ejemplos c102 - 2005

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GUA PARA EL USO DELREGLAMENTO ARGENTINO DEACCIN DEL VIENTO SOBRE

LAS CONSTRUCCIONES

EDICIN JULIO 2005

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Balcarce 186 1 piso - Of. 138(C1064AAD) Buenos Aires Repblica ArgentinaTELEFAX. (54 11) 4349-8520 / 4349-8524

E-mail: [email protected] [email protected]: www.inti.gov.ar/cirsoc

Primer Director Tcnico (1980): Ing. Luis Mara Machado

Directora Tcnica:Inga. Marta S. Parmigiani

Coordinadora Area Acciones:Inga. Alicia M. AragnoArea Estructuras de Hormign:Ing. Daniel A. OrtegaArea Administracin, Finanzas y Promocin:Lic. Mnica B. KrotzArea Publicaciones y Secretaras Regionales:Sr. Nstor D. Corti

2005

Editado por INTIINSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGIA INDUSTRIALAv. Leandro N. Alem 1067 7 piso - Buenos Aires. Tel. 4313-3013

Queda hecho el depsito que fija la ley 11.723. Todos los derechos, reservados. Prohibidala reproduccin parcial o total sin autorizacin escrita del editor. Impreso en la Argentina.Printed in Argentina.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

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Reconocimiento Especial

El CIRSOC agradece muy especialmente a las Autoridades de la

American Society of Civil Engineers (ASCE) por habernos

permitido adoptar como base para el desarrollo de esta Gua, el

documento Guide to the Use of the Wind Load Provisions of

ASCE 7-98, redactada por Kishor C. Mehta y Richard D. Marshall.

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ASESORES QUE INTERVINIERON EN LA REDACCIN DE LA

GUA PARA EL USO DELREGLAMENTO ARGENTINO DE

ACCIN DEL VIENTO SOBRE LASCONSTRUCCIONES

CIRSOC 102

Ing. Juan Carlos Reimundn

Ing. Roberto Cudmani

COLABORADORES:

Ing. Alicia AragnoCoordinadora rea Acciones del

INTI - CIRSOC

Dra. Mara Eugenia Pons

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COMISIN PERMANENTE DE ESTUDIO DE LAACCION DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES

Coordinador:

Ing. Cleto Agosti Asociacin de Ingenieros Estructurales

Secretaria Tcnica:

Inga. Paula Folino Asociacin de Ingenieros Estructurales

Integrantes:

Ing. Horacio Abaroa Universidad de Buenos Aires

Ing. Carlos Amura Invitado especial

Ing. Alicia Aragno INTI-CIRSOC

Ing. Carlos Bellagio Invitado especial

Dr. Ulfilas Boldes Universidad Nacional de La Plata

Ing. Daniel Cancelleri Invitado especial

Dr. Jorge Colman Universidad Nacional de La Plata

Ing. Roberto Cudmani Universidad Nacional de Tucumn

Ing. Marcelo Galladini Invitado especial

Ing. Pablo de Lavallaz Invitado especial

Lic. Ingeborg Malaka Servicio Meteorolgico Nacional

Ing. Mario Natalini Universidad Nacional del Nordeste

Lic. Silvia Nuez Servicio Meteorolgico Nacional

Ing.Juan C. Reimundn Universidad Nacional de Tucumn

Dra. Mara L. Schwarzkopf Universidad de Buenos Aires

Dr. Aldo Viollaz Universidad Nacional de Tucumn

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Reglamento CIRSOC 102, Gua I

INDICE

CAPTULO 1 INTRODUCCIN

1.1 OBJETIVO DE LA GUA 1

1.2 LIMITACIONES 1

1.2.1 Evaluacin de la velocidad del viento 11.2.2 Limitaciones en la evaluacin de la respuesta estructural 21.2.3 Limitaciones en la forma de edificios y otras estructuras 2

ANEXO AL CAPTULO 1

COMISIONES INTERNACIONALES 4

BIBLIOGRAFA TCNICA BSICA 4

CAPTULO 2 DISPOSICIONES PARA CARGAS DE VIENTO

2.1 PRESENTACIN GENERAL 7

2.2 PROCEDIMIENTO ANALTICO 7

2.2.1 Presin dinmica, q 72.2.2 Mtodo 1 Procedimiento Simplificado 82.2.3 Mtodo 2 Procedimiento Analtico 9

2.3 PROCEDIMIENTO DEL TNEL DE VIENTO 12

2.4. ECUACIONES PARA GRFICOS 13

Figura 5 A Paredes para edificios 13Figura 5 B Cubiertas a dos y cuatro aguas 14Figura 6 Cubiertas mltiples a dos pendientes 16Figura 7 A Cubiertas de una pendiente 17Figura 7 B Cubiertas en diente de sierra 19Figura 8 Cubiertas y paredes para edificios, altura mayor que 20m 20

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Reglamento Argentino de Accin del Viento II

CAPTULO 3 EJEMPLOS 21

3.1 EJEMPLO 1 Edificio comercial con murosde bloques de hormign 22

Velocidad bsica de viento, exposicin yclasificacin del edificio 23Presin dinmica 23Presiones de viento de diseo para el SPRFV 24Presiones de diseo para C&R 26

3.2 EJEMPLO 2 El edificio del Ejemplo 1, utilizando elProcedimiento simplificado 29

Velocidad bsica del viento, exposicin yclasificacin de cerramiento 30Presiones de viento de diseo para el SPRFV 30Presiones de diseo para C&R 31

3.3 EJEMPLO 3 Edificio en altura para oficinas 32

Tipo de exposicin y clasificacin del edificio 33Velocidad bsica de viento 33Presin dinmica 33Presiones de viento de diseo para el SPRFV 33Factor de efecto de rfaga 34

Presiones de diseo para C&R 39

3.4 EJEMPLO 4 El edificio del Ejemplo 3, ubicadosobre una escarpa 43

Exposicin,clasificacin del edificio y velocidadbsica del viento 43Presiones dinmicas 43Efecto de escarpa 45

3.5 EJEMPLO 5 Vivienda con cubierta a dos ytres aguas 46

Presin dinmica 48Presin de viento para el SPRFV 48Presin de viento para C&R 50

3.6 EJEMPLO 6 La vivienda del Ejemplo 5, sobreuna colina aislada 52

Velocidad bsica del viento, exposicin yclasificacin del edificio 52Comentario al efecto topogrfico 53

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Reglamento CIRSOC 102, Gua III

3.7 EJEMPLO 7 Edificio de un piso para comercio,con cubierta a dos aguas 54

Exposicin y clasificacin del edificio 55Velocidad bsica del viento 55Presin dinmica 55Presiones de viento de diseo para el SPRFV 55Presiones de diseo para C&R 61

3.8 EJEMPLO 8 El edificio del Ejemplo 7, usandodisposiciones por baja altura 65

Exposicin, clasificacin del edificio yvelocidad bsica del viento 65

Presiones dinmicas 66Presiones de diseo para el SPRFV 66Casos de carga 69

3.9 EJEMPLO 9 Edificio con cubierta de una pendiente,con voladizo 74

Exposicin y clasificacin del edificio 74Velocidad bsica del viento 75Presiones dinmicas 75Presiones de diseo para el SPRFV 75Presiones de diseo para C&R 81

3.10 EJEMPLO 10 Cartel de sealizacin en ruta 86

Exposicin y caractersticas de la construccin 87Velocidad bsica del viento 87Presiones dinmicas 87Fuerza de diseo para el SPRFV 87Limitacin 90Fuerza sobre C&R 90

CAPITULO 4 ANTECEDENTES Y COMENTARIOS

4.1 INTRODUCCIN 93

4.2 CARGAS DE VIENTO 93

4.2.1 Generalidades 934.2.2 Procedimiento analtico 93

Sistemas principales resistentes a la fuerza del viento 94Componentes y revestimientos 96Edificios abiertos y otras estructuras 97

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Reglamento Argentino de Accin del Viento IV

4.3 PRESIN DINMICA 97

4.3.1 Velocidad bsica del viento 974.3.2 Coeficientes de exposicin para presin dinmica 98Categoras de exposicin 99

4.3.3 Factor topogrfico 1004.3.4 Factor de importancia 1014.3.5 Factor de direccionalidad del viento 101

4.4 FACTORES DE EFECTO DE RFAGA 102

4.4.1 Estructuras rgidas 1024.4.2 Estructuras flexibles o dinmicamente sensibles 103

4.5 COEFICIENTES DE PRESIN Y FUERZA 103

4.5.1 Generalidades 1034.5.2 Coeficientes de presin externa para SPRFV,

edificios total o parcialmente cerrados, todas las alturas 1034.5.3 Coeficientes de presin externa para SPRFV,edificios total

o parcialmente cerrados, altura menor o igual que 20 m 1034.5.4 Coeficientes de presin externa para C&R, edificios total

o parcialmente cerrados, altura menor o igual que 20 m 1044.5.5 Coeficientes de presin externa para C&R, edificios total

o parcialmente cerrados, altura mayor que 20 m 1054.5.6 Coeficientes de presin interna para edificios 105

4.5.7 Coeficientes de presin externa para cubiertas abovedadas 1064.5.8 Coeficientes de fuerza, Tablas 9 a 13 106

4.6 CARGA TOTAL Y PARCIAL SOBRE SPRFV,EDIFICIOS CON ALTURA MAYOR QUE 20 m 107

4.7 PREGUNTAS FORMULADASFRECUENTEMENTE 107

LISTA DE REFERENCIAS 113

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Reglamento CIRSOC 102, Gua Cap. 1 - 1

CAPTULO 1- INTRODUCCIN

La naturaleza del viento y sus efectos han cobrado un importante papel en el diseo deedificios y otras estructuras, y el objetivo es establecer diseos por cargas de viento paraprevenir accidentes y reducir daos a la propiedad a un nivel aceptable. Para lograr esteobjetivo, la investigacin internacional es permanente y se trabaja en diferentes reas. Enel Anexo a este Captulo, se puede encontrar informacin acerca de las ComisionesInternacionales de Trabajo sobre Cargas de Viento, y una seleccin de BibliografaTcnica bsica.

1.1 OBJETIVO DE LA GUA

El objetivo de esta gua es proporcionar orientacin en el uso de las disposiciones sobrecargas de viento del Reglamento CIRSOC 102, y adems brindar el listado de ttulos quefueron los antecedentes base del Reglamento, junto con otros adicionales que se handetallado en el Captulo de Referencias y en los Comentarios del Reglamento. Tambincontiene dos temas importantes: ejemplos resueltos y preguntas formuladasfrecuentemente.

Esta gua presenta diez ejemplos resueltos. En los clculos se brindan detalles suficientesde cargas de viento para ayudar al lector a interpretar adecuadamente las disposicionesdel Reglamento CIRSOC 102. Los Captulos, Tablas y Figuras del Reglamento se citancon frecuencia en esta Gua, y para evitar repeticiones se darn sus nmeroscorrespondientes, sin referencia adicional. Es necesario disponer de un ejemplar del

Reglamento para seguir los ejemplos y trabajar con esta gua.

