viento y sismo
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Capítulo 5: Evaluación 1
DISEÑO DE OBRASCIVILES
POR VIENTO
Facultad de Ingeniería
VARIABLES !E "EBE# C$#SI"ERARSE %ARA RESIS&IR LAACCI'# "EL VIE#&$:
• "irección de an(li)i)*
• Factore) de carga + re)i)tencia*
• Seguridad contra el volteo*
• Seguridad contra el de)li,amiento*
• Seguridad contra el levantamiento*
• %re)ione) interiore)*
• Seguridad durante la con)trucción*
• E-ecto de grupo de.ido a con)truccione)
vecina)*
• An(li)i) e)tructural*
• Interacción )uelo/e)tructura*
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S!I2%$R&A#CIA
0R!%$ A
Aquéllas cuya falla cause la pérdida de un n!er"
i!p"r#an#e de $idas% " per&uici"s ec"n'!ic"s " cul#urales
e(cepci"nal!en#e al#"s) las c"ns#rucci"nes y dep'si#"s
cuya falla i!plique un peli*r" si*ni+ca#i$" p"r al!acenar "
c"n#ener sus#ancias #'(icas " in,a!a-les) las
c"ns#rucci"nes cuy" funci"na!ien#" es i!prescindi-le y
de-e c"n#inuar después de la "currencia de $ien#"s fuer#es
y las c"ns#rucci"nes cuya falla i!pida la "peraci'n de
plan#as #er!"eléc#ricas% .idr"eléc#ricas y nucleares/
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S!I2%$R&A#CIA
0R!%$ B
Es#ruc#uras para las que se rec"!ienda un *rad" de
se*uridad !"derad"/ Se clasi+can en es#e *rup" aquéllas
que% al fallar% *eneran -a&a pérdida de $idas .u!anas y que
"casi"nan da0"s !a#eriales de !a*ni#ud in#er!edia)
aquéllas cuya falla p"r $ien#" pueda p"ner en peli*r" a
"#ras de es#e *rup" " del an#eri"r) las c"ns#rucci"nes que
f"r!an par#e de plan#as *enerad"ras de ener*1a y que% al
fallar% n" parali2ar1an el
funci"na!ien#" de la plan#a/
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S!I2%$R&A#CIA
0R!%$ C
Es#ruc#uras para las que se rec"!ienda un *rad" de
se*uridad -a&"/ S"n aquéllas cuya falla n" i!plica *ra$es
c"nsecuencias% ni causa da0"s a c"ns#rucci"nes de l"s
3rup"s A y B/ A-arca es#ruc#uras " ele!en#"s #e!p"rales
c"n $ida #il !en"r que #res !eses% -"de*as pr"$isi"nales%
ci!-ras% car#eles% !ur"s aislad"s y -ardas c"n al#ura !en"r
" i*ual que 4/5 !e#r"s/
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S! RES%!ES&AA#&E LA ACCI'# "EL VIE#&$
&I%$ 1
Es#ruc#uras p"c" sensi-les a las r6fa*as y a l"s efec#"s
din6!ic"s del $ien#"/ Se a*rupan en es#e #ip" aquéllas en las
que la relaci'n de es-el#e2% 7% 8definida c"!" la relaci'n en#re
la al#ura y la !en"r di!ensi'n en plan#a9% es !en"r " i*ual
que cinc" y c"n peri"d" na#ural de $i-raci'n del pri!er !"d"%
!en"r " i*ual que un se*und"/ Se c"nsideran den#r" de es#e
#ip" la !ay"r1a de l"s edi+ci"s para .a-i#aci'n u "+cinas%
-"de*as% na$es indus#riales% #ea#r"s y audi#"ri"s% puen#es
c"r#"s/
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S! RES%!ES&AA#&E LA ACCI'# "EL VIE#&$
&I%$ 3
Es#ruc#uras que% p"r su al#a relaci'n de es-el#e2 " las
di!ensi"nes reducidas de su secci'n #rans$ersal% s"n
sensi-les a la #ur-ulencia del $ien#" y #ienen peri"d"s
na#urales que fa$"recen la "currencia de "scilaci"nes
i!p"r#an#es
p"r la acci'n del $ien#"/ En es#e #ip" se incluyen l"s edi+ci"s
c"n relaci'n de es-el#e2% 7% !ay"r que cinc" " c"n peri"d"
funda!en#al !ay"r que un se*und") las #"rres de cel"s1a
a#iran#adas% c.i!eneas% #anques ele$ad"s% an#enas% -ardas%
