JUNIO 2024
Proyecto en Discusión Pública Nacional
Ministerio de Economía Secretaría de Obras Públicas Subsecretaría de Obras y Servicios
REGLAMENTO
CIRSOC 102
REGLAMENTO ARGENTINO DE
ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
CIRSOC - Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras Civiles
REGLAMENTO ARGENTINO DE ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
EDICIÓN JUNIO 2024
Av. Cabildo 65 Subsuelo – Ala Savio (C1426AAA) Buenos Aires – República Argentina TEL: (54 11) 4779-3182 / 3183 / 3184
E-mail: cirsoc@inti.gob.ar cirs oc@fm.gob.ar
INTERNET: www.inti.gob.ar/areas/servicios -industriales/construcciones -e-infraestructura/cirsoc
Primer Director Técnico ( 1980): Ing. Luis María Machado
Director Técnico: Ing. Daniel A. Ortega
Área Técnica:
Inga. Denise Y. Ruggiero Ing. Gabriel Barrios Viglioni Ing. Joaquín Rocchi
Área de Apoyo: Lic. Mónica B. Krotz Sr. Néstor D. Corti Srta. Sofía Montenegro
2024
Editado por INTI INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL Av. Leandro N. Alem 1067 – 7° piso - Buenos Aires. Tel. 4515-5000
Queda hecho el depósito que fija la ley 11.723. Todos los derechos, reservados. Prohibida la reproducción parcial o total sin autorización escrita del editor. Impreso en la Argentina. Printed in Argentina.
ORGANISMOS PROMOTORES
Secretaría de Obras Públicas de la Nación Secretaría de Vivienda y Hábitat de la Nación Instituto Nacional de Tecnología Industrial Instituto Nacional de Prevención Sísmica Ministerio de Hacienda, Finanzas y Obras Públicas de la Provincia del Neuquén Consejo Interprovincial de Ministros de Obras Públicas Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires Dirección Nacional de Vialidad Dirección de Vialidad de la Provincia de Buenos Aires Consejo Vial Federal Cámara Argentina de la Construcción Consejo Profesional de Ingeniería Civil Asociación de Fabricantes de Cemento Pórtland Instituto Argentino de Normalización y Certificación Techint Acindar – Grupo Arcelor Mittal
MIEMBROS ADHERENTES
Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón Asociación Argentina de Hormigón Estructural Asociación Argentina de Hormigón Elaborado Asociación Argentina del Bloque de Hormigón Asociación de Ingenieros Estructurales Cámara Industrial de Cerámica Roja Centro Argentino de Ingenieros Instituto Argentino de Siderurgia Transportadora Gas del Sur Quasdam Ingeniería Sociedad Argentina de Ingeniería Geotécnica Colegio de Ingenieros de la Provincia de Buenos Aires Cámara Argentina del Aluminio y Metales Afines Cámara Argentina de Empresas de Fundaciones de Ingeniería Civil Federación Argentina de la Ingeniería Civil Consejo Profesional de Agrimensores, Ingenieros y Profesiones Afines de Salta Asociación Argentina de Ensayos no Destructivos
Reconocimiento Especial
El INTI-CIRSOC agradece muy especialmente a las Autoridades del American Society of Civil Engineers (ASCE) y del Structural Engineering Institute (SEI) por habernos permitido adoptar como base para el desarrollo de este Reglamento, los Capítulos 26, 27, 28, 29, 30 y 31 del documento “Minimum Design Loads for Building and Other Structures”, conocido como ASCE/SEI 7-10, y permitir además la consulta de dichos Capítulos en sus posteriores documentos ASCE/SEI 7-16 y ASCE/SEI 7-22.
Agradecimientos Especiales
El Comité Ejecutivo del INTI-CIRSOC y su Dirección Técnica agradecen muy especialmente:
A la Comisión Redactora y Permanente, de Acción del Viento sobre las Construcciones de INTI-CIRSOC, por su valiosa participación y aportes técnicos realizados a este Reglamento.
A la Inga. Marta S. Parmigiani e Inga. Alicia Aragno por la activa participación en la preparación de los primeros borradores de este Proyecto, hasta sus jubilaciones; y al Dr. Mario Bruno Natalini, quien brindó su aporte a este documento hasta su fallecimiento en Junio de 2020.
A los Ing. Julio César Molina y Joaquín Rocchi, por su activa colaboración con los redactores del Reglamento; y a la Inga. Denise Ruggiero y al Ing. Gabriel Barrios Viglioni, por sus participaciones en la revisión y edición del presente documento.
A los Dres. Ana Scarabino, María Luisa Altinger y Daniel Ambrosini, así como a los Ing. Roberto Cudmani, Juan Carlos Reimundín y Juan I. Zaracho, quienes fueron consultados por los redactores sobre temas de sus especialidades.
ASESORES QUE INTERVINIERON EN LA REDACCIÓN DEL
REGLAMENTO ARGENTINO DE ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
PROYECTO CIRSOC 102
Dr. Ing. Gustavo BALBASTRO Bruno NATALINI, Ph. D.
COMISIÓN REDACTORA Y PERMANENTE DE ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES DE INTI-CIRSOC
Coordinadores:
Dr. Ing. Gustavo BALBASTRO
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL PARANÁ - FACULTAD REGIONAL SANTA FE
Bruno NATALINI, Ph. D.
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA
Integrantes:
Mag. Marcelo Ítalo ADOTTI Mag. Gisela ALVAREZ Y ALVAREZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA / CONICET
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA
Ing. Carlos A. AMURA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE BUENOS AIRES - FACULTAD DE INGENIERÍA
Dra. Anabel APCARIAN
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE FACULTAD DE INGENIERÍA
Dr. Mario Eduardo DE BÓRTOLI
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA
Inga. Paula FOLINO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE BUENOS AIRES - FACULTAD DE INGENIERÍA
Prof. Emérito Luis A. GODOY
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA FCEFyN / CONICET
Dra. Rossana JACA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE FACULTAD DE INGENIERÍA
Dr. Jorge Luis LÄSSIG
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE FACULTAD DE INGENIERÍA
Dr. Julio MARAÑON DI LEO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA FACULTAD DE INGENIERÍA / CONICET
Mag. Jorge Omar MARIGHETTI
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA
Mag. Claudia Beatriz MOREL
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA
Mag. Claudia PALESE
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE FACULTAD DE INGENIERÍA
Dr. Gonzalo L. PITA Dra. Marta Beatriz ROSALES
Lic. María de los Milagros SKANSI Mag. Victorio SONZOGNI
Ing. Juan Carlos STEIGERWALD Dr. Adrián Roberto WITTWER
JOHNS HOPKINS UNIVERSITY
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR / CONICET
SERVICIO METEOROLÓGICO NACIONAL
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL / CONICET
IMC - INGENIERÍA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE INGENIERÍA
Metodología para el envío de observaciones, comentarios y sugerencias al
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-2024
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
en Discusión Pública Nacional (1° de junio de 2024 – 31 de diciembre de 2024)
Las observaciones, comentarios y sugerencias se deberán enviar a la Sede del CIRSOC, Av. Cabildo 65, Subsuelo Ala Savio (C1426AAA), C.A.B.A., hasta el 31 de diciembre de 2024, siguiendo la metodología que a continuación se describe:
1. Se deberá identificar claramente el Capítulo que se analiza, como así también el artículo y párrafo que se observa.
2. Las observaciones se deberán acompañar de su fundamentación y de una redacción alternativa, con el fin de que los Coordinadores del Proyecto comprendan claramente el espíritu de las observaciones.
3. Las observaciones, comentarios y sugerencias deberán presentarse por escrito, firmadas y con aclaración de firma, y deberán enviarse por correo o entregarse en mano. Se solicita detallar Dirección, Teléfono, E-mail con el fin de facilitar la comunicación.
4. No se aceptarán observaciones enviadas por fax o e-mail, dado que estos medios no permiten certificar la autenticidad de la firma del autor de la observación.
Confiamos en que este Proyecto les interese y participen activamente en su Discusión Pública Nacional.
Gracias
ÍNDICE
CAPITULO 1. CARGAS DE VIENTO: REQUISITOS GENERALES
1.1.
PROCEDIMIENTOS
1.1.1. 1.1.2.
Alcance Procedimientos permitidos
1.2.
DEFINICIONES
1.3.
SIMBOLOGÍA
1.4.
GENERALIDADES
1.4.1. 1.4.2. 1.4.3.
Convención de signos Condición crítica de carga Presiones de viento actuando sobre caras opuestas de cada superficie del edificio
1.5.
MAPA DE RIESGO DE VIENTO
1.5.1. 1.5.2. 1.5.3. 1.5.4.
Velocidad básica de viento Regiones especiales de viento Estimación de la velocidad básica de viento a partir de datos climáticos regionales Limitación
1.6.
DIRECCIONALIDAD DEL VIENTO
1.7.
EXPOSICIÓN
1.7.1. 1.7.2. 1.7.3. 1.7.4.
Sectores y direcciones de viento Categorías de rugosidad superficial Categorías de exposición Requisitos de exposición
1.8.
EFECTOS TOPOGRÁFICOS
1.8.1. 1.8.2.
Aumento de la velocidad del viento sobre lomas, escarpas y colinas Factor topográfico
1.9.
EFECTOS DE RÁFAGA
1.9.1. 1.9.2. 1.9.3. 1.9.4. 1.9.5. 1.9.6. 1.9.7.
Factor de efecto de ráfaga Determinación de la frecuencia Frecuencia natural aproximada Edificios y otras estructuras rígidos Edificios u otras estructuras flexibles o dinámicamente sensibles Análisis racional Limitaciones
1.10.
CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTO
1.10.1. 1.10.2. 1.10.3. 1.10.4. 1.10.5.
Generalidades Aberturas Protección de aberturas vidriadas Portones de cocheras Clasificaciones múltiples
1.11.
COEFICIENTES DE PRESIÓN INTERNA
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
1
2 2
5
12
18
18 18 19
19
19 24 24 25
26
27
27 28 29 35
36
36 38
39
39 39 40 40 41 43 43
52
52 52 52 56 56
56
Índice - i
1.11.1. Factor de reducción para edificios de gran volumen, Ri
57
1.12.
FACTOR DE ALTITUD
58
1.13.
PRESIÓN DINÁMICA
59
1.13.1. Coeficiente de exposición para la presión dinámica
59
1.13.2. Presión dinámica
65
1.14.
CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
66
1.14.1. Categoría de riesgo
66
1.14.2. Categorías de riesgo múltiples
67
CAPÍTULO 2. CARGAS DE VIENTO SOBRE EDIFICIOS - SISTEMAS PRINCIPALES RESISTENTES A LA FUERZA DEL VIENTO (SPRFV) - PROCEDIMIENTO DIRECCIONAL
2.1.
ALCANCE
71
2.1.1.
Tipos de edificio
71
2.1.2.
Condiciones
71
2.1.3.
Limitaciones
72
2.1.4.
Protección
72
2.1.5.
Cargas de viento de diseño mínimas
72
PARTE 1: EDIFICIOS CERRADOS, PARCIALMENTE CERRADOS, PARCIALMENTE ABIERTOS Y ABIERTOS DE TODAS LAS ALTURAS
73
2.2.
REQUISITOS GENERALES
73
2.2.1.
Parámetros de carga de viento especificados en Capítulo 1
73
2.3.
PRESIÓN DINÁMICA
73
2.4.
CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL RESISTENTE A LA FUERZA DEL VIENTO – SPRFV
74
2.4.1.
Edificios rígidos y flexibles cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
74
2.4.2.
Intencionalmente en blanco
76
2.4.3.
Edificios abiertos o cubiertas aisladas, de vertiente única o a dos aguas con diedro positivo o negativo
76
2.4.4.
Voladizos de cubierta
78
2.4.5.
Parapetos
78
2.4.6.
Casos de carga de viento de diseño
78
2.4.7.
Edificios exceptuados de casos torsionales de carga de viento
79
PARTE 2: EDIFICIOS CERRADOS, PARCIALMENTE CERRADOS O PARCIALMENTE
ABIERTOS DE DIAFRAGMA SIMPLE CON ALTURA MENOR O IGUAL QUE
81
10 m – PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
2.5.
REQUISITOS GENERALES
82
2.5.1.
Procedimiento de diseño
82
2.5.2.
Campo de validez
83
2.5.3.
Revestimiento permeable al aire
85
2.5.4.
Flexibilidad del diafragma
85
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Índice - ii
CAPÍTULO 3. PROCEDIMIENTO ENVOLVENTE PARA ESTIMAR LAS ACCIONES SOBRE LOS “SPRFV”
3.1.
ALCANCE
97
CAPÍTULO 4. CARGAS DE VIENTO SOBRE ACCESORIOS DE EDIFICIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS (SPRFV) – PROCEDIMIENTO DIRECCIONAL
4.1.
ALCANCE
99
4.1.1.
Tipos de estructura
99
4.1.2.
Condiciones
100
4.1.3.
Limitaciones
101
4.1.4.
Protección
101
4.2.
REQUISITOS GENERALES
101
4.2.1.
Parámetros de carga de viento especificados en Capítulo 1
101
4.3.
PRESIÓN DINÁMICA
101
4.4.
CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO – PAREDES LIBRES LLENAS Y CARTELES LLENOS 102
4.4.1.
Paredes libres llenas y carteles libres llenos
102
4.4.2.
Carteles llenos adosados
104
4.5.
CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO – OTRAS ESTRUCTURAS
104
4.5.1. 4.5.2.
4.5.3. 4.5.4.
4.5.5.
Estructuras y equipamientos ubicados sobre techos de edificios
104
Cargas de viento de diseño: silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados con h ≤ 40 m, D ≤ 40 m y 0,25 ≤ H/D ≤ 4
106
Paneles solares en techos de edificios de todas las alturas, con techos planos, a dos o cuatro aguas, con inclinaciones menores a 7°
108
Paneles solares paralelos a la superficie del techo en edificios de todas las alturas e inclinaciones de techo
111
Paneles solares montados en el terreno con inclinación fija
113
4.6.
PARAPETOS
117
4.7.
VOLADIZOS DE CUBIERTA
120
4.8.
CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMAS
120
CAPÍTULO 5. CARGAS DE VIENTO: COMPONENTES Y REVESTIMIENTOS (C&R)
5.1.
ALCANCE
135
5.1.1.
Tipos de edificio
136
5.1.2.
Condiciones
137
5.1.3.
Limitaciones
137
5.1.4.
Protección
138
5.1.5.
Revestimiento permeable al aire
138
5.2.
REQUISITOS GENERALES
140
5.2.1.
Parámetros de carga de viento especificados en Capítulo 1
140
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Índice - iii
5.2.2.
Presiones de viento de diseño mínimas
140
5.2.3.
Áreas tributarias mayores que 65 m2
140
5.2.4.
Coeficientes de presión externa
140
PARTE 1: EDIFICIOS DE BAJA ALTURA
140
5.3.
TIPOS DE EDIFICIOS
140
5.3.1.
Condiciones
141
5.3.2.
Presiones de viento de diseño
141
PARTE 2: EDIFICIOS CON ALTURA MAYOR QUE 20 m
148
5.4.
TIPOS DE EDIFICIOS
148
5.4.1.
Condiciones
149
5.4.2.
Presiones de viento de diseño
150
PARTE 3: EDIFICIOS ABIERTOS
152
5.5.
TIPOS DE EDIFICIOS
152
5.5.1.
Condiciones
152
5.5.2.
Presiones de viento de diseño
152
PARTE 4: ACCESORIOS, EQUIPAMIENTOS Y ESTRUCTURAS SOBRE TECHOS DE EDIFICIOS
153
5.6.
PARAPETOS
153
5.7.
VOLADIZOS DE CUBIERTA
155
5.8.
ESTRUCTURAS Y EQUIPAMIENTOS SOBRE TECHOS DE EDIFICIOS
156
5.9.
ALEROS ADOSADOS A PAREDES DE EDIFICIOS
156
PARTE 5: OTROS TIPOS DE ESTRUCTURAS
159
5.10.
SILOS, TANQUES Y RECIPIENTES CILÍNDRICOS VERTICALES CON h ≤ 40 m
159
5.10.1. Presión de viento de diseño
159
5.10.2. Paredes externas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados
160
5.10.3.
Presiones en las superficies interiores de las paredes exteriores de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados y abiertos en la parte superior
160
5.10.4. Cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados
161
5.10.5.
Superficie inferior de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados, separados del suelo
161
5.10.6. Cubiertas y paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales agrupados
161
5.10.7. Fuerza total de empuje en las paredes
162
5.11.
PANELES SOLARES SOBRE CUBIERTAS DE EDIFICIOS DE TODAS LAS ALTURAS CON CUBIERTAS PLANAS O A DOS AGUAS CON INCLINACIONES MENORES A 7º
162
5.12.
SOLADOS DE CUBIERTAS DE EDIFICIOS DE TODAS LAS ALTURAS CON INCLINACIONES MENORES O IGUALES A 7º
162
PARTE 6: EDIFICIOS DE BAJA ALTURA – PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
163
5.13.
TIPOS DE EDIFICIOS
164
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Índice - iv
5.13.1. Procedimiento de diseño
165
5.13.2. Campo de validez
165
5.13.3. Revestimiento permeable al aire
165
CAPÍTULO 6. PROCEDIMIENTO DE TÚNEL DE VIENTO
6.1.
ALCANCE
209
6.2.
CONDICIONES DE ENSAYO
209
6.3.
RESPUESTA DINÁMICA
210
6.4.
EFECTOS DE CARGA ESPECÍFICOS DEL SITIO PARA EDIFICIOS, OTRAS ESTRUCTURAS Y COMPONENTES
211
6.4.1. 6.4.2. 6.4.3. 6.4.4. 6.4.5.
Intervalos de recurrencia media de los efectos de carga
211
Limitaciones a las velocidades de viento
211
Direccionalidad del viento
211
Limitaciones en las cargas
212
Limitaciones en las cargas de viento para paneles solares fijos montados sobre el terreno 214
6.5.
EFECTOS DE CARGA PARA EDIFICIOS, OTRAS ESTRUCTURAS Y COMPONENTES USADOS EN MÚLTIPLES EMPLAZAMIENTOS
215
6.5.1. 6.5.2. 6.5.3.
Cargas de viento
215
Limitaciones en las cargas de viento para paneles solares montados en cubiertas
216
Requerimiento de revisión por pares para ensayos de edificios, otras estructuras y componentes usados en múltiples emplazamientos
216
6.6.
REQUISITOS DE REVISIÓN POR PARES PARA ENSAYOS EN TÚNEL DE VIENTO
216
6.7.
SIMULACIONES COMPUTACIONALES
217
APÉNDICE A
221
APÉNDICE B - COMBINACIONES DE CARGAS QUE INCLUYEN CARGA DE VIENTO
223
B.1.
GENERALIDADES
223
B.2.
SIMBOLOGÍA
223
B.3.
COMBINACIONES DE CARGAS PARA EL DISEÑO POR RESISTENCIA
223
B.3.1. Campo de validez
223
B.3.2. Combinaciones básicas
224
B.4.
COMBINACIONES DE CARGAS PARA ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO
224
B.4.1. Campo de validez
226
B.4.2. Combinaciones básicas
226
APÉNDICE C - COMBINACIONES DE CARGAS QUE INCLUYEN CARGA DE VIENTO
231
C.1.
ALCANCE
231
C.1.1. Tipos de edificio
231
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Índice - v
C.1.2. C.1.3. C.1.4.
C.2.
C.2.1.
C.3.
C.3.1 C.3.2. C.3.3. C.3.4. C.3.5. C.3.6.
Condiciones
231
Limitaciones
231
Protección
232
REQUISITOS GENERALES
232
Parámetros de carga de viento especificados en el Capítulo 1
232
CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL RESISTENTE A LA FUERZA DEL VIENTO 233
Presión de viento de diseño para edificios de baja altura
233
Casos de carga
237
Carga horizontal total
238
Parapetos
238
Voladizos de cubierta
239
Cargas de viento de diseño mínimas
239
ANEXO I - COEFICIENTES DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS O ELEMENTOS ESTRUCTURALES CON SECCIÓN 247 TRANSVERSAL UNIFORME
TABLA: Referencia cruzada de prescripciones de CIRSOC 102-2005 257 a CIRSOC 102-2024.
GLOSARIO UNIFICADO DE TÉRMINOS UTILIZADOS EN TRADUCCIONES DE DOCUMENTOS EN INGLÉS. GLOSARIO 259 “INGLÉS-ESPAÑOL”
BIBLIOGRAFÍA CIRSOC 102-24
263
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Índice - vi
REGLAMENTO
COMENTARIO
CAPÍTULO 1. CARGAS DE VIENTO: REQUISITOS GENERALES
1.1. PROCEDIMIENTOS
C 1.1. PROCEDIMIENTOS
Los procedimientos admitidos y los parámetros necesarios para su aplicación son los que se indican en este Capítulo.
El formato y planeamiento de los requisitos de cargas de viento en este Reglamento han sido revisados significativamentedesde las ediciones anteriores. La meta fue mejorar la organización, claridad y uso de los requisitos de cargas de viento, para lo cual se reorganizaron los capítulos de acuerdo con las principales áreas temáticas aplicables.
La reorganización se presenta en una secuencia lógica dirigida a la comunidad del diseño estructural. Para asistir a los usuarios en la ubicación de las prescripciones entre CIRSOC 102-2005 y CIRSOC 102-2024, se provee al final del texto reglamentario una Tabla de referencia cruzada de los artículos aplicables . Asimismo, y también en lo referente al formato, el texto del Reglamento está dividido en dos columnas; la columna izquierda correspondea la parte reglamentaria (obligatoria) mientras que la columna derechason Comentarios (no obligatoria) cuya finalidad es dar detalles relacionados con el desarrollo o sugerencias para el cumplimiento de los requisitos reglamentarios, el análisis de algunas consideraciones que se tuvieron en cuenta al redactar el Reglamento y citas a referencias bibliográficas co mp lemen tarias .
Así como la redacción de CIRSOC 102-2005 se basó en el código ASCE 7-98, la presenterevisión se basa en ASCE 7-10, e incorpora los principales cambios que aparecieron con ASCE 7-16 y ASCE 7-22, así como especificaciones que provienen de otras fuentes.
A continuación, se presenta una descripción general de cada capítulo:
Capítulo 1: provee los parámetros básicos que se aplican a las diferentes metodologías de evaluación de cargas de viento delineadas en los Capítulos 2 a 6. Los tópicos tratados en estecapítulo incluyen definiciones, velocidad básica de viento, categorías de exposición, presiones internas, clasificación de cerramientos, efectos de ráfaga y factores topográficos, entre otros.
Capítulo 2: la Parte 1 comprende el procedimiento direccional para edificios cerrados, parcialmente cerrados y abiertos de todas las alturas. Este procedimiento es el que se denominaba en CIRSOC 102-2005, "Método 2 Procedimiento Analítico". En la Parte 2 se encuentra el procedimiento simplificado, basado en el Procedimiento Direccional, análogo al que constituía el Capítulo 4 – Método 1 en el CIRSOC 102-2005.
Capítulo 3: el lugar del Capítulo 3 se corresponde con el que ocupa el capítulo 28 en ASCE 7-22 (Cargas de viento sobre edificios – SPRFV procedimiento envolvente). Se consideró conveniente en este Reglamento pasar a los Comentarios los contenidos del capítulo 28 de ASCE 7-22 y dejar en blanco el Capítulo 3 para conservar la estructura de la numeración. El procedimiento envolvente se
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 1
REGLAMENTO
COMENTARIO
encuentra en el Apéndice C.
Capítulo 4: accesorios de edificios y otras estructuras: este capítulo se dedica a evaluar las cargas de viento en estructuras que no son edificios tales como carteles, estructuras sobre cubiertas y torres.
Capítulo 5: componentes y revestimientos: en este Reglamento se agrupa la evaluación de cargas sobre componentes y revestimientos en un único capítulo. Se presentan métodos analíticos y simplificados basados en la altura del edificio. También se tratan disposiciones para accesorios de edificios y edificios abiertos.
Capítulo 6: procedimientos de ensayo en túnel de viento.
1.1.1. Alcance
C 1.1.1. Alcance
Los edificios y otras estructuras, incluyendo el Sistema Principal Resistente a la Fuerza del Viento (SPRFV) y todos sus Componentes y Revestimientos (C&R), se deben diseñar y construir para resistir las cargas de viento evaluadas conforme a los Capítulos 1 a 6 de este Reglamento.
Las disposiciones de este capítulo definen los parámetros básicos de viento para el uso con las disposiciones de otros Reglamentos de Carga.
Los procedimientos especificados en este Reglamento suministran las presiones y fuerzas de viento para el diseño del Sistema Principal Resistente a la Fuerza del Viento (SPRFV) y para el diseño de Componentes y Revestimientos (C&R) de edificios y otras estructuras. Los procedimientos incluyen el cálculo de la presión dinámica, la consideración de la direccionalidad del viento, la selección de un factor de efecto de ráfaga apropiado, y la selección de coeficientes de presión o fuerza apropiados.
Los procedimientos tienen en cuenta para el nivel de confiabilidad estructural requerido, los efectos de diferentes exposiciones de viento, los efectos de aceleración debidos a ciertas características topográficas tales como colinas y escarpas, y el tamaño y la geometría del edificio u otra estructura que se está considerando.
Los procedimientos distinguen entre edificios u otras estructuras rígidos y flexibles, y los resultados generalmente incluyen las condiciones de carga más críticas para el diseño del SPRFV tanto como para los C&R.
Los coeficientes de presión y fuerza que se dan en los Capítulos 2, 4 y 5 se han reunido a partir de los últimos ensayos en túnel de viento de capa límite, de ensayos a escala natural y de bibliografía disponible previamente. Debido a que los resultados en túnel de viento de capa límite se obtuvieron para tipos específicos de edificios, tales como edificios en altura y de baja altura, se advierte al usuario en contra del intercambio indiscriminado de valores entre las tablas y figuras.
1.1.2. Procedimientos permitidos
C 1.1.2. Procedimientos permitidos
Las cargas de viento de diseño para edificios y otras estructuras, incluyendo el Sistema Principal
Resistente a la Fuerza del Viento (SPRFV) y todos los elementos de Componentes y Revestimientos
(C&R), se deben evaluar usando uno de los procedimientos que se especifican en este artículo. En la Figura 1.1-1 se presenta un lineamiento de
todo el proceso para la evaluación de las cargas de viento, incluyendo referencias a los capítulos o artículos pertinentes.
La versión CIRSOC 102-2024 del reglamento de cargas de viento suministra varios procedimientos (como se ilustra en Figura 1.1-1) de los que el usuario puede elegir.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 2
REGLAMENTO
COMENTARIO
Nota: Al comienzo de cada Capítulo, se presentan lineamientos adicionales y notas al usuario de procedimientos más detallados paso a paso para la evaluación de las cargas de viento.
Figura 1.1-1. Lineamientos del proceso para evaluar las cargas de viento.
1.1.2.1. Sistema Principal Resistente a la Fuerza del Viento (SPRFV)
Las cargas de viento para el SPRFV se deben evaluar usando uno de los siguientes procedimientos:
1 - Procedimiento direccional para edificios de todas las alturas, tal como se especifica en el Capítulo 2 para edificios que cumplan con los requisitos allí indicados.
2 - Procedimiento direccional para accesorios de edificios (estructuras sobre azoteas y equipamientos sobre azoteas) y otras estructuras (tales como paredes libres llenas, carteles libres llenos, chimeneas, tanques, carteles abiertos, entramados y torres reticuladas), tal como se especifica en el Capítulo 4.
3 - Procedimiento de túnel de viento para todos los edificios y todas las otras estructuras, tal como se especifica en el Capítulo 6.
1.1.2.2. Componentes y Revestimientos (C&R)
Las cargas de viento sobre componentes y revestimientos de todos los edificios y otras
Para SPRFV:
1. Procedimiento direccional para edificios de todas las alturas (Capítulo 2)
2. Procedimiento direccional para accesorios de edificios (Capítulo 4)
3. Procedimientos de ensayo en túnel de viento para todos los edificios y otras estructuras (Capítulo 6)
Para Componentes y Revestimientos:
1. Procedimiento analítico para edificios y accesorios de edificios (Capítulo 5)
2. Procedimientos de ensayo en túnel de viento para todos los edificios y otras estructuras (Capítulo 6)
Se suministran ―métodos simplificados‖ en el cual el diseñador puede seleccionar las presiones de viento directamente de una tabla, sin necesidad de calcular, cuando el edificio cumple con todos los requisitos para la aplicación de dichos métodos. Para el SPRFV usando el Procedimiento Direccional (Capítulo 2, Parte 2), y para C&R usando el Procedimiento Analítico para Componentes y Revestimientos (Capítulo 5, Parte 4).
Limitaciones
Las disposiciones dadas en el artículo 1.1.2 se aplican a la mayoría de los emplazamientos o edificios y estructuras,
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Cap. 1 - 3
REGLAMENTO
COMENTARIO
estructuras se deben diseñar usando uno de los siguientes procedimientos:
1 - Procedimientos analíticos presentados en las Partes 1 a 6, el que resulte apropiado, del Capítulo 5.
2 - Procedimiento de túnel de viento, como se especifica en el Capítulo 6.
pero para algunos proyectos, estas disposiciones pueden resultar inadecuadas. Ejemplos de emplazamientos o edificios y estructuras (o porciones de los mismos) que pueden requerir otras normas aprobadas, estudios especiales usando bibliografía reconocida que sea de aplicación relacionados con efectos de viento, o usando procedimientos de ensayo en túnel de viento del Capítulo 6 incluyen:
1. Emplazamientos que tienen efectos de canalización o estelas debidas a obstrucciones a barlovento. Los efectos de canalización pueden ser causados por características topográficas (p. ej., garganta de una montaña) o edificios (p. ej., uno o varios edificios altos cercanos). Las estelas pueden ser causadas por colinas o por edificios u otras estructuras .
2. Edificios con formas inusuales o geometrías irregulares incluyendo cúpulas, bóvedas cilíndricas, y otros edificios cuya forma (sección transversal en planta o corte vertical) difiere significativamente de las formas en las Figuras 2.4-1, 2.4-2, 2.4-7, AC.3-1 y 5.4-1 a 5.47. Formas de geometría irregular o poco común incluyen edificios con múltiples retranqueos, fachadas curvas, o plantas irregulares resultantes de muescas o salientes significativas, aberturas a través del edificio, o edificios formados por torres múltiples conectadas entre sí mediante puentes.
3. Edificios u otras estructuras con características de respuesta que dan por resultado efectos dinámicos inducidos por vórtices y/o torsionales substanciales, o efectos dinámicos queson resultado de inestabilidades aeroelásticas tales como flameo o galope. Tales efectos dinámicos son difíciles de anticipar ya quedependen de muchos factores, pero se deben considerar cuando se cumplen una o más de las siguientes condiciones:
I. la altura del edificio u otra estructura supera los 120 m.
II. la altura del edificio u otra estructura es mayor que 4 veces su ancho efectivo mínimo Bmin, tal como
se define más abajo.
III. la frecuencia natural más baja del edificio u otra estructura es menor que n1= 0,25 Hz.
IV. la velocidad reducida ̅ ̅ 5 donde ̅ = 0,6h y
̅
̅
1
es la velocidad media horaria en m/s a la altura
̅.
El ancho efectivo mínimo Bmin, se define como el mínimo valor de (∑ )⁄∑ considerando
todas las direcciones del viento. Las sumatorias se
efectúan sobre la altura del edificio u otra estructurapara cada dirección de viento, donde hi
es la altura por encima del plano de referencia del nivel i y Bi es el ancho en el nivel i normal a la dirección del viento.
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Cap. 1 - 4
REGLAMENTO
COMENTARIO
4. Puentes, grúas, líneas de transmisión eléctrica, mástiles atirantados, carteles en autopistas y estructuras de iluminación, torres de telecomunicación, y mástiles de b an d eras .
Cuando se emprenden estudios detallados de la respuesta dinámica a las fuerzas de viento, se deben establecer las frecuencias fundamentales del edificio u otra estructura en cada dirección en consideración usando las propiedades estructurales y características de deformación de los elementos resistentes en un análisis adecuadamente fundamentado. No se deben usar ecuaciones aproximadas basadas en la altura.
Protección
Debido a la falta de procedimientos analíticos confiables para predecir los efectos de protección brindados por edificios y otras estructuras o por características topográficas, en las disposiciones de este capítulo no se permiten reducciones en la presión dinámica debidas a una aparente protección o reparo.
Sin embargo, no se excluye la evaluación de los efectos de protección y las correspondientes reducciones en la presión dinámica mediante el procedimiento de ensayo en túnel de viento del Capítulo 6.
1.2. DEFINICIONES
C 1.2. DEFINICIONES
Las siguientes definiciones se aplican a las disposiciones del presente Reglamento.
En el siguiente texto, se discuten varias definiciones
importantes dadas en el reglamento. Estos términos se usan en todo el reglamento y se aportan para aclarar su aplicación en las disposiciones del mismo.
Aberturas: vanos u orificios en la envolvente del edificio que permiten el flujo de aire a través de dicha envolvente y que se consideran “abiertos” durante el viento de diseño, como se designa en este Reglamento.
Altura de alero, he: distancia desde la superficie del terreno adyacente al edificio hasta la línea de alero de la cubierta en una pared particular. Si la altura del alero varía a lo largo de la pared, se debe usar la altura promedio.
Altura media de cubierta, h: promedio entre la altura del alero de la cubierta y la altura del punto más elevado de la superficie de cubierta, excepto que, para ángulos de cubierta menores o iguales que 10°, se puede tomar la altura media de cubierta igual a la altura del alero.
Aprobado: aceptado por la autoridad jurisdiccional.
Área efectiva de viento, A: área utilizada para evaluar (GCp). Para componentes y revestimientos,
el área efectiva de viento en las Figuras 5.3-1, 5.32A a G, 5.3-4, 5.3-5A y B, 5.3-6, 5.3-8, 5.5-1, 5.5-2, 5.5-3, 5.9-1A y B, 5.9-2A y B, 5.10-2, 5.10-3 y 5.10-4
Área efectiva de viento, A: es un área que se necesitapara adoptar (GCp) en las Figuras 4.5-7, 4.5-10, 5.3-1 a 5.3-6. El concepto de área efectiva de viento está estrechamente ligado al de área tributaria; y a su vez, el área tributaria s e define en relación a cada elemento estructural. Se entiende
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Cap. 1 - 5
REGLAMENTO
COMENTARIO
es la longitud del tramo multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo. Para sujetadores de revestimientos, el área efectiva de viento no debe ser mayor que el área que es tributaria a un sujetador individual. Para paneles solares en cubiertas, el área efectiva de viento en la Figura 4.5-7, 4.5-8, 4.5-10 es igual al área tributaria del elemento estructural considerado, calculada con un ancho mayor o igual que un tercio de su longitud.
por área tributaria el área que recibe carga que será soportada por un elemento estructural dado. Entonces, en relación al área efectiva de viento, se presentan dos casos.
En el caso usual, el área efectiva de viento se corresponde con el área tributaria del componente que se está considerando. Por ejemplo, para un panel de revestimiento, el área efectiva de viento puede ser igual al área total del panel. Para un fijador de revestimiento, el área efectiva de viento es el área del revestimiento asegurada por un único fijador. Un larguero central puede recibir carga de varios paneles de revestimiento; en este caso, el área efectiva de viento es el área asociada con la carga de viento que se transfiere al larguero.
El segundo caso se presenta cuando componentes tales como paneles decubierta, montantes de paredes, o correas están muy cercanos unos a otros. El área servida por el componente puede volverse larga y angosta. Para aproximar mejor la distribución real de cargas en tales casos, el ancho del área efectiva de viento a adoptar debe ser mayor o igual que un tercio de la longitud entre apoyos del área cargada.
Este incremento en el área efectiva de viento tiene por
efecto reducir la presión promedio de viento que actúa sobre el componente. Es de notar, sin embargo, que esta área efectiva solo se usa para adoptar (GCp) de las figuras. Una vez determinado (GCp), la carga inducida por el viento se estima aplicando dicho (GCp) sobre el área tributaria real del componente que se está considerando.
Para sistemas de cubierta con membrana de aislación, el área efectiva de viento es el área de un tablero de la aislación térmica (o un panel de cubierta si no se usa la aislación) si los tableros están totalmente adheridos (o la membrana está adherida directamente a la cubierta). Si el tablero de aislación o la membrana están mecánicamente fijados o parcialmente adheridos, el área efectiva de viento es el área tributaria asegurada por un único sujetador o punto individual o línea de adhesivo.
Para un sistema típico de puerta o ventana sostenido por tres o más lados, el área efectiva de viento es el área de la puerta o ventana que seestá considerando. Para sistemas más complejos se deberá analizar el funcionamiento estructural para definir el área efectiva de cada elemento.
En el cálculo de la presión de viento de diseño para puertas de vano simple (p. ej., puertas de cierre horizontal o puertas enrollables) puertas grandes especialmente construidas (p. ej., puertas de hangares para aviones) y sistemas de vidriados especialmente construidos, se debe
usar el área efectiva de viento de cada componente estructural que forma parte del sistema de la puerta o ventana.
En conjuntos de paneles solares, el área tributaria (y el área efectiva de viento) puede depender de las características del sistema de soporte del conjunto de paneles y del camino de cargas. Para el sistema estructural de una cubierta que tenga distintos caminos para las cargas laterales, verticales hacia arriba y verticales hacia abajo, se
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 6
REGLAMENTO
COMENTARIO
usa el área efectiva de viento apropiada en cada caso.
Si el sistema de soporte para el conjunto de paneles solares tiene resistencia, rigidez e interconexión adecuada para extenderse sobre un punto de soporte o lastre que está sujeto a fluencia o sustentación, el área efectiva de viento puede incrementarseen forma correspondiente, siempre y cuando las resistencias no estén gobernadas por falla frágil y se evalúa la deformación del conjunto para verificar que no resulte en un desempeño adverso. Debe notarse que las áreas de viento efectivas son mucho más pequeñas para sustentación que para fuerzas laterales (arrastre) de conjuntos lastrados.
El área efectiva de viento interviene como variable en las figuras que caracterizan (GCp) en C&R y paneles solares
para dar cuenta de la pérdida de correlación de las fluctuaciones de presión a medida quese consideran áreas de mayor tamaño.
Bibliografía reconocida: resultados de investigación publicados y artículos técnicos aprobados.
Categoría de riesgo: una categorización de edificios y otras estructuras para la evaluación de las cargas
de viento basada en el riesgo asociado a un desempeño inaceptable. Ver artículo 1.14.
Colina: con respecto a los efectos topográficos en el artículo 1.8, una superficie de terreno caracterizada
por fuertes relieves en cualquier dirección horizontal (Ver Figura 1.8-1).
Componentes y Revestimientos (C&R): elementos de la envolvente del edificio que no califican como
parte del SPRFV o elementos de accesorios sobre la cubierta que no califican como parte del SPRFV.
Componentes y revestimientos: los revestimientos reciben las cargas de viento directamente. Los componentes reciben las cargas de viento de los revestimientos o directamente, y las transfieren al SPRFV. Ejemplos de revestimientos incluyen, pero no están limitados a, recubrimiento de paredes, muros cortina, revestimientos de cubierta, ventanas exteriores (fijas y operables), puertas exteriores, puertas en cubiertas, etc. Ejemplos de componentes incluyen fijaciones, correas, cabios, montantes, algunos elementos de armaduras de cubierta que reciben cargas del revestimiento, etc.
Los componentes pueden ser parte del SPRFV cuando actúan como paredes de corte o diafragmas de cubierta, pero también se pueden cargar como elementos individuales. El Proyectista o Diseñador Estructural debe usar las cargas apropiadas para el diseño de componentes, lo cual puede requerir que ciertos componentes se diseñen para más de un tipo de carga, por ejemplo, armaduras de cubiertas de grandes luces se pueden diseñar para cargas asociadas con SPRFV, y algunos elementos individuales del reticulado se deben diseñar también para cargas de componentes y revestimientos (Metha and Marshall, 1998).
Cubierta aislada: cubierta con una configuración que por lo general se conforma a las que se muestran en Figuras 2.4-4 a 2.4-6 (cubiertas de
vertiente única, a dos aguas con diedro positivo o
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Cap. 1 - 7
REGLAMENTO
COMENTARIO
negativo) en un edificio abierto sin paredes de cerramiento debajo de la superficie de cubierta.
Diafragma: cubierta, piso o sistema de arriostramiento que actúa para transferir fuerzas
laterales al Sistema Principal Resistente a la Fuerza de Viento. Para el análisis bajo cargas de viento, los diafragmas construidos de losas de hormigón o losas
mixtas de hormigón-acero, cada una teniendo una relación lados de 2 o menos, se pueden idealizar como rígidos. Los diafragmas construidos de paneles
estructurales de madera se pueden idealizar como flexibles.
Diafragma: en CIRSOC 102-2024 se ha agregado una definición de diafragmas para aplicaciones de cargas de viento. Debido que se espera que los diafragmas bajo cargas de viento permanezcan esencialmente elásticos, la definición es distinta que la usada para diseño sismoresistente en INPRES-CIRSOC 103 - Parte I - 2018, Art. 8.2.1.
Edificio cerrado: edificio que tiene el área total de aberturas en cada pared, que recibe presión externa positiva, menor o igual que 0,4 m2 o el 1 % del área de la pared, lo que sea menor. Esta condición se expresa para cada pared por la siguiente expresión:
Ao ≤ 0,01Ag o 0,4 m2 , el que sea menor,
donde
Ao y Ag se definen para edificios abiertos.
Edificio cerrado, abierto, parcialmente cerrado, parcialmente abierto: estas definiciones serelacionan con la selección adecuada de coeficientes de presión interna (GCpi). Los edificios "cerrados", ―parcialmente cerrados‖ y ―abiertos‖ se definen específicamente. Todos los demás edificios se consideran ―parcialmente abiertos‖ por definición, aunque puede haber grandes aberturas en dos o más paredes.
Un ejemplo podría ser un garaje para estacionamiento a través del cual el viento puede pasar fácilmente pero que no cumple con las definiciones ni de edificio abierto ni edificio parcialmente cerrado. El coeficiente de presión interna para tal edificio es ±0,18, y las presiones internas actuarán sobre las áreas llenas de las paredes y cubierta. El reglamento también especifica que un edificio que cumple con ambas definiciones de ―abierto‖ y ―parcialmente cerrado‖ se debe considerar ―abierto‖.
Edificio u otra estructura flexible: edificio esbelto u otra estructura que tiene una frecuencia natural fundamental menor que 1 Hz.
Edificio u otra estructura flexible: un edificio u otra estructurase considera flexible si contiene una respuesta resonante dinámica significativa. La respuesta resonante depende de la estructura de ráfaga contenida en el viento incidente, de las presiones de las cargas de viento
generadas por el flujo de viento alrededor del edificio, y de las propiedades dinámicas del edificio o estructura.
La energía de ráfaga en el viento es menor en frecuencias por encima de 1 Hz. Por tanto, la respuesta resonante de la
mayoría de los edificios y estructuras con frecuencia fundamental por encima de 1 Hz, será lo suficientemente pequeña como para quecasi siempre la respuesta resonante pueda ser ignorada.
La frecuencia natural de edificios u otras estructuras con alturas mayores que 20 m se calcula de acuerdo con los artículos 1.9.1 y 1.9.2. Cuando los edificios u otras estructuras tienen una altura que excede cuatro veces la menor dimensión horizontal o cuando hay una razón para creer que la frecuencia fundamental es menor que 1 Hz, (período fundamental mayor que 1 s), se debe investigar la frecuencia natural de la estructura.
El artículo C 1.9 de los Comentarios contiene expresiones aproximadas de los períodos o frecuencias naturales para
varios tipos de estructuras y edificios que complementan a aquellos que se dan en el artículo 1.9.2.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 8
REGLAMENTO
COMENTARIO
Edificio de baja altura: edificio cerrado, parcialmente cerrado o parcialmente abierto que cumple con las siguientes condiciones:
1 - altura media de cubierta, , menor o igual que 20 m.
2 - altura media de cubierta, h, no excede la menor dimensión horizontal.
Edificio abierto: edificio que tiene cada pared abierta al menos 80 %. Esta condición se expresa para cada pared mediante la expresión:
Ver comentarios de ―Edificio cerrado‖.
Ao ≥ 0,8Ag
donde:
Ao área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva, en m2.
Ag área total de la pared en la que se identifica Ao, en m2.
Edificio parcialmente abierto: edificio que no cumple con los requerimientos para abierto, parcialmente cerrado, o cerrado.
Ver comentarios de ―Edificio cerrado‖.
Edificio parcialmente cerrado: edificio que cumple Ver comentarios de ―Edificio cerrado‖. con las dos condiciones siguientes:
1 - el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede la suma de las áreas de aberturas en el resto de la
envolvente del edificio (paredes y cubierta) por más de 10 %.
2 - el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede 0,4 m2 ó
1 % del área de dicha pared, el valor que sea menor, y el porcentaje de aberturas en el resto de la envolvente del edificio no excede 20 %.
Estas condiciones están expresadas mediante las siguientes expresiones:
1) Ao > 1,10Aoi
2) Ao > 0,4 m2 ó > 0,01Ag , el que sea menor, y Aoi / Agi ≤ 0,20
donde:
Ao , Ag están definidos en edificios abiertos
Aoi suma de las áreas de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y cubierta) no incluyendo Ao , en m2
Agi suma de las áreas totales de superficie de la envolvente del edificio (paredes y cubierta) no
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 9
REGLAMENTO
COMENTARIO
incluyendo Ag , en m2
Edificio u otra estructura de forma regular: edificio u otra estructura que no presenta irregularidades geométricas inusuales en forma espacial.
