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Cálculo de las combinaciones de acciones para la capacidad portante, tanto en situación persistente o transitoria como en situaciones accidental y sísmica, según CTE DB SE, Art. 4 y EHE-08, Art. 13

Resúmen
  • Para el correcto cálculo de las estructuras, el CTE propone una mayoración de las diferentes acciones con unos coeficientes distintos según el tipo de acción, y combinar las distintas acciones aplicando una serie de coeficientes de combinación, diferentes según el tipo de acción y de verificación considerada.

  • No resulta sencillo controlar en los programas de cálculo si las combinaciones normativas automáticas, y los coeficientes "por defecto", están generados según el CTE. Por ello, con esta utilidad se permite generar las combinaciones necesarias en cada estructura según las acciones concretas presentes en la misma, con posibilidad de analizar su generación.

  • En estructuras con muchos tipos de cargas se genera un número muy elevado de combinaciones, por lo que es recomendable seleccionar el número estricto de acciones presentes en la estructura.

Cálculo
Parámetros:
Normativa a utilizar:CTEExisten diferencias en las combinaciones generadas según el CTE y la EHE-08. Ver Notas del Autor.
 EHE-08
Desglosa coeficientes:Se muestran los coeficientes de mayoración y de combinación en vez de su producto.
Muestra valores nulos:Muestra en el listado las acciones con coeficiente igual a cero. Pueden aparecer combinaciones repetidas. Esta opción es interesante únicamente para analizar la generación de las combinaciones.
Coeficientes delante de los nombres:Es posible definir la posición de los coeficientes respecto al nombre de las acciones.
Prefijos de las combinaciones:  
Situación persistente o transioria: 
Situación extraordinaria o accidental: 
Situación sísmica: 
Acciones permanentes:AccionesEfecto(*1)
sincronizado
NombreγG,desγG,fabγG,fab
Acc
 
Peso propio:1.350.80 
Peso tabiquería:1.350.80 
Peso cerramientos:1.350.80 
Peso maquinaria:1.350.80 
Peso del terreno:1.350.80 
Empuje del terreno:1.350.70 
Empuje del agua:1.20.90 
 Acciones NombreγP,desγP,fabγP,fab
Acc
 
Pretensado:(*2)Pretesa110 
  Postesa 110 
Acciones variables:(*3)Acciones NombreγQ,desγQ,fabψ0ψ1ψ2
A1-Residencial - Viviendas o habitaciones en hoteles y hospitales: 1.500.70.50.3
A2-Residencial - Trasteros: 1.500.70.50.3
B-Administrativo: 1.500.70.50.3
C1-Público - Zonas con mesas y sillas: 1.500.70.70.6
C2-Público - Zonas con asientos fijos: 1.500.70.70.6
C3-Público - Zonas sin obstáculos (vestíbulos, salas...): 1.500.70.70.6
C4-Público - Gimnasios: 1.500.70.70.6
C5-Público - Zonas de aglomeración: 1.500.70.70.6
D1-Comercial - Locales comerciales: 1.500.70.70.6
D2-Comercial - Supermercados o grandes superficies: 1.500.70.70.6
E-Uso zonas de tráfico y aparcamiento de vehículos ligeros (<30kN):(*4) 1.500.70.70.6
G-Uso cubiertas no transitables (mantenimiento):(*5) 1.50000
Nieve:Altitud
> 1000 m
1.500.70.50.2
  Altitud
<= 1000 m
 1.500.50.20
Viento X+: 1.500.60.50
Viento X-:(*6)Cambio de
signo a X+
1.500.60.50
Viento Y+: 1.500.60.50
Viento Y-:Cambio de
signo a Y+
1.500.60.50
Tempertura: 1.500.60.50
Acciones variables del terreno: 1.500.70.70.7
Acciones accidentales:(*7)Acciones NombreγQ,des
γQ,fab
 
Sismo X:(*8) 1 
Sismo Y: 1 
Sismo Z: 1 
Incendio / Paso de bomberos: 1 
Impacto de vehículos: 1 
Explosión: 1 
 