parape#"s% anunci"s y las c"ns#rucci"nes que presen#an una
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S! RES%!ES&AA#&E LA ACCI'# "EL VIE#&$
&I%$ 4
Es#as es#ruc#uras% presen#an #"das las carac#er1s#icas de las
del Tip" 4 y% ade!6s% presen#an "scilaci"nes i!p"r#an#es
#rans$ersales al ,u&" del $ien#" al aparecer $'r#ices "
re!"lin"s peri'dic"s que in#erac#an c"n la es#ruc#ura/
Se incluyen las c"ns#rucci"nes y ele!en#"s apr"(i!ada!en#e
cil1ndric"s " pris!6#ic"s es-el#"s% #ales c"!" c.i!eneas%
#u-er1as e(#eri"res " ele$adas% ar-"#an#es para ilu!inaci'n y
p"s#es de dis#ri-uci'n/
Facultad de Ingeniería
CLASIFICACI'# "E LAS ES&R!C&!RAS SE0# S! RES%!ES&AA#&E LA ACCI'# "EL VIE#&$
&I%$
Es#ruc#uras que p"r su f"r!a y di!ensi"nes " p"r la !a*ni#ud
de sus peri"d"s de $i-raci'n 8peri"d"s na#urales !ay"res que
un se*und"9% presen#an pr"-le!as aer"din6!ic"s ines#a-les/
En#re ellas se .allan las f"r!as aer"din6!ica!en#e ines#a-les
c"!" l"s ca-les de las l1neas de #rans!isi'n% las #u-er1as
c"l*an#es y las an#enas para-'licas/
Se incluyen las c"ns#rucci"nes y ele!en#"s apr"(i!ada!en#e
cil1ndric"s " pris!6#ic"s es-el#"s% #ales c"!" c.i!eneas%
#u-er1as e(#eri"res " ele$adas% ar-"#an#es para ilu!inaci'n y
p"s#es de dis#ri-uci'n/
Facultad de Ingeniería
ACCI$#ES "EL VIE#&$ !E "EBE# C$#SI"ERARSE
Empujes medios* S"n causad"s p"r presi"nes y succi"nes del
,u&" !edi" del $ien#"% #an#" e(#eri"res c"!" in#eri"res y
*eneran presi"nes *l"-ales y l"cales/ Se c"nsidera que es#"s
e!pu&es n" $ar1an c"n el #ie!p"/
Vibraciones generadas por ráfagas turbulentas en la
dirección del viento. Las *eneran fuer2as $aria-les%
paralelas al ,u&" !edi"% causadas p"r la #ur-ulencia del $ien#"
y cuya ,uc#uaci'n en el #ie!p" in,uye en la respues#a
es#ruc#ural/
Facultad de Ingeniería
ACCI$#ES "EL VIE#&$ !E "EBE# C$#SI"ERARSE
Vibraciones transversales al ujo y torsión. La presencia
de es#ruc#uras cil1ndricas " pris!6#icas den#r" del ,u&" del
$ien#"% *enera el desprendi!ien#" de $'r#ices al#ernan#es que
pr"$"can fuer2as y $i-raci"nes #rans$ersales a la direcci'n del
,u&"/ P"r "#r" lad"% la p"si-le dis#ri-uci'n asi!é#rica de
presi"nes en las es#ruc#uras puede "casi"nar fuer2as de
#"rsi'n s"-re és#as/
Inestabilidad aerodinámica. Es *enerada p"r la
a!pli+caci'n din6!ica de la respues#a es#ruc#ural causada
p"r: la *e"!e#r1a de la c"ns#rucci'n% l"s dis#in#"s 6n*ul"s de
Facultad de Ingeniería
"E&ER2I#ACI'# "E LA VEL$CI"A" B<SICA"E "ISE=$8 V"
La $el"cidad -6sica de dise0"% VD% es la $el"cidad a par#ir de la cual
se calculan l"s efec#"s del $ien#" s"-re la es#ruc#ura " s"-re un
c"!p"nen#e de la !is!a/
La $el"cidad -6sica de dise0"% en ;!<.% se "-#endr6 c"n la
ecuaci'n:
V" > F& Fr, VR
D"nde:
= T >=ac#"r que depende de la #"p"*raf1a l"cal% adi!ensi"nal%
=r2 >=ac#"r que #"!a en cuen#a el efec#" de las carac#er1s#icas de
e(p"sici'n l"cal% adi!ensi"nal/
VR > Vel"cidad re*i"nal de r6fa*a que le c"rresp"nde al si#i" en
Facultad de Ingeniería
CA&E0$R?A "EL &ERRE#$ SE0# S!R!0$SI"A"
CAT.DESCRIPCIÓN
EJEMPLOS LIMITACIONES
1
Terreno abierto,prácticamenteplano, sin obstrucciones ysuperficies de agua
Franjas costeras planas, zonas de pantanoso de lagos, campos aéreos, pastizales ytierras de cultivo sin setos o bardasalrededor, superficiesnevadas planas.
