los fabricantes pueden usarse para determinar el peso de los acabados de pisos y plafones, y del equipo y los dispositivos que se utilizaran

CARGAS VIVAS

Las cargas vivas son aquellas cargas que pueden variar en magnitud yposición con el tiempo. Son causadas por la ocupación, uso y mantenimiento deledificio. Prácticamente todas las cargas aplicadas a un edificio que no son cargasmuertas son cargas vivas. Las cargas ambientales, que en realidad son cargas vivasde acuerdo con nuestra definición acostumbrada, figuran en una lista aparte queproporciona la ASCE 7-02 e IBC-2003. Si bien las cargas vivas ambientales varían conel tiempo, no todas son causadas por gravedad o por condiciones de operación,como es común con otras cargas vivas.En la tabla 2.2 se presenta algunas

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