2. Acciones Gravitatorias

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Recorrido Americano

Versión imprimible

Acciones gravitatorias

RESPONSABILIDADES: El contenido de esta obra elaborada por ZIGURAT Global Institute of Technology S.L. está protegida por la Ley de Propiedad Intelectual Española que establece, penas de prisión y o multas además de las correspondientes indemnizaciones por daños y perjuicios. No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita a ZIGURAT. © Zigurat Global Institute of Technology S.L. www.e-zigurat.com

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura

t

Acciones gravitatorias

ur at

ur at

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

ÍNDICE DE CONTENIDOS zi g

zi g

1. Introducción ....................................................................................................................... 3 2. Cargas muertas, D ............................................................................................................. 4

zi g

ra t

ur

Cargas muertas. Elementos no estructurales verticales........................................... 8

zi

2.2.

at

ra

t

Cargas muertas. Elementos no estructurales horizontales ...................................... 5

gu

2.1.

4.2.

Carga viva - distribución parcial ............................................................................. 12

4.3.

Carga viva - concentrada ....................................................................................... 13

4.4.

Reducción de carga viva en cubiertas ................................................................... 14

4.5.

Sobrecargas debido a instalaciones ...................................................................... 16

t

ra

at

at

ur

Carga de nieve del terreno pg ................................................................................ 18

5.2.

Cubiertas planas, pf ............................................................................................... 18

5.3.

Mínima carga para pendientes suaves, pm............................................................. 22

ra

ra

t

zi gu

t

Cargas de nieve equilibradas y no equilibradas ..................................................... 28

5.7.

Incremento de carga de nieve debido a la lluvia .................................................... 32

5.8.

Encharcamiento ..................................................................................................... 32

5.9.

Deslizamiento de nieve .......................................................................................... 33

at

ra t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

ra t

ra

t

gu r

t ra

t

t

ra

at

zi

t ra

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

zi gu

gu r

zi

at

gu r

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

ra t

ra

t

gu zi

zi gu

5.6.

zi

Carga de nieve parcial. .......................................................................................... 27

r

gu ra

zi gu

5.5.

zi

ra

t

ra t

gu

Cubiertas con pendiente, ps ................................................................................... 25

zi

zi

gu

ra

t

5.4.

zi

5.1.

zi

zi

gu

ra

t

zi

5. Carga de nieve, S ............................................................................................................. 17

gu

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

ur

Carga viva – distribución uniforme ......................................................................... 11

zi g

4.1.

zi gu

gu

ra t

zi

zi gu

4. Cargas vivas, L ................................................................................................................ 11

at

ra

gu

t

3. Empujes de terreno y presión hidrostática, H ............................................................... 10

2

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ur at

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

1. Introducción



at

ra

t

Carga muerta, D. Empuje de terreno y presión hidrostática, H.

gu zi

at ur

Carga de nieve, W.

t



ra

Carga de nieve, S.

zi gu



ra t

Carga viva, L.

zi g



zi g

ra t

zi

ur

gu



ur at

acciones:

zi g

zi g

zi

En el cálculo y dimensionado de una nave industrial, debe determinarse con precisión las

ra

gu

t

Utilizaremos los valores proporcionados por las normativas y guías vigentes con la voluntad

at

at

ur

zi

zi gu

de llegar a valores adecuados para un buen diseño. En construcción industrial, los valores de

t

ur

zi g

cargas pueden no estar tan definidos como en edificación de viviendas y la estructura es muy

ra

t gu

t

zi

zi

rigor y precisión, y así, proyectar estructuras optimizadas.

ra

gu

ra

zi g

sensible a la magnitud de las acciones. Por tanto, deberemos seleccionar las acciones con

ra t

t

t

t

zi gu

at

(4) 1.2𝐷 + 1𝑊 + 𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅)

gu r

t gu zi ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

(7) 0.9𝐷 + 1𝐸

ra t

(6) 0.9𝐷 + 1𝑊

ra t

ra

zi

zi

(5) 1.2𝐷 + 1𝐸 + 𝐿 + 0.2𝑆

gu

gu

ra

t

(3) 1.2𝐷 + 1.6(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅) + (𝐿 𝑜 0.5𝑊)

r

zi

(2) 1.2𝐷 + 1.6𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅)

gu ra

(1) 1.4𝐷

ra

zi

zi gu

ra

gu

zi

método LRFD.

zi gu

gu

Es necesario tener presentes las combinaciones de acciones que se generan según el

3

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ur at

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

2. Cargas muertas, D

ur at

zi g

zi

La carga muerta (permanente) se refiere, básicamente, al peso propio de los elementos

zi g

estructurales y los cerramientos, así como tabiquerías, carpinterías y revestimientos en el

ra

t

caso de entreplantas. Estas cargas son conocidas como cargas muertas (“Dead loads”).