La longitud mnima en la direcci!n del vientodebe ser de "### m o 1# veces la altura de laconstrucci!n por dise$ar, la %ue sea mayor.
"Terreno plano u onduladocon pocasobstrucciones.
&os de cultivo o granjas con pocasobstrucciones tales como setos o bardasalrededor, árboles y construccionesdispersas.
Las obstrucciones e'istentes,tienen alturas de 1.( a 1# m, la longitudmnima debe ser la mayor entre 1(## m o 1#veces la altura de la construcci!n por dise$ar.
)
Terreno cubierto pornumerosas obstruccionesestrec*amenteespaciadas
+reas urbanas, suburbanas y de bos%ues, ocual%uier terreno con numerosasobstruccionesestrec*amente espaciadas.l tama$o de las construcciones correspondeal de las casas y viviendas.
Las obstrucciones e'istentes presentanalturas de ) a ( m.La longitud mnima en la direcci!n del vientodebe ser de (## m o 1# veces la altura de lanueva construcci!n, la %ue sea mayor.
-
Terreno con numerosasobstrucciones largas,altas y estrec*amenteespaciadas.
&entros de grandes ciudades y complejosindustriales biendesarrollados.
or lo menos el (#/ de los edificios tieneuna altura mayor %ue "# m. Lasobstrucciones miden de 1# a )# m de altura.La longitud mnima en la direcci!n del vientoes mayor entre -## m y 1# veces la altura dela nueva construcci!n.
Facultad de Ingeniería
FAC&$R "E E@%$SICI'#8 Fr,
Es#a-lece la $ariaci'n de la $el"cidad del $ien#" c"n la al#ura% en funci'n de laca#e*"r1a del #erren"/ Se "-#iene de acuerd" c"n:
si si
si
D"nde:2> Al#ura p"r enci!a del #erren" na#ural% c"n el que se desea c"n"cer la$el"cidad de dise0"% en !/? > E(p"nen#e que de#er!ina la f"r!a de la $ariaci'n de la $el"cidad del$ien#" c"n la al#ura% adi!ensi"nal/@ >Al#ura !edida a par#ir del ni$el del #erren" de desplan#e% p"r enci!a de lacual la $ariaci'n de la $el"cidad del $ien#" n" es i!p"r#an#e y puedesup"nerse c"ns#an#e) a es#a al#ura se le c"n"ce c"!" al#ura *radien#e) en !/c> C"e+cien#e de escala de ru*"sidad% adi!ensi"nal/
Las variables α, δ y c están en función de la rugosidad del terreno.
