SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL

Jornadas sobre el CTE
Módulo IV
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
BASES DE CÁLCULO
José Manuel Pérez Luzardo
Benito García Maciá
Jornadas sobre el CTE
Módulo IV
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
EXIGENCIAS BÁSICAS
SE1: Resistencia y estabilidad
SE2: Aptitud al servicio
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
SE1: Resistencia y estabilidad
La resistencia y la estabilidad serán las
adecuadas para que no se generen
riesgos indebidos, de forma que:
• Se mantenga la resistencia y la estabilidad frente
a las acciones e influencias previsibles durante las
fases de construcción y usos previstos de los
edificios.
• Un evento extraordinario no produzca
consecuencias desproporcionadas respecto a la
causa original.
• Se facilite el mantenimiento previsto.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
SE2: Aptitud al servicio.
La aptitud al servicio será conforme con
el uso previsto del edificio, de forma
que:
• No se produzcan deformaciones inadmisibles.
• Se limite a un nivel aceptable la probabilidad de
un comportamiento dinámico inadmisible.
• No se produzcan degradaciones o anomalías
inadmisibles.
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CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
antes del CTE
• NCSE 02 – EHE – EFHE
• Normativa obsoleta:
– NBE-AE 88 -Acciones en la edificación (MV-101): 1962
– NBE-EA Estructuras de acero (MV-103): 1972
• Normativa incompleta:
– No existe regulación específica para cimentaciones
(terrenos), ni para estructuras de madera.
• Formatos de seguridad no coherentes entre las
diferentes normas.
• Normativa dispersa y en algunos casos contradictoria.
CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
con el CTE: a partir del 29 de Marzo
de 2007
SE – AE (acciones en la edificación);
SE – C (cimientos); SE – A (acero);
SE – F (Fábrica); SE – M (Madera).
Coexisten con
NCSE 02 – EHE – EFHE
¡Pero las SE anulan aquellos apartados
de la NCSE, EHE y EFHE en los que
coinciden! Por ejemplo: las FLECHAS.
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CÁLCULO DE ESTRUCTURAS
En el próximo futuro
La EHE y EFHE sustituida !
Finales 2007 o principios 2008
¡y en 2010 se sustituirán
todos los SE por los
EUROCÓDIGOS!
2007/08
INCLUSO LA NUEVA EHE TAMBIÉN (2/3
AÑOS DE VIGENCIA)
Los SE están basados en los EUROCÓDIGOS pero
no son exactamente lo mismo.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
¿cómo es el DIMENSIONADO?
Mediante el método de los
ESTADOS LÍMITES
(hasta ahora solo habitual para el hormigón)
• Se denominan Estados límites aquellas
situaciones para las que, de ser superadas,
puede considerarse que el edificio no
cumple alguno de los requisitos
estructurales para los que ha sido
concebido.
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Para la exigencia básica
SE1: Resistencia y estabilidad
¿Qué se utiliza?
los ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS
(que son los debidos a)
• Pérdida del equilibrio del edificio, o de una parte
estructuralmente independiente.
• Fallo por deformación excesiva, transformación
de la estructura o de parte de ella en un
mecanismo, rotura de sus elementos estructurales
o de sus uniones, o inestabilidad de elementos.
Para la exigencia básica
SE2: Aptitud al servicio
¿Qué se utiliza?
los ESTADOS LÍMITES de SERVICIO
(que son los debidos a)
• Deformaciones (integridad de los elementos
constructivos, confort de los usuarios y
apariencia de la obra).
• Vibraciones.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
principios generales
• Se establecen las bases de proyecto con carácter
general y de forma común, independientemente
del tipo de material o tipología estructural.
• Es aplicable a todo tipo de edificios, incluso los de
carácter provisional.
• Serviría de base para la verificación de las
exigencias de seguridad estructural para otros
materiales no contemplados actualmente.
• Por vez primera se dice cual será la vida útil de
las estructuras: ¡ 50 AÑOS! (Se adelanta a la
EHE-07) y si es menor hay que precisarlo.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Documentación:
ver Anejo I del CTE
• MEMORIA (Proy. Básico):
- Programa de necesidades, edad del edificio.
- Características estructurales > Durabilidad.
• Bases de cálculo (Proy. Ejecución):
- Modelo, Vínculos, Materiales, Geometría,
Durabilidad, Acciones (su combinación y
coeficientes de seguridad) y control previsto.
Los cálculos de ordenador serán explícitos de tal
manera que permitan su reproducibilidad, y
precisos en cuanto a los resultados del programa.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Documentación
PLANOS: Permitirán la total ejecución de la obra.
• ENTREGANDOSE LOS PLANOS de lo
REALMENTE EJECUTADO: FINAL OBRA.
• PLIEGO:
- Condiciones y control de la ejecución.
