Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Carga estructural

Una carga estructural o acción estructural es una carga mecánica (más generalmente una fuerza ) aplicada a elementos estructurales . [ 1 ] [ 2 ] Una carga causa tensión , deform...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

Una carga estructural o acción estructural es una carga mecánica (más generalmente una fuerza ) aplicada a elementos estructurales . [ 1 ] [ 2 ] Una carga causa tensión , deformación , desplazamiento o aceleración en una estructura . El análisis estructural , una disciplina de la ingeniería , analiza los efectos de las cargas en estructuras y elementos estructurales. El exceso de carga puede causar falla estructural , por lo que esto debe considerarse y controlarse durante el diseño de una estructura. Las estructuras mecánicas particulares, como aeronaves , satélites , cohetes , estaciones espaciales , barcos y submarinos , están sujetas a sus propias cargas y acciones estructurales particulares. [ 3 ] Los ingenieros a menudo evalúan las cargas estructurales basándose en regulaciones publicadas , contratos o especificaciones . Las normas técnicas aceptadas se utilizan para pruebas de aceptación e inspección .

Tipos

En ingeniería civil , las cargas especificadas son la mejor estimación de las cargas reales que se espera que soporte una estructura. Estas cargas pueden ser de diversas formas, como personas, equipos, vehículos, viento, lluvia, nieve, terremotos, los propios materiales de construcción, etc. En muchos casos, las cargas especificadas también se conocen como cargas características.

Los edificios estarán sometidos a cargas de diversas fuentes. Las principales se clasifican en cargas vivas (cargas que no siempre están presentes en la estructura), cargas muertas (cargas permanentes e inamovibles, salvo en caso de remodelación o renovación) y carga de viento, como se describe a continuación. En algunos casos, las estructuras pueden estar sujetas a otras cargas, como las debidas a terremotos o a la presión de los materiales de construcción. La magnitud máxima prevista de cada una se denomina carga característica.

Las cargas muertas son fuerzas estáticas que se mantienen relativamente constantes durante un tiempo prolongado. Pueden ser de tracción o compresión . El término puede referirse a un método de ensayo de laboratorio o al uso normal de un material o estructura.

Las cargas vivas suelen ser cargas variables o móviles . Estas pueden tener un componente dinámico significativo y pueden implicar consideraciones como impacto , momento , vibración , dinámica de chapoteo de fluidos, etc.

Una carga de impacto es aquella cuyo tiempo de aplicación sobre un material es inferior a un tercio del período natural de vibración de dicho material.

Las cargas cíclicas sobre una estructura pueden provocar daños por fatiga , daños acumulativos o fallos estructurales. Estas cargas pueden ser repetidas o debidas a vibraciones .

Las cargas impuestas son aquellas asociadas con la ocupación y el uso del edificio; su magnitud está menos claramente definida y generalmente está relacionada con el uso del edificio.

Cargas sobre estructuras arquitectónicas y de ingeniería civil

Las cargas estructurales son una consideración importante en el diseño de edificios. Los códigos de construcción exigen que las estructuras se diseñen y construyan para resistir de forma segura todas las acciones que probablemente enfrenten durante su vida útil, manteniendo al mismo tiempo su aptitud para el uso. [ 4 ] En estos códigos de construcción se especifican cargas o acciones mínimas para tipos de estructuras, ubicaciones geográficas, usos y materiales de construcción . [ 5 ] Las cargas estructurales se dividen en categorías según su causa de origen. En términos de la carga real sobre una estructura, no hay diferencia entre carga muerta y carga viva, pero la división se realiza para su uso en cálculos de seguridad o para facilitar el análisis en modelos complejos.

Para cumplir con el requisito de que la resistencia de diseño sea superior a las cargas máximas, los códigos de construcción prescriben que, para el diseño estructural, las cargas se incrementen mediante factores de carga. Estos factores de carga son, aproximadamente, una relación entre la resistencia de diseño teórica y la carga máxima prevista en servicio. Se desarrollan para ayudar a alcanzar el nivel de fiabilidad deseado de una estructura [ 6 ] basándose en estudios probabilísticos que tienen en cuenta la causa de origen, la recurrencia, la distribución y la naturaleza estática o dinámica de la carga . [ 7 ]

Carga muerta

Carga muerta

La carga muerta incluye cargas que son relativamente constantes en el tiempo, incluyendo el peso de la propia estructura y elementos fijos como paredes, placas de yeso o alfombras . El techo también es una carga muerta. Las cargas muertas también se conocen como cargas permanentes o estáticas . Los materiales de construcción no son cargas muertas hasta que se construyen en posición permanente. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] IS875(parte 1)-1987 proporciona el peso unitario de los materiales de construcción, piezas y componentes.

Carga viva

Carga impuesta (carga viva)

Las cargas vivas, o cargas impuestas, son temporales, de corta duración o una carga móvil . Estas cargas dinámicas pueden implicar consideraciones como impacto , momento , vibración , dinámica de chapoteo de fluidos y fatiga del material .

Las cargas vivas, también conocidas a veces como cargas probabilísticas, incluyen todas las fuerzas que varían dentro del ciclo de funcionamiento normal del objeto, sin incluir las cargas de construcción o ambientales.

Las cargas vivas en el techo y el piso se producen durante el mantenimiento por la acción de los trabajadores, los equipos y los materiales, y durante la vida útil de la estructura por objetos móviles, como jardineras y personas.

Las cargas vivas de un puente son producidas por los vehículos que circulan sobre su calzada.

cargas ambientales

carga de nieve viva

Las cargas ambientales son cargas estructurales causadas por fuerzas naturales como el viento, la lluvia, la nieve, los terremotos o las temperaturas extremas.

