martes, 19 de enero de 2010

Instrucción Española de hormigón estructurado - Acciones



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CAPÍTULO III
ACCIONES
Artículo 9º Clasificación de las acciones
Las acciones a considerar en el proyecto de una estructura o elemento estructural
se pueden clasificar según los criterios siguientes:
- Clasificación por su naturaleza.
- Clasificación por su variación en el tiempo.
- Clasificación por su variación en el espacio.
9.1 Clasificación de las acciones por su naturaleza
Las acciones se pueden clasificar según su naturaleza en los siguientes grupos:
- Acciones directas. Son aquellas que se aplican directamente sobre la
estructura. En este grupo se incluyen el peso propio de la estructura, las
restantes cargas permanentes, las sobrecargas de uso, etc.
- Acciones indirectas. Son aquellas deformaciones o aceleraciones impuestas
capaces de dar lugar, de un modo indirecto, a fuerzas. En este grupo se
incluyen los efectos debidos a la temperatura, asientos de la cimentación,
acciones reológicas, acciones sísmicas, etc.
9.2 Clasificación de las acciones por su variación en el tiempo
Las acciones se pueden clasificar por su variación en el tiempo en los siguientes
grupos:
- Acciones Permanentes (G). Son aquellas que actúan en todo momento y
son constantes en magnitud y posición. Dentro de este grupo se engloban el
peso propio de la estructura, de los elementos embebidos, accesorios y del
equipamiento fijo.
- Acciones Permanentes de Valor no Constante (G*). Son aquellas que
actúan en todo momento pero cuya magnitud no es constante. Dentro de
este grupo se incluyen aquellas acciones cuya variación es función del
tiempo transcurrido y se producen en un único sentido tendiendo a un valor
límite, tales como las acciones reológicas, etc. El pretensado (P) puede
considerarse de este tipo.
- Acciones Variables (Q). Son aquellas que pueden actuar o no sobre la
estructura. Dentro de este grupo se incluyen sobrecargas de uso, acciones
climáticas, acciones debidas al proceso constructivo, etc.
- Acciones Accidentales (A). Son aquellas cuya posibilidad de actuación es
pequeña pero de gran importancia. En este grupo se incluyen las acciones
debidas a impactos, explosiones, etc. Los efectos sísmicos pueden
considerarse de este tipo.
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9.3 Clasificación de las acciones por su variación en el espacio
Las acciones se pueden clasificar según su variación en el espacio en los
siguientes grupos:
- Acciones fijas. Son aquellas que se aplican siempre en la misma posición.
Dentro de este grupo se incluyen básicamente las acciones debidas al peso
propio de los elementos estructurales y funcionales.
- Acciones libres. Son aquellas cuya posición puede ser variable en la
estructura. Dentro de este grupo se incluyen fundamentalmente las
sobrecargas de uso.
Artículo 10º Valores característicos de las acciones
10.1 Generalidades
El valor característico de una acción es su principal valor representativo. Puede
venir determinado por un valor medio, un valor nominal o, en los casos en que se fije
mediante criterios estadísticos, por un valor correspondiente a una determinada
probabilidad de no ser superado durante un período de referencia, que tiene en cuenta la
vida útil de la estructura y la duración de la acción.
10.2 Valores característicos de las acciones permanentes
Para las acciones permanentes en las cuales se prevean dispersiones importantes,
o en aquellas que puedan tener una cierta variación durante el período de servicio de la
estructura, se tomarán los valores característicos superior e inferior. En caso contrario es
suficiente adoptar un único valor.
En general, para el peso propio de la estructura se adoptará como acción
característica un único valor deducido de las dimensiones nominales y de los pesos
específicos medios. Para los elementos de hormigón se tomarán las siguientes
densidades:
Hormigón en masa: 2300 kg/m3
Hormigón armado y pretensado: 2500 kg/m3
10.3 Valores característicos de las acciones permanentes de valor no
constante
Para la determinación de las acciones reológicas, se considerarán como valores
característicos los correspondientes a las deformaciones de retracción y fluencia establecidos
en el Artículo 39º.
10.4 Valores característicos de la acción del pretensado
10.4.1 Consideraciones generales
En general las acciones debidas al pretensado en un elemento estructural se
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deducen de las fuerzas de pretensado de los tendones que constituyen su armadura
activa. Estas acciones varían a lo largo de su trazado y en el transcurso del tiempo.
En cada tendón, por medio del gato o elemento de tesado utilizado, se aplica una
fuerza, denominada fuerza de tesado, que a la salida del anclaje, del lado del hormigón,
toma el valor de P0, que vendrá limitado por los valores indicados en 20.2.1.