1.2 LIMITACIONES

Los posibles errores o limitaciones del Reglamento dependen directamente delconocimiento exacto de los parmetros y factores utilizados en los algoritmos que definenlas cargas de viento para aplicaciones de diseo:

Velocidad bsica de vientoVFactor de exposicin KzEfecto topogrfico Kzt

Factor de direccionalidad KdFactor de efecto de rfaga GCoeficientes de presin y fuerza:

Cp, (GCpf)para SPRFV(GCp)para C & R(GCpi)

Las limitaciones de uso de cada uno en el Reglamento se tratan brevemente acontinuacin.

1.2.1 Evaluacin de la velocidad de viento

La estimacin de la velocidad bsica del viento depende de la longitud y calidad de losregistros de viento y del modelo estadstico utilizado. La calibracin del anemmetro, el

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Reglamento Argentino de Accin del Viento Gua Cap. 1 - 2

registro preciso de la altura del instrumento y la asignacin adecuada de la rugosidad delterreno circundante pueden afectar la calidad de los datos de velocidades de viento.Adems, un conjunto ms extenso de datos proporciona una estimacin estadstica ms

confiable. En el desarrollo del mapa de velocidades de viento de la Figura 1 se aplic ladistribucin de Gumbel, para una velocidad bsica asociada a un perodo de recurrenciade 50 aos y con una probabilidad anual de ser superada de 0,02.

El presente Reglamento da una descripcin ms realista de las velocidades de viento quela edicin previa. Quizs la limitacin ms seria es que las velocidades de viento de diseono estn referidas a la direccin, y las anomalas potenciales se definen solamente entrminos de regiones especiales de viento. Estas regiones especiales incluyen cadenasmontaosas, gargantas o valles de ros. En estas regiones se pueden encontrar vientosinusuales debidos a efectos orogrficos o a la canalizacin del viento. El Reglamentopermite estudios climatolgicos regionales y consultas con ingenieros especialistas,meteorlogos y/o la autoridad jurisdiccional para evaluar cualquier anomala en el viento

que pueda conducir a velocidades mayores.

Los vientos provenientes de tornados no se incluyen en el desarrollo del mapa develocidades bsicas de viento en virtud de su rara ocurrencia. Los tornados intensospueden tener velocidades de viento a nivel del terreno en el rango de 65 a 90 m/s; sinembargo, la probabilidad anual de ocurrencia de este rango de velocidades de vientopuede ser menor que 10-5 (intervalo de recurrencia medio de ms de 100.000 aos). Siresulta necesario, las estructuras especiales y los refugios contra tormentas se puedendisear para resistir tornados.

1.2.2 Limitaciones en la evaluacin de la respuesta estructural

Dado que la mayora de los edificios y otras estructuras se pueden tratar como estructurasrgidas, el factor de efecto de rfaga especificado en el Reglamento es adecuado. Paraedificios y otras estructuras dinmicamente sensibles, se da un factor de efecto de rfaga.La formulacin de un factor de efecto de rfaga Gf es principalmente para edificios y nosiempre es aplicable a estructuras. Se debe notar que este factor se basa en la respuestade golpeteo al viento longitudinal.

El desprendimiento de vrtices est casi siempre presente con los cuerpos cilndricos. Sepuede convertir en un problema cuando la frecuencia del desprendimiento de vrtices escercana o igual a la frecuencia de los primero y segundo modos transversales de laestructura. La intensidad de la excitacin se incrementa con la relacin de aspecto (altura -ancho o longitud - ancho) y disminuye con el aumento de amortiguacin estructural. Lasestructuras con bajo amortiguamiento y con una relacin de aspecto de 8 ms, puedenser propensas a una excitacin por vrtices perjudicial. Si resulta posible la aparicin deexcitacin torsional o transversal al viento, se debe buscar el consejo de un especialista.

Otra limitacin con respecto a la evaluacin de la respuesta estructual es que elReglamento no define velocidades de viento de diseo aceptables para estados deservicio (deformacin por flexin, oscilacin dinmica). En la Tabla C-3 de los Comentariosse dan los factores de conversin para determinar las velocidades de viento apropiadaspara intervalos de recurrencia media de 5 a 500 aos.

1.2.3 Limitaciones en la forma de edificios y otras estructuras

Los coeficientes de presin y fuerza se han obtenido de ensayos en tnel de viento y, encantidad limitada, de ensayos a escala natural. El Reglamento contiene coeficientes depresin y fuerza para las formas de edificios ms comunes. Estos coeficientes se

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obtuvieron a partir de ensayos en tnel de viento de capa lmite atmosfrica o seemplearon exitosamente en la prctica por largo tiempo. No se incluyen muchas de lasformas estructurales, (formas Y, T, L) o edificios elevados escalonados. Esta informacin

se puede hallar en las fuentes que se indican en la Tabla A.3

Si para una misma forma se encuentran en la bibliografa valores diferentes decoeficientes de presin, se recomienda usar los valores del Reglamento, por cuanto hansido cuidadosamente revisados a travs del proceso de consenso.

El Proyectista o Diseador Estructural puede usar los valores disponibles en la bibliografacuando los coeficientes para una forma especfica no se dan en el Reglamento. Sinembargo, adems del juicio prudente, se aconseja tener en cuenta las siguientesconsideraciones:

1. Fueron los coeficientes obtenidos de ensayos adecuados en tnel de viento

de capa lmite turbulenta (BLWT) o fueron generados bajo condiciones deflujo relativamente suave?

2. Se debe considerar necesariamente el tiempo promedio que se us paradeterminar si los coeficientes se pueden aplicar directamente a laevaluacin de cargas de diseo o si necesitan modificarse.

3. Se debe establecer la velocidad de viento de referencia y la categora deexposicin bajo la cual se generan los datos para computar adecuadamentela presin dinmica q.

4. Si se usa un enfoque envolvente, los coeficientes deben ser apropiadospara todas las direcciones de viento. Sin embargo, si se indica un enfoquedireccional, entonces se debe indagar la aplicabilidad de los coeficientescomo una funcin de la direccin de viento. Una limitacin importante en el

uso de los coeficientes direccionales, es que no se pudo verificar suadecuacin para direcciones de viento diferentes de las normales.

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ANEXO AL CAPTULO 1

COMISIONES INTERNACIONALES

Los miembros de las Comisiones de Trabajo de Cargas de Viento de Estados Unidos yCanad, que se presentan en Tabla A.1 y A.2 desarrollaron las disposiciones sobre cargasde viento que luego fueron votadas y aprobadas mediante un proceso de consenso.

Tabla A.1Miembros de la Comisin de Trabajo sobre Cargas de Viento del ASCE 7 (1989-1995)

Miembros de la Comisin Institucin Localidad

Dr. Kishor C. Mehta, Presidente Texas Tech University Lubbock, TXDr. Jack E. Cermak Colorado State University Fort Collins, CODr. Ahsan Kareem University of Notre Dame Notre Dame, INMr. Gill Harris CECO Building Systems Columbus, MSDr. Richard D. Marshall* Wind Research Services Poolesville, MDDr. Dale C. Perry Texas A&M University College Station, TXMr. Herb Saffir Herbert S. Saffir Consulting

EngineersCoral Gables, FL

Mr. Thomas Smith National Roofing ContractorsAssociation

Rosemont, IL

Dr. Ted Stathopoulos Concordia University Montreal, CanadMr. Rick Vognild Southern Building Code

Congress InternationalBirmingham, AL

* Anteriormente con el National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD.

Tabla A.2Miembros de la Comisin de Trabajo sobre Cargas de Viento del ASCE 7 (1995-1998)

Miembros de la Comisin

Lawrence G. Griffis, Presidente

Howard S. Burton, James M. Delahay, Bradford K. Douglas, Gillian S. Harris,Peter A. Irwin, Ahsan Kareem, James R. McDonald, Joseph J. Messersmith, Jr.Dale C. Perry, Jon A. Peterka, Timothy A. Reinhold, Don R. Scott, Thomas L. Smith,Eric Stafford, Theodore Stathopoulos, Peter J. Vickery, Richard A. Vognild.

BIBLIOGRAFIA TCNICA BASICA

Durante las ltimas tres dcadas se ha publicado una importante cantidad de bibliografasobre ingeniera de viento. La mayor parte de sta se encuentra en forma de trabajos deinvestigacin en el Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Journal of

Structural Engineering, Journal of the American Society of Civil Engineers, Proceedings ofthe International Conference on Wind Engineering (un total de nueve), Proceedings of theU.S. National Conferences on Wind Engineering (un total de ocho), Proceedings of the

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U.S. Asia-Pacific Conferences on Wind Engineering(un total de cuatro), y Proceedings ofthe European-African Conferences on Wind Engineering(dos). La bibliografa es extensa yerudita, sin embargo no se encuentra siempre en un formato que puedan usar los

profesionales en la prctica.

Existen diversos libros de texto, manuales, normas y cdigos, informes y trabajos quecontienen material que puede ser usado para determinar cargas de viento. En la Tabla A.3se presenta una lista de referencias seleccionadas, ordenadas por tema. En el Captulo 4se pueden encontrar referencias ms detalladas sobre estos temas.

Tabla A.3Biblografa Tcnica

Temas Material de Referencia Seleccionado

Efectos del viento en edificios yestructuras

Simiu y Scanlan (1996); Lawson, vols. 1 y 2(1980); Cook, vols. 1 y 2 (1985); Liu (1991);Dyrbye y Hansen (1996); Newberry y Eaton(1974); Holmes y Melbourne (1990); Homes,Melbourne y Walker (1990); Holmes (2001).

Normas y cdigos extranjeros

National Building Code of Canada NRCC(1995a, 1995b); Australian StandardAS1170.2 (1989); British Standard BS6399(1995); Eurocode Draft (1994); ISO (1997);Australian/New Zealand Standard AS/NZS1170.2 (2001).

Ensayos en tnel de viento Reinhold (1982); ASCE (1987)

Investigacin general sobre vientoDavenport (1979, 1978); ASCE (1961);Cermak (1977); Simiu (1981).

Coeficientes de presin y fuerza ASCE (1961); Hoerner (1965); ASCE (1997).

Tornados, diseo de refugiosMinor, McDonald y Metha (1977); FEMA 83-A(1980); Minor (1982); Mc Donald (1983);FEMA320 (1999); FEMA 361 (2000).

Protocolo de resistencia al impacto

SBCCI (1999); ASTM E1886-97; E1996-01;Miami/Dade County Building CodeCompliance Office Protocol PA201-94 yPA203-94.