Edificio u otra estructura de forma regular: definir los límites de aplicación de los procedimientos dentro del
reglamento requiereun balanceentrela necesidad práctica de usar las disposiciones más allá del rango para el cual se obtuvieron los datos, y restringir el uso de las
disposiciones más allá del rango realista de aplicación. Las disposiciones para cargas de viento se basan principalmente en ensayos en túnel de viento sobre las formas que se muestran en las Figuras 2.4-1, 2.4-2, 2.4-7, AC.3-1 y 5.4-1 a 5.4-7.
Numerosos ensayos en túnel de viento sobre estructuras reales bajo diseño muestran que cambios relativamente grandes a partir de estas formas pueden, en muchos casos, tener cambios menores en la carga de viento, mientras que en otros casos cambios aparentemente menores, pueden
tener relativamentegrandes efectos, particularmente en las presiones sobre revestimientos.
Las cargas de viento sobre formas complejas son frecuentemente menores que aquellas sobre las formas más simples de las Figuras 2.4-1, 2.4-2, 2.4-7 y 5.4-1 a 5.4-7, y por tanto seespera que las cargas de viento calculadas a partir de estas disposiciones comprendan la mayoría de las formas de estructuras.
Los edificios y otras estructuras que son claramente
inusuales se deben diseñar usando el procedimiento de ensayo en túnel de viento del Capítulo 6.
Edificio u otra estructura rígido: edificio u otra estructura cuya frecuencia fundamental es mayor o igual que 1 Hz.
Edificio u otra estructura rígido: el criterio de definición para rígido, en comparación con flexible, es que la frecuencia natural sea mayor o igual a 1 Hz. Un lineamiento general es que la mayoría de los edificios y estructuras rígidos tienen una relación de altura/ancho mínimo menor que 4. Las disposiciones de los artículos 1.9.1 y 1.9.2 dan métodos para calcular la frecuencia natural (período = 1/ frecuencia natural), y el artículo C 1.9 de los Comentarios presentalineamientos adicionales.
Edificio de diafragma simple: edificio en el cual ambas cargas de viento, de barlovento y sotavento, se transmiten por cubierta y conjuntos de paredes de extensión vertical, a través de diafragmas continuos de piso y cubierta, al SPRFV.
Edificio torsionalmente regular bajo carga de viento: edificio con el SPRFV en cada eje principal proporcionado de manera que el máximo
desplazamiento en cada piso según el Caso 2 de la Figura 2.4-8, caso de carga de torsión por viento, no
exceda el desplazamiento máximo en el mismo piso bajo el Caso 1 de la Figura 2.4-8, caso básico de carga de viento.
Envolvente del edificio: revestimientos, cubiertas,
paredes exteriores, vidriados, puertas, ventanas, claraboyas y otros componentes que cierran el edificio.
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Cap. 1 - 10
REGLAMENTO
COMENTARIO
Escarpa: con respecto a los efectos topográficos en el artículo 1.8, un acantilado o pendiente pronunciada que por lo general separa dos niveles o áreas de pendiente suave. Ver Figura 1.8-1.
Fuerza de diseño, F: fuerza estática equivalente que se usa en la evaluación de las cargas de viento para otras estructuras.
Loma: con respecto a los efectos topográficos del artículo 1.8, una elevación del terreno alargada, caracterizada por fuertes relieves en dos direcciones. Ver Figura 1.8-1.
Presión de diseño, p: presión estática equivalente que se usa en la evaluación de las cargas de viento para edificios.
Procedimiento direccional: procedimiento para evaluar cargas de viento sobre edificios y otras estructuras para direcciones de viento específicas, en las cuales los coeficientes de presión externa utilizados se basan en ensayos previos de túnel de viento en modelos de edificios típicos para la correspondiente dirección del viento.
Procedimiento envolvente: procedimiento para evaluar cargas de viento sobre edificios, en el cual los coeficientes de pseudo-presión externa se
derivan de ensayos previos en túnel de viento en modelos de edificios típicos sucesivamente rotados a través de 360°, tal que los casos de pseudo-presión
producen acciones estructurales clave (levantamiento, corte horizontal, momentos flectores,
etc.) que son envolventes de sus máximos valores entre todas las direcciones de viento posibles.
Procedimiento de simulación computacional: procedimiento que emplea dinámica de fluidos computacional para evaluar cargas de viento sobre edificios y otras estructuras, en el cual las presiones y/o fuerzas y momentos se obtienen para cada dirección del viento considerada, de un modelo del edificio u otra estructura y su entorno, según el Capítulo 6.
Procedimiento del túnel de viento: procedimiento para evaluar cargas de viento sobre edificios y otras estructuras, en el cual las presiones y/o fuerzas y
momentos se obtienen para cada dirección del viento considerada, de un modelo del edificio u otra estructura y su entorno, según el Capítulo 6.
Regiones con detritus arrastrados por el viento: áreas donde se resulta necesaria la protección contra impactos para aberturas vidriadas. Ver artículo 1.10.3.
Regiones con detritus arrastrados por el viento: Las regiones donde hay detritus transportados por el viento se definen para alertar al diseñador acerca de áreas que requieren consideración del diseño contra impacto de proyectiles. Estas áreas, la norma ASCE 7 las ubica dentro de las regiones proclives a huracanes, donde hay un alto riesgo de falla en vidriados debido al impacto de detritus transportados por el viento. En Argentina no hay regiones proclives a huracanes pero se decidió conservar en el
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Cap. 1 - 11
REGLAMENTO
COMENTARIO
presente reglamento los criterios de diseño contra impacto de proyectiles manteniendo la definición de las regiones dadas en 1.10.3.1, eliminando el condicionante de ser proclive a huracanes.
Sistema protector contra impacto: cobertura que ha demostrado mediante ensayos que puede resistir los impactos de proyectiles de ensayo y que está
aplicada, anexada o asegurada sobre el vidriado exterior. Ver artículo 1.10.3.2.
Sistema Principal Resistente a la Fuerza del Viento, SPRFV: conjunto de elementos estructurales destinado a brindar apoyo y estabilidad a la estructura en su totalidad. El sistema generalmente recibe cargas de viento de más de una superficie.
Sistema Principal Resistente a la Fuerza del Viento (SPRFV): Un pórtico estructural o un sistema de elementos estructurales que trabajan en forma conjunta para transferir al terreno las cargas de viento actuando sobre la totalidad de la construcción. Elementos estructurales tales como arriostramientos transversales, paredes de corte, armaduras de cubierta y diafragmas de
cubierta son parte del sistema principal resistente a la fuerza del viento cuando colaboran en la transferencia de cargas globales. (Metha and Marshall, 1998)
Velocidad básica de viento, V: velocidad de ráfaga
para un intervalo de 3 s a 10 m sobre el terreno, en exposición C (ver artículo 1.7.3) tal como se establece según el artículo 1.5.1.
Vidriado: vidrio o láminas plásticas transparentes o translúcidas utilizadas en ventanas, puertas, claraboyas o muros cortina.
Vidriado resistente a impacto: vidriado que demostró mediante un método aprobado de ensayo que puede resistir el impacto de proyectiles de ensayo. Ver artículo 1.10.3.2 y Comentarios C 1.10.3.2.1.
1.3. SIMBOLOGÍA
C 1.3. SIMBOLOGÍA
Los siguientes símbolos se aplican en el presente En estos Comentarios se utilizan los siguientes símbolos y
Reglamento.
notaciones adicionales.
A
área efectiva de viento, en m2
Af
área de edificios abiertos y otras
estructuras, normal a la dirección del viento
o proyectada sobre un plano normal a la
dirección del viento, en m2
Ag
área total de la pared en la cual se
identifica Ao , en m2
Agi
suma de las áreas totales de superficies de
la envolvente del edificio (paredes y
cubierta), no incluyendo Ag , en m2
An
área normalizada de viento para paneles
solares en cubiertas en la Figura 4.5-7
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Cap. 1 - 12
REGLAMENTO
COMENTARIO
Ao
área total de aberturas en una pared que
recibe presión externa positiva, en m2
Aob
área promedio de terreno abierto querodeacada
o b s tru cció n
Aog
área total de aberturas de la envolvente del
edificio, en m2
Aoi
suma de las áreas de aberturas de la
envolvente del edificio (paredes y cubierta),
no incluyendo Ao , en m2
As
área total de una pared libre llena o un
cartel libre lleno, en m2
a
ancho de la zona asociada al coeficiente de
presión, en m
B
dimensión horizontal de un edificio medida
normal a la dirección del viento, en m
̅
factor de velocidad media horaria de viento
en la expresión (1.9-16), Tabla 1.9-1
̂
factor de velocidad de ráfaga de 3 seg,
Tabla 1.9-1
Cf
coeficiente de fuerza que se debe usar en
la evaluación de las cargas de viento para
otras estructuras
CN
coeficiente de presión neta que se debe
usar en la evaluación de las cargas de
viento para edificios abiertos
Cp
coeficiente de presión externa que se debe
usar en la evaluación de las cargas de
viento para edificios
c
factor de intensidad de turbulencia en la
expresión (1.9-7), Tabla 1.9-1
D
diámetro de una estructura de sección
circular o componente de sección circular,
en m
D´
profundidad de elementos salientes, tales
como nervaduras y ribete, en m
d0
distancia horizontal medida normalmente
entre el borde de un panel y el borde del
edificio, ignorando cualquier equipamiento
de cubierta, en la Figura 4.5-7, en m
d1
distancia horizontal medida normalmente
entre borde de un panel y el conjunto
adyacente,
ignorando
cualquier
equipamiento de cubierta, en la Figura 4.5-
7, en m
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 13
REGLAMENTO
COMENTARIO
d2
distancia horizontal entre borde de un panel
y el borde más próximo en la siguiente fila
de paneles, en la Figura 4.5-7, en m
F
fuerza de viento de diseño para otras
estructuras, en N
G
factor de efecto de ráfaga
Gf
factor de efecto de ráfaga para SPRFV
para edificios y otras estructuras flexibles
(GCp)
producto del coeficiente de presión externa y del factor de efecto de ráfaga que se
debe usar en la evaluación de cargas de viento para edificios (ver Nota 1 al final de este artículo)
(GCpf)
producto del coeficiente de presión externa equivalente y del factor de efecto de ráfaga que se usará en la determinación de las cargas de viento para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento en edificios de baja altura. Este producto no puede ser separado
(GCpi)
producto del coeficiente de presión interna y del factor de efecto de ráfaga que se debe usar en la evaluación de cargas de viento para edificios (ver Nota 1 al final de este artículo)
(GCpn) coeficiente de presión neta combinada para un parapeto
(GCr)
producto del coeficiente de presión externa
y del factor de efecto de ráfaga que se debe usar en la evaluación de cargas de viento para estructuras sobre cubiertas
(GCrn) coeficiente de presión neta para paneles solares sobre cubiertas, en las expresiones (4.5-5) y (4.5-6)
(GCrn)nom coeficiente nominal de presión neta para paneles solares sobre cubiertas
en la Figura 4.5-7
gQ
factor de pico para la respuesta base en las
expresiones (1.9-6) y (1.9-10)
gR
factor de pico para la respuesta resonante
en la expresión (1.9-10)
gv
factor de pico para la respuesta al viento en
expresiones (1.9-6) y (1.9-10)
H
altura de la loma, colina o escarpa en
Figura 1.8-1, en m
h
altura media de cubierta de un edificio o
altura de otra estructura, excepto para un
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Cap. 1 - 14
REGLAMENTO
COMENTARIO
ángulo de cubierta menor o igual que 10° en que se usará la altura de alero, en m
h1
altura del borde inferior de un panel solar
sobre la cubierta, en m
h2
altura del borde superior de un panel solar
sobre la cubierta, en m
he
altura del alero de cubierta en una pared
particular, o altura promedio si el alero varía
a lo largo de la pared
hp
altura hasta el borde superior del parapeto
en Figura 2.6-4 y 5.7-1
hpt
altura media del parapeto sobre la
superficie de cubierta adyacente para usar
con la expresión (4.5-6), en m
̅
intensidad de la turbulencia en la expresión
(1.9-7)
K1 ,K2 , K3 multiplicadores topográficos en la Figura 1.8-1 para obtener Kzt
Kd
factor de direccionalidad del viento en
Tabla 1.6-1
Ke
factor de altitud del terreno
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 definido en el artículo 1.8
L
dimensión horizontal de un edificio medida
paralela a la dirección del viento, en m
Lb
longitud normalizada del edificio, para usar
con la Figura 4.5-7
Lh
distancia a barlovento medida desde la
cresta de una loma, colina o escarpa, en la
Figura 1.8-1, hasta el punto donde la
diferencia de elevación del terreno es la
mitad de la altura de la loma, colina o
escarpa, en m
Lp
longitud de la cuerda del panel para uso
con paneles solares de cubierta en la
Figura 4.5-7, en m
Lr
dimensión horizontal del extremo en
esquina para una pared libre llena o un
cartel libre lleno en la Figura 4.4-1, m
escala de longitud integral de la turbulencia
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 15
REGLAMENTO
evaluada a la altura z, en m
factor de escala de longitud integral de
Tabla 1.9-1, en m
N1
frecuencia reducida que se obtiene de la
expresión (1.9-14)
n
n1
frecuencia natural fundamental del edificio,
en Hz
na
límite inferior aproximado de la frecuencia
natural, en Hz, artículo 1.9.2
p
presión de diseño que se debe usar en la
evaluación de cargas de viento para
edificios, en N/m2
Pa
PL
presión de viento actuando en la cara a
sotavento en la Figura 2.4-8, en N/m2
Pn
pp
presión neta combinada sobre un parapeto
según la expresión (2.4-5), en N/m2
PW
presión de viento actuando en la cara a
barlovento en la Figura 2.4-8, en N/m2
Q
factor de respuesta base obtenido de la
expresión (1.9-8)
q
presión dinámica, en N/m2
qh
presión dinámica evaluada a la altura z = h,
en N/m2
qi
presión dinámica para la evaluación de la
presión interna, en N/m2
qp
presión dinámica en el borde superior del
parapeto, en N/m2
qz
presión dinámica evaluada a la altura z
sobre el nivel del terreno, en N/m2
R
factor de respuesta resonante obtenido de
la expresión (1.9-12)
r
relación flecha/luz para cubiertas
abovedadas
RB,Rh, RL valores en las expresiones (1.9-15 a-b)
COMENTARIO
período de referencia, en años
probabilidad anual de que la velocidad del viento exceda unamagnitud dada, (expresión (C 1.5-8)) probabilidad de exceder la velocidad de viento de diseño durante n años, (expresión (C 1.5-8))
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 16
REGLAMENTO
COMENTARIO
Ri
factor de reducción según la expresión
(1.11-1)
Rn
valor de la expresión (1.9-13)
s
dimensión vertical de una pared libre llena
o un cartel libre lleno en la Figura 4.4-1, en
m
Sob
área frontal promedio presentada al viento por
cada obstrucción
V
velocidad básica de viento obtenida de las
Figuras 1.5-1A a 1.5-1D, en m/s. La
velocidad básica de viento corresponde a la
velocidad de ráfaga de 3 segundos a 10 m
sobre el nivel del terreno para exposición
de Categoría C
Vi
volumen interno no dividido, en m3
Vt
velocidad del viento promediada sobre t
segundos (Figura C 1.5-1), en m/s
̅̅
velocidad media horaria del viento a la
altura ̅, en m/s
V3600 velocidad media del viento promediada en 1 hora (Figura C 1.5-1), en m/s
WL
ancho del edificio en su lado más largo en
la Figura 4.5-7, en m
WS
ancho del edificio en su lado más corto en
la Figura 4.5-7, en m
x
distancia tomada desde la cima en
dirección de barlovento o de sotavento en
Figura 1.8-1, en m
z
altura sobre nivel del terreno, en m
̅
altura equivalente de la estructura, en m
zg
altura nominal de la capa límite atmosférica
utilizada en este Reglamento. Sus valores
se presentan en Tabla 1.9-1
zmin constante de exposición en Tabla 1.9-1
exponente para la ley potencial de la
velocidad de ráfaga de 3 seg en Tabla 1.9-
1
̂
inversa de en Tabla 1.9-1
̅
exponente para la ley potencial de la
velocidad media horaria del viento en la
expresión (1.9-16) obtenido de Tabla 1.9-1
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 17
REGLAMENTO
COMENTARIO
relación de amortiguamiento, fracción del
amortiguamiento crítico para edificios y
otras estructuras
c
factor de cuerda del panel para uso con
paneles solares de cubierta en la expresión
(4.5-6)
E
factor de borde del conjunto para uso con
paneles solares de cubierta en la Figura
4.5-7 y la expresión (4.5-6)
p
factor de altura del parapeto para uso con
paneles solares de cubierta en la expresión
(4.5-6)
relación del área llena al área total para
paredes libre llenas, carteles llenos,
carteles abiertos, caras de torres
reticuladas o estructuras de celosía
̅
exponente para la ley potencial de la escala
de longitud integral en la expresión (1.9-9)
obtenido de Tabla 1.9-1
valor utilizado en las expresiones (1.9-15 a-
b), ver artículo 1.9.5
ángulo del plano de la cubierta respecto a
la horizontal, en grados
relación altura/ancho para carteles llenos
ángulo que forma el panel solar con la
superficie del techo en la Figura 4.5-7, en
grados
exponente de modo
Nota 1: En este Reglamento, a los productos (GCp) 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 se pueden separar,
tal como se aclara en los casos correspondientes.
1.4. GENERALIDADES
C 1.4. GENERALIDADES
1.4.1. Convención de signos
La presión positiva actúa hacia la superficie y la presión negativa actúa alejándose de la superficie.
1.4.2. Condición crítica de carga
Los valores de las presiones internas y externas se deben combinar algebraicamente para producir la carga más crítica.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 18
REGLAMENTO
COMENTARIO
1.4.3. Presiones de viento actuando sobre caras C 1.4.3. Presiones de viento actuando sobre caras
opuestas de cada superficie del edificio
opuestas de cada superficie del edificio
En el cálculo de las cargas de viento de diseño para SPRFV y para componentes y revestimientos de
edificios, se debe tener en cuenta la suma algebraica de las presiones que actúan sobre las caras opuestas de cada superficie del edificio.
El artículo 1.4.3 se incluye en este Reglamento para asegurar que las presiones internas y externas que actúan sobre la superficie de un edificio se toman en cuenta al evaluar una presión neta a partir de la suma algebraica de aquellas presiones. Para información adicional sobre la aplicación de la presión de viento neta en componentes y revestimientos actuantes a través de un sistema envolvente de capas múltiples de un edificio, incluyendo revestimiento permeable al aire, referirse al artículo C 5.1.5.
1.5. MAPA DE RIESGO DE VIENTO
C 1.5. MAPA DE RIESGO DE VIENTO
1.5.1. Velocidad básica de viento
C 1.5.1. Velocidad básica de viento
La velocidad básica de viento, , que se usa en la evaluación de las cargas de viento de diseño sobre edificios y otras estructuras se debe adoptar mediante las Figuras 1.5-1 A-D de la siguiente manera, excepto lo expuesto en los artículos 1.5.2 y 1.5.3.
• Para Categoría de Riesgo II usar la Figura 1.5-1A
Esta edición 2024 de CIRSOC 102, se aparta de las ediciones previas al proveer mapas de viento que son directamente aplicables paradeterminar presiones para los enfoques de diseño por resistencia. En vez de usar un solo mapa con factores de importancia y factores de carga para cada categoría de riesgo de edificios, en esta edición hay diferentes mapas para diferentes categorías de destino de ed ificio s .
• Para Categoría de Riesgo III y IV usar la Figura 1.5-1B
• Para Categoría de Riesgo I usar la Figura 1.5-1C
Se supone que el viento viene de cualquier dirección horizontal. La velocidad básica de viento se debe incrementar donde los registros o la experiencia indican que las velocidades de viento son mayores que las reflejadas en las Figuras 1.5-1 A-D.
La decisión de cambiar a múltiples mapas de diseño por resistencia en conjunción con un factor de carga de viento de 1,0 en lugar de usar un único mapa junto con un factor de importancia y un factor de carga de 1,6 (o 1,5) se apoya sobre varios factores que son importantes para una especificación de viento más precisa:
1. Un mapa de velocidad de viento a nivel de estado límite último pone el abordaje de las cargas de viento a la par del usado para las cargas sísmicas, en tanto que ambos apuntan a alcanzar un riesgo uniforme (es decir la consecuencia del evento) más que una amenaza uniforme (la ocurrencia del evento) y elimina el uso del factor de carga para el diseño por resistencia.
2. Contar con mapas separados elimina inconsistencias que aparecen con el uso defactores de importancia, que en realidad varían con la locación, y permite la distinción geográfica de zonas de diferente régimen climático, como por ejemplo la Región Patagónica y la Región NOA, como una función del intervalo de recurrencia media.
3. Cada mapa tiene los mismos períodos de retorno para las velocidades de viento de diseño en todas las zonas.
4. Los nuevos mapas, al suministrar la velocidad de viento de diseño directamente, informan más claramente a los propietarios y sus consultores acercade las intensidades de tormentas para las cuales se realizan los diseños.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 19
REGLAMENTO
COMENTARIO
Selección de los períodos de retorno
Los períodos de retorno adoptados para los nuevos mapas
de viento son los mismos que aparecen con la norma ASCE 7-10. Se describe a continuación cómo el comité de ASCE decidió usar estos períodos.
En el desarrollo del mapa de velocidad de viento de diseño usado en ASCE7-98 hasta 7-05, la Subcomisión de Cargas de Viento (WLSC), evaluó el factor de importancia de huracanes, IH, que había estado en uso en las normas de
EEUU desde 1982.
La comisión de trabajo reconoció que el uso de un valor uniforme del factor de importancia de huracanes probablementeno era apropiado porqueel riesgo varía con
la ubicación a lo largo de la costa.
Para determinar los períodos de retorno a ser usados en el nuevo enfoque del mapa, la comisión de trabajo necesitaba evaluar períodos de retorno representativos para
velocidades de viento determinadas de acuerdo con ASCE 7-05 y anteriores, donde la determinación de presiones apropiadas para el diseño por resistencia comenzaba con velocidades de viento mapeadas, pero involucrando la multiplicación por factores de importancia y por un factor de carga de viento para alcanzar presiones que eran
apropiadas para el diseño por resistencia. Más aún, se suponía que la variabilidad de la velocidad del viento domina el cálculo del factor de carga de viento. La carga de viento del diseño por resistencia, WT, está dada como:
WT = CF V502 WLF I
C 1.5-1
donde:
Nota s:
1. Los valores se refieren a velocidad de ráfaga de 3 segundos en m/s a 10 m sobre el terreno para Categoría de Exposición C.
2. Es aplicable la interpolación lineal entre contornos de velocidades del viento.
3. En islas, áreas costeras y fronteras terrestres fuera del último contorno, se debe usar este último contorno de velocidad del viento.
4. Los terrenos montañosos, quebradas, promontorios marinos y regiones especiales de viento se deben examinar para condiciones inusuales de viento.
5. Las velocidades del viento de este mapa tienen aproximadamente un 6,9 % de probabilidad de ser excedidas en 50 años. La probabilidad de excedencia anual es de 0,00143 y el período de retorno 700 años.
Figura 1.5-1A. Velocidad básica del viento para edificios y otras estructuras de Categoría de Riesgo II.
CF
V50 WLF I
coeficiente específico del edificio, componente o
estructuraque incluyelos efectos de aspectos tales como altura del edificio, geometría, terreno y factor de ráfaga tal como se computa usando los procedimientos delineados en ASCE 7. velocidad de viento de diseño para el período de retorno de 50 años. factor de carga de viento.
factor de importancia.
La comisión de trabajo razonó quela probabilidad anual de exceder carga de viento de diseño por resistencia en
regiones de huracanes y no proclives a huracanes en EEUU debería ser la misma. Para lograr esto, la comisión de trabajo buscó determinar el período de retorno asociado
con la velocidad de viento queproducía la carga de diseño por resistencia en una región representativa no proclive a h u racan es .
Comenzando con el período de retorno nominal de 50 años, en la mayoría de las regiones no proclives a huracanes de EEUU, para los mapas definidos en ASCE 7-
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 20
REGLAMENTO
COMENTARIO
98 hastaASCE7-05, la relación de la velocidad de viento para cualquier período de retorno con la velocidad de viento de 50 años de período de retorno, secomputa según
Peterka y Shahid (1998):
VT / V50 = [0,36 + 0,1 ln (12T)]
C 1.5-2
donde:
T período de retorno en años VT velocidad de viento para el período de retorno de T-
años
En las regiones que no son proclives a huracanes de EEUU, la carga de viento de diseño por resistencia, W T, ocurre cuando:
WT = CF VT2 = CF V502 WLF
C 1.5-3
Por lo tanto
VT / V50 = [0,36 + 0,1 ln (12T)] = √
C 1.5-4
De la expresión (C 1.5-4), el período de retorno T asociado con la velocidad de viento del diseño por resistencia en la porción no proclive a huracanes de los EEUU es:
0,00228 (10 √ )
.-
Usando el factor de carga de viento de 1,6 como se
especifica en ASCE 7-05, de la expresión (C 1.5-5) se obtiene T = 709 años y por lo tanto:
Nota s:
1. Los valores se refieren a velocidad de ráfaga de 3 segundos en m/s a 10 m sobre el terreno para Categoría de Exposición C.
2. Es aplicable la interpolación lineal entre contornos de velocidades del viento.
3. En islas, áreas costeras y fronteras terrestres fuera del último contorno, se debe usar este último contorno de velocidad del viento.
4. Los terrenos montañosos, quebradas, promontori os marinos y regiones especiales de viento se deben examinar para condiciones inusuales de viento.
5. Las velocidades del viento de este mapa tienen aproximadamente un 2,9 % de probabilidad de ser excedidas en 50 años y un 5,7 % en 100 años. La probabilidad de excedencia anual es de 0,00059 y el período de retorno 1.700 años.
Figura 1.5-1B. Velocidad básica del viento para edificios y otras estructuras de Categoría de Riesgo III y IV.
709⁄√
700⁄√
Así, para las estructuras de categoría de riesgo II, la velocidad básica de viento está asociada con un período de retorno de 700 años, o una probabilidad de excedencia anual de 0,0014.
El factor de importancia usado en ASCE 7-05 y versiones anteriores para el cómputo de las cargas de viento para el
diseño de estructuras de categorías de riesgo III y IV está definido de tal manera que la velocidad de viento no asociada a huracanes con período de retorno nominal de 50
años se incrementa para ser representativade un valor con período de retorno de 100 años.
Siguiendo el enfoque usado previamente para estimar el período de retorno res ultante del diseño por resistencia efectiva asociado con una velocidad básica de diseño de 50 años, en el caso de la velocidad básica de viento con un período de retorno de 100 años en las regiones no
proclives a huracanes, encontramos que:
0,00228 (10 ( 100⁄ 50) √ )
.
Donde para V100/V50 calculado de la expresión (C 1.5-4)
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 21
REGLAMENTO
COMENTARIO
con WLF = 1,6, encontramos T = 1.697 años. En el
desarrollo de la expresión (C 1.5-6), el término
( 100⁄ 50)√
reemplaza al √
usado en la
expresión (C 1.5-5), dando por resultado efectivo un factor
de carga más alto para estructuras con categoría de riesgo
III y IV igual a
( 100⁄ 50)2.
Así para estructuras con categoría de riesgo III y IV, la velocidad básica de viento está asociada con un período de retorno de 1.700 años, o una probabilidad anual de excedencia de 0,000588. De manera similar, la velocidad de viento del período de retorno de 25 años asociada con
edificios de categoría de riesgo I iguala a una velocidad de viento de un período de retorno de 300 años con un factor de carga de viento de 1,0.
Velocidades de viento
Nota s:
1. Los valores se refieren a velocidad de ráfaga de 3 segundos en m/s a 10 m sobre el terreno para Categoría de Exposición C.
2. Es aplicable la interpolación lineal entre contornos de velocidades del viento.
3. En islas, áreas costeras y fronteras terrestres fuera del último contorno, se debe usar este último contorno de velocidad del viento.
4. Los terrenos montañosos, quebradas, promontorios marinos y regiones especiales de viento se deben examinar para condiciones inusuales de viento.
5. Las velocidades del viento de este mapa tienen aproximadamente un 6,5 % de probabilidad de ser excedidas en 20 años y un 15,4 % en 50 años. La probabilidad de excedencia anual es de 0,00334 y el período de retorno 300 años.
Figura 1.5-1C. Velocidad básica del viento para edificios y otras estructuras de Categoría de Riesgo I.
Los mapas de velocidades de viento de las Figuras 1.5-1 A-D presentan las velocidades básicas de viento para
Argentina. Las velocidades de viento corresponden a la velocidad de ráfaga de 3 segundos a 10 m sobre el nivel del terreno para categoría de exposición C. Se basan en el mapa del CIRSOC 102-2005 y han sido confeccionados de tal manera, que las cargas resultantes para cada tipo de estructurasean las mismas quese obtendrían aplicando el CIRSOC 102-2005. Es decir, no se ha incorporado nueva información meteorológica ni se ha alterado el nivel de seguridad implícito en el proceso de cálculo respecto de la edición 2005. El mapa de CIRSOC 102-2005 fue preparado a partir de datos de velocidades de ráfaga de 3 s de duración tomadas de 51 estaciones meteorológicas donde se disponía de datos de buena calidad, principalmente del período 1969-1990 (Viollaz, 1997). Debido a que las velocidades de viento de las Figuras 1.51 A-D reflejan las condiciones de aeropuertos y terrenos
abiertos similares, no tienen en cuenta los efectos de características topográficas significativas como las descriptas en el artículo 1.8. Para cada una de esas 51 estaciones Viollaz extrajo una serie de máximos anuales y ajustó una función de distribución de valores extremos máximos de Fisher-Tippett tipo I (Gumbel), usando el Método de los Momentos para determinar los parámetros de la distribución. Una vez obtenidos los parámetros, determinó la velocidad básica V50 asociada a un período de recurrencia de 50 años.
Posteriormente, Altinger (1997) estableció las isolíneas que serían compatibles con los valores propuestos por Viollaz y con la física de los procesos atmosféricos sobre Argentina.
Los mapas de las Figuras 1.5-1 A-D corresponden a períodos de recurrencia de 300, 700 y 1700 años. Al aumentar el período de recurrencia, aumentan los valores de V. Esta diferencia respecto de la anterior versión de CIRSOC 102 secompensa con la eliminación del factor de
importancia y con el cambio del valor del Factor de Carga de Viento de 1,6 (o 1,5) a 1,0. Los valores de las Figuras 1.5-1 A-D se obtuvieron mediante la expresión:
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 22
REGLAMENTO
COMENTARIO
CIUDAD
BAHIA BLANCA BARILOCHE BUENOS AIRES CATAMARCA COMODORO RIVADAVIA CORDOBA CORRIENTES FORMOSA LA PLATA LA RIOJA MAR DEL PLATA MENDOZA NEUQUEN PARANA POSADAS RAWSON RESISTENCIA RIO GALLEGOS ROSARIO SALTA SAN JUAN SAN LUIS SAN MIGUEL DE TUCUMAN SAN SALVADOR DE JUJUY SANTA FE SANTA ROSA SANTIAGO DEL ESTERO USHUAIA VIEDMA
300 años
62,8 52,5 51,4 49,1
77,1
51,4 52,5 51,4 52,5 50,3 58,3 44,6 54,8 59,4 51,4 68,5 51,4 68,5 57,1 40,0 45,7 51,4
45,7
38,8
58,3 57,1
49,1
68,5 68,5
700 años V (m/s)
67,4 56,3 55,1 52,7
82,7
55,1 56,3 55,1 56,3 53,9 62,5 47,8 58,8 63,7 55,1 73,5 55,1 73,5 61,2 42,9 49,0 55,1
49,0
1700 años
72,2 60,4 59,1 56,5
88,7
59,1 60,4 59,1 60,4 57,8 67,0 51,2 63,0 68,3 59,1 78,8 59,1 78,8 65,7 46,0 52,5 59,1
52,5
41,6
44,7
62,5
67,0
61,2
65,7
52,7
56,5
73,5
78,8
73,5
78,8
Figura 1.5-1D. Velocidades básicas del viento en ciudades.
√1,5 ( 50)2
C 1.5-6.1
donde V50 es la velocidad básica de viento de CIRSOC 102-2005. El Factor de Importancia fue 0,87; 1 y 1,15 para 300, 700 y 1700 años, respectivamente. El Factor de Carga
de Viento no es uniformemente 1,6 en todos los reglamentos, por ejemplo, en CIRSOC 201 es 1,5. Esta comisión optó por el valor 1,5 en la expresión (C 1.5-6.1).
Velocidades de viento para servicio
Para aplicaciones de servicio tales como deformaciones y habitabilidad, u otras aplicaciones, puederesultar deseable
usar velocidades de viento asociadas con intervalos de recurrencia media diferentes de aquellos dados en las Figuras 1.5-1A a 1.5-1D.
Para lograr esto, la edición previa de CIRSOC 102 proveía una tabla en los comentarios con factores que permitían al usuario ajustar velocidades básicas de viento de diseño (previamente tenían un período de 50) a velocidades de
viento asociadas con otros períodos de retorno.
Para aplicaciones de servicio tales como deformaciones y
habitabilidad, u otras aplicaciones, el capítulo de Comentarios del Apéndice B presenta mapas de velocidades pico de ráfaga de viento a 10 m sobre el
terreno en condiciones de exposición C para perío dos de retorno de 10, 25, 50 y 100 años.
La probabilidad Pn que la velocidad de viento asociada con una cierta probabilidad anual Pa sea igualada o excedida al menos una vez durante un período de exposición de n años está dada por:
Pn = 1 – (1 - Pa)n
C 1.5-7
donde Pn = 1 – e (-1/ IRM)
C 1.5-8
Para un Intervalo de Recurrencia Media (IRM) de alrededor de 10 años o mayor, Pa es adecuadamente aproximada por la recíproca del intervalo de recurrencia media, esto es Pa 1 / IRM.
Como ejemplo, si una velocidad de viento está basada en una probabilidad anual Pa = 0,02 (IRM de 50 años), existe una probabilidad de 0,40 que esta velocidad sea igualada o excedida durante un período de 25 años, y una
probabilidad de 0,64 quesea igualada o excedida durante un período de 50 años.
De manera similar, si una velocidad de viento está basada en Pa = 0,00143 (IRM de 700 años), existe una probabilidad de 3,5 % que esta velocidad sea igualada o excedida durante un período de 25 años, y una probabilidad de 6,9 % que sea igualada o excedida en un
período de 50 años.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 23
REGLAMENTO
COMENTARIO
Algunos productos sehan diseñado usando velocidades de viento que son consistentes con los diseños por tensiones admisibles, así como existen métodos de ensayo que usan este enfoque. De la Figura C AB.4.2-1 se pueden obtener las velocidades de viento de diseño de CIRSOC 102-05, que son compatibles con estos informes de evaluación de productos y métodos de ensayo.
1.5.2. Regiones especiales de viento
C 1.5.2. Regiones especiales de viento
Los terrenos montañosos, gargantas y las regiones especiales de viento que se muestran en las Figuras 1.5-1 A-D se deben examinar para condiciones
inusuales de viento. Si es necesario, la autoridad jurisdiccional debe ajustar los valores dados en las
Figuras 1.5-1 A-D para tener en cuenta velocidades de viento locales más elevadas. Tal ajuste se debe basar en información meteorológica y una estimación
de la velocidad básica de viento obtenida de acuerdo con las disposiciones del artículo 1.5.3.
Aunque el mapa de velocidades de viento de las Figuras 1.5-1 A-D es válido para la mayoría de las regiones del país, hay regiones especiales en las cuales se conoce que existen particularidades en las velocidades de viento. Vientos soplando sobrecadenas montañosas o a través de gargantas o valles de ríos en estas regiones especiales, pueden desarrollar velocidades que son substancialmente mayores que los valores indicados en el mapa.
Al seleccionar velocidades básicas de viento en estas regiones especiales, se recomienda el uso de datos climáticos regionales y la consulta con un ingeniero en vientos o un meteorólogo.
También es posible quelas particularidades en velocidades de viento existan en una escala micrometeorológica. Por
ejemplo, en el artículo 1.8, se trata la aceleración del viento sobre cumbres de colinas y escarpas. Las velocidades de viento sobre terrenos complejos se pueden determinar
mejor mediante simulaciones, tal como se describe en el Capítulo 6.
Los ajustes de velocidades de viento deberían hacerse a escala micrometeorológica sobre la base de ingeniería de
viento o recomendación meteorológica y usarse de acuerdo con las disposiciones del artículo 1.5.3 cuando tales ajustes estén garantizados.
1.5.3. Estimación de la velocidad básica de viento a partir de datos climáticos regionales
C 1.5.3. Estimación de la velocidad básica de viento a partir de datos climáticos regionales
Los datos climáticos regionales sólo se deben usar en lugar de las velocidades básicas de viento dadas en las Figuras 1.5-1 A-D cuando:
(1) se han empleado procedimientos aprobados de análisis estadístico de valores extremos para reducir los datos, y
(2) se han tenido en cuenta la longitud del registro, el error de muestreo, el tiempo promedio, la altura del anemómetro, la calidad de datos, y exposición del terreno del anemómetro. Se puede permitir una reducción en la velocidad básica de viento a valores menores que los de las Figuras 1.5-1 A-D.
Cuando se usan datos climáticos locales según las disposiciones del artículo 1.5.3 y en lugar de las velocidades básicas de viento dadas en las Figuras 1.5-1 A-D, se le advierte al usuario que los factores de ráfaga, coeficientes de exposición para la presión dinámica, factores de efecto de ráfaga, coeficientes de presión y coeficientes de fuerza de esta norma están destinados para el uso con la velocidad de ráfaga de 3 s a 10 m sobre el terreno en campo abierto.
Es necesario, por lo tanto, que los datos climáticos regionales basados en tiempos promedios diferentes, por ejemplo, media horaria o milla más veloz, se ajusten para reflejar velocidades pico de ráfaga a 10 m de altura sobre el terreno en campo abierto.
Cuando la velocidad básica de viento se estima a
partir de datos climáticos regionales, la velocidad básica de viento no debe ser menor que la velocidad de viento asociada con el intervalo de recurrencia
Los resultados de estudios estadísticos de registros de
velocidades de viento informados por Durst (1960) para vientos extratropicales y para huracanes (Vickery y asoc., 2000), se dan en la Figura C 1.5-1, la cual define la
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 24
REGLAMENTO
COMENTARIO
media especificado, y la estimación se debe ajustar para equivalencia con la velocidad de ráfaga del viento de 3 seg a 10 m sobre el nivel de terreno en Categoría de Exposición C. El análisis de datos se debe realizar de acuerdo con este capítulo.
relación entre velocidad promedio de viento sobre t segundos, Vt y sobre 1 hora, V3600.
El ajuste del factor de ráfaga para reflejar velocidades de pico de ráfaga no siempre es sencillo, y puede resultar necesario el consejo de un meteorólogo o de un ingeniero de vientos.
Al usar datos locales, se debe enfatizar que los errores de muestreo pueden conducir a grandes incertidumbres en la especificación de la velocidad de viento. Los errores de muestreo son los asociados con el tamaño limitado de las muestras de datos climatológicos (años de registro de extremos anuales). Es posible tener un error de 8,9 m/s en
la velocidad del viento en una estación individual con una longitud de registro de 30 años. Pesea que se pueden usar
registros de extensión limitada se lo debe hacer con especial cuidado y un criterio conservador.
Si se usan datos meteorológicos para justificar valores menores que las Figuras 1.5-1 A-D, se requiere un análisis
del error de muestreo para demostrar que el registro de viento no pudo ocurrir por casualidad.
Esto se puede lograr mostrando que la diferencia entre la velocidad que se predijo y la velocidad básica del mapa contieneentre 2 y 3 desvíos standard de error de muestreo
(Simiu and Scanlan, 1996). Se pueden usar otros métodos eq u iv alen tes .
Figura C 1.5-1. Relación de velocidad máxima promediada sobre t (s) a la velocidad media por hora.
1.5.4. Limitación
C 1.5.4. Limitación
Los tornados no se han considerado en el desarrollo de la distribución de la velocidad básica de viento.
En años recientes, se han realizado avances en la comprensión de los efectos de tornados en edificios. Esta comprensión se ha ganado a través de la amplia documentación de daños a edificios causados por tormentas con tornados y a través del análisis de los datos reu n id o s .
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Cap. 1 - 25
REGLAMENTO
COMENTARIO
Se reconoce que las velocidades de viento de tornado, cuando se evalúan en un punto, tienen una probabilidad de ocurrencia significativamentemás baja que la probabilidad para velocidades básicas de viento. Agregado a esto, se encuentra que en la mitad aproximadamente de los tornados registrados, las velocidades de ráfaga son menores que las velocidades de ráfaga asociadas con velocidades básicas de viento.
En tornados intensos, las velocidades de ráfaga cerca del terreno están en el rango de 67-89 m/s (242-320 km/h), pudiendo ser superiores. Se encuentra disponible suficiente información para implementar un diseño resistente a tornados para refugios sobre el terreno y para edificios que alberguen las instalaciones esenciales para la recuperación p o s t -d es as tre.
Esta información está en la forma de probabilidad de riesgo de tornados, velocidades de viento de tornado y fuerzas asociadas. Varias referencias proveen guía para desarrollar criterios de carga de viento para el diseño resistente a tornados (Wen and Chu, 1973, Akins and Cermak, 1975, Abbey, 1976, Metha y asoc., 1976, Minor y asoc., 1977, Minor, 1982, McDonnald, 1983, y Minor and Behr, 1993). El abordaje de una estructura resistente a tornados no debe hacerse sin asesoramiento experto, dado que no se trata de una extrapolación de los criterios usados en los otros casos. Información sobre velocidades de viento en caso de tornados para Argentina puede tomarse de Schwarzkopf and Rosso, 1993.
Al cierre de la preparación de este documento se publicó ASCE 7-22, que incluye un capítulo dedicado a tornados. Dado que la información y los mapas necesarios para su aplicación en Argentina no están todavía disponibles, se decidió no incluir ese tratamiento en CIRSOC 102-2024.
1.6. DIRECCIONALIDAD DEL VIENTO
C 1.6. DIRECCIONALIDAD DEL VIENTO
El factor de direccionalidad de viento, K , se debe obtener de Tabla 1.6-1. Este factor de direccionalidad solamente se debe incluir en el cálculo de las cargas de viento cuando se usan para el diseño las combinaciones de cargas especificadas en el Apéndice B.
El efecto de la direccionalidad del viento al evaluar las cargas de viento según el Capítulo 6 se debe basar en un análisis racional de las velocidades de viento que esté de acuerdo con los requisitos del artículo 1.5.3 y el artículo 6.4.3.
El factor de carga de viento 1,3 en ASCE 7-95 incluía en forma implícita un ―factor de direccionalidad de viento‖ de 0,85 (Ellingwood, 1981 y Ellingwood y asoc., 1982). En
ASCE 7-98 el factor de direccionalidad de viento secoloca en forma explícita en la ecuación de cálculo de la presión dinámica, en combinación con un factor de carga de viento de 1,6; y de esa fuente s e tomó el mismo criterio para el CIRSOC 102-2005. Este factor tieneen cuenta dos efectos:
(1) La probabilidad reducida de que vientos máximos vengan de cualquier dirección dada y (2) La probabilidad reducida de que el coeficiente de presión máxima ocurra para cualquier dirección de viento dada.
El factor de direccionalidad de viento (identificado como Kd en la norma) está tabulado en la Tabla 1.6-1 para diferentes tipos de estructura. A medida que se dispongade nuevas investigaciones, este factor se puedemodificar. Los valores para el factor se establecieron a partir de referencias en la bibliografía y del juicio colectivo de la comisión de ASCE. El valor de Kd para chimeneas y tanques redondos y estructuras similares se da como 0,95 en reconocimiento al hecho que la resistencia a la carga de
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Cap. 1 - 26
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 1.6-1. Factor de direccionalidad de viento, Kd
Tipo de estructura
Factor de direccionalidad Kd*
Edif ic ios Sistema principal resistente a
la fuerza de
viento
0,85
Componentes y
0,85
revestimientos
Cubiertas abovedadas
0,85
Chimeneas, tanques y estructuras similares
Cuadradas Hexagonales Redondas Octagonales
Carteles llenos
Carteles abiertos y estructura reticulada
0,90 0,95 1,00 1,00 0,85
0,85
Torres reticuladas
Triangular, cuadrada,
rectangular
0,85
Toda otra sección transversal
0,95
* El factor de direccionalidad Kd se ha calibrado con las combinaciones de carga especificadas en el Apéndice B.
Este factor se debe aplicar solo cuando se use conjuntamente con las combinaciones de carga
especificadas en B.3 o en los respectivos reglamentos de a p l i ca ci ó n .
Se permitirá el factor de direccionalidad Kd = 0,95 para redondos u octogonales. Estructuras con sistemas estructurales no asimétricos.
viento puede no ser exactamente la misma en todas las direcciones como implica el valor 1,0.
Un valor de 0,85 podría ser más apropiado si un reticulado triangular estáenvuelto en una cobertura circular. Un valor de 1,0 podría ser más apropiado para una chimenea redondaque tiene una resistencia a cargas laterales igual en todas las direcciones.
Se hacen advertencias al diseñador mediante la nota al pie en Tabla 1.6-1 y la declaración en el artículo 1.6, donde se hace referencia al hecho que este factor se usa solamente en conjunción con las combinaciones de carga especificadas en el Apéndice B.
1.7. EXPOSICIÓN
C 1.7. EXPOSICIÓN
Para cada dirección de viento considerada, la exposición a barlovento debe estar basada en la
rugosidad superficial del terreno, que está determinada por la topografía natural, vegetación y construcciones existentes.
Las descripciones de las categorías de rugosidad superficial y categorías de exposición en el artículo 1.7 se
han expresado, en la medida de lo posible, en palabras fácilmente comprensibles que fueran suficientemente precisos para la mayoría de las aplicaciones prácticas.
