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INSTRUCCIONES DE TAREA ACADMICA NRO 02

INSTRUCCIONES

1. Lee detenidamente la tarea planteada, analice, y desarrolle lo solicitado.

2. Realice el desarrollo paso a paso de lo propuesto. 3. Presente el trabajo en forma digital a travs del aula virtual.

Realizar un Resumen Monogrfico de las lecturas al final de las instrucciones.

INSTRUCCIONES

A continuacin se indica la estructura que debe considerar para elaborar la monografa indicada. NOTA: Realice una Sntesis de los textos adjuntos con la siguiente estructura.

Estructura de la monografa: Portada: en esta parte se incluyen la Institucin y Facultad, ttulo, el autor(es), Asesor (es), la

materia a la que corresponde, la ciudad y la fecha. ndice: ttulos y subttulos con las pginas donde comienzan. Resmen y abstract: Debe ser lo ms breve posible, pero lo bastante extenso como para exponer

el ttulo, objetivo de estudio, los temas importantes de los fundamentos, el mtodo que se utiliz, las conclusiones sobresalientes. Mencionar las palabras clave y no debe ser ms de una pgina.

Introduccin: donde se indica el tema, justificacin, objetivos, otros elementos que tienen que ver con aspectos introductorios del tema y estructura del marco terico.

Cuerpo o Desarrollo: Es en esencia el fundamento lgico del trabajo de investigacin. Se presenta abarcando ttulos y subttulos. Es la parte central de la investigacin, aqu se desarrolla el marco terico cientfico producto de la recopilacin de informacin; ste debe estar descrito en funcin a la metodologa expresada en el plan de investigacin, teniendo en cuenta lo que se propone en los

objetivos, buscando lograr el propsito central. Conclusiones: expresa un nivel de sistematizacin, sntesis o concrecin analtica de la

investigacin, expresada en relacin a los objetivos propuestos dando respuesta a lo planteado. Son alcances cientficos y aportes personales del investigador Se resume la investigacin sin agregar nuevos datos.

Bibliografa: La bibliografa debe incluir todas las obras consultadas realmente, citadas o no citadas directamente en el trabajo. La bibliografa debe hacerse de acuerdo a las Normas de Vancouver.

Anexos: incluye todos aquellos documentos complementarios utilizados en el trabajo, cuya autora pertenece a otros. Estn Constituidos por los cuadros estadsticos, mapas, organizadores visuales y otros medios que se refieran en el cuerpo de la monografa.

TEMAS A TRATAR EN EL CUERPO O CONTENIDO.

PRINCIPALES SISTEMAS DE MATERIALES

ESPECIFICACIONES PARA CARGAS DE DISEO

NOTA: A continuacin se muestran las lecturas, complemente con

imgenes y con anexos muy relacionados con los temas tratados, todo

ello debe de estar en un solo archivo .docx o .pdf.

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LECTURA SELECCIONADA Nro. 6:

PRINCIPALES SISTEMAS DE MATERIALES

Una estructura est formada generalmente por un arreglo de elementos bsicos

como los descritos anteriormente. El arreglo debe aprovechar las caractersticas

peculiares de cada elemento y lograr la forma ms eficiente del sistema estructural

global, cumpliendo con las restricciones impuestas por el funcionamiento de la

construccin y por muchos otros aspectos.

Conviene hacer algunas consideraciones iniciales acerca de ciertas caractersticas

deseables de los sistemas estructurales. De manera semejante de lo que se

estableci para los materiales y elementos, las caractersticas estructurales ms

importantes de un sistema estructural son su resistencia, rigidez y ductilidad. El

sistema debe poder resistir de manera eficiente las diversas condiciones de carga a

las que puede estar sometida la estructura y poseer rigidez para diferentes

direcciones en que las cargas pueden actuar, tanto verticales como horizontales.

Conviene que posea ductilidad, en el sentido de que no baste que se alcance un

estado lmite de resistencia en una sola seccin para ocasionar el colapso brusco de

la estructura, sino que esta posea capacidad para deformarse sosteniendo su carga

mxima y, posea una reserva de capacidad antes del colapso. A este respecto hay

que recalcar las ventajas de la hiperestaticidad del sistema. Mientras mayor es el

grado de hiperestaticidad, mayor es el nmero de secciones individuales que tienen

que llegar a su mxima capacidad antes de que se forme un mecanismo; esto

siempre que los modos de falla que se presenten sean dctiles y que las secciones

tengan suficiente capacidad de rotacin.

