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APNB1225003-1 - NORMAS
Ingeniería Petrolera (PET - 125-2)
Universidad Autónoma Gabriel René Moreno
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####### IBNORCA ANTEPROYECTO DE NORMA BOLIVIANA APNB 1225003-
Acciones sobre las estructuras - Acción del viento – Parte 1: Especificaciones
CAPITULO 1 – REQUISITOS GENERALES
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
1.1 Objeto
La presente norma tiene el objeto determinar los procedimientos y los medios para obtener los valores de las acciones producidas por el viento sobre las construcciones o sus diferentes partes, durante su etapa de servicio.
1.1 Campo de aplicación
Esta norma se aplica a todas las construcciones dentro del territorio nacional.
Los edificios y otras estructuras excepto puentes, incluyendo tanto su sistema principal resistente a la fuerza del viento como sus componentes y revestimientos, se deben diseñar y construir para resistir las cargas de viento que se especifican en esta Norma.
1 PROCEDIMIENTOS ADMITIDOS
Las cargas de viento de diseño para edificios y otras estructuras, incluyendo tanto su sistema principal resistente a la fuerza del viento como sus elementos componentes y de revestimiento, se deben determinar siguiendo alguno de los procedimientos siguientes:
Método 1 – Procedimiento analítico tal como se especifica en el Capítulo 5 para el cálculo de la Presión Dinámica, y de los Capítulos 7 al 11 para los Coeficientes de Presión y Fuerza; para edificios y otras estructuras que reúnen los requisitos allí indicados.
Método 2 – Procedimiento simplificado tal como se especifica en el capítulo 6, para edificios que reúnen los requisitos allí indicados.
Para procedimiento del Túnel de Viento ver CIRSOC 102 (República Argentina) o ASCE- (U.S.).
1 PRESIONES DE VIENTO QUE ACTÚAN SOBRE LAS CARAS OPUESTAS DE CADA SUPERFICIE DE LA CONSTRUCCIÓN
En el cálculo de las cargas de viento de diseño para el sistema principal resistente a la fuerza del viento y para componentes y revestimientos en edificios, se debe tener en cuenta la suma algebraica de las presiones actuantes en las caras opuestas de cada superficie de la construccion.
1 CARGA DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMA
La carga de viento de diseño, determinada por cualquiera de los procedimientos especificados en el artículo 1, no debe ser menor que la indicada en este artículo.
1.4 Sistema principal resistente a la fuerza del viento(SPRFV)
La carga de viento que se debe utilizar en el diseño del sistema principal resistente a la fuerza del viento para un edificio u otra estructura cerrados o parcialmente cerrados, no debe ser menor que el valor 0,50 kN/m 2 multiplicado por el área del edificio o estructura proyectada sobre un plano vertical normal a la dirección supuesta para el viento.
La fuerza de viento de diseño para edificios y otras estructuras abiertas no debe ser menor que el valor 0,50 kN/m 2 multiplicado por el área Af.
1.4 Componentes y revestimientos
La presión de viento de diseño para componentes y revestimientos de edificios no debe ser menor que una presión neta de 0,50 kN/m 2 actuando en una u otra dirección normal a la superficie.
####### CAPÍTULO 2 - DEFINICIONES
####### 2 DEFINICIONES GENERALES
2.1 Aberturas
Vanos u orificios en la envolvente de la construcción que permiten al aire fluir a través de ésta y que se consideran <abiertos= durante el viento de diseño tal como se define en esta norma.
2.1 Aprobado
Aceptado por la autoridad reguladora.
2.1 Altura media de cubierta, h
El promedio entre la altura del alero y la altura del punto más elevado de la superficie de cubierta, excepto que, para ángulos, de cubierta, menores o iguales a 10º, la altura media de cubierta será la altura del alero.
2.1 Bibliografía reconocida
Resultados publicados de investigaciones y artículos técnicos que están aprobados por la autoridad reguladora.
2.1 Área efectiva de viento
El área usada para determinar GCp. Para componentes y paneles de revestimiento, el área efectiva de viento en figuras 7.4.1 hasta 7.4.1 y figura 7.4 es la longitud del tramo mul- tiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo. Para elementos de sujeción de revestimientos, el área efectiva de viento no será mayor que el área que es tributaria a un sujetador individual.
2.1 Autoridad reguladora
Organismo o ente en la jurisdicción municipal en que se encuentra la obra, pública o priva- da, ejerce el poder de regular, autorizar su ejecución y fiscalizar el desarrollo de la construc- ción.
2.1 Cobertura resistente a impactos
Una cobertura diseñada para proteger vidriados, la cual mediante un método aprobado de ensayo ha demostrado soportar los impactos de proyectiles arrastrados por el viento, sus- ceptibles de producirse en regiones de vientos intensos durante el viento de diseño.
2.1 Colina
Con respecto a los efectos topográficos en el artículo 5, una superficie de terreno caracte- rizado por fuertes relieves en cualquier dirección horizontal (ver figura 5.6).
2.1 Componentes y revestimientos
Aquellos elementos que no forman parte del sistema principal resistente a la fuerza del vien- to.
2.1 Edificios
Construcción fija, hecha con materiales resistentes para habitación humana o para otro uso ( Real Academia Española ).
2.1 Edificio abierto
Un edificio que tiene cada pared abierta al menos en un 80%. Esta condición se expresa para cada pared mediante la ecuación Ao g 0,8 Ag , (Véase 4.3)
2.1 Edificio cerrado
Un edificio que no cumple con las condiciones establecidas para edificios abiertos o par- cialmente cerrados.
2.1 Edificio con diafragmas simples
Un edificio cerrado o parcialmente cerrado en el cual las cargas de viento se trasmiten al sistema principal vertical resistente a la fuerza del viento a través de diafragmas de entrepi- sos y cubierta.
2.1 Edificio de baja altura
Aquellos edificios cerrados o parcialmente cerrados que cumplen con las siguientes condi- ciones:
la altura media de cubierta h es menor o igual a 20 m.
la altura media de cubierta h no excede la menor dimensión horizontal.
2.1 Edificio parcialmente cerrado
Un edificio que cumple con las dos condiciones siguientes:
el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede la su- ma de las áreas de aberturas en el resto de la envolvente del edificio (paredes y techo) en más del 10%. Y además:
el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede el va- lor menor entre 0,4 m 2 o el 1% del área de dicha pared, y el porcentaje de aberturas en el resto de la envolvente del edificio no excede el 20%.
Estas condiciones están expresadas en el ítem 4.3.
2.1 Edificio y otras estructuras de forma regular
Un edificio u otra estructura que no contiene irregularidades geométricas en forma espacial.
2.1 Edificios y otras estructuras flexibles
Aquellos edificios y otras estructuras esbeltas que tienen una frecuencia natural fundamental menor que 1,0 Hz.
2.1 Edificios y otras estructuras rígidas
Un edificio u otra estructura cuya frecuencia natural es mayor o igual que 1,0 Hz.
2.1 Envolvente del edificio
Revestimiento, techado, paredes exteriores, vidriados, puertas, ventanas, lucernas y otras componentes que envuelven al edificio.
2.1 Escarpa
Con respecto a los efectos topográficos en el artículo 5, un farallón o pendiente fuerte que por lo general separa dos áreas de pendiente suave.
2.1 Factor de Importancia, Ι
Factor que tiene en cuenta el grado de riesgo para la vida humana y daños a la propiedad.
2.1 Fuerza de diseño, F
Fuerza estática equivalente que se usará en la determinación de cargas de viento para edifi- cios abiertos y otras estructuras.
2.1 Loma
Con respecto a los efectos topográficos en el artículo 5, una cresta de colina alargada ca- racterizada por fuertes relieves en dos direcciones (ver Figura 5.6).
2.1 Presión de diseño, p
Presión estática equivalente que se usará en la determinación de cargas de viento para edi- ficios.
