NORMATIVA A TENER EN CUENTA PARA EL CALCULO Y DISEO DE ESTRUCTURAS

Un poco de historiaEn 1977 el gobierno aprob un marco unificado para la normativa de la edificacin compuesto por: - Normas Bsicas de la Edificacin (NBE), de obligado cumplimiento, dando rango de NBE a las entonces vigentes normas bsicas MV. - Normas Tecnolgicas de la Edificacin (NTE), sin carcter obligatorio, aprobadas en esa misma dcada, que servan como el desarrollo operativo de las NBE. - Soluciones Homologadas de la Edificacin (SHE), cuyo desarrollo no ha tenido lugar, que hubieran complementado en el campo de las soluciones constructivas convencionales o tradicionales a los Documentos de Idoneidad Tcnica (DIT), evaluaciones tcnicas favorables para las soluciones innovadoras otorgadas por el Instituto Eduardo Torroja.

Esta normativa dura hasta marzo de 2007 en la que entra ya plenamente en vigor el C.T.E

C.T.E. = Cdigo Tcnico de Edificacin.

EL CAMBIO EN CUANTO AL RESULTADOS DE CALCULO DE ESTRUCTURAS METALICASNO HA LLEVADO A GRANDES MODIFICACIONES

Objetivos del C.T.E.

Esta normativa tiene los siguientes cinco grandes objetivos1 Edificios con ms seguridad en sus estructuras.2 Edificios con mayor seguridad en los incendios.3 Edificios con mayor seguridad en su uso.4 Edificios ms saludables 5 Edificios ms sostenibles y eficientes energticamente El C.T.E. nace de los eurocdigos y consigue la armonizacin la reglamentacin nacional existente en la edificacin de los pases de la Unin Europea. Es, decir a partir de este momento los criterios de calculo y edificacin sern iguales para todo el territorio de la Unin Europea.

Ambito de aplicacin del C.T.E.1 El C.T.E. ser de3 aplicacin en los trminos establecidos en la Ley de Ordenacin de la Edificacin (L.O.E.) y con las limitaciones que en el mismo se determinan, a las edificaciones publicas y privadas cuyos proyectos precisen disponer de la correspondiente licencia o autorizacin legalmente exigible.2. El CTE se aplicar a las obras de edificacin de nueva construccin, excepto a aquellas construcciones de sencillez tcnica y de escasa entidad constructiva, que no tengan carcter residencial o pblico, ya sea de forma eventual o permanente, que se desarrollen en una sola planta y no afecten a la seguridad de las personas.3. Igualmente, el CTE se aplicar a las obras de ampliacin, modificacin, reforma o rehabilitacin que se realicen en edificios existentes, siempre y cuando dichas obras sean compatibles con la naturaleza de la intervencin y, en su caso, con el grado de proteccin que puedan tener los edificios afectados. La posible incompatibilidad de aplicacin deber justificarse en el proyecto y, en su caso, compensarse con medidas alternativas que sean tcnica y econmicamente viables.

Contenido del C.T.E.Con el fin de facilitar su comprensin, desarrollo, utilizacin y actualizacin, el CTE se ordena en dos partes:

La primera contiene las disposiciones y condiciones generales de aplicacin del CTE y las exigencias bsicas que deben cumplir los edificios; y

la segunda est formada por los denominados Documentos Bsicos, en adelante DB, para el cumplimiento de las exigencias bsicas del CTE. Estos Documentos, basados en el conocimiento consolidado de las distintas tcnicas constructivas, se actualizarn en funcin de los avances tcnicos y las demandas sociales y se aprobarn reglamentariamente.

A CONTINUACION SE CITAN LOS DB NECESARIOS EN EL CALCULO DE ESTRUCTUTA METALICA

Documentos Bsicos necesariosDocumento Bsico Seguridad Estructural Acciones en la edificacin.(DB SE AE)

Documento Bsico Seguridad Estructural Acero(DB SE A)

Documento Bsico Seguridad estructural(DB SE)

(DB SE AE) Cap. 2ACCIONES PERMANENTES:

1 Peso Propio. (Muy importante a la hora de calcular una estructura)

2 Pretensado (Segn establece la instruccin E.H.E., utilizado para estructuras de hormign).

3 Acciones del terreno (segn establece el DB SE C, utilizado para el calculo de la cimentacin)

Peso Propio.El peso propio a tener en cuenta es el de los elementos estructurales, los cerramientos y elementos separadores, la tabiquera, todo tipo de carpinteras, revestimientos (como pavimentos, guarnecidos, enlucidos, falsos techos), rellenos (como los de tierras) y equipo fijo.

