NTC BCS Viento

7/21/2019 NTC BCS Viento

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Propuesta de Normas Técnicas Complementarias al Reglamento de Construcciones del Municipiode La Paz del Estado de Baja California Sur 1

ÍNDICE

Normas Técnicas Complementarias para Diseño porViento

NOTACIÓN....................................................................2

1. INTRODUCCIÓN..................................................2

1.1 Alcance................................................................2

2. CRITERIO DE DIE!O....................................2

2.1 Consi"eraciones #enerales................................2

2.2 Clasi$icaci%n "e las estr&ct&ras.........................2

2.2.1 De acuerdo a su importancia..........................................2

2.2.2 De acuerdo con su respuesta ante la acción del viento. .2

2.' E$ectos a consi"erar...........................................2

2.( Est&"io en t)nel "e *iento..................................2

2.+ ,reca&ciones "&rante la constr&cci%n - en

estr&ct&ras pro*isionales...............................................2

'. /TODO I,0IICADO ET3TICO

,ARA DIE!O ,OR VIENTO.....................................2

'.1 Determinaci%n "e la *eloci"a" "e "iseño4 V D...2

3.1.1 Determinación de la velocidad regional, VR ..................2

3.1.2 Factor de variación con la altura , Fα........................................2

3.1.3 Factor correctivo por topografía y rugosidad, FR ..........2'.2 Determinaci%n "e la presi%n "e "iseño.............2

'.' actores "e presi%n.............................................2

3.3.1 !aso ". #dificios y construcciones cerradas..................2

3.3.2 !aso "". $aredes aisladas y anuncios..............................2

3.3.3 !aso """. #structuras reticulares....................................2

3.3.% !aso "V. !&imeneas, silos y similares...........................2

3.3.' !aso V. (ntenas o torres con celosía.............................2

3.3.5.1 Antenas y torres sin accesorios................................2

3.3.5.2 Antenas y torres con accesorios...............................2

3.3.5.3 Torres totalmente recubiertas..................................2

3.3.5.4 Antenas o torres con arriostramientos.....................2

'.( ,resiones interiores............................................2

'.+ 3rea e5p&esta......................................................2

'.6 Coe$icientes "e presi%n para el méto"o

simpli$ica"o.....................................................................2

( DIE!O DE E0EENTO DE RECU7RI8

IENTO.........................................................................2

+. E,U9E DIN3ICO ,ARA0E0O A0

VIENTO..........................................................................2

6. EECTO DE VÓRTICE ,ERIÓDICO

O7RE ETRUCTURA ,RI3TICA................2

6.1 Vi:raciones ;enerales.........................................2

6.2 Vi:raciones locales.............................................2

6.' Omisi%n "e e$ectos "in<micos "e *ortici"a"....2

=. DE,0A>AIENTO ,ERII70E...............1(




NOTACIÓN

A )rea tri*utaria+ m

Ar )rea e-puesta del accesorio colocado en una torre,m

A z )rea total proyectada del tramo de torre en ue se

encuentra un accesorio+ ma altura de la /ona de flu0o laminar, m+ tam*in

flec&a de una cu*ierta de arco fig 3.3, m B factor por tur*ulencia de fondob anc&o mínimo del )rea e-puesta, mC D coeficiente de arrastre en c&imeneas y torres

C DE coeficiente de arrastre efectivo

C e factor correctivo por e-posición

C T factor de empu0e transversal

C z factor correctivo por altura

C p coeficiente local de presión

d dimensión de la estructura paralela a la acción delviento, m F función relacionada con la distri*ución de energía

del viento F fuer/a est)tica euivalente, por unidad de

longitud, ue toma en cuenta el efecto de losvórtices, 4g5m 65m

F T! factor correctivo por condiciones locales

F α factor de variación de la velocidad del viento conla altura

" factor de r)faga

# factor de respuesta m)-ima

$ altura de la estructura, m%e dimensión vertical de un letrero aislado, m

n par)metro para el c)lculo de C e

no frecuencia del modo fundamental, 7/

p z presión de dise8o, 9g5m $a

! factor de rugosidad

r relación altura a claro en tec&os arueados

& factor de tama8o

' fuer/a cortante en el entrepiso o segmento enestudio, 6 9g

' cr velocidad crítica del viento, m5s

' D velocidad de dise8o para una altura dada, m5s' $ velocidad de dise8o a la altura 7, m5s

' ! velocidad regional para el sitio de inters, m5s

( suma de las cargas viva y muerta por encima de un entrepiso o segmento, 9g

) relación separación a peralte en elementos dearmaduras

)o inverso de la longitud de onda, m:1

z altura de un punto desde el suelo, m

α e-ponente ue determina la forma de la variaciónde la velocidad del viento con la altura

β fracción del amortiguamiento crítico, adimen:sional+ tam*in )ngulo de las cu*iertas en arco

para definir las /onas (,; y ! fig. 3.3, grados

δ altura gradiente, m

θ )ngulo de inclinación en tec&os inclinados, grados

θ 1 )ngulo de incidencia entre la dirección del vientoy un plano vertical, grados

ν tasa media de fluctuación, s:1

φ relación de solide/. Relación entre el )rea efectivaso*re la ue act<a el viento y el )rea inscrita por la

periferia de la superficie e-puesta.