1.7.1. Sectores y direcciones de viento
En cada dirección de viento seleccionada en la cual se evalúen las cargas de viento, se debe identificar la exposición del edificio o estructura en dos sectores extendiéndose 45° a cada lado de la dirección de viento seleccionada. La exposición en estos dos sectores se determina según los artículos 1.7.2 y 1.7.3, debiéndose adoptar la exposición que resulte en las cargas de viento más elevadas para representar los vientos provenientes de esa dirección.
Las condiciones de rugosidad superficial a barlovento requeridas para exposiciones B y D se muestran esquemáticamente en las Figuras C 1.7-1 y C 1.7-2 respectivamente. En las Figuras C 1.7-5 a C 1.7-7 se muestran fotografías aéreas con ejemplos de Exposiciones B, C y D. Una vez definida la categoría de exposición, quedan establecidas las constantes de exposición del terreno, que se dan en la Tabla 1.9-1.
Para casos dondeel diseñador tienedudas sobre cuál es la categoría de exposición en un caso particular, se puede hacer una evaluación más detallada de la categoría de rugosidad superficial (Irwin, 2006), como se describe a continuación. La mejor manera de medir la rugosidad superficial del terreno es hacerlo en términos de un
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REGLAMENTO
COMENTARIO
1.7.2. Categorías de rugosidad superficial
Para las categorías que se definen a continuación, se debe determinar la rugosidad superficial del terreno dentro de cada sector de 45° en dirección a barlovento del lugar de ubicación para una distancia especificada en el artículo 1.7.3, y con el propósito de asignar una categoría de exposición tal como se define en dicho artículo.
• Rugosidad superficial B: áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas u otros terrenos con obstrucciones numerosas y poco espaciadas entre sí que tengan el tamaño de una vivienda unifamiliar o mayor.
• Rugosidad superficial C: terreno abierto con obstrucciones espaciadas con alturas generalmente menores que 10 m. Esta categoría incluye terreno llano abierto y pastizales.
• Rugosidad superficial D: áreas planas sin obstrucciones, superficies de agua. Esta categoría incluye pantanos planos, salares y hielo sin roturas.
parámetro de longitud de rugosidad llamado z0. Cada una de las categorías de rugosidad superficial de B a D corresponde a un rango de valores de este parámetro. El
rango de z0 en m para cada categoría de terreno se da en la Tabla C 1.7-1. La Tabla C 1.7-2, basada en Davenport y
asoc. (2000) y Wieringa y asoc. (2001), proporciona
valores de z0 en base a una descripción alternativa de las características del terreno. Las clasificaciones de rugosidad en Tabla C 1.7-2 no pretenden reemplazar el uso de
categorías de exposición como se requiere en el reglamento para propósitos de diseño estructural. Sin embargo, las clasificaciones de rugosidad del terreno en Tabla C 1.7-2 se pueden relacionar a las categorías de
exposición de CIRSOC 102 al comparar los valores de z0 entre Tabla C 1.7-1 y C 1.7-2. Por ejemplo, los valores de
z0 para clases 3 y 4 en la Tabla C 1.7-2 caen dentro del intervalo de valores de z0 para exposición C en Tabla C 1.7-1. De manera similar, los valores de z0 para clases 5 y 6 en la Tabla C 1.7-2 caen dentro del intervalo de valores
de z0 para exposición B en Tabla C 1.7-1. Se puede encontrar más información sobre los valores de z0 en diferentes tipos de terreno en Simiu and Scanlan (1996) y Blessmann (1995).
Tabla C 1.7-1. Rango de z0 por categoría de Exposición
Categoría de Ex po s i ci ó n
A B C D
Lí m i te inferior de
z0
[m]
0,7 ≤ z0 0,15 ≤ z0 0,01 ≤ z0
—
Val or típico de
z0
[m]
2
0,3 0,03 0,005
Lí m i te supe rior de
z0 [m]
—
z0 < 0,7 z0 < 0,15 z0 < 0,01
z0 implícito en
los valores de
Kz tabulados
en Tabla 1.13-1 [m]
0,3 0,03 0,005
Tabla C 1.7-2. Clasificación de Davenport de rugosidad del terreno
Clase 1 2 3
4
z0 [m]
0,0002 0,005 0,03
0,10
Descripción del paisaje y del flujo de viento
M ar (sea): Mar abierto o lago (independientemente del tamaño de olas), llanura de marea, llanura plana cubierta de nieve, desierto sin relieve, asfalto y hormigón con una distancia de alcance libre de varios kilómetros.
Suave (smooth): Superficie sin rasgos distintivos, sin ningún obstáculo notable con poca vegetación (p. ej., playas, hielo a la deriva sin grandes bordes, ciénagas en climas fríos, campo abierto en barbecho o cubierto de nieve).
Abierto (open): Campo llano con vegetación baja (p. ej., césped) y obstáculos aislados con separaciones de al menos 50 veces las alt uras de los obst áculos (p. ej., t ierra de past oreo sin cort inas cort avientos, páramo, t undra, área de carret eo en aeropuertos). Hielo con crestas transversales al viento.
Más o menos abierto (Roughly open): Área natural o cultivada con cobertura vegetal o cultivos bajos, o campo moderadamente abierto con obstáculos ocasionales (p. ej., crestas bajas, edificios bajos aislados o árboles) a distancias horizontales relativas de al menos 20 veces la altura de los o bst áculo s.
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Cap. 1 - 28
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Tabla C 1.7-2 (Cont.). Clasificación de Davenport de rugosidad del terreno
Clase z0 [m]
Descripción del paisaje y del flujo de viento
Rugoso (Rough): Área natural o con cultivos altos o cultivos
de varias alt uras y obst áculos a dist ancias relat ivas de 12 a 15
5
0,25 veces la altura de los obstáculos para objetos porosos (p. ej.,
cortinas cortavientos) u 8 a 12 veces para objetos sólidos
bajos (p. ej. edificios).
Muy rugoso (Very rough): Paisaje intensamente cultivado
con muchos grupos de obstáculos más bien grandes (grandes
granjas, parches de bosque) separados por espacios abiertos
de alrededor de 8 veces la altura de los obstáculos.
6
0,5 Vegetación mayor baja plantada densamente, como
matorrales altos, huertos de frutales, bosques jóvenes.
T ambién, área moderadamente cubierta por edificios bajos
interespaciados de 3 a 7 alturas de los edificios y sin árboles
alt o s.
Skimming: Paisaje cubierto regularmente con obstáculos
grandes de tamaño similar, con espacios abiertos del mismo
7
1,0 orden de magnitud de la altura de los edificios (p. ej., bosques
maduros regulares, áreas ocupadas densamente por edificios
sin mucha variación de la altura de los edificios).
Caótico (Chaotic): Centro de ciudad con mezcla de edificios
8
≥ 2 altos y bajos, o grandes bosques de altura irregular con
muchos claros (se aconseja análisis en túnel de viento).
1.7.3. Categorías de exposición
Exposición B: para edificios con una altura media de cubierta menor o igual que 10 m, se debe aplicar Exposición B donde la rugosidad superficial del terreno, tal como se la define en rugosidad superficial B, prevalece en la dirección a barlovento en una distancia mayor que 450 m. Para edificios con una altura media de cubierta mayor que 10 m, se debe aplicar Exposición B donde la rugosidad superficial del terreno prevalece en la dirección de barlovento en una distancia mayor que 800 m, o 20 veces la altura del edificio, lo que sea mayor.
Exposición C: se debe aplicar en todos aquellos casos en los que las Exposiciones B o D no son aplicables.
Exposición D: se debe aplicar donde la rugosidad superficial del terreno, tal como se la define en rugosidad superficial D, prevalece en la dirección a barlovento en una distancia mayor que 1500 m, o 20 veces la altura del edificio, lo que sea mayor.
La Exposición D también se debe aplicar donde la rugosidad superficial del terreno inmediatamente a barlovento del lugar de ubicación es B o C, y el lugar está dentro de 180 m o 20 veces la altura del edificio, lo que sea mayor, de una condición de Exposición D tal como se define en el párrafo anterior.
Para una ubicación localizada en la zona de transición entre categorías de exposición, se debe
En la edición anterior del reglamento se definía una categoría A para centros de ciudades densamente edificadas con construcciones altas. No obstante, el comité de ASCE llegó a la conclusión de queen tales entornos los efectos de canalización y de estelas producen una variabilidad del viento demasiado grandecomo para poder caracterizar una categoría en especial. En tales condiciones, si el cronograma y el costo lo permiten, se recomienda el método del Capítulo 6. Para todos los demás proyectos sepuedeusar la exposición B sujeta a las limitaciones del artículo 2.1. La exposición A se ha incluido en la Tabla C 1.7-1 como referencia que puede ser útil cuando se usa el procedimiento del Capítulo 6.
El valor de z0 para un terreno particular puede ser estimado a partir de las dimensiones típicas de los elementos de rugosidad superficial y su espaciamiento sobre el área de terreno utilizando una relación empírica, debida a Lettau (1969), la cual es:
0,5
.
A
donde:
Hob altura promedio de la rugosidad en el terreno a
barlovento Sob área frontal vertical promedio por obstrucción
presentada al viento Aob área promedio de terreno ocupado por cada
obstrucción, incluyendo el área abierta que la rodea
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Cap. 1 - 29
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COMENTARIO
usar la categoría que genere mayores cargas de viento.
Excepción: se permite una exposición intermedia entre las categorías precedentes en una zona de transición, si se evalúa mediante un método de análisis racional definido en la bibliografía reconocida.
El área frontal vertical se define como el área de la proyección de la obstrucción sobre un plano vertical normal a la dirección del viento. El área Sob se puede estimar sumando las áreas frontales verticales aproximadas de todas las obstrucciones dentro del área seleccionada del fetch a barlovento y dividiendo la suma por el número de obstrucciones en el área.
La altura promedio Hob se puede estimar en forma similar promediando las alturas individuales en vez de usar las áreas frontales. De la misma forma Aob se puede estimar dividiendo el tamaño del área seleccionada del fetch a barlovento por el número de obstrucciones en él.
Como ejemplo, si el fetch a barlovento consiste
primordialmente en casas unifamiliares con altura típica Hob = 6 m, un área frontal vertical (incluyendo algunos árboles en cada lote) de 100 m2 y un área de terreno por cada casa de 1000 m2, entonces z0 se calcula que es:
100
0
0,5
6
0,3 m
1000
Lo cual se incluye en Categoría de Exposición B de acuerdo con la Tabla C 1.7-1.
Los árboles y arbustos son porosos y se deforman con vientos fuertes, lo cual reduce sus áreas frontales efectivas (ESDU, 1993). Para coníferas y otros árboles de hojas perennes no se puede tomar más del 50 % de su área
frontal bruta que sea efectiva en obstruir el vien to. Para árboles y arbustos de hojas caducas no se puede tomar más del 15 % de su área frontal bruta para que sea efectivo en
obstruir el viento.
El área frontal bruta se define en este contexto como la proyección sobre un plano vertical (normal al viento ) del área encerrada por la envolvente del árbol o arbusto. Ho (1992) estimó que la mayoría de los edificios (quizás tanto como del 60 al 80 %) tiene una categoría de exposición
correspondiente a la Exposición B.
Mientras que la definición relativamente s imple en el reglamento es normalmente suficiente para la mayoría de las aplicaciones prácticas, en algunas oportunidades el
diseñador necesita información adicional, particularmente en lo relativo al efecto de grandes aberturas o claros (esto es grandes playas de estacionamiento, autopistas o claros
en bosques) en lo que de otra manera sería Rugosidad Superficial B del terreno.
Se presenta la siguiente guía para estas situaciones:
1. La definición simple de Exposición B dada en el cuerpo del reglamento, usando la definición de categoría de rugosidad superficial, se muestra gráficamente en la Figura C 1.7-1. Esta definición se aplica para la condición B de rugosidad superficial que prevalece 800 m a barlovento con ―parches‖ abiertos insuficientes, tal
como se define en el texto siguiente para que no califique el uso de la exposición B.
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Cap. 1 - 30
REGLAMENTO
COMENTARIO
2. Un área abierta en la superficie de rugosidad B lo suficientemente grande como para tener un efecto significativo en la determinación de la categoría de exposición, se define como ―parche abierto‖. Para ser considerado un "parche abierto" un área abierta debe cumplir las siguientes condiciones:
a. Las áreas abiertas deben ser mayores que las mínimas áreas dadas en la Figura C 1.7-4.
b. El área abierta debería tener dimensiones mínimas dadas por las condiciones i, ii o iii que están a continuación y tener unarelación de longitud-ancho entre 0,5 y 2,0.
i. Dentro de una distancia de 150 m al edificio o estructura, un área abierta con una longitud o ancho mayor o igual a aproximadamente 50 m.
ii. A 450 m a barlovento del edificio o estructura, un área abierta con una longitud o ancho mayor o igual a aproximadamente 100 m.
iii. A 790 m a barlovento del edificio o estructura, un área abierta con una longitud o ancho mayor o igual a aproximadamente 150 m.
Distancias intermedias se pueden interpolar.
3. Los parches abiertos separados por unadistancia menor que la dimensión en la dirección de viento del parche más grande, serán tratados como equivalentes a un parche abierto simple, cuya longitud en la dirección del viento sea igual a la suma de las dimens iones homólogas de los parches individuales, y cuya área sea igual a la suma de las áreas de los parches abiertos in d iv id u ales .
4. Para el artículo 1.7.4, un sector circular es un área definida por un arco, en este caso 45º, y un radio limitante a partir del centro. Si la proporción de parche abierto en todos los sectores definidos por los radios mencionados anteriormente es menor que el 25 % del área del sector, se considera que el sector cumple los requisitos de Exposición B. En cualquiera de los sectores de 45º, si dentro de cualquiera de los tres radios de 150 m, 450 m y el mayor entre 790 m o 20 veces la altura del edificio o estructura, la proporción de parches abiertos está entre el 25 % y 50 %, se toman valores de Kz promedios de los valores paraExposición B y C, dentro de los 30 m de altura sobre el plano de referencia. Por encima de los 30 m, se continúa aplicando los valores de Kz correspondientes a Exposición B. Si la proporción de parches abiertos dentro de cualquiera de los sectores definidos por los tres radios del edificio o estructura excede el 50 %, los valores Kz se basan en la Exposición C.
5. El procedimiento para la evaluación del efecto neto de parches abiertos de Superficie de Rugosidad C o D cuando la exposición predominante es B, se muestra gráficamente en las Figuras C 1.7-3 y C 1.7-4. Note que la localización en planta de cualquier parcheabierto puede tener efectos diferentes para diferentes
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Cap. 1 - 31
REGLAMENTO
COMENTARIO
direcciones de viento.
Este procedimiento es una simplificación derivada de un modelo de capa límite, y por lo tanto se deberían alcanzar resultados más exactos para el perfil de velocidades mediante el uso directo de un modelo aceptado de capa límite que sea capaz de abordar los efectos de áreas abiertas dentro de un régimen definido por los parámetros de rugosidad superficial dados en la Tabla C 1.7-2.
Se incluyen fotografías aéreas, representativas de cada tipo de exposición en las Figuras C 1.7-5 a C 1.7-7 para ayudar al usuario a establecer la exposición adecuada para un lugar determinado.
Obviamente, la evaluación correcta de la exposición es un tema de buen juicio ingenieril. Este hecho es particularmente cierto a la luz de la posibilidad de que la exposición puede cambiar en una o más direcciones de viento debido a futuras demoliciones y/o desarrollos (co n s tru ccio n es ).
Figura C 1.7-1. Condiciones de rugosidad de la superficiea barlovento necesarias para la exposición B.
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Figura C 1.7-2. Condiciones de rugosidad de la superficiea barlovento necesarias para la exposición D.
Cap. 1 - 32
REGLAMENTO
COMENTARIO
No ta s : 1. Para cada dirección de viento seleccionada en la que se determinarán
las cargas de viento, se determinará la exposición del edificio o estructura para los dos sectores a barlovento que se extienden 45° a cada lado de la dirección del viento seleccionada. 2. Considere parcelas abiertas de tamaños iguales o mayores que las áreas dadas en la Figura C 1.7-4 según la sección de Comentarios C 1.7. 3. Determine la proporción de parcelas abiertas en cualquier sector de 45° dentro de un radio de 150 metros, 450 metros o el mayor de 800 metros o 20 veces la altura de la estructura. 4. Si la proporción de parcelas abiertas dentro de cualquiera de los tres radios anteriores es inferior al 25 % del área del sector, se considera que el sector cumple con los requisitos de Exposición B. Cuando la proporción dentro de cualquiera de los tres radios anteriores excede el 25 % del área del sector, pero no es mayor al 50 %, los valores de Kz se toman como el promedio de los valores de Exposición B y C dentro de una altura de 30 metros sobre el nivel del plano de referencia. Por encima de 30 metros, se seguirán aplicando los valores de exposición B. Cuando la proporción de parcelas abiertas dentro de cualquiera de los tres radios de la estructura supere el 50 %, los valores de Kz se basarán en la exposición C. 5. Aplicar los requisitos de exposición del artículo 1.7.4 una vez que se determinan las exposiciones direccionales para cada sector. Consulte la sección de comentarios C 1.7.4.
Figura C 1.7-3. Exposición B con parcelas abiertas a barlovento. Análisis sectorial.
Figura C 1.7-4. Área mínima de parcelas abiertas individuales queafecta la Calificación de la Exposición B.
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Cap. 1 - 33
REGLAMENTO
COMENTARIO
Estructuras bajas de menos de 10 metros de altura. En el centro de la fotografía hay sitios designados con exposición B que están rodeados por terrenos de exposición B en una distancia superior a 450 m en cualquier dirección del viento. Fotografía donada por el Sr. Marco Vanzini.
Figura C 1.7-5(a). Exposición B: Área residencial suburbana con viviendas principalmente unifamiliares.
Para todas las estructuras que se muestran, el terreno representativo de la rugosidad de la superficie de categoría B se extiende más de 20 veces la altura de la estructura u 800 m, lo que sea mayor, en dirección a barlovento.
Figura C 1.7-5(b). Exposición B: Área urbana con numerosas obstrucciones estrechamente espaciadas que tienen el tamaño de viviendas unifamiliares o más grandes.
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Cap. 1 - 34
REGLAMENTO
COMENTARIO
En la fotografía para la mayoría de las direcciones de viento, todos los edificios con una altura media del techo generalmente de menos de 10 m están a menos de 460 m o 10 veces la altura de la estructura, la que sea mayor, desde un campo abierto, lo que impide el uso de exposición B.
Figura C 1.7-6. Exposición C: Terreno abierto con obstrucciones dispersas que tienen alturas generalmente menores a 10 m.
Los edificios en primer plano se exponen a viento soplando desde aguas abiertas. Las costas en exposición D incluyen vías navegables interiores, los grandes lagos y las áreas costeras.
Figura C 1.7-7. Exposición D: Edificios en la costa con viento que sopla sobre aguas abiertas a una distancia de al menos 1500 m.
1.7.4. Requisitos de exposición
C 1.7.4. Requisitos de exposición
1.7.4.1. Procedimiento Direccional (Capítulo 2)
Para cada dirección de viento considerada las cargas de viento para el diseño del SPRFV de edificios cerrados y parcialmente cerrados, usando el Procedimiento Direccional del Capítulo 2, se deben basar en las exposiciones definidas en el artículo 1.7.3.
El artículo 1.5.1 del Reglamento requiere que la estructura
se diseñe para vientos de todas las direcciones. Un procedimiento racional para determinar cargas
direccionales de viento es como sigue. La carga de viento para edificios usando el artículo 2.4.1 y las Figuras 2.4-1, 2.4-2 o 2.4-3 se determinan para ocho direcciones de
viento con intervalos de 45°, a lo largo de cuatro ejes primarios del edificio como se muestra en la Figura C 1.7-
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Cap. 1 - 35
REGLAMENTO
COMENTARIO
Las cargas de viento para el diseño de edificios con cubiertas aisladas de vertiente única, a dos aguas y
diedro negativo, se deben basar en las exposiciones tal como se las define en el artículo 1.7.3 que generen las mayores cargas de viento para cualquier dirección del viento en el lugar de emplazamiento.
8.
Para cada una de las ocho direcciones, se determina la exposición a barlovento para cadauno de dos sectores de 45°, uno sobre cada lado del eje de dirección del viento. Se debe usar el sector con la exposición que dé las mayores cargas para definir las cargas de viento para esa dirección.
1.7.4.2.
En blanco para futuras previsiones.
1.7.4.3. Procedimiento Direccional para accesorios de edificios y otras estructuras (Capítulo 4)
Las cargas de viento para el diseño de accesorios de edificios (tales como estructuras y equipamiento en azoteas) y otras estructuras (tales como paredes libres llenas y carteles libres, chimeneas, tanques, y carteles abiertos, reticulados planos y torres reticuladas) tal como se las especifica en el Capítulo 4 se deben basar en la exposición apropiada para cada dirección de viento considerada.
Por ejemplo, para vientos del norte, se usa la exposición del sector uno u ocho, el que dé la carga más alta. Para vientos del este, se usa la exposición del sector dos o tres, el que dé la carga más alta. Para vientos que vienen del nordeste, el más expuesto delos sectores uno o dos, se usa para determinar individualmente las cargas completas sobre los ejes x e y, y luego 75 % de estas cargas se deben aplicar en cada dirección al mismo tiempo, según los requisitos del artículo 2.4.6 y Figura 2.4-8.
El procedimiento definido en este artículo para evaluar cargas de viento en cada dirección de diseño no se debe confundir con la evaluación del factor de direccionalidad del viento Kd. El factor Kd determinado según el artículo 1.6 y la Tabla 1.6-1 se aplica para todas las direcciones del viento de diseño. Ver artículo C 1.6.
1.7.4.4. Componentes y revestimientos (Capítulo 5)
Las presiones de viento de diseño para C&R se deben basar en la categoría de exposición que genere las mayores cargas de viento para cualquier dirección de viento en el lugar de emplazamiento.
Las cargas de viento sobre C&R en todos los edificios y sobre SPRFV de edificios de baja altura se calculan usando
la exposición a barlovento que proporcionelas cargas más altas entre los ocho sectores considerados en la Figura C
1.7-8.
Figura C 1.7-8. Determinación de cargas de viento desde diferentes direcciones.
1.8. EFECTOS TOPOGRÁFICOS
C 1.8. EFECTOS TOPOGRÁFICOS
1.8.1. Aumento de la velocidad del 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, localizados en cualquier categoría de exposición, se deben incluir en el diseño cuando los edificios y otras condiciones del lugar y la ubicación de estructuras cumplen con las siguientes condiciones:
El artículo 1.8 especifica cuándo se debe aplicar efectos topográficos a una estructura particular (Means y asoc., 1996). En algunas directrices sobre cargas de viento se
asume que las colinas que tienen suficiente tamaño eliminan los efectos topográficos en hasta 3 Km a
sotavento. Investigaciones realizadas por Almeida y asoc.
(1993) indican que se puede esperar muy poca protección de colinas cercanas (3H a barlovento) de tamaño
comparable. Alguna protección se puede esperar a sotavento de colinas significativamente más grandes, pero se necesita evidencia de estudios o de la literatura para
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Cap. 1 - 36
REGLAMENTO
COMENTARIO
1. La estructura se localiza tal como se muestra en la Figura 1.8-1 en la mitad superior de una loma o colina o cerca de la cresta de una escarpa.
2. / ≥ 0,2
3. H ≥ 5 m para Exposición C y D y H ≥ 20 m para Exposición B.
cuantificar esto.
La condición 3 especifica una altura H más baja para consideración de efectos en Exposición C y D que para Exposición B (Means y asoc., 1996), y observaciones de daños reales causados por viento han mostrado que la altura afectada H es menor en Exposición C y D.
Los edificios ubicados en la mitad superior de unacolina o escarpa aislada, pueden experimentar velocidades de viento significativamente mayores que los edificios situados en terreno nivelado. La característica topográfica (2D loma o escarpa, o 3D colina simétrica a un eje) se describe mediante dos parámetros, H y Lh. H es la altura de la colina o diferencia en elevación entre la cresta y aquella del terreno a barlovento. Lh es la distancia a barlovento de la cresta hasta dondela elevación del terreno es igual a la mitad de la altura de la colina. Kzt se determina a partir de tres multiplicadores K1, K2 y K3, los cuales se obtienen de la Figura 1.8-1 respectivamente. K1 se relaciona con la forma de la característica topográfica y la máxima aceleración cerca de la cresta, K2 tiene en cuenta la reducción de la aceleración con la distancia a barlovento o sotavento de la cresta, y K3 tiene en cuenta la reducción de la aceleración con la altura encima de la superficie del terreno local.
H/Lh
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50
Multiplicadores topográficos
Multiplicador K1
Loma bidim.
Escarpa bidim.
Colina tridim. axialsim.
0,29
0,17
0,21
0,36
0,21
0,26
0,43 0,51
0,26 0,30
0,32 0,37
0,58 0,65 0,72
0,34 0,38 0,43
0,42 0,47 0,53
x/Lh
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00
Multiplicador K2
Escarpa bidim.
Todos los otros
casos
1,00
1,00
0,88
0,67
0,75 0,63
0,33 0,00
0,50 0,38 0,25 0,13
0,00 0,00 0,00 0,00
0,00
0,00
z/Lh
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,50 2,00
Figura 1.8-1. Factor topográfico, Kzt
Multiplicador K3
Loma bidim.
Escarpa bidim.
Colina tridim. axialsim.
1,00
1,00
1,00
0,74
0,78
0,67
0,55 0,41
0,61 0,47
0,45 0,30
0,30 0,22 0,17 0,12
0,37 0,29 0,22 0,17
0,20 0,14 0,09 0,06
0,09
0,14
0,04
0,07
0,11
0,03
0,05
0,08
0,02
0,01 0,00
0,02 0,00
0,00 0,00
(Continúa)
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 37
REGLAMENTO
COMENTARIO
Notas
1. Para valores de H/Lh, x/Lh y z/Lh distintos a los indicados, se permite la interpolación lineal. 2. Para H/Lh > 0,5, suponer que H/Lh = 0,5 para la evaluación de K1, y sustituir Lh por 2H para la evaluaciónde K2 y K3. 3. Los multiplicadores se basan en la suposición de que el viento se aproxima a la colina o escarpa en la dirección de máxima
pendiente.
4. Los multiplicadores deben ser usados para cualquier exposición.
Notación
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.
K1: factor que tiene en cuenta las características topográficas y el efecto de máximo aumento de velocidad. K2: factor que tiene en cuenta la reducción en el aumento de velocidad, con la distancia desde la cresta, a barlovento o
sotavento. K3: 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. : factor de atenuación horizontal. : factor de atenuación en altura.
Expresiones:
Kzt = (1 + K1 K2 K3)2
K1 se obtiene de la Tabla inferior
K2 = (
| |)
K3 =
Parámetros para aumento de la velocidad sobre colinas y escarpas
Forma de la colina
K1 / (H/Lh) Exposición
B
C
D
A barlovento de la A sotavento de la
cresta
cresta
Lomas bidimensionales (o
valles con H negativa en 1,30 1,45 1,55 3
1,5
1,5
K1 / (H/Lh) )
Escarpas bidimensionales 0,75 0,85 0,95 2,5
1,5
4
Colina tridimensional axialsimétrica
0,95 1,05 1,15 4
1,5
1,5
Figura 1.8-1 (Cont.). Factor topográfico, Kzt
1.8.2. Factor topográfico
El efecto del aumento de la velocidad del viento se debe incluir en el cálculo de las cargas de viento de diseño usando el factor K t :
K t (1 + K1K2K3)2
(1.8-1)
donde: K1, K2, K3 se presentan en la Figura 1.8-1. K1, K2, K3 ≥ 0.
Los valores de K1, K2, K3 se pueden obtener indistintamente de las expresiones incluidas en la
Figura 1.8-1 o de las tablas de la misma.
Para casos donde / >0,5 se adopta / 0,5 a fin de obtener K1 y se sustituye el denominador
Los multiplicadores listados en la Figura 1.8-1 se basan en
la suposición de que el viento se acerca a la colina a lo
largo de la dirección de máxima pendiente, causando la mayor aceleración cerca de la cresta. La pendiente promedio máxima a barlovento de la colina es aproximadamente H/2Lh , y las mediciones han demostrado que las colinas con pendientes menores que alrededor de 0,10 (H/Lh < 0,20) es poco probable que produzcan aceleración significativa del viento. Para valores de H/Lh > 0,50 se supone que el efecto de aceleración es independiente de la pendiente. La aceleración afecta
principalmente a la velocidad media del viento más que a la amplitud de las fluctuaciones turbulentas, y este hecho se ha tenido en cuenta para los valores de K1, K2 y K3, dados en la Figura 1.8-1. Por lo tanto, los valores de Kzt obtenidos de la Figura 1.8-1 están destinados para el uso
con los coeficientes de exposición para la presión dinámica, Kh y Kz que se basan en velocidades de ráfaga.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 38
REGLAMENTO
COMENTARIO
por 2 en las expresiones o las tablas para obtener K2 y K3.
Si las condiciones del sitio de emplazamiento y la ubicación de las estructuras no cumplen todas las condiciones especificadas en el artículo 1.8.1, entonces Kzt=1,0.
El artículo 1.8 no pretende dirigirse al caso general de flujo de viento sobreterreno complejo o montañoso para el cual se puede necesitar del juicio ingenieril, consejo experto, o procedimientos en túnel de viento como se describe en el Capítulo 6. Se puede encontrar material de apoyo sobre los efectos de aceleración topográfica en la bibliografía (Jackson and Hunt, 1975, Lemelin y asoc., 1988 y Walmsley y asoc., 1986).
Se advierte al diseñador que, hasta el presente, la norma no contiene disposiciones para la aceleración vertical del viento debido a un efecto topográfico, aun cuando este fenómeno se sabe que existe y puede causar levantamiento adicional sobre las cubiertas. Se necesita investigación
adicional para cuantificar este efecto antes de que pueda incorporarse en la norma.
1.9. EFECTOS DE RÁFAGA
C 1.9. EFECTOS DE RÁFAGA
1.9.1. Factor de efecto de ráfaga
El factor de efecto de ráfaga para un edificio u otra estructura rígidos se puede tomar igual a 0,85.
1.9.2. Determinación de la frecuencia
Para clasificar un edificio o estructura como rígido o
flexible, tal como se define en el artículo 1.2, se debe establecer la frecuencia natural fundamental, n1, usando las propiedades estructurales y características de deformación de los elementos
resistentes en un análisis adecuadamente fundamentado. Se pueden considerar rígidos los edificios de baja altura definidos en el artículo 1.2.
1.9.2.1. Limitaciones para la frecuencia natural aproximada
Como alternativa a realizar un análisis para establecer 1, se puede calcular la frecuencia natural aproximada del edificio, a, según el artículo 1.9.3, para edificios de acero estructural, hormigón o
mampostería que cumplan con los siguientes requisitos:
1. la altura del edificio es menor que 90 m, y
2. la altura del edificio es menor que 4 veces su longitud efectiva, f.
La longitud efectiva, f, en la dirección que se está
considerando, se debe determinar mediante la siguiente expresión:
∑1 f ∑1
(1.9-1)
Las sumatorias son sobre la altura del edificio, donde:
CIRSOC 102 contieneun factor de efecto de ráfaga único y conservador de 0,85 para edificios rígidos. Como opción,
el diseñador puede incorporar características específicas del entorno de viento y tamaño del edificio para calcular más exactamente un factor de efecto de ráfaga alternativo que tome en cuenta el efecto de decorrelación de las ráfagas sobre el tamaño de la estructura. Uno de tales procedimientos se halla en el cuerpo de la norma (Solari, 1993a y 1993b). Ninguno de estos factores toman en cuenta la amplificación dinámica causada por vibraciones de la estructura, pero se consideran aceptables para estructuras rígidas como se definen en el Reglamento. El factor obtenido con el cálculo alternativo es 5-10 % más bajo que el valor de 0,85 establecido por el Reglamento sin cálculo.
Se prevé un tercer factor de efecto de ráfaga Gf para edificios y estructuras flexibles que no cumplen el requisito que la frecuencia natural fundamental n1 sea mayor o igual a 1 Hz. Este factor también toma en cuenta el tamaño del edificio y el tamaño de la ráfaga de la misma manera que el factor alternativo quese puede calcular para edificios rígidos, pero también toma en cuenta la amplificación dinámica causadapor la velocidad de viento de diseño, la frecuencia natural fundamental de vibración y la relación de amortiguamiento.
Ejemplo: el cálculo de factores de efecto de ráfaga para un caso particular se demuestra en la Tabla C 1.9-1. La variación del factor de ráfaga con la frecuencia se ilustra en el gráfico al final de la tabla. El factor para edificios flexibles Gf se puede usar en todos los casos, pero es obligatorio cuando n1 < 1. Este factor se aproxima gradualmente al valor alternativo G que se puede calcular
en casos rígidos a medida que la frecuencia natural excede el valor de 1, especialmente para los niveles de amortiguamiento más altos; pero siempre excede a G. La
diferencia se considera despreciable para n1 > 1, así que G, que es considerablemente más simple de calcular se ofrece como una alternativa aceptable. El valor por defecto de 0,85, que no requiere cálculo, se ofrece como una
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 39
REGLAMENTO
COMENTARIO
altura, en m, sobre el plano de referencia del nivel , ver definición en artículo 1.2
Li longitud, en m, del edificio en el nivel i paralelo a la dirección del viento.
1.9.3. Frecuencia natural aproximada
El límite inferior aproximado de la frecuencia natural, a, en Hz, de edificios de hormigón o acero
estructural que cumplen con las condiciones del artículo 1.9.2.1, se puede determinar mediante una de las siguientes expresiones:
Para edificios con pórticos de acero estructural resistentes a momento:
a 8,58/ 0,8
(1.9-2)
Para edificios con pórticos de hormigón resistentes a momento:
a 14,93/ 0,9
(1.9-3)
Para edificios de hormigón y acero estructural con otros sistemas resistentes a fuerzas laterales:
a 22,86/
(1.9-4)
Para edificios con paredes de corte de hormigón o mampostería, también se puede utilizar:
a 117,3( w)0,5/
(1.9-5)
donde: siendo:
100
A
w
A
∑(
1
*
*1+0,83 (D ) +
altura media de cubierta, en m
número de paredes de corte efectivas en el edificio para resistir fuerzas laterales en la dirección considerada
A área de la base de la estructura, en m2
A área de la sección transversal horizontal de la pared de corte “i”, en m2
D longitud de la pared de corte “i”, en m
hi altura de la pared de corte “i”, en m
1.9.4. Edificios y otras estructuras rígidos
Para edificios y otras estructuras rígidos, tal como se los define en el artículo 1.2, el factor de efecto de ráfaga se debe tomar igual a 0,85 o bien calcularlo
alternativa aún más conveniente cuando n1 > 1, si resulta aceptable para el diseñador. El diseñador es libre de usar cualquier otro procedimiento racional de la literatura aprobada, como s e afirma en el artículo 1.9.6.
El factor de efecto de ráfagatiene en cuentalos efectos de carga en la dirección del viento causados por la interacción entre la turbulencia del viento y la estructura. También
tiene en cuenta los efectos de carga en la dirección del viento debidos a la amplificación dinámica en edificios y estructuras flexibles.
No incluye efectos de cargas transversales a la dirección del viento, desprendimiento de vórtices, inestabilidad debida al galope o flameo, o amplificación de la torsión aerodinámica causada por la vibración del edificio en un modo torsional puro. Para estructuras susceptibles a efectos decarga que no se tienen en cuenta en el factor de efecto de ráfaga, se debe obtener información de la bibliografía reconocida (Kareem, 1992 y 1985; Gurley and Kareem, 1993; Solary, 1993a y 1993b; y Kareem and Smith, 1994) o mediante ensayos en túnel de viento.
Respuesta en la dirección del viento
El máximo desplazamiento en la dirección del viento puede ser aproximado por un análisis es tático de la estructura bajo la acción de cargas multiplicadas por un factor de ráfaga apropiado, como se define en el reglamento. Tales desplazamientos se basan en la curva elástica de la estructura y son razonablemente precisas cuando la respuesta resonante es pequeña comparada a la respuesta media y a la respuesta base. Para estructuras altamente flexibles, cuando la respuesta está dominada por la resonancia, se pueden calcular valores más precisos, incluyendo la variación con la altura y respuestas dinámicas tales como aceleración, como sedescribe en las siguientes secciones. Estas componentes de la respuesta son necesarias tanto para los estados límites de resistencia como de servicio.
Desplazamiento máximo en la dirección del viento
El desplazamiento máximo en la dirección del viento Xmax(z) como una función de la altura por encima de la
superficie del terreno está dado por:
ax( )
() 2 1(2
fx ̂2̅ 1)2
K
f
.
donde:
(z) forma del modo fundamental, (z) = (z/h)
exponente de la ley potencial de la forma modal
densidad del aire Cfx coeficiente de fuerza medio en la dirección del
viento m1 masa modal, 1 ∫0 ( ) 2 ( ) (z) masa por unidad de altura
K (1,65)̂⁄(̂ 1)
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 40
REGLAMENTO
COMENTARIO
mediante la siguiente expresión:
donde:
G
1+1,7 0,925(
Q
̅Q )
1+1,7 v ̅
10 1/6 ̅ c( ̅ *
(1.9-6) (1.9-7)
̅
intensidad de la turbulencia a la altura ̅
̅
altura equivalente de la estructura, en m,
definida como 0,6 , pero no menor que
para todas las alturas de edificios
, c listados para cada exposición en Tabla 1.9-1
Q, v se deben tomar igual a 3,4
La respuesta base Q está dada por:
1
Q√
,
1+0,63( *
̅
donde:
(1.9-8)
y se definen en el artículo 1.3, en m
̅ escala de longitud integral de la turbulencia, en m, a la altura equivalente dada por:
donde:
̅ ε̅
̅
( * 10
(1.9-9)
̂ ̅ velocidad de ráfaga de 3 segundos a la altura ̅ ,
̂
̂̅
̂* + 10
donde:
V velocidad de ráfaga de 3 segundos en exposición C a la altura de referencia (obtenida de las Figuras 1.5-1 A-D)
̂ , ̂ están dados en la Tabla 1.9-1
Valor cuadrático medio de la aceleración en la dirección del viento
El valor cuadrático medio (rms) de la aceleración en la
dirección del viento ẍ como una función de la altura sobre la superficie del terreno está dada por:
0,85 ( )
ẍ
fx
̅
2 ̅
̅K
.2
1
donde:
̅ ̅ velocidad media horaria del viento a la altura ̅ , en m/s
̅̅
̅[
̅ ̅ ]
10
.
donde:
̅ y ̅ están definidos en la Tabla 1.9-1
y ̅ constantes detalladas en Tabla 1.9-1
Tabla 1.9-1. Constantes de exposición del terreno
Exposición
zg (m)
B
7,5 1000
̂
1/7,5
̂
̅
̅
c
(m)
̅
zmin (m)
0,84 1/4,5 0,47 0,30 98 1/3,0 9,2
C
9,8 750
1/9,8
1,00 1/6,4 0,66 0,20 152 1/5,0 4,6
D
11,5 590
1/11,5 1,09 1/8,0 0,78 0,15 198 1/8,0 2,1
zmin: altura mínima utilizada para asegurar que la altura equivalente ̅ es mayor que 0,6h ó zmin. Para edificios con h zmin, ̅ se debe tomar como zmin.
1.9.5. Edificios u otras estructuras flexibles o dinámicamente sensibles
Para edificios u otras estructuras flexibles o dinámicamente sensibles tal como se definen en el artículo 1.2, el factor de efecto de ráfaga se debe calcular mediante:
Aceleración máxima en la dirección del viento
La aceleración máxima en dirección del viento como una función de la altura sobre la superficie del terreno está dada por:
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Cap. 1 - 41
REGLAMENTO
COMENTARIO
1+1,7 ̅√ Q2 Q2 2 2
f 0,925
1+1,7 v ̅
(
)
(1.9-10)
donde:
Q y v se deben adoptar igual a 3,4
se determina mediante la expresión
0,577 √2 (3600 1) √2 (3600 1) (1.9-11)
̈ ax ( ) ẍ ẍ ( )
.
ẍ √2
(1 )
0,5772 √2 ( 1 )
.
donde:
T intervalo de tiempo en segundos sobre el cual se computa la aceleración máxima, tomando comúnmente 3600 segundos para representar 1 hora.
En la Tabla C 1.9-2 se dan ejemplos de cálculo del
desplazamiento máximo en la dirección del viento y de los valores máximo y rms de la aceleración en la dirección del viento.
El factor de respuesta resonante, , está dado por:
1
√
(0,53+0,47 )
(1.9-12)
β
7,47N1 (1+10,3N1)5⁄3
(1.9-13)
N1
1 ̅Z
̅̅
(1.9-14)
Los factores de efectos relativos a la altura, ancho y longitud del edificio son:
1 η
1 - 2η2 (1-
-2η
)
1 η
1 - 2η2 (1-
-2η
)
1 η
-
1 2η2
(1-
-2η
)
(1.9-15a)
donde los factores de correlación en las correspondientes direcciones, evaluados a la frecuencia natural reducida son:
η 4,6 1 ⁄ ̅ ̅
η 4,6 1 ⁄ ̅ ̅
η 15,4 1 ⁄̅ ̅
(1.9-15b)
Las dimensiones , y son definidas en el artículo 1.3.
1 frecuencia natural fundamental
relación de amortiguamiento, porcentaje del crítico (p. ej., para 2 % usar 0,02 en la expresión)
Frecuencia fundamental aproximada
Para estimar la respuesta dinámica de las estructuras, es esencial el conocimiento de la frecuencia fundamental (frecuencia natural más baja) de la estructura. Este valor también está presente para determinar si son necesarias estimaciones de la respuesta dinámica.
La mayoría de los códigos de computación usados en el análisis de estructuras pueden dar estimaciones de las frecuencias naturales de la estructura que se está analizando. Sin embargo, para las etapas de diseño preliminar están disponibles algunas relaciones empíricas para el período del edificio Ta (Ta = 1/n1) en el INPRESCIRSOC 103 - Parte I - 2018.
Sin embargo, se hacenotar queestas expresiones se basan en recomendaciones paradiseño sismoresistente con una tendencia inherente hacia estimaciones más altas de las frecuencias fundamentales (Goel and Chopra, 1997 y 1998). Para aplicaciones en diseño de viento, estos valores pueden ser no conservadores porque una frecuencia estimada más alta que la frecuencia real puede producir valores más bajos del factor de efecto de ráfaga y concomitantemente una presión de viento de diseño más baja.
Sin embargo, Goel and Chopra (1997 y 1998) también citan límites inferiores de estimaciones de frecuencia que son más adecuados para el uso en aplicaciones de viento. Estas expresiones de límite inferior se dan en el artículo 1.9.2, los gráficos de estas expresiones se muestran en la Figura C 1.9-1.
Debido a que estas expresiones están basadas en edificios regulares, se necesitan limitaciones basadas en la altura y la esbeltez. La longitud efectivaen la dirección del viento, Lef, usa un promedio ponderado en altura de los distintos valores de L para la evaluación de la esbeltez. La parte superior del edificio es lo más importante, por lo tanto la ponderación en altura es apropiada.
Este método es una ecuación de primer orden apropiada para tratar edificios con retranqueos. También se puede realizar el cálculo explícito del factor de efecto de ráfaga mediante los otros métodos dados en el artículo 1.9.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 42
REGLAMENTO
COMENTARIO
̅ ̅ velocidad media horaria de viento, en m/s, a la altura ̅ calculada mediante la expresión:
donde:
̅̅
̅(
̅
α̅
*
10
(1.9-16)
̅ y α̅ constantes listadas en Tabla 1.9-1
V
velocidad básica de viento, en m/s.
La observación de ensayos en túnel de viento de edificios donde la frecuencia se calcula usando programas computacionales de análisis revela la siguiente expresión para frecuencia, apropiada para edificios más bajos que 120 m de altura, aplicable a todos los edificios de hormigón o acero.
n1 = 30,48/h (h en m) valor promedio
C 1.9-6
na = 22,86/h (h en m) valor límite inferior C 1.9-7
1.9.6. Análisis racional
En lugar del procedimiento definido en los artículos 1.9.4 y 1.9.5, se puede calcular el factor de efecto de ráfaga mediante un análisis racional propuesto en la bibliografía reconocida.
1.9.7. Limitaciones
Cuando se presentan factores de efecto de ráfaga combinados con coeficientes de presión, (GCp), (GCpi) y (GCpf) en Tablas y Figuras, el factor de efecto de ráfaga no se debe obtener separadamente.
La expresión (C 1.9-7) para el valor límite inferior se presenta en el artículo 1.9.3.
Basándose en mediciones de edificios en escala natural bajo la acción del viento, se ha propuesto la siguiente expresión para aplicaciones de viento (Zhou and Kareem, 2001, Zhou y asoc., 2002):
n1 = 45,72/h (h en m)
C 1.9-8
Esta expresión de la frecuencia se basa en edificios más antiguos y sobreestima la frecuencia común en la
construcción de EEUU para edificios más pequeños con menos de 120 m de altura, pero se torna más exacta para
edificios altos con alturas mayores que 120 m.
La norma Australiana y Neozelandesa AS/NZS1170.2, el Eurocódigo ENV 1991-2-4, el Código de Práctica de Hong Kong sobre los efectos del viento y otros, han adoptado la expresión (C 1.9-8) para todos los tipos de edificios y todas las alturas.
Estudios recientes en Japón que involucran una serie de edificios sometidos a excitaciones de baja amplitud han llevado a las siguientes expresiones para las frecuencias
naturales de edificios (Sataka y asoc., 2003):
n1 = 67/h (h en m) edificios de hormigón C 1.9-9
n1 = 50/h (h en m) edificios de acero C 1.9-10
Las expresiones basadas en edificios japoneses dan por resultado estimaciones de frecuencia mayores queaquellos obtenidos a partir de las expresiones generales dadas en C 1.9-6 hasta C 1.9-8, ya que particularmente el conjunto de datos japoneses ha limitado las observaciones para los edificios más flexibles, sensibles a los efectos del viento y la construcción japonesa tiende a ser más rígida.