1. Sistemas formados por barras

Con arreglos de barras pueden formarse esquemas estructurales muy diversos,

de los cuales pude hacerse una primera subdivisin entre arreglos triangulares,

tipo armadura, y arreglos tipo marco. En los primeros las cargas externas se

resisten esencialmente por fuerzas axiales en los miembros. En los arreglos no

triangulados, o tipo marco, la transmisin de las cargas implica la aparicin de

flexin y cortante. Tambin puede hacerse una distincin entre los sistemas

bidimensionales, o aquellos que pueden considerarse compuestos por

subsistemas ms bidimensionales factibles de analizarse en forma

independiente, y los sistemas que solo pueden analizarse como tridimensionales.

Otro aspecto importante es diferenciar el comportamiento estructural de losa

apoyo, es el tipo de unin entre las barras, que puede ser apoyo simple,

articulacin o nodo rgido capaz de transmitir momentos.

La armadura plana es un sistema formado por barras rectas articuladas en sus

extremos y arregladas de manera que formen tringulos cuya alta rigidez para

fuerzas en su plano hace que las cargas exteriores se resistan exclusivamente

por fuerzas axiales en los elementos. El sistema sirve, igual que la viga, para

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transmitir a los apoyos cargas transversales y puede visualizarse de hecho como

una viga de alma abierta en que el momento flexionante en cada seccin se

equilibra, no a travs de variacin continua de esfuerzos normales, las cuerdas

superior e inferior. La fuerza cortante se equilibra por fuerzas axiales en los

elementos diagonales y verticales. El material se aprovecha de manera

sumamente eficiente en las armaduras, debido a que todos los elementos estn

sujetos a cargas axiales que son, adems uniformes en toda su longitud, Esto

aunado a sus claros grandes. En los arreglos triangulares tipo armadura lo ms

recomendable es que las barras que estn sujetas a compresin deben ser lo

ms corto posible para evitar de esta manera los esfuerzos de pandeo y pandeo

local, involucrados con la compresin, no sucediendo lo mismo para los

elementos en tensin, donde la longitud relativamente no es importante.

Figura N 30. Pandeo local del tubo

Fuente: Luis Miguel Pineda Coronel

Se muestra la prueba de carga en tubo cuadrado, en el cual se aprecia el

pandeo local

En la prctica, el tipo de conexin que se emplea para la mayora de materiales

y procedimientos constructivos es el ms cercano a un nodo rgido que a una

articulacin, de manera que estos sistemas deberan modelarse ms

rigurosamente como arreglos triangulares de barras conectadas rgidamente. Sin

embargo, por el arreglo triangular de las barras y por estar la mayor parte de las

cargas aplicadas en los nodos, los momentos flexionantes que se introducen son

en general pequeos y las diferencias con respecto a los resultados de un anlisis

considerando los nodos articulados son despreciables. Por tanto, es vlida la

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idealizacin como armadura, con lo que el anlisis resulta mucho ms sencillo y

el comportamiento mucho ms claro de visualizar.

La triangulacin es el aspecto clave de una armadura; del arreglo apropiado de

los elementos depende la eficiencia de la transmisin de cargas. Conviene evitar

que los lados de los tringulos forman ngulos muy agudos para lograr alta

rigidez (ngulos entre 30 y 60 son apropiados). La longitud de los elementos

debe limitarse de manera que la resistencia no se vea reducida sustancialmente

por efectos de pandeo.

Entre los arreglos de barras que no son triangulados, el ms elemental que puede

imaginarse para transmitir cargas de un techo a piso a la cimentacin es el que

obtiene por la simple superposicin de vigas sobre postes, de manera que cada

uno cumple su funcin sin una interaccin compleja entre ellos: las vigas

trasladan las cargas hacia sus apoyos y los postes las bajan a la cimentacin.

Este arreglo, denominado comnmente poste y dintel, es la forma ms elemental

de marco y es uno de los sistemas estructurales primitivos empleados por el

hombre para sus construcciones. En este sistema no existe transmisin de

momentos entre vigas y columnas, lo que hace muy clara y ms fcil de calcular

la distribucin de fuerzas internas en los elementos, pero da lugar a que la

transmisin de cargas sea poco eficiente, especialmente para fuerzas laterales.