- Criterios aceptación y rechazo.
- Placa con valor máximo sobrecarga admisible.
• Instrucciones de uso y plan de mantenimiento.
- Informar sobre acciones, sobrecargas y deformaciones.
- Tipo trabajos mantenimiento y programa de revisiones.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Dimensionado y Verificación
DIMENSIONADO: Método de los estados límite .
• VERIFICACIÓN:
- Basadas en el formato de los coeficientes parciales.
Ed (valor del efecto de las acciones) ≤ Rd (valor de la resistencia correspondiente)
– El Ed se determina mediante combinaciones de
acciones, a partir de expresiones del tipo:
– Σj≥1 γG,j . Gk,j + γp . P + γQ,1 . Qk,1 + Σi>1 γQ,i . ψ0,i . Qk,i
• Otras verificaciones pueden estar basadas:
- En métodos experimentales.
- En la aplicación directa de los métodos de análisis de
fiabilidad.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Coeficientes de Seguridad
COEFICIENTES PARCIALES DE SEGURIDAD
HOMOGENEIZADOS,
INDEPENDIENTES DEL TIPO DE MATERIAL
SE DIFERENCIARÁN LAS ACCIONES
FAVORABLES DE LAS DESFAVORABLES
Desde 1,50 (variable) a 1,2/1,35 (permanente) – NO Fav.
Desde 0 (variable) a 0.7/0.9 (permanente) – Favorable.
• Se aplicarán coeficientes reductores de simultaneidad –ψ–
De las sobrecargas de uso según los tipos de edificio.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
FLECHAS
• Flecha relativa:
– Descenso máximo de vano respecto al extremo de la
pieza que lo tenga menor, dividida por la luz del tramo.
– Deben verificarse entre dos puntos cualesquiera de la
planta, tomando como luz el doble de la distancia entre
ellos. (basta con dos medidas en direcciones ortogonales)
• Criterios de validez:
– Integridad de los elementos constructivos, confort de los
usuarios y apariencia de la obra.
– Acciones a tener en cuenta y el tipo de combinación
– Esbelteces límite para cada tipo de comprobación.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
FLECHAS
¡EL CTE DEROGA LAS FLECHAS DE LA EFHE!
Criterio de Validez
Valor límite
Integridad de
Pisos con tabiques
frágiles o pav. rígidos
1/500
los elementos
Pisos con tabiques
ordinar, pav.c/juntas
1/400
constructivos
Resto de los casos
Confort de los Usuarios
Apariencia de la obra
1/300
1/350
1/300
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
FLECHAS
¡EL CTE DEROGA LAS FLECHAS
DE LA EFHE!
El CTE permite mayores
deformaciones que la EFHE
Ejemplo: El CTE permitiría para un forjado de
10 metros de luz: 25 mm. de flecha.
(Con la EFHE estaría limitada a 15 mm.)
Atención Peritos: Esto está en vigor desde el
29 de Marzo de 2006.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
desplazamientos horizontales
DESPLOMES
Criterio de Validez
Valor límite
DESPLOME TOTAL
Integridad de los
Elementos constr.
DESPLOME LOCAL
1/500
De la altura total del
edificio
1/250
De la altura de
cualquier planta
Apariencia de la obra
1/300
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
DESPLOMES
Este apartado 4.3.3.2 del SE entra en
contradicción con el 8.2 del SE-F (desplomes)
(El SE-F permite mayores desplomes que el SE)
Ejemplo:
NBE-FL
SE
SE-F
10mm.
12mm.
20mm.
30mm.
18mm.
50mm.
5 plantas=15 metros 30mm.
30mm.
50mm.
Desplome Local
Para H= 3 metros
Desplome 3 plantas =9 metros
Total
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
• VIBRACIONES: Frecuencia de excitación
apartada de sus frecuencias propias medidas en
hertzios.
• DURABILIDAD: Riesgos químicos, físicos o
biológicos no comprometen la capacidad portante
(atención estructuras de madera).
• FATIGA: Ascensores, Oleaje, Tráfico o Viento.
• REOLOGÍA: (Estudia la relación entre la fuerza
aplicada a un cuerpo o esfuerzo de corte y el efecto o
deformación producido sobre éste) – Cuerpos sólidos
que se comportan como fluidos> Hormigón o algunos
terrenos (limos y arenas movedizas).
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
ANEJO C: Métodos probabilistas
¡ATENCIÓN Peritos: Recordar nivel de confianza del
95%!