El valor caracterstico del peso propio de los elementos constructivos, se determinar, en general, como su valor medio obtenido a partir de las dimensiones nominales y de los pesos especficos medios. En el Anejo C se incluyen los pesos de materiales, productos y elementos constructivos tpicos.

En el caso de tabiques ordinarios cuyo peso por metro cuadrado no sea superior a 1,2 kN/m2 y cuya distribucin en planta sea sensiblemente homognea, su peso propio podr asimilarse a una carga equivalente uniformemente distribuida de 1,0 kN por cada m2 de superficie construidaEn general, en viviendas bastar considerar como peso propio de la tabiquera una carga de 1,0 kN por cada m2 de superficie construida.

El peso de las fachadas y elementos de compartimentacin pesados, tratados como accin local, se asignar como carga a aquellos elementos que inequvocamente vayan a soportarlos, teniendo en cuenta, en su caso, la posibilidad de reparto a elementos adyacentes y los efectos de arcos de descarga. En caso de continuidad con plantas inferiores, debe considerarse, del lado de la seguridad del elemento, que la totalidad de su peso gravita sobre s mismo.

El valor caracterstico del peso propio de los equipos e instalaciones fijas, tales como calderas colectivas, transformadores, aparatos de elevacin, o torres de refrigeracin, debe definirse de acuerdo con los valores aportados por los suministradores.

Tablas de Pesos Propios.Peso especfico aparente de materiales de construccin

Peso por unidad de superficie de elementos de cobertura

Peso por unidad de superficie de elementos de pavimentacin

Materiales y elementosPeso kN/m2Materiales y elementosPeso kN/m2Baldosa hidrulica o cermica incluyendo materiales de agarre 0,03 mm de espesor total 0,05 mm de espesor total 0,07 mm de espesor totalCorcho aglomerado tarima de 20 mm y rastrel

0,500,801,10

0,40Linleo o loseta de goma y mortero 20 mm de espesor totalParque y tarima de 20 mm de espesor sobre rastrelesTarima de 20 mm de espesor Rastreles recibidos con yesoTerrazo sobre mortero, 50 mm de espesor0,50

0,40

0,300,80

Acciones variables.Sobrecarga de usoEs el peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio por razn de su uso.La debida a equipos pesados, o a la acumulacin de materiales en bibliotecas, almacenes o industrias, no est recogida en los valores contemplados en este Documento Bsico, debiendo determinarse de acuerdo con los valores del suministrador o las exigencias de la propiedad

Valores de la sobrecargaPor lo general, los efectos de la sobrecarga de uso pueden simularse por la aplicacin de una carga distribuida uniformemente. En comprobaciones locales de capacidades portantes, debe considerarse una carga concentrada actuando en cualquier punto de la zona. Dicha carga se considerara actuando simultneamente con la sobrecarga uniformemente distribuida en las zonas de uso de clientes y no simultanea con ella en el resto de los casos.La carga concentrada se considerara aplicada en una superficie cuadrada de 200 mm en zonas de trafico y aparcamiento y de 50 mm de lado en el resto de casos.

Valores caractersticos de las sobrecargas de uso

Sobrecarga de VientoEl DB SE AE no cubre los efectos dinmicos del viento en las construcciones de esbeltez superior a 6, en las que si deben tenerse en cuenta dichos efectos y tampoco contempla edificios situados en altitudes superiores a 2000 m.La accin del viento, en general una fuerza perpendicular a la superficie de cada punto expuesto, o presin esttica, que puede expresarse como:qe = qb ce cpqb es la presin dinmica del viento. De forma simplificada, como valor en cualquier punto del territorio espaol, puede adoptarse 0,5 kN/m2. O se pueden tener valores ms precisos, tomando valores ms precisos de 0,42 kN/m2, 0,45 kN/m2 y 0,52 kN/m2 para las zonas A, B y c respectivamente del siguiente mapa

ce el coeficiente de exposicin, variable con la altura del punto considerado, en funcin del grado de aspereza del entorno donde se encuentra ubicada la construccin, segn la tabla adjunta En edificios urbanos de hasta 8 plantas puede tomarse un valor constante, independiente de la altura, de 2,0.

cp el coeficiente elico o de presin, dependiente de la forma y orientacin de la superficie respecto al viento, y en su caso, de la situacin del punto respecto a los bordes de esa superficie; un valor negativo indica succin.