Para postes o mástiles en voladizo de sección transversal uniforme (en los cuales domina la acción de flexión):
1 (0,56⁄ 2)√( ⁄ )
.
donde:
EI rigidez a flexión de la sección m masa por altura unitaria
Esta fórmula se puede usar para mástiles con una leve conicidad, usando un valor promedio de EI y de m (ECCS,
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 43
REGLAMENTO
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
COMENTARIO
1978).
Una fórmula aproximada para postes circulares, cónicos, en voladizo (ECCS, 1978) es:
1 [ ⁄(2 2)]√( ⁄ )
.2
donde:
h
altura
E, I, m se calculan para la sección transversal en la base
depende de los espesores de la pared en la punta y en la base, et y eb y del diámetro externo en la
punta y en la base, dt y db, según la siguiente
fórmula:
[1,9 (-4 t⁄ ) ] [
6,65 0,666]
.
0,9 +( t )
La expresión (C 1.9-12) se reduce a la (C 1.9-11) para mástiles uniformes. Para torres de celosía independientes (sin accesorios agregados tales como antenas o pórticos de iluminación) (AS3995-1994):
1 1500 wa⁄ 2
.
donde:
wa ancho promedio de la estructura, en m h altura de la torre
Una fórmula alternativa para torres de celosía (con accesorios agregados) (Wyatt, 1984) es:
1
(
N *2⁄3
w (
)1⁄ 2
.
donde:
wb ancho de base de la torre LN 270 m para torres de base cuadrada LN 230 m para torres de base triangular
Amortiguamiento estructural
El amortiguamiento estructural es una medida de la disipación deenergía en unaestructura que está vibrando, que tiende a detener su movimiento. El amortiguamiento se define como la relación de la energía disipada en un ciclo de oscilación a la cantidad máxima de energía en la estructura en ese ciclo.
Hay tantos mecanismos de amortiguamiento estructural
como hay modos de convertir energía mecánica en calor. Los mecanismos más importantes son amortiguamiento material y amortiguamiento de interfase.
En la práctica ingenieril, el mecanismo de amortiguamiento a menudo se trata aproximadamente
Cap. 1 - 44
REGLAMENTO
COMENTARIO
como amortiguamiento viscoso porque esto conduce a ecuaciones lineales de movimiento. Esta medida de amortiguamiento, en términos de relación de amortiguamiento, se asignacomúnmente basándose en el material de construcción, por ejemplo, acero u hormigón.
El cálculo de los efectos de cargas dinámicas requiere la relación de amortiguamiento como dato de entrada. En aplicaciones de viento, relaciones de amortiguamiento de 1 % y de 2 % se usan típicamente en los EEUU para edificios de acero y hormigón, respectivamente, a niveles de servicio, mientras que ISO (1997) sugiere 1 % y 1,5 % para acero y hormigón, respectivamente.
Las relaciones de amortiguamiento para edificios vibrando cerca de los límites de diseño por resistencia pueden ser significativamente más altas, y se adoptan comúnmente valores entre 2,5 % y 3 %.
Los valores de amortiguamiento para estructuras soporte de acero de carteles, chimeneas y torres pueden ser mucho menores que para edificios y pueden caer en el intervalo de 0,15 % a 0,5 %. Los valores de amortiguamiento de estructuras especiales como conductos verticales de acero pueden ser tan bajos como 0,2 % a 0,6 % y 0,3 % a 1,0 % para chimeneas de acero no revestidas o revestidas, respectivamente. (ASME, 1992; y CICIND, 1999).
Estos valores pueden ser una guía para el diseño. Los niveles de amortiguamiento utilizados en aplicaciones de cargas de viento son menores que el 5 % de las relaciones de amortiguamiento comunes en aplicaciones sísmicas, porque los edificios sujetos a cargas de viento responden esencialmente de forma elástica, mientras que los edificios sujetos a sismos de nivel de diseño responden inelásticamente a niveles más altos de amortiguamiento.
Debido a que el nivel de respuesta estructural en estados de servicio y supervivencia es diferente, los valores de amortiguamiento asociados con estos estados pueden diferir. Más aún, debido al número de mecanismos responsables por el amortiguamiento, los limitados datos a escala natural manifiestan una dependencia en factores tales como material, altura y tipo de sistema estructural y fundación (Kijewski-Correa y asoc., 2013).
La Comisión de Amortiguamiento del Instituto de Arquitectura de Japón sugiere diferentes valores de amortiguamiento para estos estados basados en una gran base de datos de amortiguamiento descripta en Sataka y asoc. (2003).
Recientementeel grupo NatHaz ha desarrollado una base de datos interactiva de relaciones de amortiguamiento determinadas experimentalmente a escala natural (Kareem y asoc., 2012). La base de datos es pública y se puede consultar en https://vortex-winds.org.
Agregado al amortiguamiento estructural, una estructura oscilando en el aire puede experimentar amortiguamiento aerodinámico. En general la contribución del amortiguamiento aerodinámico es pequeña comparada con el amortiguamiento estructural, y es positiva en
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Cap. 1 - 45
REGLAMENTO
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velocidades de viento bajas a moderadas.
Dependiendo de la forma estructural, en algunas velocidades de viento, el amortiguamiento aerodinámico puede volverse negativo, lo que puede conducir a oscilaciones inestables. En estos casos, se debe referir a la bibliografía reconocida o a estudio en túnel de viento.
Procedimiento alternativo para calcular cargas de viento
El concepto de factor de efecto de ráfaga implica que el efecto de ráfagas sepuedetener en cuenta adecuadamente multiplicando la distribución de la carga media de viento
con la altura por un solo factor. Esta es una aproximación.
Si resulta necesario una representación más precisa de efectos de ráfaga, se puede usar el procedimiento alternativo deeste artículo. Tiene en cuenta el hecho que las fuerzas de inercia creadas por la masa del edificio, mientras éste se mueve bajo la acción del viento, tienen una distribución diferente con la altura que las cargas medias de viento o las cargas debidas a las acciones directas de las ráfagas. (ISO, 1997; y Sataka y asoc., 2003).
La formulación alternativa de la distribución de carga estática equivalente, utiliza el valor pico del momento flector en la base y lo expresa en términos de fuerzas de inercia en diferentes niveles del edificio. Para cargas de viento, se usa un momento flector en la base en lugar del
corte en la base, como en ingeniería sismorresistente, ya que es menos sensible a las desviaciones desde una forma modal lineal. Para una discusión más detallada sobre este procedimiento de cargade viento, ver ISO (1997) y Sataka y asoc. (2003).
Procedimiento alternativo: carga de viento estática equivalente en la dirección del viento
La carga de viento estática equivalente en la dirección del viento para las componentes media, de basey resonante se
obtiene usando el procedimiento delineado en el texto s ig u ien te:
La componente de la carga media de viento ̅ en el nivel de piso jmo está dada por:
̅
A̅
.
donde:
j nivel de piso zj altura del jmo piso sobre el nivel de terreno qj presión dinámica a la altura zj Cp coeficiente de presión externa ̅ factor de velocidad de ráfaga;
̅ 0,925 (1 1,7 v ̅)-1
El valor pico de la componente base de la carga de viento ̂ en el nivel de piso jmo está dada de manera similar por:
Cap. 1 - 46
REGLAMENTO
COMENTARIO
̂ ̅ ⁄̅
.
donde:
GB componente base del factor de efecto de ráfaga
1,7 0,925(
̅
Q Q)
1 1,7 v ̅
El valor pico de la componente resonante de la carga de viento ̂ en el nivel de piso jmo se obtiene distribuyendo
la respuesta resonante del momento flector base a cada nivel:
̂
̂
.
w
∑w
.
̂ ̅ ⁄̅
.2
̅ ∑̅
.2
1
donde:
factor de distribución de carga vertical ̂ valor pico de la componente resonante del momento
flector en la base w porción de la carga gravitatoria total del edificio
ubicada o asignada al nivel j n total de pisos del edificio
j valor de la primera forma modal estructural a nivel j ̅ momento flector medio en la base, producido por la
carga media de viento GR componenteresonantedel factor de efecto de ráfaga
1,7 0,925(
̅
)
1 1,7 v ̅
Procedimiento alternativo: respuesta en la dirección del viento
A través de un simple análisis estático la respuesta pico del edificio en la dirección del viento se puede obtener mediante:
̂ ̅ √̂ 2 ̂ 2
. 22
donde:
̅, ̂ y ̂
son el valor medio y picos de fondo y resonante, respectivamente, de la respuesta de interés, por ejemplo, fuerzas de corte, momento o desplazamiento.
Una vezque se obtuvo la distribución estática equivalente de cargas de viento, cualquier componente de respuesta,
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Cap. 1 - 47
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incluida la aceleración, se puedeobtener usando un análisis estático simple. Se sugiere combinar la respuesta, como se mostró más arriba, en vez de combinar cargas, por ejemplo:
̂ ̅ √̂ 2 ̂ 2
.2
debido a que los componentes de carga de base y resonante normalmente tienen distribuciones diferentes a lo largo de la altura del edificio. Se puede encontrar información adicional en ISO (1997) y Sataka y asoc. (2003).
Cargas aerodinámicas sobre edificios altos – Una base de datos interactiva
Bajo la acción del viento, los edificios altos oscilan simultáneamente en dirección del viento, transversal al viento y en direcciones torsionales. Mientras que las cargas en la dirección del viento se han tratado exitosamente en términos de factores de ráfaga basados en teoría cuasiestacionaria y teoría de fajas, las cargas transversales al viento y torsionales no sepueden tratar de esta manera, ya que estas cargas no se pueden relacionar de una forma sencilla a las fluctuaciones en el flujo incidente.
En general, la mayoría de las normas actuales dan pocos lineamientos para la respuesta transversal al viento y torsional (Zhou y asoc., 2002; Chen and Kareem, 2004; Kwon and Kareem, 2013; Bernardini y asoc., 2013).
Para brindar algún lineamiento en los pasos del diseño preliminar de edificios, se presenta una base de datos interactiva de cargas aerodinámicas para evaluar cargas dinámicas inducidas por viento sobre unaserie de edificios aislados genéricos (Zhou y asoc., 2002; Kwon y asoc., 2008).
Aunque el análisis basado en esta base de datos experimental no pretende reemplazar el ensayo en túnel de viento en los pasos finales del diseño, provee al usuario de una metodología para aproximarse a las respuestas transversal al viento y torsional que no se trataron previamente en los primeros pasos del diseño.
La base de datos consiste en mediciones con balanza de alta frecuencia que incluyen siete modelos de edificios rectangulares, con unarelación de lados (D/B, donde D es la profundidad de la sección de edificio a lo largo de la dirección del viento incidente, que en este reglamento se denomina L) de 1/3 a 3, y tres relaciones de aspecto para cada modelo de edificio en dos flujos incidentes, a saber BL1 (̅ 0,16) y BL2 (̅ 0,35) que corresponden a una exposición de campo abierto y a una urbana, res p ectiv amen te.
Los datos son accesibles mediante una interfase amigable basada en Javadel Laboratorio de Modelado de Amenazas Naturales de la Universidad de Notre Dame, USA (http://aerodata.ce.nd.edu). Mediante el uso de este portal interactivo, los usuarios pueden seleccionar la geometría y dimensiones de un edificio modelo entre las opciones
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disponibles y especificar una condición urbanao de campo abierto.
Zhou y asoc. (2002) y Kwon y asoc. (2008) presentan un ejemplo de edificio alto para demostrar el análisis utilizando la base de datos. El edificio es alto, de base cuadradade acero con dimensiones H × W1 × W2 = 200 m × 40 m × 40 m y un radio de giro promedio de 18 m. Las tres frecuencias de modo fundamental, f1, son 0,2; 0,2 y 0,35 Hz en las direcciones X, Y y Z respectivamente; las formas del modo son todas lineales (igual a 1,0); y no hay acoplamiento modal.
La densidad del edificio es igual a 250 kg/m3. Este edificio está localizado en exposición A o cercano a la condición de ensayo BL2 de la base de datos. En esta ubicación la velocidad de referencia de la ráfaga de diseño de 3 s para un intervalo de recurrencia de 700 años es 51 m/s en ASCE 7-16 (el ejemplo trata de un edificio en Estados Un id o s ).
Para requerimientos de servicio, la velocidad de la ráfaga de diseño de 3 s para un intervalo de recurrencia de 10 años es 34 m/s en ASCE7-16. A los fines de este ejemplo solamente, la relación de amortiguamiento estructural del primer modo crítico fue 0,01 para ambos diseños, de servicio y supervivencia.
Hay que señalar que en este ejemplo el edificio experimenta efectos de carga transversales al viento mucho más altos que en la dirección del viento, lo cual reitera la importancia de las cargas de viento y sus efectos en la dirección transversal (al viento).
Figura C 1.9-1. Ecuaciones para el límite inferior aproximado dela frecuencia natural na versus la altura del edificio.
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Cap. 1 - 49
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Tabla C 1.9-1. Ejemplo de cálculo: factores de efecto de ráfaga
FACTO R PO R DEFECTO PARA EDIFICIO RIGIDO (exige que n1 ≥ 1) G Factor de efecto de ráfaga
0,85
Ecuación (1.9-1)
CALCULO ALTERNATIVO DEL FACTO R PARA EDIFICIO RIGIDO (exige que n1 ≥ 1) h Altura media de la cubierta
B Ancho en dirección normal a la dirección del viento
L Dimensión paralela a la dirección del viento
̅ Altura equivalente de la estructura
Categoría de exposición
c Factor de intensidad de turbulencia a 10 m
̅ Intensidad de la turbulencia a la altura equivalente Factor de escala de longitud integral de la turbulencia a 10 m ̅ Exponente de la ley potencial del perfil de la escala de
longitud integral de la turbulencia
̅ Escala de longitud integral de la turbulencia a la altura equiv alen t e
Q2 Cuadrado del factor de respuesta base
gQ Factor de pico para la respuesta base gv Factor de pico de velocidad G Factor de efecto de ráfaga calculado
183 m 30 m 30 m 110 m
B 0,3 0,201 98 m
1/3
Dat os del usuario Dat os del usuario Dat os del usuario 0,6h (art. 1.9.4)
Tabla 1.9-1 Ecuación (1.9-7) Tabla 1.9-1 Tabla 1.9-1
217,8 m
0,616 3,4 3,4
0,818
Ecuación (1.9-9)
Ecuación (1.9-8) Art. 1.9.4 Art. 1.9.4 Ecuación (1.9-6)
CALCULO S ADICIO NALES PARA EDIFICIO FLEXIBLE (cualquier valor de n1) V Velocidad básica del viento
n1 Frecuencia natural fundamental en la dirección del viento
Relación de amortiguamiento ̅ Exponente de la ley potencial del perfil de velocidad media
del viento ̅ Factor de ráfaga 1/F a 10 m ̅ ̅ Velocidad media del viento a la altura equivalente N1 Frecuencia natural reducida Rn Factor de respuesta de resonancia para n h Parámetro de decaimiento vertical B Parámetro de decaimiento en dirección transversal al viento L Parámetro de decaimiento en la dirección del viento Rh Factor de respuesta resonante para h RB Factor de respuesta resonante para B RL Factor de respuesta resonante para L R2 Cuadrado de la respuesta resonante gR Factor de pico para la respuesta resonante Gf Factor de efecto de ráfaga
51 m/s
0,2 Hz 0,01
Análisis o aproximación racional Estimación racional
1/4,5 Tabla 1.9-1
0,47 41,15 m/s
1,053 0,128 4,094 0,682 2,285 0,214 0,666 0,343 1,261 3,787 1,162
Tabla 1.9-1
Ecuación (1.9-16) Ecuación (1.9-14)
Ecuación (1.9-13) Art. 1.9.5: 4,6 n1 h / ̅ ̅ Art . 1.9.5: 4,6 n1 B / ̅ ̅ Art. 1.9.5: 15,4 n1 L / ̅ ̅ Ecuación (1.9-15a) Ecuación (1.9-15a)
Ecuación (1.9-15a)
Ecuación (1.9-12) Ecuación (1.9-11)
Ecuación (1.9-10)
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Cap. 1 - 50
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Tabla C 1.9-1 (Cont.). Ejemplo de cálculo: factores de efecto de ráfaga
Tabla C 1.9-2. Ejemplo: respuesta en la dirección del viento
V Velocidad básica del viento
51,4 m/s
Densidad del aire
1,24 kg/m3
Cpw Coeficiente de presión externa, pared a barlovento
0,8
Cpw Coeficiente de presión externa, pared a sotavento
−0,5
Cfx Coeficiente de fuerza en la dirección del viento
1,3
Exponente de la ley potencial de la forma modal
1
̂
Inversa de
̂
Parámetro del perfil de velocidad
1/7,5 0,84
̂ ̅ Velocidad de ráfaga de 3s a la altura ̅ K Coeficiente de carga modal
59,4 m/s 0,501
b Densidad del edificio
192,1 kg/m3
Masa del edificio por unidad de altura
178.448 kg/m
m1 Masa modal
DESPLAZAMIENTO MÁXIMO DE LA PARTE SUPERIO R DEL EDIFICIO EN LA DIRECCIO N DEL VIENTO PARA ESTADO LIMITE ÚLTIMO
(h) Forma modal en z = h
10.878.295 kg 1,0
Xmax(h) Desplazamiento máximo de la parte superior del edificio
0,53 m
Al nivel del mar Figura 2.4-1(c on t.) Figura 2.4-1(c on t.) Aná lisis estru c tur a l
Tabla 1.9-1 Tabla 1.9-1 Art. C 1.9 Diseño arquitectónico
Ecuación (C 1.9-1)
VALO R RMS DE LA ACELERACIÓ N DE LA PARTE SUPERIO R DEL EDIFICIO EN LA DIRECCIÓ N DEL VIENTO PARA CO NDICIÓ N DE SERVICIO V Velocidad básica del viento, período de retorno 10 años ̅ ̅ Velocidad media horaria del viento a la altura ̅ R Factor de respuesta resonante
ẍ
34 m/s 27,2 m/s
0,744 0,038 m/s2
Ecuación (C 1.9-3) Ecuación (1.9- 12 ) Ecuación (C 1.9-2)
ACELERACIÓ N MÁXIMA DE LA PARTE SUPERIO R
DEL EDIFICIO EN LA DIRECCIÓ N DEL VIENTO PARA
CO NDICIÓ N DE SERVICIO
T
Período del máximo
3600 s
Trad icio na l
ẍ
Factor de pico
̈
ax
3,79 0,146 m/s2
Ecuación (C 1.9-5) Ecuación (C 1.9-4)
Nota: Véase la Tabla C 1.9-1 para consultar otros elementos que no se muestran aquí.
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Cap. 1 - 51
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1.10. CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTO
C 1.10. CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTO
1.10.1. Generalidades
Para la adopción de los coeficientes de presión interna, todos los edificios se clasifican en cerrados, parcialmente cerrados, parcialmente abiertos o abiertos, tal como se define en el artículo 1.2.
1.10.2. Aberturas
A fin de determinar la clasificación de cerramientos, se debe establecer la cantidad de aberturas en la envolvente del edificio. Para hacer esta determinación, cada pared del edificio se debe asumir como pared a barlovento para la consideración de la cantidad de aberturas presentes con respecto al resto de la envolvente del edificio.
1.10.2.1. Resistencia de las aberturas
Todas las aberturas, sus paneles, soportes, guías, fijaciones y elementos similares se deben diseñar para resistir la presión neta del viento según el Capítulo 5.
La magnitud y sentido de la presión interna dependen de la magnitud y ubicación de aberturas alrededor de la envolvente del edificio con respecto a una dirección de viento dada. De acuerdo con esto, el reglamento requiere que se hagauna determinación de la cantidad de aberturas en la envolvente para evaluar la clasificación del cerramiento (cerrado, parcialmente cerrado, parcialmente abierto o abierto).
Las ―aberturas‖se definen específicamente en estaversión del reglamento como ―espacios abiertos o agujeros en la envolvente del edificio los cuales permiten que el aire fluya a través de la envolventedel edificio y que se diseñan como abiertos durante los vientos de diseño".
Ejemplos de esto incluyen puertas, ventanas operables, tomas de aire mediante tubos de admisión para aire acondicionado y/o sistemas de ventilación, rendijas alrededor de puertas, rendijas deliberadas en revestimientos, y persianas flexibles y operables.
La porosidad paraun "edificio cerrado" es tal que no hay suficientes aberturas en la envolvente exterior del edificio para permitir un flujo de aire significativo dentro del mismo. La porosidad de un edificio "parcialmente cerrado" es tal que hay aberturas en la pared a barlovento del edificio para permitir el ingreso del viento y no hay suficientes aberturas en el resto de la envolvente como para permitir salir al flujo de aire sin incrementar significativamentela presión interna. La porosidad para un edificio "parcialmente abierto" es tal queexisten aberturas en la pared a barlovento para permitir el ingreso del viento al edificio y existen suficientes aberturas en el resto de la envolvente que permiten que algo del flujo de aire salga pero con algún incremento de la presión interna. La porosidad para un "edificio abierto" es tal que el flujo de aire puede entrar y salir del edificio sin un incremento relevante de la presión interna.
La clasificación de edificio "parcialmente abierto" se ha agregado al reglamento para ayudar al usuario a entender
que un edificio con aberturas y porosidad significativa (tal como un estacionamiento abierto) que no se ajusta a los requerimientos de clasificación de "parcialmente cerrado" no se clasifica automáticamente como "abierto" o "cerrado".
Una vezque se conoce la clasificación de cerramientos, el diseñador entra en Tabla 1.11-1 para seleccionar el
coeficiente de presión interna apropiado.
1.10.3. Protección de aberturas vidriadas
C 1.10.3. Protección de aberturas vidriadas
Las aberturas vidriadas en edificios de Categoría de Riesgo II, III o IV ubicados en regiones con detritus
arrastrados por el viento se considerarán abiertas durante el viento de diseño a menos que se protejan como se especifica en este artículo.
Esta versión del reglamento tiene cinco términos aplicables a cerramientos: regiones con detritus transportados por el
viento, vidriado, vidriado resistente a impacto, sistema de protección contra impacto y vidriado no protegido. El artículo 1.10.3.1 especifica ―regiones con detritus transportados por el viento‖para alertar al diseñador sobre las áreas que requieren tener en consideración el diseño
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 52
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para impacto de proyectiles y las aberturas potenciales en la envolvente del edificio. El artículo 1.10.3 requiere que los vidriados en edificios de Categoría II, III, y IV en regiones con detritus transportados por el viento se protejan con un sistema protector contra impactos o sea hecho con vidriado resistente a impacto para reducir el daño causado por viento y agua durante tormentas de diseño. ―Vidriado‖ se define como ―cualquier lámina de vidrio o plástico transparente o translúcido que se usa en ventanas, puertas, claraboyas o muros cortina‖. ―Vidriado resistente a impacto‖ se define específicamente como ―vidriado que se ha demostrado mediante ensayo que resiste el impacto de los proyectiles de ensayo‖. "Sistema de protección contra impacto sobre vidriado" pueden ser postigos o mamparas diseñadas para resistir el impacto de proyectiles de ensayo. "Vidriado no protegido" es el vidriado que no es resistente a impacto ni cuenta con un sistema de protección contra impacto.
El artículo 1.10.3.2 establece las condiciones que deben cumplir los cerramientos comprendidos en el artículo 1.10.3.1.
1.10.3.1. Regiones con detritus arrastrados por C 1.10.3.1. Regiones con detritus arrastrados por el
el viento
viento
Las aberturas se deben proteger de acuerdo con el artículo 1.10.3.2 en las siguientes ubicaciones:
1. dentro de 1500 m de la línea costera media de marea alta, donde la velocidad básica de viento es igual o mayor que 58 m/s, o bien
2. en áreas donde la velocidad básica de viento es igual o mayor que 63 m/s.
Para edificios y otras estructuras de categoría de riesgo II y categoría de riesgo III, excepto instalaciones de salud, la región con detritus arrastrados por el viento debe estar basada en la Figura 1.5-1A. Para instalaciones de salud con categoría de riesgo III y para edificios y otras estructuras con categoría de riesgo IV, la región con detritus arrastrados por el viento debe estar basada en la Figura 1.5-1B. Las categorías de riesgo deben establecerse de acuerdo con la Tabla 1.14-1.
Excepción: pueden no contar con protección aquellos vidriados ubicados a más de 20 m sobre el nivel de terreno y a más de 10 m sobre nivel de cubiertas con superficie de agregados, incluyendo grava o piedra de balasto, que se encuentren dentro de un radio de 450 m del edificio.
Argentina no cuentahastael momento en que sepreparó el presente reglamento con investigación pertinente a detritus transportados por el viento, más allá de un conjunto de casos documentados dedaños causados durante tormentas. CIRSOC 102 - 2005 establecía que el vidriado en los 20 m inferiores de edificios de categoría II, III y IV ubicados en regiones susceptibles de ser afectadas por partículas arrastradas por el viento debía ser resistente a impactos o protegida por una cobertura que lo fuera; o tal v idriado debía asimilarse a una abertura.
Sin embargo, CIRSOC 102 - 2005 no incluía criterios para identificar cuándo una región es susceptible de ser afectadas por partículas arrastradas por el viento ni qué se entiende por "resistente a impactos".
A diferencia de la norma ASCE 7, que eliminó la opción de vidriado sin protección para la mayoría de los edificios en la revisión de 2005, para reducir la cantidad de daño por viento y agua a edificios durante acontecimientos de tormentas de viento de diseño, en esta edición del Reglamento CIRSOC 102 se mantiene esa opción atendiendo a la falta de una articulación plenamente desarrollada entre la industria de manufactura de cerramientos y la industria de la construcción.
En ausencia de criterios propios, las regiones con detritus transportados por el viento quedan definidas por el artículo 1.10.3.1, que está adaptado de ASCE 7.
Si bien ASCE 7 hace hincapié en que el artículo 1.10.3.2 se aplica en regiones afectadas por huracanes, luego introduce una definición de las regiones con detritus transportados por el viento a la que llama "región expandida"; es decir una definición ligada a velocidades umbrales que incluye las regiones afectadas por huracanes
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Cap. 1 - 53
REGLAMENTO
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y otras zonas que no lo están, con lo que de hecho, la condición de región afectada por huracanes se vuelve redundante.
Una revisión de tipos de edificios y estructuras comúnmente incluidos en categoría de riesgo III sugiere que en las regiones con detritus transportados por el viento los problemas de seguridad de vidas humanas son de la mayor importancia en instalaciones de cuidado de la salud.
En consecuencia, para instalaciones de cuidado de la salud, la velocidad básica que se toma para confrontar con la velocidad umbral para decidir si se aplica el artículo 1.10.3.2 es más alta que para el resto de las estructuras comprendidas en la categoría III.
1.10.3.2. Requisitos de protección para C 1.10.3.2. Requisitos de protección para aberturas
aberturas vidriadas
vidriadas
Los sistemas de aberturas comprendidos en el artículo 1.10.3.1, incluyendo sistemas protectores contra impacto, vidriados resistentes a impacto o
cortinas de enrollar, entre otros, se deben someter a ensayos con proyectiles de acuerdo con las normas
nacionales que sean de aplicación y se deben diseñar para la presión diferencial especificada en el Capítulo 5.
Para los edificios de Categorías II, III, o IV ubicados en regiones con detritus transportados por el viento, el reglamento requierela protección del vidriado en los 20 m
inferiores con un sistema de protección contra impacto, o se tenga vidriado resistente a impacto, o el área de vidriado
se suponga abierta (Surry y asoc., 1977; Reinhold, 1982; Stubbs and Perry, 1993). Una excepción en el artículo 1.10.3.1 permite el vidriado no protegido cuando esté ubicado a más de 20 m sobre el nivel de terreno y a más de 10 m sobre nivel de cubiertas con superficie de agregados,
incluyendo grava o piedra de balasto, que se encuentren dentro de un radio de 450 m del edificio.
El vidriado no protegido por encima de 20 m del nivel de referencia se puede romper cuando exista una fuente de detritus. En estas alturas más elevadas, la fuente predominante de detritus que causaron daños en eventos de viento documentados previamente, fueron los agregados desprendidos de cubiertas. Esto incluye grava o piedra usado como balasto que no está protegido por un parapeto lo suficientemente alto. De acuerdo con esto, si existe un techo con superficie de agregados dentro de un radio de 450 m de un edificio nuevo, el vidriado en el nuevo edificio a partir de los 10 m por encima del edificio fuente
hasta el nivel de referencia necesitará ser protegido con un sistema protector contra impacto, o ser hecho de vidriado resistentea impacto, o el área de vidriado debe suponerse abierta.
Si se propone para el nuevo edificio una cubierta con agregado, éste también se debeconsiderar como fuente de detritus porque el agregado puede ser soplado de la
cubierta y propulsado hacia vidriados en el lado a sotavento del edificio. Las siguientes referencias dan más información relativa al daño en vidriados debido a
escombros: Beason y asoc. (1984), Minor (1985 y 1994), Kareem (1986), y Behr and Minor (1994).
Este reglamento establece que los sistemas protectores contra impacto y los vidriados resistentes a impacto se deben someter a ensayos con proyectiles de acuerdo con las normas nacionales que sean de aplicación.
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Cap. 1 - 54
REGLAMENTO
COMENTARIO
Hasta tanto no se disponga de normas nacionales sobre ensayos de aberturas resistentes a impactos de detritus arrastrados por el viento, se debe cumplir con las condiciones mínimas especificadas en el artículo C 1.10.3.2.1, que se han adaptado de la norma AustralianaNeozelandesa AS/NZS 1170.2:2011 (2011). También se aceptan como válidos aquellos sistemas de vidriado que hayan sido ensayados conforme a la norma ASTM E 1886 (ASTM 2019), con los proyectiles, velocidades deimpacto y criterios de pasa/falla especificados en ASTM E 1996 (ASTM 2017). En el caso de aplicar estas normas, los vidriados y sistemas protectores contra impacto en edificios y estructuras clasificados como Categoría de riesgo IV según la Tabla 1.14-1, deben cumplir con los requerimientos de ―protección mejorada‖ según Tabla de ASTM E 1996; y los vidriados y sistemas protectores contra impacto en todas las otras estructuras deben cumplir con los requerimientos de ―protección básica‖según Tabla 3 de ASTM E 1996.
Nota para el usuario: en el caso de aplicar ASTM E 1996, las zonas de viento para usar en la determinación del tamaño de proyectil que se debe aplicar para el ensayo de impacto, se deben ajustar para el uso con los mapas de velocidad de viento de CIRSOC 102 y las correspondientes regiones de detritus arrastrados por el viento, ver artículo 1.10.3.1.
Condiciones mínimas de ensayo de carga de impacto de los detritus transportados por el viento
Hasta tanto no se disponga de normas nacionales sobre ensayos de aberturas resistentes a impactos de detritus arrastrados por el viento, cuando se especifique que el vidriado debe ser resistente a impacto, se deben cumplir con las condiciones mínimas de ensayo que se especifican en este artículo.
Al menos un espécimen de vidriado será sometido al impacto de:
(a) una pieza de madera de madera de 4 kg de masa con una sección transversal nominal de 100 mm x 50 mm que impacta con una velocidad igual a 0,4V para trayectorias horizontales y 0,1V para trayectorias verticales; y
(b) una bola de acero de 8 mm de diámetro (aproximadamente 2 gramos de masa) que impacta a 0,4 V para trayectorias horizontales y 0,3 V para trayectorias verticales,
siendo V la velocidad básica del viento indicada en el artículo 1.5.1.
Cada proyectil debe impactar el espécimen de ensayo, sucesivamente, dentro de un círculo de 130 mm de diámetro en las ubicaciones que se indican en la figura.
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Cap. 1 - 55
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COMENTARIO
Criterio de aceptación – rechazo
El espécimen luego de la serie de impactos no debe presentar una fisura mayor de 130 mm de largo por 1 mm
de ancho por donde pueda fluir el aire, o un orificio por donde pueda pasar una esfera de 75 mm de diámetro.
Los sistemas de protección no deben presentar una deformación mayor que 0,8 veces la distancia mínima entre
esta y el vidriado a proteger.
1.10.4. Portones de cocheras
C 1.10.4. Portones de cocheras
Los portones de cocheras que cumplan los criterios de los artículos 1.10.3 y 1.10.3.1, incluyendo sistemas protectores contra impacto, portones, puertas seccionales de garajes, cortinas de enrollar u otros sistemas de bandas horizontales soportadas en los extremos, se deben someter a ensayos con proyectiles de acuerdo con las normas nacionales que sean de aplicación y se deben diseñar para la presión diferencial especificada en el Capítulo 5.
La evaluación de la resistencia a la presión diferencial debe incluir elementos tales como soportes, fijaciones, marcos, guías, trabas, y debe considerar los efectos de la variación de la distancia entre extremos debidos a flexión o catenaria.
Para los edificios de Categorías II, III, o IV ubicados en regiones con detritus transportados por el viento, los portones de cocheras y cortinas de enrollar deben ser
resistentes a impacto de detritus arrastrados por el viento. Hasta tanto no se disponga de normas nacionales
específicas, se debe cumplir con las condiciones mínimas especificadas en el artículo C 1.10.3.2.1. También se aceptan como válidos aquellos ensayos que cumplan los
criterios especificados en ANSI/DASMA 115 (2017) referentes a proyectiles, velocidad de impacto y criterio p as a-falla.
Excepción: Se podrá omitir esta verificación en edificios de categorías de riesgo I y II. En este caso los portones se considerarán abiertos durante el
viento de diseño.
1.10.5. Clasificaciones múltiples
Si un edificio por definición cumple simultáneamente con las condiciones de edificio “abierto” y
“parcialmente cerrado”, se debe clasificar como edificio “abierto”.
1.11. COEFICIENTES DE PRESIÓN INTERNA
C 1.11. COEFICIENTES DE PRESIÓN INTERNA
Los coeficientes de presión interna, (GCpi), se deben
adoptar de Tabla 1.11-1 en base a la clasificación de cerramientos del edificio presentada en el artículo 1.2.
Los valores del coeficiente de presión interna en Tabla 1.11-1 se obtuvieron a partir de ensayos en túnel de viento
(Stathopoulos y asoc., 1979) y datos a escala natural (Yeats and Metha, 1993). Aun cuando los ensayos en túnel de
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 56
REGLAMENTO
COMENTARIO
1.11.1. Factor de reducción para edificios de gran volumen, Ri
Para edificios parcialmente cerrados que contienen un gran volumen único, no dividido, el coeficiente de presión interna, ( ), se debe multiplicar por el
siguiente factor de reducción, :
1,0 o bien
1
0,5 1+
< 1,0
(
)
√ 1+ 6950A
(1.11-1)
donde:
A área total de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y cubierta), en m2
Vi volumen interno no dividido, en m3
viento se realizaron ante todo para edificios de baja altura, se supuso que los valores del coeficiente de presión interna son válidos para edificios de cualquier altura.
Los valores (GCpi) = +0,18 y -0,18 son para edificios cerrados. Se asume que el edificio no tiene abertura o aberturas dominantes y que los escapes de pequeñas pérdidas que realmente existen están esencialmente distribuidos de manera uniforme sobre la envolvente del edificio.
En los valores del coeficiente de presión interna para edificios parcialmente cerrados se asume que el edificio tiene una abertura o aberturas dominantes. Para tales edificios, la presión interna está dictada por la presión externa en la abertura y típicamente se incrementa de manera substancial como resultado.
Las cargas netas, es decir, la combinación de las presiones internas y externas, también se incrementan significativamentesobre las superficies del edificio que no contienen la abertura. Por lo tanto, valores más altos de (GCpi) de +0,55 y -0,55 son aplicables en este caso.
Estos valores incluyen un factor de reducción paratener en cuenta la falta de perfecta correlación entre la presión
interna y las presiones externas sobre las superficies del edificio que no contienen la abertura (Irwin, 1987; y Beste and Cermak, 1996). Tomados aisladamente, los coeficientes de presión internapueden llegar a valores de ± 0,8 (o posiblemente más aún en el lado negativo).
Para edificios parcialmente cerrados que contienen un gran espacio no particionado, el tiempo de respuesta de la presión interna se incrementa, y por lo tanto ésta no responde tan rápidamente a cambios repentinos de la presión en una abertura. Por lo tanto, el factor de ráfaga aplicable a la presión interna se reduce.
La expresión (1.11-1), que está basada en Vickery and Bloxham (1992) e Irwin and Dunn (1994), se presenta como un medio de ajustar el factor de ráfaga debido a este
efecto sobre estructuras con grandes espacios internos, tales como estadios y grandes naves.
Debido a la naturaleza de los huracanes o vientos de similar intensidad, y a la exposición a los peligros de
detritus (Minor and Behr, 1993), el vidriado ubicado debajo de 20 m por encima del nivel de terreno de edificios
ubicados en regiones con detritus transportados por el
viento, tienen una vulnerabilidad ampliamente variable y comparativamente alta a la rotura debido a proyectiles, a menos que el vidriado pueda soportar cargas razonables de
proyectiles y la subsecuente carga de viento, o que el vidriado estéprotegido adecuadamente. (Ver el artículo C 1.10 para el tratamiento de vidriado por encima de 20 m).
Cuando el vidriado se rompe con proyectiles, puede dar por resultado el desarrollo de presiones internas más altas, las cuales pueden sobrecargar el revestimiento o estructura si esta situación no se tuvo en cuenta en el diseño. La rotura del vidriado también puede dar por resultado un
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 57
REGLAMENTO
COMENTARIO
importante ingreso de agua, lo que resulta en un daño considerable al edificio y sus contenidos (Surry y asoc., 1977; Reinhold, 1982; y Stubbs and Perry, 1993).
La influencia de la compartimentación en la distribución de la presión interna incrementadano fue tenida en cuenta. Si el espacio detrás del vidriado roto está separado del resto del edificio mediante una partición suficientemente fuerte y razonablemente hermética, la presión interna incrementada probablemente se confinará en aquel compartimiento.
Sin embargo, si el compartimiento no es estanco, (p.e, hay una puerta abierta a un corredor, o colapsa una pared), la presión interna incrementada se propagará más allá del compartimiento inicial muy rápidamente. El próximo compartimiento puede contener la presión más alta, o también podrían formarse brechas, permitiendo de esa forma que la presión interna incrementada continúe p ro p ag án d o s e.
Debido a la gran cantidad de fugas de aire que a menudo suceden en las grandes puertas degalpones y hangares, los diseñadores de hangares deberían considerar utilizar los coeficientes de presión internapara edificios parcialmente cerrados de Tabla 1.11-1.
Tabla 1.11-1. Coeficientes de presión interna para edificios (SPRFV, Componentes y Revestimientos), (GCpi)
Clasificación de cerramiento
Criterio para clasificación de cerramiento
Presión interna
(GCpi)
Edificios abiertos
A0 ≥ 0,8Ag
Despreciable
0,00
Edificios parcialmente abiertos
Edificios parcialmente cerrados
Edificios cerrados
Un edificio que no cumple con clasificaciones cerradas, parcialmente
cerradas o abiertas
A0 > 1,10A0i A0 > 0,4 m2 ó > 0,01Ag , el que sea menor
A0i / Agi ≤ 0,20
A0 ≤ 0,01Ag , ó 0,4 m2, el que sea menor
Moderado Elevado Moderado
+0,18 -0,18
+0,55 - 0,55
+0,18 - 0,18
Notas : 1. Los signos más y menos significan presiones actuando hacia y desde las superficies internas. 2. Los valores de (GCpi) se deben usar con qz o qh como se especifica en el artículo 5.12. 3. Para determinar los requisitos de carga crítica para la condición apropiada, se deben considerar dos casos:
I. un valor positivo de (GCpi) aplicado a todas las superficies internas. II. un valor negativo de (GCpi) aplicado a todas las superficies internas.
1.12. FACTOR DE ALTITUD
C 1.12. FACTOR DE ALTITUD
El factor de altitud del suelo para ajustar la densidad del aire, Ke, se obtendrá de acuerdo con la Tabla 1.12-1. Se permite tomar Ke = 1 para todas las
altitudes.
La relación entre la presión del aire y su densidad a la elevación z relativa a los valores estándares en z = 0, a
temperatura constante, está dada por la fórmula barométrica:
⁄
⁄
-⁄
0
0
C 1.12-1
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Cap. 1 - 58
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 1.12-1. Factor de altitud, Ke
Altitud del terreno sobre el nivel del mar
<0m 0m 300 m 600 m 900 m 1200 m 1500 m 1800 m > 1800 m Notas :
Factor de altitud, K
Ver nota 2 1,00 0,96 0,93 0,90 0,86 0,83 0,80
Ver nota 2
1. La aproximación conservadora Ke 1,00 se permite en todos los casos.
2. El factor Ke se calculará interpolando valores de la Tabla 1.12-1 o de la siguiente fórmula para todas
las altitudes:
K
-0,000119
donde:
g altitud del terreno sobre el nivel del mar, en m.
donde g = aceleración de la gravedad = 9,807 R = constanteparticular del aire = 287
T = temperatura absoluta = 288 K
Con estos valores y la elevación z = altitud (altura sobre el nivel del mar), la relación se determina a partir de las fórmulas dadas en la Tabla 1.12-1, donde K ⁄ 0.
Se permite tomar K 1,0 en todos los casos. Se advierte que esto es ligeramente no-conservador para elevaciones por debajo del nivel del mar. La comisión considera quees razonable permitir esto dado que el efecto es muy pequeño para áreas debajo del nivel del mar en Argentina (0 a -105 m en el Gran Bajo de San Julián, lo que representa una diferencia máxima de 1,2 % de incremento en la densidad del aire).
1.13. PRESIÓN DINÁMICA
C 1.13. PRESIÓN DINÁMICA
1.13.1. Coeficiente de exposición para la presión C 1.13.1. Coeficiente de exposición para la presión
dinámica
dinámica
Sobre la base de la categoría de exposición establecida en el artículo 1.7.3, se calculará un coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, según corresponda, a partir de la Tabla 1.13-1. En el caso de un emplazamiento situado en
una zona de transición entre las categorías de exposición que esté cerca de un cambio en la
rugosidad de la superficie del suelo, se permitirán valores intermedios de Kz o Kh, entre los que figuran
en la Tabla 1.13-1, siempre que se calculen mediante un método de análisis racional definido en la literatura reconocida.
El coeficiente de exposición para la presión dinámica Kz se puede obtener de las expresiones:
2⁄
K 2,41* +
para m ≤ ≤
.
5 2⁄
K 2,41* +
para
m
. 2a
K 2,41
para
≤m
. 2b
en las que los valores de y zg se dan en la Tabla 1.9-1. Estas expresiones están también en la Tabla 1.13-1, para
ayudar al usuario.
Al igual que las ediciones de ASCE 7 entre ASCE 7-95 y ASCE 7-16, CIRSOC 102-2005 establecía un valor máximo de Kz de 2,01 limitando la altura z a la altura
nominal de la capa límite atmosférica, denominada altura gradiente, zg. La altura gradiente se basó inicialmente en
investigación de las décadas del 60 y 70 (p. ej., Davenport, 1960). Posteriormente, los estudios de Harris and Deaves (1981) y Zilitinkevich and Esau (2002) mostraron que las
alturas gradientes en grandes tormentas sinópticas son mucho más grandes (p. ej., entre 2000 m y 4000 m) que los
valores volcados en CIRSOC 102-2005, que estan entre 200 m y 500 m. Además, se conocequelas velocidades de
viento en tales tormentas continúan creciendo con la altura
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Cap. 1 - 59
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 1.13-1. Coeficientes de exposición para la más allá de esos valores de zg (Irwin, 2006; Simiu y asoc.,
presión dinámica, Kh y Kz
2016).
Altura sobre
el nivel del terreno, z
Exposición (Nota 1)
B
C
D
(m)
0-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Casos 1y2
0,59 0,71 0,79 0,85 0,90 0,95 0,99 1,02 1,05 1,08 1,14 1,19 1,23 1,27 1,30 1,34 1,37 1,40 1,43 1,45
Casos 1y2
0,87 1,00 1,08 1,15 1,20 1,25 1,29 1,33 1,36 1,39 1,44 1,49 1,53 1,56 1,60 1,63 1,66 1,69 1,71 1,74
Casos 1y2
1,05 1,19 1,27 1,34 1,39 1,44 1,47 1,51 1,54 1,57 1,62 1,66 1,70 1,74 1,77 1,80 1,83 1,85 1,88 1,90
Notas : 1. El coeficiente de exposición para la presión
dinámica se puede determinar mediante la siguiente expresión:
Para Para Para
z<5m :
5 m ≤ z ≤ zg : zg < z ≤ 1000 m :
K z = 2,41 (5 / zg) 2 / K z = 2,41 (z / zg) 2 / K z = 2,41
2. y zg se obtienen de la Tabla 1.9-1.
3. Se permite la interpolación lineal para valores intermedios de la altura z. Las categorías de exposición están definidas en el artículo 1.7.
Estudios recientes de ciclones tropicales (Tse y asoc., 2013) también mostraron valores mayores de zg que los del reglamento. Como a alturas elevadas la ley potencial de velocidades, en uso tanto en CIRSOC 102 como en ASCE
7, se desvía significativamente delos perfiles de velocidad basados en la teoría de capa límite y en mediciones (Panofsky and Dutton, 1984); y como se sabe que perfiles de velocidad que se extienden hasta los 1000 m son razonablemente precisos (Irwin, 2006), en ASCE 7-22 se incrementaron los valores de zg a 1000 m, 750 m y 590 m para las Exposiciones B, C y D, respectivamente, y se siguió el mismo criterio en la presente actualización de CIRSOC 102.