2.1 Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Un conjunto de elementos estructurales destinado a brindar apoyo y estabilidad a la estruc- tura en su totalidad. El sistema generalmente recibe las cargas de viento provenientes de más de una superficie.
2.1 Velocidad básica de viento, V
Velocidad de ráfaga para un intervalo de 3 seg , a 10,0 m sobre el terreno, en exposición C (según el artículo 5.6) y asociada con una probabilidad anual de 0,02 de ser igualada o excedida (intervalo medio de recurrencia de 50 años ).
2.1 Vidriado
Lámina de vidrio o plástico transparente o translúcido utilizada en ventanas, puertas o lucer- nas (Traga luces).
2.1 Vidriado resistente a impactos
Vidriado que ha demostrado mediante un método aprobado de ensayo que puede soportar los impactos de elementos arrastrados por el viento, susceptibles de producirse en regiones de vientos intensos durante el viento de diseño.
####### CAPÍTULO 3 - SIMBOLOGÍA
####### 3 LETRAS LATINAS
A área efectiva de viento, en m 2.
Af área de edificios y otras estructuras abiertas, sea normal a la superficie o proyectada sobre un plano normal a la dirección del viento, en m 2.
Ag área total de aquella pared con la cual Ao está asociada, en m 2.
Agi suma de las áreas totales de superficie de la envolvente del edificio (paredes y techo) no incluyendo Ag , en m 2.
Ao área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva, en m 2.
Aoi suma de las áreas de aberturas de la envolvente del edificio (paredes y techo) no incluyendo Ao , en m 2.
Aog área total de aberturas de la envolvente del edificio, en m 2.
a ancho de la zona asociada al coeficiente de presión, en m.
B dimensión horizontal de un edificio medida normalmente a la dirección del viento, en m.
𝖃 factor de velocidad media horaria de viento en la ecuación 12, obtenido de la
Tabla 5.5-
𝖃 factor de velocidad de ráfaga de 3 seg , de la Tabla 5.5-.
Cf coeficiente de fuerza que se debe usar en la determinación de las cargas de viento para otras estructuras.
Cp coeficiente de presión externa que se debe usar en la determinación de las cargas de viento para edificios.
c factor de intensidad de la turbulencia en la ecuación 3, obtenido de la Tabla 5.5- 2.
D carga permanente.
D diámetro de una estructura o elemento circular, en m.
D’ profundidad de elementos salientes tales como nervaduras y aleros, en m.
E carga sísmica.
G factor de efecto de ráfaga.
Gf factor de efecto de ráfaga para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento de edificios y otras estructuras flexibles.
GCp producto del coeficiente de presión externa y del factor de efecto de ráfaga que se usará en la determinación de cargas de viento para edificios. (ver Nota 1 al final de este Capítulo).
GCpf producto del coeficiente de presión externa equivalente y del factor de efecto de ráfaga que se usará en la determinación de cargas de viento para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento en edificios de baja altura. (ver Nota 1 al final de este Capítulo).
GCpi producto del coeficiente de presión interna y del factor de efecto de ráfaga que se usará en la determinación de cargas de viento para edificios. (ver Nota 1 al final de este Capítulo).
gQ factor de pico para la respuesta base en el cálculo del factor de efecto ráfaga.
gR factor de pico para la respuesta resonante en el cálculo del factor de efecto ráfaga.
gv factor de pico para la respuesta al viento en el cálculo del factor de efecto ráfaga.
H altura de la loma o escarpa en la Tabla 5.6 , en m.
h altura media del techo de un edificio o altura de otra estructura, excepto para un ángulo del techo θ menor o igual a 10° en que se usará la altura del alero, en m.
H carga debida a la presión lateral del terreno, agua freática, o presión de materialesensilados.
I factor de importancia.
𝔤Ā intensidad de la turbulencia que se obtiene de ecuación 3.
K 1 , K 2 , K 3 multiplicadores para obtener Kzt****.
Kd factor de direccionalidad del viento según la Tabla 5..
Kh coeficiente de exposición para la presión dinámica, evaluado a la altura z = h.
Kz coeficiente de exposición para la presión dinámica, evaluado a la altura z.
Kzt factor topográfico.
L sobrecarga en general (vésae Anexo C).
L dimensión horizontal de un edificio medida paralelamente a la dirección del viento, en m.
Lh distancia en la dirección de barlovento, medida desde la cresta de la colina o escarpa según la Figura 5.6 hasta el punto en que la diferencia de elevación del terreno es la mitad de la altura de la colina o escarpa, en m.
Lr sobrecarga de cubierta.
𝕳Ā escala de longitud integral de la turbulencia, en m.
l factor de escala de longitud integral obtenido de la Tabla 5.5-2 , en m.
M mayor dimensión de un cartel, en m.
N menor dimensión de un cartel, en m.
N 1 frecuencia reducida que se obtiene de la ecuación 10.
n 1 frecuencia natural del edificio, en Hz.
p presión de diseño que se usará en la determinación de cargas de viento para
edificios, en N/m
2 .
pL presión de viento actuando en la cara a sotavento según la figura 7.2.
pW presión de viento actuando en la cara a barlovento según la figura 7.2.
Q respuesta base dinámica
q presión dinámica, en N/m
2 .
qh presión dinámica evaluada a la altura z = h, en N/m
2 .
qi presión dinámica para la determinación de presión interna.
qz presión dinámica evaluada a la altura z sobre el nivel del terreno, en N/m
2 .
R carga de lluvia (véase Anexo C).
R factor de respuesta resonante obtenido de la ecuación 8.
RB, Rh, RL valores de R l
Ri factor de reducción
S carga de nieve.
r relación flecha-luz para techos en arco.
V velocidad básica de viento obtenida de la Tabla 5 , en m/s. La velocidad básica de viento corresponde a una velocidad de ráfaga de 3 seg de duración, a 10 m por sobre el terreno, en categoría de exposición C y asociada con una probabilidad anual de ser igualada o excedida de 0,02 (intervalo medio de recurrencia de 50 años).
Vi volumen interno no dividido, en m
3 .
𝕽 Ā velocidad media horaria del viento a la altura Ā , en m/s.
W carga de viento (véase Anexo C).
W ancho del para el cálculo de GCp en Componentes y Revestimientos en m.
X distancia al centro de presión desde el borde de barlovento encubierta monodependiente.
x distancia tomada desde la cima, en la dirección de barlovento o de sotavento, en la Tabla 5.6 , en m.
z altura sobre el nivel del terreno, en m.
Ā altura equivalente de la estructura, en m.
zg altura nominal de la capa límite atmosférica utilizada en esta Norma. Sus valores se detallan en la Tabla 5.5-2.
zmin constante de exposición dada en la Tabla 5.5-.
3 LETRAS GRIEGAS
ñ exponente para la ley potencial de la velocidad de ráfaga de 3 segundos, dado en la
Tabla 5.5-2.
𝔶 inversa de α en la Tabla 5.5-2.
𝔶 exponente para la ley potencial de la velocidad media horaria del viento obtenido de la
Tabla 5.5-2.
β relación de amortiguamiento, porcentaje de amortiguamiento crítico para edificios y otras estructuras.
ε relación del área llena al área total para carteles abiertos, caras de torres reticuladas o estructuras de celosía.
exponente para la ley potencial de la escala de longitud integral obtenido de la Tabla
####### 5.5-2.
θ ángulo del plano de la cubierta respecto a la horizontal, en grados.
ν relación altura-ancho para carteles llenos.
NOTA 1
En laNorma, a los productos GCp, GCpf y GCpi se los llama coeficientes de presión externa y coeficientes de presión interna respectivamente, debido a que los valores dados en las Tablas y Figuras con el mismo nombre, incluyen al factor de efecto de ráfaga del cual no sepueden separar, tal como se aclara en los casos correspondientes.