(*1)El efecto sincronizado permite que en la misma combinación no aparezcan algunas acciones de efecto favorable y otras de efecto desfavorable, sino todas con el mismo efecto. Ver notas del autor.
(*2)Como los coeficientes del pretensado son iguales a 1 tanto en situación favorable como desfavorable, su presencia no supone incremento de las cobinaciones de Estados Límites Últimos. Sin embargo, sí supone incremento de combinaciones en Estados Límites de Servicio, al verse afectado por los coeficientes definidos en EHE-08, art. 12.2.
(*3)Se han desglosado las acciones variables en las subcategorías del CTE DB SE-AE 3.1.1 tabla 3.1, porque según el ap. 8, "A los efectos de combinación de acciones, las sobrecargas de cada tipo de uso tendrán la consideración de acciones diferentes. Los items dentro de cada subcategoría de la tabla 3.1 son tipos distintos". Más información en la primera nota del autor de la utilidad "Sobrecargas de uso".
(*4)En el CTE DB-SE 4.2.3 tabla 4.2, en la notación de los usos se ha omitido la letra E, quedando desplazadas las notaciones de los usos siguientes a esa letra, y sin coincidir respecto al CTE DB SE-A 3.1.1 tabla 3.1.
(*5)En las cubiertas transitables, se adoptarán los valores correspondientes al uso desde el que se accede (CTE DB SE 4.2.3, tabla 4.1), por lo que se debe introducir como una acción más del uso correspondiente.
(*6)Si se activa el cambio de signo, el nombre no aparecerá, sino que saldrá el nombre del viento positivo (Viento X+ o Viento Y+) cambiado de signo. Es conveniente en este caso, cambiar el nombre del viento de "VIENTO X+" a "VIENTO X", o de "VIENTO Y+" a "VIENTO Y" para evitar confusiones. Puede no ser interesante activar el cambio de signo en edificios con la fachada contraria entre medianeras, donde sólo hay un valor de presión en sentido positivo, y otro valor de succión en sentido negativo.
(*7)Según el CTE DB SE 4.2.2, las acciones accidentales se han de combinar en valor de cálculo Ad, pero no se define en ningún sitio su coeficiente de mayoración. Como en la EHE-08, 12.1, se definen los coeficientes de mayoración para acciones accidentales iguales a la unidad tanto para efecto desfavorable como favorable, se han considerado éstos últimos. Además, para acciones permanentes y pretensado en combinaciones accidentales según el CTE, "En situacion extraordinaria, todos los coeficientes de seguridad (γG, γP, γQ), son iguales a cero si su efecto es favorable, o a la unidad si es desfavorable, en los terminos anteriores." Véase diferencias de γP entre el CTE y la EHE en Notas del Autor.
(*8)Las acciones sísmicas horizonales se combinan con la regla del 30%, de acuerdo a la norma sismoresistente NCSE-2002, art. 3.4.
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Resultados:
Situación persistente o transitoria:38 
Situación accidental sísmica:8 
Situación extraordinaria o accidental:14 
Total:60Combinaciones 

