Sesiones 3 y 4

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Nos enfrentamos ahora al tema de las cargas. Este asunto será el más largo y complicado de las sesiones de TECI. Todos estos cálculos se basan y refieren al CTE. Realmente las cargas ya están introducidas en la estructura desde el principio, la geometría que importamos desde el Generador de Pórticos ya se encontraba cargada. Pero tenemos que saber de dónde salen estas cargas y tenemos que aprender a cargar una estructura desde cero. En nuestra estructura prácticamente no tenemos que hacer nada, está todo ya resuelto, nos limitaremos a observar cómo está hecho y a corregir algún detalle. Lo que haremos durante esta sesión es hacer una copia de nuestra estructura, le borraremos todas las cargas que tenga esta copia y sobre ella cargaremos de nuevo la estructura según los criterios que se expondrán en esta clase. Número de hipótesis Es sumamente importante cargar la estructura consecuentemente según las normas vigentes y según las solicitaciones previstas. La utilización del Nuevo Metal 3D para cargar la estructura es muy potente, sencilla e intuitiva, pero en lo que suelen darse problemas es en la aplicación de la normativa. El CTE, en su sección DB SE AE, habla de tres tipos de hipótesis: las permanentes, las variables y las accidentales. Dentro de las permanentes está el peso propio de sus elementos constructivos. Esperamos que durante la vida útil de la estructura aparezcan también cargas variables, como el viento, la nieve o sobrecargas de uso debido a otras circunstancias. Y el CTE también nos emplaza bajo algunas circunstancias, a considerar acciones accidentales, como puedan ser un choque de un vehículo o fuego. Lo primero a decidir es el número de hipótesis de carga que se considerarán. Una hipótesis es cada solicitación distinta a la que puede tener que hacer frente la estructura, es decir, cada estado de carga que exista o pueda aparecer. No obstante, conviene pensar siempre en aquellas solicitaciones que pueden compartir una misma hipótesis, para no generar un número excesivo de éstas. Por ejemplo, desde el punto de vista del cálculo no tiene mucho sentido habilitar dos hipótesis de carga permanente, porque la carga permanente es un tipo de carga que está presente siempre en toda la vida útil de la estructura. Por eso, todos los elementos que tenga que soportar constantemente la estructura pueden aglutinarse en una solo hipótesis de carga permanente. Como norma general dispondremos un número de hipótesis mínimo en virtud de aquellas de cuya participación estemos seguros. Si sospechamos que dos tipos de carga pudieran compartir una misma hipótesis sólo habilitamos una. Si después decidimos que esos dos tipos de carga deben estar en hipótesis diferentes siempre estaremos a tiempo de incorporarla.

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Page 1: Sesiones 3 y 4

Nos enfrentamos ahora al tema de las cargas Este asunto seraacute el maacutes largo y complicado de

las sesiones de TECI Todos estos caacutelculos se basan y refieren al CTE

Realmente las cargas ya estaacuten introducidas en la estructura desde el principio la geometriacutea

que importamos desde el Generador de Poacuterticos ya se encontraba cargada Pero tenemos que

saber de doacutende salen estas cargas y tenemos que aprender a cargar una estructura desde cero

En nuestra estructura praacutecticamente no tenemos que hacer nada estaacute todo ya resuelto nos

limitaremos a observar coacutemo estaacute hecho y a corregir alguacuten detalle

Lo que haremos durante esta sesioacuten es hacer una copia de nuestra estructura le borraremos

todas las cargas que tenga esta copia y sobre ella cargaremos de nuevo la estructura seguacuten los

criterios que se expondraacuten en esta clase

Nuacutemero de hipoacutetesis

Es sumamente importante cargar la estructura consecuentemente seguacuten las normas vigentes y

seguacuten las solicitaciones previstas

La utilizacioacuten del Nuevo Metal 3D para cargar la estructura es muy potente sencilla e intuitiva

pero en lo que suelen darse problemas es en la aplicacioacuten de la normativa

El CTE en su seccioacuten DB SE AE habla de tres tipos de hipoacutetesis las permanentes las variables

y las accidentales Dentro de las permanentes estaacute el peso propio de sus elementos

constructivos Esperamos que durante la vida uacutetil de la estructura aparezcan tambieacuten cargas

variables como el viento la nieve o sobrecargas de uso debido a otras circunstancias Y el CTE

tambieacuten nos emplaza bajo algunas circunstancias a considerar acciones accidentales como

puedan ser un choque de un vehiacuteculo o fuego

Lo primero a decidir es el nuacutemero de hipoacutetesis de carga que se consideraraacuten Una hipoacutetesis es

cada solicitacioacuten distinta a la que puede tener que hacer frente la estructura es decir cada

estado de carga que exista o pueda aparecer No obstante conviene pensar siempre en

aquellas solicitaciones que pueden compartir una misma hipoacutetesis para no generar un nuacutemero

excesivo de eacutestas

Por ejemplo desde el punto de vista del caacutelculo no tiene mucho sentido habilitar dos hipoacutetesis

de carga permanente porque la carga permanente es un tipo de carga que estaacute presente

siempre en toda la vida uacutetil de la estructura Por eso todos los elementos que tenga que

soportar constantemente la estructura pueden aglutinarse en una solo hipoacutetesis de carga

permanente

Como norma general dispondremos un nuacutemero de hipoacutetesis miacutenimo en virtud de aquellas de

cuya participacioacuten estemos seguros Si sospechamos que dos tipos de carga pudieran

compartir una misma hipoacutetesis soacutelo habilitamos una Si despueacutes decidimos que esos dos tipos

de carga deben estar en hipoacutetesis diferentes siempre estaremos a tiempo de incorporarla

Una vez que hayamos fijado las hipoacutetesis e introducidas sus cargas el programa calcula para

cada barra sus solicitaciones peacutesimas y seguacuten eacutestas se dimensiona cada una Para ello elabora

seguacuten la normativa todas las posibles situaciones de carga que la estructura pueda tener que

soportar en alguacuten momento de su vida uacutetil Y esto se hace combinando las cargas que

metamos De esta manera busca la peor circunstancia para cada barra Por tanto una

combinacioacuten de hipoacutetesis es cada posibilidad de que eacutestas acontezcan simultaacuteneamente

solicitando de una determinada manera a la estructura

La normativa vigente en la actualidad se encarga de establecer estas posibles combinaciones

de circunstancias a las que la estructura debe ser capaz de enfrentarse con eacutexito Ademaacutes la

norma tambieacuten marca unos coeficientes de mayoracioacuten de cargas para cada combinacioacuten

seguacuten la hipoacutetesis en la que esteacute dicha carga seguacuten el tipo de hipoacutetesis (si son cargas

permanentes o variables) y seguacuten el nuacutemero de hipoacutetesis que participen en dicha combinacioacuten

