Estados de Carga y Combinaciones para Distintos Requerimientos
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Se consideran los siguientes tipos de acciones:
a) PERMANENTES: Todos sus atributos se mantienen fijos o con leve
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A continuación definiremos la nomenclatura de los estados de carga de
acuerdo al ACI 318S-05
D = Cargas muertas, o momento...
R = Cargas por lluvia, o momentos y fuerzas internas correspondientes.
S = Cargas por nieve, o momentos y fuerzas internas...
El proceso de diseño sugiere:
1. Determinar ordenadamente las acciones globales sobre la construcción
1. Acciones permanen...
7. Sobrecargas debidas a acciones útiles o de servicio:
7.1. Arranque y frenado
7.2. Fuerzas centrífugas o centrípetas
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2. Determinar las acciones, esfuerzos y desplazamientos actuantes sobre
cada elemento estructural, para cada acción o esta...
Superposición o combinación de acciones
En el proyecto de estructuras es ineludible considerar los efectos combinados o
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El análisis para determinar los esfuerzos internos debidos a la acción
sísmica debe basarse en el comportamiento lineal y ...
La combinación de las solicitaciones sísmicas con las cargas permanentes y
sobrecargas de uso debe hacerse usando las sigu...
De acuerdo al reglamento ACI 318S – 05, la resistencia requerida U debe ser
por lo menos igual al efecto de las cargas may...
Excepto que:
a) Se permite reducir a 0.5 el factor de carga viva L en las ecuaciones (3) a (5),
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Debe darse la debida consideración al signo en la determinación de U para las
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Para los factores de carga y de reducción de la resistencia establecidos en
el reglamento ACI, la combinación para cargas ...
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  1. 1. Estados de Carga y Combinaciones para Distintos Requerimientos Cuando nos referimos a estados de carga, nos referimos al origen de las acciones que podemos tener en la estructura. Definimos y clasificamos los estados de carga según su naturaleza. Éstas pueden ser: Acciones dinámicas o estáticas, permanentes, variables o accidentales. Combinadas todas ellas de manera adecuada constituyen el riesgo a que está sometida una estructura. Así se está estableciendo una hipótesis. En estructuras, esto se denomina hipótesis de carga. Habiendo fijado un valor probable de riesgo o hipótesis, determinado por la simultaneidad de acciones prevista, dentro de un plazo de vida útil de la estructura, la finalidad del cálculo estructural será comprobar que no supere ese valor. Deberá cuidadosamente organizar los criterios a aplicar para determinar el valor probable de riesgo. Acciones: Toda causa capaz de producir esfuerzos y deformaciones (estados tensionales) en una estructura o en sus componentes. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  2. 2. Se consideran los siguientes tipos de acciones: a) PERMANENTES: Todos sus atributos se mantienen fijos o con leve variación durante la vida útil de la construcción. Tiempo de aplicación prolongado. Magnitud constante, con leves variaciones o con cambios muy anunciados b) VARIABLES: Alguno o todos sus atributos cambian frecuente o continuamente durante la vida útil de la construcción. Tienen elevada probabilidad de actuación. Tiempo de aplicación pequeño o instantáneo. Variaciones importantes en intensidad o magnitud respecto de sus valores medios. Punto de aplicación, dirección y sentido cambian frecuente o continuamente c) ACCIDENTALES: Sobrevinientes a la construcción por su ubicación en determinada región o lugar. Pequeña probabilidad de actuación. Instantáneas, de valor significativo, de naturaleza geológicas, tectónicas, choques o impactos, etc. Se tendrán en cuenta siempre que sus intensidades no sean despreciables, ni tan grandes que resulten estructuras irracionales para que las soporten UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  3. 3. A continuación definiremos la nomenclatura de los estados de carga de acuerdo al ACI 318S-05 D = Cargas muertas, o momentos y fuerzas internas correspondientes. E = Efectos de carga producidos por el sismo o momentos y fuerzas internas correspondientes. F = Cargas debidas al peso y presión de fluidos con densidades bien definidas y alturas máximas controlables, o momentos y fuerzas internas correspondientes. H = Cargas debidas al peso y empuje del suelo, del agua en el suelo, u otros materiales, o mementos y fuerzas internas correspondientes. L = Cargas vivas, o momentos y fuerzas internas correspondientes. Lr = Cargas vivas de cubierta, o momento y fuerzas internas correspondientes UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  4. 4. R = Cargas por lluvia, o momentos y fuerzas internas correspondientes. S = Cargas por nieve, o momentos y fuerzas internas correspondientes. T = Efectos acumulados de variación de temperatura, flujo plástico, retracción, asentamiento diferencial, y retracción del concreto de retracción compensada. W = Carga por viento, o momentos y fuerzas internas correspondientes. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  5. 5. El proceso de diseño sugiere: 1. Determinar ordenadamente las acciones globales sobre la construcción 1. Acciones permanentes: 1.1. Peso propio 1.2. Cargas gravitatorias 1.3. Empujes de suelos o líquidos 2. Cargas útiles o de servicio 3. Acción del viento 4. Acción de la nieve y del hielo 5. Acción de la lluvia 6. Acciones sísmicas: normales o destructivos UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  6. 6. 