ELU01:PPROP*1.35+PTAB*1.35+A1_VIV*1.5+VIENTOX+*0.9 
ELU02:PPROP*1.35+PTAB*1.35+A1_VIV*1.5-VIENTOX+*0.9 
ELU03:PPROP*1.35+PTAB*1.35+A1_VIV*1.5 
ELU04:PPROP*1.35+PTAB*1.35+VIENTOX+*0.9 
ELU05:PPROP*1.35+PTAB*1.35-VIENTOX+*0.9 
ELU06:PPROP*1.35+PTAB*1.35 
ELU07:PPROP*1.35+PTAB*1.35+G_CUBNT*1.5+A1_VIV*1.05+VIENTOX+*0.9
ELU08:PPROP*1.35+PTAB*1.35+G_CUBNT*1.5+A1_VIV*1.05-VIENTOX+*0.9
ELU09:PPROP*1.35+PTAB*1.35+G_CUBNT*1.5+A1_VIV*1.05 
ELU10:PPROP*1.35+PTAB*1.35+G_CUBNT*1.5+VIENTOX+*0.9 
ELU11:PPROP*1.35+PTAB*1.35+G_CUBNT*1.5-VIENTOX+*0.9 
ELU12:PPROP*1.35+PTAB*1.35+G_CUBNT*1.5 
ELU13:PPROP*1.35+PTAB*1.35+A1_VIV*1.05+VIENTOX+*0.9 
ELU14:PPROP*1.35+PTAB*1.35+A1_VIV*1.05-VIENTOX+*0.9 
ELU15:PPROP*1.35+PTAB*1.35+A1_VIV*1.05 
ELU16:PPROP*1.35+PTAB*1.35+VIENTOX+*1.5+A1_VIV*1.05 
ELU17:PPROP*1.35+PTAB*1.35-VIENTOX+*1.5+A1_VIV*1.05 
ELU18:PPROP*1.35+PTAB*1.35+VIENTOX+*1.5 
ELU19:PPROP*1.35+PTAB*1.35-VIENTOX+*1.5 
ELU20:PPROP*0.8+PTAB*0.8+A1_VIV*1.5+VIENTOX+*0.9 
ELU21:PPROP*0.8+PTAB*0.8+A1_VIV*1.5-VIENTOX+*0.9 
ELU22:PPROP*0.8+PTAB*0.8+A1_VIV*1.5 
ELU23:PPROP*0.8+PTAB*0.8+VIENTOX+*0.9 
ELU24:PPROP*0.8+PTAB*0.8-VIENTOX+*0.9 
ELU25:PPROP*0.8+PTAB*0.8 
ELU26:PPROP*0.8+PTAB*0.8+G_CUBNT*1.5+A1_VIV*1.05+VIENTOX+*0.9
ELU27:PPROP*0.8+PTAB*0.8+G_CUBNT*1.5+A1_VIV*1.05-VIENTOX+*0.9
ELU28:PPROP*0.8+PTAB*0.8+G_CUBNT*1.5+A1_VIV*1.05 
ELU29:PPROP*0.8+PTAB*0.8+G_CUBNT*1.5+VIENTOX+*0.9 
ELU30:PPROP*0.8+PTAB*0.8+G_CUBNT*1.5-VIENTOX+*0.9 
ELU31:PPROP*0.8+PTAB*0.8+G_CUBNT*1.5 
ELU32:PPROP*0.8+PTAB*0.8+A1_VIV*1.05+VIENTOX+*0.9 
ELU33:PPROP*0.8+PTAB*0.8+A1_VIV*1.05-VIENTOX+*0.9 
ELU34:PPROP*0.8+PTAB*0.8+A1_VIV*1.05 
ELU35:PPROP*0.8+PTAB*0.8+VIENTOX+*1.5+A1_VIV*1.05 
ELU36:PPROP*0.8+PTAB*0.8-VIENTOX+*1.5+A1_VIV*1.05 
ELU37:PPROP*0.8+PTAB*0.8+VIENTOX+*1.5 
ELU38:PPROP*0.8+PTAB*0.8-VIENTOX+*1.5 
SIS39:PPROP*1+PTAB*1+SISMOX*1+A1_VIV*0.45 
SIS40:PPROP*1+PTAB*1+SISMOX*1 
SIS41:PPROP*1+PTAB*1-SISMOX*1+A1_VIV*0.45 
SIS42:PPROP*1+PTAB*1-SISMOX*1 
SIS43:SISMOX*1+A1_VIV*0.45 
SIS44:SISMOX*1 
SIS45:SISMOX*-1+A1_VIV*0.45 
SIS46:SISMOX*-1 
ACC47:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1+A1_VIV*0.75 
ACC48:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1 
ACC49:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1+A1_VIV*0.45 
ACC50:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1+VIENTOX+*0.75+A1_VIV*0.45
ACC51:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1-VIENTOX+*0.75+A1_VIV*0.45
ACC52:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1+VIENTOX+*0.75 
ACC53:PPROP*1+PTAB*1+EXPLO*1-VIENTOX+*0.75 
ACC54:EXPLO*1+A1_VIV*0.75 
ACC55:EXPLO*1 
ACC56:EXPLO*1+A1_VIV*0.45 
ACC57:EXPLO*1+VIENTOX+*0.75+A1_VIV*0.45 
ACC58:EXPLO*1-VIENTOX+*0.75+A1_VIV*0.45 
ACC59:EXPLO*1+VIENTOX+*0.75 
ACC60:EXPLO*1-VIENTOX+*0.75 