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CAPTULO 2 - DISPOSICIONES PARA CARGAS DEVIENTO

Este captulo se refiere a la presentacin general y a los mtodos para la evaluacin de lascargas de viento. Adems, se dan las ecuaciones de los grficos de las Figuras 5 a 8 delReglamento, para los casos en que se desee efectuar la interpolacin de manera msexacta. Con el fin de evitar las palabras CIRSOC 102 o Reglamento, los nmeros deartculos, Captulos, Tablas y Figuras se dan sin referencia adicional.

2.1 PRESENTACION GENERAL

Las disposiciones del Reglamento permiten determinar las cargas de viento en edificios yotras estructuras. Se le dan al diseador tres opciones para esta evaluacin:

1. Mtodo 1 Procedimiento Simplificado del Captulo 4 para edificios quecumplen con ciertas condiciones (esencialmente edificios con diafragmas,que tienen una altura de cubierta menor o igual que 10 m y pendientesmenores que 10.

2. Mtodo 2 Procedimiento Analtico del Captulo 5 que se aplica a edificios yotras estructuras.

3. Procedimiento del Tnel de Viento tal como se desarrolla en el Captulo 6.

Los procedimientos simplificado y analtico especifican los pasos que se deben seguir enla determinacin de las cargas de viento sobre sistemas principales resistentes a la fuerza

del viento y sobre componentes y revestimientos por separado; segn los artculos 4.2 y5.3 respectivamente. En adelante, a los sistemas principales resistentes a la fuerza delviento se los denominar SPRFV, y a los componentes y revestimientos por su nombrecompleto o abreviadamente C&R. En el Captulo 2 se define el SPRFV como la estructuratotal que recibe cargas de viento de ms de una superficie. Los revestimientos reciben lascargas de viento directamente y en general las transfieren a otros componentes o alSPRFV. Las ecuaciones para la determinacin de las cargas de viento usandoprocedimientos analticos se dan en el cuerpo del texto.

Las ecuaciones para los grficos de las Figuras 5 a 8 del Reglamento se dan en el artculo2.4 de esta Gua, ya que estos grficos tal como se presentan en el Reglamento resultandifciles para la interpolacin.

2.2 PROCEDIMIENTOS DE DSEO

2.2.1 Presin dinmica, q

El primer paso para usar el Mtodo 2, Procedimiento Analtico es determinar losparmetros apropiados para la evaluacin de la presin dinmica q.

Las definiciones de los trminos de las ecuaciones se dan a continuacin. La discusin ylos antecedentes de cada trmino se han incluido en el Captulo 4 de esta Gua.

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La presin dinmica q, a cualquier altura sobre el terreno y a la altura media de cubierta seobtiene mediante la ecuacin:

qB

zB

= 0,613 KB

zB

KB

ztB

KB

dB

VP

2P

I

(N/mP

2P

) (13)

siendo:q la presin dinmica efectiva que se debe usar en las ecuaciones apropiadas

para evaluar las presiones de viento sobre SPRFV y C&R; qBzB est basadaen KBzB a cualquier altura zsobre el terreno; qBhB est basada en KBhBa la alturamedia de cubierta h.

KBzB el coeficiente de exposicin a la presin dinmica que refleja el cambio develocidad del viento con la altura y rugosidad del terreno, segn la Tabla 5.

KBztB el factor topogrfico que contempla la aceleracin del viento sobre colinas oescarpas, segn la Figura 2 y KBztB = (1 + KB1BKB2BKB3B )P

2P.

KBd B el factor de direccionalidad del viento, dado en Tabla 6.

V la velocidad bsica del viento, que es la velocidad de rfaga de 3 seg a10 m sobre el nivel del terreno para categora de exposicin C y estasociada con una probabilidad anual de 0,02 (intervalo de recurrencia mediode 50 aos), dada en la Figura 1.

I el factor de importancia, que ajusta la velocidad del viento asociada con unaprobabilidad anual de 0,02 (intervalo medio de recurrencia de 50 aos), conotras probabilidades, segn la Tabla 1.

2.2.2 Mtodo 1 Procedimiento Simplificado

Este mtodo se incluye para simplificar la evaluacin de las cargas de diseo de edificioscomunes con diafragmas simples, de forma regular, que tienen una altura media de

cubierta menor o igual que 10m y pendiente de cubierta menor que 10.

Se dispone de dos tablas: la Tabla 2 para SPRFV y la Tabla 3 para C&R. Para SPRFV, elMtodo 1 combina las presiones a barlovento y sotavento en una presin de vientohorizontal neta sobre las paredes, las presiones internas se anulan. El levantamientomximo sobre la cubierta del SPRFV se basa en una presin interna positiva como casode control. Para C&R, los valores son para edificios cerrados y parcialmente cerrados yrepresentan la presin neta, suma de las presiones externa e interna, aplicada normal a lasuperficie. Se han supuesto los siguientes valores en la preparacin de las tablas:

H= 10m;Exposicin B; KBzB = 0,70;KBdB= 0,85;G= 0,85;KBztB = 1,0;I=1,0;GCBpiB= 0,18 (edificio cerrado)GCBpiB= 0,55 (edificio parcialmente cerrado)SPRFV coeficientes de presin de la Figura 3;C&R coeficientes de presin de la Figura 5.

Para exposiciones diferentes de la B, se dan los factores de multiplicacin. Cuando losfactores de importancia son distintos de I= 1, los valores de la tabla se deben multiplicar

porI.

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2.2.3 Mtodo 2 Procedimiento Analtico

El procedimiento analtico de este mtodo se aplica a:

1. Edificios de todas las alturas.2. Edificios de baja altura con una altura media de cubierta menor o igual que 20m y

cubierta a dos aguas.3. Edificios abiertos y otras estructuras

El procedimiento de diseo para cada uno est dado por:

1. La velocidad bsica de viento V y el factor de direccionalidad KBdB se determinansegn el artculo 5.4.

2. El factor de importanciaIse determina segn el artculo 5.5.3. Se determina para cada direccin de viento, una categora o categoras de

exposicin y un coeficiente de exposicin para la presin dinmica KBzBo K

BhB, el quesea aplicable segn el artculo 5.6.

4. El factor topogrfico KBztBse determina de acuerdo con el artculo 5.7.5. Se determina un factor de efecto de rfaga Go GBfB, el que sea aplicable segn el

artculo 5.8.6. Se determina una clasificacin de cerramiento segn el artculo 5.9.7. El coeficiente de presin interna GCBpiB se determina segn el artculo 5.11.1.8. Se determinan los coeficientes de presin externa CBpB o GCBpfB, o los coeficientes de

fuerza CBfB, los que sean aplicables segn los artculos 5.11.2 5.11.3respectivamente.

9. Se determina la presin dinmica qBzB o qBhB, la que sea aplicable segn el artculo5.10

10. Se determina la presin, p, o la fuerza, F, de viento de diseo, la que sea aplicablesegn los artculos 5.12 y 5.13.

El artculo 5.12.2.3 se refiere a edificios flexibles. La esbeltez de la estructura puedeprovocar efectos de resonancia dinmica en la direccin del viento e incrementar la carga.En la gran mayora de los edificios los efectos de la resonancia son despreciables porcuanto la frecuencia fundamental de vibracin de la estructura es probablemente mayorque 1 ciclo por segundo (1 Hz). Se acepta que cuando la relacin entre la altura del edificioy la menor dimensin horizontal es menor que 4, la frecuencia fundamental de vibracin dela estructura ser mayor que 1 Hz. Las ecuaciones para edificios flexibles son similares aaquellas para edificios rgidos, excepto por los efectos de resonancia.

Las presiones de diseo para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento(SPRFV) y para componentes y revestimientos (C&R) se determinan separadamente. Engeneral, las presiones de diseo para C&R sern ms elevadas debido a las altaspresiones localizadas que actan sobre reas pequeas. Los SPRFV reciben presiones deviento de varias superficies, estas presiones, al ser promediadas espacialmente, puedenser algo menores que aquellas para C&R.

Para el clculo de las presiones de diseo, es necesaria la eleccin de los factores deefecto de rfaga y coeficientes de presin o fuerza apropiados. La ecuacin para laevaluacin de cargas de viento, gua al usuario en la eleccin de los factores y coeficientesapropiados. Los distintos factores de efecto de rfaga y coeficientes de presin y fuerza

especificados en el Reglamento son los siguientes:

G factor de efecto de rfaga para SPRFV de edificios de todas las alturas y deotras estructuras, segn el artculo 5.8.1.

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GBfB factor de efecto de rfaga para SPRFV de edificios y otras estructurasflexibles o dinmicamente sensibles obtenido usando un anlisis racional,segn el artculo 5.8.2.

CB

pB

coeficientes de presin externa para SPRFV de edificios de todas lasalturas, dado en la Figura 3.CBfB coeficientes de fuerza para edificios abiertos y otras estructuras, segn

Tablas 9 a 13.(GCBpfB) coeficientes de presin externa para SPRFV de edificios de baja altura,

segn la Figura 4.(GCBpB) coeficientes de presin externa para C&R de edificios, dados en las Figuras

5 a 8.(GCBpiB) coeficientes de presin interna para SPRFV y C&R de edificios, dados en la

Tabla 7.

La convencin de signos es la siguiente:

+ (signo ms) significa presin actuando hacia la superficie.- (signo menos) significa presin actuando desde la superficie hacia afuera

(succin).

Siempre que se especifique el signo , se deben usar valores tanto positivos comonegativos para obtener las cargas de diseo. Los valores de las presiones externas einternas se deben combinar algebraicamente para obtener la carga ms crtica.

2.2.3.1 Presiones de diseo para SPRFV: edificios de todas las alturas

Las presiones de viento de diseo para SPRFV se determinan mediante la siguiente

ecuacin:

p= q GCBpB qBiB(GCBpiB) [N/mP2

P] (15)

siendo:q qBzBo qBhBsegn se especifica en la Figura 3;qBiB qBhPB

Po qBzB segn se especifica en el artculo 5.12.2.1;

G el factor de efecto de rfaga dado en el artculo 5.8;CBpB los coeficientes de presin externa dados en la Figura 3;(GCBpiB) los coeficientes de presin interna dados en la Tabla 7.

2.2.3.2 Presiones de diseo para SPRFV: edificios de baja altura

Un edificio de baja altura es aqul que tiene una altura media de cubierta menor o igualque 20 m, una cubierta a dos aguas, y con una relacin de altura media de cubierta amenor dimensin horizontal menor que 1. Las presiones de diseo para SPRFV sedeterminan mediante la siguiente ecuacin:

p= qBhB [(GCBpfB) (GCBpiB)] [N/mP2P] (16)

siendo:qBhB la presin dinmica a la altura media de cubierta usando la categora de

exposicin tal como se define en el artculo 5.6.2.2;

(GCB

pfB

) los coeficientes de presin externa dados en Figura 4; se deben considerarambos casos de carga (A y B) en cada esquina del edificio, para el diseode prticos (ver ejemplo en el Captulo 3);

(GCBpiB) los coeficientes de presin interna dados en la Tabla 7.