ψ cociente del despla/amiento relativo entre dosniveles de piso o secciones &ori/ontales, divididoentre la correspondiente diferencia de elevaciones.




1. INTRODUCCIÓN

1.1 Alcance

#n estas normas se detallan y amplían los reuisitos dedise8o por viento contenidos en el Reglamento de

!onstrucción.=os procedimientos auí indicados se aplicar)n conformea los criterios generales de dise8o especificados en dic&oReglamento. #n particular, de*er)n aplicarse a lasacciones de*idas al viento los factores de cargacorrespondientes a acciones accidentales.

2. CRITERIO DE DIE!O

2.1 Consi"eraciones #enerales

De*er)n revisarse la seguridad de la estructura principal

ante el efecto de las fuer/as ue se generan por las presiones empu0es o succiones producidas por el vientoso*re las superficies de la construcción e-puestas almismo y ue son transmitidas al sistema estructural. =arevisión de*er) considerar la acción est)tica del viento yla din)mica cuando la estructura sea sensi*le a estosefectos.

De*er) reali/arse, adem)s, un dise8o local de loselementos particulares directamente e-puestos a la accióndel viento, tanto los ue forman parte del sistemaestructural, tales como cuerdas y diagonales deestructuras triangulares e-puestas al viento, como los ue

constituyen solo un revestimiento l)minas de cu*ierta yelementos de fac&ada y vidrios. $ara el dise8o local deestos elementos se seguir)n los criterios del capítulo % deestas normas.

2.2 Clasi$icaci%n "e las estr&ct&ras

2.2.1 De acuerdo a su importancia

$ara fines de dise8o por viento y de acuerdo a laimportancia para la cual ser)n destinadas, las estructurasse clasifican en los grupos ( y ; seg<n el Reglamento

2.2.2 De acuerdo con su respuesta ante la acción delviento

$ara fines de dise8o por viento y de acuerdo con lanaturale/a de los principales efectos ue el viento puedeocasionar en ellas, las estructuras se clasifican en cuatrotipos>

a "$? 1. !omprende las estructuras poco sensi*les alas r)fagas y a los efectos din)micos de viento."ncluye las construcciones cerradas tec&adas con

sistemas de cu*ierta rígidos> es decir, ue seancapaces de resistir las cargas de*idas a viento sin uevaríen esencialmente su geometría. @e e-cluyen lasconstrucciones en ue la relación entre altura ydimensión menor en planta es mayor ue cinco ocuyo período natural de vi*ración e-cede de 1 seg.

@e e-cluyen tam*in las cu*iertas fle-i*les, como lasde tipo colgante, a menos ue por la adopción de unageometría adecuada, la aplicación de presfuer/o uotra medida, se logre limitar la respuesta estructuraldin)mica.

* "$? 2. !omprende las estructuras cuya es*elte/ odimensiones reducidas de su sección transversal las&ace especialmente sensi*les a las r)fagas de cortaduración, y cuyos periodos naturales largos favorecenla ocurrencia de oscilaciones importantes. @e cuentanen este tipo los edificios con es*elte/, definida comola relación entre la altura y la mínima dimensión en

planta, mayor de ', o con periodo fundamental mayor

de 1 segundos.

@e incluyen tam*in las torres atirantadas o envoladi/o para líneas de transmisión, antenas, tanueselevados, parapetos, anuncios, y en general lasestructuras ue presentan dimensión muy corta

paralela a la dirección del viento. @e e-cluyen lasestructuras ue e-plícitamente se mencionan como

pertenecientes a los ipos 3 y %.

c "$? 3. !omprende estructuras como las definidasen el tipo 2 en ue, adem)s, la forma de la seccióntransversal propicia la generación periódica de

vórtices o remolinos de e0es paralelos a la mayor dimensión de la estructura.