La resistencia a cargas laterales se funda en el trabajo en voladizo de los postes

que deben estar empotrados en la cimentacin, de lo contrario solo contaran

con las fuerzas de la gravedad para contrarrestar el momento de volteo. En la

actualidad el sistema se emplea en construcciones de un nivel en que las cargas

que deben resistirse son muy bajas y excepcionalmente en construcciones de

varios niveles, pero en combinacin con otros sistemas estructurales que

proporcionen la rigidez y resistencia a carga lateral. El empleo ms comn es en

estructuras de elementos prefabricados de concreto y en naves industriales.

En un marco propiamente dicho la transmisin de esfuerzos de una a otra barra

no se realiza por simple sobreposicin sino que existe una conexin entre ellas

que proporciona capacidad para transmitir no solo compresiones sino tambin

tensiones y cortantes. La conexin puede ser una articulacin aunque en la

mayora de las estructuras modernas se resuelve mediante un nodo rgido con

capacidad de transmitir, adems de las fuerzas internas ya mencionadas,

momentos flexionantes. Se obtiene as el llamado marco rgido, cuyas principales

ventajas con respecto al de poste y dintel son una mayor proyeccin contra

acciones accidentales que pueden introducir tensiones en las conexiones y,

especialmente, un aumento sustancial de la resistencia y rigidez ante cargas

laterales. El marco rgido es, adems una estructura hiperesttica en la cual,

cuando el material es dctil, si se sobrepasa el intervalo lineal de

comportamiento, se presentan redistribuciones importantes de momentos y se

puede tener una notable reserva de capacidad. El comportamiento y eficiencia

de un marco rgido dependen, por ser una estructura hiperesttica, de la rigidez

relativa de vigas y columnas. Para que exista una restriccin efectiva a los giros

en los extremos de las columnas y vigas, de manera que ante cargas laterales y

verticales un tablero adopte configuraciones deformadas, las rigideces relativas

deben encontrarse dentro de ciertos lmites.

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Ante cargas verticales, la restriccin al giro de los extremos de las vigas,

impuestas por su continuidad con las columnas, hace relativamente rgido el

sistema. En las columnas, las cargas se transmiten esencialmente por fuerzas

axiales, excepto cuando haya asimetras importantes en la geometra de la

estructura o en la distribucin de las cargas verticales. Por el contrario, las cargas

horizontales se resisten esencialmente por flexin tanto en las vigas como en las

columnas, lo que hace que el control de las deformaciones sea un aspecto

importante en el diseo de estructuras a base de marcos que deban resistir

cargas laterales de cierta consideracin, especialmente cuando se trate de

marcos de varios niveles.

Para que el sistema funcione efectivamente como marco rgido es fundamental

el diseo detallado de las conexiones para proporcionarles rigidez y capacidad de

transmitir momentos. La continuidad del nodo es sencilla de lograr en estructuras

de concreto fabricadas en sitio y en las de acero, mientras que se dificulta

notablemente en las estructuras de concreto prefabricadas. En la madera a

estructuracin a base de marcos es poco comn; para proporcionar continuidad

en los nodos son necesarios procedimientos de conexin ms complejos que los

usuales.

El marco es el sistema estructural ms comn en las estructuras modernas, en

las que constituye generalmente el esqueleto vertical resistente, particularmente

en los edificios. Sus ventajas residen no solo en una buena eficiencia estructural,

sino sobre todo en que ocasiona una mnima interferencia con el funcionamiento

de la construccin, al permitir gran libertad en el uso del espacio encerado.

Ocasionalmente, el marco se emplea como viga para transmitir cargas

transversales hacia los apoyos. Se denomina en este caso viga virendeel y tiene

la desventaja grave con respecto a la armadura de que, al no existir triangulacin

de barras, la fuerza cortante en cada tablero no resiste por fuerzas axiales sino

por flexin y cortante en las cuerdas. A pesar de esta desventaja, el hecho de

que la falta de diagonales permite el paso a travs del tablero, hace atractivo

este sistema en algunas construcciones, especialmente cuando se interrumpen

ejes de columnas que vienen de pisos superiores porque se requiere un claro

mucho ms considerable en un nivel inferior.