####### CAPÍTULO 4 - CONDICIONES GENERALES – PROCEDIMIENTO ANALÍTICO
####### 4 GENERALIDADES
Un edificio u otra estructura cuya carga de diseño se determina utilizando el Procedimiento Analítico debe reunir las siguientes condiciones:
1) El edificio u otra estructura es de forma regular, como se define en el Capítulo 2, y
2) El edificio u otra estructura no posee características de respuesta que den lugar a cargas transversales de viento, desprendimientos de vórtice, inestabilidad debida a galope o fla- meo. Por su ubicación, tampoco deben merecer consideración especial los efectos de canalización o golpeteo en la estela debido a las obstrucciones a barlovento
4 LIMITACIONES
Las disposiciones para el Procedimiento Analítico (Capítulo 5), tienen en cuenta el efecto de amplificación causado por ráfagas en resonancia con las vibraciones en dirección del viento de edificios u otras estructuras flexibles. Los edificios u otras estructuras que no reúnen los requisitos del artículo 4, o que tienen formas o características de respuesta inusuales, se deben diseñar recurriendo a bibliografía reconocida que documente tales efectos de la carga de viento, o bien se deben remitir al uso del túnel de viento especificado en el Capítulo 5 correspondiente a la <Memoria= de este Norma.
4.2 Protecciones
No se permiten reducciones en la presión dinámica provenientes de la aparente protección brindada por edificios y otras estructuras u obstáculos del terreno.
4.2 Revestimiento permeable al aire
Las cargas de viento de diseño determinadas con este texto se deben usar para todo reves- timiento permeable al aire, a menos que se garanticen cargas menores a través de datos de ensayos aprobados o de bibliografía reconocida para el tipo de revestimiento permeable considerado.
4 CLASIFICACIÓN DE LAS CONSTRUCCIONES
El presente Norma clasifica las construcciones de acuerdo con su forma de conjunto, su ubicación en el espacio y la permeabilidad de sus paredes.
4.3 Según su forma de conjunto
a) las construcciones prismáticas de base cuadrangular (ver Capítulo 7).
b) las construcciones prismáticas de base poligonal regular y construcciones cilíndricas (ver Capítulo 8);
c) los paneles llenos y las cubiertas aisladas (ver Capítulo 9);
d) las construcciones con aberturas y construcciones de reticulado (ver Capítulo 10);
e) las construcciones diversas, que no entran en las categorías anteriores, por ejemplo esfe- ras y pasadizos cerrados entre edificios (ver Capítulo 11).
4.3 Según la ubicación en el espacio
a) las construcciones apoyadas en el suelo o unidas a un plano de grandes dimensiones de otra construcción;
b) construcciones aisladas aerodinámicamente en el espacio, para las cuáles las distancias al suelo y a una pared vecina son, respectivamente, superiores o iguales a su dimensión, según la vertical o según una perpendicular a dicha pared;
c) casos intermedios entre los dos anteriores;
d) construcciones comprendidas entre dos planos paralelos de grandes dimensiones de otras construcciones.
4.3 Según la permeabilidad de sus paredes
a) Edificio abierto : Un edificio que tiene cada pared abierta al menos en un 80%. Esta con- dición se expresa para cada pared mediante la ecuación Ao g 0,8 Ag , donde:
Ao el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva en m 2. Ag el área total de aquella pared con la cual Ao está asociada, en m 2.
b) Edificio cerrado : Un edificio que no cumple con las condiciones establecidas para edifi- cios abiertos o parcialmente cerrados.
c) Edificio parcialmente cerrado : Un edificio que cumple con las dos condiciones siguientes:
1) el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede la su-
ma de las áreas de aberturas en el resto de la envolvente del edificio (paredes y techo) en más del 10%. Y además:
2) el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede el va-
lor menor entre 0,4 m 2 o el 1% del área de dicha pared, y el porcentaje de aberturas en el resto de la envolvente del edificio no excede el 20%.
Estas condiciones están expresadas por las siguientes ecuaciones:
Ao >1,10 Aoi
Ao >0,4 m 2 >0,01 Ag , el que sea menor, y Aoi / Agi > f0,20 , siendo:
Ao el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva, en m 2. Ag el área total de aquella pared con la cual Ao está asociada, en m 2. Aoi la suma de las áreas de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y techo) no incluyendo Ao , en m 2. Agi la suma de las áreas totales de superficie de la envolvente del edificio (paredes y techo) no incluyendo Ag , en m 2.
####### 4 CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTOS
4.4 Generalidades
Para la determinación de los coeficientes de presión interna todos los edificios se clasifican en cerrados, parcialmente cerrados o abiertos, como se define en el Capítulo 2.
4.4 Aberturas
A fin de determinar la clasificación de cerramientos definida en el artículo 5.9, se debe es- tablecer la cantidad de aberturas en la envolvente del edificio.
4.4 Materiales arrastrados por el viento
El vidriado en los 20,0 m inferiores de edificios de categorías II, III y IV ubicados en regiones susceptibles de ser afectadas por partículas arrastradas por el viento debe ser resistente a impactos o protegido por una cubierta que lo sea, o tal vidriado se debe asimilar a una aber- tura cuando reciba presiones externas positivas.
4.4 Clasificaciones múltiples
Si un edificio por definición cumple simultáneamente con la clasificación <abierto= o <parcial- mente cerrado=, se debe clasificar como <abierto=. Si un edificio no cumple ni con la clasifi- cación de <abierto= ni <parcialmente cerrado=, se debe considerar <cerrado=.
####### CAPÍTULO 5 - MÉTODO 1 - PROCEDIMIENTO ANALÍTICO
####### 5 GENERALIDADES
En el presente Capítulo se describe el procedimiento general para la evaluación de la acción del viento sobre las construcciones utilizando el Procedimiento Analítico.
5 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
1) Se determina la velocidad básica del viento V y el factor de direccionalidad Kd de acuerdo con el artículo 5.
2) Se determina un factor de importancia I de acuerdo con el artículo 5.
3) Se determinan para cada dirección de viento una categoría o categorías de exposición y los coeficientes de exposición para presión dinámica Kz o Kh , según corresponda, de acuerdo con el artículo 5.
4) Se determina un factor topográfico Kzt de acuerdo con el artículo 5.
5) Se determina un factor de efecto de ráfaga G o Gf , para estructuras rígidas se toma G = 0,85 , caso contrario se puede recurrir al Anexo B de esta Norma.
6) Se determina una clasificación de cerramiento de acuerdo con el artículo 5.
7) Se determina el coeficiente de presión interna GCpi , de acuerdo con el tipo de estructura con los capítulos 7, 8, 9, 10, 11.
8) Se determina la presión dinámica qz o qh , según corresponda, con el artículo 5.
qz= 0,613 Kz Kzt Kd V 2 I [N/m 2 ]
9) Se determinan los coeficientes de presión externa Cp o GCpf , o los coeficientes de fuerza Cf , según corresponda, de acuerdo con los capítulos 7, 8, 9, 10, 11.
10) Se determina la carga de viento de diseño P o F de acuerdo con los capítulos 7, 8, 9, 10, 11.
5 VELOCIDAD BÁSICA DE VIENTO
La velocidad básica de viento V que se usa en la determinación de las cargas de viento de diseño sobre edificios y otras estructuras se debe obtener de la Tabla 5, con excepción de lo dispuesto en los artículos 5.3 y 5.3. Se debe suponer que el viento proviene de cualquier dirección horizontal.
5.3 Regiones especiales de viento
La velocidad básica de viento se debe incrementar donde los registros o la experiencia indiquen que las velocidades de viento son más altas que aquellas indicadas en la Tabla 5. Los terrenos montañosos, quebradas y regiones especiales del país se deben examinar para condiciones de viento inusuales. La autoridadReguladora puede ajustar si es necesario los valores dados en la Tabla 5 para tener en cuenta velocidades de viento locales más altas. Tal ajuste debe estar basado en la información meteorológica y en una estimación de la velocidad básica de viento obtenida de acuerdo con las disposiciones del artículo 5.3.
