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CARGAS

“AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL PERÚ

CATEDRA : ESTRUCTURAS I.

CATEDRÁTICO : ING. MARIO VELA

TITULO : CARGAS Y METRADO DE CARGAS

AUTORES : FLORES RUIZ, Junior Oswaldo.

RAMÍREZ DAHUA, Diana Carolina.

BERNALES HERNANDEZ Rubén.

FACULTAD : ARQUITECTURA Y URBANISMO

IQUITOS - PERÚ

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ÍNDICE

INTRODUCCION …………………………………………………………….. 4

I CAPITULO

1.1.1 DEFINICION ……………………………………………………… 61.1.1 CONCEPTO ……………………………………………………… 61.2. TIPOS DE CARGAS ……………………………………………………… 71.2.1. CARGAS MUERTAS ……………………………………………………… 71.2.2. CARGAS VIVAS ……………………………………………………… 101.2.3. CARGAS ACCIDENTALES ……………………………………………… 121.2.3.1. CARGAS DE VIENTO …………………………………………….... 121.2.3.2. CARGAS SISMICAS ……………………………………………… 141.2.3.2.1. CUANTIFICACION DE LAS CARGAS SISMICAS ………………. 141.3. CLASIFICACION DE LAS CARGAS ………………………………. 161.3.1. SEGÚN EL TIEMPO DE APLICACIÓN ………………………………. 161.3.1.1. PERMANENTES ………………………………………………………. 161.3.1.2. ACCIDENTALES ………………………………………………………. 161.3.2. SEGÚN SU ESTADO INERCIAL ………………………………………. 171.3.2.1. DINAMICAS ………………………………………………………. 171.3.2.1.1. MOVILES ………………………………………………………. 171.3.2.1.2. DE IMPACTO ………………………………………………………. 171.3.2.1.3. DE RESONANCIA ………………………………………………. 181.3.3. SEGÚN LA UBICACIÓN EN EL ESPACIO ……………………….. 191.3.3.1. CONCENTRADAS ………………………………………………………. 191.3.3.2. DISTRIBUIDAS ………………………………………………………. 191.3.4. SEGÚN LA INTENSIDAD DE LA APLICACIÓN ……………….. 201.3.4.1. DE VIENTO ………………………………………………………………. 201.3.4.2. DE SISMO ………………………………………………………………. 20

II CAPITULO

2.0. COMBINACION DE CARGAS ………………………………………. 222.1. ACCIONES ……………………………………………………………… 232.1.1. CLASIFICACION DE LAS ACCIONES ………………………………. 232.1.1.1. POR SU ORIGEN ………………………………………………………. 232.1.1.2. POR SU NATURALEZA ………………………………………………. 23

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2.1.1.3. POR SU VARIACION EN EL TIEMPO ……………………………… 242.1.1.4. POR SU VARIACION EN EL ESPACIO ……………………………… 242.1.1.5. POR SU RELACIONN CON EL RESTO DE LAS ACCIONES ………. 252.2. DISTRIBUCION Y COMBINACION DE CARGAS ………………. 262.2.1. DISTRIBUCION DE LAS CARGAS VERTICALES ………………. 262.2.2. DISTRIBUCION DE LAS CARGAS HORIZONTALES EN …………….. 26COLUMNAS2.2.3. COMBINACION DE CARGAS PARA DISEÑOS POR ………………. 26ESFUERZOS ADMISIBLES

III CAPITULO3.0. METRADO DE CARGAS ………………………………………………. 283.1. INTRODUCCION ………………………………………………. 283.2. CARGAS DE DISEÑO ………………………………………………. 283.3. PESOS UNITARIOS USADOS ………………………………………. 283.4. METODO DE DISEÑO ………………………………………. 293.5. MATERIALES EMPLEADOS ………………………………………. 303.6. METRADO DE ALIGERADOS ………………………………………. 313.7. METRADO EN VIGAS ………………………………………………. 333.7.1. VIGAS Y VIGUETAS LONGITUDINALES ………………………. 333.7.2. VIGAS Y VIGUETAS TRANSVERSALES ………………………. 333.8. METRADO DE COLUMNAS ………………………………………. 353.9. METRADO DE MURO DE CORTE O PLACA ………………………. 36

ANEXO ……………………………………………………………… 37WEBGRAFIA ……………………………………………………………… 39BIBLIOGRAFIA ……………………………………………………………… 40

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INTRODUCCIÓN

El presente trabajo trata sobre Cargas actuantes en una edificación, entre ellas están las cargas muertas, cargas vivas, cargas sísmicas, cargas de viento. Los diferentes tipos de cargas actuantes y la clasificación de las cargas según su estado, ubicación e intensidad.En el presente trabajo también se habla sobre las combinaciones de cargas, las acciones de las combinaciones de cargas y su distribución.Y para finalizar el trabajo se tocará Metrado de Cargas en vigas, viguetas, columnas y algunos ejemplos.