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2.2.3.3 Presiones de diseo para SPRFV: edificios flexibles

Las presiones de viento de diseo para SPRFV de edificios flexibles se determinan

mediante la siguiente ecuacin:

p = qGBfBCBpB qBiB(GCBpiB) [N/mP2

P] (17)

donde:

q, qBiB, CBpB y (GCBpiB)se definen en el artculo 5.12.2.1;GBfB factor de efecto de rfaga que se debe determinar segn el artculo 5.8.2.

2.2.3.4 Presiones de diseo para C&R: edificios de baja altura y todos los edificioscon alturas menores que 20 m

Las presiones de viento de diseo sobre elementos componentes y de revestimiento deedificios de baja altura y de edificios con alturas menores que 20m se determinanmediante la siguiente ecuacin:

p= qBhB [(GCBpB) (GCBpiB)] [N/mP2P] (18)

siendo:

qBhB la presin dinmica a la altura media de cubierta h, usando la categora deexposicin que se define en el artculo 5.6.3.1;

(GCBpB) los coeficientes de presin externa dados en las Figuras 5, 6 y 7;(GCBpiB) los coeficientes de presin interna dados en la Tabla 7.

2.2.3.5 Presiones de diseo para C&R: edificios con alturas mayores que 20 m

Las presiones de viento de diseo sobre elementos componentes y de revestimiento paratodos los edificios con alturas mayores que 20m se determinan mediante la siguienteecuacin:

p= q(GCBpB) qBiB(GCBpiB) (N/mP2P) (19)

siendo:

q = qBzBpara paredes a barlovento evaluada a la altura zsobre el terreno;q = qBhB para paredes a sotavento, paredes laterales y cubiertas evaluada a la

altura h;qBiB = qBhB para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento y

cubiertas de edificios cerrados y para la evaluacin de la presin internanegativa en edificios parcialmente cerrados;

qBiB = qBzBpara la evaluacin de la presin interna positiva en edificios parcialmentecerrados donde la altura zest definida como el nivel de la abertura mselevada del edificio que podra afectar la presin interna positiva. Paraedificios ubicados en regiones donde pueda haber proyectiles generadospor el viento, con vidriado en los 20m inferiores que no sea resistente aimpacto o no est protegido con coberturas resistentes a impacto, el

vidriado se debe tratar como una abertura de acuerdo con el artculo 5.9.3.Para la evaluacin de presiones internas positivas, qBiB se evalaconservativamente a la altura h, (qBiB = qBhB);

(GCBpB) los coeficientes de presin externa dados en la Figura 8;

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(GCBpiB)los coeficientes de presin interna dados en la Tabla 7.

qy qBiB se evalan usando la exposicin definida en el artculo 5.6.3.2.

2.2.3.6 Presiones de viento de diseo alternativas para C&R en edificios con alturascomprendidas entre 20m y 30m

Como alternativa a los requisitos del artculo 2.2.3.5, en el diseo de C&R para edificioscon altura media de cubierta mayor que 20m y menor que 30m, se pueden usar losvalores de las Figuras 5 a 7, solamente si la relacin altura/ancho es 1 menor,utilizndose la Ecuacin (18), con excepcin de los casos permitidos por la nota 6 de laFigura 8.

2.2.3.7 Disposiciones especiales para las presiones de diseo de C&R con reastributarias mayores que 70mP2P

Los elementos de C&R con reas tributarias, (NO reas de viento efectivas), mayores de70mP2P se pueden disear usando las disposiciones para SPRFV, segn el artculo 5.12.1.3del Reglamento.

2.2.3.8 Fuerzas de diseo para SPRFV: edificios abiertos y otras estructuras

F= qBzB GCBfBABfB [N] (20)

siendo:qBzB la presin dinmica a la altura zdel centro de gravedad del rea ABfB usando

la categora de exposicin definida en el artculo 5.6.3.2;

G el factor de efecto de rfaga dado en el artculo 5.8;CBfB los coeficientes de fuerza dados en las Tablas 9 a 13;ABfB el rea proyectada normal al viento, excepto donde el coeficiente CBfB se

especifica para el rea real de la superficie, m P2P.

Para estructuras flexibles el factor de efecto de rfaga GBfB se debe determinar segn elartculo 5.8.2.

2.3 PROCEDIMIENTO DEL TNEL DE VIENTO

Para aquellas situaciones donde el procedimiento analtico se considera incierto oinadecuado, o donde se desean presiones de viento ms exactas, se debe considerar elensayo en tnel de viento. El Reglamento establece un conjunto de condiciones en elCaptulo 6 que se deben cumplir para que tales ensayos se desarrollen adecuadamente.El tnel de viento es particularmente til para obtener informacin detallada acerca dedistribuciones de presin sobre formas complejas y la respuesta dinmica de estructuras.

Las escalas de modelos para aplicaciones estructurales pueden alcanzar desde 1:50 parauna vivienda unifamiliar hasta 1:400 para edificios en altura. Se pueden usar escalas anmenores para modelar puentes de largos tramos. De igual importancia es la habilidad paramodelar topografas complejas a escalas del orden de 1:10000 y evaluar efectos decaractersticas tales como colinas, montaas o gargantas de ros sobre los vientos

cercanos a la superficie del terreno. Se pueden encontrar detalles sobre el modelado entnel de viento para aplicaciones de ingeniera civil o estructural en la Bibliografa Tcnicade la Tabla A 3

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2.4 ECUACIONES PARA GRFICOS

Las Figuras 5 a 8 dan los valores de los coeficientes de presin externa para componentesy revestimientos en edificios parcial o totalmente cerrados como una funcin del reaefectiva de cada componente y revestimiento. Los resultados de ensayos en tnel deviento encontraron que la relacin entre los coeficientes de presin y las reas efectivas,es una funcin logartmica. La escala de reas efectivas en las figuras es una escalalogartmica, lo cual dificulta la interpolacin. A continuacin se dan las ecuaciones paracada una de las lneas en estas figuras. Las ecuaciones se pueden utilizar para desarrollarun programa de computacin para la determinacin de cargas de viento.

Figura 5 A Paredes para edificios con h 20 m

Positivos: Zonas 4 y 5(GCBpB) = 1,00 para A 1,0 mP

2P

(GCBpB) = 1,00 0,1766 log A para 1,0 mP2

P < A 50 mP2P(GCBpB) = 0,70 para A > 50 mP

2P

Negativos: Zona 4

(GCBpB) = -1,10 para A 1,0 mP2

P

(GCBpB) = -1,10 + 0,1766 log A para 1,0 mP2

P < A 50 mP2P(GCBpB) = -0,80 para A > 50 mP

2P

Negativos: Zona 5

(GCB

pB

) = -1,40 para A

1,0 mP

2P



2P

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Figura 5 B Cubiertas a dos y cuatro vertientes con h 20 mCubiertas con 10Positivos con y sin alero: Zonas 1,2,3

(GCBpB) = 0,30 para A 1,0 mP2

P



2P

Negativos sin alero: Zona 1


P



2P


(GCBpB) = -1,80 para A 1,0 mP2P



2P



P



2P

Negativos con alero: Zonas 1 y 2


P

(GCBpB) = -1,70 + 0,10 log A para 1,0 m

P

2P

< A 10 mP

2P

(GCBpB) = -2,3153 + 0,7153 log A para 10 mP2

P < A 50 mP2

(GCBpB) = -1,10 para A > 50 mP2

P

Negativos con alero: Zona 3


P



2P

Cubiertas con 10 < 30Positivos con y sin alero: Zonas 1,2,3


P



2P

Negativos con y sin alero: Zona 1


P



2P

Negativos sin alero: Zonas 2 y 3




2P

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Negativos con alero: Zona 2(GCBpB) = -2,20 para cualquier A

Negativos con alero: Zona 3


P



2P

Cubiertas con 30 < 45Positivos con y sin alero: Zonas 1,2,3


P


P < A 10 mP2P

(GCBpB) = 0,80 para A > 10 mP2P

Negativos con y sin alero: Zona 1


P



2P

Negativos sin alero: Zonas 2 y 3


P



2P

Negativos con alero: Zonas 2 y 3


P



2P

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Figura 6 Cubiertas mltiples a dos pendientes con h 20 m

Cubiertas con 10 < 30Positivos: Zonas 1,2,3


P



2P

Negativos: Zona 1


P



2P

Negativos: Zona 2(GCBpB) = -2,20 para A 1,0 mP

2P



2P

Negativos: Zona 3


P



2P

Cubiertas con 30 < 45Positivos: Zonas 1,2,3


P



2P

Negativo: Zona 1


P



2P

Negativos: Zona 2


P



2P

Negativos: Zona 3


P



2P

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Figura 7 A Cubiertas de una pendiente con h 20 m

Cubiertas con 3 < 10Positivos: Todas las Zonas


P



2P

Negativos: Zona 1(GCBpB) = -1,10 para cualquier A

Negativos: Zona 2




2P

Negativos: Zona 2


P



2P

Negativos: Zona 3


P

(GCB

pB

) = -1,80 + 0,60 log A para 1,0 mP

2P

< A 10 mP

2P

(GCBpB) = -1,20 para A > 10 mP2

P

Negativos: Zona 3


P



2P

Cubiertas con 10 < 30Positivos: Todas las Zonas

(GCBpB) = 0,40 para A 1,0 mP2P



2P

Negativos: Zona 1


P



2P

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Negativos: Zona 2


P

(GCB

pB

) = -1,60 + 0,40 log A para 1,0 mP

2P

< A 10 mP

2P

(GCBpB) = -1,20 para A > 10 mP2

P

Negativos: Zona 3


P



2P

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Figura 7 B Cubiertas en diente de sierra con h 20 mCubiertas con 10 < 30Positivos: Zona 1


P



2P

Positivos: Zona 2


P



2P

Positivos: Zona 3

(GCBpB) = 0,80 para A 1,0 mP2P



2P

Negativos: Zona 1


P



2P

Negativos: Zona 2


P

(GCBpB) = -3,20 + 0,9418 log A para 1,0 m

P

2P

< A 50 mP

2P

(GCBpB) = -1,60 para A > 50 mP2

P

Negativos: Zona 3 (tramo A)


P


P < A 10 mP2P

(GCBpB) = -5,9891 + 2,2891 log A para 10 mP2

P < A 50 mP2

(GCBpB) = -2,10 para A > 50 mP2

P

Negativos: Zona 3 (tramos BCD)

(GCBpB) = -2,60 para A 10 mP2

P

(GCBp

B) = -3,60 + 1,000 log A para 10 mP2P < A 50 mP2P(GCBpB) = -1,90 para A > 50 mP

2P

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Figura 8 Cubiertas y paredes para edificios con h> 20 m