UNA CONJUNCIÓN DESAFORTUNADA DEL 5%
RESTANTE DE TODAS LAS VARIABLES
PUEDEN CONDUCIR A FALLOS (incluso graves)
SIN QUE SE HAYA INCURRIDO EN
RESPONSABILIDAD ALGUNA
• Se estudia la probabilidad del fallo en
función del riesgo (personas o materiales) y
la optimización económica.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
ANEJO D:
Evaluación estructural de edificios existentes
ESPECIAL PARA REHABILITACIÓN E INFORMES
PERICIALES
– Normativa de aplicación: La en vigor cuando se
proyecta (El SE no es adecuado para evaluar, de forma
directa, edificaciones construidas en base a reglas anteriores, a
menudo, menos exigentes).
– Procedimiento:
• Se deben eliminar las incertidumbres asociadas al proceso (se sabe
mucho de lo que ha pasado y también lo que no ha pasado).
• El proceso de evaluación queda terminado con una conclusión
inequívoca. – Fases progresivas a modo de cáscaras de cebolla>
Alto nivel de exigencia del INFORME PERICIAL. (No descartar
porque un ensayo dé mal> Evaluar incertidumbres.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
ANEJO D – Apartado D7:
Resultados de la Evaluación
¡Viene a resultar el guión-decálogo de todo
Dictamen Pericial!
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Objetivos.
Descripción. –Sintomatología.
Información.–Adquisición de datos.–Análisis de documentación
Planificación: Calas, Catas y Ensayos.
Resultados.
Análisis.
Verificación.
Diagnóstico.
Opciones de intervención. – Recomendaciones.
A la cual añado: Valoración de la(s) intervención(es).
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
SE - AE: Acciones en la Edificación.
• Normativa existente: NBE AE-88 Acciones
en la edificación.
• Ahora, se actualiza y adecua a la EN 1991.
• Tipos de acciones contempladas:
– Acciones permanentes.
– Acciones variables:
• Derivadas del Uso: Sobrecargas, Barandillas y Divisorios.
• Climáticas: Viento, Nieve, Térmicas.
– Acciones accidentales.
SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
SE - AE: Acciones en la Edificación.
• Se consolida el uso de las unidades en SI
frente al MKS (Mejor N/mm2 que MPa= MN/m2)
Concepto
Resistencia característica del hormigón.
Límite elástico característico del acero.
Peso propio de un forjado.
M.K.S.
S.I.
250 kp/cm2
25 N/mm2
5.000
kp/cm2
500 N/mm2
300 kp/m2
3 kN/m2
2.500 kp/m3
25 kN/m3
Sobrecarga uso zonas comerciales
500 kp/m2
5 kN/m2
Sobrecarga lineal barandilla (cubiertas priv.)
160 kp/m
1,6 kN/m
Densidad del hormigón armado.
Carga axil de un pilar
75 t
750 kN
Momento de un forjado.
2 tm
20 kNm
5t
50 kN
2 kp/cm2
0,2 N/mm2
Esfuerzo cortante
Tensión admisible terreno.
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SE: SEGURIDAD ESTRUCTURAL
SE - AE: Acciones en la Edificación.
LA TABIQUERÍA SE CONSIDERA ACCIÓN
PERMANENTE
En Canarias: Deberá considerarse 0,8 kN/m2 (tabique de
6cm. de espesor) más un incremento local (lo que pese
por encima de 1 kN/m2 ) en función del peso de la
tabiquería empleada (consideración de tabiquería
pesada).¡atención a la microvivienda!
0,2á0,5kN/m2(bloque 9)-0,8á1,0kN/m2(bloque 12)-2kN/m2(bloque20)
Deben considerarse las variaciones razonables en la vida del edificio
y tratar como acción local los cerramientos de fachadas, patios y
elementos compartimentadores - (Bloque de 20 cm.: 3 kN/m2)
SE - AE: Acciones en la Edificación.
SOBRECARGAS DE USO
Las de Vivienda, Oficina y Cubiertas se mantienen
Las de garaje de vehículos ligeros disminuyen
Las de Zonas comerciales y espectáculos aumentan
No se consideran las sobrecargas de Construcción,
Bibliotecas, Almacenes e Industrias.
¡NO HAY ALTERNANCIA DE LAS SOBRECARGAS!
Comprobaciones locales de capacidad portante: carga concentrada
aplicada sobre el pavimento acabado, simultánea con la sobrecarga
uniformemente distribuida en zonas de uso de tráfico y aparcamiento, y de
forma independiente y no simultánea con ella en el resto de los casos.
Se sigue incrementando en Vivienda 1 kN/m2en zonas comunes.
CANARIAS SOBRECARGA DE NIEVE: 0,2kN/m2en vez de 0,4kN/m2
En balcones la sobrecarga es la de la pieza que comunica + 2kN/ml.
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SE - AE: Acciones en la Edificación.
REDUCCION de
SOBRECARGAS de USO
En el dimensionado de elementos verticales y en el de
elementos horizontales (novedad respecto a AE-88)
se podrán reducir las sobrecargas en función de las
alturas o del área tributaria.
