Calcular cargas estructurales

Cálculo de Cargas Una de las tareas más importantes del proyectista es determinar de la manera más precisa posible el valor de las cargas que soportará la estructura durante su vida útil, así como su posición y también determinar las combinaciones más desfavorables que de acuerdo a los reglamentos pueda presentarse. Aquí analizaremos el cálculo de los siguientes tipos de cargas: • Cargas muertas• Cargas vivas • Cargas eólicas o de viento • Cargas de Sismo Cargas Muertas Son aquellas cuya magnitud y posición permanecen prácticamente constantes durante la vida útil de la estructura. Consisten en los pesos de los diversos miembros estructurales y en los pesos de cualesquiera objetos que estén permanentemente unidos a la estructura, entre otros: • Columnas • Vigas • Trabes • Losas • Muros •Ventanas • Plomería • Instalaciones eléctricas y sanitarias En algunos casos, una carga muerta estructural puede estimarse satisfactoriamente por medio de fórmulas basadas en los pesos y tamaños de estructuras similares. Con experiencia, se puede también estimar la magnitud de esas cargas. Sin embargo, una vez determinados los materiales y tamaños de los diversos componentes de la estructura, suspesos pueden determinarse a partir de tablas que dan sus densidades. Cargas Vivas Son cargas variables en magnitud y posición debidas al funcionamiento propio de la estructura. Pueden ser causadas por los pesos de los objetos colocados temporalmente sobre una estructura, por ejemplo: • Personal. • Mobiliario. • Empujes de cargas de almacenes. Las cargas mínimas especificadas en los códigos sedeterminan estudiando la historia de sus efectos sobre estructuras existentes. 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. Estas cargas están tabuladas en códigos locales, estatales onacionales. Un ejemplo representativo de esas cargas mínimas uniformes, tomadas del American Standard Building Code, se muestran en la tabla. Estos valores se determinaron con base en la historia de carga de varios edificios. Ellos 1

incluyen márgenes contra la posibilidad de sobrecarga debido a cargas de construcción y requisitos de servicio. Además de las cargas uniformes, algunos códigosespecifican cargas vivas concentradas mínimas, causadas por carretillas, automóviles, etc. Por ejemplo, cargas vivas, tanto uniformes como concentradas deben considerarse en una losa de un estacionamiento para automóviles. Las cargas vivas en estructuras especiales se diseñan según las especificaciones de las siguientes instituciones: • Puentes de ferrocarril: American Railway EngineeringAssociation (AREA). • Puentes carreteros: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Cargas Eólicas o de Viento: Cuando las estructuras impiden el flujo del viento, la energía cinética de éste reconvierte en energía potencial de presión, lo que causa la carga de viento. El efecto del viento sobre una estructura depende de la densidad y velocidad del aire, del ángulo deincidencia del viento, de la forma y de la rigidez de la estructura y de la rugosidad de su superficie. En las NTC−Viento del RCDF−87 se especifica el cálculo de estas presiones de acuerdo a las características de la estructura. En general ni se especifican normas de diseño para el efecto de huracanes o tornados, debido a que se considera incosteable el diseño contra estos efectos; sin embargo, sesabe que el detallado cuidadoso del refuerzo, y la unión de refuerzos en los sistemas de piso con muros mejora notablemente su comportamiento. Para propósitos de diseño, las cargas de viento pueden tratarse usando un procedimiento estático o uno dinámico. En el procedimiento estático, la fluctuación de la presión causada por un viento soplando continuamente se aproxima por una presión media que...