Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin SuperiorPolitcnico Santiago MarioExtensin Barinas

cargasEstructuras II

Tutor: Cedilly GuedezIntegrante: T.S.U Dayana RojasCI: 15.482.430

Barquisimeto, Junio de 2014

cargas

Cargas o acciones estructurales son deformaciones, fuerzas o aceleraciones aplicadas a una estructura o de sus componentes. Estas cargas causan tensiones, deformaciones y desplazamientos en estructuras. La evaluacin de sus efectos se lleva a cabo por los mtodos de anlisis estructural. El exceso de carga o sobrecarga puede ocasionar un fallo estructural, y por lo tanto, esta posibilidad debe ser considerada en el diseo o totalmente controladas.

tipos de cargas

Cargas gravitacionales: cargas vivas, cargas vivas en puentes y cargas muertasFuerzas ambientales: Cargas de viento, cargas ssmicas, cargas debidas a cambios de temperatura y cargas por presin hidrosttica empujes de tierra.cargas muertas

Las Cargas Muertas son fuerzas estticas que son relativamente constantes durante un tiempo prolongado. Ellos pueden estar en tensin o en compresin. El trmino puede referirse a un mtodo de ensayo de laboratorio o para el uso normal de un material o estructura. Son cargas permanentes y que no son debidas al uso de la estructura. En esta categora se pueden clasificar las cargas correspondientes al peso propio y al peso de los materiales que soporta la estructura tales como acabados, divisiones, fachadas, techos, etc. Dentro de las cargas muertas tambin se pueden clasificar aquellos equipos permanentes en la estructura. En general las cargas muertas se pueden determinar con cierto grado de exactitud conociendo la densidad de los materiales.cargas vivas

Las Cargas Vivas corresponden a cargas gravitacionales debidas a la ocupacin normal de la estructura y que no son permanentes en ella. Debido a la caracterstica de movilidad y no permanencia de esta carga el grado de incertidumbre en su determinacin es mayor. La determinacin de la posible carga de diseo de una edificacin ha sido objeto de estudio durante muchos aos y gracias a esto, por medio de estadsticas, se cuenta en la actualidad con una buena aproximacin de las cargas vivas de diseo segn el uso de la estructura. Las cargas vivas no incluyen las cargas ambientales como sismo o viento.Para efectos de diseo es el calculista quien debe responder por la seguridad de la estructura en su vida til, para esto cuenta con las ayudas de las normas y cdigos de diseo donde se especifican las cargas vivas mnimas a considerar.cargas vivas en puentes

Los tipos de cargas vivas considerados en el diseo de puentes se resumen en: carga de camin y carga de va, carga de impacto y carga de frenado.a.) La carga de camin: Se considera el peso de un camin como un conjunto de cargas puntuales actuando con una separacin y reparticin que representa la distancia entre ejes (ruedas) de un camin de diseo.b.) La carga de va: Corresponde a una carga distribuida y representa el peso de vehculos livianos circulando por el puente. Se pueden combinar la carga de va y la de camin en una misma luz de un puente, esto representa un puente cargado con carros livianos y entre ellos un camin.

cargas accidentales

Son aquellas cuya magnitud y/o posicin puede variar a lo largo de la vida til de la estructura, actan de forma transitoria: viento, personas, nieve, muebles, terremotos, etc.cargas de viento

Es una carga difcil de determinar, depende de la velocidad, ubicacin geogrfica, altura y forma de la construccin.El viento produce una presin sobre las superficies expuestas. La fuerza depende de: densidad y velocidad del viento. ngulo de incidencia. forma y rigidez de la estructura. rugosidad de la superficie altura de la edificacin. A mayor altura mayor velocidad del viento.Para una estructura en general se deben calcular las cargas de viento que actan, en cualquier direccin, sobre:a.) La estructura en conjunto.b.) Los elementos estructurales individuales, por ejemplo una pared de fachada en especial, el techo.c.) Las unidades individuales de revestimiento y sus conexiones, vidriera y cubierta con sus aditamentos.cargas ssmicas

Son vibraciones simultneas en forma vertical y horizontal (ms intensas), se transmiten a travs de las fundaciones.El sismo es una liberacin sbita de energa en las capas interiores de la corteza terrestre que produce un movimiento ondulatorio del terreno. Este movimiento ondulatorio se traduce en una aceleracin inducida a la estructura que contando esta con su propia masa y conociendo la 2da ley de Newton se convierte en una fuerza inercial sobre la estructura. Es inercial porque depende directamente de la masa de la estructura sometida al sismo.cargas debidas a cambios de teperatura

Los cambios de temperatura producen dilataciones o contracciones en la estructura general y en sus elementos componentes. Estos cambios pueden producir o no fuerzas adicionales dependiendo del grado de restriccin de la estructura y de sus elementos.