Cubiertas con 10Negativos: Zona1


P



2P

Negativos: Zona 2


P



2P

Negativos: Zona 3




2P

Paredes para todo Positivos: Zonas 4 y 5


P



2P

Negativos: Zona 4


P



2P

Negativos: Zona 5


P



2P

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CAPTULO 3 - EJEMPLOS

Se desarrollan a continuacin diversos ejemplos ilustrativos referidos a la determinacinde las fuerzas de viento usando los procedimientos del Reglamento, como una forma deservir de gua a los Proyectistas o Diseadores Estructurales. Se presentan diez ejemplosasociados a configuraciones diferentes de edificios, stos son:

1 Edificio comercial, con lados de 10 m x 20 m y 5 m de altura con muros debloques de hormign.

2 El edificio del ejemplo 1, utilizando el procedimiento simplificado.

3 Edificio en altura para oficinas, con lados de 30 m x 60 m y 48 m de altura.

4 El edificio del ejemplo 3, ubicado sobre una escarpa.

5 Vivienda de 288 mP2P, con cubierta a dos y tres aguas.

6 La vivienda del ejemplo 5 sobre una colina aislada.

7 Edificio de un piso para comercio o industria, con cubierta a dos aguas,lados de 60 m x 75 m y altura de alero de 6 m.

8 El edificio del ejemplo 7, usando disposiciones por baja altura para SPRFV.

9 Edificio con cubierta de una pendiente con voladizo, lados de 12 m x 24 m yaltura 4.5 m.

10 Letrero con lados de 6 m x 15 m, ubicado a 18 m sobre el terreno.

Estos ejemplos representan una variedad de situaciones en la determinacin de lasfuerzas de viento, y se han desarrollado en detalle para asistir al Proyectista o DiseadorEstructural en la interpretacin de las disposiciones normativas. Se ha puesto nfasis en elcontrol de todas las operaciones numricas, aunque no se puede garantizar la ausencia deerrores involuntarios.

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5 m

10 m

20 m

Correas metlicas reticuladas c/ 1,50 m

Paneles de cubierta0,60 m 6 m

Muros de blo ues de H

3.1 EJEMPLO 1 Edificio comercial con muros de bloques de hormign

Figura 3.1 Dimensiones y configuracin estructural del edificio

En este ejemplo se determinarn las presiones de viento de diseo para un edificio tpicode mampostera portante de un piso, Figura 3.1. Los datos del edificio son los siguientes:

Ubicacin: Telsen, Provincia del Chubut

Topografa: HomogneaTerreno: Plano, abiertoDimensiones: 10 m 20 m 5 m, cubierta planaConfiguracinEstructural: Muros de bloques de hormign sobre tres lados. Prtico de

acero en el frente vidriado. Correas reticuladas metlicas de10 m de luz, separadas 1,50 m, cubiertas con panelesmetlicos actuando como diafragma de cubierta.

Revestimientos: Los paneles metlicos de cubierta son de 0,60 m de ancho y6 m de largo. Las puertas y vidriados varan de tamao; elvidrio es resistente a impactos.

Se utilizar para este ejemplo el procedimiento analtico del Reglamento para edificiosrgidos de todas las alturas. En el ejemplo 2 se ilustra, sobre el mismo edificio, elprocedimiento simplificado del Captulo 4 del Reglamento.

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Velocidad bsica del viento

La eleccin de la velocidad bsica de viento se realiza segn al artculo 5.4 del

Reglamento. Para la localidad de Telsen en la provincia del Chubut corresponde, segn elmapa de la Figura 1.A, una velocidad bsica de viento de 58 m/s.

Exposicin

El edificio est ubicado en un terreno plano abierto, por lo tanto corresponde usar laExposicin C segn el artculo 5.6.

Clasificacin del edificio

El edificio es comercial. No se considera una instalacin esencial. Resulta apropiada laCategora II.

Presin dinmica

La presin dinmica se calcula mediante:

qBzB = 0,613 KBzB KBztB KBdB VP2

PI [N/mP2P] (13)

siendo:

KBzB = 0,87 de la Tabla 5 para Caso 1 (C&R) y Caso 2 (SPRFV). Para 0 a 5 m hayun solo valor;

KBztB = 1,00 para topografa homognea, ver artculo 5.7.;KBdB = 0,85 para edificios, ver Tabla 6;V = 58 m/s, ver Figura 1.A;I = 1,00 para edificios de Categora II, ver Tabla A.1.

qBzB = 0,613 0,87 1,00 0,85 58P2P 1,00 = 1525 N/mP2PqBhB= 1525 N/mP2P para h= 5,00 m.

Factor de efecto de rfaga, G

El edificio se considera una estructura rgida. El artculo 5.8.1 permite el uso de G= 0,85.

Si se utiliza el procedimiento detallado para una estructura rgida, el valor calculado de Gresulta de 0,89; no obstante el Reglamento permite el uso de G= 0,85. El clculo detalladode Gse ilustra en el Ejemplo 3.

Para este ejemplo se usar G= 0,85.

Coeficiente de presin interna,(GCBpiB)

El edificio est ubicado en una zona de vientos intensos. El artculo 5.9.3 establece que losvidriados se deben considerar como aberturas, salvo que estn protegidos o que seanresistentes a impactos.

El edificio del ejemplo tiene vidriados resistentes a impactos y las restantes aberturas sontales que no lo califican como edificio parcialmente cerrado.

Se usar (GCBpiB) = 0,18 para edificios cerrados, de la Tabla 7.

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Presiones de viento de diseo para el SPRFV

Las presiones de viento de diseo se determinan usando la ecuacin:

p= q GCBpB qBiB (GCBpiB) (15)

siendo:

q = qBzB para la pared a barlovento, 1525 N/mP2P en este ejemplo.= qBhB para la pared a sotavento, paredes laterales y cubierta.

G = 0,85CBpB valores de los coeficientes de presin externaqBiB = qBhB para edificios cerrados, 1525 N/mP

2P.

(GCBpiB) = 0,18Los valores de los coeficientes de presin externa se obtienen de la Figura 3.

Coeficientes de presin externa CBpB para paredes

El coeficiente de presin para la pared a barlovento es 0,8 El coeficiente de presin para paredes laterales es 0,7 El coeficiente de presin para la pared a sotavento es funcin de la relacin

L/B:

ParaL/B= 0,5 CBpB = - 0,5 (viento normal a la cara de 20 m)ParaL/B= 2,0 CBpB = - 0,3 (viento normal a la cara de 10 m)

Coeficientes de presin externa CBpB para cubierta

Los coeficientes de presin en la cubierta son funciones de la pendiente de la cubierta y deh/L. Para < 10y h/L = 0,25 y 0,50:

CBpB = - 0,9 para una distancia de 0 a h CBpB = - 0,5 para una distancia de ha 2h CBpB = - 0,3 para una distancia > 2h

Presiones para el SPRFV

Pared a barlovento

p= 1525 0,85 0,8 1525 ( 0,18) = 1037 275 N/mP2PPared a sotavento

p= 1525 0,85 (- 0,5) 1525 ( 0,18) = - 648 275 N/mP2P (viento normal a lacara de 20 m)

p= 1525 0,85 (- 0,3) 1525 ( 0,18) = - 389 275 N/mP2P (viento normal a lacara de 10 m)

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Cubierta

p= 1525 0,85 (- 0,9) 1525 ( 0,18) =

= - 1167 275 N/mP2

P

para el tramo 0 a 5 m= - 648 275 N/mP2P para el tramo 5 a 10 m= - 389 275 N/mP2P para distancias > 5 m

Las presiones de diseo para el SPRFV segn dos direcciones se muestran en las Figuras3.2. y 3.3. Las presiones internas que se muestran se deben sumar a las presionesexternas como corresponda. Las presiones internas del mismo signo actan sobre todaslas superficies; de esta forma ellas se compensan para el corte horizontal total.

Figura 3.2 Presiones de diseo en N/mP2P para el SPRFV cuando el viento es normal ala pared de 10 m

Figura 3.3 Presiones de diseo en N/mP2P para el SPRFV cuando el viento es normal ala pared de 20 m

20 m

Sumar presiones internas + 275 y 275 N/m P2P1037

1167648 389

389

10 m

Sumar presiones

internas + 275 y 275N/mP2P1037

1167648

648

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Presiones de diseo paraC&R

Las presiones de viento de diseo para C&R se determinan usando la ecuacin:

p= qBhB [(GCBpB) (GCBpiB)] (18)

siendo:

qBhB = 1525 N/mP2P(GCBpB) = valores obtenidos de la Figura 5; son funciones de la zona del edificio y

del rea efectiva de viento(GCBpiB) = 0,18

Presiones sobre paredes

Los muros de bloques de hormign estn apoyados en el diafragma de cubierta y en elterreno, luz = 5 m.

El rea efectiva de viento en los muros se determina usando la definicin el ancho delrea efectiva no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo, ver Captulo 2.

rea efectiva de viento en muros:

A = 5,00 ( 5,00 / 3 ) = 8,33 mP2P

En la nota 5 de la Figura 5A se sugiere que los valores de los coeficientes de presin paraparedes pueden reducirse un 10 % para pendientes de cubierta de 10 o menos. Los

valores de (GCBpB) se obtienen de la figura o de las ecuaciones de los grficos.

La distancia para la Zona 5 de esquina ser la menor de:

a= 0,1 10,0 = 1,00 m (controla)a= 0,4 5,0 = 2,00 m

Zona 5 de esquina

p= 1525 [ (- 1,07) ( 0,18) ] = - 1743 N/mP2Pp= 1525 [ (0,84) ( 0,18) ] = + 1427 N/mP2

Zona 4 intermedia

p= 1525 [ (- 0,94) ( 0,18) ] = - 1565 N/mP2Pp= 1525 [ (0,84) ( 0,18) ] = + 1427 N/mP2P

Nota: Los muros reciben la presin de levantamiento de la cubierta la cual se debedeterminar sobre la base del SPRFV.

Las presiones sobre vidriados y montantes se deben determinar de manera similar con lasrespectivas reas efectivas de viento.

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Presiones sobre correas de cubierta

Las correas de cubierta tienen 10 m de luz y estn separadas 1,50 m entre s. La correa

puede encontrarse en Zona 1 (interior de la cubierta) o en Zona 2 (rea de alero). La Zona3 (rea de esquina) acta solamente sobre una parte de la correa.

El ancho de las Zonas 2 y 3 (Figura 5) ser el menor de:

a= 0,1 10,0 = 1,00 m (controla), a= 0,4 5,0 = 2,00 m

El rea efectiva de viento para la correa ser la mayor de:

A = 10,0 1,50 = 15,00 mP2P,

A = 10,0 (10,0 / 3) = 33,33 mP2P (controla)

Los valores de (GCBpB) se obtienen de la Figura 5B de las ecuaciones de los grficosusando el rea efectiva A = 33,33 mP2P.

