Cargas

1Estructuras temporalesCO-5023

Acciones sobre las estructuras

Tipos de cargas: por su naturaleza

Permanentes- Peso propio ( concreto encofrado )- Acabados

Temporales- Personas - Equipo ( peso, fuerzas inerciales, etc. )- Concreto fresco- Acopio materiales

Ambientales- Viento- Sismo

2Tipos de cargas: lnea de accin Verticales

- Peso propio del encofrado- Peso del concreto y el refuerzo- Personal construccin- Equipo

Laterales- Empuje del concreto fresco- Fuerzas inducidas por equipo ( arranque,

frenado )- Vaciado del concreto- Soportes inclinados- Viento

Segn tipo de estructura

Para estructuras permanentes se prefiere la clasificacin de las cargas de acuerdo con su naturaleza.

Para estructuras temporales se prefiere la clasificacin de las cargas por su lnea de accin.

3Cargas verticales Peso concreto: 2 400 kg/m ( 23,54 kN/m )

( Incluyendo el refuerzo. Valor usual en diseo )

Peso acero: 7 850 kg/m ( 77,0 kN/m ) Peso encofrado: ~ 20 75 kg/m ( 1,96 7,35 MPa ) Peso madera: ~ 700 1 000 kg/m ( 6,86 9,81 kN ) Cargas concentradas:

Hombre: 100 kg ( 0,98 kN ) Carretilla con hormign: 280 kg rueda ( 2,75 kN )

( de 125 litros ) 25 kg apoyos ( 0,25 kN ) Fuerza producida por tolva con salida 0,1 m y 1 m de

cada libre: 1 000 kg ( 9,81 kN )( esta carga no ser sumada con el peso propio del hormign )

Cargas verticales Segn el art. 2.2.1 ( ACI 347-04), la carga

vertical temporal mnima ( proyeccin horizontal ) para diseo de formaletas de ser:

245 kg/m ( 2,4 kPa ) SIN uso de equipo motorizado 365 kg/m ( 3,6 kPa ) CON uso de equipo motorizado pequeo

4Cargas verticales Para encofrados de losas, segn 2.2.1

(ACI 347), independientemente del espesor de la misma, la suma de la carga vertical permanente y la carga vertical temporal no debe ser menor que:

485 kg/m ( 4,8 kPa ) sin paso de equipo motorizado 610 kg/m ( 6,0 kPa ) con equipo motorizado pequeo

Cargas laterales

Empuje del concreto fresco factores que inciden: Peso del concreto ( valor comn 2 400 kg/m ) Velocidad de colado: a mayor velocidad, mayor

empuje Temperatura del concreto: a menor temperatura,

mayor empuje ( umbral ~ 10C ) Forma de colocar el concreto: la vibracin puede

incrementar el empuje Uso de aditivos ( retardantes, cenizas volantes )

5Cargas laterales El empuje hidrstatico es igual en todas direcciones y

perpendicular a la superficie que confina el lquido

Cargas laterales

Segn ACI 2.2.2, la presin lateral bsica de diseo debe ser:

p = w h ( p = r g h )donde: p= presin lateral, kPa

w= peso unitario del concreto, kN/mr= densidad del concreto, kg/mg= constante gravitacional. 9,8 N/kgh= profundidad del fluido o concreto plstico

desde la cima de la colada hasta el punto en consideracin en la formaleta, m

6Cargas laterales Para encofrados de muros y columnas se

pueden aplicar otras formas de clculo si se cumplen las siguientes condiciones: Concreto con revenimiento igual o menor a 150 mm Vibracin normal interna a profundidad igual o menor

a 1,2 mNomenclatura:

pmax= presin lateral mxima, kPaR = razn de colado, m/hT = temperatura del concreto, CCw = coeficiente de peso unitario, ver tablaCc = coeficiente comp. qumica, ver tabla

Cargas laterales Muros con velocidad de colado inferior a 2 m/h y

una altura inferior a 4,2 m y para columnas:785 R

pmax= Cw Cc 7.2 + ----------- [ kPa ]T + 17,8Valor mx = mn ( 144Cw kPa, rgh ) ColumnasValor mx = mn ( 96Cw kPa, rgh ) Muros