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I CAPITULO

1.1 CARGAS

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1.1.1. DEFINICIÓN

Fuerzas que resultan del peso de todos los materiales de construcción, peso y actividad de sus ocupantes y del peso del equipamiento. También de efectos ambientales y climáticos tales como nieve, viento, etc.

1.1.2 CONCEPTO

El término carga se refiere a la acción directa de una fuerza concentrada o distribuida actuando sobre un elemento estructural. Las cargas que soporta un edificio se clasifican en muertas, vivas y accidentales (de viento y sísmica). Las cargas siempre ejercen una fuerza descendente de manera constante y acumulativa desde la parte más alta del edificio hasta su base.

1.2 TIPOS DE CARGAS

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1.2.1. CARGAS MUERTAS

Las cargas muertas son aquellas que se mantienen constantes en magnitud y con una posición fija durante la vida útil de la estructura; generalmente la mayor parte de las cargas muertas consiste en 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. La mayoría de las cargas muertas se representan por medio de cargas uniformemente distribuidas sobre las distintas áreas de la estructura pudiendo presentarse casos de cargas lineales (muros divisorios) y concentradas (equipos fijos). También se denominan cargas permanentes. Su símbolo “D”, corresponde a la inicial en inglés de Dead (muerto).

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Las cargas muertas también incluyen el peso de todos los elementos estructurales basados en las dimensiones de diseño (Peso Propio) y el peso permanente de materiales o artículos, tales como: paredes y muros, cielos rasos, pisos, cubiertas, escaleras, equipos fijos y todas las cargas que no son causadas por la ocupación del edificio. Son cargas que tendrán invariablemente el mismo peso y ubicación durante el tiempo de vida útil de la estructura.

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CARGA MUERTA DEL TECHO

CARGA MUERTA DE LOSAS

CARGA MUERTA DE COLUMNAS Y

MUROS

MATERIAL PESO DENSIDAD

Concreto simple 23 kN/m3 2300 Kg/m3

Concreto reforzado 24 kN/m3 2400 Kg/m3

Mampostería de ladrillo 18 kN/m3 1800 Kg/m3

Acero 78 kN/m3 7850 Kg/m3

Madera laminada 6 kN/m3 600 Kg/m3

Madera, densa, seca 7,5 kN/m3 750 Kg/m3

Arena, grava, tierra suelta 16 kN/m3 1600 Kg/m3

Arena, grava compactada 19 kN/m3 1900 Kg/m3

Macadam 22 kN/m3 2200 Kg/m3

Mampostería de piedra 27 kN/m3 2700 Kg/m3

Mortero de pega 21 kN/m3 2100 Kg/m3

 OTRAS CARGAS MUERTAS (Por unidad de área)

Pisos de baldosa de cemento 1,0 kN/m2 100 kgf/m2

Entrepisos de madera 1,2 kN/m2 120 kgf/m2

Cielorrasos de mortero0,8 a 1,0

kN/m280 a 100

kgf/m2

Cielorrasos de madera0,1 a 0,5

kN/m2 10 a 50 kgf/m2

Teja de barro con mortero 0,75 kN/m2 75 kgf/m2

Placa ondulada a-c 0,18 kN/m2 18 kgf/m2

1.2.2. CARGAS VIVAS

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Las cargas vivas son cargas no permanentes producidas por materiales o artículos, e inclusive personas en constante movimiento. Las cargas vivas son producidas por el uso y ocupación de la edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como viento, sismo, ni la carga muerta. Consta principalmente de cargas de ocupación en edificios, estas pueden estar aplicadas parcial o totalmente o no estar presentes y también es posible cambiarlas de ubicación. Su magnitud y distribución son inciertas en determinado momento, y además sus máximas intensidades a lo largo de la vida útil de la estructura no se conocen con precisión. Son cargas variables en magnitud y posición debidas al funcionamiento de la estructura.

Usualmente esas cargas incluyen un margen para tener una protección contra deflexiones excesivas o sobrecargas repentinas. Se supone que los pisos de edificios están sometidos a cargas vivas uniformes, que dependen del propósito para el cual el edificio es diseñado. Ellos incluyen márgenes contra la posibilidad

de sobrecarga debido a cargas de construcción y requisitos de servicio.