Zona 1 interior

p= 1525 [ - 0,90 0,18 ] = - 1647 N/mP2Pp= 1525 [ + 0,20 0,18 ] = + 580 N/mP2P

Zona 2 de alero y Zona 3 de esquina

p= 1525 [ - 1,10 0,18 ] = - 1952 N/mP2Pp= 1525 [ + 0,20 0,18 ] = + 580 N/mP2P

Presiones sobre paneles de cubierta

Si bien la longitud de los paneles es de 6 m, cada panel cubre una luz de 1,50 m entrecorreas.

rea efectiva del panel de cubierta

A = 1,50 0,60 = 0,90 mP2P (controla),

A = 1,50 (1,50 / 3) = 0,75 mP2P

Ancho de Zonas 2 y 3 = 1,00 m

Zona 1 interior

p= 1525 [ - 1,00 0,18 ] = - 1800 N/mP2Pp= 1525 [ + 0,30 0,18 ] = + 732 N/mP2P

Zona 2 de alero

p= 1525 [ - 1,80 0,18 ] = - 3020 N/mP2Pp= 1525 [ + 0,30 0,18 ] = + 732 N/mP2P

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Zona 3 de esquina

p= 1525 [ - 2,80 0,18 ] = - 4545 N/mP2P

p= 1525 [ + 0,30 0,18 ] = + 732 N/mP

2P

Notas:

1. El coeficiente de presin interna 0,18 se usa de modo de obtener las presionescrticas.

2. Las presiones de diseo para fijadores de paneles de cubierta son las mismas quepara los paneles por cuanto los valores de (GCBpB) son constantes para reasefectivas de viento inferiores a 1 mP2P.

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3.2 EJEMPLO 2 El edificio del ejemplo 1, utilizando el procedimientosimplificado

Figura 3.4 Dimensiones y configuracin estructural del edificio

En este ejemplo se determinarn las presiones de viento de diseo para el edificio delEjemplo1 usando el Procedimiento Simplificado del Captulo 4. Los Datos del edificio sonlos mismos que en el Ejemplo 1.

Ubicacin: Telsen, Provincia del ChubutTopografa: HomogneaTerreno: Plano, abiertoDimensiones: 10 m 20 m 5 m, cubierta planaConfiguracinEstructural: Muros de bloques de hormign sobre tres lados. Prtico de

acero en el frente vidriado. Correas reticuladas metlicas de10 m de luz, separadas 1,50 m, cubiertas con panelesmetlicos actuando como diafragma de cubierta.

Revestimientos: Los paneles metlicos de cubierta son de 0,60 m de ancho y6 m de largo. Las puertas y vidriados varan de tamao; el

vidrio es resistente a impactos.

5 m

10 m

20 m

Correas metlicas reticuladas c/ 1,50 m

Paneles de cubierta0,60 m 6 m

Muros de blo ues de H

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Para poder usar el Procedimiento Simplificado se deben satisfacer las siete condicionesdel artculo 4.1.:

1. Se trata de un edificio de diafragma simple.2. Tiene una pendiente de cubierta menor que 10.3. La altura media de cubierta es menor que 10 m.4. Tiene forma regular.5. Es un edificio rgido ( h/ ancho

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Los valores de levantamiento de la cubierta son todava menores por cuanto ellos varan alo largo de la cubierta.

Presiones de diseo para C&RLos valores que se presentan en la Tabla 3 son para Exposicin B. Estos valores se debenmultiplicar por un factor 1,4, ver Nota 2 en la Tabla 3.


El rea efectiva de viento para los muros es de 8,33 mP2P, ver Ejemplo 1. En la Tabla 3 esposible efectuar una interpolacin lineal.

Con la Tabla 3A, para V= 58 m/s, un rea efectiva de 8,33 mP2P y para Exposicin C, seobtienen las presiones de diseo:

Zona 4 p= (+ 1279) 1,4 = + 1791 N/mP2Pp= (- 1419) 1,4 = - 1987 N/m P2P

Zona 5 p= (+ 1279) 1,4 = + 1791 N/mP2Pp= (- 1597) 1,4 = - 2236 N/mP2P

Presiones sobre correas de cubierta

Con la Tabla 3A, para V= 58 m/s, un rea efectiva de 33,33 mP2P y para Exposicin C, seobtienen las presiones de diseo:

Zona 1 p= (+ 500) 1,4 = + 700 N/m P2Pp= (- 1341) 1,4 = - 1877 N/m P2P

Zonas 2 y 3 p= (+ 500) 1,4 = + 700 N/m P2Pp= (- 1581) 1,4 = - 2213 N/m P2P

Presiones sobre paneles de cubierta

El rea efectiva de viento para los paneles de cubierta es de 0,90 mP2P, como se calcul enel Ejemplo 1.

Con la Tabla 3A, para V= 58 m/s, un rea efectiva de 0,90 mP

2P

y para Exposicin C, seobtienen las presiones de diseo:

Zona 1 p= (+ 575) 1,4 = + 805 N/m P2Pp= (- 1437) 1,4 = - 2012 N/m P2P

Zona 2 p= (+ 575) 1,4 = + 805 N/m P2Pp= (- 2443) 1,4 = - 3420 N/m P2P

Zona 3 p= (+ 575) 1,4 = + 805 N/m P2Pp= (- 3688) 1,4 = - 5163 N/m P2P

El Procedimiento Analtico en el Ejemplo 1 condujo a presiones de diseo para C&R queson entre 9 % y 22 % mas bajas que las obtenidas por el Procedimiento Simplificado.

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3.3 EJEMPLO 3 Edificio en altura para oficinas

Figura 3.5 Dimensiones del edificio

En este ejemplo se determinarn las presiones de viento para un edificio de oficinasestndar, que se muestra en la Figura 3.5. Los datos disponibles son:

Ubicacin: Ciudad de la Provincia de Buenos Aires.Topografa : Plana.Terreno : Suburbano.Dimensiones: 30 m x 60 m en planta.

Altura de la cubierta: 47 m, con 1 m de parapeto adicional.Cubierta plana.

ConfiguracinEstructural: Prticos de hormign armado en ambas direcciones.

Las losas de entrepisos y de cubierta se comportan comorgidas en su plano.Frecuencia natural fundamental mayor que 1 Hz. (As seestima cuando la relacin altura/menor dimensin horizontales menor que cuatro).

Revestimientos: Montantes para paneles vidriados de 3,3 m de luz entre losas,y espaciados 1,50 m.

Los paneles de vidrio son de 1,50 m de ancho y 1,65 m dealtura y son resistentes al impacto de proyectiles en los 18 mms bajos.

30 m

60 m

48 m

Parapeto (1 m)

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Tipo de exposicin y clasificacin del edificio

El edificio se ubica en el rea suburbana, por lo tanto le corresponde el tipo de exposicin

B segn el artculo 5.6. Se trata de un edificio de oficinas, y no se considera esencialalbergar a 300 personas en un rea del mismo. En consecuencia, es apropiada laCategora II segn la Tabla A-1.

Velocidad bsica del viento

La eleccin de la velocidad bsica del viento se extrae del artculo 5.4 del Reglamento, ycorresponde en el presente caso adoptar V = 46 m/s, segn la Figura 1.

Presin dinmica

La ecuacin para determinar la presin dinmica es:


PI

Para este ejemplo, KBzB se obtiene de la Tabla 5 (Caso 2, Exposicin B), KBztB = 1,0 (terrenoplano), en tanto que I = 1,0 para edificios de Categora II (Tabla 1). KBdB = 0,85 paraedificios, de la Tabla 6. Sustituyendo en la ecuacin resulta:

qBzB= 0,613 x 1,0 x 0,85 x 46P2

P x 1,0 Kz= 1103 KBZB N/mP2P

Los valores de KBz B y las presiones dinmicas resultantes se llevaron a la tabla siguiente. Lapresin dinmica a la altura media de cubierta qBhB es 1235 N/mP

2P .

Presiones dinmicas KBzBAltura (m) KBzB qBzB (N/mP

2P)

0-5 0,59 (*) 65010 0,72 79415 0,81 89325 0,93 102535 1,03 1136

Cubierta 47 1,12 1235Parapeto 48 1,13 1246

Nota: (*) Para C&R (caso 1), z 10 m, KBzB = 0,72, qBzB = 794 N/mP2

P

Presiones de viento de diseo para el SPRFV

Las ecuaciones para determinar las presiones de diseo en edificios estn dadas en elartculo 5.12.2 del Reglamento. La ecuacin para el SPRFV (el edificio no es flexible) es:

p= q GCBpB qBiB (GCBpiB)

siendo

q = qBzB para paredes a barlovento, a la altura zsobre el terreno.q = qBhB para paredes a sotavento, paredes laterales y cubierta, a la altura h.

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qBiB = qBhB para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento ycubierta de edificios cerrados y para la evaluacin de la presin internanegativa en edificios parcialmente cerrados .

qB

iB

= qB

zB

para la evaluacin de la presin interna positiva en edificios parcialmentecerrados donde la altura z est definida como el nivel de la abertura mselevada del edificio que puede afectar la presin interna positiva. Paraedificios ubicados en regiones donde se pueda dar el arrastre de partculaspor el viento, el vidriado en los 20 m inferiores que no sea resistente aimpacto o est protegido con una cubierta resistente a impacto, se debe tratarcomo una abertura de acuerdo con el artculo 5.9.3. Para la evaluacin de lapresin interna positiva, qBiBse puede calcular conservativamente a la altura h(qBiB = qBhB).

G factor de efecto de rfaga del artculo 5.8.CBp Bcoeficiente de presin externa de la Figura 3 de la Tabla 8.GCBpi Bcoeficiente de presin interna de la Tabla 7.

Factor de efecto de rfaga G

Las dimensiones de este edificio, con h/ (ancho menor) = 1,6 < 4, indican que se trata deuna estructura rgida.

++=

zV

zQ

Ig,

QIg,,G

711

7119250 (2)

gBQB = gBVB = 3,4 (artculo 5.8.1)

z = 0,6 47 = 28,20 m (controla)

z > zBminB= 9,20 m (Tabla 4)

c= 0,30 ; l = 98 m ; = 1/3 (Tabla 4)

4613810

20289810

2502028

10300

10

31

6161

,,zL

,,

,z

cI

/

z

//

z

===

=

=

=

l

630

6301

1,

zL

hB,

Q

++

= (4)

B= 30 m (el valor menor conduce a un Gmayor)

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83,025,04,37,11

83,025,04,37,11925,0G

83,0

46,138

473063,01

1Q 63,0

= =

=

++

=

Coeficientes de presin externa CBpB para paredes

Los valores de este coeficiente para las diversas superficies de paredes se obtienen de laFigura 3

El coeficiente de presin para paredes a barlovento es 0,8.El coeficiente de presin para paredes laterales es0,7.El coeficiente de presin para paredes a sotavento es una funcin de la relacinL/B.Para viento normal a la cara de 60 m de ancho es L/B = 30/60 = 0,5, y enconsecuencia, el coeficiente de presin a sotavento es -0,5.Para viento paralelo a la misma cara, L/B= 60/30 = 2,0, por lo cual el coeficiente depresin en la pared a sotavento es -0,3.

