CARGAS DE CONSTRUCCION

Las cargas que ha de soportar el esqueleto o estructura del edificio, dichas cargas se dividen en cargas muertas y cargas vivas, es necesario aclarar ya que la estructura debe siempre soportar las cargas muertas, estas son cargas que se presentan debido al peso propio de los componentes vario del edificio. 
"Al peso propio de una estructura se le llama carga muerta y se puede determinar con un alto grado de precisión aunque no sea sino hasta que la estructura haya sido diseñada"Edwin H. Gaylord Jr, Charles N. Gaylord. (1983).Algunas cargas muertas se incluyen

Materiales de piso y techo, incluye viguetas de piso y techo.

Materiales de plafón, la red de conductos para el control ambiental y el suministro de fuerza.

Muros exteriores que sostienen la estructura (ventanas, puertas y balcones)

Muros exteriores, están colocados permanentemente. Equipos mecánicos (calefacción , ventilación y eléctricos. Tales como; elevadores, cables y motores)

Protección contra incendios. Y además vigas, columnas y las cimentaciones que formen la estructura del edificio.

Las cargas vivas, son cualesquiera cargas que ha de soportar la componente del edificio y que se considere como algo transitoria, es decir, la carga se puede aplicar por varias horas hasta varios años, pero su magnitud es variable. Los códigos de construcción suelen prescribir las cargas vivas tomando en cuenta quienes ocupan los edificios y su situación, además en estas cargas vivas se incluyen, cargas de viento y nieve y las cargas sísmicas.  Las cargas vivas incluyen:

Las personas como, en auditorios, salas de reunión y salas. 

Canceles móviles en las habitaciones.

Equipos e oficina y maquinas de producción.

Productos de los almacenes.

Todos los muebles.

Los valores de las cargas vivas que dan los códigos de construcción, normalmente se basan en valores estadísticamente conservatorio. Las cargas se muestran como fuerza/área, como una convivencia  para el cálculo y diseño, y porque se desconoce la geometría actual del plano del edificio.

La mayoría de los códigos permiten una reducción de los valores tabulados de las cargas vivas, cuando el  área que contribuye es muy grande, debido a la probabilidad estadística que toda el área no este cargada al máximo. La reducción será el menor de los siguientes factores.

Pie lb S: R= 0,0008 * área    (cuando el área > 150 〖pies〗^2)

           SI: R= 0,00086* área  (área> 11.2 m^2 )

              R= (D+L)/4,33L

R ≤ 0,60 (algunos códigos limitan R≤0,40 para miembros horizontales, como son las vigas y trabes y R≤ 0,60 para miembros verticales)

Donde R= factor de reducción, usado como (1-R) *L tabla.

             D= carga muerta, lb/ 〖pie〗^2 o KPA (kilonewtons/m)

              L= la carga viva lb/ 〖pie〗^2, KPA, pero L se limita a un valor menor de 100 lb/ 〖pie〗^2 o 5KPA; por lo general, los valores más altos de este límite, no se reduce.

Es necesario aclarar que no se permiten reducciones en la carga viva para: salones de reuniones públicas (como auditorios), cocheras y techos.

“Es preciso determinar la estructura de tal modo que se pueda efectuar el flujo de carga para obtener el área tributaria de carga de cualquier miembro"Bowles, Joseph E.(1984).

Cargas de viento

Estas cargas se han estudiado por lo general para estructuras de muchos pisos, para estas estructuras elevadas se efectúan estudios en los túneles de viento, para determinar las fuerzas sobre el edificio y para estructuras de menor altura con un orden de 100 pies o uno 30m, resulta satisfactorio utilizar la presión del viento estipulada en el código apropiado de construcción. El National Building Code (NBC), se muestra la siguiente tabla:

altura	Presión del viento
Pies                                       metros	Pie lb s, lb/pie                           SI, kpa
30                                         <9   30 a 49                                  9.1 a14.9   50 a 99                                15 a 30 100 a 499                             30.1 a 150	15                                                    0.75 20                                                    1.0         25                                                    1.25        30                                                    1.50

Las chimeneas, tanques, y estructuras similares deben resistir esta presión multiplicada por los siguientes factores:

            Factores de la estructura                                                                               factor

Rectangular o cuadrada                                                                                              1.00

Hexagonal o octagonal                                                                                                 0.80              

Redonda o elíptica                                                                                                      0.60

Para obtener  la presión del viento según NBC, se mide la altura del edificio, desde la base y por encima del nivel promedio del terreno.

Se consideran los efectos aerodinámicos cuando el viento se aplique contra edificios con techo en pendientes, en este caso para pendientes con un techo menor a 30®( incluyendo los techo planos), la presión sobre el techo que indica la NBC es una sucesión que actúa “hacia afuera”, normal a la superficie del techo, con un valor de 1.25 * la presión ( se muestra en la tabla de presión del viento)

La carga de viento sobre techos con pendientes mayores a 30® se obtiene de la presión del viento que actúa  normalmente a la superficie del techo, y donde el valor básico antes indicado dependerá de la altura,. La altura para determinar la presión sobre el techo se mide como la diferencia entre las elevaciones promedio del terreno y el techo.

Cabe constatar que debido a que el viento puede soplar en cualquier a de los lados del edificio, la estructura es simétrica, aunque el análisis del viento se hace desde una sola dirección.

Como el viento es una carga transitoria, los códigos de construcción permiten un aumento de un tercio en los esfuerzos permisible de diseño con el viento incluido como parte de las condiciones de carga, siempre y cuando la que la sección requerida no sea menor que la que se requería para la condición de la carga muerta + carga viva solamente.

Cargas de nieve

Son cargas vivas que actúan sobre los techos. Aun en aéreas donde la cargas de nieve es mínima la NBC estipula que se use la mayor de las cargas de nieve o 20lb/ 〖pie〗^2 o 1.0 kpa. Comparando que 10 pulg de nieve son aproximadamente iguales a 1 pulg de agua, entonces una carga de 20  lb/〖pie〗^2 corresponde a una profundidad de nieve sobre el techo de casi 40 pulg –valor, que es muy fácil de obtener donde ocurran ventiscas. Sin embargo, cuando la lluvia caiga más tarde sobre nieve, la nieve saturada pesara considerablemente más y el peso unitario puede aproximadamente al del agua.

OTRAS CARGAS DE CONSTRUCCION. 

el encharcamiento es una carga  particular de techo, es una condición en la que el agua se acumula en un techo plano que tiene una deflexión loca (debido a una sobre carga, mala construcción, asentamientos de las cimentaciones, o un drenaje te techo tapiado)

que es causa de una concentración de agua, la que a su vez aumenta la carga y la deflexión, con una concentración adicional de agua.

Las cargas de montaje, aunque no se consideran directamente en los códigos de construcción, estas cargas pueden controlar el diseño de alguno miembros, particularmente en edificios de mucha altura, puentes en voladizo, o estructuras sostenidas por cables.

El estudio profundo de estas cargas de construcción, son necesarias para un buen desempeño de la estructura o edificio terminado en su totalidad. La importancia de este estudio es evitar futuros accidentes y además la reputación del ingeniero encargado de llevar la obra a cabo.

REFERENCIAS.

Bowles, Joseph E.(1984) Diseño de acero estructural. Editorial Limusa, S.A. 

Edwin H. Charles N.& Gaylord.(1983).acero estructural CTA. Editorial Continental, S.A. México.