Las cargas vivas, a veces también se conoce como cargas probabilísticos incluyen todas las fuerzas que son variables dentro del ciclo de funcionamiento normal del objeto sin incluir la construcción o cargas ambientales.

Su magnitud y localización pueden ser variables y pueden ser:

1. Verticales: Tales como cargas determinadas por la ocupación de una edificación o cargas vehiculares dinámicas.

2. Laterales: Tales como acumulación de tierra o acumulación de materiales.

No deben ser incluidas en las cargas ambientales tales como el viento, sismo, o la carga muerta. Otras cargas vivas son definidas por:

a. Materiales, equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta.

b. Durante la vida de la estructura las causadas por objetos móviles y por las personas que tengan acceso a ellas.

Las cargas Vivas 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 específica.:

S.I. MKS

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Vivienda 1,8 kN/m2 180 kgf/m2

Oficinas 2,0 kN/m2 2 200 kgf/m2

Escaleras 3,0 kN/m2 300 kgf/m2

Salones de reunión: 3,0 kN/m2 300 kgf/m2 (fijos)

5,0 kN/m2 500 kgf/m2 (sin fijar)

Hospitales: 2,0 kN/m2 2 200 kgf/m2 (cuartos)

4,0 kN/m2 400 kgf/m2(sala operaciones)

Coliseos 4,0 kN/m2 400 kgf/m2 (gradería)

5,0 kN/m2 500 kgf/m2 (escaleras)

Garajes 2,5 kN/m2 250 kgf/m2 (autos)

Hoteles 2,0 kN/m2 200 kgf/m2

Escuelas, univ.: 2,0 kN/m2 200 kgf/m2

Bibliotecas: 2,0 kN/m2 200 kgf/m2 (lectura)

5,0 kN/m2 500 kgf/m2 (estante)

1.2.3. CARGAS ACCIDENTALES

1.2.3.1 CARGAS DE VIENTO

Las cargas de viento son las fuerzas ejercidas por la energía a cinética de una masa de aire en movimiento, suponiendo que provenga de cualquier dirección horizontal. La estructura, los componentes y el revestimiento de un edificio deben diseñarse para resistir el deslizamiento, el levantamiento o el vuelco inducidos por el viento.

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Barlovento

Sotavento

El viento ejerce una presión positiva en sentido horizontal sobre las superficies verticales de barlovento de un edificio y en sentido normal a las superficies de los techos de barlovento que tengan una inclinación mayor que 30°.

El viento ejerce una presión negativa o succión en lados y en las superficies de sotavento y en dirección normal a las superficies del techo de barlovento que tengan una inclinación menor que 30º.

• La presión de viento de diseño es un valor mínimo de diseño de la presión estática equivalente sobre las superficies exteriores de una estructura que resulta de una velocidad crítica del viento, igual a una presión de referencia del viento que se mide a una altura de 10 m (33’) modificada por varios coeficientes que toman en cuenta los efectos de las condiciones de exposición, la altura del edificio, las ráfagas del viento y la geometría y orientación de la estructura con respecto al flujo de aire incidente.

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• Un factor de amplificación puede aumentar los valores de diseño del viento o de las fuerzas sísmicas en un edificio debido a su ocupación grande, su contenido potencialmente peligroso, o su naturaleza esencial ante un huracán o un sismo.

• La vibración se refiere a las rápidas oscilaciones de un cable flexible o de una estructura de membrana causadas por los efectos aerodinámicos del viento.

LOS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA MAGNITUD DE ESTA CARGA SON:

Velocidad del viento. Variación con la altura. Magnitud de las ráfagas. Las condiciones locales de la superficie del terreno circunvecino. La forma de la superficie expuesta al viento.

1.2.3.2 CARGAS SISMICAS

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Las cargas sísmicas son cargas inerciales causadas por movimientos sísmicos, estas pueden ser predichas teniendo en cuenta las características dinámicas del terreno, de la estructura (amortiguamiento, masa y rigidez) y las aceleraciones esperadas. Son cargas dinámicas que también pueden ser aproximadas a cargas estáticas equivalentes. Los edificios pueden utilizar este procedimiento cuasi-estático, pero también se puede utilizar un análisis modal o dinámico. Los sismos producen cargas sobre una estructura por medio de la interacción del movimiento del suelo y las características de respuesta de la estructura. Esas cargas resultan de la deformación en la estructura causada por el movimiento del suelo y la resistencia lateral de ésta. Sus magnitudes dependen de la velocidad y tipo de aceleraciones del suelo, así como de la masa y rigidez de la estructura.