Otras cargas

Los ingenieros también deben tener en cuenta otras acciones que pueden afectar a una estructura, como por ejemplo:

Combinaciones de carga

Una combinación de cargas se produce cuando más de un tipo de carga actúa sobre la estructura. Los códigos de construcción suelen especificar diversas combinaciones de cargas, junto con factores de ponderación para cada tipo, con el fin de garantizar la seguridad de la estructura ante diferentes escenarios de carga máxima prevista. Por ejemplo, al diseñar una escalera , el factor de carga muerta puede ser 1,2 veces el peso de la estructura, y el factor de carga viva, 1,6 veces la carga viva máxima prevista. Estas dos cargas ponderadas se combinan (suman) para determinar la resistencia requerida de la escalera.

El tamaño del factor de carga se basa en la probabilidad de exceder cualquier carga de diseño especificada. Las cargas muertas tienen factores de carga pequeños, como 1.2, porque el peso es mayormente conocido y considerado, como elementos estructurales, elementos arquitectónicos y acabados, piezas grandes de equipos mecánicos, eléctricos y de plomería (MEP), y para edificios, es común incluir una Carga Muerta Superpuesta (SIDL) de alrededor de 5 libras por pie cuadrado (psf) que considera el peso diverso como pernos y otros sujetadores, cableado y varios accesorios o pequeños elementos arquitectónicos. Las cargas vivas, por otro lado, pueden ser muebles, equipos móviles o las propias personas, y pueden aumentar más allá de los niveles normales o esperados en algunas situaciones, por lo que un factor mayor de 1.6 intenta cuantificar esta variabilidad adicional. La nieve también utilizará un factor máximo de 1.6, mientras que las cargas laterales (terremotos y viento) se definen de manera que un factor de carga de 1.0 sea práctico. Se pueden sumar varias cargas de diferentes maneras, como 1,2*Muerto + 1,0*Vivo + 1,0*Terremoto + 0,2*Nieve, o 1,2*Muerto + 1,6(Nieve, Vivo (techo), O Lluvia) + (1,0*Vivo O 0,5*Viento).

Cargas estructurales de las aeronaves

For aircraft, loading is divided into two major categories: limit loads and ultimate loads.[11] Limit loads are the maximum loads a component or structure may carry safely. Ultimate loads are the limit loads times a factor of 1.5 or the point beyond which the component or structure will fail.[11] Gust loads are determined statistically and are provided by an agency such as the Federal Aviation Administration. Crash loads are loosely bounded by the ability of structures to survive the deceleration of a major groundimpact.[12] Other loads that may be critical are pressure loads (for pressurized, high-altitude aircraft) and ground loads. Loads on the ground can be from adverse braking or maneuvering during taxiing. Aircraft are constantly subjected to cyclic loading. These cyclic loads can cause metal fatigue.[13]

See also

References

  1. ^ASCE/SEI 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers. 2006. p. 1. ISBN 0-7844-0809-2.
  2. ^"1.5.3.1". Eurocode 0: Basis of structural design EN 1990. Bruxelles: European Committee for Standardization. 2002.
  3. ^Avallone, E.A.; Baumeister, T. (eds.). Mark's Standard Handbook for Mechanical Engineers (10th ed.). McGraw-Hill. pp. 11–42. ISBN 0-07-004997-1.
  4. ^"2.2.1(1)". Eurocode 0: Basis of structural design EN 1990. Bruxelles: European Committee for Standardization. 2002.
  5. ^"1604.2". International Building Code. USA: International Code Council. 2000. p. 295. ISBN 1-892395-26-6.
  6. ^"2.2.5(b)". Eurocode 0: Basis of structural design EN 1990. Bruxelles: European Committee for Standardization. 2002.
  7. ^Rao, Singiresu S. (1992). Reliability Based Design. USA: McGraw-Hill. pp. 214–227. ISBN 0-07-051192-6.
  8. ^2006 International Building Code Section 1602.1.
  9. ^EN 1990 Euro code – Basis of structural design section 4.1.1
  10. ^EN 1991-1-1 Euro code 1: Actions on Structures – Part 1-1: General actions – densities, self-weight, imposed loads for buildings section 3.2
  11. ^ a b Bruce K. Donaldson, Análisis de estructuras de aeronaves: Una introducción (Cambridge; Nueva York: Cambridge University Press, 2008), pág. 126
  12. ^ Mecánica experimental: avances en diseño, ensayos y análisis , volumen 1, ed. IM Allison (Rotterdam, Países Bajos: AA Balkema Publishers, 1998), pág. 379
  13. ^ Bruce K. Donaldson, Análisis de estructuras de aeronaves: una introducción (Cambridge; Nueva York: Cambridge University Press, 2008), pág. 129
  • Luebkeman, Chris H., y Donald Petting “Conferencia 17: Cargas primarias”. Universidad de Oregón. 1996 [1]
  • Fisette, Paul y el American Wood Council. "Comprensión de las cargas y uso de tablas de vanos". 1997. [2] Archivado el 6 de mayo de 2015 en Wayback Machine.
  • Dunham, John W.; Brekke, Guttorm N.; Thompson, George N. (19 de diciembre de 1952). Cargas vivas en pisos de edificios (PDF) . Informe 133 sobre materiales y estructuras de construcción. Washington, DC: Departamento de Comercio de los Estados Unidos, Oficina Nacional de Normas . Consultado el 28 de febrero de 2026 .
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Structural_load&oldid=1359299534 "