En este cuadro se nos ofrece introducir una accioacuten de sismo dinaacutemico pero no lo vamos a

hacer porque en la mayoriacutea de los casos estamos eximidos de hacerlo seguacuten la normativa al

respecto vigente en Espantildea la NCSE-02

Accedemos a la opcioacuten de hipoacutetesis adicionales en donde se nos informa que actualmente

nuestra estructura tiene una hipoacutetesis automaacutetica de carga permanente y adicionalmente

tiene tambieacuten doce de viento y tres de nieve De estas tres de nieve soacutelo se consideraraacute como

mucho una de ellas en cada combinacioacuten posible de ahiacute la nomenclatura ldquo1(3)rdquo No tenemos

ninguna sobrecarga de uso ni de sismo

Haciendo clic sobre el iacutecono que hay tras cada naturaleza de hipoacutetesis podemos borrar editar

e incorporar nuevas hipoacutetesis

Accedemos ahora a la configuracioacuten de los paraacutemetros que condicionaraacuten los estados liacutemite

aplicables a nuestra estructura

El control de la ejecucioacuten que llevaremos normalmente en la obra seraacute normal la cual podriacutea

enmarcarse en la categoriacutea maacutes favorable para estos estados liacutemites uacuteltimos con la categoriacutea

residencial y localizaacutendonos por debajo de los 1000 m lo que condiciona el tratamiento de la

carga de nieve

Una vez tenemos nuestro archivo de prueba preparado volvemos a solicitar el cuadro de

Acciones donde seleccionaremos el botoacuten de Hipoacutetesis adicionales para borrar todas las

hipoacutetesis con las que contamos y que queremos deducir y aplicar manualmente

Hacemos clic sobre el botoacuten de edicioacuten de las hipoacutetesis de viento y nieve y en el uacuteltimo de los

iacuteconos que aparecen para cada hipoacutetesis en estudio volvemos a hacer clic para eliminarla

Confirmamos que deseamos eliminar la hipoacutetesis

Finalmente obtenemos ninguna hipoacutetesis tanto para la condicioacuten de viento como para la

condicioacuten de nieve

Escalas de visualizacioacuten de las cargas

Las cargas que ya tenemos y las que introduzcamos apareceraacuten como bandas de carga de una

altura proporcional al valor de dichas carga Pero el valor de estas cargas suele ser

relativamente demasiado pequentildeo para que la banda se vea con unas dimensiones coacutemodas

para trabajar con ellas

Por eso se dispone de un comando que nos permite alterar la escala de visualizacioacuten de las

cargas para que se aprecien maacutes grandes Debe quedarnos claro que con este comando nunca

modificaremos ninguacuten valor de ninguna carga soacutelo coacutemo se visualizan

Hacemos clic en el menuacute Carga y el submenuacute Escalas

Es conveniente escalar todas las cargas por el mismo valor ya que esto nos permitiraacute

comparar visualmente los valores de las mismas lo cual pudiese avisarnos de alguacuten error o en

todo caso nos ofrece una idea de la importancia relativa de cada carga con respecto a las

demaacutes

Tambieacuten conviene tomar en cuenta que podemos mayorar la visualizacioacuten de las cargas tanto

por el tipo de hipoacutetesis a la que nos estemos refiriendo como de acuerdo al tipo de carga que

tengamos Es conveniente soacutelo mayorar alguna de estas opciones de lo contrario estaremos

observando en pantalla el resultado del producto de la escala por tipo y la de por hipoacutetesis

Unidades de medida

Las unidades las podemos editar desde el iacutecono del globo terraacutequeo que se tiene en la esquina

superior derecha de la pantalla

Hemos de seleccionar la opcioacuten referente al Sistema Internacional ya que es como se expresa

el CTE DB SE AE y por tanto es como maacutes faacutecilmente vamos a poder cargar la estructura

minimizando la posibilidad de equivocarnos en el cambio de unidades

Con este sistema no hablaremos de Kg sino de KN Recordemos que la equivalencia

aproximada es de 100 Kg = 1 KN

Carga permamente

En nuestra edicioacuten de las cargas de la estructura tendremos en cada momento una y soacutelo una

hipoacutetesis activa y seraacuten las cargas de estas hipoacutetesis las que modifiquemos borremos o

insertemos

Para seleccionar la hipoacutetesis activa en cada momento elegiremos el menuacute Carga y el submenuacute

Hipoacutetesis Vista

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 2: Sesiones 3 y 4

Una vez que hayamos fijado las hipoacutetesis e introducidas sus cargas el programa calcula para

cada barra sus solicitaciones peacutesimas y seguacuten eacutestas se dimensiona cada una Para ello elabora

seguacuten la normativa todas las posibles situaciones de carga que la estructura pueda tener que

soportar en alguacuten momento de su vida uacutetil Y esto se hace combinando las cargas que

metamos De esta manera busca la peor circunstancia para cada barra Por tanto una

combinacioacuten de hipoacutetesis es cada posibilidad de que eacutestas acontezcan simultaacuteneamente

solicitando de una determinada manera a la estructura

La normativa vigente en la actualidad se encarga de establecer estas posibles combinaciones

de circunstancias a las que la estructura debe ser capaz de enfrentarse con eacutexito Ademaacutes la

norma tambieacuten marca unos coeficientes de mayoracioacuten de cargas para cada combinacioacuten

seguacuten la hipoacutetesis en la que esteacute dicha carga seguacuten el tipo de hipoacutetesis (si son cargas

permanentes o variables) y seguacuten el nuacutemero de hipoacutetesis que participen en dicha combinacioacuten