@on de este tipo las estructuras o componentesapro-imadamente cilíndricos y de peue8o di)metro,tales como tu*erías, c&imeneas y edificios con plantacircular.

d "$? %. !omprende las estructuras ue por suforma o por lo largo de sus períodos de vi*ración

presentan pro*lemas aerodin)micos especiales. #ntreellas se &allan las cu*iertas colgantes ue no puedenincluirse en el tipo 1

2.' E$ectos a consi"erar

#n el dise8o de estructuras sometidas a la acción deviento se tomar)n en cuenta auellos de los efectossiguientes ue puedan ser importantes en cada caso>

a #mpu0es y succiones est)ticos+

* Fuer/as din)micas paralelas y transversales al flu0o principal, causadas por tur*ulencia+




c Vi*raciones transversales al flu0o causadas por vórtices alternantes+

d "nesta*ilidad aeroel)stica.

$ara el dise8o de las estructuras ipo 1 *astar) tener en

cuenta los efectos est)ticos del viento, calculados deacuerdo con el capítulo 3 de estas normas.

$ara el dise8o de las estructuras ipo 2 de*er)n incluirselos efectos est)ticos y los din)micos causados por tur*ulencia. #l dise8o podr) efectuarse con un mtodoest)tico euivalente, de acuerdo con las seccionescorrespondientes de los capítulos 3 y ' de estas normas, ocon un procedimiento de an)lisis ue tome en cuenta lascaracterísticas de la tur*ulencia y sus efectos din)micosso*re las estructuras.

=as estructuras ipo 3 de*er)n dise8arse de acuerdo conlos criterios especificados para las de ipo 2, pero

adem)s de*er) revisarse su capacidad para resistir losefectos din)micos de los vórtices alternantes, seg<n seespecifica en el capítulo A de las presentes normas. $araestructuras ipo % los efectos de viento se valuar)n conun procedimiento de an)lisis ue tome en cuenta lascaracterísticas de la tur*ulencia y sus efectos din)micos

pero en ning<n caso ser)n menores ue los especificados por el ipo 1. =os pro*lemas de inesta*ilidadaeroel)stica ameritar)n estudios especiales ue de*er)nser apro*ados por el (yuntamiento.

2.( Est&"io en t)nel "e *iento.

#n construcciones de forma geomtrica poco usual y concaracterísticas ue las &agan particularmente sensi*les alos efectos de viento, el c)lculo de dic&os efectos se

*asar) en resultados de estudios en t<nel de viento.$odr)n tomarse como *ase resultados e-istentes deensayes reali/ados en modelos de construcciones decaracterísticas seme0antes. !uando no se cuente conestos resultados o cuando se trate de construcciones de

particular importancia, de*er)n recurrirse a estudios det<nel de viento en modelos de la construcción misma.

=os procedimientos de ensayes e interpretación de losestudios de t<nel de viento seguir)n las tcnicas

reconocidas y de*er)n ser apro*ados por el(yuntamiento.

2.+ ,reca&ciones "&rante la constr&cci%n - enestr&ct&ras pro*isionales

@e revisar) la esta*ilidad de la construcción ante efectosde viento durante el proceso de erección. $uedennecesitarse por este concepto apuntalamientos ycontravientos provisionales, especialmente enconstrucciones de tipo prefa*ricado. $ara este caso se

evaluar)n los empu0es con las velocidades referidas en elcapítulo 3 de estas 6ormas, asociadas a un período deretorno de 1B a8os.

'. /TODO I,0IICADO ET3TICO ,ARADIE!O ,OR VIENTO

$ara el c)lculo de empu0es y5o succiones so*re lasconstrucciones tipo 1 de*idas a la presión de viento, se

podr) emplear el mtodo est)tico al aplicar las presionesde dise8o de la sección 3.2 y los coeficientes de presiónse8alados en las secciones 3.3 y 3.%. #l mtodosimplificado podr) aplicarse para estructuras con alturano mayor de 1' m, con planta rectangular o formada por una com*inación de rect)ngulos, tal ue la relación entrela altura y la dimensión menor de la planta sea menor uecuatro. #n este <ltimo caso se aplicar) la presión dedise8o de la sección 3.2, pero los coeficientes de presión

se tomar)n seg<n se se8ala en la sección 3.A.

'.1 Determinaci%n "e la *eloci"a" "e "iseño4 V D

=os efectos est)ticos del viento so*re una estructura ocomponente de la misma se determinan con *ase en lavelocidad de dise8o.

Dic&a velocidad de dise8o se o*tendr) de acuerdo con laecuación 3.1.