Una de las mayores limitaciones de los marcos rgidos, que es su excesiva

flexibilidad ante cargas laterales, se supera si se recurre a contraventeo que por

su alta rigidez absorben la mayor parte de las cargas laterales. Ms adelante, al

comentar acerca de los sistemas estructurales para edificios de varios niveles,

se entrar en mayor detalle sobre estos sistemas compuestos.

2. Sistemas a base de placas

Mediante arreglos verticales (muros) y horizontales (losas) se pueden formar

sistemas de diversas caractersticas, los que en general se pueden denominar

tipo cajn. La sobreposicin de placas simplemente apoyadas en una sola

direccin y muros, integra un sistema equivalente al poste y el dintel y que tiene

limitaciones semejantes. La falta de continuidad en los apoyos lo hace muy

vulnerable ante acciones accidentales que pueden introducir tensiones verticales

o esfuerzos cortantes en la conexin. La principal limitacin es la escasa

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resistencia a cargas laterales que deben ser resistidas por flexin normal al plano

de los muros: por los espesores normalmente delgados de los muros, estos

resultan dbiles a flexin. El sistema fue muy empleado en edificios de varios

pisos a base de muros de carga de mampostera en zonas no ssmicas, pero se

tena que recurrir a espesores cada vez ms exagerados a medida que creca el

nmero de pisos.

Figura N 31. Placas planas

Fuente: www.elconstructorcivil.com

En estas placas planas el cortante puede

ser problemtico cerca de las columnas

Si se obtiene la continuidad en las conexiones muro-losa, se logra una accin de

marco con la cual se reducen los momentos y las deflexiones de la losa, pero se

introducen flexiones en los muros ante cargas verticales. Esta solucin es posible

en materiales que presentan resistencia a tensin, como el concreto reforzado o

el acero. Ante cargas laterales, la accin de marco proporciona cierta rigidez y

resistencia; sin embargo, el sistema resulta en general poco eficiente debido a

que los momentos de inercia de los elementos placa son pequeos por su espesor

reducido.

El arreglo ideal para elementos placa es un sistema tipo cajn tridimensional. La

losa se apoya en su permetro con lo que su rigidez y resistencia ante cargas

verticales aumentan notablemente. La ventaja ms importante es que, existen

elementos verticales en dos direcciones ortogonales, las fuerzas laterales en una

direccin cualquiera son resistidas por los muros mediante de las fuerzas en su

plano, para lo cual poseen gran rigidez y resistencia. Para el funcionamiento en

cajn se requiere que la losa forme un diafragma horizontal que tenga alta rigidez

para cargas en su plano, de manera que las cargas laterales se puedan transmitir

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a los muros ms rgidos en cada direccin. Las conexiones losa-muro deben ser

capaces de resistir fuerzas cortantes y tambin tensiones en estructuras de altura

notable, por los momentos de volteo producidos por las cargas laterales.

Las cargas verticales se transmiten a la cimentacin esencialmente por fuerzas

axiales en los muros, los momentos flexionantes transmitidos por las losas son

en general pequeos por ser estas de claros reducidos y con apoyo en dos

direcciones. Las cargas laterales se resisten como se ha dicho por flexin de los

muros en su plano. Si la relacin altura a longitud de los muros es pequea

predominan las deformaciones de cortante en el comportamiento de los muros,

de lo contrario las deformaciones son debidas principalmente a flexin de los

muros, que funcionan como voladizos verticales. El sistema tipo cajn es

claramente tridimensional y con frecuencia no se presta a ser dividido en

subsistemas bidimensionales, especialmente cuando los muros no son placas

rectangulares separadas, sino que tienen geometras irregulares formando a

veces secciones de tipo tubular.

Este tipo de estructuracin es el comn en los edificios a base de muros de carga

alineados en dos direcciones ortogonales. Se emplean muros de mampostera y

losa de concreto o muros y losa de concreto, esto ltimo principalmente con

elementos prefabricados, para los cuales es particularmente crtico el diseo de

las conexiones. En edificaciones de pocos pisos el sistema tipo cajn se integra

tambin con tableros de madera.

3. Otros sistemas estructurales

Existen innumerables sistemas que pueden formarse con combinaciones de los

elementos lineales, planos o curvos.