ur

gu

at

Según el 4.3.2 ASCE7, la tabiquería puede no ser considerada como carga permanente. Si

t

ra t

ra

gu

zi g

zi

existe la posibilidad de cambiar de ubicación, la tabiquería se considera como carga viva. Por

at ur

zi

zi g

ra t

“Minimum Design Dead Loads” de la ASCE7.

zi gu

ejemplo, sería el caso de las zonas destinadas a oficinas. Se localizan en la tabla C3-1

zi gu

ra

gu

t

Pesos aproximados…

at

at

ur

zi

La definición de pesos propios en un proyecto de nave industrial siempre es un paso con

Correas continuas tipo RHS:

0,05 – 0,14 kN/m²

-

Correas continuas tipo IPE:

-

Chapa sandwich in-situ:

0,12 – 0,20 kN/m²

-

Panel sandwich:

0,14 – 0,25 kN/m²

gu

-

zi

0,04 – 0,10 kN/m²

ra

gu

Correas continuas tipo “Z”:

zi

-

t

t

ra

gu ra

r

zi

t ra

zi

zi

gu r

gu

at

zi gu

0,05 – 0,15 kN/m²

zi gu

zi gu

ra

t

ra t

gu

zi

ra

t

zi

gu

ra

t

naves en situaciones y de características normales:

t

ra

zi g

t

ur

zi g

ciertas incertidumbres, no obstante, algunos órdenes de magnitud pueden extraerse para

zi

gu

gu

ra t

En el capítulo 3 ASCE7 no encontramos tablas de referencia de pesos de materiales

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

B3.3, donde encontramos pesos de referencia.

ra t

utilizados en construcción. Por ello, consultamos la normativa Colombiana NSR-10 Capítulo

4

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

2.1. Cargas muertas. Elementos no estructurales horizontales

ur at

ur at t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

Según el capítulo B.3.4.1 de la NSR-10

5

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura

ur at

ur at t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

Acciones gravitatorias

6

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura

ur at

ur at t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

Acciones gravitatorias

7

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

2.2. Cargas muertas. Elementos no estructurales verticales

ur at

ur at t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

Según el capítulo B.3.4.2 de la NSR-10

8

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura

ur at

ur at t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

Acciones gravitatorias

9

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ur at

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

3. Empujes de terreno y presión hidrostática, H

ur at

zi g

zi

La carga lateral que ejerce el empuje de tierras o la carga hidrostática del nivel freático deben

zi g

considerarse. Si estas cargas no vienen definidas en el estudio geotécnico, entonces pueden

ra

t

utilizarse los valores de la Tabla 3.2-1 ASCE7.

t

ra t

at

zi gu

zi

Para saber más…

ra

gu

zi g

zi

1.6 desfavorable o 0.9 cuando sea favorable.

ur

ur

gu

at

Las cargas laterales H, cuando existan, se combinan en LRFD con un factor de carga igual a

ra t

zi g

En el caso de muros rígidos, debe incrementarse la carga debido al efecto del empuje al

zi gu

ra

gu

t

reposo. Al no poderse desarrollar suficiente deformación, debe considerarse empuje al reposo

at

-

Terrenos limoso y arcilloso: Aumentamos la carga indicada en la tabla con 15.7 kN/m2

t

ra t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

gu

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

Figura 3.1 Carga lateral de diseño relativa la terreno

ra

t

ra gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

zi

zi

gu

ra

gu

Terrenos con grava y arenosos: Aumentamos la carga indicada en la tabla con 9.4 kN/m2

t

ra

zi g

t

ur

zi g

-

gu

ra

t

ASCE7.

at

ur

zi

con un incremento de carga tal y como se indica en los comentarios c y d de la Tabla 3.2-1

10

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

zi g

zi g

zi

4.1. Carga viva – distribución uniforme

ur at

ur at

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

4. Cargas vivas, L

En edificios de oficinas o cualquier otra estructura donde la tabiquería interior pueda ser

at

t

ra t

zi g ra

gu

t

ra t

kN/m2

ur

Excepción: No es necesaria carga de tabiquería cuando la carga viva L sea superior a 3.83

at

ra

gu zi

zi gu

𝑘𝑁 𝑚2

ur

𝑞𝑡𝑎𝑏𝑖𝑞𝑢𝑒𝑟í𝑎 > 0.72

zi g

zi

gu

ra

t

cambiada de ubicación, debe considerarse una carga mínima,

at ur

t

ur

t

ra

ra

t

t

t

ra

zi gu

t

Figura 4.1 Cargas vivas definidas en la Tabla 4-1 ASCE7

at

ra gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

zi g

zi g

gu

kN/m2.