Facultad de Ingeniería
VAL$RES "E 8 c
Categoríadel terreno
α δ c
1 #.#00 "-( 1.1)
" #.1"2 )1( 1.###
) #.1(3 )0# #.221
- #.1# -(( #.21(
Facultad de Ingeniería
%RESI'# "I#<2ICA "E BASE8 9,
La presi'n que e&erce el ,u&" del $ien#" s"-re una super+cie planaperpendicular a él% se den"!ina presi'n din6!ica de -ase q2% en Pa% y sede#er!ina c"n la si*uien#e ecuaci'n:
8en *<!49
D"nde:2> Al#ura p"r enci!a del #erren" na#ural% a la cual se desea c"n"cer la$el"cidad de dise0"% en !/?> E(p"nen#e que de#er!ina la f"r!a de la $ariaci'n de la $el"cidad del$ien#" c"n la al#ura% adi!ensi"nal/@> Al#ura !edida a par#ir del ni$el del #erren" de desplan#e% p"r enci!a dela cual la $ariaci'n de la $el"cidad del $ien#" n" es i!p"r#an#e y puedesup"nerse c"ns#an#e) a es#a al#ura se le c"n"ce c"!" al#ura *radien#e) en !/c> C"e+cien#e de escala de ru*"sidad% adi!ensi"nal/
Las variables α, δ y c están en función de la rugosidad del terreno,
A#<LISISES&<&IC$
Facultad de Ingeniería
A%LICACI'#
• "i)eDo de con)truccione) + elemento)
e)tructurale) perteneciente) al tipo 1*
• Elemento) de recu.rimiento + )u) ancla7e)
9ue )e emplean en la) con)truccione) tipo)
18 3 + 48 cuando e)ta) e)tructura) o
elemento) de recu.rimiento )ean poco
)en)i.le) a la acción tur.ulenta del viento*
Facultad de Ingeniería
C$#"ICI'#
• a La relación G" H 58 en donde e) la
altura de la con)trucción + " e) la
dimen)ión mínima de la .a)e*
• . El periodo -undamental de la e)tructura
e) menor o igual 9ue un )egundo*
%RESI$#ES F!ERAS "EBI"ASA LA ACCI'# "EL VIE#&$
Facultad de Ingeniería
F!ERAS S$BRE C$#S&R!CCI$#ESCERRA"AS
La) -uer,a) e)t(tica) )o.re lo) muro) + tecJo) dee)tructura) cerrada)8 )er(n la) re)ultante) de la) pre)ione)actuante) )o.re )u) )uper;cie) eKteriore) e interiore):
Con:Para construcciones cerradasPara el caso en el que se aplique la presión neta
donde:es ! uer"a estática resultante del viento perpendicularmente sobre las super#cies o elementosestructurales de la construcción$ en %. p " ! Presión de dise&o a la altura "$ en Pa. pe l! Presión e'terior$ en Pa. pi ! Presión interior$ en Pa. pn ! Presión neta$ en Pa. ( " ! )rea de la estructura$ o parte de ella$ en m* $ a la altura "$ sobre la que act+a la presión de dise&o$ p ".
Facultad de Ingeniería
%RESI$#ES E@&ERI$RES
donde:
pe > %re)ión eKterior8 en %a*
Cpe > Coe;ciente de pre)ión eKterior adimen)ional*
M A > Factor de reducción de pre)ión por tamaDo de (rea8
adimen)ional*
M L > Factor de pre)ión local8 adimen)ional*
9, > %re)ión din(mica de .a)e del viento8 en %a*
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA 2!R$S E#BARL$VE#&$ 2B S$&AVE#&$ 2S "E C$#S&R!CCI$#ES C$#
%LA#&A REC&A#0!LAR CERRA"A*
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA $#AS "E 2!R$SLA&ERALES 2L
"E C$#S&R!CCI$#ES C$# %LA#&A REC&A#0!LAR CERRA"A
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI
$R8 Cpe8 %ARA $#AS "E &EC$S "EC$#S&R!CCI$#ES C$# %LA#&A REC&A#0!LAR CERRA"A* C!BIER&A "EBARL$VE#&$ CB C!BIER&A "E S$&AVE#&$ CS %ARA N O 1PQ*C!BIER&AS &RA#SVERSALES C& "E &EC$S A !#A $ "$S A0!AS C!AL!IER <#0!L$ N*
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA $#AS "E &EC$S "EC$#S&R!CCI$#ES C$# %LA#&A REC&A#0!LAR CERRA"A* C!BIER&A "E
S$&AVE#&$ CS %ARA N 1PQ* C!BIER&AS &RA#SVERSALES C& "E&EC$S A C!A&R$ A0!AS C!AL!IER <#0!L$ N*
Facultad de Ingeniería
"EFI#ICI'# "E %AR<2E&R$S "E C$#S&R!CCI$#ES C$# %LA#&A CERRA"A*
LEE#"AMB : ur" de -arl"$en#"/ML : ur" la#eral/MS : ur" de s"#a$en#"/CB : Cu-ier#a de -arl"$en#"/CS : Cu-ier#a de s"#a$en#"/CT : Cu-ier#a #rans$ersal/. : Al#ura pr"!edi" de lacu-ier#a 8!9/ : Inclinaci'n del #ec."% en*rad"s/ Indica la direcci'n del$ien#"/
Facultad de Ingeniería
"EFI#ICI'# "E $#AS "E 2!R$S LA&ERALES %ARA A%LICAR L$SC$EFICIE#&ES "E %RESI'# E@&ERI$R*
Facultad de Ingeniería
%RESI$#ES I#&ERI$RES
donde:
pi ! Presión interior$ en Pa.