3.1donde

F T! factor correctivo ue toma en cuenta lascondiciones locales relativas a la topografía y a larugosidad del terreno en los alrededores del sitiode desplante+

F α factor ue toma en cuenta la variación de lavelocidad con la altura+ y

' ! velocidad regional seg<n la /ona ue lecorresponde al sitio en donde se construir) laestructura

3.1.1 Determinación de la velocidad regional, ' !

=a velocidad regional es la velocidad m)-ima del vientoue se presenta a un altura de 1B m so*re el lugar dedesplante de la estructura, para condiciones de terreno

plano con o*st)culos aislados terreno tipo R2, fig. 3.1.=os valores de dic&a velocidad se o*tendr)n de la ta*la3.1. Dic&os valores incluyen el efecto de r)faga uecorresponde a tomar el valor m)-imo de la velocidadmedia durante un intervalo de tres segundos.

!T! D ' F F ' α =




tomando en cuenta su forma y est) dadad de manerageneral por la e-presión 3.3.

3.3

donde

C p coeficiente local de presión ue depende de laforma de la estructura+ y

' D velocidad de dise8o a la altura z , definida en lasección 3.1.

'.' actores "e presi%n

=os factores de presión C , de la ecuación 3.3, para el

caso del mtodo est)tico, se determinan seg<n el tipo yforma de la construcción, de acuerdo con la clasificaciónsiguiente>

3.3.1 !aso ". #dificios y construcciones cerradas

@e consideran los factores de presión normal a lasuperficie e-puesta de la ta*la 3.%

Tabla 3.% &oeficiente & ' para construcciones cerradas

& '

$ared de ;arlovento B.G

$ared de sotavento1 :B.%

$aredes laterales :B.G

ec&os planos :B.Gec&os inclinados lado desotavento

:B.H

ec&os inclinados lado de *arlovento2 :B.G < B.B%- : 1.A < 1.G

ec&os curvos ver ta*la 3.' y fig. 3.3

1 =a succión se considerar) constante en toda la alturade la pared de sotavento y se calcular) para un nivel z igual a la altura media del edificio.

2 - es el )ngulo de inclinación del tec&o en grados

T()*( 3.+ &oeficiente de presión &p para cubiertas

en arco

Relaci%n r a/d A 7 C

r < B.2 :B. J J

B.2 < r < B.3 3r J 1.B :B.H : r :B.'

r > B.3 1.%2r J J

6?(> $ara cu*iertas de arco apoyadas directamenteso*re el suelo, el coeficiente de presión so*re la /ona (de*er) tomarse igual a 1.%r , para todo valor de r .

#igura 3.3 &ubiertas en arco

3.3.2 !aso "". $aredes aisladas y anuncios

=a fuer/a total so*re la pared o anuncio, suma de losempu0es de *arlovento y succiones de sotavento, secalcular) a partir de la ecuación 3.3 se utili/ar) un factor de presión o*tenido de las ta*las 3.A, 3.H y 3.G, seg<n seaal caso figuras 3.% y 3.'.

$ara las paredes y anuncios planos con a*erturas, seaplicar)n los mismos coeficientes y las presiones seconsiderar)n solamente so*re el )rea e-puesta.

Tabla 3.- Viento normal al anuncio o muro

!oeficiente de presión neta C pAn&ncio @i d5&e K 1 y B.2 K &e57 2.B

B K &e57 K B.2 15L1.2 M B.B2d5&e J 'N

@i 1 K d5&e K 2B y B K &e57 K B.2 1.2 M B.B2d5&e J '

B.2 K &e57 K B.H 1.'

@i 2BK d5&e 2.B&ro d57 K1 2.B

1 K d57 K 2B 1.2

2B K d57 2.B

3%H.B

B%G.B

2

2

D p z

D p z

' C p

' C p

=

=




#igura 3.% Dimensiones de muros y anuncios en

dirección del iento

#n el caso de viento a %'O la presión resultante es perpendicular al anuncio o muro y est) aplicada con unae-centricidad del centroide, seg<n la distri*ución de

presiones de la ta*la 3.H. dic&a e-centricidad no de*er)tomarse menor ue b51B.

Tabla 3. Viento a %+0 o paralelo al anuncio o muro

!oeficiente de presión neta C pAn&ncios

B a 2&e 2 &e a % &e P% &e

Viento a %'Q 3.B 1.' B.H'Viento paralelo al plano 1.2 B.A B.3

&ros

B a 27 27 a %7 P %7

Viento a %'Q 2.% 1.2 B.A

Viento paralelo al plano 1.B B.' B.2'

$ara las paredes y anuncios planos con a*erturas, las presiones se reducir)n con el factor dado por

φ2:φdonde φ es la relación de solide/ del anuncio o muro.

#igura 3.+ (cción sobre paredes aisladas o anuncios

3.3.3 !aso """. #structuras reticulares.