Consecuentemente, los exponentes de la ley potencial se recalibraron usando modelos de perfil de velocidad de viento más recientes (Harris and Deaves, 1981; Kelly y asoc., 2019). A la altura zg de la exposición que se esté considerando, se limitó el valor de Kz a un máximo de 2,41. Por encima de esta altura y hasta los 1000 m, se adoptó un valor de Kz constante. Sin embargo, para edificios y otras estructuras de altura mayor a zg, o para tipos de viento que difieran significativamente de vientos sinópticos, sedeben ejecutar estudios especiales. Dado que los perfiles para Exposiciones B, C y D están simplificados para trabajar dentro de las condiciones de este reglamento, es aceptable usar en su lugar perfiles específicos del emplazamiento, determinados por un método de análisis racional definido en la literatura, tal como el modelo de ESDU (1982 y 1993).
La Tabla 1.13-1 (Tabla 5 en CIRSOC 102-2005) se ajustó en la presente revisión del reglamento a las fórmulas de Kz aquí presentadas. Sin embargo, donde los valores actualizados de Kz están dentro de 0,01 de los valores tabulados en la edición previa, se mantuvieron los valores sin cambios. Se tienen variaciones de ese rango o menores en alturas de hasta 9 m en exposición B, 37 m en exposición C y 150 m en exposición D. La intención fue desestimar cambios insignificantes de Kz en la tabla para alturas que cubriesen la mayoría de los edificios bajos y otras estructuras, paralos cuales los valores tabulados de Kz se usan más a menudo.
Los valores de dados en la Tabla 1.9-1 (7,5; 9,8 y 11,5
para Exposiciones B, C y D respectivamente) definen perfiles de ráfagas usados para calcular Kz. Estos valores
se actualizaron siguiendo ASCE 7-22, donde se actualizaron por primera vezdesde 1995. Los valores de ̅ en la Tabla 1.9-1 iguales a 1/4,5; 1/6,4 y 1/8,0 para
Exposiciones B, C y D respectivamente, sólo se usan para calcular el factor de ráfaga, Gf, para estructuras flexibles, en el artículo 1.9.5.
El perfil de Exposición B está truncado por debajo de los 10 m, manteniendo constante el valor de Kz por debajo de
esta altura, para componentes y revestimientos.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 60
REGLAMENTO
COMENTARIO
Si bien las expresiones y los parámetros para definir Kz no variaron respecto de CIRSOC 102-2005, se permite tener
en cuenta situaciones de categorías de rugosidad intermedias, mediante un método racional. Un procedimiento de este tipo de presenta a continuación.
Con una aproximación razonable, el exponente empírico y la altura gradiente zg en las expresiones precedentes ((C 1.13-1) y (C 1.13-2)) para el coeficiente de exposición Kz
se pueden relacionar a la longitud de rugosidad z0, (z0 está definida en el artículo C 1.7) mediante las relaciones:
c1
-0,104 0
.
y
c2
0,127 0
.
donde c1 = 6,69 y c2 = 1166, cuando z0 y zg están en m.
Las relaciones precedentes se basan en igualar los modelos empíricos de capa límite propuestos por Harris and Deaves (1981) y Kelly y asoc. (2019) con la ley potencial de las
expresiones (C 1.13-1) y (C 1.13-2). Los modelos corresponden a un viento gradiente de 75 m/s en la latitud
de 40°. Si z0 se determinó para una distancia de alcance a barlovento particular, entonces se pueden usar las expresiones (C 1.13-1) a (C 1.13-4) para evaluar Kz. La
correspondencia implícita en estas relaciones entre z0 y los parámetros y zg no se alinea exactamente con lo que se describe en la Tabla 1.9-1. Sin embargo, las diferencias
son relativamente pequeñas y no tienen consecuencias prácticas. El siguiente método simplificado (Irwin, 2006) permite evaluar Kz siguiendo una transición de una
rugosidad superficial a otra.
En terreno uniforme, el viento viaja una distancia suficiente sobre el terreno para que la capa límite planetaria llegue a un estado de equilibrio. Los valores del coeficiente de exposición en la Tabla 1.9-1 están
propuestos para esta condición.
Suponiendo que el lugar de ubicación está a una distancia x metros a sotavento de un cambio en el terreno, el valor de equilibrio del coeficiente de exposición a la altura z para
la rugosidad del terreno a sotavento del cambio se denotará como Kzd (el subíndice d por "downwind"), y el valor de
equilibrio para la rugosidad del terreno a barlovento del cambio se denotará como Kzu (el subíndice u por
"upwind"). El efecto del cambio en la rugosidad del terreno sobre el coeficiente de exposición en el lugar se puede
representar ajustando Kzd con un incremento K, llegando así a un valor corregido de Kz para el lugar de ubicación:
K K K
.-
en esta expresión K se calcula usando:
K
(K10
-
K10
)K K10
K(x)
.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 61
REGLAMENTO
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
COMENTARIO
|K| |K - K |
donde:
K10d y K10u son respectivamente valores de equilibrio a barlovento y sotavento del coeficiente de exposición a 10 m de altura, y
FK(x) está dada por:
K (x)
(x1)⁄ 10 x
(x1* 10 x0
para
C 1.13-7
K(x) 1 para K(x) 0 para
En las relaciones precedentes
x0 c3 10-(K10 - K10 )2 - 2,3
.
donde:
c3 constante = 1 km x1 longitud = 10 km para K10d < K10u (viento que va
desde terreno más suave a barlovento a terreno más áspero a sotavento), o x1 = 100 km para K10d > K10u (viento que va desde terreno más áspero a barlovento a terreno más suave
a sotavento).
La descripción precedente, que se ajustaa lo propuesto por Irwin (2006), se efectúa en términos de un solo cambio de ru g o s id ad .
En ASCE 7 se extiende el procedimiento a cambios múltiples de rugosidad. Se señala sin embargo que esta extensión del método no está soportada por bibliografía. En el Ejemplo 2 de este artículo sedescribe cómo abordar cambios múltiples de rugosidad.
Ejemplo 1, cambio de rugosidad único:
Se supone que el edificio tiene 20 m de altura y sus alrededores son suburbanos con una longitud de rugosidad z0 = 0,3 m. Sin embargo, el lugar de emplazamiento está a 600 m a sotavento del bordedel suburbio, más allá del cual
el terreno abierto es característico de campo abierto con z0 = 0,03 m. De las expresiones (C 1.13-1), (C 1.13-3) y (C 1.13-4) para terreno abierto:
c1
-0,104 0
6,69
0,03-0,104
9,6
c2
0,127 0
1166
0,030,127
747 m
Aplicando entonces la expresión (C 1.13-1) a 20 m y 10 m de altura,
20 2⁄9,6 K 2,41[ ] 1,13
750
Cap. 1 - 62
REGLAMENTO
COMENTARIO
y
10 2⁄9,6
K10
2,41 [ ] 750
0,98
De manera similar, para terreno suburbano:
c1
-0,104 0
6,69
0,3-0,104
7,6
c2
0,127 0
1166
0,30,127
1001 m
Por lo tanto
20 2⁄7,5 K 2,41 [ ] 0,85
1000
10 2⁄7,5
K10
2,41[ ] 1000
0,71
De la expresión (C 1.13-8):
x0 c3 10-(K10 - K10 )2 - 2,3 x0 1,0 10-(0,71 - 0,98)2 - 2,3 0,0042 m
De la expresión (C 1.13-7):
K(x)
(x1 )⁄
(x1*
10 x
10 x0
K (x)
10
10
10
( *⁄ 0,6
10
(
*
0,0042
0,36
Por lo tanto, de la expresión (C 1.13-6):
K
(K10
- K10
)K K10
K (x)
K (0,98 - 0,71)0,85 0,36 0,12 0,71
Se debe notar quedebido a que |K| es 0,12, quees menor que el valor 0,28 de |K - K |, se debe conservar 0,12. Finalmente, de la expresión (C 1.13-5), el valor de Kz es:
Kz = Kzd + K = 0,85 + 0,12 = 0,97
Debido a que el valor 0,97 para Kz se encuentra entre los valores 0,85 y 1,15, que se podrían obtener de la Tabla
1.13-1 para exposiciones B y C respectivamente, la
interpolación es aceptable. Si cae por debajo del valor de exposición B, entonces se debe usar del valor de Kz de exposición B. El valor Kz = 0,97 se puede comparar con el valor 1,16 que sería necesario por el simple requisito de 800 m de longitud de alcance del artículo 1.7.3.
El caso más común de un único cambio de rugosidad donde se necesita un valor interpolado de Kz es para la
transición de exposición C a exposición B, como en el
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 1 - 63
REGLAMENTO
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
COMENTARIO
ejemplo que se acaba de presentar. Para esta transición en
particular, usando los valores típicos de z0 de 0,03 m y 0,3 m, la fórmula precedente se puede simplificar a:
10
K
K (1 + 0,107
( ** 10 x
.
KzB ≤ Kz ≤ KzC
Donde x estáen km, y Kzd se calcula usando = 7,5. KzB y KzC son los coeficientes de exposición en las exposiciones B y C normalizadas. Se debe notar que es aceptable usar el z0 típico más bien que el límite inferior para exposición B al derivar esta fórmula, porquela tasa de transición de los perfiles de viento depende de la rugosidad promedio sobre distancias significativas, y no de anormalidades de rugosidad local.
Los efectos potenciales de las anormalidades de rugosidad local, tales como playas de estacionamiento y campos de
juego, se cubren usando el valor del coeficiente de exposición, KzB, de la exposición normalizada B como límite inferior para el valor calculado de Kz.
Ejemplo 2: Cambio de rugosidad múltiple
Se supone unasituación con un canal costero tal como se ilustra en la Figura C 1.13-1, dondeel viento viene de mar abierto con rugosidad tipo D, para la cual se supone z0 = 0,005 m, y pasa sobre una franja de terreno de 1600 m de ancho, queestá cubiertade edificios queproducen la típica rugosidad de tipo B, (es decir z0 = 0,3 m).
Luego pasa sobre una ancha franja de 3200 m de canal
costero donde la rugosidad está caracterizada nuevamente por el valor para aguas abiertas, z0 = 0,005 m. Luego viaja sobre 160 m de rugosidad tipo B, z0 = 0,3 m, antes de llegar al lugar de ubicación, estación 3 en la Figura C 1.13-1, dondese requiere el coeficiente de exposición a 15 m de altura.
Para abordar un caso como éste, se aplica tres veces el
procedimiento de cambio de rugosidad único. Cada vez
que se aplica el procedimiento se obtienen los valores de una fila de la Tabla C 1.13-1. A los fines de ordenar el
cálculo, se utilizará un supraíndice para distinguir a los parámetros que secalculan con las expresiones (C 1.13-1) a (C 1.13-8). El supraíndice indica la estación que se toma como referencia para calcular esos parámetros. Así, K( ) y K( ) denotan los valores de equilibrio del coeficiente de exposición a la altura z para las rugosidades a barlovento y
a sotavento de la estación i, respectivamente (se calculan
con las expresiones (C 1.13-1) a (C 1.13-3)).
El procedimiento decambio de rugosidad único se aplica
entonces primero este coeficiente se
lpoalrlaamcaomKp1(01u).taLrueKg1o0
en se
la estación 1. A vuelve a aplicar
eselel pvllraaolmocraedrdáeimKKi1(e(1201n0)).tePonaprlauargaealclroodmdeepl vbuaetaldorerKtde1er0meeqinnulaairlisebesrtiaocKió(1(n1)0)2u,qsaualenqdusoee
Cap. 1 - 64
REGLAMENTO
COMENTARIO
usaría en un cambio de rugosidad único. Este valor de K
entonces s K1(20). Hay
eagrega al que notar
valor que
de en
equilibrio K(110) esta segunda
para obtener iteración, al
aplicar la expresión (C 1.13-8), hay una ligera
modificación, quedando la misma de la siguiente manera: x0(2) c3 10-(K(110) - K(110))2 - 2,3 ; es decir que en el
exponente del lado derecho, el segundo coeficiente de
exposición no es un valor de equilibrio.
Se debe notar, que el valor de K(2)no puede ser más bajo que K(1). El proceso entonces se repite para la transición
entre estaciones 2 y 3.
El valor del coeficiente de exposición a 15 m de altura en la estación 3, que se aprecia en la tabla es 1,002.
Esto está por encima de aquél para exposición B, que es 0,80, pero por debajo del de exposición D, que es 1,28; y
en un orden similar a aquél de exposición C, que es 1,07.
Figura C 1.13-1. Múltiples cambios de rugosidad debido a la vía navegable costera.
Tabla C 1.13-1. Coeficientes de exposición tabulados
Transición del mar a estación 1
Transición de estación 1 a estación 2
Transición de estación 2 a estación 3
K(100) 1,192 K1(01) 0,823 K(102) 1,068
K1(00) 0,715 K(110) 1,192 K(120) 0,715
K1(25) 0,796
(1)
K
0,226
(2)
K
0,337
(3)
K
0,524
K1(10) 0,108 K(120) -0,124 K1(35) 0,206
K1(01) 0,823 K1(02) 1,068 K1(53) 1,002
Nota: en las tres filas de la tabla, los valores de equilibrio de los coeficientes de exposición K10u, K10d y K15d se calcularon a partir de la expresión (C 1.13-1) usando los valores y zg obtenidos de las expresiones (C 1.13-3) y (C 1.13-4), con los valores de rugosidad correspondientes. En las transiciones de las estaciones 1 a 3, todos los valores que no corresponden a valores de equilibrio incorporan los cálculos hechos en la fila anterior.
1.13.2. Presión dinámica
La presión dinámica evaluada a la altura sobre el terreno será calculada por la siguiente expresión:
0,613 Kz Kzt Kd Ke 2
(1.13-1)
donde:
z presión dinámica, en N/m2. Kz coeficiente de exposición para la presión
C 1.13.2. Presión dinámica
La velocidad básica del viento se convierte a presión dinámica qz en N/m2 a la altura z mediante el uso de la expresión (1.13-1). La constante en esta expresión refleja la densidad de masa del aire igual a 1,225 kg/m3 para la atmósfera normal, esto es a 15°C de temperatura, a una presión a nivel del mar de 101,325 kPa, y dimensiones asociadas con velocidad del viento en m/s. La constante se obtiene de acuerdo con la ley de Bernoulli como sigue:
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Cap. 1 - 65
REGLAMENTO
COMENTARIO
dinámica, ver artículo 1.13.1. Kzt factor topográfico, ver artículo 1.8.1. Kd factor de direccionalidad, ver artículo 1.6. Ke factor de altitud, ver artículo 1.12.
velocidad básica del viento, en m/s, ver artículo
1.5.
12 2
1
1N
(1,225 2
3 *( 1
)(
2
2
)
0,613
2N
2
La presión dinámica a la altura media de cubierta es calculada como h z evaluada con la expresión
(1.13.1) usando Kz a la altura media de cubierta.
El valor de la densidad del aire se puede ajustar para
condiciones diferentes al valor estándar de la atmósfera usando el factor Ke como se describe en el artículo C 1.12.
La velocidad básica del viento, , usada en la
evaluación de las cargas de viento de diseño de estructuras sobre cubierta, equipamiento sobre cubierta y otros accesorios de edificios debe considerar la Categoría de Riesgo igual o mayor de las siguientes:
1. Categoría de Riesgo del edificio en el cual el equipamiento o accesorio está ubicado, o
2. Categoría de Riesgo de cualquier instalación a la cual el equipamiento o accesorio provee un servicio necesario.
1.14. CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS Y OTRAS C 1.14. CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS Y OTRAS
ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS
1.14.1. Categoría de riesgo
Los edificios y otras estructuras se clasifican, sobre la base del riesgo para la vida humana, la salud y el bienestar asociado con su daño o falla por la naturaleza de su ocupación o uso, de acuerdo con la Tabla 1.14-1 a los fines de la aplicación de las cargas de viento.
Cada edificio u otra estructura debe ser asignado a la más alta categoría de riesgo aplicable.
Cuando el código de edificación o norma equivalente especifica una categoría de ocupación, la categoría de riesgo no debe ser menor que la categoría de ocupación allí especificada.
En esta edición del Reglamento el factor de importancia para cargas de viento fue eliminado (o eventualmente igualado a 1) dado que los cambios implementados en relación a los mapas de viento implican la consideración de velocidades de diseño menos probables a medida que aumenta la categoría de riesgo, lo que hace redundante el uso de un factor de importancia. Ese tema se encuentra desarrollado en detalle en el artículo C 1.5.1.
Las Categorías de Riesgo en la Tabla 1.14-1 se usan para
relacionar los criterios asociados a las máximas cargas medioambientales o máximas distorsiones especificadas en este reglamento con las consecuencias que tendría para la estructuray sus ocupantes que esas cargas sean excedidas. Durante muchos años este reglamento usó el término "Categoría de Ocupación" como lo hacían los reglamentos de construcción. Sin embargo, el término "ocupación" como se usa en los reglamentos de construcción se relaciona primariamente a aspectos asociados a protección de la vida y protección contra incendios, en oposición a los riesgos asociados con falla estructural. Se adoptó el término Categoría de Riesgo en lugar del anterior Categoría de Ocupación para distinguir entre estas dos consideraciones. La numeración de la Categoría de Riego permanece sin cambios respecto a ediciones anteriores pero el criterio para seleccionar una categoría se ha generalizado en relación a la estructuray sus descriptores de ocupación.
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Cap. 1 - 66
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 1.14-1. Categoría de riesgo para edificios y otras estructuras
Uso u ocupación del edificio u otra estructura
Edificios y otras estructuras que representan bajo riesgo para la vida humana ante un evento de falla.
Categoría de riesgo
I
Todos los edificios y otras estructuras excepto aquellos listados en las categorías de riesgo I, III y IV.
II
Edificios y otras estructuras cuya falla representa un riesgo sustancial para la vida humana.
Edificios y otras estructuras no incluidos en la categoría de riesgo IV, con potencial para causar un impacto
económico sustancial y/o una disrupción masiva de la vida cotidiana de la comunidad ante un evento de
f alla.
Edificios y otras estructuras no incluidos en la categoría de riesgo IV (incluyendo, pero no limitado a,
III
instalaciones de manufactura, procesos, manipulación, almacenamiento, uso o disposición de sustancias
tales como combustibles peligrosos, químicos peligrosos, residuos peligrosos, explosiv os) conteniendo
sustancias tóxicas o explosivas donde la cantidad de material excede un umbral de cantidad establecido
por la Autoridad Jurisdiccional y es suficiente para producir una amenaza para el público si se liberan.
Edificios y otras estructuras designados como instalaciones esenciales.
Edificios y otras estructuras cuya falla representa una amenaza sustancial para la comunidad.
Edificios y otras estructuras (incluyendo, pero no limitado a, instalaciones de manufactura, proceso,
manipulación, almacenamiento, uso, o disposición de sustancias tales como combustibles peligrosos,
químicos peligrosos o residuos peligrosos) conteniendo suficientes cantidades de sustancias altamente
IV
tóxicas que exceden el umbral de cantidad establecido por la Autoridad Jurisdiccional y es suficiente para
producir una amenaza al público si se liberan.
Edificios y otras estructuras requeridos para mantener la funcionalidad de otras instalaciones de categoría
de riesgo IV.
1.14.2. Categorías de riesgo múltiples
Cuando los edificios u otras estructuras están divididos en porciones con sistemas estructurales independientes, la clasificación para cada porción podrá ser establecida independientemente. Cuando los sistemas del edificio, tales como los medios requeridos de salida, sistemas de ventilación o energía para la porción con categoría de riesgo mayor pasen o dependan de otras porciones con categoría de riesgo menor, estas porciones deben ser asignadas a la categoría de riesgo mayor.
La razón para esta generalización es que el riesgo aceptable para un edificio o estructura es un tema de política pública. Los códigos de construcción modelos como el International Building Code (ICC, 2009) y el Building Construction and Safety Code (NFPA , 2006) contienen listas prescriptivas de tipos de edificios por Categoría de Ocupación. Una comunidad (por ejemplo, un municipio) puede alterar estas listas cuando adopta códigos locales basados en el código modelo y permite a propietarios u operadores dis eñar edificios individuales adoptando una Categoría de Ocupación más alta, basándoseen decisiones personales de administración de riesgo. La clasificación por categoría de riesgo continúa reflejando una progresión de la seriedad anticipada de la consecuencia de la falla, desde el riesgo más bajo para la vida humana (Categoría de Riesgo I) hasta la más alta (Categoría de Riesgo IV). La eliminación de los ejemplos específicos de edificios que caen en cada categoría tiene el beneficio que elimina el conflicto potencial entre el estándar y los códigos adoptados localmente, y también le da a cada comunidad y a los equipos de desarrolladores la flexibilidad de interpretar el riesgo aceptable para proyectos individuales.
Históricamente, los códigos de construcción y los estándares se han valido de una variedad de factores para
determinar la Categoría de Ocupación de un edificio. Estos factores incluyen el número total de personas que estarían en riesgo si ocurre la falla, el número total de personas
presentes en un único salón o área ocupada, la movilidad de los ocupantes y su capacidad para superar situaciones peligrosas, el potencial de liberación de materiales tóxicos, y la pérdida de servicios vitales para el bienestar de la comunidad.
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Cap. 1 - 67
REGLAMENTO
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COMENTARIO
Las estructuras de Categoría de Riesgo I generalmente abarcan edificios y estructuras que normalmente no están ocupados, y en los que su falla resultaría en un riesgo despreciable para el público. Las estructuras típicamente clasificadas en esta categoría han incluido galpones, abrigos para mercadería, portones de acceso a un predio y pequeñas estructuras similares. La Categoría de Riesgo II incluye a la vasta mayoría de las estructuras, incluyendo la mayoría de los edificios residenciales, comerciales e industriales. Históricamentese ha designado dentro de esta categoría a todos los edificios y estructuras que no estuvieran específicamente clasificados de conformidad a otra categoría.
La Categoría de Riesgo III comprende edificios y estructuras quealbergan un gran número de personas en un lugar, tales como teatros, salas de conferencias y usos similares para reuniones multitudinarias. Edificios con personas con movilidad o capacidad limitada para escapar hacia un lugar seguro en caso de falla; esto comprende escuelas primarias, cárceles y centros de salud de pequeña escala. Estructuras asociadas con servicios públicos necesarios para proteger la salud y seguridad de la comunidad, incluyendo usinas eléctricas, plantas de potabilización y plantas de tratamiento de efluentes cloacales. También incluye estructuras que albergan substancias peligrosas tales como explosivos o substancias tóxicas, que si se liberaran al medio ambiente en cantidad podría poner en peligro a la comunidad de los alrededores, por ejemplo instalaciones de procesos petroquímicos que contengan grandes cantidades de ácido sulfhídrico o de amoníaco.
Las fallas de usinas eléctricas que suministran electricidad al sistema interconectado nacional pueden causar pérdidas económicas substanciales y disrupción de las actividades humanas si su falla disparase en sucesión la salida del sistema de otras usinas. El resultado puede ser un corte de energía masivo con posibilidades de extenderse, o una restricción de la oferta de electricidad, o ambas cosas a la vez, que lleven a enormes pérdidas a causa de la capacidad forzosamente ociosa de la industria y una disrupción severa de las actividades de la sociedad civil al dejar de operar los subterráneos, los semáforos, etc. Uno de tales eventos ocurrió en partes de Canadá y el nordeste de EEUU en agosto de 2003. Las fallas en plantas de potabilización de agua y plantas de tratamiento de efluentes cloacales pueden causar disrupción y riesgos de gran escala a la salud de la población (aunquemayormente sin riesgo de vida) al interrumpirse estos servicios. Las fallas de los grandes centros de comunicaciones pueden causar disrupción al impedir a los usuarios el acceso a información de emergencia importante (de la radio, la televisión o las comunicaciones telefónicas) y pueden causar pérdidas económicas substanciales por la interrupción generalizada de la actividad económica.
La Categoría de Riesgo IV ha incluido tradicionalmente estructuras cuya falla inhibiría la disponibilidad de servicios esenciales para superar una situación de emergencia. Entre los edificios y estructuras típicamente agrupados en la Categoría de Riesgo IV se incluye
Cap. 1 - 68
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COMENTARIO
hospitales, estaciones de policía, estaciones de bomberos, centros de comunicaciones de emergencias, y otros usos similares. Las estructuras auxiliares requeridas para la operación durante emergencias de instalaciones de Categoría de Riesgo IV también se incluyen en esta categoría de riesgo. Para decidir si una estructura auxiliar o una estructura que soporta tales funciones, como la supresión de incendios, es de Categoría de Riesgo IV, el profesional diseñador debe decidir si la falla de la estructuraafectará adversamente la función esencial de la instalación. Se han agregado también a esta categoría edificios y otras estructuras que contienen materiales extremadamente peligrosos a fin de reconocer los efectos potencialmente desbastadores que tendría sobre la población un derrame de estos materiales.
Los criterios que se han usado históricamente para asignar Categorías de Ocupación a edificios y estructuras no han sido consistentes, y en ocasiones se han basado en consideraciones más propias de seguridad contra incendio y resguardo de la vida humanaquede falla estructural. Por ejemplo, a edificios de universidades quealbergan algunos centenares de estudiantes se han asignado a Categorías de Riesgo más altas que edificios de oficina que albergan la misma cantidad de personas. Se debería usar una base racional para determinar la Categoría de Riesgo para diseño Estructural, el cual se basa primariamente en el número de personas cuyas vidas se pondrían en peligro o cuya salud se vería afectada en el evento de una falla. La Figura C 1.14-1 ilustra este concepto.
―Vidas en riesgo‖ remite a la cantidad de personas con serio riesgo de perder la vida dada una falla estructural. La clasificación de Categoría de Riesgo no es la misma que la capacidad de ocupación de los códigos de construcción, que se basa principalmente en el riesgo a la vida en caso de incendio. Las vidas en riesgo por una falla estructural incluyen personas quepueden estar fuera de la estructura en cuestión, quienes sin embargo estarían puestas en serio riesgo por la falla de la estructura. A partir de este concepto, las instalaciones esenciales para la recuperación de emergencias que sirven a grandes sectores de la población, aun cuando alberguen pocas personas, se llevan a Categorías de Riesgo altas.
Cuando se determina la población en riesgo, se debe dar también consideración a los riesgos a la vida de plazo más largo que los creados durante una falla estructural. La falla de algunos edificios y estructuras, y su pérdida de capacidad para funcionar después de una tormenta severa, un terremoto u otro desastre puede tener un impacto de alcance muy lejano. Por ejemplo, la pérdida de funcionalidad en una o más estaciones de incendio puede inhibir la capacidad del cuerpo de bomberos para extinguir incendios, permitiendo la propagación del fuego y colocando mucha más gente en riesgo. De la misma manera, la pérdida de funciones de un hospital podría impedir el tratamiento de muchos pacientes sobre un período de meses.
En el caso específico de antenas e infraestructura de telecomunicaciones las categorías de riesgo deben ajustarse a lo especificado en el Reglamento CIRSOC
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Cap. 1 - 69
REGLAMENTO
COMENTARIO
306-2018, donde se describe con mayor detalle cómo realizar esta categorización.
Figura C 1.14-1. Relación aproximada entre el número de vidas puestas en riesgo por una falla y la categoría de ocupación.
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Cap. 1 - 70
REGLAMENTO
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CAPÍTULO 2. CARGAS DE VIENTO SOBRE EDIFICIOS - SISTEMAS PRINCIPALES RESISTENTES A LA FUERZA DEL VIENTO (SPRFV) - PROCEDIMIENTO DIRECCIONAL
2.1. ALCANCE
C 2.1. ALCANCE
El Procedimiento Direccional que se desarrolla en este capítulo es la disposición anterior “edificios de todas las alturas”, de la Figura 3, del Capítulo 5 (Método 2) para SPRFV de CIRSOC 102-2005, que se ha agrupado con el
Capítulo 4 (Método 1) del mismo reglamento.
Se introduce aquí el término “procedimiento direccional”
para designar el enfoque en el cual los coeficientes de presión reflejan la carga real sobre cada superficie del edificio como una función de la dirección del viento, es
decir, vientos paralelos o perpendiculares a la línea de cumbrera. Existe otro procedimiento al que se conviene en llamar “procedimiento envolvente” en el cual los coeficientes representan condiciones de carga ficticias que representan la envolvente de los máximos valores de las
componentes de fuerza inducida, independientementede la dirección del viento. El procedimiento envolvente se encuentra en el Apéndice C.
2.1.1. Tipos de edificio
Este capítulo se aplica a la evaluación de cargas de viento sobre SPRFV de edificios cerrados, parcialmente cerrados y abiertos de todas las alturas utilizando el Procedimiento Direccional.
1. La Parte 1 se aplica a edificios de todas las alturas cuando es necesario separar las cargas de viento aplicadas sobre las paredes del edificio a barlovento, sotavento y laterales para evaluar adecuadamente las fuerzas internas en los elementos del SPRFV.
2. La Parte 2 se aplica a una clase especial de edificios designados como edificios cerrados o parcialmente cerrados de diafragma simple, tal como se definen en el artículo 1.2, con h ≤ 10 m.
2.1.2. Condiciones
Un edificio cuyas cargas de viento de diseño se calculan de acuerdo con este capítulo, debe cumplir con las siguientes condiciones:
1. El edificio o estructura es de forma regular, como se define en el artículo 1.2.
2. El edificio no tiene características de respuesta que lo hagan objeto de cargas transversales de
viento, desprendimientos de vórtices, inestabilidad debida a galope y flameo, o no
tiene un sitio de emplazamiento para el cual los efectos de canalización o golpeteo en la estela debido a obstrucciones a barlovento generen
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Cap. 2 - 71
REGLAMENTO
COMENTARIO
consideración especial.
2.1.3. Limitaciones
Las disposiciones de este capítulo tienen en cuenta el efecto de amplificación de carga causado por ráfagas en resonancia con las vibraciones en dirección del viento de edificios flexibles.
Los edificios que no cumplan con los requisitos del artículo 2.1.2 o que tienen forma o características de respuesta inusuales, se deben diseñar recurriendo a bibliografía reconocida que documente tales efectos de carga de viento o bien deben usar los procedimientos de simulación física o computacional especificados en el Capítulo 6.
2.1.4. Protección
La protección aparente protección brindada por edificios y otras estructuras o características del terreno no podrá tomarse en cuenta para justificar
reducciones en la presión dinámica.
2.1.5. Cargas de viento de diseño mínimas
C 2.1.5. Cargas de viento de diseño mínimas
La carga de viento que se debe usar en el diseño del SPRFV para un edificio cerrado o parcialmente cerrado, no debe ser menor que 0,75 kN/m2 multiplicado por el área de la pared del edificio y 0,4 kN/m2 multiplicado por el área de cubierta del edificio,
proyectadas sobre un plano vertical normal a la dirección supuesta del viento. Las cargas de paredes y cubiertas se deben aplicar simultáneamente. La fuerza del viento de diseño para edificios abiertos no debe ser menor que 0,75 kN/m2 multiplicado por el área Af.
Este artículo especifica unacargade viento mínima que se debe aplicar horizontalmente sobre toda la proyección vertical del edificio tal como se muestra en la Figura C 2.1-1. Este caso de carga se debe aplicar como un caso de carga separado que seagrega a los casos de carga normal especificados en otras partes de este capítulo.
Nota: Los valores están en kN/m2 Figura C 2.1-1. Aplicación de la carga mínima de viento
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Cap. 2 - 72
REGLAMENTO
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PARTE 1:
EDIFICIOS CERRADOS, PARCIALMENTE CERRADOS, PARCIALMENTE ABIERTOS Y ABIERTOS DE TODAS LAS ALTURAS
2.2. REQUISITOS GENERALES
Los pasos para evaluar las cargas de viento sobre los SPRFV de edificios cerrados, parcialmente
cerrados, parcialmente abiertos y abiertos de todas las alturas se presentan en Tabla 2.2-1.
Nota para el usuario: se debe usar la Parte 1 del
Capítulo 2 para evaluar las presiones de viento sobre el SPRFV de edificios cerrados, parcialmente cerrados, parcialmente abiertos o
abiertos con cualquier forma de planta general, altura del edificio o geometría de cubierta similares a las Figuras que se presentan. Estas disposiciones utilizan el tradicional método “todas las alturas” (procedimiento direccional) al calcular
las presiones de viento usando expresiones de presión de viento específicas que se aplican a cada superficie del edificio.
2.2.1. Parámetros de carga de viento especificados en Capítulo 1
Los siguientes parámetros de carga de viento se deben adoptar de acuerdo con el Capítulo 1:
Velocidad básica de viento, V, en m/s, artículo 1.5.
Factor de direccionalidad de viento, Kd, artículo 1.6.
Categoría de exposición, artículo 1.7.
Factor topográfico, Kzt, artículo 1.8.
Factor de efecto de ráfaga, G o Gf, artículo 1.9.
Clasificación de cerramiento, artículo 1.10.
Coeficiente de presión interna, (GCpi), artículo 1.11.
Factor de altitud, Ke, artículo 1.12.
Coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, artículo 1.13.1, y presión dinámica, qz, artículo 1.13.2.
2.3. PRESIÓN DINÁMICA Se calcula de acuerdo con el artículo 1.13.
C 2.3. PRESIÓN DINÁMICA Ver C 1.13.
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Cap. 2 - 73
REGLAMENTO
COMENTARIO
2.4. CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL RESISTENTE A LA FUERZA DEL VIENTO – SPRFV
C 2.4. CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL RESISTENTE A LA FUERZA DEL VIENTO – SPRFV
2.4.1. Edificios rígidos y flexibles cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
C 2.4.1. Edificios rígidos y flexibles cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
Las presiones de viento de diseño para el SPRFV de edificios de todas las alturas se deben calcular mediante la siguiente expresión:
p = q GCp – qi(GCpi)
(2.4-1)
En la expresión (2.4-1), aparece un término de presión dinámica qi que se define como “presión dinámica para la
determinación de presión interna”. La presión interna positiva está dictada por la presión externa positiva en la
cara a barlovento en el punto donde hay una abertura.
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2.
q = qz para paredes a barlovento evaluada a la altura z sobre el terreno.
q = qh para paredes a sotavento, laterales y cubiertas evaluada a la altura h.
qi = qh
para paredes a barlovento, paredes a
sotavento, laterales y cubiertas de edificios cerrados y para la evaluación de la presión interna negativa en edificios parcialmente cerrados o parcialmente abiertos.
qi = qz
para la evaluación de la presión interna
positiva en edificios parcialmente cerrados o parcialmente abiertos donde la altura z está definida como el nivel de la abertura más elevada en el edificio que podría afectar la presión interna positiva. Para edificios ubicados en regiones donde se pueda dar el arrastre de detritus por el viento, el vidriado que no sea resistente a impactos o no esté protegido con un revestimiento resistente a impactos, se debe tratar como una abertura de acuerdo con el artículo 1.10.3. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi se puede evaluar conservadoramente a la altura h (qi = qh).
G
factor de efecto de ráfaga, artículo 1.9.4.
Para edificios flexibles se usa Gf, artículo
1.9.5.
Cp
coeficiente de presión externa de Figuras
2.4-1, 2.4-2 y 2.4-3.
(GCpi) coeficiente de presión interna de Tabla 1.11-1.
Las presiones dinámicas q y qi se deben evaluar
usando la exposición definida en el artículo 1.7.3. La presión se debe aplicar simultáneamente sobre las superficies de las paredes a barlovento, sotavento y cubiertas como se define en Figuras 2.4-1, 2.4-2 y
La presión externa positiva en la abertura está gobernada por el valor de q en el nivel de la abertura, y no por qh. La presión interna positiva, qi, puedeser evaluadacon criterio conservador a la altura h, (qi = qh).
Para edificios bajos esto no significa mucha diferencia. Pero por ejemplo, para un edificio de 90 m de altura en exposición B con una abertura más alta a 18 m, la diferencia entre q90 y q18 representa un 59 % de incremento en la presión interna.
Esta diferencia no es realista y representa un grado innecesario de conservadurismo. Por consiguiente, resulta más realista adoptar la presión dinámica de la abertura más alta del edificio, qi = qz , para la evaluación de la presión interna positiva en edificios parcialmente cerrados o parcialmente abiertos (z está definida como el nivel de la abertura más alta en el edificio que podría afectar la presión interna positiva).
Para edificios situados en regiones con detritus transportados por el viento, con vidriados que no son resistentes a impacto o no estén protegidos con un sistema protector contra impactos, qi , debe ser tratado con la suposición de que habrá una abertura.
Los coeficientes de presión dados en la Figura 2.4-1 reflejan la carga real sobre cada superficie del edificio como una función de la dirección del viento: es decir, vientos perpendiculares o paralelos a la línea de cumbrera.
La observación en ensayos en túnel de viento muestra que pueden presentarse áreas de muy baja presión negativa y aún leve presión positiva en todas las estructuras de cubierta, particularmente cuando la distancia a partir del borde de barlovento se incrementa y el flujo de viento se vuelve a adherir a la superficie.
Estas presiones pueden suceder aún para estructuras de cubierta relativamente planas o de baja pendiente. Se han utilizado la experiencia y el criterio a partir de estudios en túnel de viento para especificar ya sea presión cero o presiones negativas leves (-0,18) dependiendo del coeficiente de presión negativa. Estos valores requieren que el diseñador estructural considere una presión neta de viento positiva leve o nula en las combinaciones de cargas del Apéndice B.
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Cap. 2 - 74
2.4-3.
REGLAMENTO
COMENTARIO
Las cargas en pórticos decubiertas en forma de cúpula de la Figura 2.4-2 se adaptaron delos Eurocódigos 1995. Las cargas se basan en datos obtenidos en un flujo atmosférico modelado de capa límite que no cumple completamente con los requisitos para los ensayos en túnel de viento especificados en esta norma (Blessmann, 1971).
Las cargas para tres cúpulas (hD/D = 0,5, f/D = 0,5), (hD/D = 0, f/D = 0,5), y (hD/D = 0, f/D = 0,33), son aproximadamente consistentes con los datos de Taylor (1991), quien usó una capa límite atmosférica como se requiere en esta norma. Se definen dos casos de carga, uno de los cuales tieneuna variación lineal de la presión desde A hasta B como en el Eurocódigo (1995) y uno en el cual la presión en A se mantiene constante de 0º a 25º. Estos dos casos sebasan en la comparación delas disposiciones del Eurocódigo con Taylor (1991).
El Caso A (el cálculo del Eurocódigo) es necesario en muchos casos para definir el máximo levantamiento. El Caso B es necesario para definir adecuadamente las presiones positivas para algunos casos, que no pueden ser aislados con la información normal y que pueden resultar en corte máximo en la base.
Para cúpulas con diámetros mayores que 60 m, el diseñador estructural debeconsiderar el uso de ensayos en túnel de viento. La respuestares onanteno se considera en estas disposiciones. Los ensayos en túnel de viento se deben usar para la consideración de la respuesta resonante.
Los momentos flexores locales en la cáscara de la cúpula pueden ser mayores que los predichos por este método debido a la diferencia entre las distribuciones de presión local instantánea y aquellas predichas por la Figura 2.4-2. Si la cúpula está sostenida sobre paredes verticales inmediatamente abajo, es apropiado considerar las paredes como una “chimenea” usando la Figura 4.5-1.
A diferencia de ASCE 7, que hasta la revisión de 2022 hace un tratamiento de las cargas de viento sobre cubiertas abovedadas basado en el modelo de Albert Smith, que data de 1914 (Smith, 1914), la Figura 2.4-3 presenta un tratamiento actualizado conforme al estado del arte, basado en la revisión realizada por Natalini y Natalini (2017). Los coeficientes que se especifican provienen principalmente de ensayos en túnel de viento con simulación de capa límite atmosférica realizados en el Building Research Establishment, en Gran Bretaña (Blackmore and Tsokri, 2006) y en la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, Brasil ((Blessmann, 1987; Blessmann e Loredo-Souza, 1988, 1989).
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Cap. 2 - 75
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 2.2-1. Pasos para calcular las cargas de viento para el SPRFV de edificios cerrados, parcialmente cerrados, parcialmente abiertos y abiertos de todas las alturas
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo del edificio u otra estructura, ver Tabla 1.14-1.
Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras 1.5-1 A-D.
Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento: • Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de efecto de ráfaga, G, ver artículo 1.9. • Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1.
Paso 4: Obtener el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, Ver Tabla 1.13-1.
Paso 5: Calcular la presión dinámica qz o qh, ver expresión (1.13-1).
Paso 6: Obtener el coeficiente de presión externa, Cp o CN , • Figura 2.4-1 para paredes y cubiertas planas, cubiertas a dos y a cuatro aguas, cubiertas a vertiente única y cubiertas en mansarda, • Figura 2.4-2 para cubiertas en cúpula, • Figura 2.4-3 para cubiertas abovedadas, • Figura 2.4-4 para cubierta de vertiente única, edificios abiertos, • Figura 2.4-5 para cubierta a dos aguas, edificios abiertos, • Figura 2.4-6 para cubierta a dos aguas con diedro negativo, edificios abiertos, • Figura 2.4-7 para el caso de carga de viento paralelo a la generatriz de cubiertas de vertiente única, a dos aguas con diedro positivo o negativo, edificios abiertos.
Paso 7: Calcular la presión de viento, p, sobre cada superficie del edificio • expresión (2.4-1) para edificios rígidos y flexibles, • expresión (2.4-3) para edificios abiertos.
2.4.2. Intencionalmente en blanco
En blanco para futuras previsiones.
2.4.3. Edificios abiertos o cubiertas aisladas, de vertiente única o a dos aguas con diedro positivo o negativo
C 2.4.3. Edificios abiertos o cubiertas aisladas, de vertiente única o a dos aguas con diedro positivo o negativo
Las presiones netas de diseño para el SPRFV de edificios abiertos o cubiertas aisladas de vertiente única o a dos aguas, con diedro positivo o negativo, se deben calcular mediante la siguiente expresión:
p = qh GCN
(2.4-3)
donde: p presión de viento de diseño, en N/m2;
qh presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta, h, usando la exposición definida en el artículo 1.7.3 que de por resultado las cargas de viento más altas para cualquier dirección en el lugar;
Las Figuras 2.4-4 hasta 2.4-7 y 5.5-1 hasta 5.5-3 se presentan para cargas de viento sobre SPRFV y componentes y revestimientos de edificios abiertos con cubiertas como las mostradas, respectivamente. Este trabajo se basa en la Norma Australiana/Neozelandesa AS/NZS 1170.2-2002 (Standards Australia and Standards New Zealand, 2002), con modificaciones a los coeficientes de presión para SPRFV basados en estudios recientes (Altman, 2001; Uematsu and Stathopoulos, 2003).
Dos casos de carga, A y B, se dan en las Figuras 2.4-4 hasta 2.4-7. Estas distribuciones de presión proveen de cargas que envuelven los resultados de mediciones detalladas en túnel de viento de momentos y fuerzas normales simultáneos.
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Cap. 2 - 76
REGLAMENTO
COMENTARIO
G factor de efecto de ráfaga del artículo 1.9.4. Para edificios flexibles se usa Gf, artículo 1.9.5;
CN coeficiente de presión neta obtenido de las Figuras 2.4-4 a 2.4-7.
Los coeficientes de presión neta, CN, incluyen las contribuciones de las caras superior e inferior de las superficies. Se deben investigar todos los casos de carga que se presentan para cada ángulo de cubierta. Los signos positivos y negativos significan presión actuando hacia y alejándose de la superficie superior de la cubierta, respectivamente.
Se necesita la aplicación de ambos casos de carga para envolver las combinaciones de fuerzas normales y momentos máximos que son apropiados para la forma de cubierta particular y configuración de obstrucciones. La carga de viento de cubiertas sobre cubiertas de edificios abiertos es altamente dependiente de la existencia de mercaderías o bienes almacenados bajo la cubierta que restringen el flujo de viento.
Restringir el flujo puede introducir substanciales presiones actuando hacia arriba sobre la superficie inferior de la cubierta, incrementando así la carga resultante de levantamiento sobre la cubierta.
Las Figuras 2.4-4 a 2.4-7 y 5.5-1 a 5.5-3 ofrecen dos opciones al diseñador estructural.
La opción 1 (flujo de viento libre) implica que una porción pequeña (menos que 50 %) o nula de la sección transversal
debajo de la cubierta estábloqueada. La opción 2 (flujo de viento obstruido) implica que una porción significativa (más del 75 % es la referencia típica en la bibliografía) de
la sección transversal está bloqueada por mercaderías o materiales debajo de la cubierta.
Claramente, los valores cambiarán de un conjunto de coeficientes al otro siguiendo algún tipo relación suave pero aún desconocida. Al desarrollar las disposiciones incluidas en esta norma, el valor de 50 % de bloqueo se seleccionó para la opción 1, con la expectativa de que
representeuna transición de algunamanera conservadora. Si el diseñador estructural no tieneclaro el uso del espacio debajo de la cubierta, o si el uso podría cambiar y restringir el flujo libre de aire, entonces sedeberán usar las cargas de diseño de ambas opciones.
2.4.3.1. Edificios abiertos o cubiertas aisladas con ángulo de inclinación menor o igual que 5º
Para edificios abiertos o cubiertas aisladas con ángulo de inclinación menor o igual que 5º que
tengan cenefas o parapetos se debe agregar la carga horizontal resultante de considerar las cenefas o parapetos usando el artículo 2.4.5 con qp igual a qh,
para viento perpendicular a la cumbrera.
Para viento paralelo a la cumbrera, en techos de cualquier inclinación, se debe agregar la carga
horizontal resultante de considerar las cenefas, parapetos o tímpanos usando el artículo 2.4.5 con qp igual a qh, o la fuerza de fricción que se define a continuación, lo que fuera mayor.
Se deben considerar fuerzas de fricción actuando sobre la totalidad de las superficies superior e inferior de una cubierta aislada vacía o la totalidad de la superficie superior para una cubierta aislada totalmente bloqueada. Los valores del coeficiente de empuje por fricción se obtienen de la Tabla 2.4-1 y las fuerzas de fricción se deben combinar con las fuerzas debidas a la presión normal.