En cada sección se calculan las pérdidas instantáneas de fuerza ?Pi y las pérdidas
diferidas de fuerza ?Pdif, según 20.2.2 y 20.2.3. A partir de los valores P0, ?Pi y ?Pdif se
calcula el valor característico de la fuerza de pretensado Pk en cada sección y fase
temporal según 10.4.2.
10.4.2 Valor característico de la fuerza de pretensado
El valor característico de la fuerza de pretensado en una sección y fase cualquiera
es:
Pk = P0 - Pi - Pdif ? ?
Artículo 11º Valores representativos de las acciones
El valor representativo de una acción es el valor de la misma utilizado para la
comprobación de los Estados Límite.
Una misma acción puede tener uno o varios valores representativos, según sea su
tipo.
El valor representativo de una acción se obtiene afectando su valor característico,
Fk, por un factor ?i.
? i Fk
Como valor representativo de las acciones se tomarán los indicados en las
Instrucciones o Normas de acciones vigentes.
Artículo 12º Valores de cálculo de las acciones
Se define como valor de cálculo de una acción el obtenido como producto del valor
representativo (Artículo 11º) por un coeficiente parcial de seguridad.
Fd = ? f ? i Fk
donde:
Fd Valor de cálculo de la acción F.
?f Coeficiente parcial de seguridad de la acción considerada.
12.1 Estados Límite Últimos
Como coeficientes parciales de seguridad de las acciones para las comprobaciones
de los Estados Límite Últimos se adoptan los valores de la tabla 12.1.a, siempre que las
Instrucciones correspondientes de acciones no establezcan otros criterios.
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Tabla 12.1.a. Coeficientes parciales de seguridad para las acciones, aplicables para la
evaluación de los Estados Límite Últimos
TIPO DE
ACCIÓN
Situación persistente o transitoria Situación accidental
Efecto
favorable
Efecto
desfavorable
Efecto
favorable
Efecto
desfavorable
Permanente ?G = 1,00 ?G = 1,35 ?G = 1,00 ?G = 1,00
Pretensado ?P = 1,00 ?P = 1,00 ?P = 1,00 ?P = 1,00
Permanente de
valor no
constante
?G* = 1,00 ?G* = 1,50 ?G* = 1,00 ?G* = 1,00
Variable ?Q = 0,00 ?Q = 1,50 ?Q = 0,00 ?Q = 1,00
Accidental - - ?A = 1,00 ?A = 1,00
Los coeficientes definidos en la tabla 12.1.a se corregirán de acuerdo con lo indicado
en el Artículo 95º, dependiendo del nivel de control de ejecución adoptado.
En general, para las acciones permanentes, la obtención de su efecto favorable o
desfavorable se determina ponderando todas las acciones del mismo origen con el mismo
coeficiente, indicado en la tabla 12.1.a.
Cuando los resultados de una comprobación sean muy sensibles a las variaciones de la
magnitud de la acción permanente, de una parte a otra de la estructura, las partes favorable y
desfavorable de dicha acción se considerarán como acciones individuales. En particular, esto
se aplica en la comprobación del Estado Límite de Equilibrio en el que para la parte favorable
se adoptará un coeficiente ?G=0,9 y para la parte desfavorable se adoptará un coeficiente
?G=1,1, para situaciones de servicio, ó ?G=0,95 para la parte favorable y ?G=1,05 para la parte
desfavorable, para situaciones de construcción.
Para la evaluación de los efectos locales del pretensado (zonas de anclaje, etc) se
aplicará a los tendones un esfuerzo equivalente a la fuerza característica última del mismo.
12.2 Estados Límite de Servicio
Como coeficientes parciales de seguridad de las acciones para las comprobaciones de
los Estados Límite de Servicio se adoptan los valores de la tabla 12.2.
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Tabla 12.2. Coeficientes parciales de seguridad para las acciones, aplicables para la
evaluación de los Estados Límite de Servicio
TIPO DE ACCIÓN Efecto favorable Efecto desfavorable
Permanente ?G = 1,00 ?G = 1,00
Pretensado Armadura pretesa ?P = 0,95 ?P = 1,05
Armadura postesa ?P = 0,90 ?P = 1,10
Permanente de valor no constante ?G* = 1,00 ?G* = 1,00
Variable ?Q = 0,00 ?Q = 1,00
Artículo 13º Combinación de acciones
13.1 Principios generales
Para cada una de las situaciones estudiadas se establecerán las posibles
combinaciones de acciones. Una combinación de acciones consiste en un conjunto de
acciones compatibles que se considerarán actuando simultáneamente para una comprobación
determinada.