Tabla 5 - Velocidades Básicas del Viento en Ciudades
CIUDAD V (m/seg) COCHABAMBA 44, LA PAZ 29, ORURO 29, POTOSI 30, SANTA CRUZ 42, SUCRE 32, TARIJA 24, TRINIDAD 40, COBIJA 26,
Figura 5 - Velocidad básica del viento (En este lugar se ubicará un mapa con lineas de igual velocidad del viento, dependiendo de la recepción de los datos de SENAMIH)
MAPA PENDIENTE DE
ELABORACIÓN
5.3 Estimación de las velocidades básicas de viento a partir de datos climáticos regionales
Los datos climáticos regionales se pueden usar en lugar de las velocidades básicas de viento dadas en la Tabla 5, solamente cuando la autoridad reguldora juzgue que se han cumplido las siguientes condiciones:
1)Se han utilizado procedimientos estadísticos aprobados para el análisis de valores extremos en el tratamiento de los datos y
- se han tenido en cuenta la longitud del registro, el error del muestreo, el tiempo promedio, la altura del anemómetro, la calidad de los datos, y la exposición del terreno.
5.3 Limitación
Los tornados no se han considerado al elaborar la distribución de velocidades básicas de viento en el país.
5.3 Factor de direccionalidad del viento Kd
El factor de direccionalidad del viento, Kd , se debe obtener de la Tabla 5.3 y se debe aplicar solamente cuando se use conjuntamente con las combinaciones de carga especificadas en los respectivos Reglamentos de aplicación.
Tabla Nº 5.3 - Factor de Direccionalidad Kd
Tipo de estructura
Factor de direccionalidad Kd Edificios Sistema principal resistente a la fuerza de viento 0, Componentes y revestimientos 0, Cubiertas abovedadas 0, Chimeneas, tanques y estructuras similares Cuadradas 0, Hexagonales 0, Redondas 0, Carteles llenos 0, Carteles abiertos y estructura reticulada 0, Torres reticuladas Triangular, cuadrada, rectangular 0, Toda otra sección transversal 0,
NOTA El factor de direccionalidad Kd se ha calibrado con las combinaciones de carga especifi- cadas en la norma NB 1225002
####### 5 FACTOR DE IMPORTANCIA
El factor de importancia Ι para un edificio u otra estructura que se obtiene de Tabla 5-2, se
debe determinar en base a las categorías de edificios y otras estructuras indicadas en la Tabla 5-1.
Tabla 5-1 - Categorías de Estructura
Naturaleza de la Ocupación Categoría
Edificios y otras estructuras que representan un bajo riesgo para la vida humana en caso de falla incluyendo, pero no limitado a: Instalaciones Agrícolas. Ciertas instalaciones temporarias. Instalaciones menores para almacenamiento.
####### I
Todos los edificios y otras estructuras excepto aquellos listados en Categorías I, III y IV. II
Edificios y otras estructuras que representan un peligro substancial para la vida humana en caso de falla incluyendo, pero no limitado a: Edificios y otras estructuras donde se reúnen más de 300 personas en un área. Edificios y otras estructuras con escuelas primarias, secundarias o instalaciones para guarderías con capacidad mayor que 150 personas. Edificios y otras estructuras con instalaciones para el cuidado diurno con capacidad mayor que 150 personas. Edificios y otras estructuras con una capacidad mayor que 500 para universidades o instalaciones para educación de adultos. Instalaciones para el cuidado de la salud con una capacidad de 50 o más pacientes residentes pero sin instalaciones para cirugía o tratamientos de emergencia. Instalaciones para cárceles y detenciones. Estaciones de generación de energía y otras instalaciones de utilidad pública no incluidas en la Categoría IV. Edificios y otras estructuras que contienen suficientes cantidades de substancias tóxicas o explosivas como para ser peligrosas al público si se liberan, incluyendo, pero no limitado, a: Instalaciones petroquímicas. Instalaciones para almacenamiento de combustibles. Plantas de fabricación o almacenamiento de productos químicos peligrosos. Plantas de fabricación o almacenamiento de explosivos. Edificios y otras estructuras equipados con contención secundaria de
####### III
Tabla 5-1 - Categorías de Estructura
Naturaleza de la Ocupación Categoría
substancias tóxicas, explosivas u otras peligrosas (incluyendo, pero no limitado a, tanques de doble pared, receptáculos de tamaño suficiente para contener un derrame u otros medios de contención de derrames o explosiones dentro de los límites de la instalación y prevenir la liberación de cantidades de contaminantes nocivas para el aire, el suelo, el agua freática o superficial) deben clasificarse como estructuras de Categoría II.
Edificios y otras estructuras diseñadas como instalaciones esenciales, in- cluyendo, pero no limitados a:
Hospitales y otras instalaciones para el cuidado de la salud que tienen instalaciones para cirugía o tratamientos de emergencia.
Cuarteles de bomberos, centros de rescate, estaciones de policía y gara- jes para vehículos de emergencia.
Refugios diseñados contra sismos, huracanes y otras emergencias.
Centros de comunicaciones y otras instalaciones necesarias para res- puestas a emergencias.
Estaciones generadoras de energía y otras instalaciones de utilidad pública necesarias en una emergencia.
Estructuras auxiliares necesarias para la operación de aquellas de Cate- goría IV durante una emergencia (incluyendo pero no limitado a torres de comunicación, tanques de almacenamiento de combustible, torres de refri- geración, estructuras de sub-estaciones de electricidad, tanques de agua para incendio u otras estructuras de alojamiento o soporte de agua, otros materiales o equipamiento para combatir el fuego.
Torres de control de aviación, centros de control de tráfico aéreo y han- gares de emergencia.
Instalaciones de almacenamiento de agua y estructuras de bombeo re- queridas para mantener la presión de agua para combatir incendios.
Edificios y otras estructuras con funciones críticas de defensa nacional.
####### IV
Tabla Nº 5-2 - Factor de Importancia I
Categoría I
####### I 0,
####### II 1,
####### III 1,
####### IV 1,
####### 5 CATEGORÍAS DE EXPOSICIÓN
5.5 Generalidades
Para cada dirección de viento considerada, se debe determinar una categoría de exposición que refleje adecuadamente las características de las irregularidades de la superficie del terreno para el lugar en el cual se va a construir el edificio o la estructura. Para un sitio de emplazamiento ubicado en la zona de transición entre categorías, se debe aplicar aquella que conduzca a las mayores fuerzas de viento. Se deben tener en cuenta las variaciones en la rugosidad superficial del terreno que se generan a partir de la topografía natural y de la vegetación, así como de las construcciones existentes. Para cualquier dirección dada de viento, la exposición en la cual se ubica un edificio específico u otra estructura se debe fijar dentro de las siguientes categorías:
Exposición A. Centro de grandes ciudades con al menos 50% de los edificios de altura mayor que 20,0 m. El uso de esta categoría de exposición está limitado a aquellas áreas para las cuales el terreno representativo de la Exposición Aprevalece en la dirección de barlovento en una distancia de al menos 800,0 m ó 10 veces la altura del edificio u otra estructura, la que sea mayor. Se tendrán en cuenta los posibles efectos de acanalamiento o presiones dinámicas incrementadas debido a que el edificio o estructura se localiza en la estela de edificios adyacentes.
Exposición B. Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas, o terrenos con numerosas obstrucciones próximas entre sí, del tamaño de viviendas unifamiliares o mayores. El uso de esta categoría de exposición esta limitado a aquellas áreas para las cuales el terreno representativo de la Exposición B prevalece en la dirección de barlovento en una distancia de al menos 500,0 m o 10 veces la altura del edificio u otra estructura, la que sea mayor.
Exposición C. Terrenos abiertos con obstrucciones dispersas, con alturas generalmente menores que 10,0 m. Esta categoría incluye campo abierto plano y terrenos agrícolas.