$ara el dise8o de estructuras reticulares como lasformadas por tra*es de alma a*ierta y armaduras a travsde las ue pasa el viento, se usar) un factor de presión de

2.B cuando est)n constituidas por elementos de seccióntransversal plana y de 1.3 cuando los elementosconstitutivos son de sección transversal circular.

!uando se tengan marcos o armaduras en diversos planos, podr) tomarse en cuenta la protección ue

algunos de sus miem*ros proporcionan a otros, siempre ycuando los miem*ros sean &ec&os a *ase de secciones planas. #l factor de protección se calcular) como>

donde

) relación de la separación entre los marcos al peralte m)-imo de las armaduras o vigas+ y

φ relación de solide/

3.3.% !aso "V. !&imeneas, silos y similares

=os coeficientes de presión varían en función de la formade la sección transversal y de la relación de es*elte/ de laestructura. @us valores se especifican en la ta*la 3.

#n este tipo de estructuras adem)s de los efectosest)ticos, de*er)n tomarse en cuenta los efectosdin)micos a partir de las disposiciones del capítulo '.

Tabla 3. &oeficientes de arrastre para c2imeneas y

silos

Forma de la seccióntransversal

Relación de es*elte/ 1

1 H 2'

!uadrada

Viento normal 1.3 1.% 2.B

Sngulo de incidencia %'Q B. 1.2 1.A

7e-agonal u octagonal 1.B 1.2 1.%

!ircular superficie rugosa B.H B.G B.

!ircular superficie lisa B.' B.A B.H

1 =a relación de es*elte/ se define como la relación de laaltura a lado menor de la estructura. @e interpolar)linealmente para valores intermedios.

3B1.BH.11 )−− φ




3.3.' !aso V. (ntenas o torres con celosía

$ara el an)lisis de antenas o torres &ec&as a *ase decelosía, dic&a estructura se dividir) en un con0unto detramos verticales. =a fuer/a &ori/ontal resultante so*recada tramo, en 9g 6, se o*tendr) por medio de la

e-presión>

3.%

donde

A )rea e-puesta, en m+

' D velocidad de dise8o definida en la sección 3.1+ y

C D coeficiente especificado en las ta*las 3.1B a 3.12.

=os factores de arrastre, C D, se calcular)n para cadatramo y ser) v)lido sumar los efectos ue el viento

provoue en cada tramo. @e recomienda considerar por lomenos 1B tramos.

#l coeficiente de arrastre se calcular) para los casos ue acontinuación se se8alan>

3.3.5.1 Antenas y torres sin accesorios

#l coeficiente de arrastre C D, se tomar) de las ta*las3.1B, 3.11 y 3.12 seg<n el caso. #n estas ta*las b ser) elanc&o promedio de la sección transversal de la torre y ' D

es la velocidad de dise8o a la altura del tramo encuestión. (dem)s en dic&as ta*las, se podr) interpolar linealmente para valores intermedios de b ' D y de larelación de solide/ φ.

Tabla 3.1 &oeficiente de arrastre para torres con

miembros de lados planos

orres de sección cuadrada

orres desección

triangular euil)tera

Relación desolide/, φ

Vientonormal auna cara

Vientoactuando enuna esuina

Viento encualuier dirección

TB.1 3.' 3. 3.1

B.2 2.G 3.2 2.H

B.3 2.' 2. 2.3

B.3' 2.3 2.H' 2.2

B.% 2.1 2.A 2.1

UB.' 1.G 2.3 1.

Tabla 3.11&oeficiente de arrastre para torres con

miembros de sección circular.

Torres de sección cuadrada

Relación

de solide/,φ

Flu0o su*críticob' D K 3 m5s

Flu0o supercríticob' D U A m5s


Vientoincidiendoen unaesuina


Vientoincidiendoen unaesuina

TB.B' 2.2 2.' 1.% 1.2

B.1 2 2.3 1.% 1.3

B.2 1.G 2.1 1.% 1.A

B.3 1.A 1. 1.% 1.A

B.% 1.' 1. 1.% 1.A

UB.' 1.% 1. 1.% 1.A

Tabla 3.1 &oeficiente de arrastre para torres conmiembros de sección circular.