En este cuadro se nos ofrece introducir una accioacuten de sismo dinaacutemico pero no lo vamos a

hacer porque en la mayoriacutea de los casos estamos eximidos de hacerlo seguacuten la normativa al

respecto vigente en Espantildea la NCSE-02

Accedemos a la opcioacuten de hipoacutetesis adicionales en donde se nos informa que actualmente

nuestra estructura tiene una hipoacutetesis automaacutetica de carga permanente y adicionalmente

tiene tambieacuten doce de viento y tres de nieve De estas tres de nieve soacutelo se consideraraacute como

mucho una de ellas en cada combinacioacuten posible de ahiacute la nomenclatura ldquo1(3)rdquo No tenemos

ninguna sobrecarga de uso ni de sismo

Haciendo clic sobre el iacutecono que hay tras cada naturaleza de hipoacutetesis podemos borrar editar

e incorporar nuevas hipoacutetesis

Accedemos ahora a la configuracioacuten de los paraacutemetros que condicionaraacuten los estados liacutemite

aplicables a nuestra estructura

El control de la ejecucioacuten que llevaremos normalmente en la obra seraacute normal la cual podriacutea

enmarcarse en la categoriacutea maacutes favorable para estos estados liacutemites uacuteltimos con la categoriacutea

residencial y localizaacutendonos por debajo de los 1000 m lo que condiciona el tratamiento de la

carga de nieve

Una vez tenemos nuestro archivo de prueba preparado volvemos a solicitar el cuadro de

Acciones donde seleccionaremos el botoacuten de Hipoacutetesis adicionales para borrar todas las

hipoacutetesis con las que contamos y que queremos deducir y aplicar manualmente

Hacemos clic sobre el botoacuten de edicioacuten de las hipoacutetesis de viento y nieve y en el uacuteltimo de los

iacuteconos que aparecen para cada hipoacutetesis en estudio volvemos a hacer clic para eliminarla

Confirmamos que deseamos eliminar la hipoacutetesis

Finalmente obtenemos ninguna hipoacutetesis tanto para la condicioacuten de viento como para la

condicioacuten de nieve

Escalas de visualizacioacuten de las cargas

Las cargas que ya tenemos y las que introduzcamos apareceraacuten como bandas de carga de una

altura proporcional al valor de dichas carga Pero el valor de estas cargas suele ser

relativamente demasiado pequentildeo para que la banda se vea con unas dimensiones coacutemodas

para trabajar con ellas

Por eso se dispone de un comando que nos permite alterar la escala de visualizacioacuten de las

cargas para que se aprecien maacutes grandes Debe quedarnos claro que con este comando nunca

modificaremos ninguacuten valor de ninguna carga soacutelo coacutemo se visualizan

Hacemos clic en el menuacute Carga y el submenuacute Escalas

Es conveniente escalar todas las cargas por el mismo valor ya que esto nos permitiraacute

comparar visualmente los valores de las mismas lo cual pudiese avisarnos de alguacuten error o en

todo caso nos ofrece una idea de la importancia relativa de cada carga con respecto a las

demaacutes

Tambieacuten conviene tomar en cuenta que podemos mayorar la visualizacioacuten de las cargas tanto

por el tipo de hipoacutetesis a la que nos estemos refiriendo como de acuerdo al tipo de carga que

tengamos Es conveniente soacutelo mayorar alguna de estas opciones de lo contrario estaremos

observando en pantalla el resultado del producto de la escala por tipo y la de por hipoacutetesis

Unidades de medida

Las unidades las podemos editar desde el iacutecono del globo terraacutequeo que se tiene en la esquina

superior derecha de la pantalla

Hemos de seleccionar la opcioacuten referente al Sistema Internacional ya que es como se expresa

el CTE DB SE AE y por tanto es como maacutes faacutecilmente vamos a poder cargar la estructura

minimizando la posibilidad de equivocarnos en el cambio de unidades

Con este sistema no hablaremos de Kg sino de KN Recordemos que la equivalencia

aproximada es de 100 Kg = 1 KN

Carga permamente

En nuestra edicioacuten de las cargas de la estructura tendremos en cada momento una y soacutelo una

hipoacutetesis activa y seraacuten las cargas de estas hipoacutetesis las que modifiquemos borremos o

insertemos

Para seleccionar la hipoacutetesis activa en cada momento elegiremos el menuacute Carga y el submenuacute

Hipoacutetesis Vista

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 3: Sesiones 3 y 4

Haciendo clic sobre el iacutecono que hay tras cada naturaleza de hipoacutetesis podemos borrar editar

e incorporar nuevas hipoacutetesis

Accedemos ahora a la configuracioacuten de los paraacutemetros que condicionaraacuten los estados liacutemite

aplicables a nuestra estructura

El control de la ejecucioacuten que llevaremos normalmente en la obra seraacute normal la cual podriacutea

enmarcarse en la categoriacutea maacutes favorable para estos estados liacutemites uacuteltimos con la categoriacutea

residencial y localizaacutendonos por debajo de los 1000 m lo que condiciona el tratamiento de la

carga de nieve

Una vez tenemos nuestro archivo de prueba preparado volvemos a solicitar el cuadro de

Acciones donde seleccionaremos el botoacuten de Hipoacutetesis adicionales para borrar todas las

hipoacutetesis con las que contamos y que queremos deducir y aplicar manualmente

Hacemos clic sobre el botoacuten de edicioacuten de las hipoacutetesis de viento y nieve y en el uacuteltimo de los

iacuteconos que aparecen para cada hipoacutetesis en estudio volvemos a hacer clic para eliminarla

Confirmamos que deseamos eliminar la hipoacutetesis

Finalmente obtenemos ninguna hipoacutetesis tanto para la condicioacuten de viento como para la

condicioacuten de nieve

Escalas de visualizacioacuten de las cargas

Las cargas que ya tenemos y las que introduzcamos apareceraacuten como bandas de carga de una

altura proporcional al valor de dichas carga Pero el valor de estas cargas suele ser

relativamente demasiado pequentildeo para que la banda se vea con unas dimensiones coacutemodas

para trabajar con ellas

Por eso se dispone de un comando que nos permite alterar la escala de visualizacioacuten de las

cargas para que se aprecien maacutes grandes Debe quedarnos claro que con este comando nunca

modificaremos ninguacuten valor de ninguna carga soacutelo coacutemo se visualizan

Hacemos clic en el menuacute Carga y el submenuacute Escalas

Es conveniente escalar todas las cargas por el mismo valor ya que esto nos permitiraacute

comparar visualmente los valores de las mismas lo cual pudiese avisarnos de alguacuten error o en

todo caso nos ofrece una idea de la importancia relativa de cada carga con respecto a las

demaacutes

Tambieacuten conviene tomar en cuenta que podemos mayorar la visualizacioacuten de las cargas tanto

por el tipo de hipoacutetesis a la que nos estemos refiriendo como de acuerdo al tipo de carga que

tengamos Es conveniente soacutelo mayorar alguna de estas opciones de lo contrario estaremos

observando en pantalla el resultado del producto de la escala por tipo y la de por hipoacutetesis