, pi !,oe#ciente de presión interior -adimensional.
q " ! Presión dinámica de base$ en Pa.
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# I#&ERI$R8 Cpi8 %ARA C$#S&R!CCI$#ESC$# %LA#&A
REC&A#0!LAR CERRA"A 2!R$S %ER2EABLES
Condicione) de permea.ilidad
po)i.le)*
, pi
/ Fn !ur" per!ea-le% l"s "#r"si!per!ea-les:
a9 ur" de -arl"$en#" per!ea-le/-9 ur" de -arl"$en#" i!per!ea-le/
G/HG/J
4/ D"s " #res !ur"s i*ual!en#eper!ea-les% el
8l"s9 "#r"8s9 i!per!ea-le8s9:a9 ur" de -arl"$en#" per!ea-le/-9 ur" de -arl"$en#" i!per!ea-le
G/ " G/4 se*n l" que pr"du2cala
c"!-inaci'n de car*a !6sdesfa$"ra-le/
G/J
J/ T"d"s l"s !ur"s i*ual!en#eper!ea-les/
G/J " G/G se*n l" que pr"du2cala c"!-inaci'n de car*a !6s
desfa$"ra-le/
K/ C"ns#rucci"nes selladase+cien#e!en#e ue
G/4 " G/G se*n l" que pr"du2cala c"!-inaci'n de car a !6s
Facultad de Ingeniería
EE2%L$S !E 2!ES&RA# "IFERE#&ES CAS$S "E %ER2EABILI"A" E#2!R$S "E E"IFICACI$#ES*
LA FLECA I#"ICA LA "IRECCI'# "EL VIE#&$*
Facultad de Ingeniería
EE2%L$S !E 2!ES&RA# "IFERE#&ES CAS$S "E ABER&!RAS E#2!R$S "E E"IFICACI$#ES*
LA FLECA I#"ICA LA "IRECCI'# "EL VIE#&$*
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# I#&ERI$R8 Cpi8 %ARA C$#S&R!CCI$#ES C$#%LA#&A REC&A#0!LAR CERRA"A 2!R$S &EC$S C$# ABER&!RAS
"$2I#A#&ES
Relación entre el (rea de la) a.ertura)dominante)
+ la )uma de la) (rea) de la) a.ertura) del tecJo +de lo) otro) muro) inclu+endo el (rea de po)i.le
permea.ilidad*
F-icaci'n de lasa-er#uras
d"!inan#es/
G/5 4 J M H
a9 En el !ur" de-arl"$en#" 8MB9/
G/J%G/G G/%G/4 G/ Cpe G/5Cpe
Cpe
-9 En el !ur" des"#a$en#" 8MS9/
G/J%G/G G/J%G/G G/ Cpe G/5 Cpe Cpe
c9 En un !ur"la#eral 8ML9/
G/J%G/G G/J%G/G G/ Cpe G/5 Cpe Cpe
d9 En el #ec." G/J%G/G G/J%G/5Cpe
G/ Cpe G/5 Cpe Cpe
Facultad de Ingeniería
C$#S&R!CCI$#ES C$# &EC$S "E CLAR$S2L&I%LES T O UPQ
Lo) valore) del coe;ciente de pre)ión eKterior8 Cpe8 para
con)truccione) con claro) mltiple) 9ue tengan tecJo) a do)
agua) o dentado) en -orma de )ierra8 para la) direccione)
del viento perpendiculare) a la) generatrice) W > PX + W >
1YPX8 )e o.tendr(n de la) )iguiente) ta.la)8
re)pectivamente* En lo) ca)o) en 9ue )e dan do) valore)8 el
tecJo de.er( di)eDar)e para el m() de)-avora.le* Lo)
valore) de la pre)ión de.en calcular)e para la altura
promedio del tecJo8 J 8 eKceptuando el muro de .arlovento*
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA C$#S&R!CCI$#ES C$#&EC$S A "$S A0!AS E# CLAR$S 2L&I%LES
"irección delvientoW
Coe;ciente de pre)ión eKterior ,pe
a c * ! s
G y G G/C"e+cien#e de
presi'n e(#eri"r%Cpe.