Tal reducción puede llegar al 20% y 30% y aplicarse
simultáneamente
(si el uso es el mismo pero los usuarios no)
¿Qué ocurre si uno compra el piso de arriba?
Las reducciones, aunque importantes no llegan a los
valores de otras normas
como el ACI o la UNE 24003 (derogada)
SE - AE: Acciones en la Edificación.
Barandillas y elementos divisorios s/ SU
La estructura propia de las barandillas,
petos, antepechos o quitamiedos de
terrazas, miradores, balcones o escaleras
deben resistir una fuerza horizontal de
valor según uso, uniformemente
distribuida, aplicada a 1,2 m o sobre el
borde superior del elemento, si éste está
situado a menos altura.
C5:Estadios-Conciertos
C3,C4: Zonas sin obstc.
E: Aparcamientos.
F: Cubiertas
Antes:0,5kN/ml para todo
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SE - AE: Acciones en la Edificación.
Acciones climáticas: Viento
• Ámbito de aplicación: edificios situados en
altitudes inferiores a 2000 m, con esbeltez no
superior a 6.
• Fuerza perpendicular a la superficie expuesta en
cada punto expuesto, o presión estática
qe = qb · ce · cp
qb = presión dinámica del viento, función del emplazamiento geográfico de la
obra.
ce = coeficiente de exposición, función de la altura del punto considerado y del
grado de aspereza del entorno.
cp = coeficiente eólico o de presión, dependiente de la forma y orientación de la
superficie.
Acciones climáticas: Viento
• Cp Coeficiente eólico o de presión.
– Para el análisis global de la estructura, en edificios de
pisos, con forjados que conectan todas las fachadas a
intervalos regulares, con huecos o ventanas pequeños
practicables o herméticos, y compartimentados
interiormente, se aportan coeficientes globales de
presión y succión.
– Para análisis locales de elementos de fachada o
cerramiento, la acción de viento se determinará como
resultante de la que existe en cada punto.
AUMENTAN LAS EXIGENCIAS Y VALORES EN EL
CÁLCULO AL VIENTO.
(por ejemplo ha de considerarse sobre las medianerías)
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Acciones : Incendio>SI
(Rodonal de bomberos: 20kN/m2 de sobrecarga)
IMPACTO: o Proteger o Dimensionar:
CTE – SE – Acciones – RESUMEN
SE- A Acciones en la Edificación
newton
1 kN = 100 kp
- Permanentes: valor constante
- Gravitatorias: peso propio
- Variables:
valor variable
- Gravitatorias: sobrecargas de uso
- Climáticas:
- Accidentales:
viento
nieve
térmicas: juntas de dilatación
raras o extraordinarias
incendio: carga de camión de bomberos
sismo: (norma sísmica NCSE)
impacto de vehículos
-
Anejos: valores de peso de elementos usuales
acciones locales de viento en edificios canónicos
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CTE – SE – Acciones – RESUMEN
SE- A Acciones en la Edificación
1 kN = 100 kp
Gravitatorias
- Peso propio
- Arcos de descarga en paños de albañilería
- Reparto entre elementos adyacentes
- Tabiquería normal o pesada como carga uniforme
- Sobrecarga de uso
- Valores usuales: 2,00 a 5,00 kN/m2
- Reducción por nº de plantas, y por superficie
- En garajes, sube a 5,00 kN/m2 para forjados
2,00 kN/m2 para soportes y zapatas
- Más reducción en caso de sismo
no se alternan
novedad
- Cargas locales concentradas sobre solados
novedad
- Cargas locales en frentes de vuelos
- Cargas horizontales sobre tabiques
- Sobrecarga “de tráfico” en terreno, para empujes
novedad
novedad
muy modesta
CTE – SE – Acciones – RESUMEN
SE- A Acciones en la Edificación
1 kN = 100 kp
Climáticas
- Viento
-
Mapa con tres zonas
Cinco tipos de exposición
Variación con la altura
En edificios de pisos: 1,3
en zona urbana
- Anejo con valores locales
en vez de una
en vez de dos
en vez de 1,2
aumenta un 30%
- Nieve
- Nuevo mapa
- El mínimo, en costa: 0,20 kN/m2
varía poco
en vez de 0,40 N/m2
- Temperatura
- Juntas de dilatación para no considerarla
- Mapa y criterios para considerarla
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CTE – SE – Acciones – RESUMEN
SE- A Acciones en la Edificación
1 kN = 100 kp
Accidentales
- Incendio
- Sobrecarga camión bomberos (20 kN/m2) seguridad:1,0
- Acción térmica en DB-SI-6
-se puede calcular la RF que se necesita
-anejos por materiales
conflicto con EHE
- Sismo
- Se regula en NCSE (norma sísmica)
- Impacto de vehículos
novedad
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