Unidades de medida

Las unidades las podemos editar desde el iacutecono del globo terraacutequeo que se tiene en la esquina

superior derecha de la pantalla

Hemos de seleccionar la opcioacuten referente al Sistema Internacional ya que es como se expresa

el CTE DB SE AE y por tanto es como maacutes faacutecilmente vamos a poder cargar la estructura

minimizando la posibilidad de equivocarnos en el cambio de unidades

Con este sistema no hablaremos de Kg sino de KN Recordemos que la equivalencia

aproximada es de 100 Kg = 1 KN

Carga permamente

En nuestra edicioacuten de las cargas de la estructura tendremos en cada momento una y soacutelo una

hipoacutetesis activa y seraacuten las cargas de estas hipoacutetesis las que modifiquemos borremos o

insertemos

Para seleccionar la hipoacutetesis activa en cada momento elegiremos el menuacute Carga y el submenuacute

Hipoacutetesis Vista

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 4: Sesiones 3 y 4

Confirmamos que deseamos eliminar la hipoacutetesis

Finalmente obtenemos ninguna hipoacutetesis tanto para la condicioacuten de viento como para la

condicioacuten de nieve

Escalas de visualizacioacuten de las cargas

Las cargas que ya tenemos y las que introduzcamos apareceraacuten como bandas de carga de una

altura proporcional al valor de dichas carga Pero el valor de estas cargas suele ser

relativamente demasiado pequentildeo para que la banda se vea con unas dimensiones coacutemodas

para trabajar con ellas

Por eso se dispone de un comando que nos permite alterar la escala de visualizacioacuten de las

cargas para que se aprecien maacutes grandes Debe quedarnos claro que con este comando nunca

modificaremos ninguacuten valor de ninguna carga soacutelo coacutemo se visualizan

Hacemos clic en el menuacute Carga y el submenuacute Escalas

Es conveniente escalar todas las cargas por el mismo valor ya que esto nos permitiraacute

comparar visualmente los valores de las mismas lo cual pudiese avisarnos de alguacuten error o en

todo caso nos ofrece una idea de la importancia relativa de cada carga con respecto a las

demaacutes

Tambieacuten conviene tomar en cuenta que podemos mayorar la visualizacioacuten de las cargas tanto

por el tipo de hipoacutetesis a la que nos estemos refiriendo como de acuerdo al tipo de carga que

tengamos Es conveniente soacutelo mayorar alguna de estas opciones de lo contrario estaremos

observando en pantalla el resultado del producto de la escala por tipo y la de por hipoacutetesis

Unidades de medida

Las unidades las podemos editar desde el iacutecono del globo terraacutequeo que se tiene en la esquina

superior derecha de la pantalla

Hemos de seleccionar la opcioacuten referente al Sistema Internacional ya que es como se expresa

el CTE DB SE AE y por tanto es como maacutes faacutecilmente vamos a poder cargar la estructura

minimizando la posibilidad de equivocarnos en el cambio de unidades

Con este sistema no hablaremos de Kg sino de KN Recordemos que la equivalencia

aproximada es de 100 Kg = 1 KN

Carga permamente

En nuestra edicioacuten de las cargas de la estructura tendremos en cada momento una y soacutelo una

hipoacutetesis activa y seraacuten las cargas de estas hipoacutetesis las que modifiquemos borremos o

insertemos

Para seleccionar la hipoacutetesis activa en cada momento elegiremos el menuacute Carga y el submenuacute

Hipoacutetesis Vista

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 5: Sesiones 3 y 4

Escalas de visualizacioacuten de las cargas

Las cargas que ya tenemos y las que introduzcamos apareceraacuten como bandas de carga de una

altura proporcional al valor de dichas carga Pero el valor de estas cargas suele ser

relativamente demasiado pequentildeo para que la banda se vea con unas dimensiones coacutemodas

para trabajar con ellas

Por eso se dispone de un comando que nos permite alterar la escala de visualizacioacuten de las

cargas para que se aprecien maacutes grandes Debe quedarnos claro que con este comando nunca

modificaremos ninguacuten valor de ninguna carga soacutelo coacutemo se visualizan

Hacemos clic en el menuacute Carga y el submenuacute Escalas

Es conveniente escalar todas las cargas por el mismo valor ya que esto nos permitiraacute

comparar visualmente los valores de las mismas lo cual pudiese avisarnos de alguacuten error o en

todo caso nos ofrece una idea de la importancia relativa de cada carga con respecto a las

demaacutes

Tambieacuten conviene tomar en cuenta que podemos mayorar la visualizacioacuten de las cargas tanto

por el tipo de hipoacutetesis a la que nos estemos refiriendo como de acuerdo al tipo de carga que

tengamos Es conveniente soacutelo mayorar alguna de estas opciones de lo contrario estaremos

observando en pantalla el resultado del producto de la escala por tipo y la de por hipoacutetesis

Unidades de medida

Las unidades las podemos editar desde el iacutecono del globo terraacutequeo que se tiene en la esquina

superior derecha de la pantalla

Hemos de seleccionar la opcioacuten referente al Sistema Internacional ya que es como se expresa

el CTE DB SE AE y por tanto es como maacutes faacutecilmente vamos a poder cargar la estructura

minimizando la posibilidad de equivocarnos en el cambio de unidades

Con este sistema no hablaremos de Kg sino de KN Recordemos que la equivalencia

aproximada es de 100 Kg = 1 KN

Carga permamente

En nuestra edicioacuten de las cargas de la estructura tendremos en cada momento una y soacutelo una

hipoacutetesis activa y seraacuten las cargas de estas hipoacutetesis las que modifiquemos borremos o

insertemos

Para seleccionar la hipoacutetesis activa en cada momento elegiremos el menuacute Carga y el submenuacute

Hipoacutetesis Vista

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 6: Sesiones 3 y 4

Unidades de medida

Las unidades las podemos editar desde el iacutecono del globo terraacutequeo que se tiene en la esquina

superior derecha de la pantalla

Hemos de seleccionar la opcioacuten referente al Sistema Internacional ya que es como se expresa

el CTE DB SE AE y por tanto es como maacutes faacutecilmente vamos a poder cargar la estructura

minimizando la posibilidad de equivocarnos en el cambio de unidades

Con este sistema no hablaremos de Kg sino de KN Recordemos que la equivalencia

aproximada es de 100 Kg = 1 KN

Carga permamente

En nuestra edicioacuten de las cargas de la estructura tendremos en cada momento una y soacutelo una

hipoacutetesis activa y seraacuten las cargas de estas hipoacutetesis las que modifiquemos borremos o

insertemos

Para seleccionar la hipoacutetesis activa en cada momento elegiremos el menuacute Carga y el submenuacute