Coeficientes de presin CBpB para paredesSuperficie Direccin del viento L/B CBpB

Pared a barlovento Todas Todas 0,80a la cara de 60 m 0,5 -0,50Pared a sotaventoII a la cara de 60 m 2,0 -0,30

Paredes laterales Todas Todas -0,70

Coeficiente de presin externa CBpB para cubierta(viento normala la cara de 60 m)

Para h/L = 47/30 1,6 > 1,0 , y < 10 , se especifican dos zonas:0 a h/2 , CBpB = -1,3

> h/2 , CB

pB

= -0,7El coeficiente CBpB = -1,3 se puede reducir con el rea sobre la cual se aplica:

Area = 60 x 23,5 = 1410 m P2PFactor de reduccin = 0,8CBpB reducido = 0,8 x (-1,3) = -1,04

Coeficientes de presin CBpB para cubiertaDistancia desde el borde de referencia CBpB

0 hasta h /2 -1,04

> h /2 -0,70Nota : h= 47 m

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Coeficiente de presin externa CBpB para cubierta(viento paralelo a la cara de 60 m)

Para h/L = 47/60 0,8 , es necesario interpolar en la Figura 3

Coeficientes CBpB para cubiertaDistancia desde elborde a barlovento h/L 0,5

h/L = 0,8 h/L 1,0

0 hasta h /2 -0,90 -0,98 -1,04h/2 hasta h -0,90 -0,78 -0,70hhasta 2h -0,50 -0,62 -0,70

Coeficientes de presin interna(GCBpiB)

Los valores de GCBpiBpara edificios se obtienen de la Tabla 7.

Se supone que las aberturas se distribuyen uniformemente en las paredes. Enconsecuencia, de la Tabla 7:

GCBpiB= 0,18

Presiones netas para el SPRFV

p= q GCBpB qBiB (GCBpiB) (Artculo 5.12.2.1)

Clculo para la pared a barlovento, a 10 m, viento normal a la cara de 60 m

p= 794 x 0,83 x 0,80 1235 x ( 0,18)p= 305N/mP2P con presin interna positivap= 750N/mP2Pcon presin interna negativa, (succin)

Clculo para la cubierta, para 0-23,5 m desde el borde, viento normal a la cara de 60m

p= 1235 x 0,83 x (-1,04) 1235 x ( 0,18)p= -1288 N/mP2P con presin interna positivap= -844N/mP2P con presin interna negativa

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Presiones netas para el SPRFV : Viento normal a la cara de 60 mz q Presin neta (N/mP2P) con:Superficie

(m) (N/mP2P)CBpB

Presinexterna (+ GCBpiB) (-GCBpiB)

0-5 650 0,80 432 210 65410 794 0,80 527 305 74915 893 0,80 593 371 81525 1025 0,80 681 459 90335 1136 0,80 754 532 976

Pared abarlovento

47 1235 0,80 820 598 1042Pared a

sotaventoTodas 1235 -0,50 -513 -735 -291

Paredeslaterales Todas 1235 -0,70 -718 -940 -496

0-23,5 * 1235 -1,04 -1066 -1288 -844Cubierta23,5-30,0 1235 -0,70 -718 -940 -496

Notas: (*) Distancia al borde a barloventoqBhB = 1235 N/mP

2P, G= 0,83, (GCBpiB) = 0,18

Carga de parapeto sobre el SPRFV

Para la contribucin de la carga de parapeto al SPRFV, ste se puede considerar comouna estructura de cartel a nivel del terreno.

Coeficiente de fuerza para = 1,0/60,0 < 3,0 , CBfB= 1,2 (Tabla 11)

Para edificios abiertos y otras estructuras la ecuacin se presenta en el artculo 5.13:F= qBzBGCBfBABf

Nota: para carteles kBdB= 0,85; por lo tanto qBzB= 1246 N/mSi para ABfB se considera 1 m de ancho por 1 m de altura:

F= 1246 x (0,83) (1,2)(1,0) = 1241 N/m

Esta fuerza se debe aplicar sobre los parapetos a barlovento y a sotavento.

Para el diseo del parapeto se deben consultar las cargas sobre las componentes yrevestimientos.

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703 N/m

626 N/m

539 N/m

436 N/m

359 N/m

246 N/m

865 N/m

1460 N/m

1516 N/m

30 m

2

2

2

2

15 m

10 m

5 m

2

2

1460 N/m 48 m

47 m

35 m

25 m

2

21106 N/m

2

23,50 m

1241 N/mP

940 N/mP21288 N/mP2

1241 N/mP

598 N/mP2

532 N/mP2

459 N/mP2

371 N/mP2

305 N/mP2

210 N/mP2

735 N/mP2

Notas1.- Se puede considerar una carga similar con presin interna negativa (succin) que producir un

levantamiento reducido de la cubierta y no afectar el corte total horizontal.2.- Los intervalos para la distribucin de la carga sobre la pared a barlovento son idnticos a los de qBzB.

Figura 3.6 Presiones netas para SPRFV con viento normal a la cara de 60 m y

presin interna positiva

Presiones netas para el SPRFV: Viento paralelo a la cara de 60 mz q Presin neta (N/mP2P) con:Superficie

(m) (N/mP2P)C

BpBPresinexterna (+GCBpiB) (-GCBpiB)

0-5 650 0,80 432 210 65410 794 0,80 527 305 74915 893 0,80 593 371 81525 1025 0,80 681 459 903

35 1136 0,80 754 532 976

Pared abarlovento

47 1235 0,80 820 598 1042Pared a

sotavento Todas 1235 -0,30 -308 -530 -86

Paredeslaterales

Todas 1235 -0,70 -718 -940 -496

0-23,5 1235 -0,98 -1005 -1227 -78323,5-47 1235 -0,78 -800 -1022 -578Cubierta47-60 1235 -0,62 -636 -858 -414

Notas: qBhB = 1235 N/mP2

P , G= 0,83, (GCBpiB) = 0,18

Viento

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Viento 703 N/m

626 N/m

436 N/m

539 N/m

359 N/m

1009 N/m

60 m

2

2

2

246 N/m

2

25 m

5 m

10 m

15 m

2

2

1460 N/m

21443 N/m

47 m

35 m

48 m

1202 N/m 2

2623 N/m

1460 N/m

2

23,50 m 23,50 m

1227 N/mP2P1022 N/mP2P

858 N/mP

2P

1241 N/m1241 N/m

530 N/mP2P

598 N/mP2P

532 N/mP2P

459 N/mP

2P

371 N/mP2P

305 N/mP2P

210 N/mP2P

Notas:Ver Figura 3.6

Figura 3.7 Presiones netas para SPRFV con viento paralelo a la cara de 60 m ypresin interna positiva

Presiones de diseo para componentes y revestimientos, C&R

La ecuacin para presiones de diseo en componentes y revestimientos de edificios conaltura mayor que 20 m est contenida en el artculo 5.12.4.2 y es:

p= q(GCBpB) qBiB(GCBpiB)siendo

q = qB

zB

para paredes a barlovento a la altura zq = qBh Bpara paredes a sotavento, paredes laterales, y cubiertasqBi B= qBhB para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento y

cubiertas de edificios cerrados(GCp) coeficiente de presin externa segn la Figura 8.

Presiones de diseo en paredes

Los coeficientes de presin (GCBpB) son funcin del rea efectiva de viento. La definicin deesta ltima para un componente o un panel de revestimiento es la longitud multiplicada porun ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo (segn ladefinicin en Captulo 2).

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Las reas efectivas de viento, A, para los componentes de la pared son:

Montantes: A= 3,30 x 1,50 5,0 mP2P (valor a adoptar)

A = 3,30 x 3,30/3 3,60 mP

2P

Panel vidriado: A= 1,50 x 1,65 2,5 mP2P (valor a adoptar) A = 1,50 x 1,50/3 0,75 mP2PAncho de zona 5: a= 0,10 x 30 = 3,0m

(GCBpB) en paredesGC

BpB

Componente A(mP2P) zonas 4 y 5(+GCBpB)

zona 4(-GCBpB)

zona 5(-GCBpB)

Montante 5,0 0,81 -0,84 -1,55Panel 2,5 0,87 -0,88 -1,72

Nota: El coeficiente de presin interna (GCBpiB) = 0,18

Clculo tpico de la presin de diseo

Montante en zona 4 (presin negativa)

p= 1235 [(-0,84) ( 0,18)]p= -1260 N/mP2P con presin interna positiva (valor a adoptar)p= -815 N/mP2P con presin interna negativa

La presin negativa dominante se obtiene con la presin interna positiva y la presinpositiva dominante con la presin interna negativa.

Presiones de diseo en montantes, N/mP2

Presiones de Diseozona 4 zona 5Componente

z(m)

Positiva Negativa Positiva Negativa0-5 865 -1260 865 -21375-10 865 -1260 865 -213710-15 946 -1260 946 -213715-25 1053 -1260 1053 -213725-35 1142 -1260 1142 -2137

Montante

35-47 1223 -1260 1223 -2137

Presiones de diseo en paneles, N/mP2PPresiones de Diseo

zona 4 zona 5Componentez

(m)Positiva Negativa Positiva Negativa

0-5 913 -1309 913 -23475-10 913 -1309 913 -234710-15 999 -1309 999 -234715-25 1114 -1309 1114 -234725-35 1211 -1309 1211 -2347

Panel

35-47 1297 -1309 1297 -2347

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Presiones de diseo sobre parapetos

Aunque el Reglamento no provee presiones de diseo especficas para parapetos, los

valores de GCB

pB

dados en la Figura 8 posibilitan una estimacin razonable de estaspresiones. Para un parapeto situado sobre la cara a barlovento del edificio, la presin netaresulta de la suma algebraica de la presin positiva para paredes en zonas 4 y 5 y lapresin negativa para cubierta en zona 2. Si el parapeto se ubica sobre la cara a sotaventodel edificio o en la esquina de dicha cara. la presin neta surge de la suma algebraica delas presiones positiva y negativa para paredes (zonas 4 y 5). El rea efectiva de vientodepende de las dimensiones y detalles de estructuracin del parapeto. En el presenteejemplo, el rea efectiva de viento se supone igual a 1,0 x 1,0 = 1,0 mP2P.

Parapeto a barlovento:

p= 1246 x (0,9) 1235 x (-2,3) = 3962N/mP2 P(Dirigida hacia adentro)

Parapeto a sotavento o de esquina:

Zona 4 : p= 1246 x (0,9) 1235 x (-0,9) = 2233 N/mP2 P(dirigida hacia afuera)

Zona 5 : p= 1246 x (0,9) 1235 x (-1,8) = 3344N/mP2 P (dirigida hacia afuera)

Presiones de diseo sobre cubierta

Los coeficientes de presin de cubierta para montantes y revestimientos estn dados en laFigura 8. Los coeficientes de presin son funcin del rea efectiva de viento. Dado que loscomponentes especficas de la cubierta no estn identificados, las presiones de diseo se

presentan para varias reas efectivas de viento A.