7. Sobrecargas debidas a acciones útiles o de servicio: 7.1. Arranque y frenado 7.2. Fuerzas centrífugas o centrípetas 7.3. Impacto 7.4. Efectos dinámicos 8. Acciones de montaje, reparaciones o transporte 9. Efectos térmicos, choques, avalanchas, etc. 10. Auto tensiones inducidas 11. Asentamiento de apoyos 12. Efecto de explosiones UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  7. 7. 2. Determinar las acciones, esfuerzos y desplazamientos actuantes sobre cada elemento estructural, para cada acción o estado de cargas 3. Obtener los valores de resistencia requerida, combinando las diferentes solicitaciones conforme las expresiones de combinación previsibles o , como mínimo, reglamentadas. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  8. 8. Superposición o combinación de acciones En el proyecto de estructuras es ineludible considerar los efectos combinados o superpuestos de diferentes acciones cuya probabilidad de ocurrencia es cierta pero sumamente variable. Esfuerzos debidos a peso de la estructura y de los elementos componentes, cargas útiles y de servicio, climáticas, tectónicas, montaje, accidentales,.... tienen probabilidades de actuar diferentes y posibilidades de combinación (o sea de actuar simultáneamente, en el mismo instante) tanto más incierta e improbable cuanto mayor sea el número y magnitud de ellas. Cuanto mayor sea el número de acciones a combinar, decrece la posibilidad de encontrarlas a todas con la máxima magnitud nominal. En tanto menor sea el número considerado, mayor será la posibilidad que esas acciones participen con su intensidad nominal. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  9. 9. El análisis para determinar los esfuerzos internos debidos a la acción sísmica debe basarse en el comportamiento lineal y elástico de la estructura; sin embargo, el dimensionamiento de los elementos estructurales debe hacerse por el método especificado en la norma de diseño relativa a cada material, que puede ser por tensiones admisibles o por el método de los factores de carga y resistencia. El análisis de los efectos de otras cargas que pueden combinarse con los efectos de la acción sísmica, también debe basarse en la teoría lineal-elástica del comportamiento estructural. Según la NCh 433 Of.96 UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  10. 10. La combinación de las solicitaciones sísmicas con las cargas permanentes y sobrecargas de uso debe hacerse usando las siguientes reglas de superposición: a) cuando el diseño se haga por el método de las tensiones admisibles: cargas permanentes + sobrecargas de uso ± sismo, cargas permanentes ± sismo; b) cuando el diseño se haga por el método de los factores de carga y resistencia: 1,4 (cargas permanentes + sobrecargas de uso ± sismo), 0,9 cargas permanentes ± 1,4 sismo. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  11. 11. De acuerdo al reglamento ACI 318S – 05, la resistencia requerida U debe ser por lo menos igual al efecto de las cargas mayoradas en las ecuaciones siguientes. Debe investigarse el efecto de una o mas cargas que no actúan simultáneamente. U = 1.4 (D + F) (1) U = 1.2 (D + F + T) + 1.6 (L + H) + 0.5 (Lr ó S ó R) (2) U = 1.2 D + 1.6 ( Lr ó S ó R) + (1.0 L ó 0.8 W) (3) U = 1.2 D + 1.6 W + 1.0 L + 0.5 (Lr ó S ó R) (4) U = 1.2 D + 1.0 E + 1.0 L + 0.2 S (5) U = 0.9 D + 1.6 W +1.6 H (6) U = 0.9 D + 1.0 E + 1.6 H (7) UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  12. 12. Excepto que: a) Se permite reducir a 0.5 el factor de carga viva L en las ecuaciones (3) a (5), excepto para estacionamientos, áreas ocupadas como lugares de reunión publica y en todas las áreas donde L sea superior a 4.8 kN/m2 b) Se permite usar 1.3 W en lugar de 1.6 W en las ecuaciones (4) y (6) cuando la carga por viento W no haya sido reducida por un factor de direccionalidad. c) En las ecuaciones (5) y (7) se puede usar 1.4 E en lugar de 1.0 E, cuando E, los efectos de carga por sismo se basen en los niveles de servicio de las fuerzas sísmicas. d) El factor de carga para H, cargas debidas al peso y presión del suelo, agua en el suelo, u otros materiales, debe fijarse igual a cero en las ecuaciones (6) y (7) si la acción estructural debida a H neutraliza las causadas por W ó E. Cuando las presiones laterales ejercidas por el empuje del suelo proporcionan resistencias a las acciones estructurales provenientes de otras fuerzas, no deben incluirse en H, sino deben incluirse en la resistencia de diseño. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  13. 13. Debe darse la debida consideración al signo en la determinación de U para las combinaciones de carga, dado que un tipo de carga puede producir efectos en sentido opuesto al de los producidos por otro tipo. Las combinaciones de carga con 0.9 D están específicamente incluidas para el caso en el cual una carga muerta reduce los efectos de las otras. Esta condición de carga puede ser critica también para columnas controladas por tracción. En dicho caso, una reducción de la carga axial y un incremento del momento pueden producir una combinación de carga critica. Deben tomarse en consideración las diversas combinaciones de carga a fin de determinar la condición de diseño critica. Esto resulta particularmente cierto cuando la resistencia depende de mas de un efecto de carga, tal como la resistencia a la flexión y la carga axial combinadas, o la resistencia a cortante, en elementos con carga axial. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  14. 14. Para los factores de carga y de reducción de la resistencia establecidos en el reglamento ACI, la combinación para cargas que incluyan el efecto sísmico se debe hacer reemplazando el factor de carga 1,0 para sismo por el factor 1,4, de acuerdo con c), donde la solicitación sísmica E se debe determinar de acuerdo con NCh433 Diseño sísmico de edificios. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura

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