Hipoacutetesis Vista

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 7: Sesiones 3 y 4

De momento soacutelo tenemos la Carga permanente por lo que no podemos elegir ninguna otra

cosa

En esta misma ventana aparece la casilla Ver todas que si se activa se visualizariacutean todas las

cargas de la estructura independientemente de la hipoacutetesis que estuviera activa

Una vez aceptado el cuadro anterior podemos observar las cargas que el programa ha

introducido automaacuteticamente en nuestra estructura debidas al peso propio de los elementos

estructurales y de cerramiento que gravitan sobre nuestros cabios Ademaacutes cada pieza tiene

aplicada su propio peso El peso de cada pieza se actualiza automaacuteticamente si cambiamos en

cualquier momento su perfil

Si nos acercamos a los cabios de los poacuterticos intermedios y hastiales o de fachada podemos

observar una banda de carga adicional a aquella debida al peso propio de la pieza Estos

valores adicionales vienen del Generador de Poacuterticos en el cual dispusimos de un cerramiento

de cubierta de panel saacutendwich con un peso de 015KNm2 Ademaacutes sobre nuestros cabios

tambieacuten gravitan las correas Cuando calculamos estas correas se nos informoacute del peso que

inferiacutean a la separacioacuten dada sobre nuestra cubierta que era de 003 KNm2 Si sumamos estos

dos valores nos da un total de 018 KNm2

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 8: Sesiones 3 y 4

Cada dintel soporta la mitad de la banda de cubierta hasta el siguiente poacutertico por delante y

por detraacutes es decir la misma distancia entre poacuterticos Como los poacuterticos hastiales o de fachada

no tienen continuacioacuten de la cubierta por delante o por detraacutes soacutelo soportan una mitad

Es por ello que para los cabios centrales tenemos que (015 + 003) KNm2 x 5 m = 09 KNm Y

para los poacuterticos hastiales la cuenta es (015 + 003) KNm2 x 25 m = 045 KNm valores muy

aproximados al que tenemos implementado

Este desfase entre nuestros valores y los calculados se da principalmente a que el programa

solamente utiliza dos posiciones decimales existiendo variaciones entre el peso real de los

elementos y el que el programa registra Estas diferencias son miacutenimas representando

solamente alguacuten kilo de maacutes en los caacutelculos por lo tanto no seraacute de mayor importancia

Sobrecargas de uso

Es momento de confrontar a las cargas no constantes que pueden solicitar a nuestra

estructura a lo largo de su vida uacutetil las cuales no son imputables a cargas de otra naturaleza ya

contempladas en otras hipoacutetesis (viento sismo o nieve)

En nuestro caso soacutelo tenemos que garantizar que nuestra estructura es capaz de soportar en

buenas condiciones de servicio una eventual reparacioacuten en la cubierta No obstante

dependiendo del caso concreto tambieacuten podriacuteamos tener que considerar los pesos de puentes

gruacuteas maacutequinas adornos etc

La sobrecarga de uso para mantenimiento de una cubierta viene especificada en el CTE DB SE

AE y en su fe de erratas La sobrecarga de empleo para una cubierta ligera de menos de 20ordm

accesible solamente para mantenimiento se estima en 04 KNm2 con la consideracioacuten

adicional de que debemos de estimar dicha sobrecarga como no concomitante con el resto de

las acciones variables Esto permite hacer incompatible esta carga con por ejemplo la de

nieve Por ello no vamos a introducir esta carga porque cuando actuacutee la nieve siempre que sea

de valor igual o mayor a estos 04 KNm2 obtendremos la misma combinacioacuten que si hubiera

actuado esta sobrecarga

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 9: Sesiones 3 y 4

Carga de nieve

De esta solicitacioacuten se encarga expliacutecitamente el epiacutegrafe 35 del CTE DB SE AE

Concretamente en el subepiacutegrafe 351 apartado 2 se nos expresa

En nuestro ejemplo consideramos que nuestra nave no estaacute ni especialmente expuesta ni

especialmente protegida de la nieve ademaacutes consideramos que eacutesta puede resbalar

libremente de la cubierta

El coeficiente de forma lo podemos deducir del subepiacutegrafe 353 en cuyo apartado 2 nos dice

textualmente que

Para deducir el valor caracteriacutestico de carga de nieve sobre un terreno horizontal tenemos

que irnos al subepiacutegrafe 352 Como nuestro emplazamiento elegido no es una capital de

provincia en el apartado 2 se nos emplaza al anejo E de esta norma

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 10: Sesiones 3 y 4

Refirieacutendonos a dicho anejo observamos en su figura E2 que estamos incluidos en la zona

climaacutetica de invierno 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 11: Sesiones 3 y 4

Con este dato y la altura del emplazamiento (529 m) nos vamos a la tabla E2

Podemos observar que nos encontramos entre los 04 KNm2 para 500 m de altura y los 05

KNm2 para los 600 de altura sobre el nivel del mar Podemos interpolar para obtener el valor

que nos corresponde siendo eacuteste de 0429 KNm2 Para obtener el valor correspondiente a la

carga de nieve sobre los cabios habremos demultiplicar por el ancho de banda de cada barra

tenieacutendose asiacute 5 m de ancho de banda para los poacuterticos intermedios y 25 m de ancho de

banda para los poacuterticos hastiales Igualmente se habraacute de considerar el aacutengulo del faldoacuten para

un caacutelculo maacutes preciso

Las cargas que obtenemos para cada tipo de elemento son las siguientes

Poacuterticos intermedios 0429 KNm2 x cos x 5m = 210 KNm

Poacuterticos hastiales 0429 KNm2 x cos x 25m = 105 KNm

Es preciso crear nuestra hipoacutetesis de nieve para lo cual vamos al menuacute Obra y al submenuacute de

Acciones Una vez ahiacute damos clic en el botoacuten Hipoacutetesis adicionales y en este nuevo cuadro

hacemos clic en el botoacuten de edicioacuten de las cargas de nieve en donde antildeadiremos una nueva

hipoacutetesis adicional a la cual denominaremos ldquoNieve simeacutetricardquo y cuya descripcioacuten seraacute

ldquoDistribucioacuten Simeacutetricardquo

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 12: Sesiones 3 y 4

Una vez aceptada esta nueva hipoacutetesis validamos todos los cambios realizados y nos dirigimos

a nuestra estructura para introducir estas cargas

Es importante recordar que deberemos estar colocados en la hipoacutetesis vista correspondiente o

de lo contrario las cargas seraacuten introducidas en otra hipoacutetesis existente