(GCBpB) para cubiertaCoeficiente de presin externa

A(mP2P) zona 1

(-GCBpB)zonas 2 y 3

(-GCBpB)* 1,0 -1,4 -2,30

2,0 -1,31 -2,1810,0 -1,11 -1,8925,0 -0,99 -1,72

40,0 -0,93 -1,6450,0 -0,90 -1,60Nota: * La nota 7 en la Figura 8 permite el tratamiento de la zona 3

como zona 2 si se dispone de un parapeto de altura 1,0 m.

Las presiones de diseo resultan de la suma de presiones externas e internas. Laspresiones internas positivas se suman a las presiones externas negativas que controlan eldiseo. Estas presiones de diseo actan del interior al exterior de la superficie de lacubierta.

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Presiones de diseo sobre cubierta, N/mP2PPresiones negativas de

DiseoA

(mP

2P

) zona 1 zonas 2 y 3

1,0 -1951 -30632,0 -1840 -2915

10,0 -1593 -255625,0 -1445 -234740,0 -1371 -224850,0 -1334 -2198

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3.4 EJEMPLO 4 El edificio del ejemplo 3, ubicado sobre una escarpa

En este ejemplo, se determinarn las presiones dinmicas para el mismo edificio del

Ejemplo 3, pero ubicado ahora sobre una escarpa. Las presiones de diseo para elSPRFV, y para los componentes y revestimientos se pueden determinar en forma anlogaal Ejemplo 3, una vez que las presiones dinmicas qBzBy qBhB son conocidas.

Los datos disponibles son:

Ubicacin: Ciudad de la Provincia de Buenos Aires.Topografa : Escarpa, como se muestra en Fig.3.8.Terreno : Suburbano.Dimensiones: 30 m x 60 m en planta.Altura de la cubierta : 47 m, con 1,0 m de parapeto adicional.

Cubierta plana.

ConfiguracinEstructural: Prticos de hormign armado en ambas direcciones.Las losas de entrepisos y de cubierta se comportancomo rgidas en su plano.Frecuencia natural fundamental mayor que 1 Hz.

Revestimientos: Montantes para paneles vidriados de 3,3 m de luzentre losas, y espaciados 1,50 m.Los paneles de vidrio poseen 1,50 m de ancho y1,65 m de altura (tpicos).

Exposicin, clasificacin del edificio y velocidad bsica del viento:

Como en el Ejemplo 3: Exposicin BCategora IIV= 46 m/s

Presiones dinmicas

La ecuacin para la presin dinmica es:


PI (N/mP2P)

Para este ejemplo, KBzBse obtiene de la Tabla 5 y KBztB se determina usando la Figura 2,KBdB=0,85 se obtiene de la Tabla 6,I= 1,0 para la categora II y V= 46 m/s.

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h

Viento

H = 24 m30 m

L = 30 m

x= 15 m

48 m

H/2

Notas:

1.- LBhB se mide desde media altura hasta el tope de la pendiente.2.- La distancia xse toma hasta el frente del edificio como valor conservativo.

Figura 3.8 Edificio de oficinas sobre una escarpa

Determinacin deKBzt

El efecto topogrfico de escarpa se aplica solamente cuando el terreno a barlovento estlibre de obstculos topogrficos hasta una distancia igual a 100H 3000m, la que seamenor. Para este ejemplo, se admite que no existen tales obstculos en una distancia de2400m.

Para entrar en la Figura 2 del Reglamento:

H = 24mLBhB = 30mx = 15 m

Dado que H/LBhB = 0,8 > 0,5 debe usarse, segn Nota 2 de la Figura 2: H/LBhB = 0,5, con lo

cual resulta LB

hB

= 2H= 48m.

El edificio se ubica en una escarpa bidimensional.

Para exposicin B de la Figura 2 KB1B =(0,75)(0,5)= 0,38

Para x/LBhB = 0,31 de la Figura 2 KB2B =[1-0,31/4]= 0,92

KB3B = eP2,5z/Lh

P (valores en la tabla de la Figura 2, para z)

KBztB = (1 + KB1BKB2BKB3B)P2

P (ecuacin 2 del Reglamento)

qBzB= 0,613 KBzBKBztB 0,85 x 46 P2

P x 1,0

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Presiones dinmicas (N/mP2P)Altura (m) KBzB z/LBhB* KB3B KBztB qBzB(N/mP

2P)

0-5 0,59** 0,05 0,89 1,72 1119

10 0,72 0,16 0,68 1,53 121515 0,81 0,26 0,53 1,41 125925 0,93 0,42 0,35 1,26 129235 1,03 0,63 0,20 1,15 1306

h= 47 KBhB = 1,12 0,85 0,13 1,09 1346Notas: (*) z se toma en la mitad de cada rango de altura, por cuanto no es

conservativo adoptar la altura mxima de cada rango.Se debe notar que LBhB = 2H = 48m.(**) KBzB = 0,59 para SPRFV, para C&R KBzB = 0,72

Efecto de escarpa

Las presiones dinmicas qBzB se comparan con los valores del Ejemplo 3 para verificar elefecto de escarpa. El incremento de las presiones dinmicas no se traduce directamenteen un incremento de las presiones de diseo, este tema se aclara ms adelante.

Presiones dinmicas qBzB (N/mP

2P)

Terreno Homogneo EscarpaAltura (m)Ejemplo 3 Ejemplo 4

Incremento (%)

0-5 650* 1119 7210 794 1215 53

15 893 1259 4125 1025 1292 2635 1136 1306 15

47(cubierta) 1235 1346 9Notas: (*) Vlido solo para SPRFV, para C&R el valor es 794.

Para el SPRFV, las presiones en la pared a barlovento se aumentan en los porcentajesque se muestran tabulados a las distintas alturas; sin embargo, las presiones en lasparedes a sotavento, laterales y cubierta, y la presin interna aumentarn un 10 %, porcuanto stas son controladas por la presin dinmica a la altura de cubierta qBhB.

Para componentes y revestimientos las presiones negativas de diseo (actuando haciaafuera) tambin aumentarn solamente un 12 %.

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3.5 EJEMPLO 5 Vivienda con cubierta a dos y tres aguas

Figura 3.9 Vista en Planta de la vivienda

Determinar las presiones de viento para una vivienda de una planta. Los datos son lossiguientes:

Ubicacin: Barrio residencial de la ciudad de CrdobaTopografa : HomogneaTerreno: SuburbanoDimensiones en planta: 24 m x 12 m, includo el porche

rea del porche = 2,40 m x 14,40 m

Altura de paredes hasta el alero = 3 mAngulo de inclinacin de la cubierta = 15Voladizo de cubierta 0,60 m de ancho en todo supermetro

ConfiguracinEstructural: Construccin de madera

Espaciamiento de montantes en paredes: 0,40 mLas armaduras de cubierta salvan una luz de 9,60 m yestn espaciadas 1,20 m entre ejesLos paneles de cubierta son de 1,20 m x 2,40 mEl vidriado es uniformemente distribuido (las presionessobre C&R dependen del rea efectiva y de la

ubicacin; por brevedad no se incluyen todos lositems).

2

3

1

4

56

7

8

9 10

11

12

UA

B

C

D

Voladizo de 0,60 m (tpico)

UPlanta

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Figura 3.10 Vista del Frente D

Figura 3.11 Vista lateral (Frente A)

Figura 3.12 Vista lateral (Frente C)

Velocidad bsica del viento : V= 41 m/sFactor de importancia: I= 1,0Factor topogrfico: KBztB = 1,0Factor de direccionalidad KBdB = 0,85 (para edificios)Tipo de exposicin B

Coeficiente de exposicin KBzB KBhB: Depende del tipo de exposicin indicado yde la altura media de la cubierta,

3 m

9,60 m 2,40 m

Frente A

Frente D

9,60 m14,40 m

12 m

3 mFrente C

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Altura media de cubierta: m,tg,

, 6432

1580403 =

Dado que KBzB es constante para alturas entre 0 y 5 metros, se extrae de Tabla 5:

KBzB = KBhB= 0,72 para Caso 1 (C&R)KBzB = KBhB = 0,59 para Caso 2 (SPRFV)

Presin dinmicaqBzB = 0,613 KBzB KBztB KBdB VP

2PI (Ecuacin 13)

Para el SPRFV: qBzB= qBhB = 0,613 x 0,59 x 1,0 x 0,85 x 41 P2 Px 1,0 = 517 N/mP2PPara C&R qBzB = qBhB= 0,613 x 0,72 x 1,0 x 0,85 x 41 P2P x 1,0 = 631 N/mP2P

Factor de efecto de rfaga

G= 0,85 (Artculo 5.8.1.)(GCBpiB)= 0,18 (Tabla 7)

Presin de viento para el SPRFV

Debido a la asimetra se consideraron las cuatro direcciones de viento (normal a lasparedes). Las superficies de muros se numeraron de 1 hasta 6, las superficies de cubiertaentre 7 y 11, y a la superficie del porche se asign el nmero 12.

Direccin del viento A


Superficie 1: p= 517 (0,85) (0,8) 517 (0,18) = +352 93 N/mP2P (barlovento)Superficie 2: p= 517 (0,85)(-0,7) 517 (0,18) = -308 93 N/mP2P (pared lateral)Superficie 3: p= 517 (0,85)(-0,3) 517 (0,18) = -132 93 N/mP2P (sotavento)

(paraL/B= 24/12 = 2 CBpB = -0,3)Superficie 4: p= -308 93 N/mP2P (pared lateral)Superficie 5: p= +352 93 N/mP2P (barlovento)Superficie 6: p= -308 93 N/mP2P (pared lateral)Presiones sobre cubierta :h/L = 3,64/24 =0,15 ; =15

Superficie 7: p= 517 (0,85)(-0,5) 517 (0,18) = -220 93 N/mP2P (barlovento)Superficie 8: Para = 0 , la presin vara a lo largo de la cubierta

p= 517 (0,85)(-0,9) 517 (0,18) = -396 93 N/mP2P hasta 3,64 mp= 517 (0,85)(-0,5) 517 (0,18) = -220 93 N/mP2P entre 3,64 y 7,28 mp= 517 (0,85)(-0,3) 517 (0,18) = -132 93 N/mP2P 7,28 m hasta el final

Superficie 9: Las mismas presiones que en la Superficie 8.Superficie 10: p= 517 (0,85)(-0,5) 517 (0,18) = -220 93 N/mP2PSuperficie 11: p= 517 (0,85)(-0,5) 517 (0,18) = -220 93 N/mP2PSuperficie 12: los mismos valores que en Superficie 8, pero sin p

ejemplos c102 - 2005

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