at

zi

zi gu

La carga viva indicada en la tabla 4-1 relativa a cubiertas de naves industriales es igual a 0.96

t

zi

gu r

Tengan en cuenta la diferenciación que realiza ASCE7 en relación a la carga viva de cubierta

ra t

ra t

gu

ra

t

zi

(1) 1.4𝐷

zi gu

zi

zi

resaltamos las cargas Lr y L.

gu

zi

ra

Lr y la carga viva en otros forjados L. Escribimos de nuevo las combinaciones LRFD y

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

gu

zi

(4) 1.2𝐷 + 1𝑊 + 𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅)

ra t

t ra

gu

(3) 1.2𝐷 + 1.6(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅) + (𝐿 𝑜 0.5𝑊)

zi

zi

gu

(2) 1.2𝐷 + 1.6𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅)

t

zi

(5) 1.2𝐷 + 1𝐸 + 𝐿 + 0.2𝑆

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r

(7) 0.9𝐷 + 1𝐸

zi

zi

gu

ra

(6) 0.9𝐷 + 1𝑊

11

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

t

gu

ra

gu

ra

t

4.2. Carga viva - distribución parcial

ur at

ur at

zi

zi

Hay que considerar una distribución parcial de la carga viva en los casos que se pueda

zi g

zi g

generar un esfuerzo superior al esfuerzo que genera una distribución uniforme.

ra

t

Ejemplo 4.2.1 Distribución parcial

zi

ur

gu

at

Consideramos una viga continua de 4 vanos y una carga viva de 20 kN/m. En el primer caso,

t

ur

at

zi gu

zi

presente en el tercer vano.

ra

gu

zi g

ra t

la carga lineal está distribuida en todos los vanos. En el segundo caso, la carga viva no está

ra t

zi g

En la siguiente figura, les mostramos los flectores máximos My. Vemos como el flector My

ra

gu

t

positivo y negativo es superior en el segundo caso (distribución parcial). Por tanto, vemos la

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

Figura 4.2 Carga parcial en viga continua

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

necesidad de tener en cuenta las cargas parciales que nos ofrecen esfuerzos superiores.

12

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

4.3. Carga viva - concentrada

ur at

ur at

zi

zi

En la tabla 4-1 ASCE7 se indican los valores de carga concentrada, pero en las cubiertas de

zi g

zi g

naves industriales estaremos exentos de esta consideración. En el resto de casos,

deberemos de consultar la tabla y aplicar la carga concentrada indicada. La carga

t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

Figura 4.3 Carga viva en cubiertas de naves industriales

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

concentrada se asumiría repartida en un área igual a 762x762 mm2

13

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

4.4. Reducción de carga viva en cubiertas

ur at

ur at

zi

zi

Las cargas mínimas “L0” en cubiertas se definen en la Tabla 4-1 Minimum Uniformly

zi g

zi g

Distributed Live Loads, L0 and Minimum Concentrated Live Loads, pueden reducirse según se

t

indica a continuación de acuerdo al apartado 4.8 Reduction in roof live loads.

gu

at

ra

La siguiente reducción es aplicable a cubierta plana, cubierta a dos aguas, cubierta curvada,

at zi g

0.58 ≤ 𝐿𝑟 ≤ 0.96

at

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

𝐿𝑟 = 𝐿0 · 𝑅1 · 𝑅2 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒

ur

zi

zi gu

La carga viva L0 se reduce mediante la aplicación del coeficiente R1 y R2

ra

t

ra t

gu

zi g

zi

ur

marquesinas, a excepción de aquellas estructuras sustentadas por elementos de fábrica.

ra

gu

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴𝑡 ≤ 18.58𝑚2 𝑃𝑎𝑟𝑎 18.58𝑚2 < 𝐴𝑡 ≤ 55.74𝑚2 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴𝑡 ≥ 18.58𝑚2

1 𝑅1 = 1.2 − 0.011 · 𝐴𝑡 0.6

ra t

gu

ra

t

analicemos.

zi

at

ur

El primer coeficiente reductor R1 es función del área tributaria del elemento estructural que

t

ra

t gu ra

𝑃 ≤ 33.33% 33.33% < 𝑃 < 100% 𝑃 ≥ 100%

r

at

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

ra

; ; ;

zi

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑃 · 0.12 ≤ 4 𝑃𝑎𝑟𝑎 4 < 𝑃 · 0.12 < 12 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑃 · 0.12 ≥ 12

t

1 𝑅2 = 1.2 − 0.05 · (0.12 · 𝑃) 0.6

zi gu

pendiente F=Px0.12. La pendiente P expresada en porcentaje.