G/J y G/4 para QG
G/5 y G/J para MG
G/4
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA C$#S&R!CCI$#ES C$#&EC$S "E#&A"$S E# F$R2A "E SIERRA
"irección del
vientoW
Coe;ciente de pre)ión eKterior ,pe
Pri!er clar" Se*und" clar"O#r"s clar"sin#er!edi"s
l#i!" clar"
a c * & ! n ( y s
GG
G/G/4
G/G/4% G/4
G/G/J
G/5%G/4G/4%G/4
G/5%G/5G/K
G/5%G/JG/K
G/J%G/5G/
G/KG/J
G/4G/
Techos a dos aguas en claros múltiples.
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA C$#S&R!CCI$#ES C$#&EC$S "E#&A"$S E# F$R2A "E SIERRA
Techos dentados en forma de sierra.
Facultad de Ingeniería
C$#S&R!CCI$#ES C$# C!BIER&A "E ARC$ CIRC!LAR
%re)ión eKterior para di)eDo de la e)tructura principal*
La pre)ión eKterior8 pe8 en cu.ierta) de arco circular )e
calcular( con la )iguiente eKpre)ión:
en donde:
pe ! Presión e'terior$ en Pa.
, pe ! ,oe#ciente de presión e'terior -adimensional.
q " ! Presión dinámica de base del viento evaluada en / 0
1c.
Facultad de Ingeniería
C$#S&R!CCI$#ES C$# C!BIER&A "E ARC$ CIRC!LAREn la imagen )e mue)tra el coe;ciente Cpe en -unción de la
longitud normali,ada LGc + para el ca)o en el 9ue la
di
rección del viento e) paralela a la) generatrice)*
Facultad de Ingeniería
C$#S&R!CCI$#ES C$# C!BIER&A "E ARC$ CIRC!LAREn la ta.la )e dan lo) valore) del coe;ciente de pre)ión
eKterior para el ca)o del viento con dirección normal a la)
generatrice)*
C$EFICIE#&E "E %RESI'# E@&ERI$R8 Cpe8 %ARA
C$#S&R!CCI$#ES C$# C!BIER&A "E ARC$ CIRC!LAR*
VIE#&$ #$R2AL A LAS 0E#ERA&RICES*
Facultad de Ingeniería
%RESI$#ES %ARA "ISE=$ "E ELE2E#&$S "E REC!BRI2IE#&$ SEC!#"ARI$S
La) pre)ione) eKteriore) 9ue toman en cuenta lo) e-ecto)
locale) + 9ue )e
emplean para di)eDar lo) recu.rimiento) de la cu.ierta8 )u)
elemento) de )oporte +
)u7etadore)8 )e evaluar(n con:
en donde:
pl ! Presión local$ en Pa.
, pl ! ,oe#ciente de presión local -adimensional.
q " ! Presión dinámica de base del viento$ en Pa.
Facultad de Ingeniería
%RESI$#ES %ARA "ISE=$ "E ELE2E#&$S "E REC!BRI2IE#&$ SEC!#"ARI$S
%re)ión interior
Z)ta )e calcular( empleando la )iguiente ecuación:
en donde:
pl ! Presión interior$ en Pa.
, pl ! ,oe#ciente de presión interior$ adimensional$ sus
valores se presentan en la siguiente tabla.
q " ! Presión dinámica de base del viento$ en Pa.
Facultad de Ingeniería
C$EFICIE#&E "E %RESI'# I#&ERI$R8 Cpi8 %ARA
C$#S&R!CCI$#ES C$# C!BIER&A "E ARC$ CIRC!LAR*
Facultad de Ingeniería
&EC$S AISLA"$S
"e.er( tomar)e en cuenta 9ue lo) tecJo) ai)lado) a una o do)
agua) + lo) invertido) por e7emplo8 lo) paragua) e)t(n
dividido) en do) mitade)8 + 9ue cada mitad e)t( )ometida a la
pre)ión neta dada por:
en donde:
pn ! Presión neta$ en Pa.
, pn ! ,oe#ciente de presión neta$ el cual corresponde al , pb en
la parte de barlovento$ y al , ps en la de sotavento$
adimensional.
2 ( ! actor de reducción de presión por tama&o de área$ en
este caso se toma igual a 3 -adimensional.