Dentro del menuacute Cargas ejecutamos Introducir cargas sobre barras y seleccionamos las piezas

que hemos de cargar con esta hipoacutetesis las cuales seraacuten los cabios de nuestra estructura

diferenciaacutendolos entre cabios intermedios y cabios hastiales

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 13: Sesiones 3 y 4

Se tomaraacuten como ejes de referencia los ejes globales y la direccioacuten de la carga aquella en

sentido contrario al eje Z global

Con esto termina la carga de la estructura atendiendo a esta hipoacutetesis Ahora deberemos de

hacer caso al CTE DB SE AE concretamente en su apartado 4 del subepiacutegrafe 353 donde se

nos dice que tenemos que considerar las posibles distribuciones asimeacutetricas de la nieve sobre

la cubierta debido a un eventual transporte de eacutesta por el viento

Por lo tanto tendremos que habilitar otras dos hipoacutetesis de nieve a las que llamaremos

ldquoasimeacutetrica derechardquo y ldquoasimeacutetrica izquierdardquo las cuales describiremos como ldquomenos nieve a

la izquierdardquo y ldquomenos nieve a la derechardquo respectivamente

Tendremos que explicarle al programa la relacioacuten real que va a haber en nuestra estructura

entre estas tres hipoacutetesis de nieve En este caso la relacioacuten es simple si actuacutea cualquier de

ellas no actuacutea ninguna de las otras dos es decir son incompatibles entre siacute Por lo tanto

habremos de cambiar las condiciones de compatibilidad que el programa nos da

automaacuteticamente

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 14: Sesiones 3 y 4

Haciendo excluyentes a cada una de las hipoacutetesis referentes a nieve podemos ver que

finalmente solo podraacuten presentarse cuatro posibles casos el caso en el que no exista nieve y

cualquiera de los 3 casos en los que existe nieve ya sea de forma simeacutetrica o de forma

asimeacutetrica a la derecha o izquierda respectivamente

Es momento de introducir las cargas correspondientes a estas nuevas hipoacutetesis en nuestras

barras haciendo caso de lo dicho anteriormente en el apartado 4 del subepiacutegrafe 353 del CTE

DB SE AE

Por lo tanto para la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica izquierdardquo reducimos a la mitad los valores de la

nieve en ese alero con respecto a la hipoacutetesis de ldquonieve simeacutetricardquo Se haraacute lo mismo para el

caso de la hipoacutetesis ldquoasimeacutetrica derechardquo

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 15: Sesiones 3 y 4

Podemos ahora observar todas las hipoacutetesis que hasta el momento hemos introducido en la

estructura al activar la casilla Ver todas del cuadro de diaacutelogo mostrado al seleccionar

Hipoacutetesis vista del menuacute Cargas

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 16: Sesiones 3 y 4

Cargas de viento

Conceptos previos

Sotavento y Barlovento son dos teacuterminos opuestos referidos a la direccioacuten del viento

Barlovento es la direccioacuten desde donde proviene el viento en un momento y lugar determinado Sotavento es el lado contrario de donde viene el viento

Para cargar la estructura frente al viento usaremos igualmente el CTE DB SE AE en su epiacutegrafe

33 como se cita a continuacioacuten

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 17: Sesiones 3 y 4

Nos remitimos primeramente al anejo D para obtener el valor de la presioacuten dinaacutemica del

viento para nuestro caso

Para nuestro caso corresponderaacute una presioacuten dinaacutemica del viento de 045KNm2 Podriacuteamos

haber elegido de manera geneacuterica y de acuerdo al punto 332 un valor de 050 KNm2 pero la

diferencia es de un 10 en este caso que siempre pareceraacute demasiado para los intereses de

nuestro cliente

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 18: Sesiones 3 y 4

Coeficientes de exposicioacuten

Depende de la altura del punto considerado con respecto a la rasante de barlovento es decir

medido desde el suelo en cada cara por donde pueda soplar el aire Suponemos que nuestra

nave estaacute nivelada y que la cota 0 corresponde a la base de la misma Como no se especifica

cuaacutel es el punto a considerar para cada barra siguiendo con el criterio que toma CYPE

adoptaremos una altura z igual al punto medio de cada barra

Para pilares laterales tendremos una z de 350 m para los dinteles de 825 m para los pilares

auxiliares de fachada de fuera a adentro de 4125m y 475 m respectivamente

Ahora refirieacutendonos a la tabla 34 del epiacutegrafe 333 y debido a que nuestra nave pertenece al

grado de aspereza 4 interpolaremos valores para cotas de 3 6 y 9 m

Podriacuteamos obtener tambieacuten estos valores con un mayor grado de precisioacuten a partir de la

foacutermula D2 del epiacutegrafe D2 del anejo D

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 19: Sesiones 3 y 4

Sin cometer grandes errores y para no confundirnos con unos valores u otros tomaremos

como vaacutelidos los valores del coeficiente de exposicioacuten de 135 para los pilares y de 163 para

los cabios

Habremos de expandir un poco nuestra foacutermula inicial en virtud del punto 3 del epiacutegrafe 335

que dice que si el edificio presenta grandes huecos el viento puede generar ademaacutes de

presiones exteriores presiones interiores Esta norma no define claramente queacute se consideran

grandes huecos por lo que podemos suponer en cada caso lo que estimemos oportuno

En nuestro caso recordaremos lo expuesto en el capiacutetulo segundo Contamos con dos puertas

de 5x5 m y tres ventanas de 2x1 m en cada hastial y con cuatro ventanas de 2x1 m en cada

lateral

Vamos a considerar que estos 128 m2 que tenemos de huecos en todo el periacutemetro de la nave

siacute son suficientemente grandes como para considerar la presioacuten interior en la nave que

generariacutea el viento al entrar por ellos

Como los huecos son simeacutetricos en ambas laterales y en ambas fachadas solo utilizaremos

otros dos coeficientes de exposicioacuten Estos dos se calcularaacuten de la misma manera que los

anteriores pero considerando como altura media a la altura media ponderada calculada en la

primera sesioacuten Recordemos que en los laterales era de 5 m y en las fachadas correspondiacutea a

