Fuerzas aplicadas a una estructura

FUERZAS APLICADAS A UNA ESTRUCTURA.
 
Se distinguen dos tipos de fuerzas actuando en un cuerpo: las externas y las internas.
Las externas son las actuantes o aplicadas exteriormente y las reacciones o resistentes que impiden el movimiento.
Las internas son aquellas que mantienen el cuerpo o estructura como un ensamblaje único y corresponden a las fuerzas de unión entre sus partes.
 
Lasactuantes son aquellas cargas a las que se ve sometida la estructura por su propio peso, por la función que cumple y por efectos ambientales. En primera instancia se pueden subdividir en cargas gravitacionales, cargas hidrostáticas y fuerzas ambientales (sismo, viento y temperatura).
Las gravitacionales son aquellas generadas por el peso propio y al uso de la estructura y se denominangravitacionales porque corresponden a pesos. Entre ellas tenemos las cargas muertas y las cargas vivas.
Otra clasificación de las cargas es por su forma de aplicación: dinámicas y estáticas.
Las cargas dinámicas son aquellas aplicadas súbitamente y causan impacto sobre la estructura. Las cargas estáticas corresponden a una aplicación gradual de la carga.
 
1. CARGAS GRAVITACIONALES
 
1.1 Cargas muertasSon cargas permanentes y que no son debidas al uso de la estructura. En esta categoría 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 también se pueden clasificar aquellos equipos permanentes en la estructura. En general las cargas muertas sepueden determinar con cierto grado de exactitud conociendo la densidad de los materiales.
Consultar la densidad de los principales materiales de construcción: acero, hormigón, madera, vidrio, mampostería de ladrillo hueco, mampostería de ladrillo macizo, mortero, tierra, plástico; como también las cargas mínimas de diseño en edificaciones para particiones y divisiones y acabados (consultar en laNSR-98. En www.asosismica.org se encuentra la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente de 1998).
 
1.2 Cargas vivas
Corresponden a cargas gravitacionales debidas a la ocupación normal de la estructura y que no son permanentes en ella.  Debido a la característica de movilidad y no permanencia de esta carga el grado de incertidumbre en su determinación es mayor. Ladeterminación de la posible carga de diseño de una edificación ha sido objeto de estudio durante muchos años y gracias a esto, por medio de estadísticas, se cuenta en la actualidad con una buena aproximación de las cargas vivas de diseño según el uso de la estructura. Las cargas vivas no incluyen las cargas ambientales como sismo o viento.
Para efectos de diseño es el calculista quien debe responder por laseguridad de la estructura en su vida útil, para esto cuenta con las ayudas de las normas y códigos de diseño donde se especifican las cargas vivas mínimas a considerar.
Consultar en la NSR-98 (Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente, www.asosismica.org) las cargas vivas de diseño para edificios de vivienda, universidades, almacenes, etc. Compare estos valores.
 
1.3 Cargasvivas en puentes
Los tipos de cargas vivas considerados en el diseño de puentes se resumen en: carga de camión y carga de vía, carga de impacto y carga de frenado.
La carga de camión considera el peso de un camión como un conjunto de cargas puntuales actuando con una separación y repartición que representa la distancia entre ejes (ruedas) de un camión de diseño.
La carga de vía corresponde auna carga distribuida y representa el peso de vehículos livianos circulando por el puente. Se pueden combinar la carga de vía y la de camión en una misma luz de un puente, esto representa un puente cargado con carros livianos y entre ellos un camión.
El esquema general de la carga de vía mas camión es el siguiente. (lane load, truck load)
 
 
Distancia variable
Carga de vía
Carga camión...