Muros con velocidad de colado inferior a 2 m/h y altura superior a 4,2 m y, para muros con velocidad de colado superior a 2 m/h y una altura inferior a 4,5 m :

1156 244 Rpmax= Cw Cc 7.2 + ------------- + -------------- [ kPa ]T + 17,8 T + 17,8

Valor mx = mn ( 96Cw kPa, rgh )

7Cargas laterales Muros con velocidad de colado inferior a 2 m/h y

una altura inferior a 4,2 m y para columnas:8 R

pmax= Cw Cc 0.073 + ----------- [ kg/cm ]T + 17,8Valor mx = mn ( 1,46Cw kg/cm, rgh ) ColumnasValor mx = mn ( 0,98Cw kg/cm, rgh ) Muros

Muros con velocidad de colado inferior a 2 m/h y altura superior a 4,2 m y, para muros con velocidad de colado superior a 2 m/h y una altura inferior a 4,5 m en [ kg/cm ]:

11,78 2,49 Rpmax= Cw Cc 0.073 + ------------- + --------------T + 17,8 T + 17,8

Valor mx = mn ( 0,98Cw kg/cm, rgh )

Tabla 2.1 del ACI 347

8Tabla 2.2 del ACI 347

Cargas Laterales

9Cargas laterales Nota 1 ( ACI 2.2.2.3 ): si el concreto es

bombeado desde la base del encofrado, el diseo del mismo debe basarse en la presin hidrosttica total ( wh ) ms un 25% para considerar la presin ejercida por la bomba.

Nota 2 ( ACI 2.2.2.4 ): deben tomarse precauciones adicionales y mayores tolerancias cuando se use: vibracin externa (de la formaleta), concretos de retraccin compensada o concretos expansivos. Se pueden presentar presiones mayores a la hidrosttica equivalente.

Cargas laterales Nota 3 ( ACI 2.2.3.1 ): en la construccin de

edificios, para considerar la accin debida al viento, vaciado del concreto, colado inclinado del concreto, equipo ( en cualquier direccin del piso ) debe usarse el mayor de:

150 kg/m ( 1,5 kN/m ) o 2% del peso muerto de la formaleta distribuido

linealmenteaplicado en el borde de la losa.

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Carga lateral ( ambiental ): viento

Se denomina viento al movimiento del aire Tiene su origen en la energa solar pues el calentamiento desigual

de la superficie terrestre provoca zonas de altas y bajas presiones.

Carga lateral ( ambiental ): viento Estructuras temporales

( ACI 2.2.3.2 ) Para reas de formaletas expuestas alos elementos, la carga de viento mnima es:

73 kg/m ( 0,72 kPa )

No obstante, los apoyos ( puntales ) de las paredes deben disearse para una fuerza no menor que 150 kg/m ( 1,5 kN/m ) aplicados en el borde superior de la pared del encofrado

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Carga lateral ( ambiental ): viento Estructuras permanentes

Se aplicarn disposiciones contenidas en:

Reglamento de construcciones ( CFIA INVU )Costa Rica, 1983( Citas: RdC )

Manual de diseo de obras civiles: diseo por vientoComisin Federal de Electricidad ( CFE ) e Instituto de Investigaciones Elctricas ( IIE )Mxico, 1993( Citas: DpV )


Clasificacin de edificios ( RdC XXII.1 ) Grupo A

Gdes. prdidas humanas, econmicaso uso indispensable despus de catstrofe Importancia

Grupo BNormales: edificios, bodegas, etc.

Grupo CConst. aisladas o temporales

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Requisitos generales ( DpV 4.2.a ) Direccin de anlisis: dos horizontales

perpendiculares e independientes. Seguridad contra volcamiento y deslizamiento

F.S. ( Grupo A ) = 2,0 F.S. ( Grupos B y C ) = 1,5

Estructuras temporales ( permanencia igual o menor a seis meses ): velocidad de diseo correspondiente con perodo de retorno de 10 aos.