Para los principales tipos de estructuras civiles existen estructuraciones comunes

cuyas ventajas han sido comprobadas con el tiempo. No debe perderse de vista

que prcticamente todos los sistemas estructurales son tridimensionales y que

su descomposicin en subsistemas planos tiende a ignorar la interaccin entre

ellos y el comportamiento de conjunto. En particular, pueden ser importantes los

momentos torsionantes que se generan entre un sistema plano y los ortogonales

a este y las solicitaciones que pueden presentarse por la asimetra en planta de

la estructura.

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LECTURA SELECCIONADA No 8:

ESPECIFICACIONES PARA CARGAS DE DISEO

SINGER, Ferdinand L., PYTEL. Resistencia de Materiales, 3ra Edicin. Pg.

245

1. El proceso de diseo estructural

En la dcada de 1970 se divulgaron esfuerzos para sistematizar el proceso de

diseo arquitectnico. Consecuencia de ello fue un movimiento generalizado

hacia su aplicacin en la actividad profesional concreta. Sin embargo,

curiosamente estos esfuerzos no alcanzaron a la estructura, que parece ser uno

de las componentes ms sistemticas del diseo de un edificio.

Podemos intentar una explicacin. Ocurre que el proceso de diseo estructural

no es reconocido como tal por la mayora de los especialistas. O mejor dicho es

confundido con una de sus etapas: el anlisis estructural. Y ahora cabe una

aclaracin: el anlisis estructural es un proceso muy sistemtico y de hecho est

muy sistematizado. Para l se hace uso de todos los auxiliares que la tecnologa

actual nos permite, entre ellos las computadoras. Pero la etapa de anlisis es la

etapa final del proceso de diseo y su comprobacin. El resto de l presenta las

mismas dificultades para su ordenamiento que cualquier proceso creativo y

enteramente anlogo a las que presenta el diseo arquitectnico o cualquier otro

diseo de objetos.

Todos conocemos obras maestras del diseo estructural pero el proceso de

gnesis que sigui el autor en cada caso permanece casi siempre ignorado. El

profesional corriente, salvo raras excepciones formado en una escuela que

concede exclusiva importancia al anlisis, debe encontrar dificultosamente un

camino por el procedimiento ms lento: prueba y error. Con el agravante de que

debe empezar por formar su espritu crtico para aprender a reconocer el error.

En este campo no basta que una estructura se sostenga. Eso es relativamente

fcil. El problema es mucho ms sutil: debe sostenerse con el mnimo esfuerzo.

Algunos autores han presentado el tema pero en general se han limitado a una

informacin acerca de los tipos estructurales y su forma de trabajar.

Falta an el tratamiento del diseo estructural como disciplina que proponga

mtodos de trabajo.

2. Las cargas estructurales

La actividad del diseo estructural que realiza el ARQUITECTO, requiere un gran

conocimiento de las cargas, los materiales y las formas estructurales y no solo

de los modelos matemticos usados para obtener las fuerzas internas: momento

flector (M), cortante (V), fuerza axial (N), y momento torsor (T). Los estudiantes

ya estn acostumbrados a esos procedimientos matemticos y es necesario que

entiendan que una viga es un cuerpo real y no una ecuacin diferencial o una

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matriz. Por tal razn se presenta aqu un resumen o referencia, para ir

introduciendo al estudiante de ingeniera civil y arquitectura en ellos.

Figura N 37. Equilibrio Esttico

Fuente: www.portales.puj.edu.co

En el proceso de diseo se deben evaluar las cargas o solicitaciones a las que

estar sometida la estructura durante su vida til. Adems, de debe hacer un

esfuerzo por tenerlas todas en cuenta sin olvidar aquellas que aunque pequeas

puedan poner en peligro la resistencia o estabilidad de la estructura, el efecto de

succin producido por un viento fuerte en una bodega o hangar, que puede

levantarlo y separarlo de los apoyos, o los cambios fuertes de temperatura que

puedan inducir efectos de acortamiento o alargamiento para los cuales no est

adecuadamente provista la estructura. Se debern tener en cuenta no solo las

que constituyan empujes, fuerzas exteriores o pesos permanentes, sino aquellos

estados temporales durante la construccin y los mencionados antes, como los

efectos trmicos y de retraccin, para evitar accidentes y efectos imprevistos. En

algunos casos se podrn despreciar, porque su incidencia es pequea, pero

siempre despus de haber meditado en su efecto. Los modernos cdigos de

construccin le dan al ingeniero recomendaciones de cargas mnimas que deben

usarse en el diseo de estructuras comunes. Sin embargo, siempre quedar en

el calculista la responsabilidad de su evaluacin y eleccin. Las cargas que deben

considerarse en el diseo de estructuras, son:

Cargas Muertas (D) Cargas vivas (L) Cargas de sismo (E) Cargas de viento (W) Cargas producidas por presin lateral de tierras o presin hidrosttica (H) Cargas producidas por presiones de fluidos (F) Efectos producidos por cambios de temperatura (T)

A continuacin se expondrn brevemente algunas consideraciones sobre las

cargas de gravedad: muertas y vivas y las producidas por fenmenos naturales:

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sismo, viento, por ser las ms comunes en los diseos de edificaciones y puentes

en nuestro medio.

a. Cargas muertas (D)

Son aquellas cargas que actan durante toda la vida de la estructura. Incluyen

todos aquellos elementos de la estructura como vigas, pisos, techos,

columnas, cubiertas y los elementos arquitectnicos como ventanas,

acabados, divisiones permanentes. Tambin se denominan cargas

permanentes. Su smbolo D, corresponde a la inicial en ingls de Dead

(muerto).

La principal carga muerta es el peso propio de la estructura. Sus valores se

obtienen considerando el peso especfico del material de la estructura y el

volumen de la estructura. Aunque es el tipo de carga ms fcil 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 accin ser ms o menos aproximada,

dependiendo de la experiencia del diseador. En los casos comunes esta

estimacin inicial ser suficiente; pero en casos no rutinarios, ser necesario

evaluar de nuevo el peso de la estructura y revisar el diseo.

Para elementos longitudinales (vigas), la carga se evala por unidad de

longitud. Ha sido costumbre evaluarla en sistema MKS: kg/m, t/m. En el

Sistema Internacional (SI) se debe hacer: N/m, kN/m.

El control de las cargas muertas es muy importante en estructuras de concreto

reforzado construidas in situ, pues el volumen de los concretos colocados

puede ser muy variable, conduciendo a sobre-espesores que producen masas

adicionales a las contempladas en el diseo, afectando la evaluacin de las

cargas de sismo. En el acero estructural se controlan ms fcilmente, pues los

perfiles vienen de fbrica con tolerancias de peso pequeas.

Para elementos de gran rea, como las placas o pisos se evala por metro

cuadrado: kN/m2, (kgf/m2 en sistema MKS). Algunos ejemplos corrientes de

pesos propios, propuestos son:

MATERIAL PESO DENSIDAD

Concreto simple 23 kN/m3 2300 Kg/m3

Concreto reforzado 24 kN/m3 2400 Kg/m3

Mampostera 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

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

Macadam 22 kN/m3 2200 Kg/m3

Mortero de pega 21 kN/m3 2100 Kg/m3

OTRAS CARGAS MUERTAS (Por unidad de rea)

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

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

Cielorrasos de mortero 0,8 a 1,0 kN/m2 80 a 100 kgf/m2

Cielorrasos de madera 0,1 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

b. Cargas vivas (L)

Son aquellas debidas al uso u ocupacin de la construccin y que la identifican.

Incluyen personas, objetos mviles o divisiones que puedan cambiar de sitio.

Generalmente actan durante perodos cortos de la vida de la estructura.

Tambin incluyen el impacto. Su smbolo corresponde a la inicial de Live

(vivo). Tambin se denominan cargas de ocupacin. Debido a la dificultad

de evaluarlas, se especifican por los Cdigos de Construccin, en kN/m2 en el

SI o en kgf/m2 en el MKS. Usualmente se considera que ocupan toda el rea

del piso como cargas uniformes, aunque en algunos casos puedan estar

concentradas en un rea especfica, algunos valores tpicos son:

Tipo S.I. MKS

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

reunin: 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)

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

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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)

Para bodegas, los valores dependen del material y de la altura de

almacenamiento, por lo cual es conveniente que se sealen en forma visible

los valores mximos de la carga viva de diseo, para evitar sobrecargas

cuando hay cambio de dueo. En general, es conveniente que los elementos

muy pesados se almacenen directamente sobre el terreno y as evitar cargas

concentradas muy pesadas en la estructura.