Cada combinación, en general, estará formada por las acciones permanentes, una
acción variable determinante y una o varias acciones variables concomitantes. Cualquiera de
las acciones variables puede ser determinante.
13.2 Estados Límite Últimos
Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán
de acuerdo con los siguientes criterios:
- Situaciones permanentes o transitorias:
- Situaciones accidentales:
-
G + G P + Q + Q,i 0,iQk,i
i>1
P k Q,1 k,1
*
G , j k, j
j 1
G, j k, j
j 1
+ * ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ?
G + G + P + A + Q + Q,i 2,iQk,i
i>1
P k A k Q,1 1,1 k,1
*
G j k, j
j 1
G, j k, j
j 1
*
,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ?
III - 6
Situaciones sísmicas:
donde:
Gk,j Valor característico de las acciones permanentes
G*
k,j Valor característico de las acciones permanentes de valor no constante
Pk Valor característico de la acción del pretensado
Qk,1 Valor característico de la acción variable determinante
?o,i Qk,i Valor representativo de combinación de las acciones variables concomitantes
?1,1 Qk,1 Valor representativo frecuente de la acción variable determinante
?2,i Qk,i Valores representativos cuasipermanentes de las acciones variables con la
acción determinante o con la acción accidental
Ak Valor característico de la acción accidental
AE,k Valor característico de la acción sísmica
En las situaciones permanentes o transitorias, cuando la acción determinante Qk,1 no
sea obvia, se valorarán distintas posibilidades considerando diferentes acciones variables como
determinantes.
Para estructuras de edificación, simplificadamente, para las distintas situaciones de
proyecto, podrán seguirse los siguientes criterios:
- Situaciones persistentes o transitorias
a) Situaciones con una sola acción variable Qk,1
b) Situaciones con dos o más acciones variables
- Situaciones sísmicas
El Estado Límite Último de Fatiga, en el estado actual del conocimiento, supone
comprobaciones especiales que dependen del tipo de material considerado, elementos
metálicos o de hormigón, lo que da lugar a los criterios particulares siguientes:
- Para la comprobación a fatiga de armaduras y dispositivos de anclaje se
considerará exclusivamente la situación producida por la carga variable de
fatiga, tomando un coeficiente de ponderación igual a la unidad.
- Para la comprobación a fatiga del hormigón se tendrán en cuenta las
solicitaciones producidas por las cargas permanentes y la carga variable de
fatiga, tomando un coeficiente de ponderación igual a la unidad para ambas
acciones.
G + G + P + A + Q,i 2,iQk,i
i 1
P k A E,k
*
G , j k, j
j 1
G, j k, j
j 1
* ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ?
G, jGk, j+ Q,1Qk,1
j 1
? ? ?
?
G + 0,9 Q,iQk,i
i 1
G, j k, j
j 1
? ? ? ?
? ?
G + A + 0,8 Q,iQk,i
i 1
G, j k, j A E,k
j 1
? ? ? ? ?
? ?
III - 7
13.3 Estados Límite de Servicio
Para estos Estados Límite se consideran únicamente las situaciones de proyecto
persistentes y transitorias. En estos casos, las combinaciones de acciones se definirán de
acuerdo con los siguientes criterios:
- Combinación poco probable
- Combinación frecuente
- Combinación cuasipermanente
En estructuras de edificación, simplificadamente, para las distintas situaciones de
proyecto, podrán seguirse los siguientes criterios:
- Situación poco probable o frecuente
a) Situaciones con una sola acción variable Qk,1
b) Situaciones con dos o más acciones variables Qk,i
- Situación cuasipermanente
? ? ?
? ? ?
? ? ? ?
1
, 0,1 ,
1
, ,1 ,1
*
* ,
i
Q i k i
j
G, j k, j G j k j P k Q k
j 1
? G + ? G ? P ? Q ? Q
G + G + P + Q + Q,i 2,iQk,i
i>1
P k Q,1 1,1 k,1
*
G , j k, j
j 1
G, j k, j
j 1
* ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ?
? ? ?
? ? ?
? ? ?
1
, 2, ,
1
,
*
* ,
i
Q i i k i
j
G, j k, j G j k j P k
j 1
? G + ? G ? P ? Q
G, jGk, j+ Q,1Qk,1
j 1
? ? ?
?
G +0,9 Q,iQk,i
i 1
G, j k, j
j 1
? ? ? ?
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G +0,6 Q,iQk,i
i 1
G, j k, j
j 1
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