El documento describe las tres categorías principales de cargas que actúan sobre las estructuras: cargas muertas, cargas vivas y cargas ambientales. Las cargas muertas son constantes en magnitud y posición, como el peso propio de la estructura. Las cargas vivas incluyen cargas de ocupación y tráfico, y varían en magnitud y ubicación. Las cargas ambientales son inciertas e incluyen cargas de nieve, viento, sismos y cambios de temperatura.

1. Las cargas que actúan sobre las estructuras
pueden dividirse en tres grandes categorías:
a) Cargas Muertas.
Son aquellas que se mantienen constantes en
magnitud y fijas en posición durante la vida de la
estructura. Generalmente la mayor parte de la carga
muerta es el peso propio de la estructura. Esta se
puede calcularse con buena aproximación a partir
de la configuración de diseño, de las dimensiones
de la estructura y de la densidad del material(o peso
especifico del material)
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Por ejemplo en una edificación Multifamiliar, la
carga muerta son las siguientes:
-) Peso de la losa aligerada.
-) Peso del contra piso y enlucido.
-) Peso de la tabiquería repartida y perimetral.
-) Peso de cerámica y/o terrazo.
-) Peso de aparatos y accesorios.
-) Peso de columnas y vigas.
-) Peso de Muros fachada o cortinas.
-) Y toda carga que es perenne en la edificación.
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b) Cargas Viva.
Consisten principalmente en cargas de ocupación
en edificios y cargas de tráfico en puentes. Éstas
pueden estar total o parcialmente en su sitio o no estar
presentes, y pueden cambiar de ubicación. Su
magnitud y distribución son inciertas en un momento
dado, y sus máximas intensidades a lo largo de la vida
de la estructura no se conocen con precisión.
Las cargas vivas mínimas para las cuales deben
diseñarse los entrepisos y cubiertas de un edificio se
especifican usualmente en los códigos de construcción
respectivos, en el caso del Perú se encuentra
estipulado en la norma técnica de edificaciones -
E0.20 (Cargas).

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La aplicación de la carga muerta y viva en la estructura
depende del elemento estructural. Por ejemplo:
-) Para una viga la carga muerta y viva se
distribuye por metro lineal (o carga distribuida)
y carga puntual.
-) Para una losa aligerada la carga muerta y viva
se distribuye por metro cuadrado.
-) Para una columna y cimentación la carga
muerta y viva se distribuye de forma puntual y
perpendicular a la sección de la columna.
Además de las cargas distribuidas, se
recomienda diseñar los entrepisos para soportar en
forma segura algunas cargas concentradas cuando éstas
producen esfuerzos mayores.
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Forma de aplicación de la Carga muerta y Viva

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c) Cargas Ambientales.
Las cargas ambientales consisten principalmente
en cargas de nieve, presión y succión de viento,
cargas sísmicas (fuerzas inerciales causadas por
movimientos sísmicos), presiones de suelo en las
porciones subterráneas de estructuras, cargas de
posibles empozamientos de agua de lluvias sobre
superficies planas y fuerzas causadas por cambios de
temperatura. Al igual que las cargas vivas, las cargas
ambientales son inciertas tanto en magnitud como
en distribución.

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c.1) Cargas de nieve
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c.2) Cargas de viento
Las cargas de viento en nuestro país son mas
nocivas en estructuras de acero que en estructuras a
base de concreto, y se presenta con mas incidencia en
estructuras de acero a dos aguas, cerchas parabólicas,
etc. Teniendo dos presiones el barlovento y el
sotavento.
EFECTOS DEL VIENTO
ACCIONES EXTERNAS DEL VIENTO

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EFECTOS DEL VIENTO
ABERTURAS Y PRESION INTERNA DEL VIENTO

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Efectos del Viento
El viento ejerce presiones sobre las superficies de
contacto.
-) Presión Positiva hacia la superficie.
-) Presión Negativa, desde la superficie.

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MAPA EOLICO DE LA
DISTRIBUCION
DE VIENTOS EXTREMOS
EN EL PERU
1996.
Isotacas quantiles de 0.02
K.P.H. a 10 m del suelo
Periodo de recurrencia :50 años

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Clasificación de las Edificaciones según los Efectos del Viento
De acuerdo con la naturaleza de los efectos que el
viento puede ocasionar en las edificaciones, éstas se
clasificarán en tres tipos:

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Por ejemplo:
Se tiene el presente tijeral de 20 mts de luz, con una altura de
3.00 mts en el centro, un ángulo de inclinación de la cobertura de
12°, un ancho tributario de 4.5 mts, el tijeral se encuentra a una
altura de 15 mts desde el nivel de terreno natural. Se pide
determinar las presiones que se ejercen sobre el tijeral.
Nota: La ubicación del tijeral es en el departamento de lambayeque.
Viento
Solución:

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Barra 1 -2
Barlovento
Barra 2 -3
Barra 2 -3

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Barlovento
Barra 2 -3
Barra 2 -3

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Sotavento
Barra 3 - 4
Barra 3 - 4

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Sotavento
CASOS DE CARGA
Caso de carga de viento # 1:

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Caso de carga de viento # 2:
Caso de carga de viento # 3:

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Ejemplo Aplicativo.