Paramentos verticalesTablas para calculo de la sobrecarga de viento

Cubiertas planas

Cubiertas a un agua Direccin del viento -45 45

Cubiertas a un agua Direccin del viento135 225

Cubiertas a un agua Direccin del viento 45 135

Cubiertas a dos agua Direccin del viento -45 45

Cubiertas a dos agua Direccin del viento 45 135

Cubierta a cuatro aguas

Cubierta en diente de sierraDireccin del viento -45 45Los coeficientes de presin para cada faldn se podrn tomar de la tabla relativa a cubierta a un agua, modificndolosde acuerdo con las indicaciones de las figuras a) y b) anteriores.Direccin del viento -45 45En el caso de la figura b) se debern considerar dos situaciones. En la primera el viento ejerce una presinsobre la cubierta del primer faldn a barlovento, y en la segunda la misma cubierta est sometida a una succin del viento.

Cubierta mltiples aguas

direccin del viento -45 < 45Los coeficientes de presin para cada par de faldones se podrn tomar de la tabla relativa a cubiertas a dos aguas, modificndolos de acuerdo con las indicaciones de las figuras a) y b).-En el caso de la figura a) los coeficientes de presin cpe correspondientes a los mdulos extremos se podrn tomar de la tabla relativa a cubiertas a un agua.

Marquesina a un agua

Marquesina a dos agua

Cubierta cilndricaPara 0 < g/d < 0,5, el coeficiente de presin exterior, cpe,10, correspondiente a la superficie A, se obtendr mediante interpolacin lineal.

Para 0,2 f/d 0,3 y g/d 0,5, se adoptar el ms desfavorable de los dos posibles valores del coeficiente de presin exterior, cpe,10, correspondiente a la zona A.

Cubierta esfricacpe,10 es constante a lo largo de cada uno de los arcos del crculo de interseccin entre la esfera y los planos perpendiculares a la direccin del viento.Los valores de cpe,10 a lo largo de los arcos de circunferencia paralelos a la direccin del viento se podrndeterminar mediante interpolacin lineal ente los valores en A, B, C..Para 0

Sobrecarga de NieveEn cubiertas planas de edificios de pisos situados en localidades de altitud inferior a 1000 m, es suficiente considerar una carga de nieve de 1 kN/m2. En otros casos o en estructuras ligeras, sensibles a carga vertical, los valores pueden obtenerse como a partir del valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyeccin horizontal, qn, tomndose:qn = skDonde: es el coeficiente de forma de la cubierta, que toma como valores para un faldn limitado inferiormente por cornisas o limatesas, y en el que no hay impedimento al deslizamiento de la nieve, el factor de forma tiene el valor de 1 para cubiertas con inclinacin menor o igual que 30 y 0 para cubiertas con inclinacin de mayor o igual que 60 (para valores intermedios se interpolar linealmente). Si hay impedimento, se tomar = 1 sea cual sea la inclinacin.En un faldn que limita inferiormente con una limahoya, lo que supone un impedimento al deslizamiento de la nieve, se distinguen dos casos:a) si el faldn sucesivo est inclinado en el mismo sentido, como factor de forma del de encima se tomar el correspondiente a la inclinacin del de debajo.b) si est inclinado en sentido contrario, y la semisuma de las inclinaciones, , es mayor de 30, el factor de forma de ambos ser de 2,0; en cualquier otro caso ser = 1 + /30

sk es el valor caracterstico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal.

En edificaciones protegidas de la accin de viento , la carga de nieve podr reducirse en un 20%. Y si el emplazamiento es fuertemente expuesto el valor deber de aumentarse un 20%.

Aceros en chapas y perfiles Caractersticas mecnicas mnimas de los aceros UNE EN 10025

Las siguientes son caractersticas comunes a todos los aceros:- Mdulo de Elasticidad: E 210.000 N/mm2- Mdulo de Rigidez: G 81.000 N/mm2- Coeficiente de Poisson: 0,3- Coeficiente de dilatacin trmica: 1,210-5 (C)-1- Densidad: 7.850 kg/m3

En caso de emplearse aceros diferentes de los sealados, para garantizar que tienen ductilidad suficiente, deber comprobarse que:- La relacin entre la tensin de rotura y la de lmite elstico no ser inferior a 1,20;- El alargamiento en rotura de una probeta de seccin inicial S0, medido sobre una longitud 5,65 S0 ser superior al 15%; la deformacin correspondiente a la tensin de rotura debe superar al menos un 20% a la correspondiente al lmite elstico.Ejemplo: EN 10025-2: S 275 JR + Z35 + MDonde: S nos indica que es acero de construccin. Caractersticas mecnicas: 275 N/mm2 limite elstico mnimo. Resiliencia: min 27 J min 40 J Temp C JR KR 20 J0 K0 0 J2 K2 -20 Condiciones especiales: Z15 min. 15% reduccin del rea. Z25 min. 25% reduccin del rea.Z35 min. 35 % reduccin del rea. Condiciones de tratamiento: M Laminacin termomecnica. N Laminacin normalizada AR Conformados en fro.