276 m Con estos valores y realizando la interpolacioacuten obtenemos los siguientes resultados

para el coeficiente de exposicioacuten

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 20: Sesiones 3 y 4

Para el caso de las fachadas y debido a que no tenemos valores de z menores a 3m para

interpolar correctamente tomaremos el menor valor que aparece en la tabla siendo eacuteste de

13

Coeficiente de presioacuten interior

A partir del epiacutegrafe 335 en su tabla 36 habremos de deducir el coeficiente de presioacuten

interior En esta tabla tendremos que entrar con la esbeltez que ve el viento del edificio en

funcioacuten de su direccioacuten y con el aacuterea de los huecos que queden a sotavento en la succioacuten

respecto del aacuterea total de huecos del edificio

Si nuestra nave tiene huecos el programa buscaraacute las dos posibilidades peacutesimas para cada

direccioacuten del viento la que produce en el interior la mayor sobrepresioacuten y la que genera en su

interior la mayor depresioacuten

La maacutexima sobrepresioacuten interior se da cuando tenemos todos los huecos abiertos en la cara en

la que azota el viento la cara de barlovento y el resto de huecos cerrados Anaacutelogamente la

maacutexima succioacuten interior se da cuando tenemos abiertos todos los huecos a sotavento y el

resto cerrados

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 21: Sesiones 3 y 4

Para poder entrar a la tabla anteriormente mostrada habremos de calcular la esbeltez en

primera instancia La esbeltez se calcula dividiendo la altura del edificio entre la distancia

(anchura) que tiene que recorrer el viento hasta superar la estructura

Para un caso la distancia que habraacute que recorrer el viento para superar la estructura seraacuten los

25 metros de ancho de nuestra nave para el otro caso seraacuten los 40 m de largo que tiene la

nave En ambos casos la altura de la edificacioacuten corresponderaacute a 95 m tenieacutendose asiacute

En ambos casos se tiene una esbeltez menor de 1 por lo que entraremos al primer rengloacuten de

nuestra tabla Si buscamos la maacutexima presioacuten tenemos que considerar todas las aacutereas de la

cara en la que azota el viento abiertas y el resto cerradas Eso significa que los huecos a

sotavento son 0 porque en esta consideracioacuten estaacuten cerrados por lo que la fraccioacuten entre los

huecos a sotavento y el resto de vanos va a ser 0 Es por ello que independientemente de

donde venga el viento el valor que le corresponde seguacuten esta tabla a todas las situaciones de

presioacuten interior va a ser de 07

Anaacutelogamente al buscar la maacutexima succioacuten interior tenemos que abrir todos los huecos de la

cara a sotavento y el resto cerrarlos lo que arroja una razoacuten entre huecos y el resto de 1 Por

tanto independientemente de donde venga el viento las situaciones de maacutexima succioacuten

interior se dan con un coeficiente de presioacuten interior de -05

Estas sobrepresiones o depresiones interiores se aplican en todas las superficies de nuestra

nave y tiene que sumarse algebraicamente a las presiones o depresiones que el viento exterior

genera sobre cada cara de nuestra nave

El viento puede solicitar a nuestra nave soplando por cualquiera de sus cuatro caras El aacutengulo

de este viento con respecto al cero trigonomeacutetrico lo llamaremos θ Por tanto venga por

donde venga el viento quedaraacute enmarcado en alguna de las direcciones descritas

graacuteficamente a continuacioacuten

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 22: Sesiones 3 y 4

Con estas direcciones del viento y con las situaciones extremas de presioacuten y de succioacuten

interior podemos deducir ya hasta ocho hipoacutetesis que seriacutean

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior

Es necesario que reescribamos nuestra expresioacuten inicial puesto que hemos de diferenciar los

coeficientes en funcioacuten de si son interiores o exteriores

Ce int Cp int Ceint Cp int

Viento a 0ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 0ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 90ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 90ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Viento a 180ordm maacutexima presioacuten interior 137 07 096

Viento a 180ordm maacutexima succioacuten interior 137 -05 -069

Viento a 270ordm maacutexima presioacuten interior 13 07 091

Viento a 270ordm maacutexima succioacuten interior 13 -05 -065

Coeficientes eoacutelicos o de presioacuten exterior

Utilizaremos para la obtencioacuten de este coeficiente lo contenido en el anejo D3 Habremos de

manejar varias tablas para hallar estos coeficientes Primeramente habremos de buscar los

coeficientes a aplicar en las paredes y despueacutes en la cubierta Para hallar el teacutermino de presioacuten

exterior multiplicaremos los coeficientes eoacutelicos por el coeficiente de exposicioacuten de la pieza

en estudio seguacuten lo que obtuvimos en pasos previos

Calcularemos primeramente las cargas en los paramentos verticales es decir en los

cerramientos de nuestra nave Nos dirigimos la tabla D3 En ella nos encontramos unos

graacuteficos que nos distribuyen las distintas zonas de carga en funcioacuten de donde venga el viento

Como el viento puede venir por las cuatro caras habraacute que ir ldquodando vuelta a la naverdquo hasta

que coincida con el aacutengulo del viento con el que estaacute dibujado en el tercer graacutefico de dicha

tabla Inicialmente se muestra la direccioacuten para 315ordm (-45ordm) lt θ lt 45ordm un viento lateral pero si

giramos la paacutegina 90ordm en sentido antihorario tenemos el viento frontal cada cuarto de vuelta

va generando una hipoacutetesis distinta

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 23: Sesiones 3 y 4

En cada hipoacutetesis la cara que azote directamente el viento se llamaraacute D la opuesta seraacute la E la

de sotavento En funcioacuten del aacutengulo una de las dos caras restantes quedaraacute al rebufo de los

vientos y en ella se distribuyen las zonas A B y C En funcioacuten del aacutengulo de incidencia del

viento en proyeccioacuten horizontal las distintas zonas A B C D y E iraacuten rulando y ocupando

distintas zonas del cerramiento

Viento en paramentos

Viento a 0ordm

La primera hipoacutetesis que analizaremos es la correspondiente al viento llegando entre 315ordm y