Cargas por presin hidrosttica y empuje de tierras:

Por la Ley de Pascal sabemos que la presin que ejerce un lquido sobre las paredes que lo contienen es proporcional a la profundidad y al peso especfico del lquido contenido. Los suelos ejercen sobre las superficies una presin similar a los lquidos pero de menor magnitud. La presin se representa entonces como una carga triangular.

sobre-carga

Son aquellas originadas por el uso y ocupacin de un edificio u otra estructura, y no incluye cargas debidas a la construccin o provocadas por efectos ambientales, tales como nieve, viento, acumulacin de agua, sismo, etc. Las sobrecargas en cubiertas son aquellas producidas por materiales, equipos o personal durante el mantenimiento, y por objetos mviles o personas durante la vida til de la estructura.columnas

Representan el elemento vertical de soporte para la mayora de las estructuras a base de marcos. Para analizar la capacidad de carga de las columnas se deben referirse al conjunto al que pertenecen y al sistema en el que trabajan; es decir, a las caractersticas generales del edificio en trminos de la forma en que se encuentran definidas las partes integrantes o marcos que son estructuras reticulares que contienen un cierto nmero de claros para una serie de niveles o entrepisos.La columna clsica se compone de tres partes:1. La base: protege a la columna de los golpes que podran deteriorarla, al mismo tiempo que da una superficie de sustentacin mayor.2. El fuste.3. El capitel: es necesario para proporcionar un asiento capaz de recibir mejor el entabla miento

tipos de columnas

1.) Columnas de Acero: Pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento nico, o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo, y el Angulo de lados iguales o desiguales.

2.) Columnas de Madera: Pueden ser de varios tipos: maciza, ensamblada, compuesta y laminadas unidas con pegamento. De este tipo de columnas la maciza es la ms empleada, las dems son formadas por varios elementos.3.) Columnas de Concreto Armado: Las columnas de concreto armado pueden ser de tres tipos que son: Elementos reforzados con barras longitudinales y zunchos. Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos. Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin barras longitudinales, adems de diferentes tipos de refuerzo transversal.clasificacion de las columnas

Las columnas representan el elemento vertical de soporte para la mayora de las estructuras a base de marcos. Para analizar la capacidad de carga de las columnas se deben referir al conjunto al que pertenecen y al sistema en el que trabajan; es decir, a las caractersticas generales del edificio en trminos de la forma en que se encuentran definidas las partes integrantes o marcos, que son estructuras reticulares que contienen un cierto nmero de claros para una serie de niveles o entrepisos. Atendiendo a su disposicin en relacin con otros componentes de un edificio, pueden distinguirse estos tipos de columnas: Columna aislada o exenta: La que se encuentra separada de un muro o cualquier elemento vertical de la edificacin. Columna adosada: La que est yuxtapuesta a un muro u otro elemento de la edificacin. Columna embebida: La que aparenta estar parcialmente incrustada en el muro u otro cuerpo de la construccin.vigas

Es un elemento constructivo lineal, que trabaja sometido principalmente a esfuerzos de flexin, compuesto por tensiones de traccin y compresin. Estos elementos poseen una dimensin dominante frente a las dems. Las tensiones mximas se encuentran en la parte inferior y en la superior. En los sectores cercanos a los apoyos, se producen esfuerzos cortantes, y pueden tambin producirse torsiones. El material de las vigas, es elstico linealmente. aplicaciones de las vigas

La viga es un elemento estructural horizontal capaz de soportar una carga entre dos apoyos, sin crear empuje lateral en los mismos. Las vigas se emplean en las estructuras de edificios, para soportar los techos, aberturas, como elemento estructural de puentes. En los puentes, transportan las cargas de compresin en la parte superior del puente, y las de traccin en la parte inferior. Las vigas alveolares permiten aligerar sus lneas y realizar los vanos ms grandes. Se construyen con perfiles H, laminados en caliente. Los alvolos pueden ser de forma circular, hexagonal u octogonal.tipos de vigas

Vigas compuestas de alma llena (Roblonadas): Son las formadas por el acoplamiento de varios perfiles laminados estos son, generalmente, un alma, varias platabandas (como mximo) en cada cabeza y 4 angulares; estos pueden ser de lados iguales 0 desiguales, y Se emplean cuando la unin se hace roblonada. Empleados han de ser igual menor que 3 veces el dimetro del robln empleado; el vuelo de las platabandas, y 3,5d cuando sean varias.Vigas compuestas de alma llena (soldadas): Con este procedimiento se pueden obtener vigas en forma de doble T, etc., la disposicin es parecida a las ejecutadas por medio de uniones roblonadas; pues pueden emplearse platabandas para la formacin de sus cabezas. En este sistema se suprimen los angulares que emplebamos en el sistema de unin anterior, para el alma y las platabandas; ya que en este sistema la unin del alma y la platabanda se lleva a cabo mediante la soldadura. Este sistema permite, partiendo de una altura establecida, y de un momento flector tambin conocido, el compensar con platabandas soldadas al alma para obtener el momento de inercia necesario.Vigas de celosa: Es la formada por dos cordones, y una ordenacin adecuada de diagonales montantes que sirven de unin a los citados cordones. En general, cualquier viga triangulada recibe esta denominacin. Los cordones superior e inferior se forman corrientemente por dos angulares, y las diagonales por angulares o hierros planos. Las diagonales trabajando a compresin se formarn con dos perfiles simples y las sometidas a traccin con uno. La zona de los apoyos se refuerza con un palastro y dos angulares unidos entre s.Vigas armadas de cajn: Son las vigas compuestas por dos almas, cuatro angulares y como mximo tres platabandas en cada uno de los cordones. Se emplean en cargaderos de gran importancia por adaptarse muy bien a dar un apoyo adecuado a los muros. Para pequeas dimensiones, las almas se pueden formar con perfiles simples de U.