1.2.3.2.1 CUANTIFICACIÓN DE LA CARGAS SÍSMICAS

La estructura de un edificio debe resistir al mismo tiempo acciones diferentes como es el caso del peso propio, el sobrepeso de la ocupación, el viento. Las particularidades de las acciones de un sismo hacen difícil conjugar un cálculo con todas las acciones al mismo tiempo, por lo que en el cálculo se suelen utilizar como cargas sísmicas unas cargas convencionales que producirían sobre el edificio los mismos daños que el terremoto. Estas cargas sísmicas se suelen calcular generalmente de dos modos:

Por fuerzas estáticas equivalentes: Se establece sobre la estructura un sistema de fuerzas puras que son equivalentes a soportar un sismo. Generalmente son fuerzas horizontales situadas en el centro de masas de

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cada planta. Es el método más sencillo y el que se suele utilizar mayoritariamente

Por consideraciones energéticas: Se establece sobre la estructura una transmisión de energía que es equivalente a soportar un sismo. Es un cálculo más complejo y menos utilizado, pero permite el cálculo de sistemas estructurales y tipos de sismo cuyo comportamiento no se adecúa bien a sistemas de fuerzas estáticas

El dimensionamiento de las cargas sísmicas para una estructura determinada depende principalmente de:

El terremoto de proyecto según el que se espere en la zona en la que se sitúe el edificio. Normalmente las normativas definen el terremoto de proyecto a través de su aceleración sísmica

El tipo de suelo sobre el que se sitúa el edificio. Los terrenos demasiado blandos amplifican las vibraciones del suelo

La distribución de masas del edificio. Al ser un sismo en esencia un movimiento, los daños en el edificio se forman debido a la inercia que intenta mantener al edificio en su estado original. La inercia depende directamente de la masa, por lo que a mayor masa mayores cargas sísmicas

Las características de las ondas de gravedad del maremoto esperable en la zona del edificio.

1.3. CLASIFICACION DE LAS CARGAS

1.3.1. SEGÚN EL TIEMPO DE APLICACIÓN

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1.3.1.1 PERMANENTES

Son las que duran toda la vida útil de la estructura, comprende el peso propio de la estructura y el todas las partes rígidas de la construcción: estructura, instalaciones, cerramientos, revestimientos, etc.

1.3.1.2 ACCIDENTALES:

Son aquellas cuya magnitud y/o posición puede variar a lo largo de la vida útil de la estructura, actúan de forma transitoria: viento, personas, nieve, muebles,

terremotos, etc.

1.3.2 SEGÚN SU ESTADO INERCIAL

1.3.2.1 DINÁMICAS

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Son las que varían rápidamente en el tiempo. En todos los casos son las que durante el tiempo que actúan están en estado de movimiento (inercial) considerable. En las cargas dinámicas encontramos las cargas Móviles y De impacto

1.3.2.1.1 MOVILES

Son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es perpendicular a la dirección en que se produce la carga.

Ejemplos: desplazamiento de un vehículo; desplazamiento de una grúa móvil sobre sus rieles; desplazamiento de un tren sobre sus rieles.

1.3.2.1.2 DE IMPACTO

Son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es coincidente con la dirección en que se produce la carga. Se caracterizan por un tiempo de aplicación muy breve (instantánea).

Ejemplos: choque de un vehículo; movimiento sísmico; publico saltando sobre gradas en estadios deportivos; acción de frenado (sobre paragolpes en estación terminal de trenes); etc.

Todas las estructuras son en cierta medida elásticas, en el sentido que poseen la propiedad de deformarse bajo la acción de las cargas y de volver a su posición normal luego de desaparecer dicha acción.

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Como consecuencia, las estructuras tienden a oscilar.

1.3.2.1.3 DE RESONANCIA

Este efecto se explica mediante la teoría que plantea que todas las estructuras son en cierta medida elásticas, poseen la propiedad de deformarse bajo la acción de las cargas y de volver a su posición inicial una vez desaparecida la misma; como consecuencia de su elasticidad, las estructuras tienden a oscila.

Cuando una carga dinámica actúa en una estructura, esta variación rítmica puede coincidir con el periodo fundamental de la misma (o con un múltiple de este), la estructura oscila con amplitud creciente y como consecuencia aumentan las deformaciones hasta su eventual rotura.

Las cargas resonantes se caracterizan por sus variaciones rítmicas.

Ejemplo: el tirón rítmico de un campaneo origina una carga resonante, ya que una fuerza relativamente pequeña aplicada rítmicamente durante un tiempo prolongado produce efectos crecientes : una fuerza pequeña rítmica puede provocar el giro de una campana de varia toneladas.