Torres de sección triangular e4uil$tera

Relación desolide/,

Flu0o su*críticob' D K 3 m5s

Flu0o supercríticob' D U A m5s

Viento en cualuier dirección

TB.B' 1.G 1.1

B.1 1.H 1.1

B.2 1.A 1.1

B.3 1.' 1.1

B.% 1.' 1.1

UB.' 1.% 1.2

3.3.5.2 Antenas y torres con accesorios

=os coeficientes de arrastre se calcular)n de la siguientemanera>a !uando los accesorios se colouen de manera

simtrica en todas las caras, su )rea proyectada seagregar) al )rea de los miem*ros de la torre y elcoeficiente de arrastre se calcular) seg<n la sección3.3.'.1

* !uando los accesorios no se colouen de manera

simtrica, el coeficiente efectivo de arrastre sedeterminar) como sigue>

3.'

donde

∆C D coeficiente de arrastre adicional de*ido a cadaaccesorio ue se coloue en una cara, o ue selocalice en el interior de la torre+ y

3%H.B

B%G.B

2

2

A' C

A' C

D p

D p

D D DE C C C Σ∆+=




C D se calcular) seg<n la sección 3.3.'.1

#l coeficiente adicional C D se calcular) como>

3.A

donde

Ar )rea e-puesta del accesorio colocado en la torre+ y

A / )rea total proyectada del tramo de torre en ue seencuentra el accesorio.

3.3.5.3 Torres totalmente recubiertas

$ara torres totalmente recu*iertas, el coeficiente dearrastre se tomar) igual al especificado para cuerposestancos de igual geometría

3.3.5.4 Antenas o torres con arriostramientos

!uando se empleen antenas o torres con arriostramientos,el coeficiente de arrastre so*re stos se calcular) con lasiguiente ecuación>

3.H

donde - 1 es el )ngulo ue se forma entre la dirección delviento y el e0e del ca*le y se usar) la velocidad de vientocalculada a las dos terceras partes de la altura decone-ión del ca*le con las torre.

'.( ,resiones interiores

!uando las paredes de una construcción puedan tener a*erturas ue a*aruen m)s de 3B por ciento de susuperficie, de*er) considerarse en el dise8o de loselementos estructurales el efecto de las presiones ue segeneran por la penetración del viento en el interior de laconstrucción. #stas presiones se considerar)n actuandouniformemente en las partes inferiores de las paredes ytec&o y se determinar)n con la ecuación 3.3, empleando

los factores de empu0e ue se indican en la ta*la 3.13, enfunción de la posición de las a*erturas ue puedan e-istir en las paredes de la construcción.

Tabla 3.13 &oeficiente &p para presiones interiores

& p

(*erturas principalmente en la cara de *arlovento

B.H'

(*erturas principalmente en la cara desotavento

:B.A

(*erturas principalmente en las caras paralelas a la dirección del viento

:B.'

(*erturas uniformes distri*uidas enlas cuatro caras :B.3

'.+ 3rea e5p&esta

#l )rea so*re la ue act<a la presión calculada con laecuación 3.3 se tomar) igual a la superficie e-puesta alviento proyectada en un plano vertical, e-cepto en tec&osy en elementos de recu*rimiento en ue se tomar) el )reatotal. =a dirección de las presiones del viento ser)normal a la superficie considerada.

#n superficies con vanos, como las estructurasreticulares, solo se considerar) el )rea proyectada de las

partes sólidas. !uando se tengan elementos reticularesen diversos planos podr) tomarse en cuenta la protecciónue algunos de los miem*ros proporcionan a otros,mediante el criterio indicado en la sección 3.3.3

#n tec&os de diente de sierra, se considerar) ue la presión act<a so*re la totalidad del )rea del primer diente,y la mitad del )rea para cada uno de los dem)s.

'.6 Coe$icientes "e presi%n para el méto"osimpli$ica"o

=os coeficientes de presión a considerar en muros ytec&os de construcciones ue cumplan con los reuisitos

para aplicar el mtodo simplificado, se indican en la ta*la3.1%. #n las aristas de muros y tec&os se consideran loscoeficientes de presión en *ordes ue se indican en dic&ata*la. #stos coeficientes de *orde solamente se aplicar)n

para el dise8o de los su0etadores en la /ona de afectaciónindicada en la figura 3.A. #l anc&o de la /ona deafectación a lo largo de los *ordes de muro y tec&os ser)la dcima parte de su dimensión menor anc&o o largo odel total de su altura si esta resulta menor.