Exposición D. Áreas costeras planas, sin obstrucciones, expuestas al viento soplando desde aguas abiertas en una distancia de al menos 1600,0 m. Esta exposición se debe aplicar solamente a aquellos edificios y otras estructuras expuestas al viento soplando desde el agua. La exposición D se extiende tierra adentro desde la costa a una distancia de 500,0 m ó 10 veces la altura del edificio o estructura, la que sea mayor.
5.5 Categoría de exposición para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento
5.5.2 Edificios y otras estructuras
Para cada dirección de viento considerada, las cargas de viento para el diseño de sistemas principales resistentes a la fuerza del viento determinadas de la Figura 7.2-3 se deben ba- sar en las categorías de exposición definidas en el artículo 5.5.
5.5.2 Edificios de baja altura.
Las cargas de viento para el cálculo de sistemas principales resistentes a la fuerza del vien- to para edificios de baja altura se deben calcular usando una presión dinámica qh basada en
la exposición que conduzca a las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección del viento en el sitio de emplazamiento cuando se usen los coeficientes de presión externa G Cpf dados en la Figura 7.2..
5.5 Categoría de exposición para componentes y revestimientos
5.5.3 Edificios con altura media de cubierta h igual o menor que 20,0 m
Los componentes y revestimientos para edificios con una altura media de cubierta h igual o menor que 20,0 m. se deben calcular usando una presión dinámica qh basada en la exposi- ción que conduzca a las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección del viento en el sitio de emplazamiento.
5.5.3 Edificios con una altura media de cubierta h mayor que 20,0 m y otras estruc- turas
Los componentes y revestimientos para edificios con altura media de cubierta que excedan los 20,0 m. y para otras estructuras se deben calcular usando la exposición que conduzca a las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección del viento en el sitio de empla- zamiento.
5.5 Coeficiente de exposición para la presión dinámica
En base a la categoría de exposición determinada en el artículo 5.5, se debe obtener de la tabla 5.5-1 un coeficiente de exposición para la presión dinámica Kz o Kh , según corres- ponda.
Tabla Nº 5.5-1 - Coeficiente de exposición Kz y Kh
Altura sobre el nivel del terreno, z (m)
####### EXPOSICIÓN
####### A B C D
Caso 1 Caso 2 Caso 1 Caso 2 Casos 1 y 2 Casos 1 y 2 0 – 5 0,68 0,33 0,72 0,59 0,87 1, 6 0,68 0,36 0,72 0,62 0,90 1, 7,50 0,68 0,39 0,72 0,66 0,94 1, 10 0,68 0,44 0,72 0,72 1,00 1, 12,50 0,68 0,48 0,77 0,77 1,05 1, 15 0,68 0,51 0,81 0,81 1,09 1, 17,50 0,68 0,55 0,84 0,84 1,13 1, 20 0,68 0,57 0,88 0,88 1,16 1, 22,50 0,68 0,60 0,91 0,91 1,19 1, 25 0,68 0,63 0,93 0,93 1,21 1, 30 0,68 0,68 0,98 0,98 1,26 1, 35 0,72 0,72 1,03 1,03 1,30 1, 40 0,76 0,76 1,07 1,07 1,34 1,
Tabla Nº 5.5-1 - Coeficiente de exposición Kz y Kh
Altura sobre el nivel del terreno, z (m)
####### EXPOSICIÓN
####### A B C D
Caso 1 Caso 2 Caso 1 Caso 2 Casos 1 y 2 Casos 1 y 2 45 0,80 0,80 1,10 1,10 1,37 1,53 50 0,83 0,83 1,14 1,14 1,40 1,56 55 0,86 0,86 1,17 1,17 1,43 1,59 60 0,89 0,89 1,20 1,20 1,46 1,61 75 0,98 0,98 1,28 1,28 1,53 1,68 90 1,05 1,05 1,35 1,35 1,59 1,73 105 1,12 1,12 1,41 1,41 1,64 1,78 120 1,18 1,18 1,46 1,46 1,69 1,82 135 1,23 1,23 1,51 1,51 1,73 1,86 150 1,29 1,29 1,56 1,56 1,77 1,89
El coeficiente de exposición para la presión dinámica se puede determinar mediante la siguiente expresión:
Para 5,0 m f z f zg Kz = 2,01
Para z < 5 m: Kz = 2,01
No se debe tomar z menor que 30,0 m para el Caso 1 en exposición A, ni menos que 10,0 m para el caso 1 en exposición B.
Caso 1: a. Todos los componentes y revestimientos. b. Sistema principal resistente a la fuerza de viento en edificios de baja altura diseñados usando la Fi- gura 4 (h < 20,0 m) Caso 2: a. Todos los sistemas principales resistentes a la fuerza de viento con excepción de aquellos en edifi- cios de baja altura diseñados usando la Figura 4 (h < 20,0 m) b. Todos los sistemas principales resistentes a la fuerza de viento en otras estructuras.
Los valores de ñ y zg se obtienen de la tabla tabla 5.5-2
Se permite la interpolación lineal para valores intermedios de la altura z.
Las categorías de exposición están definidas en el artículo 5.
Tabla 5.5-2 Constantes de exposición del terreno
Exposición ñ (m) zg ÿ Ā 𝗼 Ā c l 𝔀 z(m) min
####### A 5,0 457 1/5 0,64 1/3,0 0,30 0,45 55 1/2 18,3
####### B 7,0 366 1/7 0,84 1/4,0 0,45 0,30 98 1/3 9,2
####### C 9,5 274 1/9,5 1,00 1/6,5 0,65 0,20 152 1/5 4,6
####### D 11,5 213 1/11,5 1,07 1/9,0 0,80 0,15 198 1/8 2,1
z zg
2/ ñ
####### 5
zg
2/ ñ
####### 22
####### 5 EFECTOS TOPOGRÁFICOS
5.6 Velocidad de viento sobre lomas, escarpas y colinas
Los efectos del aumento de la velocidad del viento sobre lomas, escarpas y colinas aisladas que constituyen cambios abruptos en la topografía general en cualquier categoría de expo- sición, se deben incluir en el diseño toda vez que los edificios y otras condiciones del terreno y localización de las estructuras verifiquen los siguientes aspectos:
1) La loma, escarpa o colina se encuentra aislada y sin obstrucciones a barlovento gene-
radas por otros rasgos topográficos de similar altura, en una distancia igual a 100 veces la altura del rasgo topográfico 100 H o 3,0 m , según cuál sea el menor valor. Esta distancia se medirá horizontalmente desde el punto en el cual se determina la altura H de la loma, escarpa o colina.
2) La loma, escarpa o colina sobresale un factor de dos o más veces la altura del terreno a
barlovento, dentro de un cuadrante cualquiera de radio igual a 3,0 m.
3) La estructura se localiza como se indica en la Figura 5.6 en la mitad superior de una
loma o colina o cerca del borde de una escarpa.
4) H/Lh g 0, 2
5) H g 5 m para exposiciones C y D y H g 20,0 m para exposiciones A y B.
5.6 Factor topográfico
El efecto del aumento de la velocidad del viento se debe incluir en el cálculo de las cargas de viento de diseño mediante el factor Kzt :
Kzt = (1 + K 1 K 2 K 3 ) 2
Donde K 1 , K 2 , K 3 se calculan con la tabla 5.6 y la simbología delas figuras 5.6
Figura 5.6-1- Loma (bidimensional) o colina axialsimétrica (tridimensional).
Figura 5.6-2- Acantilado o escarpa.
Tabla 5.6 - Factor Topográfico Kzt
Multiplicadores topográficos para exposición C
H/Lh
Multiplicador K 1
x/Lh
Multiplicador K 2
z/Lh
Multiplicador K 3
Loma bidim.
Escarpa bidim.
Colina tridim axialsim.
Escarpa bidim.
Todos los otros casos
Loma bidim.
Escarpa bidim.