zi gu

zi

zi gu

El segundo coeficiente reductor R2, y en el caso de cubiertas a dos aguas, es función de la

14

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Ejemplo 4.4.1 Reducción de carga viva en cubierta

ur at

ur at

t

ra t

ra

at ur

at ur

t

ur

t

ra

ra gu zi

zi

𝑘𝑁 𝑚2

ra

t

𝐿0 = 0.96

zi g

zi g

La carga “L0” indicada en la Tabla 4-1 ASCE7,

gu

zi

zi gu

Figura 4.3 Dimensiones nave industrial (unidades en m)

at

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

Se proyecta una nave industrial a dos aguas, tal y como de la siguiente figura.

0.58 ≤ 𝐿𝑟 ≤ 0.96

t ra

gu

zi

ra t

gu

𝐿𝑟 = 𝐿0 · 𝑅1 · 𝑅2 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒

t

t

ra

zi

zi gu

Analicemos el dintel de un pórtico tipo

gu ra

zi gu

El área tributaria del dintel, corresponde a la luz del pórtico 20 m por la distancia transversal 5

at

zi

r zi gu

𝑅1 = 0.6

gu r

gu

ra

t

𝐴𝑡 = 5 · 20 = 100 𝑚2 →

zi

m. En función del área tributaria, encontramos el factor reductor R1

ra t

ra t

𝑝𝑒𝑟𝑜 0.58 ≤ 𝐿𝑟 ≤ 0.96

t ra

gu

zi

ra

t

gu

𝑘𝑁 𝑚2

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

t

𝑘𝑁 𝑚2

gu

ra

𝐿𝑟 = 0.58

zi

zi

gu

𝐿𝑟 = 𝐿0 · 𝑅1 · 𝑅2 = 0.96 · 0.6 · 1 = 0.576

ra t

ra

t

zi

El valor de carga viva reducido en la cubierta Lr y para el diseño del dintel,

zi gu

zi

zi

𝑅2 = 1

gu

gu

zi

ra

t

El factor R2 se define en función de la pendiente de la cubierta, en este caso de un 10%

15

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Analicemos una correa de la cubierta

ur at

zi

zi

gu

El área tributaria de una correa, corresponde a la luz de la corra 5 m por la distancia entre

𝐴𝑡 = 5 · 2 = 10𝑚2

𝑅1 = 1

ra

t

→

zi g

zi g

ur at

correas 2 m. En función del área tributaria, encontramos el factor reductor R1

t

ra t

ra

at

zi gu

zi

𝑅2 = 1

gu

zi g

zi

ur

gu

at

El factor R2 se define en función de la pendiente de la cubierta, en este caso de un 10%

𝑘𝑁 𝑚2

,

𝑝𝑒𝑟𝑜 0.58 ≤ 𝐿𝑟 ≤ 0.96

→

𝐿𝑟 = 0.96

ur

𝑘𝑁 𝑚2

at

zi

zi gu

ra

gu

t

𝐿𝑟 = 0.96 · 1 · 1 = 0.96

zi g

ra t

El valor de carga viva reducido en la cubierta Lr y para el diseño de la correa,

t

ur

t

ra

ra

gu

t

zi

zi

4.5. Sobrecargas debido a instalaciones

ra

gu

del área tributaria del elemento que analicemos.

zi g

zi g

at

ur

Hemos visto con este sencillo ejemplo, que el valor de la reducción de la carga viva depende

t

zi

ra t

gu

La determinación del valor de instalaciones de una cubierta puede ser una labor difícil ya que

t ra

zi

zi gu

ra

gu

depende en gran medida de la instalación en particular.

gu ra

zi gu

t

La Tabla 3.1 de la guía “Low Rise Building Systems Manual” de la MBMA indica valores

zi gu

at

Valores aproximados en instalaciones…

t ra

zi

zi

gu r

gu

ra

t

tal vez muy conservadores pero válidos a falta de otros.

r

zi

genéricos de sobrecargas en cubiertas entre 0,57 y 0,96 kN/m² en función de su área. Valores

Placas solares:

0,30 – 0,50 kN/m²



Equipos de aire acondicionado:

3,00 – 20,00 kN/m²

ra

t

zi

zi gu

zi



ra t

zi

gu

gu

ra t

Como valores aceptados para instalaciones comunes se pueden tomar las siguientes:

Sprinklers:



Iluminación:

ra

t

0,20 – 0,30 kN/m²

t

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

ra

t

gu

gu

ra t

0,10 kN/m²

zi

zi

gu



16

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ur at

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

5. Carga de nieve, S

ur at

acumulación la causa del colapso de muchas de ellas.