Tabla 3.1% &oeficientes de presión para el m5todo

simplificado

@uperficie C p C p en *ordes

uros 1.%' 2.2'

( ) / r D A AC A.1=∆

1

22.1 θ senC DE =




ec&os 2.1 3.%

#igura 3.- 6onas de afectación para el dise7o de los

su8etadores

( DIE!O DE E0EENTO DE RECU7RI8IENTO

@e dise8ar)n con los criterios esta*lecidos en estecapítulo los elementos ue no forman parte de laestructura principal y los ue no contri*uyen a laresistencia de la estructura ante la acción del viento, asícomo los ue tienen por función recu*rir la estructura.!ada elemento se dise8ar) para las presiones, tanto

positivas empu0es como negativas succiones uecorrespondan a la dirección m)s desfavora*le del viento,calculadas con la ecuación 3.3. @e usar)n los

coeficientes de presión de la ta*la %.1 para elementosu*icados en edificios de m)s de 2B m de altura, los de lata*la %.2 para los ue se encuentran en edificios de alturamenor de 2B m, y los de la ta*la %.3 para cu*iertas dearco. $ara el dise8o de parapetos, se emplear) un factor de presión calculado como

%.1

donde A es el )rea tri*utaria del elemento a dise8ar, enmetros cuadrados.(dicionalmente se considerar)n los efectos de las

presiones interiores, calculadas como indican en lasección 3.%, para construcciones en cuyas paredes puede&a*er a*erturas ue a*aruen m)s de 3B por ciento de lasuperficie. !uando este porcenta0e no e-ceda de 3B seconsiderar) para el dise8o de los elementos derecu*rimiento un factor de presión de B.2'.

T()*( %.1 &oeficientes de presión para elementos de

recubrimiento en edificios con 9 : m

Cona #fecto !oeficiente de presión, C ,

1 succión :1.1 < :1.2 M A51BB < :B.H'

empu0e B.G < 1.1 J A 513B

2 succión :2 < :2.2 M A 51'B < :1.3

empu0e B.G < 1.2 J A 513B

3 succión :2 M A 513 < :B.G'

% succión :2.' M A 52B < :1.H'' succión :% M A 5G < :2

T()*( %. &oeficientes de presión para elementos de

recubrimiento en edificios con 9 ; m

Cona #fecto !oeficiente de presión, C ,

1 succión :2 M A5'B < :1.1

empu0e 1.' J A51BB

2 succión :1.% M A5'B < :1.23 succión :3.B M A51B < :2.B

% succión 1.% M A5'B < :1.2

empu0e 1.3 J A5'B > 1.1

' succión :1.H M A53' < :1.%

empu0e 1.3 : A5'B > 1.1

#igura %.1 <lementos de recubrimiento en

edificios con 9 : m

G.1H'B.3 −<+−= AC ,




#igura %. <lementos de recubrimiento en

edificios con 9 ; m

#igura %. <lementos de recubrimiento en

cubiertas de arco

T()*( %.3 &oeficientes de presión para elementos de

recubrimiento en cubiertas de arco. =ultipl>4uense los

alores indicados en la tabla 3.+ por los siguientes

factores?

Cona Srea tri*utaria, m2

( ≤ 1B ( > 1B

1 1.2 1.1'

2 1.% 1.3

+. E,U9E DIN3ICO ,ARA0E0O A0VIENTO

#n construcciones pertenecientes al tipo 2, los efectosest)ticos y din)micos de*idos a la tur*ulencia se tomar)nen cuenta multiplicando la presión de dise8o calculadacon la ecuación 3.3 por un factor de r)faga determinadocon la e-presión

'.1

donde

! es un coeficiente de e-posición y C e un factor correctivo ue depende dela altura z , igual a 0zan+ z enm. =os valores de estos par)metros dependen de las

condiciones de e-posición descritas en la ta*la 3.2 y seconsignan en la ta*la '.1.

T()*( +.1 'ar$metros R , a y n según la

condición de e@posición

#-posición ! a n

R1 B.B% 1B B.1G

R2 B.BG 1B B.2G

R3 B.1A 2B B.'B

R% B.3% 33 B.H2

donde" )rea e-puesta, en m+ # factor de respuesta m)-ima+ ! factor de rugosidad+ B factor de e-citación de fondo+& factor reductivo por tama8o

1%3.B ≥

++=

β

&F B

C

! # "

e

( )( )

( )

( ) +

1

+1B1

1

3G1

1

3

+1

1221

1

%'H1

1

3

%

+

+%G.13.2

1

3ABB2

'G.B3ABB2

35%2

2

35%2

5F1%

B

o

o

$

o

$

o

$

o

)

) F

' bn

' $ n

&

d) )

)

)b )$ B

B&F

&F n

n n #

+=

+

+=

+

+

+=

+=

≥

+=

∫

π

β ν

ν ν

e ! $

$ oo

!C ' '

' n )

=

= +122B




no frecuencia del modo fundamental de la estructura+7/+

$ altura de la estructura, m+β fracción del amortiguamiento crítico, igual a B.B1

en estructuras de acero, y B.B2 en estructuras deconcreto+

n indica logaritmo natural+ F relación de energía en r)faga+ yC e factor correctivo por e-posición.#n edificios altos, se verificar) ue la aceleración de*idaa empu0es din)micos no so*repase B.B% de la aceleraciónde la gravedad.#n las figuras '.1 a '.% se presentan gr)ficas paradeterminar los valores de B & F y #.