Colina tridim axialsi m. 0,20 0,29 0,17 0,21 0,00 1,00 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 0,25 0,36 0,21 0,26 0,50 0,88 0,67 0,10 0,74 0,78 0,67 0,30 0,43 0,26 0,32 1,00 0,75 0,33 0,20 0,55 0,61 0,45 0,35 0,51 0,30 0,37 1,50 0,63 0,00 0,30 0,41 0,47 0,30 0,40 0,58 0,34 0,42 2,00 0,50 0,00 0,40 0,30 0,37 0,20 0,45 0,65 0,38 0,47 2,50 0,38 0,00 0,50 0,22 0,29 0,14 0,50 0,72 0,43 0,53 3,00 0,25 0,00 0,60 0,17 0,22 0,09 3,50 0,13 0,00 0,70 0,12 0,17 0,06 4,00 0,00 0,00 0,80 0,09 0,14 0,04 0,90 0,07 0,11 0,03 1,00 0,05 0,08 0,02 1,50 0,01 0,02 0,00 2,00 0,00 0,00 0,00 Para valores de H / Lh, x / Lh Y z / Lh distintos a los indicados, se permite la interpolación lineal. Para H/Lh > 0,5, suponer que H/Lh = 0,5 para la evaluación de K 1 , y substituir Lh por 2 H para la evaluación de K 2 y K 3. Los multiplicadores se basan en la suposición de que el viento se aproxima a la colina o escarpa en la d i- rección de máxima pendiente.
donde:
H altura de la colina o escarpa referida al terreno ubicado a barlovento, en m. Lh distancia hacia barlovento, desde la cresta hasta el punto en que la diferencia de elevación del terreno es la mitad de la altura de la colina o escarpa, en m. K 1 factor que tiene en cuenta las características topográficas y el efecto de máximo aumento de velocidad. K 2 factor que tiene en cuenta la reducción en el aumento de velocidad, con la distancia desde la cresta, a barlovento o sotavento. K 3 factor que tiene en cuenta la reducción en el aumento de velocidad con la altura sobre el terreno local. x distancia (a barlovento o a sotavento) desde la cresta hasta el lugar del edificio, en m. z altura sobre el nivel del terreno local, en m. ý factor de atenuación horizontal. ÷ factor de atenuación en altura.
####### 5 CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTOS
5.7 Generalidades
Para la determinación de los coeficientes de presión interna todos los edificios se clasifican en cerrados, parcialmente cerrados o abiertos, como se define en el Capítulo 2.
5.7 Aberturas
A fin de determinar la clasificación de cerramientos definida en el artículo 5.9, se debe es- tablecer la cantidad de aberturas en la envolvente del edificio.
5.7 Materiales arrastrados por el viento
El vidriado en los 20 m inferiores de edificios de categorías II, III y IV ubicados en regiones susceptibles de ser afectadas por partículas arrastradas por el viento debe ser resistente a impactos o protegido por una cubierta que lo sea, o tal vidriado se debe asimilar a una aber- tura cuando reciba presiones externas positivas.
5.7 Clasificaciones múltiples
Si un edificio por definición cumple simultáneamente con la clasificación <abierto= o <parcial- mente cerrado=, se debe clasificar como <abierto=. Si un edificio no cumple ni con la clasifi- cación de <abierto= ni <parcialmente cerrado=, se debe considerar <cerrado=.
5 PRESIÓN DINÁMICA
La presión dinámica qz, evaluada a la altura z, se debe calcular mediante la siguiente ecua- ción:
qz= 0,613 Kz Kzt Kd V 2 I [N/m 2 ]
donde:
Kd el factor de direccionalidad del viento definido en el artículo 5.3.
Kz el coeficiente de exposición para la presión dinámica definido en el artículo 5.5.
Kzt el factor topográfico definido en el artículo 5.6.
qz la presión dinámica calculada a la altura z.
V la velocidad básica del viento obtenida de la Tabla 5 m/s.
I el factor de importancia definido en el artículo 5.
Se debe usar el coeficiente numérico 0,613, excepto donde se disponga de suficientes datos climáticos como para justificar la selección de un valor diferente de este factor para una apli- cación de diseño específica.
####### CAPÍTULO 6 - MÉTODO 2 - PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
####### 6 CAMPO DE VALIDEZ
Un edificio cerrado total o parcialmente cuyas cargas de viento de diseño se determinan de acuerdo con este capítulo debe cumplir las siguientes condiciones:
a) Se trata de un edificio con diafragmas simples, tal como se define en el Capítulo 2.
b) La pendiente de la cubierta del edificio es menor que 10º.
c) La altura media de la cubierta del edificio es menor o igual a 9,0 m.
d) El edificio o estructura es de forma regular, como se define en el Capítulo 2.
e) El edificio no se encuadra en edificio flexible, como se define en el Capítulo 2.
f) La estructura del edificio no posee juntas de dilatación o separaciones, y
g) El edificio no está sujeto a los efectos topográficos del artículo 5 ( Kzt = 1,0 ).
6 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
a) Se determina la velocidad básica de viento V según el artículo 5. Debe suponerse que el viento sopla desde cualquier dirección horizontal.
b) Se determina un factor de importancia I de acuerdo con el artículo 5.
c) Se establece una categoría o categorías de exposición de acuerdo con el artículo 5.
d) Se fija la categoría de cerramiento según el artículo 5.
e) Las cargas de viento para el sistema principal resistente a la fuerza del viento se determinan a partir de la Tabla 6-1. Las cargas de viento de diseño se deben aplicar normales a la superficie, y se considerará que actúan simultáneamente con la presión neta combinada de pared aplicada sobre todas las superficies de pared a barlovento, y con la presión neta de cubierta aplicada sobre todas las superficies de cubierta.
f) La carga de viento de diseño para los elementos componentes y de revestimiento se calcula a partir de la Tabla 6-2. Estas presiones netas de diseño se deben aplicar a cada superficie exterior.
6 REVESTIMIENTO PERMEABLE AL AIRE
Las cargas de viento de diseño determinadas según la Tabla 6-1 se deben usar para todo revestimiento permeable al aire, a menos que se garanticen cargas menores a través de datos de ensayos aprobados o de literatura reconocida para el tipo de revestimiento permeable considerado.
Tabla 6-1 - Presiones de diseño para SPRFV (N/m 2 ) Procedimiento Simplificado Edificios cerrados o parcialmente
Ubicación Clasificación del edificio
Velocidad básica del viento (m/seg) 38 40 45 49 54 58 63 67
Cubierta
Cerrado -670 -766 -958 -1 -1 -1 -1 -2 Parcialmente cerrado -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2
Paredes
Cerrado total o parcialmente
####### 575 671 814 958 1 1 1 1
Las presiones de viento indicadas representan lo siguiente:
Cubierta: Presión neta (suma de las presiones externa e interna) aplicada normalmente a todas las superficies de la cubierta. Paredes: Presión neta combinada (suma de las presiones a barlovento y sotavento, externas e internas) apli- cada normalmente a toda superficie de pared a barlovento.
Los valores indicados son para exposición B. Para otras exposiciones, estos valores se deben multiplicar por los siguientes factores:
Exposición Factor C 1,40 D 1,66
Los valores indicados para la cubierta se basan en un área tributaria menor o igual que 10 m 2. Para áreas tributarias mayores, los valores se deben multiplicar por los siguientes facto- res de reducción:
Área (m 2 ) (Se permite interpolación lineal)Factor de reducción
10 1,0
####### 25 0,9
100 0,8
Los valores indicados corresponden a un factor de importancia I = 1,0. Para otros valores de
I , los mismos se deben multiplicar por I correspondiente.
Los signos más y menos indican presiones que actúan hacia y desde la superficie exterior, respectivamente.