Vigas de perfiles reforzados y laminados: El refuerzo en estas vigas puede hacerse de dos formas: una, reforzando las cabezas del perfil simple con platabandas (soldadas o roblonadas), y la otra, cortando al hilo del alma del perfil simple e intercalando el palastro necesario del mismo espesor que el del perfil cortado; este ltimo caso se realiza generalmente por medio de la soldadura. En estas vigas, se intercalarn los enderezadores necesarios cuando las circunstancias lo requieran, como ya hemos indicado antes. Hacemos notar que en la disposicin de la siguiente figura, manteniendo aparentemente su altura, el momento de inercia aumenta considerablemente y, con ello, su resistencia mecnica, siendo esta solucin empleada muy frecuentemente como cargaderos en los huecos de los establecimientos comerciales en que la altura ha de ser muchas veces limitada por diversas circunstancias.

clasificacin de las vigas

1) En voladizo: Un extremo de la viga es fijo y el otro est libre2) Simplemente apoyadas: ambos extremos del resto del haz estn sobre soportes3) Sobresaliendo: Uno o ambos extremos de la viga se extienden sobre los soportes4) En voladizo apoyado: uno de los extremos es fijo y el otro extremo soportado5) Fijo: ambos extremos de la viga estn fijados rgidamente de modo que no hay movimiento6) Continuo: los dos extremos estn soportados y hay soportes intermedios a lo largo de su longitud.7) Viga convencional: consiste en una estructura horizontal, que sostiene carga entre dos apoyos, sin generar empuje lateral entre estos. perfiles metlicos

Son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificacin, o de obra civil. Se distinguen:Perfil T: Es un prisma mecnico, frecuentemente fabricado en acero laminado cuya seccin tiene forma de T. Tambin pueden construirse vigas de hormign con seccin en T, con resistencia similar a las secciones cuadradas maciza pero con ahorro de material.Perfiles doble T: Es un perfil laminado o armado cuya seccin transversal est formada por dos alas y un alma de unin entre ellas. Generalmente se usan como vigas de flexin, cuando los esfuerzos de torsin son pequeos.Perfil IPN: es un tipo de producto laminado cuya seccin tiene forma de doble T tambin llamado I y con el espesor denominado normal. Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma, y las interiores presentan una inclinacin del 14% respecto a las exteriores, por lo que las alas tienen un espesor decreciente hacia los bordes. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Adems, las alas tienen el borde con arista exterior viva e interior redondeada.Perfil IPE: Es un producto laminado cuya seccin normalizada tiene forma de doble T tambin llamado I y con el espesor denominado Europeo. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre s y perpendiculares al alma, y as las alas tienen espesor constante (principal diferencia con respecto al perfil IPN). Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas. La relacin entre la anchura de las alas y la altura del perfil se mantiene menor que 0,66.

Perfil HE: Es un tipo de perfil laminado cuya seccin transversal tiene forma de doble T, con alas ms anchas que un perfil doble T de tipo IPN o IPE. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre s y perpendiculares al alma, por lo que las alas tienen espesor constante. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Adems, las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas. Los perfiles HE comprenden las tres series siguientes:Serie normal: HEBSerie ligera: HEASerie pesada: HEM

Perfiles no ramificados:Perfil UPN: Es un tipo de producto laminado cuya seccin tiene forma de U. Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma, y las interiores presentan una inclinacin del 8% respecto a las exteriores, por lo que las alas tienen espesor decreciente hacia los extremos. La superficie interior de la unin entre el alma y las alas es redondeada. Las alas tienen el borde exterior con arista viva y la superficie interior redondeada.Se usan como soportes y pilares, soldando dos perfiles por el extremo de las alas, formando una especie de tubo de seccin casi cuadrada, con momento de inercia muy semejante en sus dos ejes principales. Adicionalmente, en algunos casos permite el uso del espacio interior para realizar conducciones.Perfil L: es un tipo de producto laminado cuya seccin tiene forma de ngulo recto, con las alas de igual o distinta longitud. Las caras de stas son paralelas entre s, y la unin de las caras interiores est redondeada. Las alas tienen el borde exterior con aristas vivas, y el interior redondeado. Tambin existen perfiles L soldados. Se sueldan dos placas rectangulares para formar una L. Tambin existen perfiles L plegados.Perfil LD: Es un tipo de producto laminado cuya seccin tiene forma de ngulo recto, con alas de distinta longitud. Las caras de stas son paralelas, y la unin de las caras interiores es redondeada. Las alas tienen el borde exterior con aristas vivas, y el interior redondeado.Pletina: Se conoce como pletina a las placas de metal planas u hojas rectangulares de acero u otros metales presentes en la industria siderrgica, de manufactura o fabricacin, particularmente en el mercado de perfiles.