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Cap. 2 - 77
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 2.4-1. Coeficientes de empuje por fricción
Tipo de superficie
Superficies lisas sin ondulaciones o nervaduras transversales a la dirección del viento Superficies con ondulaciones transversales a la dirección del viento Superficies con nervaduras transversales a la dirección del viento
Coeficiente de em puje por fricción 0,01
0,02
0,04
2.4.4. Voladizos de cubierta
La presión externa positiva en la superficie inferior de
voladizos de cubierta a barlovento se debe calcular usando Cp = +0,8 y combinada con las presiones en
la superficie superior calculadas usando la Figura 2.4-1.
2.4.5. Parapetos
C 2.4.5. Parapetos
La presión de viento de diseño para el efecto de parapetos sobre SPRFV de edificios rígidos o flexibles con cubierta plana y cubiertas a dos o a cuatro aguas, se debe calcular mediante la siguiente expresión:
pp = qp (GCpn)
(2.4-4)
Ver comentario C 4.6.
donde:
pp
presión neta combinada, en N/m2, sobre el
parapeto debido a la combinación de las
presiones netas de las superficies frontal y
posterior del parapeto. Los signos positivo y
negativo significan presión neta actuando
hacia y alejándose del lado frontal (exterior)
del parapeto;
qp
presión dinámica, en N/m2, evaluada en la
parte superior del parapeto;
(GCpn) coeficiente de presión neta combinada, = +1,5 para parapeto a barlovento,
= -1,0 para parapeto a sotavento.
2.4.6. Casos de carga de viento de diseño
C 2.4.6. Casos de carga de viento de diseño
Los SPRFV de edificios de todas las alturas, cuyas cargas de viento se han obtenido según las disposiciones de este capítulo, se deben diseñar para casos de carga de viento que se definen en la Figura 2.4-8.
Excepción: Los edificios que cumplen con los requisitos del artículo 2.4.7.1 sólo se deben diseñar para los Casos 1 y 3 de la Figura 2.4-8.
Los requerimientos para casos de carga de torsión en la presente edición del reglamento han sido revisados con respecto a la edición de 2005.
La investigación en túnel de viento (Isyumov, 1983; Boggs y asoc., 2000; Isyumov and Case, 2000; Xie and Irwin, 2000) ha mostrado que la carga torsional está causada por la presión no uniforme sobre las diferentes caras del edificio debido al flujo de viento alrededor del edificio, los efectos de interferencia de los edificios cercanos y del terreno, y por los efectos dinámicos sobre edificios más
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Cap. 2 - 78
REGLAMENTO
COMENTARIO
La excentricidad, e, para estructuras rígidas se debe medir desde el centro geométrico del frente del edificio y se debe considerar para cada eje principal (ex, ey).
La excentricidad, e, para estructuras flexibles se debe calcular a partir de la siguiente expresión y se debe considerar para cada eje principal (ex, ey):
̅ √(
)(
)
(2 )
̅ √( ) ( )
donde:
eQ excentricidad, e, tal como se define para estructuras rígidas en la Figura 2.4-8.
eR distancia entre el centro elástico de corte y el centro de masa de cada piso.
̅ gQ, Q, gR, R están definidos en el artículo 1.9.
El signo de la excentricidad, e, debe ser más o menos, el que cause el efecto de carga más severo.
flexib les .
Los casos de carga2 y 4 de la Figura 2.4-8 especifican el efecto de una carga torsional debida al 75 % del máximo arrastre por viento para el caso de carga 2, con 15 % de excentricidad. Aunque esto es consistente con la experiencia en túnel de viento sobre edificios cuadrados y rectangulares con relaciones de aspecto hasta cerca de 2,5, podría no cubrir todos los casos. Aún en edificios simétricos y de formas comunes, se han observado torsiones mayores.
Por ejemplo, estudios en túnel de viento muestran con frecuencia unatorsión correspondiente a la máxima fuerza de arrastre con un 5 % o más de excentricidad (sin reducción). Por lo tanto el diseñador podría en ciertos casos estudiar también el efecto de torsiones en este último rango aunque no estén requeridas por el reglamento.
En edificios con ciertos sistemas estructurales, pueden ocurrir cargas más severas cuando la carga de viento resultante actúa en diagonal al edificio. Para tener en cuenta este efecto y el hecho de que muchos edificios exhiben respuesta máxima en la dirección transversal al viento (el reglamento en la actualidad no tiene procedimientos analíticos para este caso), una estructura debería ser capazde resistir el 75 % de la carga de viento de diseño aplicadasimultáneamente a lo largo de cada eje principal tal como se requiere en el caso 3 de la Figura 2.4-8.
Para edificios flexibles, los efectos dinámicos pueden incrementar la carga torsional. Puede presentarse unacarga torsional adicional debido a la excentricidad entre el centro elástico de corte y el centro de masa en cada nivel de la estructura. La expresión (2.4-5) tiene en cuenta este efecto.
Es importante notar que puede ocurrir una torsión significativa en edificios de baja altura también (Isyumov and Case, 2000) y, por lo tanto, los requisitos de carga de viento del artículo 2.4.6, que en la Figura 9 de CIRSOC 102-2005 estaban limitados a edificios de más de 20 metros de altura, se aplican ahora a edificios de todas las altu ras .
Para edificios con formas inusuales, edificios rectangulares con relaciones de aspecto más grandes, y edificios dinámicamente sensibles, siempre se deben aplicar el procedimiento en túnel de viento, que se especifica en el Capítulo 6.
2.4.7. Edificios exceptuados de casos C 2.4.7. Edificios exceptuados de casos torsionales de
torsionales de carga de viento
carga de viento
2.4.7.1. Alcance
No se necesita considerar los casos torsionales de carga en la Figura 2.4-8 (Caso 2 y Caso 4) para un edificio que cumple las condiciones de los artículos 2.4.7.2, 2.4.7.3, 2.4.7.4 o 2.4.7.5, o si se puede mostrar por otros medios que los casos torsionales de la Figura 2.4-8 no controlan el diseño.
Como se indicó en el artículo C 2.4.6, un edificio experimentará causas torsionales causadas por presiones no uniformes sobre diferentes caras del edificio. A causa de estas cargas torsionales, sedeben investigar los cuatro casos de carga, como se definen en la Figura 2.4-8, excepto en edificios con diafragmas flexibles y en edificios con diafragmas que no son flexibles y cumplen los requisitos paradistribución espacial y rigidez del sistema
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Cap. 2 - 79
REGLAMENTO
COMENTARIO
2.4.7.2. Edificios de una y dos plantas
Los edificios de una planta con altura menor o igual a 10 m, los edificios de hasta dos plantas con construcción de entramado liviano y los edificios de hasta dos plantas diseñados con diafragmas flexibles están exceptuados de considerar los casos torsionales de carga.
2.4.7.3. Edificios controlados por la acción sísmica
a) Edificios con diafragmas no flexibles en cada nivel: Las estructuras de edificios que son torsionalmente regulares bajo carga sísmica según el artículo 2.6 de INPRES-CIRSOC 1032018 Parte I y cumplen con los siguientes puntos están exceptuados:
• La excentricidad entre el centro de masa y el centroide geométrico del edificio en cada nivel no excede el 15 % del ancho total del edificio en cada eje principal considerado en cada nivel.
• • El corte de diseño para la acción sísmica especificado según INPRES-CIRSOC 103-2018 Parte I en cada piso debe ser, al menos, 1,5 veces el corte de diseño para las cargas de viento definidas según este Reglamento.
• Las cargas de diseño para viento y sismo consideradas cuando se evalúan estas condiciones de excepción serán los casos de carga sin torsión.
b) Edificios con diafragmas flexibles en cada nivel: Las estructuras de edificios que son torsionalmente regulares bajo carga sísmica según el artículo 2.6 de INPRES-CIRSOC 1032018 Parte I y cumplen con la siguiente condición están exceptuados:
c) • El corte de diseño para la acción sísmica especificado según INPRES-CIRSOC 103-2018 Parte I para cada elemento vertical del sistema resistente a cargas horizontales debe ser, al menos, 1,5 veces el corte de diseño en dicho elemento para las cargas de viento definidas según este Reglamento.
• Las cargas de diseño para viento y sismo consideradas cuando se evalúa esta condición de excepción serán los casos de carga sin torsión.
2.4.7.4. Edificios clasificados como torsionalmente regulares bajo carga de viento
Los edificios que cumplen la definición de torsionalmente regulares contenida en el artículo 1.2 están exceptuados.
principal resistente a la fuerza del viento (SPRFV).
Los requisitos de distribución espacial y rigidez del SPRFV para los casos simples que se muestran son necesarios para asegurar que la torsión causada por el viento no controla el diseño. El artículo 2.4.7 presenta los diferentes requisitos que, de ser cumplidos por el SPRFV de un edificio, hacen que no sea necesario investigar los casos de cargade viento torsionales. También son posibles muchas otras configuraciones, pero se vuelve muy complejo describir sus limitaciones de una manera simple.
En general, el diseñador debería proporcionar y colocar los elementos verticales del SPRFV en cada dirección de tal manera que el centro de presión de las fuerzas deviento en cada piso se localice cerca del centro de rigidez del SPRFV, minimizando de esta manera la torsión inherente del viento sobre el edificio. Se debería evitar una excentricidad torsional mayor al 5 % del ancho del edificio en edificios con diafragmas rígidos para evitar grandes fuerzas de corte y para evitar la distorsión entre pisos, que puede dañar las paredes interiores y el revestimiento.
La siguiente información, que se refiere a la Figura C 2.4.7-1, se proporciona para ayudar a los diseñadores a determinar si los casos de cargas de viento torsionales controlan el diseño (Figura 2.4-8, casos de carga 2 y 4). Las expresiones quese muestran en la figura para el caso general de un edificio de plantacuadrada o rectangular que tiene excentricidades inherentes e1 o e2 respecto delos ejes principales 1 y 2, respectivamente, se pueden usar para determinar la localización y rigidez del SPRFV en cada dirección de eje principal.
Usando las expresiones contenidas en la Figura C 2.4.7-1, se puede mostrar que los edificios regulares (en el sentido definido en INPRES-CIRSOC 103-2018, Parte I, Art. 2.6), pueden ser exceptuados en forma segura delos casos de carga torsionales de la Figura 2.4-8. Los edificios regulares cumplen en cada piso los requisitos de excentricidad especificados entre el centro de masa (o alternativamente el centro de rigidez) y el centro geométrico con la relación especificada de cortes de diseño de piso debido a viento y debido a sismo. Un criterio conservador consiste en comparar la excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez, y entre el centro geométrico y el centro de rigidez y adoptar la que sea mayor. Los edificios que tienen una excentricidad inherente entre el centro de masa y el centro de rigidez y son diseñados para fuerzas sísmicas según normas, tienen una resistencia torsional más alta que si los centros de masa y rigidez fueran coincidentes.
Se puede demostrar usando las expresiones contenidas en la Figura C 2.4.7-1 y un análisis de desplazamientos, para determinar el máximo desplazamiento de cada piso, que edificios con diafragmas que no son flexibles y que están definidos como torsionalmente regulares ante cargas de viento no necesitan ser diseñados paralos casos torsionales de la Figura C 2.4.7-1. Además, es permisible incrementar el caso de carga de viento básico proporcionalmente de tal manera que el desplazamiento máximo en cualquier piso
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Cap. 2 - 80
REGLAMENTO
COMENTARIO
Excepción: Si un edificio no califica como torsionalmente regular ante carga de viento, se permite basar el diseño en el caso básico de carga de viento (Caso 1) incrementado proporcionalmente de manera que el máximo desplazamiento en cada nivel no sea menor que el máximo desplazamiento para el Caso 2 de carga torsional.
no sea menor que el desplazamiento máximo bajo el caso de carga torsional. Entonces el edificio se puede diseñar para el caso básico de cargaincrementado sin necesidad de considerar los casos de carga torsionales.
2.4.7.5. Edificios con diafragmas flexibles diseñados para carga de viento incrementada
Los casos torsionales de carga no necesitan ser considerados si la presión de viento de diseño para los Casos 1 y 3 de la Figura 2.4-8 es incrementada por un factor de 1,5.
PARTE 2:
EDIFICIOS CERRADOS, PARCIALMENTE CERRADOS O PARCIALMENTE ABIERTOS DE DIAFRAGMA SIMPLE CON ALTURA MENOR O IGUAL QUE 10 m – PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
El procedimiento que se describe en el artículo 2.5 es equivalente al Procedimiento Simplificado del Capítulo 4 de CIRSOC 102-2005. A diferencia de aquél no es necesario adoptar un Factor de Importancia y la Velocidad Básica de Viento se adoptade uno de los tres mapas de las Figuras 1.5-1 A-C conforme a la Categoría de Riesgo; lo cual se relaciona a cambios generales en la estructura del Reglamento y no específicamente a este procedimiento simplificado. Debido a que las figuras de donde se extraen los coeficientes de carga para construir las tablas de valores de este método son diferentes en esta revisión a las de CIRSOC 102-2005, se limitó el método a inclinaciones de cubierta de hasta 7º para mantener la consistencia del procedimiento entre una y otra revisión. Los dieciséis valores de velocidades de viento con que se entra a la Tabla 2.5-2 se eligieron para que el usuario aplique el método en una amplia variedad de casos sin necesidad de hacer interpolaciones. Esos dieciséis valores comprenden las estructuras de categoría I, II, III y IV de CABA, Córdoba, Corrientes, Formosa, Posadas, Resistencia, Rosario, Salta, San Juan, San Luis, San Miguel de Tucumán y Santa Rosa; y estructuras de categoría I y II de Bahía Blanca, Rawson, Río Gallegos, Ushuaia y Viedma. Para valores intermedios de velocidades se permite interpolar o tomar el valor superior más cercano.
Además, las especificaciones se desdoblaron en las correspondientes a SPRFV, que están en estasección, y las correspondientes a C&R, que están en la Parte 2 del Capítulo 5.
La Parte 2 del Capítulo 2 se incluye en este Reglamento para que el Proyectista o Diseñador Estructural de edificios de diafragma simple, relativamente comunes, de baja altura (h ≤ 10 m), y forma regular, (ver definiciones de “edificio de diafragma simple” y “edificio de forma regular”) pueda elegir directamente de una Tabla las presiones para las paredes y la cubierta, requiriendo en algunos casos multiplicar los mismos por un factor en función de la categoría de exposición. ASCE 7-22 no incluye un
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Cap. 2 - 81
REGLAMENTO
COMENTARIO
procedimiento simplificado.
Se debe notar queen cuanto a la resultantesobre el SPRFV en un edificio de diafragma simple, el efecto de la presión interna sobre las paredes se anula; no así en la cubierta. Esto es debido a que las fuerzas de viento se transfieren por diafragmas horizontales (tales como entrepisos y cubiertas) a los elementos verticales del SPRFV (tales como paredes de corte, arriostramientos en X, o pórticos a flexión) y la recolección de fuerzas de viento proveniente de los lados del edificio a barlovento y sotavento, tiene lugar en los diafragmas horizontales. Una vez transferidas tales fuerzas hacia los diafragmas horizontales a través de los sistemas de paredes, dichas fuerzas se transforman en una fuerza neta de viento horizontal que se transmite a los elementos verticales. Las presiones internas iguales y opuestas sobrelas paredes se compensan en el diafragma horizontal. El Procedimiento Simplificado combina las presiones a barlovento y sotavento en una presión neta de viento horizontal, con las presiones internas anuladas.
Se advierte al usuario la necesidad de considerar la aplicación precisa de las cargas de paredes a sotavento y barlovento a los elementos del diafragma de cubierta donde puedan existir aberturas y donde se diseñen elementos particulares tales como riostras. El diseño de los elementos de cubierta del SPRFV está influenciado aún por las presiones internas, pero debido a las limitaciones impuestas al tipo de edificio de diafragma simple, se puede suponer que el levantamiento máximo – producido por una presión interna positiva – es el caso de carga determinante. Para que el Proyectista o Diseñador Estructural utilice el Método Simplificado, el edificio debe cumplir la totalidad de los siete requisitos del artículo 2.5.2., de otro modo se debe usar el Método Direccional de la Parte 1. Los valores están tabulados para la exposición B; se proporcionan factores de multiplicación para las demás exposiciones co mu n es .
Se han utilizado los siguientes valores en la preparación de las Tablas:
h = 10 m; Exposición B; Kz = 0,71; Kd = 0,85; G = 0,85; Kzt = 1,0; Ke = 1,0; (GCpi) = 0,18 (edificio cerrado y parcialmente abierto) (GCpi) = 0,55 (edificio parcialmente cerrado) Coeficientes de presión según la Figura 2.4-1.
2.5. REQUISITOS GENERALES
C 2.5. REQUISITOS GENERALES
2.5.1. Procedimiento de diseño
C 2.5.1. Procedimiento de diseño
El procedimiento especificado en este artículo se aplica al cálculo de cargas de viento para el SPRFV de edificios que cumplan los requisitos del artículo
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Cap. 2 - 82
REGLAMENTO
COMENTARIO
2.5.2.
Los pasos necesarios para dicho cálculo se muestran en Tabla 2.5-1.
Nota para el usuario: La parte 2 del Capítulo 2 es un método simplificado para el cálculo de las presiones de viento para los SPRFV de edificios cerrados o parcialmente cerrados de diafragma simple cuya altura es h ≤ 10 m. Las presiones de viento se obtienen directamente de una Tabla. El edificio debe tener una forma de planta y geometría de cubierta semejante a las Figuras presentadas. Este método es una simplificación del método tradicional “para todas las alturas” (Procedimiento Direccional) contenido en la Parte 1 de este capítulo.
Tabla 2.5-1. Pasos para calcular las cargas de viento sobre los SPRFV de edificios cerrados o parcialmente cerrados de diafragma simple (h ≤ 10 m)
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo del edificio u otra estructura, ver Tabla 1.14-1.
Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo aplicable, ver Figuras 1.5-1 A-D.
Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento: • Categoría de exposición B, C o D, ver artículo 1.7. • Verificar que el edificio no esté sometido a efectos topográficos, Kzt = 1, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Clasificación de cerramientos, ver artículo 1.10.
Paso 4: Las cargas de viento para el sistema principal resistente a la fuerza del viento se obtienen a partir de la Tabla 2.5-2. 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 cubiert a aplicada sobre todas las superficies de cubierta.
Paso 5: Las cargas sobre componentes y revestimientos (C&R) se obtienen de acuerdo con el Capítulo 5, Parte 2.
2.5.2. Campo de validez
Un edificio cerrado total o parcialmente cuyas cargas de viento de diseño se calculan de acuerdo con este apartado debe cumplir las siguientes condiciones:
1. Se trata de un edificio con diafragmas simples, tal como se define en el artículo 1.2,
2. el ángulo de inclinación de la cubierta del edificio es menor o igual a 7º,
3. la altura media de la cubierta del edificio es menor o igual a 10 m,
4. el edificio es de forma regular, como se define en el artículo 1.2,
5. el edificio no se encuadra como edificio flexible, como se define en el artículo 1.2,
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Cap. 2 - 83
REGLAMENTO
COMENTARIO
6. la estructura del edificio no posee juntas de dilatación o separaciones, y
7. el edificio no está sujeto a los efectos topográficos del artículo 1.8 (esto es, Kzt = 1,0).
Tabla 2.5-2. Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Presiones del viento de diseño para edificios de diafragma simple, cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos, con h ≤ 0 m.
Procedimiento simplificado. Paredes y cubierta s.
Velocidad básica del viento
(m/s)
40,0 42,9 45,7 46,0 49,0 51,4 52,5 55,1 57,1 59,1 61,2 62,8 65,7 67,4 68,5 73,5
Presión del viento de diseño (N/m2)
Cubiertas
Paredes
Clasificación del edificio
Cerrado o parcialmente abierto
-756 -870 -987 -1000 -1135 -1249 -1303 -1435 -1541 -1651 -1770 -1864 -2040 -2147 -2217 -2553
Parcialmente cerrado
-974 -1120 -1271 -1288 -1461 -1608 -1678 -1848 -1984 -2126 -2280 -2400 -2627 -2765 -2856 -3288
Cerrado, parcialmente cerrado o parcialmente
abierto 650 748 849 860 976 1074 1120 1234 1325 1419 1522 1603 1754 1846 1907 2195
Notas :
1. Las presiones del 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) aplicada
normalmente a toda superficie de pared a barlovento.
2. Los valores indicados son para exposición B. Para otras exposiciones, estos valores se deben multiplicar por los
siguientes factores:
Exposición
Factor
C
1,41
D
1,68
3. Los valores indicados para la cubierta se basan en un área tributaria menor o igual que 10 m. Para áreas tributarias
mayores, los valores se deben multiplicar por los siguientes factores de reducción. Se permite interpolación lineal del
factor para áreas intermedias a los valores indicados:
Área (m²)
Factor de reducción
≤ 10
1,0
25
0,9
≥ 100
0,8
4. Los signos más y menos indican presiones que actúan hacia y desde la superficie exterior, respectivamente.
5. Para cubiertas se dan dos valores de presión, que consideran la posibilidad de sobrepresiones o succiones internas,
alternativamente. Deben emplearse ambos casos.
6. Para valores intermedios de velocidad se permite interpolar cuadráticamente las presiones.
7. Las presiones son para el diseño del SPRFV. Los elementos de paredes y cubiertas se deben diseñar, además, para
las presiones indicadas como C&R.
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Cap. 2 - 84
REGLAMENTO
2.5.3. Revestimiento permeable al aire
Las cargas de viento de diseño determinadas según la Tabla 2.5-2 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 bibliografía reconocida para el tipo de revestimiento permeable considerado.
2.5.4. Flexibilidad del diafragma
El procedimiento de diseño presentado en este artículo se aplica a edificios que tienen diafragmas, ya sean rígidos o flexibles. El análisis estructural debe considerar la rigidez relativa de los diafragmas y de los elementos verticales del SPRFV.
Los diafragmas construidos con paneles de madera se pueden idealizar como flexibles.
Los diafragmas construidos de losas de hormigón o losas mixtas de hormigón-acero, en los que cada uno tiene una relación de lados de 2 o menos, se pueden idealizar como rígidos para consideración de las cargas de viento.
COMENTARIO
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Cap. 2 - 85
REGLAMENTO
COMENTARIO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento Figura 2.4-1 Coeficientes de presión externa, (Cp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
Para todo h Paredes y Cubiertas
Simbología :
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. Para ≤ 10º, h será la altura del alero. z = altura sobre el terreno, en m. G = factor de efecto de ráfaga. qz, qh = presión dinámica, en N/m2, evaluada a la altura respectiva. = ángulo del plano de la cubierta respecto de la horizontal, en grados.
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Cap. 2 - 86
REGLAMENTO
COMENTARIO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1 Figura 2.4-1 (cont.) Coeficientes de presión externa, (Cp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
Para todo h Paredes y Cubiertas
Coeficientes de presión en paredes, Cp
Superficie
L/B
Cp
Pared a barlovento
Todos los valores
0,8
0–1
-0,5
Pared a sotavento
2
-0,3
≥4
-0,2
Paredes laterales
Todos los valores
-0,7
Usar con qz
qh
qh
Coeficientes de presión para cubiertas, Cp, para usar con qh
Dirección del viento
h/L
≤ 0,25 Normal a la
cumbrera para
0,5
≥ 10º ≥ 1,0
Norma l a la
cumbrera para
< 10º y paralela
a la cumbrera para todo
≤ 0,5 ≥ 1,0
Barlovento
Ángulo en grados
10 15 20
25
30
-0,7 -0,5 -0,3 -0,2 -0,2 -0,18 0,0* 0,2 0,3 0,3
-0,9 -0,7 -0,4 -0,3 -0,2 -0,18 -0,18 0,0* 0,2 0,2
-1,3** -1,0 -0,7 -0,5 -0,3 -0,18 -0,18 -0,18 0,0* 0,2
Distancia horizontal desde el borde a barlovento
Cp
0 a h/2
-0,9 -0,18
h/2 a h
-0,9 -0,18
h a 2h
-0,5 -0,18
> 2h
-0,3 -0,18
0 a h/2
-1,3** -0,18
> h/2
-0,7 -0,18
Sotavento
Ángulo en grados
35
45 ≥ 60# 10
15 ≥ 20
0,0* 0,4
0,4 0,01 -0,3 -0,5
-0,6
-0,2 0,3
0,0* 0,4 0,01
-0,5
-0,5
-0,6
-0,2 0,2
0,0* 0,3 0,01
-0,7
-0,6
-0,6
* Se da el valor para fines de interpolación
** El valor puede reducirse linealmente con el área sobre la cual es aplicable como sigue:
Área (m2) ≤ 10 25 ≥ 100
Factor de reducción 1,0 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 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 de la cubierta se debe calcular para ambas condiciones. La interpolación 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. Referirse a la Figura 2.4-2 para cúpulas y Figura 2.4-3 para cubiertas abovedadas. 6. Para cubiertas en mansarda, la superficie superior horizontal y la superficie inclinada a sotavento se consideran en la tabla como superficies a sotavento. 7. El corte horizontal total, no debe ser menor que el determinado despreciando las fuerzas de viento sobres las superficies del techo, excepto para SPRFVs en el techo consistentes en entramados resistentes a momento.
# Para cubiertas con pendiente mayor que 80º se debe usar Cp = 0,8.
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Cap. 2 - 87
REGLAMENTO
COMENTARIO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1
Figura 2.4-2 Coeficientes de presión externa, (Cp) Edificios cerrados, parcialmente abiertos, parcialmente cerrados con cubiertas en forma de cúpula de planta circular
Para todo h Cúpulas
Notación: f = flecha de la cúpula, en m. hD = altura a la base del domo, en m. D = diámetro, en m. = ángulo del plano del techo respecto de la horizontal, en grados. Notas 1. Se considerarán dos casos de carga:
Caso A: Los valores de Cp entre A y B y entre B y C se determinarán mediante interpolación lineal a lo largo
de arcos en la cúpula paralelos a la dirección del viento; Caso B: Cp será el valor constante de A para ≤ 5º, y se determinará mediante interpolación lineal de 25º a
B y de B a C. 2. Los valores de Cp se debe usar con q(hD+f) donde hD + f es la altura en la parte superior del domo. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose a la superficie o alejándose de ella,
respectivamente. 4. Cp es constante en la superficie del domo para arcos de círculos perpendiculares a la dirección del viento; por
ejemplo, el arco que pasa por B-B-B y todos los arcos paralelos a B-B-B. 5. Para valores de hD / D entre los enumerados en las curvas del gráfico, se permitirá la interpolación lineal. 6. = 0º en la línea de arranque, = 90º en el punto superior del centro del domo. f se mide a partir de la línea
de arranque hasta la clave. 7. El corte horizontal total no debe ser menor que el determinado despreciando las fuerzas del viento en la
superficie del techo. 8. Para valores de f / D menores que 0,05 use la Figura 2.4-1.
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Cap. 2 - 88
REGLAMENTO
COMENTARIO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento Figura 2.4-3 Coeficientes de presión externa, (Cp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
Para todo h Cubiertas abovedadas
Zona I: Tercio a barlovento Zona II: Tercio central Zona II: Tercio a sotavento
Coeficientes de presión externa, (Cp)
Viento normal a la
cumbrera
r
< 0,1 0,1 a 0,3
> 0,3 Para todo r Para todo r
Zona
I
II III
(Cp) (-)
-1,2 -1,65 + 4,5 r
-0,3 -0,75 -0,5
(Cp) (+)
Ver nota 2
Viento paralelo
a la cumbrera
r
≤01 0,1 a 0,3 0,3 a 0,5
Zona
1 2 3 1 2 3 1 2 3
(Cp)
-1,35 -0,8 -0,4 -1,1 -0,8 -0,4 -1,1 -1,0 -0,5
Notación: r = relación flecha/luz
Notas 1. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente. 2. Considerar Cp = 0,105 + 1,39 r sobre la mitad a barlovento de la Zona I. 3. Sobre las zonas II, III y la mitad de la zona I más cercana a la cumbrera, sólo actuarán presiones negativas. En la mitad de la zona I más cercana al alero se considerarán ambas situaciones de presiones positivas y negativas.
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Cap. 2 - 89
REGLAMENTO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1 Figura 2.4-4 Coeficientes de presión neta, (CN) Edificios abiertos
COMENTARIO
0 5 ≤ h/L ≤ 0 Cubiertas aisladas de vertiente
única ≤ 45º, = 0º, 180º
Notación:
L = dimensión horizontal del techo, medida en la dirección del viento a lo largo, en m. h = altura media del techo, en m. = dirección del viento, en grados.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Ángulo techo
0º 7,5º 15º 22,5º 30º 37,5º 45º
Caso de
carga
A B A B A B A B A B A B A B
Dirección del viento = 0º Sin bloqueo Con bloqueo
CNW CNL CNW CNL
1,2
0,3
-0,5
-1,2
-1,1
-0,1
-1,1
-0,6
-0,6
-1
-1
-1,5
-1,4
0
-1,7
-0,8
-0,9
-1,3
-1,1
-1,5
-1,9
0
-2,1
-0,6
-1,5
-1,6
-1,5
-1,7
-2,4
-0,3
-2,3
-0,9
-1,8
-1,8
-1,5
-1,8
-2,5
-0,5
-2,3
-1,1
-1,8
-1,8
-1,5
-1,8
-2,4
-0,6
-2,2
-1,1
-1,6
-1,8
-1,3
-1,8
-2,3
-0,7
-1,9
-1,2
Dirección del viento = 180º Sin bloqueo Con bloqueo
CNW CNL CNW CNL
1,2
0,3
-0,5
-1,2
-1,1
-0,1
-1,1
-0,6
0,9
1,5
-0,2
-1,2
1,6
0,3
0,8
-0,3
1,3
1,6
0,4
-1,1
1,8
0,6
1,2
-0,3
1,7
1,8
0,5
-1
2,2
0,7
1,3
0
2,1
2,1
0,6
-1
2,6
1
1,6
0,1
2,1
2,2
0,7
-0,9
2,7
1,1
1,9
0,3
2,2
2,5
0,8
-0,9
2,6
1,4
2,1
0,4
Notas: 1. CNW y CNL denotan presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior) para las mitades de
barlovento (windward) y sotavento (leeward) de las superficies del techo, respectivamente. 2. La situación sin bloqueo representa un flujo de viento relativamente sin obstrucciones debajo del techo, con
un bloqueo menor o igual al 50 %. La situación con bloqueo denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo de viento (> 50 % de bloqueo).
3. Para valores de entre 7,5º y 45º, se permite la interpolación lineal. Para valores de menores a 7,5º, use coeficientes de carga para 0º.
4. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde la superficie superior del techo, respectivamente.
5. Se aplicarán todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo.
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Cap. 2 - 90
REGLAMENTO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1 Figura 2.4-5 Coeficientes de presión neta, (CN) Edificios abiertos
COMENTARIO
0 5 ≤ h/L ≤ 0 Cubiertas aisladas a dos aguas
≤ 45º, = 0º, 180º
Notación: L = dimensión horizontal del techo, medida en la dirección del viento a lo largo, en m. h = altura media del techo, en m. = dirección del viento, en grados.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Ángulo del techo
7,5º 15º 22,5º 30º 37,5º 45º
Caso de carga
A B A B A B A B A B A B
Dirección del viento = 0º, 180º
Sin bloqueo
Con bloqueo
CNW
CNL
CNW
CNL
1,1
-0,3
-1,6
-1
0,2
-1,2
-0,9
-1,7
1,1
-0,4
-1,2
-1
0,1
-1,1
-0,6
-1,6
1,1
0,1
-1,2
-1,2
-0,1
-0,8
-0,8
-1,7
1,3
0,3
-0,7
-0,7
-0,1
-0,9
-0,2
-1,1
1,3
0,6
-0,6
-0,6
-0,2
-0,6
-0,3
-0,9
1,1
0,9
-0,5
-0,5
-0,3
-0,5
-0,3
-0,7
Notas: 1. CNW y CNL denotan presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior) para las mitades de
barlovento (windward) y sotavento (leeward) de las superficies del techo, respectivamente. 2. La situación sin bloqueo representa un flujo de viento relativamente sin obstrucciones debajo del techo, con
un bloqueo menor o igual al 50 %. La situación con bloqueo denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo de viento (> 50 % de bloqueo).
3. Para valores de entre 7,5º y 45º, se permite la interpolación lineal. Para valores de menores a 7,5º, use coeficientes de carga para techos aislados de vertiente única.
4. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde la superficie superior del techo, respectivamente.
5. Se aplicarán todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo.
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Cap. 2 - 91
REGLAMENTO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento Figura 2.4-6 Coeficientes de presión neta, (CN) Edificios abiertos
COMENTARIO
0 5 ≤ h/L ≤ 0 Cubiertas aisladas a dos aguas
con diedro negativo ≤ 45º, = 0º, 180º
Notación: L = dimensión horizontal del techo, medida en la dirección del viento a lo largo, en m. h = altura media del techo, en m. = dirección del viento, en grados.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Ángulo del techo
7,5º 15º 22,5º 30º 37,5º 45º
Caso de carga
A B A B A B A B A B A B
Dirección del viento = 0º, 180º
Sin bloqueo
Con bloqueo
CNW
CNL
CNW
CNL
-1,1
0,3
-1,6
-0,5
-0,2
1,2
-0,9
-0,8
-1,1
0,4
-1,2
-0,5
0,1
1,1
-0,6
-0,8
-1,1
-0,1
-1,2
-0,6
-0,1
0,8
-0,8
-0,8
-1,3
-0,3
-1,4
-0,4
-0,1
0,9
-0,2
-0,5
-1,3
-0,6
-1,4
-0,3
0,2
0,6
-0,3
-0,4
-1,1
-0,9
-1,2
-0,3
0,3
0,5
-0,3
-0,4
Notas: 1. CNW y CNL denotan presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior) para las mitades de
barlovento (windward) y sotavento (leeward) de las superficies del techo, respectivamente. 2. La situación sin bloqueo representa un flujo de viento relativamente sin obstrucciones debajo del techo, con
un bloqueo menor o igual al 50 %. La situación con bloqueo denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo de viento (> 50 % de bloqueo).
3. Para valores de entre 7,5º y 45º, se permite la interpolación lineal. Para valores de menores a 7,5º, use coeficientes de carga para techos aislados de vertiente única.
4. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde la superficie superior del techo, respectivamente.
5. Se aplicarán todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo.
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Cap. 2 - 92
REGLAMENTO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1 Figura 2.4-7 Coeficientes de presión neta, (CN) Edificios abiertos
COMENTARIO
0 5 ≤ h/L ≤ 0 Cubiertas aisladas ≤ 45º, = 90º, 270º
Notación: h = altura media del techo, en m. = dirección del viento, en grados.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados. x = distancia desde el borde de barlovento, en m.
Distancia horizontal desde el borde de
barlovento
x≤h
h < x ≤ 2h
x > 2h
Ángulo del techo
Todas las formas ≤ 45º
Todas las formas ≤ 45º
Todas las formas ≤ 45º
Caso de carga
A B A B A B
Sin bloqueo CN
-0,8 0,8 -0,6 0,5 -0,3 0,3
Con bloqueo CN
-1,2 0,5 -0,9 0,5 -0,6 0,3
Notas:
1. CN denota presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior). 2. El flujo de viento claro denota un flujo de viento relativamente sin obstrucciones con un bloqueo menor o igual
al 50 %. El flujo de viento obstruido denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo de viento (> 50 % de
bloqueo).
3. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde la superficie superior del techo, respectivamente.
4. Se investigarán todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo.
5.
Para techos de vertiente única casos donde = 0º y 0 05 ≤ h/L
con ≤0
< 5º, los valores de 5. Para otros valores
CdeN
que se muestran se aplican también h/L se aplica la Figura 2.4-4.
para
los
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Cap. 2 - 93
REGLAMENTO
Figura C 2.4.7-1 Diagramas
Excepción para cargas torsionales de viento
COMENTARIO
Notación B = dimensión en planta horizontal del edificio normal al viento
L = dimensión en planta horizontal del edificio paralela al viento c.r. = centro de rigidez c.p. = centro de presión del viento
k1i = rigidez del tabique i paralelo al eje principal 1 k2j = rigidez del tabique j paralelo al eje principal 2 d1i = distancia del tabique i a c.r. perpendicular al eje principal 1 d2j = distancia del tabique j a c.r. perpendicular al eje principal 2 e1 = distancia desdec.p. a c.r. perpendicular al eje principal 1 e2 = distancia desdec.p. a c.r. perpendicular al eje principal 2 J = momento polar de inercia de todos los tabiques SPRFVen el edificio
W = carga de viento según lo exige la norma V1i = fuerza del viento en el tabiquei paralelo al eje principal 1 V2j = fuerza del viento en el tabiquej paralelo al eje principal 2 x0, y0 = coordenadas parael c.r. desdeel origen de cualquier eje x, y conveniente
Ecuaciones
∑ 0∑
∑x x0 ∑
m
∑
∑
05
05
05
∑
05
05
05
∑m
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 2 - 94
REGLAMENTO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1 Figura 2.4-8 Casos de carga de viento de diseño
COMENTARIO Para todo h
Notación: PWX, PWY PLX, PLY BX, BY
eX, eY
MT
= Presión de diseño de la cara de barlovento que actúa en el eje principal x e y, respectivamente.
= Presión de diseño de la cara de sotavento que actúa en el eje principal x e y, respectivamente. = Dimensiones horizontales del edificio en dirección normal al viento en las direcciones principales
x e y respectivamente. = Excentricidad para los ejes principales x e y de la estructura, respectivamente. La expresión que
se muestra en la figura corresponde a edificios rígidos. Para edificios flexibles ver el artículo 2.4.6. Ver también nota 4. = Momento de torsión por unidad de altura que actúa sobre un eje vertical del edificio.
Caso 1: Presión de diseño total sobre el área de pared proyectada perpendicular a cada eje principal de la estructura, considerada separadamente a lo largo de cada eje principal. Presión de diseño total sobre paredes laterales y áreas de cubierta para viento paralelo a cada eje princ ipal como se especifica en las Figuras 2.4-1 a 2.4-7. Todas las presiones actúan simultáneamente para cada dirección de viento principal.
Caso 2: Tres cuartos de la presión de viento de diseño sobre el área de pared proyectada perpendicular a cada eje principal de la estructura en conjunto con un momento torsor, considerado separadamente para cada eje principal. Las presiones sobre cubierta son el 75 % del caso 1. Todas las presiones y la torsión actúan simultáneamente para cada dirección de viento principal.
Caso 3: Presión del viento definida como en el Caso 1, pero con una reducción del 25 %. Para presión en la cubierta ver la nota 2. Todas las presiones actúan simultáneamente para cada dirección de viento principal.
Caso 4: Presión del viento y momento torsor definidos como en el Caso 2, pero con una reducción del 25 %. Para presión en la cubierta ver la nota 2. Todas las presiones y la torsión actúan simultáneamente para cada dirección de viento principal.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 2 - 95
REGLAMENTO
COMENTARIO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento – Parte 1 Figura 2.4-8 (cont.) Casos de carga de viento de diseño
Para todo h
Notas:
1. Los diagramas muestran la vista en planta del edificio.
2. Por razones de claridad no se muestran las presiones sobre la cubierta. Para los casos 3 y 4 la presión resultante sobre cualquier área de la cubierta definidas por las dos direcciones de viento principales de los casos 1 y 2 deberán ser el 100 % del mayor valor de las presiones de cubierta definidos para casos 1 y 2 respectivamente.
3. Por razones de claridad no se muestran las presiones sobre las paredes laterales para los casos 1 y 2 y no se necesita considerarlas en pisos con diafragmas rígidos continuos c on las paredes.
4. Se aplicará MT sobre diafragmas rígidos. Se permitirá aplicar MT sobre pisos con diafragmas flexibles o semirrígidos o sin diafragmas usando un bloque de presión distribuida sobre todas las paredes que reciben presión de viento normal, aplicado la proporción especificada para cada pared en la Figura 2.4-1, o usando otro método racional.
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Cap. 2 - 96
REGLAMENTO
COMENTARIO
CAPÍTULO 3. PROCEDIMIENTO ENVOLVENTE PARA ESTIMAR LAS ACCIONES SOBRE EL SPRFV
3.1. ALCANCE
C 3.1. ALCANCE
El procedimiento envolvente, para estimar las acciones sobre el Sistema Principal Resistente a la
Fuerza del Viento (SPRFV), no está contemplado en el presente Reglamento.
En CIRSOC 102-2005 las cargas sobre el SPRFV en construcciones bajas se pueden calcular en forma indistinta mediante dos procedimientos, que en ASCE 7 a partir de ASCE 7-10 son explícitamente nombrados como procedimiento direccional y procedimiento envolvente. Estas denominaciones no están incorporadas en CIRSOC 102-2005, quelos distingue por el número de figura en la
que se encuentran los valores de carga para cada uno.
El Capítulo 3 del presente reglamento, sin requisitos
prescriptivos, secorresponde con el que ocupa el Capítulo 28 “Cargas de viento sobre edificios – sistemas principales resistentes a la fuerza del viento (SPRFV), procedimiento envolvente”, en las normas ASCE 7-10, ASCE 7-16 y ASCE 7-22.
El procedimiento envolvente contiene las anteriores disposiciones para “edificios de baja altura” en el método 2 de CIRSOC 102-2005 para SPRFV, Figura 4, que en ASCE 7-10 y versiones posteriores tuvo algunos cambios.
La Comisión de Viento de INTI-CIRSOC considera quela coexistencia de dos métodos para un mismo caso es una potencial fuente de confusión, por lo que se ha resuelto mantener en la parte prescriptiva de estereglamento sólo el procedimiento direccional, para SPRFV, que es más general y cuya comprensión es rápidamente asimilable.
Para aquellos usuarios con mayor experiencia en el área que quieran hacer uso del procedimiento envolvente para estimar las acciones sobre el SPRFV, se incluye en el Apéndice C las especificaciones correspondientes al SPRFV equivalentes al Capítulo 28 de ASCE 7-22.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 3 - 97
REGLAMENTO
COMENTARIO
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 3 - 98
REGLAMENTO
COMENTARIO
CAPÍTULO 4. CARGAS DE VIENTO SOBRE ACCESORIOS DE EDIFICIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS (SPRFV) – PROCEDIMIENTO DIRECCIONAL
4.1. ALCANCE
4.1.1. Tipos de estructura
Este capítulo se aplica a la evaluación de cargas de viento sobre accesorios de edificios (tales como estructuras y equipamiento sobre azoteas) y otras estructuras de todas las alturas (tales como paredes libres llenas, carteles libres llenos, chimeneas, tanques, carteles abiertos, entramados planos simples y torres reticuladas) usando el Procedimiento Direccional.
Los pasos necesarios para la evaluación de cargas de viento sobre accesorios de edificios y otras estructuras se muestran en Tabla 4.1-1. Los pasos requeridos para la evaluación de cargas de viento en el SPRFV de silos y tanques cilíndricos están en Tabla 4.1-2.
Nota para el usuario: El Capítulo 4 se usa para evaluar presiones de viento sobre los SPRFV de paredes libres llenas, carteles libres llenos, chimeneas, tanques, carteles abiertos, entramados planos simples y torres reticuladas. Las cargas de viento sobre estructuras y equipamiento ubicados en la parte superior de cubiertas se pueden evaluar de las disposiciones de este capítulo. Las presiones de viento se calculan usando expresiones específicas basadas en el Procedimiento Direccional.
Tabla 4.1-1. Pasos para calcular las cargas de viento sobre SPRFV de equipamientos y otras estructuras sobre superficies de cubiertas
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo del edificio u otra estructura, ver Tabla 1.14-1.
Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo aplicable, ver Figuras 1.5-1 A-D.
Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento: • Factor de direccionalidad de viento Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de efecto de ráfaga, G, ver artículo 1.9. • Factor de altitud del terreno, Ke, ver artículo 1.12.
Paso 4: Obtener el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, ver Tabla 1.13-1.
Paso 5: Calcular la presión dinámica, qz o qh, ver expresión (1.13-1).
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 4 - 99
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 4.1-1. (Cont.). Pasos para calcular las cargas de viento sobre SPRFV de e quipamie ntos y otras estructuras sobre superficies de cubiertas
Paso 6: Obtener el coeficiente de fuerza, Cf, o de presión (GC): • carteles libres llenos o paredes libres llenas, Figura 4.4-1, • chimeneas, tanques, equipamiento sobre azoteas, Figura 4.5-1, • carteles abiertos, entramados, Figura 4.5 2, • torres reticuladas, Figura 4.5-3, • coeficiente combinado para equipos en cubierta, (GCr), ver artículo 4.5.1, • coeficiente para paneles solares en cubierta, (GCrn), ver artículo 4.5.3 y 4.5.4 o • coeficiente para paneles solares en el terreno, (GCgn) y (GCgm), ver artículo 4.5.5.
Paso 7: Calcular la fuerza de viento, F: • expresión (4.4-1) para carteles y paredes, • expresión (4.5-2) y expresión (4.5-3) para estructuras y equipamiento sobre cubiertas, • expresión (4.5-1) para otras estructuras, (4.5-8) para paneles solares en el terreno.
Tabla 4.1-2. Pasos para calcular las cargas de viento sobre SPRFV de recipientes cilíndricos circulares verticales, silos y tanques
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo del edificio u otra estructura, ver Tabla 1.14-1.
Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo aplicable, ver Figuras 1.5-1 A-D.
Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento: • Factor de direccionalidad de viento Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de efecto de ráfaga, G, ver artículo 1.9. • Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11. • Factor de altitud del terreno, Ke, ver artículo 1.12.
Paso 4: Obtener el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, ver Tabla 1.13-1.
Paso 5: Calcular la presión dinámica, qh, ver expresión (1.13-1).
Paso 6: Obtener el coeficiente de fuerza en paredes, ver artículos 4.5.2.1 y 4.5.2.4.