Las presiones para los componentes y revestimiento según el procedimiento simplificado se dan en las tablas 6-2 y 6-3
Tabla Nº 6-2 - Presiones de diseño para Componentes y Revestimientos (N/m 2 ) Procedimiento Simplificado Edificios cerrados
Ubicación
Zona
Área efectiva de viento (m)
Velocidad básica del viento V (m/seg)
####### 38 40 45 49 54 58 63 67
Cubierta
####### 1
####### 1
####### 479 479 479 479 527 575 671 766
####### -623 -719 -862 -1 -1 -1 -1 -1
####### 2
####### 479 479 479 479 479 575 623 719
####### -623 -671 -862 -1 -1 -1 -1 -1
####### 10
####### 479 479 479 479 479 479 527 623
####### -575 -623 -766 -958 -1 -1 -1 -1
####### 2
####### 1
####### 479 479 479 479 527 575 671 766
####### -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2 -3
####### 2
####### 479 479 479 479 479 575 623 719
####### -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2
####### 10
####### 479 479 479 479 479 479 527 623
####### -671 -766 -910 -1 -1 -1 -1 -2
####### 3
####### 1
####### 479 479 479 479 527 575 671 766
####### -1 -1 -2 -2 -3 -3 -4 -4
####### 2
####### 479 479 479 479 479 575 623 719
####### -1 -1 -1 -2 -2 -3 -3 -4
####### 10
####### 479 479 479 479 479 479 527 623
####### -671 -766 -910 -1 -1 -1 -1 -2
Paredes
####### 4
####### 1
####### 623 719 862 1 1 1 1 1
####### -671 -766 -910 -1 -1 -1 -1 -2
####### 5
####### 575 623 766 910 1 1 1 1
####### -623 -671 -862 -1 -1 -1 -1 -1
####### 50
####### 479 527 623 766 910 1 1 1
####### -527 -575 -719 -862 -1 -1 -1 -1
####### 5
####### 1
####### 623 719 862 1 1 1 1 1
####### -814 -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2
####### 5
####### 575 623 766 910 1102 1 1 1
####### -719 -766 -958 -1 -1 -1 -1 -2
####### 50
####### 479 527 623 766 910 1 1 1
####### -527 -575 -719 -862 -1 -1 -1 -1
Tabla 6-3 - Presiones de diseño paraComponentes y Revestimientos (N/m 2 ) Procedimiento Simplificado Edificios parcialmente cerrados
Ubicación
Zon a
Área efectiva de viento(m 2 )
Velocidad básica del viento V (m/seg)
####### 38 40 45 49 54 58 63 67
Cubierta
####### 1
####### 1
####### 479 479 623 766 910 1 1 1
####### -814 -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2
####### 2
####### 479 479 575 719 862 1 1 1
####### -814 -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2
####### 10
####### 479 431 527 671 766 910 1 1
####### -766 -862 -1 -1 -1 1 -2 -2
####### 2
####### 1
####### 479 479 623 766 910 1 1 1
####### -1 -1 -1 -2 -2 -2 -3 -3
####### 2
####### 479 479 575 719 862 1 1 1
####### -1 -1 -1 -1 -2 -2 -3 -3
####### 10
####### 479 479 527 671 766 910 1 1
####### -862 -958 -1 -1 -1 -2 -2 -2
####### 3
####### 1
####### 479 479 623 766 910 1 1 1
####### -1 -1 -2 -2 -3 -4 -4 -5
####### 2
####### 479 479 575 719 862 1 1 1
####### -1 -1 -2 -2 -2 -3 -4 -4
####### 10
####### 479 479 527 671 766 910 1 1
####### -862 -958 -1 -1 -1 -2 -2 -2
Paredes
####### 4
####### 1
####### 814 910 1 1 1 1 2 2
####### -862 -958 -1 -1 -1 -2 -2 -2
####### 5
####### 766 862 1 1 1 1 2 2
####### -814 -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2
####### 50
####### 671 719 910 1 1 1 1 2
####### -719 -814 -1 -1 -1 -1 -1 -2
####### 5
####### 1
####### 814 910 1 1 1 1 2 2
####### -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2 -3
####### 5
####### 766 862 1 1 1 1 2 2
####### -910 -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2
####### 50
####### 671 719 910 1 1 1 1 2
####### -719 -814 -1 -1 -1 -1 -1 -2
Las presiones de viento de diseño representan la presión neta (suma de las presiones ex- terna e interna) aplicada normalmente a todas las superficies.
Los valores indicados corresponden a la exposición B. Para otras exposiciones los mismos se deben multiplicar por los siguientes factores: Exposición C: 1,40 y exposición D: 1,66
Se permite la interpolación lineal entre los valores de áreas tributarias.
Los valores indicados corresponden a un factor de importancia I= 1,0. Para otros valores de
I , los mismos se deben multiplicar por I correspondiente.
Los signos más y menos significan presión actuando hacia y desde la superficie exterior, respectivamente.
Todos los elementos componentes y de revestimiento se deben diseñar para las presiones negativas y positivas que se indican en la tabla.
Siendo:
a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0,4 h , la que sea menor, pero no menos que 4% de la menor dimensión horizontal o 1,0 m. h : altura media de cubierta, en m.
Figura 6 - Zonas de presion de viento
CAPÍTULO 7 - CONSTRUCCIONES PRISMÁTICAS DE BASE CUADRANGULAR
####### 7 GENERALIDADES
7.1 Convención de signos
Las presiones positivas actúan hacia la superficie y las presiones negativas actúan desde la superficie (succión).
7.1 Condición crítica de carga
Los valores de la presión externa e interna se deben combinar algebraicamente para determinar la carga más crítica.
7 SISTEMAS PRINCIPALES RESISTENTES A LA FUERZA DEL VIENTO
7.2 Edificios rígidos de todas las alturas
Las presiones de diseño para los sistemas principales resistentes a la fuerza del viento de edificios de todas las alturas se deben determinar mediante la siguiente ecuación:
p = q GCp – qi ( GCpi ) [N/m 2 ]
siendo:
q = qz para paredes a barlovento evaluada a la altura z sobre el terreno;
q = qh para paredes a sotavento, paredes laterales y cubiertas, evaluada a la altura h ;
qi = qh para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento y cubiertas de edificios cerrados y para la evaluación de la presión interna negativa en edificios parcialmente cerrados;
qi = qz para la evaluación de la presión interna positiva en edificios parcialmente cerrados donde la altura z está definida como el nivel de la abertura más elevada del edificio que podría afectar la presión interna positiva. Para edificios ubicados en regiones donde se pueda dar el arrastre de partículas por el viento, el vidriado en los 20 m inferiores que no sea resistente a impactos o esté protegido con una cubierta resistente a impactos, se debe tratar como una abertura de acuerdo con el artículo 5.9. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi se puede calcular conservativamente a la altura h ( qi = qh );
G el factor de efecto de ráfaga igual a 0,85 para estructuras rígidas; para estructuras flexibles consultar el Anexo B < Propiedades Dinámicas de las Construcciones=
Cp el coeficiente de presión externa de las Figuras 7.2-1, 7.2-2 y 7.2-3 y las Tablas 7.2-2 , 7.2-3 y 7.2-4.
( GCpi ) el coeficiente de presión interna de la Tabla 7.2-1.
q y qi se deben evaluar usando la exposición definida en el artículo 5.
7.2.1 Coeficiente de presión interna (GCpi)
Los coeficientes de presión interna GCpi se determinan de la Tabla 7.2-1 en base a la cla- sificación de cerramientos presentada en el artículo 5.
Tabla 7.2-1 - Coeficientes de presión interna GCpi Clasificación de cerramiento GCpi
Edificios abiertos 0,00
Edificios parcialmente cerrados
####### + 0,55
####### - 0,55
Edificios cerrados
####### + 0,18
####### - 0,18
7.2.1 Factor de reducción para edificios de gran volumen Ri
Para un edificio parcialmente cerrado que contiene un gran volumen único, no dividido, el coeficiente de presión interna GCpi se debe multiplicar por el siguiente factor de reducción Ri :
Ri = 1,0 o Ri= 0,5 1 + ≤ 1,0
siendo: Aog el área total de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y techo) en m 2
Vi el volumen interno no dividido en m 3
Los signos más y menos significan presiones actuando hacia y desde las superficies internas respectivamente
Los valores de GCpi se deben usar con qz o qh como se especifica en el artículo 7.