zi g

zi g

zi

La nieve es la carga gravitatoria predominante en la mayoría de las naves industriales, y su

ra

t

En este capítulo analizamos cómo se considera la nieve y diferentes formas de calcular su

t

ra t

ra

ur zi g

Recordemos las combinaciones básicas del método LRFD:

at

zi gu

zi

Chapter 7 – Snow loads de la ASCE 7-10

gu

zi g

zi

ur

gu

at

acumulación. Esta parte está basada en el documento:

ra

gu

t

ra t

(1) 1.4𝐷

at

at

ur

t ra gu

t

t

t gu ra

(7) 0.9𝐷 + 1𝐸

ra

zi

zi gu

ra

gu

(6) 0.9𝐷 + 1𝑊

zi gu

zi

ra t

gu

(5) 1.2𝐷 + 1𝐸 + 𝐿 + 0.2𝑆

t

ra t

En la combinación (4) aparece como carga de acompañamiento multiplicada por 0.5 y

ra t

zi gu

zi

zi

gu



t

zi

junto con las cargas de viento W y carga viva L.

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

considera la carga de nieve multiplicada por 0,2.

t

ra t

ra

En la combinación (5) interviene la carga sísmica E junto con la carga viva L y se

gu

ra gu

gu

zi

En la combinación (3) aparece como carga principal y multiplicada por 1.6.

t





zi

ra

y multiplicada por 0.5.

zi

r

En la combinación (2) la carga de nieve se considera como carga de acompañamiento

gu r

gu

ra



at

t

zi

Vamos a localizar las combinaciones en las cuales interviene la carga de nieve.

zi gu

ra

t

zi

zi

(4) 1.2𝐷 + 1𝑊 + 𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅)

ra

zi g

t

ur

zi g

(3) 1.2𝐷 + 1.6(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅) + (𝐿 𝑜 0.5𝑊)

gu

zi

zi gu

(2) 1.2𝐷 + 1.6𝐿 + 0.5(𝐿𝑟 𝑜 𝑆 𝑜 𝑅)

17

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

t

gu

ra

gu

ra

t

5.1. Carga de nieve del terreno pg

ur at

ur at

zi

zi

En función de la altitud y ubicación de la estructura, se define la carga pg (subíndice g

t

ra t

at ur

at

at

ur t

Figura 5.1 Carga de nieve pg (ver Figura 7-1 ASCE7)

zi gu

ra

gu

t

t

ra zi gu

zi

5.2. Cubiertas planas, pf

gu ra

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

“ground”) en unos mapas incluidos en la normativa de referencia, Figura 7-1 ASCE7.

zi gu

ra

t

apartado 7.3 de la ASCE7:

r

zi

La carga de nieve para cubiertas planas pf (subíndice f “flat roof”), se calcula según el

t ra

ra t

ra t

zi

zi

𝐶𝑒 ∶ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛

gu

gu

zi

Depende de los siguientes parámetros:

zi gu

zi

gu r

gu

at

𝑝𝑓 = 0.7 · 𝐶𝑒 · 𝐶𝑡 · 𝐼𝑠 · 𝑝𝑔

ra t

ra

t

𝐼𝑠 ∶ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

t

t

ra

ra

gu

zi

zi

𝑝𝑔 ∶ 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑛𝑖𝑒𝑣𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜

gu

gu

zi

gu

ra

t

zi

𝐶𝑡 ∶ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑜

zi

zi

gu

Nótese de la importancia de todos los parámetros, que afectan de manera directamente

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

proporcional a la magnitud de la carga.

18

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ur at

zi g

zi

zi

Este coeficiente depende de:

ur at

gu

ra

gu

t

ra

t

Coeficiente de exposición, Ce

Categoría del Terreno (Rugosidad del terreno B, C o D)

-

Exposición de la Cubierta. (Fully exposed, partially exposed, sheltered): Estos niveles

ra

t

zi g

-

t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra

r zi gu

at

Categoría del terreno (Rugosidad del terreno B, C o D): La rugosidad B corresponde a

gu r

gu

ra

t

Figura 5.2 Factor de exposición Ce (tabla 7-2 ASCE7)

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

de exposición están definidos en las notas de la Tabla 7-2 ASCE7:

t

ra t

zi

zi

gu

gu

intermedia a las otras dos.

ra t

ra

zi

Superficie con rugosidad B: Áreas urbanas y suburbanas, zonas boscosas o cualquier otra

ra

t

zona con muchas obstrucciones cercanas y del tamaño mínimo de una casa unifamiliar. Superficie con rugosidad C: Terreno abierto con obstrucciones dispersas de una altura

ra t

zi

ra

t

gu

-

t ra

zi

zi

gu

gu

menor a 9.1m. Se incluye terrenos planos y praderas.

gu

ra

gu

t

Superficie con rugosidad D: Superficie plana, sin obstrucciones i zonas extensas con

zi

-

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

agua.