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Ejemplo Aplicativo.

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FALLAS POR VIENTO

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Ejemplo del estructuras en acero

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c.3) Cargas de sismo
Las cargas de sismo en edificaciones son cargas en
dirección horizontal, y se aplican en los centros de
masa de los entrepisos de las edificaciones.
Las fuerzas de sismos son generadas por
movimientos telúricos de la corteza terrestre,
movimientos que no se pueden predecir.
Se tiene que tomar en cuenta estas fuerzas en todo
proyecto arquitectónico. Para esto se calculara el
cortante en la base de la edificación, con la cual nos
permitirá determinar el pre-dimensionamiento de
los muros de corte, que serán quienes absorberán las
fuerzas sísmicas.

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Para un buen comportamiento sísmico de una
edificación deberá cumplir con los siguientes conceptos:
-) Simetría, tanto en la distribución de masas
como en las rigideces.
-) Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.
-) Selección y uso adecuado de los materiales de
construcción.
-) Resistencia adecuada.
-) Continuidad en la estructura, tanto en planta
como en elevación.
-) Ductilidad.
-) Deformación limitada.

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Para el calculo de la fuerza sísmica en la base se
utiliza los conceptos estipulados en la Norma E-030-
2003 “Diseño Sismorresistente”, del Reglamento
Nacional de Edificaciones.
Donde:
V: Fuerza cortante en la Base de la Edificación.
Z: Factor de Zona.
U: Factor de Uso.
C: Coef. De amplificación Sísmica.
S: Factor de Suelo.
R: Factor de reducción.
P: Peso de la edificación.

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Factor de Zona: El territorio nacional se considera dividido en
tres zonas, como se muestra en la Figura N° 1. La zonificación
propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad
observada, las características generales de los movimientos
sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así
como en información neotectónica. En el Anexo N° 1 se indican las
provincias que corresponden a cada zona.

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Factor de Uso e Importancia: Cada estructura debe ser
clasificada de acuerdo con las categorías indicadas en la Tabla N° 3.
El coeficiente de uso e importancia (U), definido en la Tabla N° 3 se
usará según la clasificación que se haga.

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Factor de Amplificación Sísmica: De acuerdo a las
características de sitio, se define el factor de amplificación sísmica
(C) por la siguiente expresión:
Condiciones Geotécnicas o Factor del Suelos: Para los
efectos de esta Norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando
en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del
estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de
propagación de las ondas de corte. Los tipos de perfiles de suelos
son cuatro:

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Factor de Reducción: Los sistemas estructurales se
clasificarán según los materiales usados y el sistema de
estructuración sismorresistente predominante en cada dirección tal
como se indica en la Tabla N°6.
Según la clasificación que se haga de una edificación se usará un
coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R). Para el diseño por
resistencia última las fuerzas sísmicas internas deben combinarse
con factores de carga unitarios. En caso contrario podrá usarse
como (R) los valores establecidos en Tabla N°6 previa
multiplicación por el factor de carga de sismo correspondiente. De
acuerdo a las características de sitio, se define el factor de
amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
La evaluación de las señales E3 y E4, es un problema
de la Ingeniería Estructural, mientras las señales E1 y E2
requieren investigaciones detalladas en los campos de la
Geofísica, Geología y Geotecnia . La señal E2, se puede
identificar cómo el factor “Z . La señal E3, corresponde al
factor “ S . La señal E4, que representa la respuesta de la
estructura, esta definida por el valor “ ZSC

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
Ejemplo de aplicación:
Se tiene una edificación cuya área techada por piso es de 300 m², en
la ciudad de chiclayo, dicha edificación tendrá el uso de colegio
educativo, consta de 5 niveles determine el cortante basal
aproximado de dicha edificación.
Desarrollo:
El área techada total: 1500 m².
Peso aproximado de la edificación (100% Cm + 50% Cv),
según la Norma E-030: 1.2*1500 = 1800 Tn.
Factor de Zona: Z = 0.40
Factor de Uso(escolar): U = 1.5
Factor de Suelo(chiclayo): S = 1.4
Factor de ampli. Sísmica: C = 2.5
Factor de Reducción: R = 7
Cortante en la Base por F.S : 540 Tn

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
Fx
Fy
V

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
Ejemplo: ESTRUCTURA REGULAR
D1
D2
D3
D4
X
Y

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
D1
D2
D3
D4
dr1 = D1
dr2 = D2 – D1
dr3 = D3 – D2
dr4 = D4 – D3
Desplazamiento
Relativo
X
Y

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
Ejemplo: ESTRUCTURA IRREGULAR
D1
D2
D3
D4
X
Y

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
D1
D2
D3
D4
dr1 = D1
dr2 = D2 – D1
dr3 = D3 – D2
dr4 = D4 – D3
Desplazamiento
Relativo
X
Y

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Egresado de la Escuela de Post-grado UNI – Msc Estructuras.
EN RESUMEN
ESTRUCTURA
IRREGULAR
ESTRUCTURA
REGULAR

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PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CORTE

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PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CORTE