Para determinar los requisitos de carga crítica para la condición apropiada, se deben considerar dos casos:
a) un valor positivo de GCpi aplicado a todas las superficies internas.
b) un valor negativo de GCpi aplicado a todas las superficies internas.
7.2.1 Coeficientes de presión externa (Cp)
Los coeficientes de presión externa para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento Cp están basados en las Figuras 7.2-1 a 7.2-3 y sus valores están dados en las tablas Tabla 7.2-2 , 7.2-3 y 7.2-4.
Tabla 7.2-2 Coeficientes de presión en paredes Cp Superficie L / B Cp Usar con Pared a Barlovento Todas 0,8 qz
Pared a Sotavento
####### 0 - 1 -0,5
2 -0,3 qz g 4 -0,2 Paredes Laterales Todas -0,7 qz
####### 1
1 + Vi 6 950 Aog
Figura 7.2-1.- Cubierta a dos y cuatro aguas
Figura 7.2-3.- Cubiertas en mansarda
Figura 7.2-2.- Cubiertas de vertiente única
Tabla 7.2-3 - Coeficientes de presión para cubiertas, Cp, para usar con qh Viento Normal y Paralelo a la cumbrera Dirección del viento
Barlovento Sotavento Angulo ñ en grados Angulo ñ en grados h/L 10 15 20 25 30 35 45 g 60 10 15 g 20
Normal a la cumbrera para ñ g 10º
f 0,25 -0,7 -0,5 0,0* -0,3 0,2 -0,2 0,3 -0,2 0,3 0,0* 0,4 0,4 0,01 ñ -0,3 -0,5 -0,6
0,5 -0,9 -0,7 -0,4 0,0* -0,3 0,2 -0,2 0,2 -0,2 0,3 0,0* 0,4 0,01 ñ -0,5 -0,5 -0,6
g 1,0 -1,3 ** -1 -0,7 -0,5 0,0* -0,3 0,2 -0,2 0,2 0,0* 0,3 0,01 ñ -0,7 -0,5 -0,6
Normal a la cumbrera para ñ< 10º y paralela a la cumbrera para todo ñ
f 0
Distancia horizontal desde el borde a barlovento Cp * Se da el valor para fines de interpolación 0 a h/2 -0,9 ** El valor puede reducirse linealmente con el área sobre el cual es aplicable como sigue:
h/2 a h -0,9 h a 2h -0,5 g 2h -0,3
g 1
0 a h/2 -1,3** Área (m
2 ) Factor de reducción f 10 1,0 g h/2 -0,7 f 100 25 0,9 0,8
Notas: 1. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose a la superficie o alejándose de ella, respectivamente. 2. Se permite la interpolación lineal para valores de L/B, h/L y ñ distintos a los indicados. La interpolación sólo se llevará a cabo entre valores del mismo signo. Donde no se dan valores del mismo signo, se toma 0,0 a los fines de la interpolación. 3. Donde se listan dos valores de Cp se quiere indicar que la pendiente de la cubierta a barlovento está sujeta a presiones positivas o negativas y la estructura del techo se debe calcular para ambas condiciones. La in- terpolación para relaciones intermedias de h/L en este caso se puede llevar a cabo solamente entre valores de Cp del mismo signo. 4. Para cubiertas con una sola pendiente, la superficie completa de la misma es superficie a barlovento o a sotavento. 5. Para edificios flexibles se debe usar un valor de Gf apropiado, determinado mediante un análisis racional. 6. Para cubiertas en arco se debe usar la Tabla 7.2-4 7. Siendo: B : dimensión horizontal del edificio, en m, medida normal a la dirección del viento. L : dimensión horizontal del edificio, en m, medida paralela a la dirección del viento. h : altura media de la cubierta en m, excepto que para ñ< 10º, se usará la altura del alero. z : altura sobre el terreno, en m. G : factor de efecto de ráfaga. qz , qh : Presión dinámica, en N/m 2 , evaluada a la altura respectiva. ñ: ángulo del plano de la cubierta respecto de la horizontal, en grados. 8. Para cubiertas en mansarda, la superficie superior horizontal y la superficie inclinada a sotavento se consi- deran en la Tabla 7.2-3 como superficies a sotavento.
- Para cubiertas con pendiente mayor que 80° se debe usarCp = 0,8
Tabla 7.2-4 - Coeficientes de presión para cubiertas abovedadas, Cp, para usar con qh Viento Normal al eje de la bóveda
Condiciones
Relación flecha//luz de vano, r
Cp Cuarto a Barlovento
Mitad Central
Cuarto a Sotavento
Cubierta sobre una estructura elevada
0 < r f 0,2 0 0,7 r 0,5 0,2 f r 0,3* 1,5r 0 0,7 r 0,5 0,3 f r f 0,6 2,75r 0 0,7 r 0,5 Cubierta que arranca al nivel del terreno 0 < r f 0,6 1,4r 0,7 r 0,5
ú Cuando la relación flecha/luz de vano es 0 r 0, se deben usar también
para el cuarto a barlovento los coeficientes alternativos dados por (6 r – 2,1)
Notas a. Los valores indicados valen para la determinación de cargas promedio sobre los sistemas principales resis- tentes a la fuerza del viento b. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, res- pectivamente c. Para el viento dirigido paralelo al eje de la bóveda, se deben usar los coeficientes de presión de la Figura 7.2- 3 con el viento dirigido paralelo a la cumbrera. d. Para componentes y revestimientos: I. En el perímetro de la cubierta se deben usar los coeficientes de presión externa de la Figura 7.4-2 con el valor de θ correspondiente a la pendiente del arranque de la bóveda. II. Para las áreas restantes de la cubierta se deben usar los coeficientes de presión externa indicados en la Tabla 7.2-4 , multiplicados por 0,87.
7.2 Edificios de baja altura h f 20,0 m
Como alternativa, las presiones de diseño para el sistema principal resistente a la fuerza del viento de edificios de baja altura, se pueden determinar mediante la siguiente ecuación:
p = qh ((GCpf ) – ( GCpi )) [N/m 2 ]
siendo:
qh la presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h usando la exposición definida en el artículo 5;
GCpf el coeficiente de presión externa según casos de carga de la Figura 4 con sus respectivos valores en las Tabla 7.2.2-a y 7.2.2-b.
GCpi el coeficiente de presión interna de la Tabla 7.2-1.
7.2.2 Coeficientes de presión externa GCpf
Las combinaciones de factor de efecto de ráfaga y coeficiente de presión externa GCpf están dadas para los casos de carga de la Figura 7.2.2 y sus valores en las Tablas 7.2.2-a y 7.2.2-b. Los valores del coeficiente de presión y del factor de efecto de ráfaga las Tablas 7.2.2-a y 7.2.2-b no deben separarse.
Tabla 7.2.2-a - CASO A Coeficientes de Presión GCpf
Ángulo de la Cubierta
ñ en grados
Superficie del edificio 1 2 3 4 1E 2E 3E 4E 0 – 5 0,40 -0,69 -0,37 -0,29 0,61 -1,07 -0,53 -0,43 20 0,53 -0,69 -0,48 -0,43 0,80 -1,07 -0,69 -0,64 30 – 45 0,56 0,21 -0,43 -0,37 0,69 0,27 -0,53 -0,48 90 0,56 0,56 -0,37 -0,37 0,69 0,69 -0,48 -0,48
Tabla 7.2.2-b - CASO B Coeficientes de Presión GCpf Ángulo de la cubierta
ñ en grados
Superficie del edificio 1 2 3 4 5 6 1E 2E 3E 4E 5E 6E 0 - 90 -0,45 -0,69 -0,37 -0,45 0,40 -0,29 -0,48 -1,07 -0,53 -0,48 0,61 -0,43
1. Los casos
APNB1225003-1 - NORMAS
Asignatura: Ingeniería Petrolera (PET - 125-2)
Universidad: Universidad Autónoma Gabriel René Moreno
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