2 4 ! actor de presión local dado en la siguiente tabla
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FAC&$R "E %RESI'# #E&A L$CAL8 M L8 %ARA L$S
REC!BRI2IE#&$S S!S
S$%$R&ES8 "E &EC$S AISLA"$S &$L"$S
Facultad de Ingeniería
&$L"$S C!BIER&AS A"ACE#&ES A C$#S&R!CCI$#ESCERRA"AS
La pre)ión neta8 pn8 del viento 9ue acta )o.re toldo) +
cu.ierta) ad+acente) a con)truccione) cerrada)8 cu+o) tecJo)
tengan un (ngulo de inclinación de 1PQ o meno)8
de.er( calcular)e con la )iguiente ecuación:
en donde:
pn ! Presión neta$ en Pa.
, pn ! ,oe#ciente de presión neta$ el cual corresponde al , pb en
la parte de barlovento$ y al , ps en la de sotavento$
adimensional.
2 ( ! actor de reducción de presión por tama&o de área$ en
este caso se toma igual a 3 -adimensional.
2 4 ! actor de presión local dado en la siguiente tabla
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&EC$S E# V$LA"I$
%ara tecJo) + toldo) en voladi,o8 la pre)ión 9ue acta endirección tran)ver)al a la del 6u7o del viento8 pv8 en %a8 )ecalcular( con la )iguiente ecuación:
en donde:9 > %re)ión din(mica de .a)e del viento8 a la altura del tecJoen voladi,o8 8 en %a*, pv ! ,oe#ciente de presión vertical -adimensional. 5e calculacomo:
las dimensiones 'v y 4v$ en m$ se muestran en la #gura:
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,dv ! actor de ampli#cación dinámica vertical -adimensional.
5e calcula como sigue:
a 5i el claro es mayor que 36 m:
5i y si
b Para todos los demás casos$ ,dv ! 3.7$ e'cepto para n3 $y 8
7.6 1 " en cuyo caso no aplican estas recomendaciones$
debi9ndose recurrir a ensayes en t+nel de viento.
En las ecuaciones anteriores:
V 1 ! Velocidad de dise&o calculada a la altura 1 del voladi"o$ en
m;/.
I1 ! <ndice de turbulencia$ a la altura 1 del voladi"o.
n3 ! recuencia natural de vibración en e'ión$ en la dirección
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F!ERAS E# 2IE2BR$S I#"IVI"!ALES
La -uer,a 9ue el viento e7erce )o.re elemento) individuale)
eKpue)to) directamente al 6u7o del viento8 tale) como per;le)
e)tructurale)8 cu+a relación de e).elte, LeG. )ea ma+or o igual
9ue Y8 )e calcula con la) ecuacione):
En la dirección del ujo del viento:
En la dirección del ujo del viento:
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n donde!Le " Longitud del ele#ento, en #.b " $nc%o del ele#ento, nor#al al &u'o del viento, en #.b ( " $nc%o del ele#ento, en la dirección (, en #.B y " $nc%o del ele#ento, en la dirección y, en #.) a " )uer*a de arrastre sobre el ele#ento en la dirección del viento, en+.) ( , ) y " )uer*as de arrastre, en +#, sobre el ele#ento en la direccióndelos e'es ( y y, respectiva#ente.- i" )actor ue to#a en cuenta el ángulo de inclinación del e'e del#ie#bro con respecto a la dirección del viento, adi#ensional!" /.0 cuando el viento act1a perpendicular#ente al #ie#bro." sen2θ # para #ie#bros con for#as cil3ndricas." senθ # para #ie#bros pris#áticos con aristas agudas, es decir,au4llos con una relación br #ayor ue /5.
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θ # " 6ngulo entre la dirección del viento y el e'e longitudinal del
#ie#bro, en grados.
r" 7adio de las esuinas de la sección transversal de un ele#ento
pris#ático, en #.
- re" )actor de corrección por relación de esbelte* para #ie#bros
individuales 8adi#ensional9.
Ca" Coe:ciente de arrastre para un #ie#bro en la dirección del &u'o
del viento, 8adi#ensional9.
C)( , C)y " Coe:cientes de arrastre para un #ie#bro en la dirección de
los e'es ( y y, respectiva#ente, adi#ensionales
* " ;resión diná#ica de base del viento, en ;a, para una altura * igual
a la altura en
la ue se encuentra el punto #edio de la longitud del ele#ento.