Tornillos, tuercas y arandelasLas caracteristicas mecnicas mnimas de los aceros de los tornillos de calidades normalizadas en la normativa ISO, se resumen en la siguiente tabla.

DurabilidadHa de prevenirse la corrosin del acero mediante una estrategia global que considere en forma jerrquica al edificio en su conjunto (situacin, uso, etc.), la estructura (exposicin, ventilacin, etc.), los elementos (materiales, tipos de seccin, etc.) y, especialmente, los detalles, evitando:La existencia de sistemas de evacuacin de aguas no accesibles para su conservacin que puedan afectar a elementos estructurales.La formacin de rincones, en nudos y en uniones a elementos no estructurales, que favorezcan el depsito de residuos o suciedad.El contacto directo con otros metales (el aluminio de las carpinteras de cerramiento, muros cortina, etc.).El contacto directo con yesos.En el proyecto de edificacin se indicarn las protecciones adecuadas a los materiales para evitar su corrosin, de acuerdo con las condiciones ambientales internas y externas del edificio. A tal fin se podr utilizar la norma UNE-ENV 1090-1: 1997, tanto para la definicin de ambientes, como para la definicin de las especificaciones a cumplir por las pinturas y barnices de proteccin, as como por los correspondientes sistemas de aplicacin.

Pandeo.La inestabilidad es un estado lmite ltimo que puede llegar a producirse en todas aquellas barras que se encuentran solicitadas por esfuerzos axiales de compresin. En una barra determinada, cuando el esfuerzo axial de compresin supera un determinado valor denominado carga critica se produce un fenmeno de inestabilidad denominado pandeo que produce el colapso irreversible de la piezaEs preciso sealar en este momento, para evitar cualquier confusin, las diferencias existentes entre el concepto de flexin de una barra y el de pandeo. Ambos fenmenos se visualizan mediante la curvatura o cambio de curvatura de la barra por lo cual parecen a priori cuestiones similares. No obstante, existen entre ellos dos grandes diferencias. La primera de ellas es que la flexin se produce en la barra desde del primer instante de carga (lgicamente en mayor magnitud cuanto mayor sea la carga) mientras que el pandeo se produce solamente si se supera el lmite de la carga crtica. La segunda es que la curvatura por flexin es estable no implica necesariamente el colapso de la estructura y solamente hay que limitar su magnitud, mientras que el pandeo es inestable y produce irremediablemente el colapso o rotura de la estructuras.

Aptitud al servicio.Flechas:Cuando se considere la integridad de los elementos constructivos, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rgida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinacin de acciones caracterstica, considerando slo las deformaciones que se producen despus de la puesta en obra del elemento, la flecha relativa es menor que:1/500 en pisos con tabiques frgiles (como los de gran formato, rasillones, o placas) o pavimentos rgidos sin juntas;1/400 en pisos con tabiques ordinarios o pavimentos rgidos con juntas;1/300 en el resto de los casos.

Cuando se considere el confort de los usuarios, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rgida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinacin de acciones caracterstica, considerando solamente las acciones de corta duracin, la flecha relativa, es menor que 1/350.

Cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rgida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinacin de acciones casi permanente, la flecha relativa es menor que 1/300.

Las condiciones anteriores deben verificarse entre dos puntos cualesquiera de la planta, tomando como luz el doble de la distancia entre ellos. En general, ser suficiente realizar dicha comprobacin en dos direcciones ortogonales.

En los casos en los que los elementos daables (por ejemplo tabiques, pavimentos) reaccionan de manera sensible frente a las deformaciones (flechas o desplazamientos horizontales) de la estructura portante, adems de la limitacin de las deformaciones se adoptarn medidas constructivas apropiadas para evitar daos. Estas medidas

Desplazamientos horizontalesCuando se considere la integridad de los elementos constructivos, se admite que la estructura global tiene suficiente rigidez lateral, si ante cualquier combinacin de acciones caracterstica, el desplome (vase figura) es menor de:- Desplome total: 1/500 de la altura total del edificio;- Desplome local: 1/250 de la altura de la planta, en cualquiera de ellas.

Cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura global tiene suficiente rigidez lateral, si ante cualquier combinacin de acciones casi permanente, el desplome relativo (vase figura) es menor que 1/250.

En general es suficiente que dichas condiciones se satisfagan en dos direcciones sensiblemente ortogonales en planta.