#igura +.1 'ar$metro ) para calcular el factor de

respuesta din$mica

#igura +. 'ar$metro # para calcular el factor de

respuesta din$mica

#igura +.3 'ar$metro A para calcular el factor de

respuesta din$mica




#igura +.% 'ar$metro g para calcular el factor de

respuesta din$mica

6. EECTO DE VÓRTICE ,ERIÓDICO O7REETRUCTURA ,RI3TICA

#n el dise8o de las estructuras tipo 3 de*er)n tomarse encuenta los efectos din)micos generales y locales de lasfuer/as perpendiculares a la dirección del viento causadas

por vórtices alternantes.

6.1 Vi:raciones ;enerales

@u efecto se presenta mediante fuer/as est)ticaseuivalentes perpendiculares a la acción del viento. @edeterminar) una fuer/a F por unidad de longitud del e0ede la pie/a con la ecuación A.1

A.1

donde

F fuer/a por unidad de longitud, 9g.5m, 65m+

β coeficiente de amortiguamiento de la estructura,como porcenta0e del amortiguamiento crítico+

C T factor de empu0e transversal+

' cr velocidad crítica del viento, m5s+ y

d dimensión de la estructura perpendicular a ladirección del viento

=a velocidad crítica del viento, para la cual se generanlos vórtices, se calcular) para estructuras de seccióncircular como>

A.2

donde no es la frecuencia natural de vi*ración de laestructura en el modo fundamental, en 7ert/#l factor de empu0e transversal C T podr) tomarse comoB.2G para estructuras de sección circular, a menos ue secuente con información ue 0ustifiue valores menores.

6.2 Vi:raciones locales

$ara el dise8o local en fle-ión perpendicular a ladirección del viento por efecto de vorticidad, deestructuras de pared delgada, tales como c&imeneas,de*er) considerarse la respuesta de cada anillo de anc&ounitario, tomando cualuier altura de la estructura, a unafuer/a alternante normal al flu0o, con magnitud dada por la ecuación A.1

6.' Omisi%n "e e$ectos "in<micos "e *ortici"a"

=os reuisitos de las secciones A.1 y A.2 pueden omitirseen los siguientes casos>

a !uando por medio de o*servaciones en prototipos oen modelos representativos, se demuestre ue laforma, dimensiones o aca*ado e-terior de laestructura son tales ue no pueden formarse vórticesimportantes cuando act<an so*re ella vientos convelocidad menor o igual ue la de dise8o.

* !uando el período fundamental de la estructura omiem*ro estructural en estudio difiera cuando menos

en 3B por ciento de cualuier valor posi*le ue puedan tener los vórtices alternantes, paravelocidades menores o iguales a las de dise8o. #stacondición se logra cuando la velocidad crítica,calculada para estructuras de sección circular con laecuación A.2, e-cede de

A.3

para / 7

=. DE,0A>AIENTO ,ERII70E

@e revisar) ue los despla/amientos relativos entreniveles consecutivos de edificios o entre seccionestransversales de torres, causados por las fuer/as de dise8o

por viento, no e-cedan de los valores siguientes,e-presados como fracción de la diferencia entre losniveles de piso o de las secciones transversalesmencionadas>

=

=

d ' C

F

d ' C

F

cr

T

cr T

2

2

B%H.B2

BB%G.B2

β

β

d n' ocr '=

z z !C p%




a !uando no e-istan elementos de relleno ue puedanda8arse como consecuencia de las deformacionesangulares> B.BB'+

* !uando e-istan elementos de relleno ue puedanda8arse como consecuencia de las deformaciones

angulares> B.BB2.#n todos los casos, en el c)lculo de los despla/amientosrelativos se podr) deducir la componente de*ida a lafle-ión general del edificio o la torre ue se dise8en. =osefectos de segundo orden podr)n despreciarse cuando entodos los entrepisos o segmentos verticales de laestructura se cumpla la condición

H.1

donde

ψ cociente del despla/amiento relativo entre dosniveles de piso o secciones &ori/ontales, divididoentre la correspondiente diferencia de elevaciones+

' fuer/a cortante en el entrepiso o segmento enestudio+ y

( suma de las cargas viva y muerta por encima dedic&o entrepiso o segmento.

(

' BG.B<ψ

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