19

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

zi

-

zi gu

zi

zonas urbanas y la rugosidad D a zonas marítimas sin obstrucciones. La rugosidad C es

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

Coeficiente térmico, Ct

ur at

ur at

zi

zi

Este coeficiente considera la temperatura del edificio. Hay edificios que están climatizados

t

mantiene una temperatura fría incluso por debajo de 0 grados.

zi g

zi g

para mantener una temperatura caliente y constante. En cambio, en otros edificios se

gu

at

ra

El coeficiente térmico considera un aumento de hasta un 30% con Ct=1.3 en edificios en los

ra t

zi g

zi

ur

cuales la temperatura esté por debajo de 0 grados ya que ello favorece la formación de hielo.

ur zi g

zi

reduce debido a la climatización del interior del edificio Ct=0.85.

at

zi gu

ra

gu

t

En cambio, en edificios tipo invernadero la formación de hielo o acumulación de nieve se

t ra

at ur t

t

t

ra

Figura 5.4 Factor térmico Ct

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

gu

value.

at

ra t

En la tabla en la cual se define Ct, incluso interviene la resistencia térmica de la cubierta R-

20

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

Coeficiente de importancia, Is

t

ra t

at ur

at

at

ur

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

coeficientes: nieve, hielo-espesor, hielo-viento, sismo.

ur at

ur at

zi

zi

El coeficiente de importancia Is está definido en la Tabla 1.5-2 ASCE7 e incorpora varios

ra gu

divide el uso del edificio en 4 categorías. La categoría I tienen muy poca ocupación y su fallo

zi

ra

t

zi

gu

En la tabla anterior, se requiere conocer la categoría de riesgo (Tabla 1.5-1 ASCE7). Se

t

ra

zi g

t

ur

zi g

Figura 5.5 Coeficientes de importancia

t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

zi gu

Figura 5.6 Categorías de riesgo

ra

gu r

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

gu

la supervivencia de la población.

ra

zi

ra t

gu

no produciría pérdidas humanas. La categoría IV son estructuras de mucha importancia para

21

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

5.3. Mínima carga para pendientes suaves, pm

ur at

ur at

zi

zi

Si el ángulo de la cubierta es inferior a 15 grados, entonces se debe de considerar una carga

t

ra t

at ur

at

at

ur

gu zi

La carga mínima pm se considera en una hipótesis de carga independiente y no combina con

ra t

t

t 𝑘𝑁 𝑚2

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

𝑝𝑚 = 0.96 · 𝐼𝑠

r

⇒

zi gu

𝑘𝑁 𝑚2

t

𝑝𝑔 > 0.96

gu ra

𝑠𝑖

𝑝𝑚 = 𝑝𝑔 · 𝐼𝑠

zi

⇒

t

𝑘𝑁 𝑚2

ra

𝑝𝑔 ≤ 0.96

zi

𝑠𝑖

zi gu

ra

gu

zi

otros tipos de cargas de nieve.

zi gu

gu

ra

t

zi

Figura 5.7 Limitación a pendientes suaves

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

(Flat roof, Gable roof y Hip roof).

zi g

zi g

mínima pm (subíndice m “mínima”). Esta limitación aplica en los siguientes tipos de cubierta

22

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Para saber más…

ur at

ur at

zi g t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

cubierta de un edificio. Estos nombres recurrentes en la ASCE7

zi g

zi

zi

gu

En el siguiente esquema se definen los nombres en inglés de las diferentes partes de la

23

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Ejemplo

ur at

zi

zi

gu

Cubierta a dos aguas de un almacén logístico automático. Cubierta con un ángulo de

zi g

zi g

𝑙𝑏 𝑘𝑁 = 0.479 𝑓𝑡 2 𝑚2

t

ra t gu

zi g

zi

ur

Definir la carga mínima de nieve pm

ra

gu

at

ra

t

𝑝𝑔 = 10

ur at

inclinación de θ=5 grados. Por ubicación, le corresponde una carga de terreno:

at

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

obtiene multiplicando por el coeficiente de importancia Is

ur

zi

zi gu

Solución: La carga del terreno es inferior a 0.96 kN/m2, y entonces la carga mínima se

t

zi

La estructura se define en categoría de riesgo I, y le corresponde un coeficiente de