1.3.3 SEGÚN LA UBICACIÓN EN EL ESPACIO

1.3.3.1 CONCENTRADAS:

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Son las que actúan sobre una superficie muy reducida con respecto a la total: una grúa sobre la vía, anclaje de un tensor.

1.3.3.2 DISTRIBUIDAS

Son aquellas que mantienen el mismo valores toda su expansión,: el peso propio de una losa, el público en una sala de espectáculos, etc.

1.3.4. SEGÚN LA INTENSIDAD DE LA APLICACIÓN

1.3.4.1 DE VIENTO

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Es una carga difícil de determinar, depende de la velocidad, ubicación geográfica, altura y forma de la construcción.

1.3.4.2 DE SISMO

Son vibraciones simultáneas en forma vertical y horizontal (más intensas), se transmite a través de las fundaciones.

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II CAPITULO

2.0. COMBINACION DE CARGAS

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Una combinación de carga se produce cuando más de un tipo de carga actúa sobre la estructura. Los códigos de diseño especifican generalmente una variedad de combinaciones de carga junto con los factores de carga para cada tipo de carga con el fin de garantizar la seguridad de la estructura en diferentes escenarios de carga máximos esperados. Por ejemplo, en el diseño de una escalera, un factor de carga muerta puede ser 1,2 veces el peso de la estructura, y un factor de carga en vivo puede ser 1,6 veces el máximo de espera de carga en vivo. Estos dos "cargas factorizadas" se combinan para determinar la "fuerza necesaria" de la escalera.

La razón de la disparidad entre los factores de carga muerta y carga viva, y por lo tanto la razón de las cargas se clasifican inicialmente como muerto o vivo es porque mientras que no es razonable esperar que un gran número de personas que asciende la escalera a la vez, es menos probable que la estructura experimentará un gran cambio en su carga permanente.

Los estados de carga se definen como las posibles cargas que se presentan durante la vida útil de la estructura.  Existen estados de carga del uso normal de la estructura, cargas muertas y vigas; estados de carga temporales como aquellas de viento, sismo, o la misma construcción.

El cómo combinar las cargas en un estado de cargas depende de estudios probabilísticas en los cuales se tiene en cuenta la probabilidad de ocurrencia simultanea de estas.

Debemos tener en cuenta, que dentro de un estado carga dado, existe la posibilidad de que la posición de la carga (en este caso viva) produzca efectos críticos en la estructura, inclusive mayores a los que si la carga se considere actuando en la totalidad de esta.

Como ejemplo podemos ver en la siguiente viga que colocando la carga viva en diferentes posiciones y no en toda la luz podemos producir efectos máximos de momentos positivos en el centro de la luz. 

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2.1. ACCIONES

Se denomina acción a cualquier causa capaz de producir estados tensionales en una estructura, o modificar los existentes.

2.1.1. CLASIFICACIÓN DE LAS ACCIONES

Las acciones sobre una estructura pueden clasificarse de acuerdo con origen, su naturaleza, su Variación en el tiempo, su variación en el espacio y por su relación con el resto de las que actúan Sobre la estructura.

2.1.1.1. POR SU ORIGEN

Atendiendo a su naturaleza una acción puede ser:

GRAVITATORIA: Cuyo origen es el campo gravitatorio terrestre (peso propio, carga muerta, Empujes del terreno o de fluidos, etc.).

CLIMÁTICA: Cuyo origen se encuentra en el clima (acción térmica y acción del viento).

REOLÓGICA: Son las acciones que se producen debido a las deformaciones que experimentan algunos materiales en el transcurso del tiempo por retracción, fluencia bajo carga u otras causas.

SÍSMICA: Son aquellas producidas por la aceleración que experimenta la masa de la estructura y del terreno de cimentación durante el terremoto.

2.1.1.2. POR SU NATURALEZA

De acuerdo con este criterio las acciones pueden ser:

DIRECTAS: Aquellas que se aplican directamente sobre la estructura como, por ejemplo, el peso propio, la carga muerta y la sobrecarga de uso.

INDIRECTAS: Son las debidas a deformaciones o aceleraciones impuestas que, indirectamente, dan lugar a la aparición de tensiones en el material de la estructura. Ejemplos de estas acciones son los efectos de las variaciones de temperatura, los asientos de la cimentación, las acciones reológicas, las sísmicas, etc.