Paso 7: Obtener el coeficiente de presión externa (GCp) en cubiertas y superficies inferiores, si está elevado, ver artículos 4.5.2.2 y 4.5.2.3.
Paso 8: Calcular la fuerza de viento, F, o presión, p: • expresión (4.5-1) para paredes, • expresión (4.5-4) para cubiertas.
4.1.2. Condiciones
Una estructura cuyas cargas de viento de diseño se evalúan de acuerdo con este artículo debe cumplir con la totalidad de las siguientes condiciones:
1. La estructura es de forma regular, como se define en el artículo 1.2; y
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 4 - 100
REGLAMENTO
2. La estructura no tiene características de respuesta que la hagan objeto de cargas transversales de viento, desprendimiento de vórtices, inestabilidad debida a galope y flameo; y no tiene un sitio de emplazamiento para el cual los efectos de canalización o el golpeteo en la estela debido a obstrucciones a barlovento, requieran consideración especial.
4.1.3. Limitaciones
Las disposiciones de este capítulo toman en consideración el efecto de amplificación de carga causado por ráfagas en resonancia con vibraciones en la dirección del viento de estructuras flexibles.
Las estructuras que no cumplan con los requisitos del artículo 4.1.2 o tengan características de respuesta o formas inusuales, se deben diseñar recurriendo a bibliografía reconocida que documente tales efectos de carga de viento o deben usar los procedimientos especificados en el Capítulo 6.
4.1.4. Protección
No se permiten reducciones en la presión dinámica debidas a la aparente protección brindada por edificios y otras estructuras o características del terreno
COMENTARIO
4.2. REQUISITOS GENERALES
4.2.1. Parámetros de carga de viento especificados en Capítulo 1
Los siguientes parámetros de carga de viento se deben adoptar de acuerdo con el Capítulo 1: • Velocidad básica de viento V, en m/s, artículo 1.5.
• Factor de direccionalidad de viento, Kd, artículo 1.6.
• Categoría de exposición, artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, artículo 1.8.
• Clasificación de cerramientos, artículo 1.10. • Factor de altitud, Ke, artículo 1.12.
4.3. PRESIÓN DINÁMICA Se calcula de acuerdo con el artículo 1.13.
C 4.3. PRESIÓN DINÁMICA Ver C 1.13.
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Cap. 4 - 101
REGLAMENTO
COMENTARIO
4.4. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO – PAREDES LIBRES LLENAS Y CARTELES LLENOS
C 4.4. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO – PAREDES LIBRES LLENAS Y CARTELES LLENOS
4.4.1. Paredes libres llenas y carteles libres C 4.4.1. Paredes libres llenas y carteles libres llenos llenos
La fuerza de viento de diseño para paredes libres llenas y carteles libres llenos se debe calcular mediante la siguiente expresión:
F = qh GCf As
(4.4-1)
donde:
F fuerza de viento de diseño, en N;
qh presión dinámica, en N/m², evaluada a la altura h (definida en la Figura 4.4-1) de acuerdo con el artículo 1.13;
G factor de efecto de ráfaga del artículo 1.9;
Las especificaciones en la Figura 4.4-1 se basan en resultados de estudios en túnel de viento de capa límite (Letchford, 1985, 2001; Holmes, 1986; Letchford and Holmes, 1994; Ginger y asoc., 1998a y 1998b; Letchford and Robertson, 1999; y Metha y asoc., 2012).
La siguiente expresión (Fox and Levitan, 2005) da un ajuste de superficie curva a los datos del coeficiente de presión media neta promediado por área de Letchford (2001) y Holmes (1986) (equivalentea los coeficientes de fuerza media en este caso):
Cf = {1,563 + 0,008542 ln(x) – 0,06148y + 0,009011[ln(x)]2 – 0,2603y2 – 0,08393y [ln(x)]} / 0,85
Cf coeficiente de fuerza neta de la Figura 4.4-1;
As área total de la pared libre llena o cartel libre lleno, en m2.
donde:
x = B/s y = s/h
El valor 0,85 en el denominador modifica los coeficientes de fuerza derivados del túnel de viento en un formato donde sepuedeusar el factor de efecto de ráfaga tal como se lo define en el artículo 1.9.
Los coeficientes de fuerza para los casos A y B se generaron a partir de la expresión precedente y luego se redondearon a los 0,05 más próximos. Esa expresión es
solamente válidadentro del intervalo de las relaciones de B/s y s/h dados en la figura para Casos A y B.
De todos los estudios pertinentes, solo Letchford (2001) trataba específicamente la excentricidad (ver Caso B). Letchford informó que sus datos suministraron una armonización razonable a las recomendaciones de Cook (1990) para usar una excentricidad de 0,25 veces el ancho
promedio del cartel.
Sin embargo, los datos eran demasiado limitados en alcance para justificar el cambio del valor de la excentricidad existente de 0,2 veces el ancho promedio del
cartel, que también se usa en la norma de 2011 de Australia/Nueva Zelanda (Standards Australia, 2011).
Metha y asoc. (2012) ensayaron unavariedad de relaciones de aspecto (B/s) y separaciones relativas (s/h) para carteles
de doble cara con todos los costados cerrados para abordar prácticas industriales actuales. El estudio incluyó tanto ensayos en túnel de viento como ensayos en escala natural
para calibrar los modelos del túnel de viento (Zuo y asoc.; Smith y asoc., 2014). Estas configuraciones de carteles exhibieron una reducción del 16 % en promedio, de los coeficientes de fuerza, con un rango de 9 % a 22 %,
comparados a los coeficientes de fuerza de carteles de una
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Cap. 4 - 102
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cara, dados por la expresión de arriba. Estos ensayos también mostraron que la excentricidad de 0,2 veces el ancho del cartel es excesivamente conservativa. Las excentricidades reportadas en el estudio estuvieron en un rango entre 0,039 a 0,105 veces el ancho del cartel, con un promedio de 0,061. Ensayos reportados por Giannoulis y asoc. (2012) apoyan los hallazgos de Metha y asoc. (2012).
El caso C se agregó paratener en cuenta las presiones más altas observadas en túnel de viento (Letchford, 1985, 2001; Holmes, 1986; Letchford and Holmes, 1994; Ginger y asoc., 1998a y 1998b; y Letchford and Robertson, 1999) y en estudios a escala natural (Robertson y asoc., 1997) cerca del borde a barlovento de una pared o cartel libre para direcciones de viento oblicuas.
Las expresiones de regresión lineal se ajustaron a los datos de coeficientes de presión media neta locales (para la dirección de viento 45°) a partir de los estudios de viento de referencia para generar coeficientes de fuerza para regiones cuadradas que comiencen en el borde de barlovento.
Las presiones cerca de este borde se incrementan significativamente cuando la longitud de la estructura se incrementa. No se disponía de datos sobre la distribución espacial de presiones para estructuras con baja relación de aspecto (B/s < 2).
La ilustración de la muestra para el caso C en la parte superior de la Figura 4.4-1 es para un cartel con una relación de aspecto B/s = 4. Para carteles con relación B/s diferentes, el número de regiones es igual al número de entradas del coeficiente de fuerza ubicados debajo de cada encabezamiento de columna B/s.
Para direcciones de viento oblicuas (Caso C) se ha observado que los coeficientes de fuerza se incrementan para los carteles separados del terreno comparados con paredes apoyadas sobre el terreno (Letchford, 1985, 2001 y Ginger y asoc., 1998a). La relación entre coeficientes de carteles separados y apoyados sobre el terreno (p. ej.: s/h = 0,8 y 1 respectivamente) es 1,25, que es la misma relación que usa la norma Australiana/Neo Zelandesa (Standards Australia 2002). La nota 4 de la Figura 4.4-1 permite la interpolación lineal entre estos dos casos.
Para paredes y carteles apoyados en el terreno (s/h = 1) el centro de presión vertical medio fluctúa de 0,5h a 0,6h (Holmes, 1986; Letchford, 1989; Letchford and Holmes, 1994, Robertson y asoc., 1995, 1996; y Ginger y asoc., 1998a) siendo 0,55h el valor promedio. Para paredes y carteles separados del terreno, el centro geométrico es lo que mejor representa el centro de presión vertical supuesto.
La reducción en Cf debida a la porosidad (Nota 2) sigue una recomendación (Letchford, 2001). Ambos datos, de túnel de viento y de escala natural, han demostrado que las esquinas reducen significativamentelas presiones netas en la región cerca del borde a barlovento de la pared o cartel (Letchford and Robertson, 1999).
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Cap. 4 - 103
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4.4.2. Carteles llenos adosados
C 4.4.2. Carteles llenos adosados
La presión de viento de diseño sobre un cartel lleno
adosado a la pared de un edificio, donde el plano del cartel es paralelo y está en contacto con el plano de
la pared, y el cartel no se extiende más allá de los bordes laterales o superior de la pared, se debe evaluar usando los procedimientos para las
presiones de viento sobre las paredes de acuerdo con el Capítulo 5, tomando el coeficiente de presión interna (GCpi) igual a 0.
Los carteles adosados a paredes y sujetos a las limitaciones geométricas del artículo 4.4.2 deberían experimentar presiones de viento aproximadamente iguales a las presiones externas sobre la pared a la cual están adosados. Los requisitos de dimensiones para carteles soportados por entramados, donde hay una pequeña brecha entre el cartel y la pared, se basan en el juicio colectivo de la comisión de ASCE.
Este procedimiento también se aplica a carteles llenos adosados, pero no en contacto directo con la pared, suponiendo que la distancia entre el cartel y la
pared no es mayor que 1 m y que el borde del cartel está por lo menos 1 m hacia el interior de los bordes libres de la pared, p. ej., bordes laterales y superior y
borde inferior de paredes elevadas.
4.5. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO – OTRAS C 4.5. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO – OTRAS
ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS
La fuerza de viento de diseño para otras estructuras (chimeneas, tanques, carteles abiertos, entramados planos simples, y torres reticuladas), ya sea montados en el suelo o sobre el techo, se debe calcular mediante la siguiente expresión:
F = qz GCf Af
(4.5-1)
donde:
F fuerza de viento de diseño, en N;
qz presión dinámica, en N/m2, evaluada, como se define en el artículo 1.13, a la altura z del centroide del área Af;
Se requiere que la Categoría de Riesgo para equipamiento sobre azoteas o accesorios sea no menor que la del edificio sobre la cual se halla montado ni tampoco menor que cualquier otra instalación a la cual el equipamiento presta servicio. Por ejemplo, si un conjunto de paneles solares está en el techo de un hospital, la carga de viento de diseño del conjunto de paneles sebasa en la Categoría de Riesgo del hospital, aun si los paneles no son necesarios para el funcionamiento del hospital.
En ASCE (2011) se pueden encontrar lineamientos para estimar G, Cf y Af para estructuras que se encuentran en la industria petroquímica y otras instalaciones industriales que no están incluidas en CIRSOC 102 ni ASCE 7.
G factor de efecto de ráfaga del artículo 1.9;
Cf coeficiente de fuerza de las Figuras 4.5-1 a 4.54;
Af área proyectada normal al viento excepto donde Cf está especificado para el área de la superficie real, en m2.
4.5.1. Estructuras y equipamientos ubicados C 4.5.1. Estructuras y equipamientos ubicados sobre
sobre techos de edificios
techos de edificios
La fuerza lateral, Fh, y la fuerza vertical, Fv, sobre
estructuras y equipamientos ubicados sobre techos o azoteas de edificios, excepto lo que se especifique para paneles solares montados en los techos
(artículos 4.5.3 y 4.5.4) y para estructuras identificadas en el artículo 4.5, se deben calcular como se especifica a continuación.
El tratamiento de este tema, que no estaba en CIRSOC 102-2005, fue evolucionando en sucesivas ediciones de ASCE 7. En ASCE 7-10 las expresiones (4.5-2) y (4.5-3) sólo eran aplicables a edificios dehasta 18,3 m de alto. En ASCE 7-16 las cargas de viento sobre estructuras y
equipamientos sobre techos se revisaron para poder usar esas expresiones en edificios de todas las alturas. El cambio da una representación mejorada de la limitada investigación disponible (Hosoya y asoc., 2001 y Kopp
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Cap. 4 - 104
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La fuerza lateral resultante, Fh, se debe calcular con
la expresión (4.5-2) y aplicarse a una altura sobre la superficie del techo igual o mayor que la del centroide del área proyectada, Af.
Fh = qh GCr Af
(4.5-2)
donde:
Fh fuerza de viento de diseño, en N;
(GCr)
= 1,9 para estructuras y equipamientos
ubicados sobre azoteas con Af menor que (0,1Bh). Se puede reducir linealmente (GCr) de 1,9 a 1,0 cuando el valor de Af se incrementa de (0,1B·h) a (B·h);
qh presión dinámica, en N/m2, evaluada a la altura media de cubierta del edificio;
Af área vertical proyectada de la estructura o
equipamiento sobre azoteas sobre un plano normal a la dirección del viento, en m2.
Las dimensiones B y h son las del edificio sobre el cual se encuentra ubicado el equipamiento.
La fuerza vertical de levantamiento, Fv , sobre estructuras y equipamientos ubicados sobre azoteas, se debe calcular mediante la siguiente expresión:
Fv = qh GCr Ar
(4.5-3)
donde:
Fv fuerza de viento de diseño, en N;
(GCr)
= 1,5 para estructuras y equipamientos
ubicados sobre azoteas con Ar menor que (0,1B·L). Se puede reducir linealmente (GCr) de 1,5 a 1,0 cuando el valor de Ar se incrementa de (0,1B·L) a (B·L);
qh presión dinámica, en N/m2, evaluada a la altura media de cubierta del edificio;
Ar área horizontal proyectada de la estructura o equipamiento sobre azotea, en m2.
Las dimensiones B y L son las del edificio sobre el cual se encuentra ubicado el equipamiento.
and Traczuk, 2007). También elimina inconsistencias entre los datos para equipamiento en techos hasta 18,3 m y en techos levemente por encima de esa altura. La investigación en Hosoya y asoc. (2001) sólo trataba un valor de Af (0,04B·h). La investigación en Kopp and Traczuk (2007) analiza valores de Af = 0,02B·h y 0,03B·h, y valores de Ar = 0,0067BL. Debido a que se supone que GCr se aproxima a 1,0 mientras Af o Ar se aproxima a aquella del edificio (B·h o B·L), se incluye una interpolación lineal como forma de evitar una función escalón en la carga, si el diseñador estructural quiere tratar otros tamaños. Las cargas aquí recomendadas se ajustan mejor a unidades cuyo tamaño es mucho menor que el del edificio, Af < 0,05B·h y Ar < 0,01B·L. Se espera que las cargas resultantes sean conservadoras si se aplican a estructuras alargadas que se extiendan sobre el techo más de 0,1B o 0,1L.
Ambos estudios muestran fuerzas de levantamiento altas sobre el equipamiento en techos. Por ello se abordan fuerzas de levantamiento en el artículo 4.5.1.
Es usual ocultar equipamiento mecánico, de plomería o eléctrico detrás de mamparas. Desde el punto de vista aerodinámico se caracteriza a las mamparas como estructuras no cubiertas por el techo y emplazadas lo suficientementelejos de los bordes del edificio como para no ser consideradas parapetos. Hay disponibles muchos tipos de mamparas, en un rango que va desde las paredes sólidas a los paneles porosos. Aunque el uso de mamparas es predominante hay poca investigación disponible para guiar la estimación de cargas sobre las mamparas y sobre el equipamiento que está detrás de ellas. Por ello, las mamparas, el equipamiento detrás de las mamparas, sus soportes y fijaciones al edificio se deben diseñar para la carga de viento completa determinada de acuerdo con el artículo 4.5.1. Los diseñadores pueden considerar una reducción de las cargas de diseño cuando dispongan de una substancial cantidad de datos que soporten esa reducción, obtenidos con los procedimientos especificados en el Capítulo 6. Por ejemplo, los estudios de Zuo y asoc. (2011) y Erwin y asoc. (2011) sugieren que las cargas de viento en algunos tipos de materiales y equipamientos detrás de mamparas pueden ser sobreestimadas por las ecuaciones definidas en el artículo 5.4.
Las fuerzas de viento de diseño para tanques o estructuras similares montadas a nivel de suelo se determinarán de acuerdo con el artículo 4.5.2.
Con excepción de la Figura 4.5-3, los valores de coeficientes de presión y fuerza en las tablas de las Figuras 4.5-1 y 4.5-2 no han cambiado respecto de CIRSOC 102-2005, que provienen de ANSI A58.1-1972. Los coeficientes especificados en estas tablas se basan en ensayos de túnel de viento llevados a cabo en condiciones de flujo uniforme y baja turbulencia, y su validez en flujos turbulentos de capa límite aún tiene que establecerse completamente. Los coeficientes de presión adicionales para condiciones que no están especificadas aquí, se pueden encontrar en dos referencias (SIA, 1956; y ASCE, 1961).
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Cap. 4 - 105
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En lo relativo a la Figura 4.5-3, los coeficientes de fuerza son un refinamiento de los coeficientes especificados en
ANSI A58.1-1982 y ASCE 7-93. Los coeficientes de fuerza especificados se ofrecen como un procedimiento simplificado que se puedeusar para torres reticuladas y son consistentes con los coeficientes de fuerza dados en CIRSOC 306-2018 y ANSI/TIA-222-G-2009.
Este reglamento no pretende excluir el uso de otra bibliografía reconocida para el diseño de estructuras especiales, tales como torres de transmisión y telecomunicaciones. No se ofrecen recomendaciones para cargas de viento sobre tirantes de torres al igual que en previas ediciones deeste reglamento. Es necesario referirse a bibliografía reconocida para el diseño de estas estructuras especiales tal como se hace notar en el artículo 4.1.3. Para el diseño de mástiles, ver NAAMM (2007). Para el diseño de soportes estructurales de carteles, luminarias y señales de tránsito en autopistas ver AASHTO LRFDLTS-1 (AASHTO 2015).
4.5.2. Cargas de viento de diseño: silos, tanques C 4.5.2. Cargas de viento de diseño: silos, tanques y
y recipientes cilíndricos verticales cerra -
recipientes cilíndricos verticales cerrados con
dos con h ≤ 40 m, D ≤ 40 m y 0,25 ≤ H/D ≤ 4
h ≤ 40 m, D ≤ 40 m y 0,25 ≤ H/D ≤ 4
Los silos, tanques y recipientes cilíndricos cerrados verticales de similar tamaño agrupados con un
espaciamiento de centro a centro mayor que 2 diámetros se tratan como estructuras aisladas según los artículos 4.5.2.1, 4.5.2.2 y 4.5.2.3.
Para espaciamientos menores que 1,25 diámetros se tratan como agrupados y la presión de viento se calcula según el artículo 4.5.2.4.
Para espaciamientos intermedios se usan valores de Cp (o Cf) obtenidos por interpolación lineal.
donde:
h
altura media de cubierta del silo, tanque o
recipientes cilíndricos verticales cerrados,
en m, según Figura 4.5-4;
El artículo 4.5 contiene las recomendaciones para evaluar cargas de viento sobre paredes y techos de silos y tanques. Las recomendaciones están mayormente basadas en Standards Australia (2011) y en los ensayos de viento de estructuras cilíndricas bajas hechas a altos números de Reynolds (Re > 1,0×105) por Sabransky and Melbourne (1987) y Macdonald y asoc. (1988, 1990). En los ensayos en túnel de viento se encontraron incrementos significativos en las fuerzas de arrastre de silos agrupados, por ello las especificaciones de silos y tanques agrupados se incluyen en esta sección.
Para calcular el factor de ráfaga G, el período estructural T debe basarse en el análisis de la estructura completa: tanque y estructura de soporte.
H
altura de la parte sólida del cilindro, en m;
D
diámetro del cilindro, en m, y
Cp, Cf coeficiente de presión o de fuerza.
4.5.2.1. Paredes externas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados – aislados
C 4.5.2.1. Paredes externas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados – ais lados
Para calcular la fuerza de arrastre global en silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados
usando la expresión (4.5-1) se permite el uso de un coeficiente de arrastre (Cf) de 0,63 basado en la superficie de la proyección de las paredes (D·H), cuando H/D está dentro del rango de 0,25 a 4,0 y el
cilindro está apoyado en el suelo o soportado por
Este artículo especifica el coeficiente de arrastre Cf para las paredes de recipientes cilíndricos, silos y tanques. El
coeficiente de arrastre se adopta de Standards Australia (2011). Note que el coeficiente de fuerza de arrastre de 0,63 obtenido de una integración de las ecuaciones en
AS/NZS 1170.2 (Standards Australia 2002) está cerca del valor para el tipo de superficie lisa de la Figura 4.5-1.
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Cap. 4 - 106
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columnas.
El espaciamiento (C) debe ser menor o igual que la altura H como se muestra en la Figura 4.5-4.
donde:
C espaciamiento entre el suelo y el fondo del cilindro según Figura 4.5-4.
4.5.2.2. Techos de silos, tanques y recipientes C 4.5.2.2. Techos de silos, tanques y recipientes
cilíndricos verticales cerrados - aislados
cilíndricos verticales cerrados - aislados
Las presiones netas de diseño en los techos de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados se calculan con la expresión (4.5-4):
p = qh (GCp – (GCpi))
(4.5-4)
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2;
qh presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h, en N/m2;
Cp coeficiente de presión externa para techos según la Figura 4.5-5;
Esta sección específica los coeficientes de presión externa (Cp) de los techos de recipientes cilíndricos, silos y
tanques. Se cubren dos condiciones, como se muestra en la Figura 4.5-5: techos que tienen un ángulo de inclinación
< 10º, y techos que tienen 10º < < 30º. Los resultados de < 10º se basan en comparaciones entre domos y techos planos del Capítulo 27 de ASCE 7-10 para condiciones de
máxima sustentación. Los resultados de 10º < < 30º son consistentes con los datos de Sabransky y Melbourne (1987) y Macdonald y asoc. (1988, 1990). De acuerdo con los ensayos en túnel de viento sólo seobservan succiones en los techos definidos.
(GCpi) coeficiente de presión interna para estructuras techadas según la expresión (1.11), y
G
factor de efecto de ráfaga según artículo 1.9.
Las presiones externas en techos cónicos, planos o domos con ángulo menor que 10° de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados se calcularán con los coeficientes de presión externa Cp dados en la Figura 4.5-5 para Zonas 1 y 2. Las
presiones externas en domos con ángulo mayor que 10° se calculan según la Figura 2.4-2.
4.5.2.3. Fondos de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados separados del suelo - aislados
C 4.5.2.3. Fondos de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados separados del suelo - aislados
Los coeficientes de presión externa Cp para el fondo de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados separados del suelo se toman iguales a 0,8 y -0,6, ambos casos.
Para estructuras con una separación C ≤ h/3 se usa interpolación lineal entre los valores anteriores y Cp = 0,0 de acuerdo con la relación C/h, donde C y h están definidos como se muestra en la Figura 4.5-4.
Cuando el tanque o silo está elevado respecto del piso, la cara externa del fondo queda expuesta a la acción del
viento. Esta sección específica los coeficientes de presión externa (Cp) del fondo de recipientes cilíndricos, silos y
tanques. Los coeficientes de arrastre se adoptan de Standards Australia (2011).
Para el cálculo de las presiones externas en la cara inferior, la presión dinámica se debe tomar igual a qh.
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Cap. 4 - 107
REGLAMENTO
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4.5.2.4. Techos y paredes externas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados - agrupados
C 4.5.2.4. Techos y paredes externas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados agrupados
Para grupos de tres o más silos, tanques o
recipientes cilíndricos verticales con espaciamiento de centro a centro menor que 1,25D, los coeficientes de presión en cubiertas, Cp, y coeficientes de fuerza de arrastre, Cf, en las paredes proyectadas son
calculados usando la Figura 4.5-6. La presión neta de diseño en los techos se calcula con la expresión (4.5-6).
Los valores de Cp y Cf de techos y paredes de silos
agrupados se basan en buena medida en Standards Australia (2011) y en ensayos en túnel de viento de Sabransky and Melbourne (1987) y Macdonald y asoc. (1990). Ensayos realizados por Sabransky and Melbourne (1987) sobre un grupo de tres silos alineados perpendicularmente a la dirección del viento, con un espaciamiento de 0,25D entre paredes adyacentes (1,25D de centro a centro) indicaron que el coeficiente de arrastre del cilindro central es 65 % más alto que si estuviese aislado. Los coeficientes de presión sobre todo el techo fueron significativamente más grandes en magnitud que los correspondientes a modelos aislados. Se concluyó en que un espaciamiento de 0,25D produce la máxima
interferencia entre dos cilindros finitos.
4.5.3. Paneles solares en techos de edificios de todas las alturas, con techos planos, a dos o cuatro aguas, con inclinaciones
menores a 7°
C 4.5.3. Paneles solares en techos de edificios de todas
las alturas, con techos planos, a dos o cuatro aguas, con inclinaciones menores a 7°
Tal como se ilustra en la Figura 4.5-7, la presión de viento de diseño para paneles solares colocados sobre techos se aplica a aquellos instalados en edificios cerrados, parcialmente abiertos o parcialmente cerrados de todas las alturas, con techos o azoteas planas, a dos o cuatro aguas con inclinaciones ≤ 7°, con paneles que cumplan con:
• Lp ≤ 2,10 m,
• ≤ 35°,
• h1 ≤ 0,65 m,
• h2 ≤ 1,25 m,
con un huelgo mínimo de 6 mm entre paneles, que cumplan con una distancia entre huelgos no superior a 2,1 m. Además, para aplicar las presiones de diseño indicadas en este artículo, la distancia libre horizontal mínima entre los paneles y el borde del techo debe ser el mayor entre 2(h2 – hpt) y 1,25 m.
donde:
Lp longitud de la cuerda del panel, en m,
ángulo entre el panel y el techo, en grados,
h1 separación entre la parte inferior del panel y la superficie del techo, en m,
h2 altura máxima del panel sobre la superficie del techo, en m,
hpt altura del parapeto, en m, según Figura 4.5-7,
El artículo 4.5.3 aborda paneles solares de perfil bajo sobre techos con poca pendiente. Se especifican requerimientos
para este tipo particular de conjunto de paneles s olares porque tales sistemas (a) son de uso extendido y (b) han sido objeto de ensayos en túnel de viento que orientan sobre las cargas de viento dediseño apropiadas. La Figura 4.5-7 tiene un rango de aplicación que se ha limitado
intencionalmente. La máxima altura por encima de la superficie del techo (h2) para los paneles se limitó a 1,25 m y la longitud de la cuerda del panel (Lp, ver Figura 4.57) se limitó a 2 m. Datos de ensayos en túnel de viento (p.
ej., Kopp, 2013) muestran que incrementar la altura total sobre el techo o incrementar la cuerda del panel incrementa las cargas de viento. De la misma manera, la separación entre los paneles y la superficie del techo (h1) se limitó a 0,65 m; de otra manera el flujo de viento por debajo del panel puede causar una sustentación que exceda la
especificada en la figura. Los requerimientos no son aplicables a estructuras abiertas porque los datos de ensayos provienen de estructuras cerradas, que tienen una aerodinámica diferente a las estructuras abiertas. Las zonas del techo que se muestran en la Figura 4.5-7 son más
grandes que aquellas definidas para las cargas de viento, como se explicó en Banks (2012) y Kopp (2013). Para edificios con plantas no rectangulares, tales como las esquematizadas en la Figura C 4.5-1, adaptadas de SEAOC (2012), se pueden usar como guía cuando se
aplican los requerimientos. Las esquinas con reentradas no crean una Zona 3 porque los vórtices de esquina sólo se forman en esquinas convencionales o protuberantes. De
manera similar, las esquinas convencionales con ángulos de más de 90º tienden a debilitar los vórtices; a medida que este ángulo sevuelve más obtuso, las esquinas tienden a
aplanarsey a producir una condición de flujo más parecida a la de un borde.
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Cap. 4 - 108
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Las presiones de vieno diseño en los paneles solares ubicados en los techos se calculan con las expresiones (4.5-5) y (4.5-6):
p = qh (GCrn)
(4.5-5)
donde:
p presión de viento de diseño, en N/m²;
qh presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h, en N/m2;
(GCrn) = (p) (c) (E) (GCrn)nom
(4.5-6)
donde:
p = mín (1,2; 0,9 + hpt / h);
c = máx (0,6 + 0,06Lp ; 0,8); y
E = 1,5 para cargas de levantamiento en paneles que están expuestos y dentro de una distancia 1,5Lp desde el final de una fila a un borde expuesto del conjunto,
E = 1,0 en cualquier lugar para cargas de
levantamiento y para cargas hacia abajo, como se ilustra en la Figura 4.5-7.
Un panel se define como expuesto si d0 al borde del techo > 0,5h y se cumple una de las
siguientes condiciones:
1. d1 al conjunto adyacente > máx (4h2; 1,25 m) ó
2. d2 al panel de la fila siguiente > máx (4h2; 1,25 m).
(GCrn)nom coeficiente de presión neta nominal para paneles solares como se indica en la Figura 4.5-7.
El procedimiento del artículo 4.5.4 está permitido
cuando se cumplen las siguientes condiciones: ≤ 2°, h2 ≤ 0,25 m, se tiene un huelgo mínimo de 6 mm entre todos los paneles y la distancia entre huelgos no excede 2,1 m.
El techo será diseñado para las dos situaciones siguientes:
1. El caso donde los colectores solares están presentes. En esta situación las cargas de viento actuando en los colectores solares de acuerdo
con este artículo deben ser aplicadas simultáneamente con las cargas de viento sobre el
techo especificadas en otros artículos actuando en
Las curvas de coeficiente de presión neta nominal (GCrn)nom se derivan de datos de ensayos en túnel de viento dentro de los rangos deparámetros permitidos por la Figura 4.5-7. Estas curvas se hicieron basándose en una metodología consistentecon la usadapara las cargas sobre Componentes y Revestimientos de CIRSOC 102 y ASCE 7. Los coeficientes de presión neta que se muestran en las curvas de la figura se denotan (GCrn)nom porque estos valores necesitan ajustarse a las condiciones del borde de los conjuntos, tamaño del parapeto y el largo del panel s o lar.
Los datos de túnel de viento indican que los valores de (GCrn)nom no se relacionan linealmente con el ángulo de inclinación, , del panel en todo el rango de variación de . Los datos indican que hay un cambio relativamente pequeño, en los paneles con menor inclinación, en el rango de 1º a 5º. Luego hay un rápido incremento de los valores de (GCrn)nom en el rango 5º a 15º. Nuevamente hay un cambio relativamente pequeño en los valores de (GCrn)nom para ángulos mayores en el rango de 15º a 35º porque paraángulos de inclinación más altos, los paneles a barlovento crean turbulencia, lo que incrementa las cargas de viento en todos los paneles a sotavento (p. ej., Kopp y asoc., 2012; Kopp, 2013). Por lo tanto, se hizo la figura con dos curvas de (GCrn)nom para tener en cuenta este fenómeno: una curva de (GCrn)nom para paneles con poca inclinación, en el rango de 0º a 5º, y otra para paneles con mucha inclinación, en el rango de 15º a 35º. Para paneles con inclinación en el rango de 5º a 15º se permite interpolar linealmente.
Los valores de (GCrn)nom son tanto positivos como negativos. Los datos de ensayos en túnel de viento muestran presiones positivas y negativas similares para paneles solares (que son muy diferentes de las cargas de viento de diseño típicas de los componentes de techos).
Típicamente, los parapetos empeoran las cargas de viento sobre paneles solares, especialmente en edificios anchos. Los parapetos levantan los vórtices encima de la superficie del techo, los empuja y los junta desde los bordes hacia el centro. No estáenteramente claro porqué los efectos de los vórtices son más severos en esta situación; pero los ensayos muestran que esto puede resultar en cargas de viento significativamente más grandes quesi no estuviesen los parapetos. El factor de altura de parapeto, p, toma en cuenta este efecto.
Los paneles solares se suelen instalar en grandes conjuntos en filas con espaciamiento muy estrecho, y los paneles de los extremos y las filas que están sobre los bordes experimentan presiones más grandes que los paneles interiores, que están protegidos por los paneles adyacentes. Para tomar en cuenta esas cargas más altas, se aplica un factor de mayoración de borde del conjunto, E, tomado de SEAOC (2012). En el caso de tener los paneles colocados en una fila simple, se puede aplicar esta sección definiendo a todos los paneles como expuestos. La definición de panel expuesto se basaen las distancias d0, d1 y d2 definidas en la Figura 4.5-7. Se llama la atención aquí en que en
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Cap. 4 - 109
REGLAMENTO
COMENTARIO
las áreas no cubiertas por la proyección en planta de los colectores solares. Para este caso, las cargas de viento sobre el techo especificadas en otros artículos no necesitan ser aplicadas en áreas cubiertas por la proyección en planta de los colectores solares.
2. Los casos donde los paneles solares no están presentes.
Figura 4.5-7 hay una diferencia de nomenclatura respecto de la Figura 29.4-7 de ASCE 7-22.
Equipamiento y estructuras que sobresalen de la superficie del techo tales como salas de máquinas, unidades externas de aire acondicionado, elementos arquitectónicos para ocultar visuales, etc., pueden aportar algún beneficio al brindar protección a paneles localizados directamente a sotavento de los objetos. Por el contrario, las regiones alrededor de los bordes de tales estructuras pueden tener un flujo de viento acelerado bajo variadas direcciones de viento. Por ello el factor de mayoración se calcula basándose en la distancia al borde del edificio o al conjunto adyacente, despreciando cualquier otra estructura en la azotea. Esto resulta en que los paneles adyacentes a los objetos en la azotea están diseñados para cargas de viento más altas, para tomar en cuenta el flujo acelerado.
Los requerimientos pueden usarse para cualquier orientación en planta relativa a los ejes o a los bordes del edificio; las dimensiones d0, d1 y d2 se miden paralelamente a los ejes del conjunto en consideración. El requerimiento en la Figura 4.5-7 de que los paneles estén separados de los bordes del techo, hacia adentro, es para asegurar que los paneles estén alejados del viento de alta velocidad en las capas decorte separadas en los bordes. Si el conjunto consiste en una fila simple de paneles, o un solo panel, entonces d2 está indefinido y E = 1,5.
Estudios en túnel de viento han mostrado que las cargas de viento sobre paneles solares en techos no necesitan ser aplicadas simultáneamente con las cargas para
componentes y revestimientos sobre las porciones del techo quecubre el panel. Cuando un componente del techo
tiene una porción de su área de influencia cubierta por un conjunto de paneles y el resto no, el componente debe ser diseñado con la carga de viento de los paneles sobre la parte cubiertaaplicando simultáneamente las cargas para C&R en la parte no cubierta. Se debe chequear también, como un caso separado de carga, para cargas de viento de C&R actuando sobre todo el área como si los paneles solares no estuvieran presentes. Para la instalación de nuevos paneles en edificios existentes que hayan sido verificados con estereglamento, no se requiere este último caso de carga.
Las cargas de viento de esta sección se obtuvieron para conjuntos de paneles s olares planos sin tratamientos
aerodinámicos, tales como deflectores o accesorios similares. En tales casos, las cargas de diseño deben
obtenerse a partir de los procedimientos especificados en el Capítulo 6.
Procedimiento para usar la Figura 4.5-7
Para simplificar el uso de la figura se proporciona el siguiente procedimiento paso a paso.
Paso 1: Paso 2:
Confirme la aplicabilidad de la figura a la instalación solar y al edificio. Para paneles con ≤ 2º y h2 ≤ 0,25 m use el procedimiento del artículo 4.5.4.
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Cap. 4 - 110
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COMENTARIO
Paso 3: Confirme que la distribución en planta cumple con la distancia mínima a los bordes del edificio, la cumbrera o limatesa.
Paso 4: Determine las zonas en el techo. Paso 5: Determine el área efectiva de viento y el área
normalizada de viento para cada elemento a ser evaluado. Paso 6: Obtenga (GCrn)nom del gráfico que corresponda usando interpolación lineal para valores de entre 5º y 15º. Paso 7: Aplique el factor de ajuste de la longitud de la cuerda del panel, c. Paso 8: Aplique el factor de borde del conjunto, E, si fuera necesario. Paso 9: Aplique el factor de altura de parapeto, p. Paso 10: Calcule (GCrn). Paso 11: Calcule la presión, p, usando la expresión (4.5-5)
Notas h = altura del edificio, en m.
WL = ancho de un edificio en su lado más largo, en m. WS = ancho de un edificio en su lado más corto, en m.
Figura C 4.5-1. Ejemplo de edificio con planta irregular para uso con cargas de viento en paneles solares montados en el techo
4.5.4. Paneles solares paralelos a la superficie del techo en edificios de todas las alturas e inclinaciones de techo
C 4.5.4. Paneles solares paralelos a la superficie del techo en edificios de todas las alturas e inclinaciones de techo
Las presiones de viento de diseño para paneles solares colocados en edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos de todas las alturas, siendo los paneles paralelos a la superficie del techo, con una tolerancia de 2°, y una máxima altura sobre la superficie del techo, h2, que no exceda 0,25 m, serán calculadas de acuerdo con este artículo.
Se debe tener un huelgo mínimo de 6 mm entre paneles, con espaciamiento entre huelgos que no exceda 2,1 m. Además, el conjunto debe estar ubicado por lo menos a 2h2 desde el borde del techo, la cumbrera o la limatesa.
Las cargas de viento sobre paneles planos montados muy cerca y paralelos a la superficie del techo, tienden a ser más bajas que las cargas sobreun techo descubierto debido a la ecualización de presiones (Kopp y asoc., 2012; Kopp, 2013); excepto en el perímetro del conjunto. El factor de ecualización, a, cuantifica esta reducción basándose en particular en datos de Stenabaugh y asoc. (2015). Para que ocurra la ecualización de presiones los paneles no deben ser muy grandes, se necesita dejar un huelgo entre paneles y la separación entre paneles y techo no debe ser muy grande. Los actuales requerimientos se basan en paneles de tamaño de hasta 2 m de lado, separaciones del techo de hasta 0,25 m y huelgos mínimos entre paneles de 0,006 m (6 mm). Huelgos entre paneles mayores y separaciones respecto al techo menores podrían disminuir aún más las
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Cap. 4 - 111
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La presión de viento de diseño para los colectores solares se obtiene de la expresión (4.5-7):
p = qh (GCp) (E) (a)
(4.5-7)
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2;
qh presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h, en N/m2;
cargas de viento, pero se requerirían ensayos en túnel de viento para sacar ventaja de esta diferencia. Para superficies de cubierta metálicas la separación máxima de 0,25 m entre paneles y techo se mide desde la parte plana de los paneles, más que desdela cresta de las nervaduras.
Los paneles sobre el perímetro del conjunto pueden experimentar cargas de viento más altas. La definición de estos paneles expuestos es la misma que para paneles inclinados en el artículo 4.5.3.
(GCp) coeficiente de presión externa para C&R en techos para la zona correspondiente, obtenido de las figuras apropiadas del Capítulo 5;
E = factor de borde de conjunto = 1,5 para cargas de levantamiento en paneles que están expuestos y dentro de una distancia 1,5Lp desde el final de una fila a un borde
expuesto del conjunto;
E = 1,0 en cualquier lugar para cargas de
levantamiento y para cargas hacia abajo, como se ilustra en la Figura 4.5-7.
Un panel se define como expuesto si d0 al borde del techo es > 0,5h y se cumple una de
las siguientes condiciones:
1. d1 al conjunto adyacente > 1,25 m ó
2. d2 al panel de la fila siguiente > 1,25 m.
a = factor de ecualización de presiones en el panel, definido en la Figura 4.5-8.
El techo será diseñado para las dos situaciones siguientes:
1. El caso donde los colectores solares están
presentes. En esta situación las cargas de viento actuando en los colectores solares de acuerdo con este artículo deben ser aplicadas
simultáneamente con las cargas de viento sobre el techo especificadas en otros artículos actuando en las áreas no cubiertas por la proyección en planta
de los colectores solares. Para este caso, las cargas de viento sobre el techo especificadas en
otros artículos no necesitan ser aplicadas en áreas cubiertas por la proyección en planta de los colectores solares.
2. Los casos donde los paneles solares no están presentes.
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Cap. 4 - 112
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4.5.5. Paneles solares montados en el terreno C 4.5.5. Paneles solares montados en el terreno con
con inclinación fija
inclinación fija
Los requisitos en el artículo 4.5.5 se basan en principio en datos de túnel de viento presentados en Browne y asoc. (2020) reforzados con otros datos privados de ensayos en túnel de viento. Los coeficientes envuelven los datos disponibles para un rango amplio de parámetros geométricos (p. ej., ángulo de inclinación, espacio entre filas, longitud dela cuerda y separación entre paneles y el suelo) y por lo tanto se espera que sean conservadores. Todos los ensayos en túnel de viento se basaron en placas planas sólidas, por lo tanto, el huelgo entre módulos debe limitarse para asegurar que la superficie es nominalmente s ó lid a.
Las fuerzas y momentos de diseño que sederivaron usando los coeficientes decargas de viento estáticos y dinámicos en esta sección, son apropiados para sistemas fijos
montados a nivel de terreno que cumplan los requisitos del artículo 4.5.5.1, bajo la hipótesis de que las deflexiones
inducidas por el viento son pequeñas y por lo tanto el sistema no es flexible. Como se discute en Taylor and Browne (2020), las estructuras flexibles, tales como los
seguidores de eje simple, son propensos a experimentar efectos aeroelásticos e inestabilidades aerodinámicas, lo que debe ser considerado en el diseño de tales sistemas.
Además de las disposiciones del artículo 4.5.5, el Estándar Industrial Japonés C 8955 (JIS 2017) aporta fórmulas aproximadas para obtener presiones uniformes positivas y negativas para conjuntos de paneles solares montados a nivel de terreno con inclinaciones entre 5° y 60°, que se pueden multiplicar por 0,6 para los paneles de la parte
central de los conjuntos. Para variables o configuraciones que están fuera del alcance de estas disposiciones se puede acudir a los procedimientos especificados en el Capítulo 6
de CIRSOC 102.
Un edificio u otra estructura se define en el Capítulo 1
como "rígido" cuando la frecuencia fundamental es mayor o igual a 1 Hz. Esta definición se aplica a estructuras con dimensiones características grandes y no es apropiada para estructuras pequeñas, tales como los sistemas de paneles fotovoltaicos montados a nivel de terreno. Para estetipo de estructuras la fuerza inercial del viento asociada con modos de vibración con frecuencias mucho más altas que un Hz puede ser substancial.
El estudio de Strobel and Banks (2014) sobre la carga de viento debida a la resonancia potencial que se da con el desprendimiento de vórtices desde los paneles, arrojó luz sobre la necesidad de considerar cargas de viento (dinámicas) sobre conjuntos más allá del límite típico de 1 Hz que se usa para estructuras expuestas al viento. Este trabajo claramente implica además que el factor de efecto de ráfaga (G) en el artículo 1.9, o los factores equivalentes en otros reglamento y estándares, no aborda la resonancia potencial del efecto de estela causada por las filas a barlovento, dentro de un conjunto de paneles solares de varias filas. Esto está reflejado en la Sección 8.2 de SEAOC PV2 (2017). Por esta razón, en la Figura 4.5-11 se proporcionan coeficientes dinámicos de presión neta y
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Cap. 4 - 113
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COMENTARIO
momento para un rango amplio de frecuencias reducidas. Para estructuras más rígidas, con frecuencias reducidas mayores que 0,8, se puede usar con criterio conservador los coeficientes dinámicos de una frecuencia reducida de 0,8.
Los coeficientes dinámicos representan la contribución de la respuesta resonante, mientras que los coeficientes estáticos incluyen las componentes media y de base de la carga (mean and background loading components). La carga media es el componente promediado en el tiempo, la carga de base es causada por ráfagas de viento o turbulencia actuando sobre la estructura, mientras que la componenteresonanteo inercial se origina en la inercia de la estructura cuando semueve en sus modos fundamentales de vibración. Actualmente, para los textos teoricos la respuesta de base junto a la respuesta resonanteconforman lo que se conviene en llamar respuesta dinámica de una estructura al viento. Llamaremos en adelante carga dinámica convencional a aquella que produce una respuesta de magnitud similar a la respuestadinámica, para distinguirla de la carga dinámica representada por los coeficientes dinámicos de la Figura 4.5-11, que como se señaló, representan sólo la contribución de la respuesta resonante. Los momentos y fuerzas máximos totales de diseño son apropiadamente estimados usando los coeficientes de carga de viento estáticos y dinámicos de esta sección combinados.
La componente dinámica se ha determinado sustrayendo a la carga total la suma de las componentes media y de base. La carga total se obtuvo sumando la componente media y el valor rms de la suma de las componentes resonante y base, como muestra Browne y asoc(2020), y es similar a la expresión (C 1.9-22). Por lo tanto, la componente dinámica de la Figura 4.5-11 es numéricamente menor que la carga dinámica convencional. Esta subestimación se vuelve significativa cuando las componentes dinámicas resonantes y de base son comparables en magnitud. En tales casos, puede aplicarse a los coeficientes dinámicos especificados un factor de corrección de hasta 1,5 si se requiriese estimaciones de la carga dinámica convencional.
Los coeficientes dinámicos también se basan en la hipótesis conservadora de que las formas modales son iguales a uno en todas partes, lo que no considera detalles estructurales tales como restricciones en el sistema de soporte. Un análisis dinámico más abarcativo para una estructuraespecífica probablemente resulte en cargas de viento dinámicas más bajas si se las compara con las que se obtienen de las disposiciones en el artículo 4.5.5.
Los coeficientes dinámicos en la Figura 4.5-11 se han proporcionado para una relación de amortiguamiento de = 0,01. En la Nota 1 de la misma figura se proporciona un factor de ajustepara valores mayores de amortiguamiento (hasta un máximo de 0,05). Este ajuste es físicamente correcto para la carga dinámica convencional, pero es una aproximación cuando se lo aplica a los coeficientes dinámicos de la Figura 4.5-11. El error en la carga de viento pico total que puede resultar de esta extrapolación se espera que estéen el rango de ±5 %, para valores típicos de carga de base y resonante.