ra t

𝑝𝑚 = 𝑝𝑔 · 𝐼𝑠 = 0.479 · 0.80 = 0.38

𝑘𝑁 𝑚2

t

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

La carga mínima, considerada en una hipótesis independiente es igual a 0.38 kN/m2

ra

gu

zi

ra

gu

⇒

t

t ra

𝑘𝑁 𝑚2

gu

𝑝𝑔 ≤ 0.96

zi

zi

gu

ra

importancia Is=0.80

24

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

t gu

ra

gu

ra

t

5.4. Cubiertas con pendiente, ps

zi g

zi g

de cubiertas planas pf, y aplicando el factor Cs:

ur at

ur at

zi

zi

La carga para cubierta con pendiente ps (subíndice s “slope”) se obtiene a partir de la carga

at

ra

t

𝑝𝑆 = 𝐶𝑠 · 𝑝𝑓

t

at

at

at

ur t

t

t

ra

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

ra t

del coeficiente térmico Ct y de la pendiente de la cubierta,

ur

zi

ur

gu

En la Figura 7-2 de la ASCE se indican los valores del coeficiente de pendiente Cs, en función

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

Figura 5.8 Carga de nieve en cubiertas con pendiente ps. Coeficiente Cs.

25

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Ejemplo 5.4.1 Carga de nieve en nave con pendiente

ur at

zi

zi

gu

Estructura abierta con una cubierta de pendiente θ=30 grados. Por el hecho de ser abierta, le

zi g

ur at

corresponde un coeficiente térmico Ct=1.2. En función de si existe impedimento al

t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

deslizamiento o no, el coeficiente de pendiente (slope) Cs varía de 0.75 a 1.

26

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

5.5. Carga de nieve parcial.

ur at

ur at zi g

zi

zi

La referencia de este capítulo es el apartado 7.5 ASCE7.

zi g

En un sistema de viga continua, una carga linealmente repartida de valor constante puede no

t

ser el caso más favorable. Por este motivo, se considera una repartición desigual de la carga.

t

ra t

ra

gu

at

zi at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

zi

zi gu

Figura 5.9 Carga parcial en vigas continuas

t

t

ra

ra

gu

zi

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

Inclinación cubierta θ≥2.38º

gu



ra t

t ra

Sean perpendiculares a la coronación

gu



zi

zi

gu

ra

t

Excepción: No se aplica la regla anterior en elementos de una cubierta a dos aguas que:

27

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

ur

zi g

zi

ur

como vanos apoyados en el extremo.

zi gu

gu

at

ra

Se consideran tres casos (Figura 7-4 ASCE7) Los vanos que sean voladizos, se consideran

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

5.6. Cargas de nieve equilibradas y no equilibradas

zi g

zi g

no equilibradas (unbalanced).

ur at

ur at

zi

zi

Es necesario un análisis con las cargas equilibradas (balanced) y otro análisis con las cargas

ra

t

El análisis se define en la Figura 7-5 ASCE7 , que seguidamente comentamos.

ra t

zi g

zi

ur

gu

at

Carga equilibrada: se considera la carga ps en toda la longitud

at ur

at

at

ur t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

ra

t

gu

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

Figura 5.10 Cargas equilibradas y no equilibradas

zi

zi

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

el alero hasta la cumbrera. Ello queda explicado en la Figura 7-5 ASCE7.

ra

gu

t

Carga no equilibrada: Se distinguen dos casos, en función de la distancia W acotada desde

28

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Excepción: no se realiza el análisis de cargas no equilibradas en cubiertas del tipo gable roof

ur at

ur at t

ra t

at ur

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

y hip roof cuando las inclinaciones sean θ>30.2º o bien θ≤2.38º.

at

at

ur

zi

zi gu

Carga no equilibrada. Caso 1

gu

ra

gu

0

zi

𝐵𝑎𝑟𝑙𝑜𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 →

zi

𝑊 < 6.1𝑚 →

ra t

𝐼 · 𝑝𝑔

t

ra

t

zi gu

ra

t

𝑆𝑜𝑡𝑎𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 →

gu ra

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r

at

Figura 5.11 Carga no equilibrada. Primer caso W<20ft

zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

zi

gu

zi

→

zi gu

gu

ra

t

terreno pg modificada por el coeficiente de importancia I.

t

ra

zi g

t

ur

zi g

El primer caso, considera nula la carga en barlovento. En sotavento considera la carga del

29

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

ra

gu

t

ra

t

Carga no equilibrada. Caso 2

ur at

zi

zi

gu

El segundo caso, la distancia W es superior o igual a 6.1m. En barlovento se considera el

.

zi g

√S

zi g

hd ·γ

𝑝𝑠 · 0.3

t 𝑘𝑁

γ : Densidad de la nieve 𝛾 = 0.426 · 𝑝𝑔 + 2.2 ≤ 4.7 𝑚3

at ur

√𝑆

ra

ℎ𝑑 · 𝛾

gu

𝑝𝑠 +

zi

→

S : pendiente 1 tal y como está indicado en la Figura 7-5 ASCE.

at

at

ur

-

lu : Distancia entre alero y cumbrera en barlovento, m.

