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Curso REP94 Efecto del viento en Edifcios Altos-parte 2
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Dr. Luis García Dutari
Diseño de Edificaciones para cargas de Viento
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Contenido
1. Combinaciones de Cargas del REP y ASCE-72. Requisitos de diseño. Servicio3. Requisitos de Diseño Resistencia4. Modelo de Edificios5. Fachadas6. Edificios Especiales
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Presiones de viento según ASCE-7 CEP-2004
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En cada piso, se determina el sistema fuerza par equivalente decada uno de los casos.
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Fuerzas de Viento. Edificios
cada caso produceFx,,Fy, Mt es el sistema fuera par equivalente de los 6 casos anteriores, aplicados encada piso en un punto es-cogido.
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Sistema principal. Edificios Metálicos.
Calcular las presiones de los 6 casos, además del techo y diseñar elmarco más crítico.
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Fuerza de Viento en Galeras
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Combinaciones de carga.ACI318-02-05-08
Kd=0.85
si Kd=1, usar 1.3 en lugarde 1.6
Presión neta mínima deviento de 480N/m2, es con Kd=0.85, debería multiplicarse por 1.1764si se usa 1.3, en lugar de1.6
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Requisitos de Diseño. Servicio.
Crítico para edificios mayores de 40 pisos, pero se debe cumplir en todos los edificios.
• Deformaciones y derivas (dritt) no deben superar un límite• Deformación se refiere a la deformación total en punta• Deriva es la máxima deformación entre pisos.
• Aceleraciones no deben superar límite.
Se calcula con inercias sin fisurar o en sección bruta y encargas de servicio sin mayorar.
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Límites de deformaciones y derivas, cargas de viento.
Existe una discrepancia entre los valores límites que van desde 1/200 a 1/1000
New York Codepara la deformación total 1/400 a 1/500para las derivas 1/300
Mucho cuidado con las derivas producidas por la cargamuerta, mi recomendación es que no sobrepasen de 1/1800.
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Aceleración producida Viento
Lo que el humano siente es la aceleración, no la velocidad.
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Acc. Efecto
m/s2
< 0.05 Personas no sienten movimiento
0.05 a 0.1 Personas sensitivas perciben movimiento, lámparas se balanceanligeramente
0.1 a 0.25 Mayoría de las personas perciben movimiento, exposición prolongadapuede producir mareos.
0.25 a 0.4 Es casi imposible trabajar. Caminar es posible
0.4 a 0.5 Personas perciben el movimiento fuertemente. Casi no se puede caminar naturalmente. Personas de pie pierden el balance.
0.6 a 0.7 Personas no pueden caminar o tolerar el movimiento
>0.85 Objetos empiezan a caerse. Personas pueden resultar heridas
Niveles de percepción al movimiento
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Niveles de percepciónal movimiento
Los niveles de acele-ración se calculan conuna velocidad de vientoque corresponde a unperíodo de 10 años.
El desplazamiento sedivide entre 1.42
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Norma Dim 4150
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Norma Dim 4150
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Cálculo de Aceleraciones
� Asce-7 solo presenta un modelo matemático
para la acceleración paralela al viento.
� Existen modelos matemáticos para calcular las
tres componentes de las aceleraciones, basadas
en estudios de túneles de viento.
� Función de acc(frec, vel., b,d,h,masa)
� Las aceleraciones se pueden obtener
directamente del estudio de túnel de viento.
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Túnel de viento. Resultados
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(Taranath)
Expresiones para el cálculo de aceleraciones.
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Cálculo de la aceleración Total de viento
Atot=((Ax^2+Ay^2+(Aang.dist)^2)
A= (.9) AtotLimitarla a 0.015g a 0.02g para un período de 10 años.
Velocidad Torsional del edificio se limita a 0.003 rad/seg
Se requiere hacer un modelo tridimensionalcompleto del edificio, para tener los periodos devibración y los desplazamientos
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Modelo tridimensional para calculardesplazamientos y periodos
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Vista Parcial
MODELO TRIDIMENSIONAL de
Losas Postensadas, Columnas y
Muros Cortantes
MODELO TRIDIMENSIONAL
Modelo Estructural
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Muros cortantes resisten
carga de gravedad y lateral
Módelo Estructural
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Columnas y muros cortantes
gravedad más lateral, sistema
principal de resistencia
Modelo Estructural
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Introducción
Variación del
hormigón con la
altura del edificio
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Losas, bandas, columnas y
muros cortantes
Edificio completo
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losas postensadas y sismos estudio experimental de la capacidad de rotación
de las uniones.