Notas del autor
  • Es muy frecuente en los modelos de cálculo, que se introduzcan todas las acciones permanentes en el mismo caso de carga. Esta simplificación puede no ser correcta en todos los casos y puede generar situaciones desfavorables respecto al desglose propuesto por este programa. Por ejemplo, en edificios con la fachada en el extremo de voladizos pequeños, esta carga es favorable para las vigas o forjados, y se está considerando desfavorable en los cálculos habituales.
    Por otra parte, en la EHE-08, Art. 12.1, se indica que "...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", y en el CTE DB SE 4.2.2, ap. c se indica que "Los valores de los coeficientes de seguridad ... se establecen en la tabla 4.1 para cada tipo de acción, atendiendo para comprobaciones de resistencia a si su efecto es desfavorable o favorable, considerada globalmente."; estos dos párrafos confusos podrían referirse a que todas las acciones gravitatorias se han de considerar con efecto sincronizado. En opinión del autor, la norma no deja suficientemente claro hasta qué punto es necesario desglosar las acciones permanentes, con el consiguiente incremento en el número de combinaciones; además, el cálculo habitual con las acciones permanentes agrupadas no parece generar cálculos erróneos o inseguros, con lo que el grado de desglose ha de quedar en definitiva a criterio del calculista.

  • En la mayoría de los programas de cálculo, las combinaciones son únicas para todos los elementos de la estructura. Esto hace que los cálculos sean erróneos o poco optimizados en estructuras mixtas, puesto que las combinaciones obtenidas según el CTE y según la EHE-08 son diferentes. En estructuras mixtas con programas que no permitan asociar los juegos de combinaciones a los materiales, sería necesario hacer dos cálculos con dos juegos de combinaciones, uno para hormigón (combinaciones según EHE) y otro para acero (combinaciones según CTE). Los puntos que hacen que las combinaciones sean diferentes en cada normativa son:
         CTE        EHE    
    Efecto favorable del peso propio γQ,fab:0.8 (4.2.3)1 (12.1)
    Efecto favorable del empuje del terreno γQ,fab:0.7 (4.2.3)1 (12.1)
    Efecto favorable de la presión del agua γQ,fab:0.9 (4.2.3)1 (12.1)
    Efecto desfavorable de la presión del agua γQ,des:1.2 (4.2.3)1.35 (12.1)
    Efecto favorable de la carga permanente en situación accidental γQ,fab,acc:0 (4.2.2)1 (12.1)
    Efecto favorable del pretensado en situación accidental γP,fab,acc:0 (4.2.2)1 (12.1)
    Coeficientes diferentes para comprobación de estabilidad en CTE para acciones permanentes.

  • La mayoría de los programas de cálculo permite introducir combinaciones definidas por el usuario, con lo que, con este programa, se podrán copiar y pegar en una tabla de excel las combinaciones para su posterior incorporación al programa de cálculo correspondiente. Tenga en cuenta que algunos programas de cálculo permiten definir combinaciones pero no añadir hipótesis ni casos de carga, con lo que es posible que no se puedan introducir en ellos todas las combinaciones normativas de forma adecuada.

  • El autor no ha podido encontrar ningún programa de cálculo comercial que genere y aplique correctamente las combinaciones según normativa. Habitualmente en el listado de combinaciones para situación persistente o transitoria, por ejemplo, aparecen unas pocas en las que aparecen el viento o la nieve, mientas que según el CTE o la EHE-08, el viento y la nieve deben aparecer en tantas combinaciones como en las que aparece cualquier otra acción variable, puesto que la formulación no discrimina entre tipos de acciones variables.

Versión 29/05/2013







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