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Contenidos

1 Introducción
2 Cargas muertas (DL)
3 Cargas vivas (LL)
4 Cargas ambientales
- 4.1 Carga de viento (WL)
- 4.2 Carga de nieve (SL)
- 4.3 Carga sísmica
- 4.4 Cargas térmicas
- 4.5 Cargas de asentamiento
5 Electricidad
6 Artículos relacionados en Designing Buildings Wiki
7 Referencias externas

Introducción

El análisis estructural es una parte muy importante de un diseño de edificios y otros activos construidos como puentes y túneles, ya que las cargas estructurales pueden causar tensiones, deformaciones y desplazamientos que pueden dar lugar a problemas estructurales o incluso al fracaso.

Las normas de construcción exigen que las estructuras se diseñen y construyan de forma que puedan soportar todos los tipos de carga a los que probablemente se enfrenten durante su ciclo de vida.

Existen diferentes tipos de carga que pueden actuar sobre una estructura, cuya naturaleza variará en función del diseño, el uso, la ubicación y los materiales utilizados. Los requisitos de diseño se especifican generalmente en términos de las cargas máximas que una estructura debe ser capaz de soportar.

Las cargas se clasifican generalmente como cargas muertas (DL) o cargas vivas (LL):

Las cargas muertas se refieren al peso propio de la estructura y generalmente permanecen constantes durante la vida de la estructura.
Las cargas vivas, como las cargas de tráfico, pueden variar.

Las cargas también pueden clasificarse como:

Cargas concentradas (o cargas puntuales): Cargas únicas que actúan sobre un área relativamente pequeña, como las cargas en columnas.
Cargas en línea: Cargas que ejercen una carga a lo largo de una línea, como el peso de un tabique sobre el suelo.
Cargas distribuidas (o superficiales): Ejercen una carga a lo largo de una superficie, como el peso de los suelos y los materiales de la cubierta.

Cargas muertas (DL)

Las cargas muertas, también conocidas como cargas permanentes o estáticas, son las que se asocian predominantemente con el peso de la propia estructura, y como tales permanecen estacionarias y relativamente constantes en el tiempo. Las cargas muertas pueden incluir el peso de cualquier elemento estructural, tabiques no estructurales permanentes, accesorios inamovibles como placas de yeso, armarios empotrados, etc.

Las cargas muertas pueden calcularse evaluando los pesos de los materiales especificados y su volumen tal y como se muestra en los planos. Esto significa que, en teoría, debería ser posible calcular las cargas muertas con un buen grado de precisión. Sin embargo, los ingenieros estructurales a veces son conservadores con sus estimaciones, minimizando las deflexiones potenciales, permitiendo un margen de error y permitiendo alteraciones con el tiempo, por lo que las cargas muertas de diseño a menudo superan con creces las experimentadas en la práctica.

Para más información, véase: Cargas muertas.

Cargas vivas (LL)

Las cargas vivas, también conocidas como cargas impuestas, suelen ser temporales, cambiantes y dinámicas. Incluyen cargas como el tráfico de vehículos, los ocupantes, el mobiliario y otros equipos. La intensidad de estas cargas puede variar en función de la hora del día; por ejemplo, un edificio de oficinas puede experimentar un aumento de las cargas vivas durante las horas de trabajo de la semana, pero cargas mucho menores durante la noche o los fines de semana.

Las cargas vivas pueden estar concentradas o distribuidas y pueden implicar impacto, vibración o aceleración.

Para más información, véase: Carga viva

Cargas ambientales

Las cargas ambientales pueden actuar sobre una estructura como resultado de las condiciones topográficas y meteorológicas.

Carga de viento (WL)

Las cargas de viento pueden aplicarse por el movimiento del aire en relación con una estructura, y el análisis se basa en la comprensión de la meteorología y la aerodinámica, así como de las estructuras. La carga del viento puede no ser una preocupación significativa para los edificios pequeños, masivos y de baja altura, pero gana importancia con la altura, el uso de materiales más ligeros y el uso de formas que afectan al flujo de aire, típicamente las formas de la cubierta. Cuando el peso propio de una estructura no es suficiente para resistir las cargas de viento, pueden ser necesarias estructuras y fijaciones adicionales.

La velocidad del viento de diseño de un edificio suele determinarse a partir de los registros históricos utilizando la teoría de los valores extremos para predecir las velocidades del viento inusuales que pueden producirse en el futuro.

Los efectos particulares que pueden tener que considerarse pueden incluir:

Corrientes o chorros de esquina que se producen alrededor de las esquinas de los edificios.
El desprendimiento de vórtices que se produce en la estela de un edificio.
El flujo de paso, o chorros de paso, que se produce en un pasaje a través de un edificio o un pequeño espacio entre dos edificios.

En situaciones complejas, puede ser necesario llevar a cabo pruebas de túnel de viento de las formas de los edificios para evaluar el cambio en los flujos de aire causados por la presencia de una estructura. Cada vez más, el análisis es posible utilizando software de dinámica de fluidos computacional.

Carga de nieve (SL)

Se trata de la carga que puede imponer la acumulación de nieve y es más preocupante en regiones geográficas donde las nevadas pueden ser fuertes y frecuentes. Pueden acumularse cantidades significativas de nieve, añadiendo una carga considerable a una estructura. La forma de un tejado es un factor especialmente importante en la magnitud de la carga de nieve. La nieve que cae en un tejado plano es probable que se acumule, mientras que la nieve es más probable que caiga de un tejado con una inclinación más pronunciada

Esto puede ser un problema similar en las zonas de fuertes lluvias, donde pueden producirse estanques.

Carga de terremotos

Se pueden imponer cargas horizontales significativas en una estructura durante un terremoto. Los edificios situados en zonas de actividad sísmica deben analizarse y diseñarse cuidadosamente para garantizar que no fallen en caso de que se produzca un terremoto.

Cargas térmicas

Todos los materiales se expanden o contraen con los cambios de temperatura, lo que puede ejercer cargas significativas sobre una estructura. Se pueden prever juntas de dilatación en puntos de secciones largas de las estructuras, como paredes y suelos, para que los elementos de la estructura estén físicamente separados y puedan expandirse sin causar daños estructurales.

Cargas de asentamiento

Las tensiones pueden producirse en los edificios si una parte se asienta más que otra. Una estructura flexible será capaz de acomodar las pequeñas tensiones, mientras que una estructura rígida necesitará un diseño cuidadoso para aliviar las tensiones más severas que puedan ejercerse.

Electricidad

NB: ‘Carga’ es también un término general para cualquier cosa que consuma electricidad.