2.1.1.3. POR SU VARIACIÓN EN EL TIEMPO

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Según su variación en el tiempo, tomando como referencia la vida útil de la estructura, las Acciones se clasifican en:

PERMANENTES G: son las que actúan durante toda la vida útil y son constantes en magnitud y posición. El peso propio, la carga muerta y el empuje de tierras son ejemplos de cargas permanentes.

PERMANENTES DE VALOR NO CONSTANTE G: son las que, actuando durante toda la vida útil de la estructura, su valor varía a lo largo de aquella. Un ejemplo de acción permanente de valor no constante es la producida por la retracción

VARIABLES Q: son las acciones que se producen con frecuencia a lo largo de la vida útil de la estructura y cuyos valores presentan gran dispersión. Las sobrecargas de uso o de tráfico y las climáticas son acciones variables.

ACCIDENTALES A: Son aquellas cuya probabilidad de actuar sobre la estructura es muy pequeña, por ejemplo impactos, explosiones, avalanchas, tornados.

SÍSMICAS AS: Son las producidas por un terremoto. Aunque suelen considerarse dentro delas acciones accidentales, reciben a veces un tratamiento diferente.

Si en lugar de la vida útil de la estructura, se toma como referencia el periodo del primer modo propio de la estructura podemos distinguir entre:

CARGAS ESTÁTICAS: aquellas cuya variación en el tiempo tiene un periodo muy superior al primer modo propio de la estructura.

CARGAS DINÁMICAS: aquellas cuya variación en el tiempo tiene un periodo del mismo orden de magnitud que el primer modo propio de la estructura.

2.1.1.4. POR SU VARIACIÓN EN EL ESPACIO

Según la variación de las acciones en el espacio, ´estas se clasifican en:

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FIJAS: Se aplican siempre en la misma posición y con la misma dirección y sentido (p. ej.: el peso propio, el anclaje del cable de un ascensor).

LIBRES: La dirección, el sentido y/o la posición en la que se aplican pueden variar. (p. ej.: el carro de la instrucción de puentes).

2.1.1.5. POR SU RELACIÓN CON EL RESTO DE ACCIONES

Examinando las posibles relaciones que pueden existir entre dos acciones, clasificamos las mismas en:

ACCIONES COMPATIBLES: diremos que dos acciones son compatibles entre sí cuando lo es, físicamente, la actuación de una, otra o ambas simultáneamente (p. ej.: la acción del viento y la sobrecarga de uso).

ACCIONES INCOMPATIBLES: diremos que dos acciones son incompatibles entre sí cuando no es posible su actuación simultánea

(p. ej.: La actuación de un puente grúa simultáneamente en dos posiciones distintas).

ACCIONES SINCRONICAS: diremos que la acción a es sincrónica con la acción b cuando la actuación de a implica, físicamente, la actuación de b

(p. ej.: la carga de frenado de un puente grúa será sincrónica con la acción del peso del mismo puente grúa).

2.2 DISTRIBUCION Y COMBINACIÓN DE CARGAS

2.2.1 DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS VERTICALES

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La distribución de las cargas verticales a los elementos de soporte se establece sobre la base de un método reconocido de análisis o de acuerdo a sus áreas tributarias.Se tiene en cuenta el desplazamiento instantáneo y diferido de los soportes cuando ellos sean significativos.

2.2.2 DISTRIBUCIÓN DE CARGAS HORIZONTALES EN COLUMNAS, PÓRTICOS Y MUROS

Se supondrá que las cargas horizontales sobre la estructura son distribuidas a columnas, pórticos y muros por los sistemas de pisos y techo que actúan como diafragmas horizontales. La proporción de la carga horizontal total que resistirá cualquier columna, pórtico ó muro se determina sobre la base de su rigidez relativa, considerando la excentricidad natural y accidental de la carga aplicada.

Cuando la existencia de aberturas, la excesiva relación largo/ancho en las losas de piso ó techo o la flexibilidad del sistema de piso ó techo no permitan su comportamiento como diafragma rígido, la rigidez de cada columna y muro estructural se toma en cuenta las deflexiones adicionales de piso mediante algún método reconocido de análisis.

2.2.3 COMBINACIÓN DE CARGAS PARA DISEÑOS POR ESFUERZOSADMISIBLES

Excepto en los casos indicados en las normas propias de los diversos materiales estructurales, todas las cargas consideradas en la presente Norma se considera que actúan en las siguientes combinaciones, la que produzca los efectos más desfavorables en el elemento estructural considerando, con las reducciones, cuando sean aplicables.(1) D(2) D + L(3) D + (W ó 0,70 E)(4) D + T(5) _ [D + L + (W ó 0,70 E)](6) _ [D + L +T](7) _ [D + (W ó 0,70 E) + T](8) _ [D + L + (W ó 0,70 E) + T]21Donde:D = Carga muerta, L = Carga viva, W = Carga de viento, E = Carga de sismoT = Acciones por cambios de temperatura, contracciones y/o deformaciones diferidas en los materiales componentes, asentamientos de apoyos o combinaciones de ellos.