Mtodos de anlisis: Esttico: estructuras poco sensibles a rfagas Dinmico: H/D alto, perodos largos, prismticos

Carga lateral: viento

Segn DpV

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Velocidad de diseo:Costa Rica no cuenta con mapas oficiales de isotacas.Se debe recurrir a los registros con que cuentenInstituciones pblicas como:

Instituto Meteorolgico Instituto Costarricense de Electricidad

Los registros con los que se cuenta son velocidades deviento medidas, generalmente, a 10 m de altura.


Presin bsica del viento ( RdC XXII.8.1 )q = 0,005 V

Para establecer presiones de viento a alturasdistintas a la de medicin de V:

qz = qh * ( z / h )2*a

donde a es un coeficiente que depende de larugosidad del terreno: a= 0,16 para campo abierto, frente al mar o similares a= 0,28 para ciudades y sitios de rugosidad comparable

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Carga lateral ( ambiental ): viento Si no se dispone de informacin, usar:

Carga lateral ( ambiental ): viento Influencia topografa ( RdC XXII.10.3 )

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Carga lateral ( ambiental ): viento El artculo XXII.10.3 del RdC indica que se deben

aumentar las presiones en 20% si se trata de: la cima de cerro o de un borde de barrancas o de gargantas de cerros ( venturi )

Coeficiente de uso, CuSegn el uso que se dar al edificio y a su importancia, usar:

Grupo Cu

A 1,2B 1,0C 0,7


Presin bsica del viento para diseo:

qd = qdiseo = Cuso * q

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Fuerza debida al viento ( RdC XXII.13 )

Fv = qd Cp A

donde: qd = presin de diseoA = rea expuesta, mCp = factor de forma o

coeficiente de presin, adim.

Carga lateral ( ambiental ): viento Limitaciones anlisis esttico ( DpV 4.8.1 )

Solo para estructuras poco sensibles a accin turbulenta del viento:

H/D 5 ( H= altura y D= dim. mnima en la base ) Perodo fundamental 1 seg.

Para construcciobes cerradas, techos aislados y cubiertas adyacentes puede no calcularse perodo fundamental, si:

H 15 m Planta rectangular o formada por rectngulos H/D 4 const. cerradas y H/D 1 para techos aislados Pend. techo 2 aguas 20 y techos mltiples 60

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Carga lateral ( ambiental ): viento Area expuesta ( RdC XXII.11 )

Cuerpos limitados por superficies planas:A= rea verdadera

Cuerpos de seccin transversal circular o aproximadamente circular:

A= rea proyectada ( al viento ) Banderas y anuncios con telas firmemente fijadas:

A= rea total Banderas y anuncios de telas sueltas:

A= rea total Elementos reticulares, compuestos de perfiles

estructurales o de tubos:A= rea proyectada de barras en plano vertical

Carga lateral ( ambiental ): viento Coeficiente de presin ( factor de forma )

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Carga lateral ( ambiental ): viento Factor de forma ( RdC XXII.12 )

Edificaciones cerradas de paredes planas: Pared frente al vientoPresin 0,8 Pared del fondo.Succin 0,4 Techo frente al viento...1,2 sen A 0,4 Techo de fondo..Succin 0,4

Edificaciones abiertas: Pared frente al vientoPresin 0,8 Pared del fondo.Presin 0,6 Succin 0,4 Paredes de los ladosPresin y succin

alternativas 0,4 Techo frente al viento...Presin 0,8 Techos laterales y de fondo....Succin y presin 0,4 Techos de fondoPresin 0,8

Muros aislados H < 5 B1,2 Muros aislados de alturas

mayores..1,6

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Carga lateral ( ambiental ): viento Factor de forma ( DpV, coeficiente de presin )

para LETREROS Y MUROS AISLADOS

Carga lateral ( ambiental ): viento Cp ( DpV ) para LETREROS Y MUROS AISLADOS

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Factor de forma ( DpV, coeficiente de presin ) para

TECHOS AISLADOS

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Techosaislados

Techosaislados

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para TECHOS AISLADOS


para TECHOS AISLADOS

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