Hay muchos criterios para clasificar las cargas, nosotros lo haremos de la siguiente forma:
1. Según su origen - Gravitacionales
- Eólicas - Sísmicas - Especiales- Por maquinarias - Presión de agua - Presión del terreno - Por deformaciones - Térmicas - Por descenso de apoyos - Variación de propiedades
2. Según su estado inercial - Estáticas
- Dinámicas- Móviles - De impacto
- Resonancia
3. Según su tiempo de aplicación - Permanentes
- Accidentales
4. Según su ubicación en el espacio - Concentradas
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5. Según su recta de acción- Verticales
- Horizontales - Oblicuas
Las cargas más importantes que soporta una estructura no sufren cambios bruscos, son las cargas estáticas y son la base del diseño de la misma.
1. Según su origen:
Gravitacionales: son las que actúan sobre una estructura como consecuencia
de la acción de la gravedad (fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre todos los cuerpos),por lo tanto,siempre tienen dirección vertical,como por ejemplo: el peso propio, muebles, personas, etc.
Eólicas: son aquéllas producidas por la acción del viento que afectará a las
construcciones según sea su implantación, altura e incidencia en relación con su peso.
Sísmicas: son las originadas por los fenómenos sísmicos o terremotos que
producen sacudidas y oscilaciones, provocando movimientos en el terreno donde se apoya la estructura, exigiendo a ésta esfuerzos adicionales para mantener el equilibrio.
Especiales: Pueden ser originadas por:
Maquinarias o Mecanismos: vibradores para asentamiento del colado de
hormigón en un entrepiso,choque de un auto contra una columna de estacionamiento; vibraciones por cercanía de: autopistas, ferrocarril, máquinas. Impacto producido por caída de contrapeso de ascensor. Traslado de máquinas durante el montaje.
Presión de agua (subpresión): sobre la superficie lateral y fondo de un tanque o
sobre el subsuelo de un edificio producido por la napa de agua.
Presión del terreno: se producen en las paredes de un sótano o muros de
contención.
Por deformaciones: son originadas por cargas internas a la estructura y no
exteriores como las anteriormente estudiadas.
Son debidas a deformaciones que la estructura sufre por diversas causas:
Térmicas:las diferencias de temperatura provocan en los sólidos dilataciones y
contracciones;si el sólido está confinado entre elementos rígidos que le impiden la deformación, se origina una carga.
Descenso de apoyos:estas cargas son generadas por deformaciones en los suelos
de cimentación. Sometido al peso de un edificio, un suelo de resistencia no uniforme puede ceder más en una parte específica de la fundación que en otra.
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El asentamiento no uniforme no implica al edificio ninguna carga adicional,pero su parte apoyada soporta una carga mayor y distinta que aquélla para la cual fue proyectada,al mismo tiempo que la parte no apoyada también se halla sometida a un esfuerzo,tal como lo demuestran los diagramas de deformación total.
Variación de propiedades: las transformaciones químicas y las condicionantes
ambientales pueden provocar deformaciones que se traducen en cargas, como por ejemplo: la contracción del hormigón por fragüe o el trabajo de la madera por la variación del tenor de humedad.
2. Según su estado inercial
Esta clasificación se refiere al estado de reposo o movimiento en que se encuentra la carga en el momento de actuar.
Estáticas: son las que durante su tiempo de aplicación no cambian nunca su
estado de reposo o lo hacen muy lentamente en el tiempo.
En todos los casos son las cargas que durante el tiempo que actúan están en estado de reposo,y por extensión,aquéllas que tienen estado inercial despreciable,como por ejemplo:público en una sala de espectáculos,personas en edificios de oficinas y viviendas, el peso propio de la obra.
Dinámicas: son las cargas que varían rápidamente en el tiempo.
Según la dirección de su movimiento de pueden clasificar en:
Móviles: aquéllas en las cuales la dirección de desplazamiento de la carga es
paralela al plano de aplicación de la misma y la dirección de aplicación de la carga perpendicular a dicho plano, por ejemplo: vehículos en movimiento.
De impacto: son aquéllas en las cuales la dirección de la carga coincide con la
dirección del movimiento y ésta es a su vez perpendicular al plano de aplicación de la carga, como por ejemplo: público saltando sobre gradas.
Las cargas móviles pueden tener un efecto de resonancia.
Este efecto se explica mediante la teoría que plantea que todas las estructuras son en cierta medida elásticas,poseen la propiedad de deformarse bajo la acción de las cargas y de volver a su posición inicial una vez desaparecida la misma; como consecuencia de su elasticidad, las estructuras tienden a oscilar.
El tiempo que tarda una estructura en describir una oscilación completa se denomina período fundamental y está en relación directa con su rigidez.
32 Cuando una carga dinámica actúa rítmicamente en una estructura, esta variación rítmica puede coincidir con el período fundamental de la misma (o con un múltiplo de éste), la estructura oscila con amplitud creciente y como consecuencia aumentan las deformaciones
hasta su eventual rotura.
Colapso del Puente de Tacoma (EE.UU.) por oscilaciones aerodinámicas.
Las cargas resonantes se caracterizan por sus variaciones rítmicas.
El tirón rítmico de un campaneo origina una carga resonante,ya que una fuerza relativamente pequeña aplicada rítmicamente durante un tiempo prolongado, produce efectos crecientes: una fuerza pequeña rítmica puede provocar el giro de una campana de varias toneladas.
3. Según su tiempo de aplicación
Permanentes: son aquellas cargas que persisten durante toda la vida útil de
la estructura.
Accidentales: son aquellas cargas cuya magnitud y/o posición puede variar a
lo largo de la vida útil de la estructura, como por ejemplo: las personas, el viento, los muebles; y aquéllas que no se pueden prever con anterioridad, como por ejemplo: los terremotos.
4. Según su ubicación en el espacio
Concentradas o puntuales: son las cargas que actúan sobre una superficie
muy reducida con respecto a la superficie total,como por ejemplo:las columnas o el anclaje de un tensor.
Distribuidas: son aquellas cargas que actúan sin solución de continuidad a lo
largo de todo elemento estructural o en parte del mismo.
Uniformemente distribuidas: son aquellas cargas que mantienen un valor
constante en toda su extensión, como por ejemplo: el peso propio de una losa o la presión de agua en el fondo de un tanque.
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No uniformemente distribuidas: son aquellas cargas que varían su valor en
distintos puntos de su extensión,como por ejemplo:la altura de una pared variable o la presión de agua en la pared de un tanque.
5. Según su recta de acción
Verticales: por gravitación o por subpresión. Horizontales.
Oblicuas.