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III CAPITULO

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3.0 METRADO DE CARGAS

3.1 Introducción

Para realizar el análisis estructural es necesario determinar las cargas que actúan sobre la estructura tanto la carga muerta (CM) que incluye el peso propio de la misma así como tabiques y otros elementos que se supone soporta la estructura de manera permanente así como la carga viva (CV) que puede ser el peso de los ocupantes, muebles, equipos, etc..

A continuación se presenta el desarrollo del metrado de cargas.

3.2. CARGAS DE DISEÑO.

Las cargas de gravedad y de sismo que se utilizaron para el análisis estructural del edificio y en el diseño de los diferentes elementos estructurales, cumplen con la Norma Técnica de Edificaciones E-020 Cargas (N.T.E. E-020) y con la Norma Técnica de Edificaciones E-030 Diseño Sismo-resistente (N.T.E. E-030).

3.3 PESOS UNITARIOS USADOS.

Para realizar el metrado de cargas muertas se definen los siguientes pesos unitarios de los materiales usados:

- Concreto Armado 2400 kg/m3- Albañilería de unidades huecas (tabiques) 1350 kg/m3- Albañilería de unidades solidas 1800 kg/m3- Aligerado convencional (h = 20 m.) 300 kg/m2- Losa maciza (h = 0.20 m.) 480 kg/m2- Losa maciza (h = 0.15 m.) 360 kg/m2- Piso terminado 100 kg/m2

Para la carga viva se toma en cuenta la norma de cargas E-020 la cual establece lo siguiente:

- Viviendas 200 kg/m2- Corredores y Escaleras 200 kg/m2- Techos 100 kg/m2

A continuación se muestra el metrado de algunos elementos estructurales.

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3.4 MÉTODO DE DISEÑO.

Los elementos de concreto armado se diseñaron con el Diseño por Resistencia, o también llamado Diseño a la Rotura. Lo que se pretende es proporcionar a los elementos una resistencia adecuada según lo que indique la N.T.E E-060, utilizando factores de cargas y factores de reducción de resistencia.

Primero se tiene de un metrado las cargas de servicio, las cuales se amplifican mediante los llamados factores de carga. Luego se aplica las siguientes combinaciones de cargas:

U = 1.5 x CM + 1.8 x CVU = 1.25 (CM + CV) ± CSU = 0.9 x CM ± CS

Donde:

U: resistencia requerida o resistencia últimaCM: carga muertaCV: carga vivaCS: carga de sismo

Estas combinaciones se encuentran especificadas en la N.T.E. E-060 en el acápite 10.2.1 y de esta manera se está analizando la estructura en su etapa última.

La resistencia de diseño proporcionada por un elemento deberá tomarse como la resistencia nominal (resistencia proporcionada considerando el refuerzo realmente colocado) multiplicada por un factor φ de reducción de resistencia, según el tipo de solicitación a la que esté sometido el elemento.

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3.5 MATERIALES EMPLEADOS.

Los materiales utilizados en la construcción de los elementos estructurales son:

Concreto Armado: es el concreto que tiene acero de refuerzo distribuido en el elemento para que pueda resistir los esfuerzos a los que se encuentre sometido. Las propiedades varían de acuerdo al tipo de concreto y acero, para este edificio se utilizó:

Resistencia a la compresión: f'c = 210kg/cm2Módulo de Poisson: ν = 0.15Módulo de Elasticidad: Ec =15,000 √f'c kg/cm2 =217,371kg/cm2

Acero de Refuerzo: debido a que el concreto tiene poca resistencia a la tracción se coloca acero en el concreto para que soporte estas tracciones, además contribuye a resistir la compresión y corte. El acero que se usa son barras de acero corrugado de Grado 60. Las principales propiedades de estas barras son las siguientes:

Límite de Fluencia: fy = 4,200 kg/cm2Módulo de Elasticidad: Es = 2'000,000 kg/cm2

Normas Empleadas.

El análisis y diseño estructural se realizó conforme se indica en las siguientes normas, contenidas en el Reglamento Nacional de Construcciones:

− Norma Técnica de Edificación E-020 “CARGAS”.− Norma Técnica de Edificación E-030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”− Norma Técnica de Edificación E-050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”.− Norma Técnica de Edificación E-060 “CONCRETO ARMADO”.