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20 ciclos dan R=8 en el estudio de Chopra, solo como indicativo
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Ductilidad existe, disipación de energía poca, categoría 3 de ATC.40
4 7.8 1.67
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Análisis de un edificio de columnas y placas.� Placas son elementos
finitos.
� Columnas elementos
lineales
� Unión viga columna
elementos placas de 5
veces el espesor.
� Cargas Vivas y Cargas
Muertas.
� Carga lateral en X,
espectro de respuesta
� Análisis P-Delta
� Luces 8m, col 0.8x0.8
central 0.4x0.9
ext.losa 0.21. suelo C
Ciudad.
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La dimensión de los cuadros es 0.40m
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Mcol 61m-t
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Pearl of the sea costa del este. Cálculo de Acceleración
Se coloca un tanque de agua aquí
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El tanque de agua es una
masa que se mueve relativa al
edificio, unido por un resorte
y un amortiguador.
Reduce hasta un 35% las
aceleraciones del viento.
Solo lo usamos para reducir
las aceleraciones, no las
fuerzas.
No sirve para sismos.
El ahorro en estructura fue
del orden de 700,000 $ usd.
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Dimensiones del tanque de agua
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Disipador de energía, tanque de agua. Presiones sobre el
tanque
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Efecto del viento Alrededor del Edificio.
El viento alrededor del edifico puede afectar a losseres vivos, humanos incluidos.Estos efectos solamenteson predecibles usandomodelos de túneles de viento.
TARANATH
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TARANATH
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Resistencia
� P-delta generalmente no tiene problemas si se
cumple con las deformaciones laterales.
� Para todos los miembros Capacidad debe ser
mayor que resistencia Pu< (phi) Pn
� Detalles constructivos deben corresponder con
el nivel de R. En el caso de R=5 SDC C, marcos
intermedios. (porque también hay sismo.
� Que las dimensiones de las secciones no varíen
en más de un 10% de las analizadas.
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proceso de Diseño. Todo es por aproximaciones sucesivas
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VITRI.
270 metros de altura.
Finalmen-te se hizo en 245m de altura.
Arq. Pinzón Lozano
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Se genera un modelo. SISTEMA ESTRUCTURAL VITRI
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MODELO DE TUNEL DE VIENTO DE VITRI TOWER
Cálculo de cargas de vientos, y todas las demás.
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COMPORTAMIENTO
Dimensiones de todas las vigas y columnas
� Drift de viento carga máxima con modelo del
código REP de 1/450
� Aceleración máxima .1.5%G) para un periodo
de retorno de 10 años.
� 8 segundos de periodo de vibración.
� Muros cortantes de 0.70 m
� Vigas del anillo de rigidez de 0.7x3.25m
� Losas de 0.20m
� Dimensiones de todas las vigas y columnas
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Ajustado el modelo, se pro-cede al diseño y construc-ción.
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Diseño de Fachadas
• Se debe utilizar más que nunca, el concepto de transferencia o caminos de fuerza.
• El análisis estructural no es complicado.• los diseños de los detalles de fachada y es un proceso
complicado, que va de la mano con el arquitecto.• Se debe tener mucho cuidado con los apoyos.
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hay que analizar múltiples detalles
puntasparapetos superioresfachada de vidrioterrazasvidrios de 12m de alturapuerta cocheradescolgadosparedes inclinadas
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Para el diseñode fachadas altasrecordar el largoLb de las vigas
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columna
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Detalles de anclaje, generalmente pernos de expansión, y hay que tener cuidado con la distancia al borde.
este no es muy efectivo y requieredel de atrás.
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Fachadas envoladizo
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prolongación de columnasson el sistema principal,vigas acostadas pasan elviento, tubos verticales soportan carga y dan el arriostramiento a las vigas.
sección intermedia
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Se han tomado figuras y tablas de algunos libros y documentos de otros autores, con el fin expreso de docencia y si ánimo de lucro. Por favor si no se acepta este procedimiento favor indicarlo para eliminar cualquier referencia.