45ordm por ejemplo a 0ordm Es precisamente la que se dibuja en el graacutefico de la tabla D3 En este

caso la zona D es el lateral izquierdo la E el lateral derecho y las zonas A B y C ocupariacutean el

hastial delantero o el trasero en funcioacuten de si el aacutengulo es algo menor o mayor que 0

respectivamente Para generalizar dispondremos las cargas de las zonas A B y C en ambos

pintildeones

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 24: Sesiones 3 y 4

Para calcular las anchuras de las zonas A B y C tenemos que fijarnos en el primer graacutefico de

esta tabla En eacutel se nos dice que la zona A ocupa una anchura de e10 la C es de d-e y la B es

de e-e10=9e10 El valor del paraacutemetro d seguacuten el tercero de los graacuteficos coincide con la

longitud del paramento ocupado por las zonas A B y C es decir el que da a sotavento entre las

zonas D y E La e se obtiene de la expresioacuten e = min(b 2h)

En esta foacutermula la b es la longitud del paramento E el de sotavento y la h es la altura maacutexima

que se acota en los dos primeros graacuteficos Es decir la altura maacutexima del paramento lateral si

las zonas A B y C estaacuten en uno de los laterales o la altura de cumbrera si estas tres zonas estaacuten

en un hastial como es ahora nuestro caso en esta primera hipoacutetesis Por tanto la e es el

miacutenimo valor entre la b y dos veces la h que corresponda

e = miacuten [40 (2950=19)] = 19 m

d = 25 m

A ocupa e10 = 19 m

B ocupa 9e10 = 171 m

C ocupa d-e = 6 m

Soacutelo tenemos que tomar en cuenta que A es la banda que hace esquina con la cara a

barlovento en cada hipoacutetesis y la C es la que hace esquina con la cara a sotavento

Todas las superficies de todas las zonas son mayores a 10 m2 por lo que tomaremos la primera

fila de esta tabla y entramos con ella a la subfila que corresponda al valor de hd en nuestro

caso 9525 =038

Podriacuteamos tomar sin cometer mucho error los valores de la subfila en la que hd le 025 Si

buscaacuteramos mayor exactitud tendriacuteamos que interpolar dichos valores

Es ahora cuando podemos elegir entre continuar con exactitud nuestros caacutelculos tal como

haraacute el programa o hacerlo de forma aproximada que es lo que haremos manualmente Este

uacuteltimo meacutetodo consistiraacute en ldquofabricarnosrdquo un coeficiente por cada cara es decir sin tener en

una misma cara tres zonas distintas de cargas Este coeficiente bien podriacutea ser el mayor de las

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 25: Sesiones 3 y 4

zonas participantes pero es mucho maacutes justo promediar el coeficiente calculado para las

zonas A B y C por sus anchos de influencia Por tanto tendremos

Para nuestro caso el coeficiente de presioacuten exterior para las zonas A B y C lo hemos

denominado ABC y para esta hipoacutetesis valdraacute

Hacemos ahora una tabla resumen que habriacuteamos de repetir para cada hipoacutetesis generada

A B C D E

Cpext -12 -08 -05 07 -03

m 19 171 6 40 40

Cpext 076 07 -03

Ahora calcularemos los teacuterminos de presioacuten exterior y por consiguiente la carga estaacutetica de

viento a aplicar en cada paramento dentro de las hipoacutetesis en estudio

Tabla de presioacuten exterior para los paramentos en las hipoacutetesis de viento lateral

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 26: Sesiones 3 y 4

Carga estaacutetica de viento en paramentos para viento a 0ordm con maacutexima succioacuten interior

El criterio es que un valor positivo de estas cargas es para las cargas que salen dentro de la

nave como si explotara algo dentro Estos valores positivos se dan cuando predomina la

presioacuten interior sobre la exterior o cuando ambas salen Los sentidos negativos son las cargas

que intentan tirar nuestros paramentos hacia dentro de la nave se da cuando predomina el

azote del viento

Es momento de aplicar estos valores a los pilares de la estructura Habilitaremos de momento

estas dos hipoacutetesis

Una vez habilitadas estas dos hipoacutetesis nos dispondremos a introducir las cargas deducidas a

cada pieza atendiendo especialmente a la direccioacuten y al signo de cada carga En estas hipoacutetesis

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 27: Sesiones 3 y 4

las cargas de las barras de la zona ABC llevan la direccioacuten del eje X global El sentido ene ste eje

X seraacute positivo si sale del hastial delantero y negativo si sale del hastial trasero

Por otra partes en estas hipoacutetesis las cargas de las barras situadas en las zonas D y E se

desarrollan a lo largo del eje Y global El sentido en este eje seraacute positivo si entra en el lateral

izquierdo o sale del derecho y viceversa

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 28: Sesiones 3 y 4

Viento en cubierta

Viento a 0ordm

Usaremos las tablas D6a) y D6b) de nuestro CTE DB SE AE debido a que nuestra estructura

es una estructura de dos aguas

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 29: Sesiones 3 y 4

En estas tablas podemos observar que la cubierta tambieacuten tiene distintas zonas de carga

concretamente son F G H I y J en la tabla D6a) y soacutelo F G H e I en la tabla D6b) Tambieacuten

tenemos los famosos paraacutemetros θ h b d y e ademaacutes de uno nuevo el de la pendiente de

nuestra cubierta

Iniciamos de la misma forma que hicimos anteriormente a manera de ir obteniendo nuestros

coeficientes para cada hipoacutetesis

En este caso para la hipoacutetesis de viento a 0ordm los valores son h=95 m b= 40 m d=25 m Por

e=min (b 2h) = 19 m

Habremos de entrar en la tabla con el aacutengulo que en nuestro caso se aproxima a 10ordm por lo

que tendremos que interpolar los valores entre 5ordm y 15ordm

Buscamos los valores del coeficiente de presioacuten exterior en las subfilas de las zonas cuyas

aacutereas son ge 10 m2 Avanzamos horizontalmente en la tabla y comprobamos que se nos dan dos

valores del coeficiente para cada zona eso quiere decir que el mismo viento que solicita a

nuestra nave generando las cargas sobre paramentos que ya introducimos puede solicitar a la

cubierta de dos formas distintas seguacuten los valores superiores y seguacuten los valores inferiores

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 30: Sesiones 3 y 4

Ahora obtenemos las tablas que resumiraacuten los datos correspondientes a la presioacuten exterior y la

carga estaacutetica de viento en nuestra cubierta para las hipoacutetesis en estudio

Teacuterminos de presioacuten exterior para la cubierta en las hipoacutetesis de viento lateral tipo 1 y tipo 2

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 1 con maacutexima succioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima presioacuten interior

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior

Page 31: Sesiones 3 y 4

Carga estaacutetica de viento en cubierta para viento a 0ordm tipo 2 con maacutexima succioacuten interior