-

hd : Altura de acumulación (drift), m.

t

t

t

ra t

ra t

ra

ra t

ra t

t

ra

t

gu

Figura 5.12 Carga no equilibrada. Segundo caso

zi

zi

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

zi gu

ra

gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

-

ra

gu

t

zi g

-

𝑆𝑜𝑡𝑎𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜

ra t

ur zi g

zi →

ra t

→

at

𝐵𝑎𝑟𝑙𝑜𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜

gu

𝑊 ≥ 6.1𝑚 →

zi gu

ra

t

incremento

ur at

30% de la carga en pendiente ps. En sotavento, se considera la carga I · pg más un

zi

gu

ra

gu

Para conocer la altura de acumulación hd, se ofrece un gráfico que relaciona la carga del

zi

terreno pg con la altura hd y para distintas longitudes de la cota lu. Esta es la Figura 7-9

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

ASCE7.

30

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura

ur at

ur at t

ra t

at ur

at

at

ur t

t

zi

zi gu

ra

gu

t

ra

Figura 5.13 Acumulación de nieve hd drift

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

at

ra

t

zi gu

r

zi

gu ra

zi gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

zi g

zi g

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

t

Acciones gravitatorias

31

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

5.7. Incremento de carga de nieve debido a la lluvia

ur at

ur at

zi

zi

En cubiertas con pendientes (en grados) inferiores a W/15.2 (W en metros), y en lugares

t

ra t

at ur

at

at

ur

ra t

t

t

zi gu

ra

gu

zi

ra

gu

ra

Figura 5.14 Incremento debido a la lluvia

5.8. Encharcamiento

zi

zi

t

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

t

de carga de 0.24 kN/m2.

zi g

zi g

donde la carga de nieve del terreno sea inferior a 0.96 kN/m2, deberá aplicarse un incremento

gu ra

zi gu

t

La comprobación se realiza en aquellas cubiertas con pendientes inferiores a 1.19 grados o

debido a la misma lluvia o por el deshielo de la nieve. De acuerdo a la sección “ 8.4 Ponding

r

at

gu

ra

t

Por ambos motivos el agua puede almacenarse. El origen de este embalsamiento puede ser

zi gu

zi

en las cuales no pueda achicarse el agua (debido a un bloqueo del sistema de evacuación).

t

ra t

ra

ra t

gu ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

análisis la carga más desfavorable.

gu

zi

zi

gu r

inestability ” de la ASCE-7, debe obtenerse las carga de nieve y de lluvia y utilizar para el

32

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.

gu ra t

zi

Acciones a considerar en el predimensionado de una estructura Acciones gravitatorias

gu

ra

gu

t

ra

t

5.9. Deslizamiento de nieve

ur at

ur at

zi g

zi

zi

El deslizamiento de la nieve encima otra cubierta puede causar daños y deberá considerarse.

zi g

En la cubierta que recibiría el impacto de la masa de nieve deslizada se aplica una carga de

t

valor 0.4·pf·W (kN/m). Se distinguen dos casos, en función de si la cubierta es deslizante o no

t

ra t

at ur

at

at

ur t ra

gu

t

t

ra

at

t

ra t

ra

ra t

ra t

t

t

ra

at

ra zi gu

gu r

zi

© Zigurat Global Institute of Technology S.L.

t

at

gu r zi

zi

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

zi

zi

gu

gu

zi

ra

t

gu

ra

t

zi

zi gu

zi

zi

gu

gu

zi

zi

gu r

gu

ra

t

una longitud inferior, se deberá reducir la carga proporcionalmente.

zi gu

zi

La carga adicional se aplica en una longitud igual a 4.6 m. En el caso que la cubierta tenga

r

gu ra

zi

zi gu

Figura 5.15 Deslizamiento de la nieve

zi gu

zi

ra t

gu

ra

t

zi

zi

gu

ra

gu

t

ra

zi g

t

ur

zi g

zi

zi gu

ra

gu

t

ra t

zi g

zi

zi gu

ra

gu

zi g

zi

ur

gu

at

ra

tal y como se comenta en el apartado “ 7.9 Sliding snow ” de la ASCE 7-10.

33

t

No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización escrita.