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3.6 METRADO DE ALIGERADOS.

En el piso típico se tiene siete tipos de viguetas, a manera de ejemplo se toma una vigueta entre los ejes 4 y 5 la cual está compuesta por tres tramos y tiene una carga concentrada en el primer y tercer tramo como resultado de un tabique perpendicular a esta. La vigueta en mención se observa en la figura

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La Tabla 5 muestra el metrado de la vigueta.

La figura 7 presenta un resumen del metrado de cargas.

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3.7 METRADO EN VIGAS.

Para el metrado de las vigas se deben considerar las cargas provenientes de las losas que se apoyan sobre esta, así como las que actúan directamente sobre las vigas como son el peso propio y los tabiques.

La viga que se escoge como ejemplo para el metrado de cargas es la V-104 (0.25x0.50m.) del piso típico ubicada en el eje 3, la misma que se muestra en la figura 8 en donde también se aprecia su área tributaria.

3.7.1 VIGAS Y VIGUETAS LONGITUDINALES.

• Vigas de ejes 2 y 8 (zona límite entre zona de butacas y pasadizo).

CM = 5*1.375 = 6.9 kg/mCV = 30*1 = 30 kg/mCarga puntual por reflectores de luz:CMRF = 12 kg

• Viguetas comprendidas entre los ejes 1 y 2, 8 y 9 (zona del pasadizo).

CM = 5*1.9 = 9.5 kg/mCV: no se considera por tratarse de una parte que sólo soportará laCobertura.Carga puntual por reflectores de luz:CMRF = 12 kg

3.7.2 VIGAS Y VIGUETAS TRANSVERSALES.

• Ejes: A-H.

CM = 5*1.8 = 9 kg/mCV = 30*1 = 30 kg/mCarga puntual por reflectores de luz:CMRL = 12 kg

A la carga muerta de la segunda, cuarta y quinta vigueta o vigas de soporte lateral de la zona del escenario se le adicionará el peso de las cortinas. El cualVaría es de 8 kg/m.

CMC = 8 kg/m.

No se considerará carga viva para las 3 primeras viguetas de la zona de antesala y escenario por encontrarse en una zona muy curva. Esto porque será muy poco probable que alguna persona transite.

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Tabla 6. Metrado de cargas muertas.

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3.8 METRADO DE COLUMNAS.

El metrado de cargas de las columnas al igual que el de las vigas, se realiza trasmitiendo las cargas existentes en su área tributaria como son la losa aligerada, vigas, tabiques y piso terminado hacia la columna incluyendo su peso propio.

Como ejemplo vamos a realizar el metrado de cargas de la misma columna a la cual le realizamos un pre dimensionamiento, pero ahora lo desarrollamos de manera más detallada. La columna mencionada es la ubicada entre los ejes B y 3 y se observa en la figura 5 donde se resalta su área tributaria.

En las Tabla 8 y 9 se presentan los metrado de cargas tanto para el último piso como para el piso típico respectivamente.

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3.9 METRADO DE MUROS DE CORTE O PLACAS.

Al igual que las columnas en este caso se lleva a las placas todas las cargas ubicadas dentro del área tributaria de las mismas sumándoles además su peso propio.

Las cargas a considerar también son el de la losa aligerada, piso terminado, las vigas, y los tabiques.

La placa que se tomará como ejemplo es la ubicada en el eje C entre los ejes 2 y 3, la cual se muestra en la figura 10 así como su área tributaria.

En las tablas 11 y 12 se presentan los metrados de cargas tanto para el último piso como para el piso típico respectivamente.

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ANEXOS

BAJADA DE CARGAS

CARGAS DE VIENTO

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CARGAS SISMICAS

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WEBGRAFIA

http://www.igooh.com/notas/como-actua-la-fuerza-sismica-sobre-un-edificio/ http://www.um.edu.ar/um/fau/estructura5-anterior/CARGAS.htm http://www.elconstructorcivil.com/2013/07/edificios-cargas-de-viento.html http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%202/

Evaluacion%20de%20las%20fuerzas%20sismicas.htm http://books.google.es/books?

id=OzfgDJMEaqMC&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=false http://www.iturribizia.com/descargas/propios/comb_acciones.pdf http://www.arqhys.com/casas/cargas.html http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/publicom/04-Seccion_3.pdf

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BIBLIOGRAFIA

Diseño estructural en arquitectura – Arq. Gloria Diez REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

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