Las cargas vivas para PUENTES constituyen un campo muy especial y comn

para la Ingeniera Estructural. Generalmente es muy difcil predecir el tipo de

vehculo que circular por un puente. Solo en casos especiales, en

explotaciones mineras con volquetas de gran capacidad, sern conocidas. Casi

siempre es una mezcla de vehculos livianos y pesados como automviles,

camiones, tractores. En los puentes de gran luz el efecto producido por el

trnsito de los vehculos puede simularse adecuadamente por una carga

uniforme por unidad de longitud y una carga concentrada, la denominada

franja de carga por carril. En los puentes cortos la influencia de la carga de

los ejes traseros es mayor y se acostumbra definir un vehculo tipo.

Cuando un vehculo pasa por un puente se presentan deflexiones elsticas que

varan en magnitud y posicin segn el avance del vehculo; se presentan

vibraciones debido a irregularidades de la superficie que se aumentan con el

efecto vertical de la suspensin del vehculo, denominado muelleo. Estos

efectos aumentan los esfuerzos producidos por la carga viva. Este efecto

dinmico ha sido costumbre llamarlo impacto y su magnitud se evala en

funcin de la luz del puente. Es mayor para luces cortas y el valor mximo

fijado es del 30% de la carga viva. Adems de la fuerza vertical se especifican

fuerzas horizontales. Una para tener en cuenta la fuerza centrfuga en sentido

radial en los puentes curvos y otra la accin de frenado en sentido longitudinal.

c. Cargas de sismo (E)

El efecto producido por los movimientos ssmicos en las estructuras depende

de la situacin de la edificacin con respecto a las zonas de actividad ssmica

en el mundo. Los movimientos del terreno le transmiten a las construcciones

aceleraciones, que producen en las estructuras reacciones de inercia, segn

la masa y su distribucin en la estructura. La fuerza total de inercia se

considera igual al denominado cortante de base, el cual es un porcentaje del

peso total de la construccin.

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La respuesta de una edificacin a los sismos depende de varios factores,

como: la rigidez de la estructura (que se relaciona con la mayor o menor

deformabilidad; un edificio de pocos pisos es un edificio ms rgido que un

edificio alto); la distribucin de la masa, tanto en planta como en altura; el

tipo de suelo sobre el que est apoyada, siendo mayor para suelos blandos

que para roca; las caractersticas del terremoto (duracin, magnitud, distancia

del epicentro); la historia ssmica de la construccin. Los cdigos

sismorresistentes le dan al diseador estructural, las recomendaciones para

que sus diseos tengan un margen de seguridad adecuado para proteger la

vida y bienes de los propietarios de las edificaciones situadas en zonas de gran

actividad ssmica.

La Norma sismorresistente fija los criterios y requisitos que deben cumplir las

edificaciones que puedan verse sometidas a fuerzas ssmicas y busca como

objetivo el que puedan resistirlas, reduciendo a un mnimo el riesgo de

prdidas de vidas humanas y la defensa del patrimonio del Estado y de los

ciudadanos. Al respecto dice:

Una edificacin diseada siguiendo los requisitos consagrados en las normas

que regulen las construcciones sismorresistentes, debe ser capaz de resistir,

adems de las fuerzas que le impone su uso, temblores de poca intensidad

sin dao, temblores moderados sin dao estructural, pero posiblemente con

algn dao en elementos no estructurales y un temblor fuerte con daos a

elementos estructurales y no estructurales pero sin colapso.

Estos objetivos de la norma, conocidos y entendidos por los calculistas

profesionales, algunas veces no son claramente entendidos por la comunidad

en general; muchos propietarios entienden que sus edificaciones construidas

despus del cdigo son antissmicas, es decir no se daan en temblores. Los

ingenieros y arquitectos deben explicarle a sus clientes que los diseos y

procesos que se realizan para una determinada construccin, tienen unos

factores de seguridad y riesgo asumidos por la sociedad al expedir la norma

sismorresistente y que si desean una estructura especial que no sufra daos,

tendrn que asumir unos costos adicionales que pueden ser muy altos. En la

ingeniera existen estructuras, como las plantas nucleares, que se disean con

altas especificaciones, para evitar dao alguno.

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