Cap. 4 - 114
REGLAMENTO
COMENTARIO
Para seleccionar los coeficientes dinámicos de carga de viento de la Figura 4.5-11 es esencial el conocimiento de
las frecuencias naturales y el amortiguamiento estructural en los modos primarios de vibración del sistema. Un abordaje práctico para obtener estas propiedades dinámicas en sistemas de paneles solares fijos montados a nivel de terreno es llevar a cabo mediciones de campo en sistemas representativos a escala natural. Como se dijo en el artículo C 1.9, la mayoría de los programas usados en análisis estructural tienen la capacidad de proveer las frecuencias naturales de la estructura que está siendo analizada. También en el artículo C 1.9 se dan pautas sobre relaciones de amortiguamiento para varios tipos de estructuras. La relación de amortiguamiento usada en la Figura 4.5-11 debería ser el amortiguamiento estructural antes que el amortiguamiento total, el cual incluye el amortiguamiento aerodinámico.
El amortiguamiento aerodinámico puede ser experimentado por una estructura que oscila en el aire. Puede ser positivo, sumándose con el amortiguamiento
estructural, o negativo, lo que lleva a oscilaciones in es tab les .
Las acciones de viento derivadas del uso combinado de los coeficientes de carga estáticos y dinámicos del artículo 4.5.5 son apropiadas para sistemas de paneles fijos montados a nivel del terreno que cumplan los requisitos especificados en el mismo y aceptando que las deflecciones inducidas por el viento son pequeñas, y por lo tanto, el sistema no es flexible. Como se explicó al principio de esta sección, estructuras flexibles, tales como los seguidores de eje simple, son propensos a experimentar efectos aeroelásticos e inestabilidades torsionales, como lo discute Taylor and Browne (2020), lo que debe ser considerado en el diseño de tales sistemas.
4.5.5.1. Alcance
C 4.5.5.1. Alcance
Las cargas de viento para paneles solares fotovoltaicos con inclinación fija montados sobre el terreno, que cumplan las limitaciones geométricas que se enumeran a continuación, se calculan de acuerdo con los artículos 4.5.5.2 y 4.5.5.3, con la
notación indicada en la Figura 4.5-9.
Los modelos de los paneles fotovoltaicos usados en la investigación en que se basa el artículo 4.5.5 fueron
instalados en el túnel de viento sobre una superficie plana. Para emplazamientos en zona de montaña, se recomiendan estudios especiales basados en los procedimientos del Capítulo 6.
• 1,8 m ≤ Lc ≤ 4,4 m
• (Wg/Lc) ≥ 7
• 0° ≤ ≤ 60° • 0,50 ≤ (h/Lc) ≤ 0,80
• 0,20 ≤ (Lc/S) ≤ 0,60
• sp ≤ 0,014Lc
• SL ≤ 0,25Lc
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Cap. 4 - 115
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• ST ≤ 2S • Número de filas ≥ 3
• Las filas tienen la misma longitud de cuerda.
• La relación de área bloqueada por los soportes al área total bajo el borde más bajo de los paneles ≤ 8 % sobre cualquier longitud de 4Lc.
donde:
Lc longitud de la cuerda del panel, en m,
Wg longitud de la fila más corta del conjunto, en m,
ángulo entre los paneles solares y la superficie del terreno, en grados,
h altura media del panel, en m,
S espaciamiento de filas de centro a centro, en m,
sp espacio libre entre paneles adyacentes en ambas direcciones, en m,
SL distancia horizontal en la dirección longitudinal de espacio abierto en una fila simple, en m,
ST distancia horizontal en la dirección transversal de espacio abierto entre filas adyacentes, en m.
4.5.5.2. Cargas de viento de diseño
La fuerza de viento de diseño, Fn, y el momento de diseño con respecto al centro del plano del panel, Mc, para paneles solares montados sobre el terreno se calculan según las Ecuaciones (4.5-8) y (4.5-9), respectivamente:
Fn = qh [±(GCgn)] A
(4.5-8)
Mc = qh [±(GCgm)] A Lc
(4.5-9)
donde:
GCgn = [± (GCgnestático) ± (GCgndinámico)] (4.5-10)
GCgm = [± (GCgmestático) ± (GCgmdinámico)] (4.5-11) Fn fuerza de viento de diseño, en N;
Mc momento de diseño, en Nm;
qh presión dinámica para todas las superficies evaluada a la altura media del panel, h, en N/m2;
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COMENTARIO
Cap. 4 - 116
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(GCgnestático)
Coeficiente de presión estática neta, según Figura 4.5-10;
(GCgndinámico)
Coeficiente de presión dinámica
neta, según Figura 4.5-11, aplicado con el signo que resulte en el efecto de carga más desfavorable;
(GCgmestático)
Coeficiente de momento estático, según Figura 4.5-10;
(GCgmdinámico)
Coeficiente de momento dinámico,
según Figura 4.5-11, aplicado con el signo que resulte en el efecto de carga más desfavorable;
A área efectiva de viento del elemento, en m2.
Se deben calcular las cargas de diseño para las zonas interiores protegidas, Zona 1, y las zonas exteriores perimetrales, Zona 2, según Figura 4.5-9.
Para conjuntos con 0,20 ≤ (Lc/S) < 0,25, todas las filas se deben diseñar usando los coeficientes estáticos y dinámicos correspondientes a la Zona 2.
Cuando los efectos topográficos son significativos, es decir, Kzt calculado según la expresión (1.8-1), sea
mayor que 1, se deben usar los coeficientes estáticos y dinámicos de la Zona 2 para todo el conjunto.
4.5.5.3. Diseño de los soportes y fundaciones
Los soportes y las fundaciones se diseñan para la aplicación simultánea de la fuerza de diseño, Fn, y del momento de diseño, Mc. El valor de diseño empleado para la componente horizontal de Fn no será menor que 0,1 veces la componente vertical de Fn.
4.5.5.4. Frecuencia reducida para sistemas de paneles solares montados sobre el terreno
La frecuencia reducida, Ns, para sistemas de paneles solares montados sobre el terreno se calculará con la expresión (4.5-12):
Ns = nLc / V
(4.5-12)
donde n es la frecuencia natural más baja del modo de interés (momento o flexión), en Hz, y V es la
velocidad básica del viento en m/s.
COMENTARIO
4.6. PARAPETOS
C 4.6. PARAPETOS
Las cargas de viento sobre parapetos se especifican en el artículo 2.4.5 para edificios de todas las alturas diseñados utilizando el Procedimiento Direccional.
Previo a la edición de 2002 de la norma ASCE 7, no se habían incluido disposiciones para el diseño de parapetos debido a la falta de investigación directa. En la edición de
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Cap. 4 - 117
REGLAMENTO
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COMENTARIO
2002 de este estándar, se agregó un método racional basado en la experiencia, intuición y juicio colectivos de la comisión. En la edición 2005, las disposiciones para parapetos se actualizaron como resultado de la investigación realizada en la Universidad de Western Ontario (Mans y asoc, 2000 y 2001) y en la Universidad de Concordia (Stathopoulos y asoc, 2002a, 2002b).
Las presiones de viento sobre un parapeto son una combinación de presiones de pared y cubierta, que dependen de la ubicación del parapeto y de la dirección del viento (Figura C 4.6-1). Un parapeto a barlovento experimentará la presión positiva de pared sobre su superficie frontal (lado exterior del edificio) y la presión negativade zona de borde de cubierta sobre su superficie posterior (lado del techo).
Este comportamiento sebasa en el concepto de que la zona de succión causada por la separación de la corriente de viento en el alero de cubierta sube hacia la parte superior del parapeto cuando hay uno presente. Así la misma succión que actúa sobre el borde de cubierta también actuará en la parte posterior del parapeto.
El parapeto a sotavento experimentará una presión positiva de pared sobre su superficie a barlovento (lado del techo) y una presión negativa depared sobre su superficie posterior (contrafrente del edificio). Dado que generalmente los parapetos están demasiado separados, el parapeto a barlovento no produce protección sobre el parapeto a sotavento y por lo tanto no debe haber reducciones en la presión positiva sobre éste.
Debido a que todos los parapetos se deben diseñar para todas las direcciones de viento, cada uno sería a su turno parapeto de barlovento y de sotavento, y por lo tanto se deben diseñar para ambos conjuntos de presiones.
Para el diseño del SPRFV, las presiones usadas describen la contribución del parapeto a las cargas de viento totales sobre aquel sistema. Por simplicidad, las presiones frontales y posteriores sobreel parapeto sehan combinado en un coeficiente para el diseño del SPRFV.
El diseñador estructural típicamente no necesitará las presiones frontal y posterior separadas para el diseño del SPRFV. Las presiones internas dentro del parapeto, si las hubiera, se cancelan en la determinación del coeficiente combinado. La sumatoria de estos coeficientes de presión externa e interna, frontal y posterior es un nuevo término GCpn, Coeficiente de presión neta combinada para un parapeto.
Para el diseño de componentes y revestimientos, se utilizó un enfoque similar. Sin embargo, no es posible simplificar los coeficientes debido al aumento de complejidad de los coeficientes de presión de componentes y revestimientos. Sumado a esto, las pres iones frontales y posteriores no están combinadas debido a que el diseñador estructural puede estar diseñando elementos separados sobre cada cara del parapeto.
Cap. 4 - 118
REGLAMENTO
COMENTARIO
Se requiere la presión interna para determinar las presiones netas sobre las superficies a barlovento y sotavento del parapeto. Los requisitos guían al diseñador al correcto GCp y presión dinámica a usar paracada superficie, tal como se ilustra en la Figura C 4.6-1. Las paredes interiores que sobresalen a través de la cubierta, tales como paredes de particiones y paredes cortafuegos, se deben diseñar como parapetos a barlovento tanto para SPRFVy componentes y rev es timien to s .
La presión interior quepuedaestar presente dentro de un parapeto, es altamente dependiente de la porosidad de la envolvente del parapeto. En otras palabras, depende de la probabilidad de que los materiales de la superficie de la pared dejen filtrar la presión de aire hacia las cavidades internas del parapeto.
Para parapetos sólidos, tales como de hormigón o mampostería, la presión interior es cero debido a que no hay cavidades interiores. Ciertos materiales de pared pueden ser impermeables a las fugas de aire, y como tales tienen poca o ninguna presión o succión internas, de manera que puede resultar apropiado usar el valor d e (GCpi) para un edificio cerrado.
Sin embargo, ciertos materiales y sistemas usados para construir parapetos que contienen cavidades, son más porosos, justificándose así el uso de valores de (GCpi) para edificios parcialmente cerrados o más altos.
Otro factor en la determinación de la presión interna es si la cavidad del parapeto se conecta con el espacio interno del edificio, permitiendo a la presión interna del edificio propagarse dentro del parapeto. Se deja al juicio del diseñador profesional la selección del coeficiente de presión interna apropiado.
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Cap. 4 - 119
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C 4.6-1. Presiones de viento de diseño en parapetos
4.7. VOLADIZOS DE CUBIERTA
Las cargas de viento sobre voladizos de cubierta se especifican en el artículo 2.4.4 para edificios de todas las alturas diseñados utilizando el Procedimiento Direccional.
4.8. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMAS C 4.8. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMAS
La fuerza de viento de diseño para otras estructuras no debe ser menor que 0,8 kN/m2 multiplicada por el área Af.
Este artículo especifica unacargade viento mínima que se debe aplicar horizontalmente sobre la proyección vertical
completa del edificio u otra estructura, tal como se muestra en la Figura C 2.1-1. Este caso de carga se debe aplicar como un caso de carga separado que seagrega a los casos
de carga normal especificados en otros artículos de este capítulo.
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Cap. 4 - 120
REGLAMENTO
Otras estructuras Figura 4.4-1 Coeficientes de fuerza, (Cf)
COMENTARIO
Todo h Paredes libres llenas y carteles
libres llenos
CASO A
VISTAS EN PLANTA CASO B
CASO C
Notación B = dimensión horizontal del cartel, en m. e = excentricidad de la fuerza, en m. F = fuerza de viento de diseño para otras estructuras, en N. h = altura del cartel, en m. Lr = dimensión horizontal de la esquina de retorno, en m. Rmin = t / min (B y s) Rmax = t / max (B y s) s = dimensión vertical del cartel, en m. t = espesor del cartel, en m.
= relación entre el área sólida y el área bruta.
Coeficientes de fuerza Cf, CASO A y CASO B
Relación de
Relación de Aspecto, B/s
Espacio libre,
s/h
≤ 0,05 0,1 0,2 0,5 1
2
4
5 10 20 30 ≥ 45
1
1,80 1,70 1,65 1,55 1,45 1,40 1,35 1,35 1,30 1,30 1,30 1,30
0,9
1,85 1,75 1,70 1,60 1,55 1,50 1,45 1,45 1,40 1,40 1,40 1,40
0,7
1,90 1,85 1,75 1,70 1,65 1,60 1,60 1,55 1,55 1,55 1,55 1,55
0,5
1,95 1,85 1,80 1,75 1,75 1,70 1,70 1,70 1,70 1,70 1,70 1,75
0,3
1,95 1,90 1,85 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,85 1,85 1,85
0,2 ≤ 0,16
1,95 1,90 1,85 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,85 1,90 1,90 1,95 1,95 1,90 1,85 1,85 1,80 1,80 1,85 1,85 1,85 1,90 1,90 1,95
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Cap. 4 - 121
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras Figura 4.4-1 (continuación)
Coeficientes de fuerza, (Cf)
Todo h
Paredes libres llenas y carteles libres llenos
Coeficientes de fuerza Cf, CASO C
Región
(distancia
Relación de Aspecto, B/s
horizontal
desde el
borde de 2 3 4 5
6
7
8
barlovento)
Región Relación de
(distancia Aspecto,
horizontal
B/s
desde el
9 10 borde de 13 ≥ 45
barlovento)
0as
2,25 2,60 2,90 3,10* 3,30* 3,40* 3,55* 3,65* 3,75*
0as
4,00* 4,30*
s a 2s 1,50 1,70 1,90 2,00 2,15 2,25 2,30 2,35 2,45 s a 2s 2,60 2,55
2s a 3s
1,15 1,30 1,45 1,55 1,65 1,70 1,75 1,85 2s a 3s 2,00 1,95
3s a 10s
1,10 1,05 1,05 1,05 1,05 1,00 0,95 3s a 4s 1,50 1,85
4s a 5s 5s a 10s
>10s
1,35 1,85 0,90 1,10 0,55 0,55
*Los valores se multiplicarán por el siguiente factor de reducción cuando exista una esquina de retorno:
Lr/s
Factor de reducción
0,3
0,9
1
0,75
≥2
0,6
Notas: El término "carteles" en estas notas también se aplica a las paredes libres.
1. Los carteles con aberturas que comprendan menos del 30 % del área bruta se clasifican como carteles llenos. Se permitirá multiplicar por el factor de reducción (1 – (1 – )1,5) a los coeficientes de fuerza para
carteles llenos con aberturas.
2. Para considerar ambas direcciones del viento, normal y oblicua, se deben tener en cuenta los siguientes casos: Para s/h < 1 (cartel separado del suelo):
Caso A: La fuerza resultante actúa perpendicular a la cara del cartel en el centro geométrico.
Caso B: La fuerza resultante actúa perpendicular a la cara del cartel a una distancia desde el centro geométrico hacia el borde de barlovento igual a 0,2 veces el ancho promedio del cartel. Para carteles de doble cara con todos los lados cerrados y Rmax ≤ 0,4, se permite usar excentricidad de fuerza, e = (0,2 – 0,25Rmax) B. Para carteles de dos caras con todos los lados cerrados y Rmin ≤ 0,75, se permite multiplicar los valores de Cf tabulados en los casos A y B por el factor de reducción, (1 – 0,133Rmin). Para B/s ≥ 2, también se debe considerar el caso C;
Caso C: Las fuerzas resultantes actúan de forma perpendicular a la cara del cartel en los centros geométricos de cada región.
Para s/h = 1 (cartel o pared apoyando en forma continua en el suelo): Considerar los mismos casos anteriores, pero con la fuerza resultante actuando a una distancia igual a 0,05h por encima del centro geométrico.
3. Para el caso C donde s/h > 0,8, los coeficientes de fuerza se multiplicarán por el factor de reducción (1,8 –s/h).
Está permitido aplicar esta reducción con los especificados en la Nota 2. 4. Se permite la interpolación lineal para valores de s/h, B/s y Lr/s distintos de los mostrados.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 4 - 122
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras Figura 4.5-1 Coeficientes de fuerza, (Cf)
Todo h
Chimeneas, tanques y estructuras similares
Coeficientes de Fuerza, Cf
Sección transversal Tipo de superficie 1
h/D
7
25
Cuadrada (viento normal a la cara)
Todas
1,3 1,4 2,0
Cuadrada (viento según la diagonal)
Todas
1,0 1,1 1,5
Hexagonal u octogonal
Todas
1,0 1,2 1,4
Circular, √
Moderadamente suave
0,5
0,6
0,7
Rugosa
0,7 0,8 0,9
Muy rugosa
0,8 1,0 1,2
Circular, √
Todas
0,7 0,8 1,2
Notación D = diámetro de la sección transversal circular y menor dimensión horizontal de las secciones transversales cuadradas, hexagonales u octogonales en elevación bajo consideración, en m. D’ = profundidad de los elementos que sobresalen, como nervaduras y ribetes, en m. h = altura de la estructura, en m. qz = presión dinámica evaluada a la altura z sobre el suelo, en N/m2.
Notas: 1. La fuerza del viento de diseño se calculará en función del área de la estructura proyectada en un plano
vertical normal a la dirección del viento. Se supondrá que la fuerza actúa paralelamente a la dirección del viento. 2. Se permite la interpolación lineal para valores h/D distintos de los mostrados.
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Cap. 4 - 123
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras
Figura 4.5-2
Coeficientes de fuerza, (Cf)
Estructuras abiertas
Todo h
Carteles abiertos y Estructuras reticuladas
< 0,1 0,1 a 0,29 0,3 a 0,7
Coeficientes de fuerza, Cf
Elementos de caras planas
Elementos circulares
√
√
2
1,2
0,8
1,8
1,3
0,9
1,6
1,5
1,1
Notación ε = relación entre el área sólida y el área bruta. D = diámetro de un miembro redondo típico, en m. qz = presión dinámica evaluada a la altura z sobre el suelo, en N/m2.
Notas: 1. Los carteles con aberturas que representen el 30 % o más del área bruta se clasifican como carteles
abiertos. 2. El cálculo de las fuerzas del viento de diseño se basará en el área de todos los miembros expuestos y
elementos proyectados en un plano normal a la dirección del viento. Se supondrá que las fuerzas actúan paralelamente a la dirección del viento. 3. El área Af consistente con estos coeficientes de fuerza es el área sólida proyectada normal a la dirección del viento.
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Cap. 4 - 124
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras Figura 4.5-3 Coeficientes de fuerza, (Cf) Estructuras abiertas
Todo h Torres reticuladas
Sección transversal de la torre Cuadrado Triángulo
Cf 4,0 2 – 5,9 + 4,0 3,4 2 – 4,7 + 3,4
Notación relación entre el área sólida y el área bruta de una cara de la torre para el segmento en consideración.
Notas: 1. Para todas las direcciones del viento consideradas, el área Af consistente con los coeficientes de fuerza
especificados será el área sólida de la cara de una torre proyectada en el plano de esa cara para el segmento de torre en consideración. 2. Los coeficientes de fuerza especificados son para torres con ángulos estructurales o elementos de lados planos similares. 3. Para torres que contienen miembros redondeados, es aceptable multiplicar los coeficientes de fuerza especificados por el siguiente factor al determinar las fuerzas del viento en dichos miembros:
0,51 2 + 0,57, pero no > 1,0 4. Las fuerzas del viento se aplicarán en las direcciones que den como resultado fuerzas y reacciones máximas
en los miembros. Para torres con secciones transversales cuadradas, las fuerzas del viento se multiplicarán por el siguiente factor cuando el viento se dirija a lo largo de la diagonal de una torre:
1 + 0,75 , pero no > 1,2 5. Las fuerzas del viento en los accesorios de la torre, como escaleras, conductos, luces, ascensores, etc., se
calcularán utilizando los coeficientes de fuerza apropiados para estos elementos. 6. Se debe tener en cuenta el incremento de cargas debido a la adherencia de hielo. (Ver Reglamento CIRSOC
104).
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Cap. 4 - 125
REGLAMENTO
Otras estructuras Figura 4.5-4 D ≤ 40 m, 0,25 ≤ H/D < 4,0 Nomenclatura
COMENTARIO
h ≤ 40 m Silos, tanques y recipientes
cilíndricos verticales cerrados - aislados
Notación C = espaciamiento, en m. D = diámetro de una estructura circular, en m. h = altura media de la cubierta, en m. H = altura del cilindro sólido, en m. Z = altura al centroide del área proyectada de la estructura circular, en m.
= ángulo de la dirección del viento, en grados.
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Cap. 4 - 126
REGLAMENTO
Otras estructuras Figura 4.5-5 D ≤ 40 m y 0,25 ≤ H/D < 4 Coeficientes de presión externa, Cp
COMENTARIO
h ≤ 40 m Techos de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
Notación h = altura media de la cubierta, en m. H = altura del cilindro sólido, en m. D = diámetro de una estructura circular, en m.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa Cp
Zona 1 Zona 2
- 0,8 - 0,5
Notas: Para techos con promedio menor a 10°, la dimensión, b, se determinará de la siguiente manera.
H/D
0,25 0,5 ≥ 1,0
b
0,2D 0,5D 0,1h + 0,6D
Se permite la interpolación lineal.
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Cap. 4 - 127
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras
h ≤ 40 m
Figura 4.5-6
D ≤ 40 m, 0,25 ≤ H/D < 4 espacios entre centros ≤ 1,25 D
Silos, tanques y recipientes
Coeficientes de fuerza de arrastre, (Cf) y coeficientes de presión del techo, Cp
cilíndricos verticales cerrados agrupados
Notación D = diámetro de una estructura circular, en m. h = altura media del techo, en m. H = la altura del cilindro sólido, en m.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Coeficiente de fuerza de arrastre (Cf) en paredes proyectadas
H/D
Cf
Usar con
<1
1,3
qh
2
1,1
qh
4
1,0
qh
Coeficientes de presión del techo, Cp, para uso con qh
H/D
< 10°
≤ 0,5 ≥ 1,0
10° < < 30°
≤ 4,0
Zona 1
-0,9 -1,3 -1,0
Zona 2
-0,5 -0,7 -0,6
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Cap. 4 - 128
REGLAMENTO
Otras estructuras
Figura 4.5-7
Edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
Cargas de viento de diseño
COMENTARIO
Todas las alturas Paneles solares en techos con
≤ 7°
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Cap. 4 - 129
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras Figura 4.5-7 (continuación) Cargas de viento de diseño
Edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
Todas las alturas
Paneles solares en techos con ≤ 7°
Notación A = área de viento efectiva, en m2. An = área de viento normalizada, adimensional. d0 = para un conjunto de paneles solares en el techo, distancia horizontal ortogonal entre el borde del conjunto y el borde del edificio. d1 = para un conjunto de paneles solares en el techo, distancia horizontal ortogonal entre bordes de conjuntos adyacentes, ignorando cualquier equipo de azotea, en m. d2 = para paneles solares de un mismo conjunto en el techo, distancia horizontal desde el borde de un panel hasta el borde más cercano en la siguiente fila, en m. h = altura media del techo de un edificio, excepto cuando el ángulo del techo sea menor o igual a 10°, en cuyo caso será la altura del alero, en m. h1 = altura de la brecha entre los paneles y la superficie del techo, en m. h2 = altura de un panel solar sobre el techo en el borde superior del panel, en m. hpt = altura media del parapeto sobre la superficie del techo adyacente, para usar con la ecuación 4.5-4, en m. Lp = longitud de la cuerda del panel. WL = ancho de un edificio en su lado más largo, en m. WS = ancho de un edificio en su lado más corto, en m. E = factor de mayoración de borde. = ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados. = ángulo que forma el panel solar con la superficie del techo en grados.
Notas: 1. (GCrn) actúa hacia (+) y alejándose (-) de la superficie superior de los paneles.
2. Se permite la interpolación lineal para entre 5° y 15°. 3. An = A·(1000 / [max (Lb ; 4,5 m)2]), donde A es el área de viento efectiva del elemento estructural del panel
solar que se está considerando, y Lb es el mínimo entre 0,4(hWL)0,5 ó h ó Ws, en m.
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Cap. 4 - 130
REGLAMENTO
Otras estructuras
Figura 4.5-8
Edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
Factor de ecualización de presión del panel solar, a
COMENTARIO
Todas las alturas Paneles solares en techos con
≤ 7°
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Cap. 4 - 131
REGLAMENTO
Otras estructuras Figura 4.5-9 Parámetros para la aplicación de los requisitos
COMENTARIO
Sistema de paneles solares de inclinación fija montados en el
terreno
Notas: dp = distancia horizontal del borde de la Zona 1 al extremo de la fila, en metros ; dp = 4Lc o 9 m, el valor que
resulte menor. ds = distancia horizontal entre extremos desfasados de filas contiguas, en m.
1. Cuando un área abierta con fines de acceso y/o de paso libre supere una distancia igual a 0,25Lc en la dirección longitudinal, o a 2S en la dirección transversal, se formará una nueva Zona 2 en el lugar donde se encuentran los conjuntos.
2. Cuando ds > 1,5Lc, el ancho de la Zona 2 se incrementará hasta ds en la dirección longitudinal. 3. El ancho de la Zona 2 será siempre de tres hileras en sentido transversal.
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Cap. 4 - 132
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras
Figura 4.5-10
Cargas de viento de diseño: coeficientes estáticos de carga de viento
Sistema de paneles solares de inclinación fija montados en el
terreno
Coeficientes de Presión Neta Estática para las zonas 1 y 2 (GCgnestático)
Coeficientes de Momento Estático para las zonas 1 y 2 (GCgmestático)
Notas:
1. Se permitirá la interpolación lineal para los valores de comprendidos entre 5° y 15°. 2. (GCgn) representa las presiones netas (aporte de las superficies superior e inferior de los paneles solares);
los signos más y menos corresponden a las fuerzas que actúan hacia y desde los paneles, respectivamente;
cada elemento estructural se diseñará para soportar los máximos esfuerzos producidos por estos dos casos de carga. 3. (GCgm) representa los momentos con respecto al centro del plano de los paneles (aporte de las superficies superior e inferior de los paneles solares) que comprende la longitud de la cuerda del panel (Lc); los
coeficientes positivos indican los momentos que actúan en el sentido contrario al de las agujas del reloj (ver la Figura 4.5-9), mientras que los coeficientes negativos indican los momentos que actúan en el sentido de
las agujas del reloj; cada elemento estructural se diseñará para soportar los máximos esfuerzos producidos por estos dos casos de carga.
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Cap. 4 - 133
REGLAMENTO
COMENTARIO
Otras estructuras
Sistema de paneles solares de
Figura 4.5-11
Cargas de viento de diseño: coeficientes dinámicos inclinación fija montados en el
de carga de viento
terreno
Coeficientes de Presión Neta Dinámica para las zonas 1 y 2 (GCgndinámico)
Coeficientes de Momento Dinámico para las zonas 1 y 2 (GCgmdinámico)
Notación A1 = 4Lc2 o 50 m2, el que resulte menor. A2 = 15Lc2 o 100 m2, el que resulte menor. = relación de amortiguación (% del crítico) en el modo de interés.
Notas: 1. Los coeficientes dinámicos con una relación de amortiguamiento, , distinta del 1 % (0,01), se calcularán
multiplicando los coeficientes de esta figura, por √ 0,01 , donde ≤ 0,05. 2. Se permitirá la interpolación lineal para valores intermedios del área de viento efectiva, A.
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Cap. 4 - 134
REGLAMENTO
COMENTARIO
CAPÍTULO 5. CAPÍTULO 5. CARGAS DE VIENTO: COMPONENTES Y REVESTIMIENTOS (C&R)
5.1. ALCANCE
C 5.1. ALCANCE
El Capítulo 5 trata las cargas de viento sobre C&R conforme al Capítulo 30 de ASCE 7-22; a diferencia de los otros capítulos, que en general tienen la estructura de los capítulos correspondientes de ASCE 7-10 y contienen tópicos actualizados conforme a ASCE 7-16.
Al desarrollar el conjunto de coeficientes de presión
aplicables para el diseño de componentes y revestimientos (C&R) tal como se da en las Figuras 5.3-1, 5.3-2 A-G, 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5A-B y 5.3-6, se siguió un enfoque
envolvente, pero usando diferentes métodos que para el SPRFV de la Figura AC.3-1.
Las fluctuaciones de presión entre distintos puntos de un área efectiva pequeña pueden estar altamente correlacionadas (considerar, por ejemplo, el área efectiva asociada con el diseño de un sujetador).
Considérese las cargas locales sobre correas que se muestran en la Figura C AC.3-1. El enfoque involucraba promediado espacial y promediado temporal de las presiones puntuales sobre el área efectiva que transmitía cargas a la correa, mientras que el modelo del edificio rotaba 360° en el túnel de viento. Como las presiones localizadas inducidas pueden también variar ampliamente en función de la ubicación específica sobre el edificio, la altura sobre el nivel del terreno, la exposición y, lo más importante, las discontinuidades geométricas locales y la ubicación del elemento con respecto a los bordes en las superficies del edificio (paredes, líneas de cubierta), estos factores también fueron considerados al realizar la envolvente de los ensayos de túnel de viento.
Por ello, las Figuras 5.3-1, 5.3-2A-G, 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5AB y 5.3-6 no distinguen los efectos de la direccionalidad del viento y la influencia de la exposición; y las superficies del edificio se han zonificado para reflejar una envolvente de las presiones pico posibles para una aplicación de diseño dada.
Las zonas del techo y los coeficientes de presión en la Figura 5.3-2A se basan en el análisis de Kopp and Morrison (2014), que hizo uso de la extensa base de datos de túnel de viento desarrollada por Ho y asoc. (2005). St. Pierre y asoc. (2005) suministraron unaevaluación de esta base de datos comparada con datos anteriores de Davenport y asoc. (1977, 1978) y ASCE 7- 02; mientras Ho y asoc. (2005) compararon los datos con datos de campo a escala natural de Texas Tech University (Metha and Levitan, 1998). Todos los datos fuente usados en el estudio están públicamente accesibles a través de la página web del National Institute of Standards and Technology (ver p. ej., Main and Fritz, 2006). Comparado a las versiones previas de este reglamento, los coeficientes de presión sehan incrementado y son ahora más consistentes con los coeficientes para edificios de más de 18 m de alto.
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Cap. 5 - 135
REGLAMENTO
COMENTARIO
Los tamaños de las zonas también se han modificado para minimizar el incremento de los coeficientes de presión en las Zonas 1 y 2. Los datos indican quepara estos edificios bajos el tamaño de las zonas del techo depende primariamente de la altura del edificio, h. Ahora hay una Zona 1 que toma en cuenta las cargas más bajas en el medio del techo de grandes edificios. La Zona 3 (esquinas del techo) tiene forma de L, consistente con la forma de la Zona 3 de edificios de más de 18 m de alto y consistente con los datos de carga de viento. En la Figura C 5-1 se ilustran cuatro potenciales configuraciones de zonas basadas en la relación de las dimensiones de planta entre los edificios más pequeños y más grandes. Además, cuando la dimensión horizontal más grande es menor que 0,4h (el edificio no corresponde a una forma típica de un edificio de baja altura), hay una única zona (Zona 3). Hay explicaciones detalladas en Kopp and Morrison (2014).
Tal como se indicó en la discusión para la Figura AC.3-1,
los experimentos en túnel de viento verificaron ambos terrenos de exposición B y C. Básicamente los valores de (GCp) asociados con el terreno de exposición B serán más
altos que aquellos para terreno de exposición C debido a la presión dinámica reducida en el terreno de exposición B.
Los valores de (GCp) dados en las Figuras 5.3-1, 5.3-2AG, 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5A-B y 5.3-6 seasocian con terreno de exposición C tal como se obtuvieron en el túnel de viento. Sin embargo, también se pueden aplicar a cualquier exposición cuando se usa la presión dinámica que representala exposición apropiada. Los valores de (GCp) dados en las Figuras 5.3-2 A-G están asociados con ensayos en túnel de viento realizados en ambas Exposiciones B y C.
Los coeficientes de presión dados en la Figura 5.4-1 para edificios con altura media mayor que 20 m se desarrollaron siguiendo un enfoque similar, pero la influencia de la exposición no estuvo involucrada (Stathopoulos and Dumitrescu-Brulotte, 1989). Por lo tanto, se pueden usar los valores de (GCp) con las categorías de exposición B, C, o D.
5.1.1. Tipos de edificio
C 5.1.1. Tipos de edificio
Este capítulo se aplica al cálculo de presiones de viento sobre componentes y revestimientos (C&R) de edificios y otros tipos de estructuras.
Parte 1: se aplica a edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
• de baja altura (ver la definición en el artículo 1.2); o
• con altura h ≤ 20 m
En ASCE (2011) se pueden encontrar lineamientos para estimar G, Cf y Af para C&R de estructuras que se
encuentran en la industria petroquímica y otras instalaciones industriales que no están incluidas en CIRSOC 102 ni ASCE 7. Este documento refiere a ASCE
7-05, por lo que debe hacerse ajustes para compatibilizar su aplicación con la presente revisión de CIRSOC 102.
El edificio tiene cubierta plana, cubierta a dos aguas, cubierta a dos aguas múltiple, cubierta a cuatro aguas, cubierta de vertiente única, cubierta
escalonada o cubierta en diente de sierra, y las presiones de viento se calculan a partir de una expresión de presión de viento.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 136
REGLAMENTO
Parte 2: se aplica a edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
• con altura h > 20 m
El edificio tiene cubierta plana, cubierta de vertiente única, cubierta a dos o a cuatro aguas en mansarda, cubierta abovedada o cúpula y las presiones de viento se calculan a partir de una expresión de presión de viento.
Parte 3: se aplica a edificios abiertos de todas las alturas, con cubierta aislada a dos aguas, cubierta aislada de vertiente única o cubierta a dos aguas con diedro negativo.
Parte 4: se aplica a accesorios de edificios tales como voladizos de cubierta, parapetos, equipamientos sobre techos, paneles solares en cubiertas y elementos de solados no adheridos.
• Paneles solares en cubiertas: Edificios de todas las alturas con cubiertas planas, cubiertas a dos o cuatro aguas con inclinaciones de cubierta menor o igual a 7°;
• solados no adheridos: Edificios de todas las alturas con inclinaciones de cubierta menor o igual a 7°.
Parte 5: se aplica a otros tipos de estructuras tales como recipientes cilíndricos verticales cerrados y tanques.
• Silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados: h ≤ 40 m.
Parte 6: es un enfoque simplificado y se puede aplicar a un edificio cerrado, parcialmente cerrado o parcialmente abierto, de diafragma simple, tal como se definen en el artículo 1.2 con una altura media de cubierta h ≤ 10 m y ángulo de inclinación de cubierta menor o igual que 10°. Las presiones de viento se obtienen directamente de una Tabla.
5.1.2. Condiciones
Un edificio cuyas cargas de viento de diseño están calculadas de acuerdo con este capítulo, debe cumplir con las siguientes condiciones:
1. El edificio es de forma regular, como se define en el artículo 1.2, y
2. el edificio no tiene características de respuesta que lo hagan objeto de cargas transversales de viento, desprendimientos de vórtices, inestabilidad debida a galope y flameo, o no tiene un sitio de emplazamiento para el cual los efectos de canalización o el golpeteo en la estela debida a obstrucciones a barlovento generen consideración especial.
5.1.3. Limitaciones
Las disposiciones de este capítulo toman en consideración el efecto de amplificación de carga
COMENTARIO
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 137
REGLAMENTO
COMENTARIO
causado por ráfagas en resonancia con las vibraciones en dirección del viento de edificios flexibles.
Las cargas sobre edificios que no cumplan con los requisitos del artículo 5.1.2 o tengan forma o características de respuesta inusuales, se deben diseñar recurriendo a bibliografía reconocida que documente tales efectos de carga de viento o deben
usar los procedimientos del Capítulo 6.
5.1.4. Protección
No habrá reducciones en la presión dinámica debidas a la aparente protección proporcionada por
edificios y otras estructuras o características del terreno.
5.1.5. Revestimiento permeable al aire
C 5.1.5. Revestimiento permeable al aire
Las cargas de viento de diseño calculadas según este capítulo se deben usar para revestimientos
permeables al aire, incluyendo techos verdes modulares, a menos que se demuestren cargas menores mediante datos de ensayos aprobados o la
bibliografía reconocida para el tipo de revestimiento permeable al aire que se está considerando.
Los revestimientos de pared o cubierta permeables al aire permiten una ecualización parcial de la presión de aire entre sus superficies interior y exterior. Ejemplos de esto lo constituyen sidings, fachadas ventiladas, tejas, techos verdes modulares, pisos flotantes sobre losa y cubiertas con agregados sueltos.
La presión pico que actúa a través de un material de revestimiento permeable al aire depende de las características de otros componentes o capas del conjunto de la envolvente del edificio. En cualquier instante dado la presión neta total a través de un conjunto envolvente del edificio será igual a la suma de las presiones parciales a través de las capas individuales, tal como se muestra en la Figura C 5.1-1.
Sin embargo, la proporción de la presión neta total transmitidas por cada capa variará de instante en instante debido a la fluctuación en las presiones internas y externas y dependerán de la porosidad y rigidezde cada capa, tanto como de los volúmenes de los espacios de aire entre las capas.
Como resultado, aunque hay una carga compartida entre varias capas, la suma de las presiones pico a través de las capas individuales típicamente excederán la presión pico a través del sistema entero. En ausencia de información detallada sobrela división de las cargas, un enfoque simple y conservativo es asignar la presión diferencial completa a cada capa diseñada para soportar carga.
Para maximizar la ecualización de presiones (reducción) a través de cualquier sistema de revestimiento (con independencia de la permeabilidad del revestimiento en sí),
la capa o capas detrás del revestimiento deberían ser:
• relativamente rígidas, en comparación al material de revestimiento y
• relativamente impermeables al aire en comparación al material de revestimiento.
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Cap. 5 - 138
REGLAMENTO
COMENTARIO
Más aún, el espacio de aire entre el revestimiento y la superficie envolvente del edificio, próxima adyacente detrás del revestimiento (es decir la capa exterior), debe ser tan pequeño como sea posible y compartimentado para evitar comunicación o ventilación entre diferentes zonas de presión de las superficies del edificio.
Las presiones deviento de diseño derivadas del Capítulo 5 representan el diferencial de presión entre las superficies interior y exterior de la envolvente exterior (sistema de paredes o cubiertas). Debido a la ecualización parcial de la presión de aire provocada por revestimientos permeables al aire, las presiones de componentes y revestimientos obtenidas a partir del Capítulo 5 pueden sobreestimar la carga sobre elementos del revestimiento permeables al aire.
El diseñador puede usar las cargas derivadas del Capítulo 5 o bien las cargas derivadas de un método alternativo aprobado. Si el diseñador desea determinar el diferencial de presión a través de un elemento de revestimiento específico en combinación con otros elementos que comprenden un conjunto específico envolvente del edificio, se deberán hacer mediciones apropiadas de presión a escala natural sobre el conjunto pertinente envolvente del edificio, o se debe hacer referencia a la bibliografía reconocida (Cheung and Melbourne, 1986; Haig, 1990; Baskaran, 1992; SBCCI, 1994; Peterka y asoc., 1997; ASTM 2006, 2007; Kala y asoc., 2008; Baskaran y asoc., 2012; Kopp and Gavanski, 2012 y Cope y asoc., 2012) para documentación relacionada con cargas de viento.
Tales métodos alternativos pueden variar d e acuerdo con un producto de revestimiento dado o clase de productos de revestimientos o conjuntos debido a que cada uno tiene características únicas que afectan la ecualización de presiones. Es importanteconsiderar la metodología usada para determinar la distribución de presiones de viento a través de un conjunto multicapa incluyendo una capa de revestimiento permeable al aire. Ensayos recientes a escala natural en túnel de viento han mostrado que una distribución precisade la presión de viento en un conjunto de pared exterior multicapa debe dar cuenta de las fluctuaciones (dinámicas) de presión temporales y espaciales representativas de las verdaderas condiciones de flujo de viento (Cope y asoc., 2012). Otros factores a considerar incluyen la influencia de los caminos de flujo de aire a través del conjunto (p. ej., aberturas u orificios a través de cualquier capa dada) y métodos apropiados para obtener valores envolventes de coeficientes de presión pico para cada capa de un conjunto multicapa (p.ej., Cope y asoc., 2012) para asegurar la confiabilidad del sistema y la consistencia con la caracterización de los coeficientes de presión en este reglamento.
Los techos verdes modulares consisten en vegetación y otros componentes integrados en una bandeja. Estas bandejas tienen huelgos entre ellas y una separación con aire (un mínimo de 6,25 mm) entre el módulo y el sistema de cubierta. Estas separaciones permiten la ecualización parcial de la presión de aire.
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Cap. 5 - 139
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5.2. REQUISITOS GENERALES
C 5.2. REQUISITOS GENERALES
5.2.1. Parámetros de carga de viento especificados en Capítulo 1
Los siguientes parámetros de carga de viento se especifican en el Capítulo 1:
• Velocidad básica de viento V, en m/s, artículo 1.5. • Factor de direccionalidad de viento, Kd, artículo
1.6. • Categoría de exposición, artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, artículo 1.8. • Factor de efecto de ráfaga, artículo 1.9.
• Clasificación de cerramiento, artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), artículo
1.11. • Factor de altitud, Ke, artículo 1.12.
• Coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, artículo 1.13.1, y presión dinámica, qz, artículo 1.13.2.
5.2.2. Presiones de viento de diseño mínimas
La presión de viento de diseño para componentes y revestimientos de edificios y otras estructuras no debe ser menor que una presión neta de 0,80 kN/m2 actuando en cualquier dirección normal a la superficie.
5.2.3. Áreas tributarias mayores que 65 m2
Los elementos de componentes y revestimientos con áreas tributarias mayores que 65 m2 se pueden diseñar utilizando las disposiciones para SPRFV.
5.2.4. Coeficientes de presión externa
Los coeficientes de presión externa para componentes y revestimientos combinados con el factor de efecto de ráfaga (GCp), se dan en las
Figuras asociadas con este capítulo. Los valores del coeficiente de presión y del factor de efecto de ráfaga no se deben separar.
PARTE 1: EDIFICIOS DE BAJA ALTURA
Nota para el usuario: Se debe usar la Parte 1 del Capítulo 5 para calcular las presiones de viento sobre componentes y revestimientos de edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos de baja altura que tengan formas de cubierta como las especificadas en las Figuras de aplicación. Las disposiciones de la Parte 1 se basan en el Procedimiento Envolvente, con presiones de viento que se calculan usando la expresión específica aplicable a cada superficie del edificio.
5.3. TIPOS DE EDIFICIOS
C 5.3. TIPOS DE EDIFICIOS
Las disposiciones del artículo 5.3 se aplican a edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos:
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Cap. 5 - 140
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COMENTARIO
• de baja altura, ver definición en artículo 1.2; o • con altura h ≤ 20 m.
El edificio tiene cubierta plana, cubierta a dos aguas, cubierta a dos aguas múltiple, cubierta a cuatro aguas, cubierta de vertiente única, cubierta
escalonada o cubierta en diente de sierra.
Los pasos necesarios para el cálculo de cargas de viento sobre componentes y revestimientos para este tipo de edificios se presentan en la Tabla 5.3-1.
5.3.1. Condiciones
Para el cálculo de las presiones de viento de diseño sobre componentes y revestimientos utilizando las disposiciones del artículo 5.3.2, se deben aplicar las condiciones que se indican en las Figuras seleccionadas al edificio en consideración.
5.3.2. Presiones de viento de diseño
C 5.3.2. Presiones de viento de diseño
Las presiones de viento de diseño sobre elementos de componentes y revestimientos de edificios de baja altura y edificios con h ≤ 20 m se deben calcular
mediante la siguiente expresión:
p = qh [(GCp) – (GCpi)]
(5.4-1)
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2;
qh presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h, en N/m2, definida en artículo
1.13;
(GCp) coeficientes de presión externa dados en:
• Figura 5.3-1, paredes.
• Figuras 5.3-2A a 5.3-2G, cubiertas
planas, cubiertas a dos y a cuatro aguas y
5.5.2, cubiertas libres aisladas.
• Figura 5.3-3, cubiertas escalonadas.
• Figura 5.3-4, cubiertas a dos aguas
múltiples.
• Figuras 5.3-5A y 5.3-5B, cubiertas de
vertiente única.
• Figura 5.3-6, cubiertas en diente de
sierra.
• Figura 5.3-7, cubiertas en forma de
cúpula.
• Figura 5.3-8, cubiertas abovedadas.
• Figura 5.3-1A, superficie inferior de
edificios elevados.
(GCpi) coeficiente de presión interna dado en Tabla
1.11-1.
Los valores de coeficiente de presión que se dan en las Figuras 5.3-1 y 5.3-2 A-G se deben usar para edificios con
una altura media de cubierta de 20 m o menor. Los valores
de los coeficientes de cargas sobre los techos y la zonificación no son los mismos que en CIRSOC 102-2005.
Los valores se revisaron en base a ensayos en túnel de viento realizados en la Universidad de Western Ontario (Davenport y asoc., 1977,1978; Ho y asoc., 2005; St.
Pierre y asoc., 2005; Kopp and Morrison, 2014; Vickery y asoc., 2011; Gavanski y asoc., 2013). Los valores negativos de (GCp) dados en estas figuras son significativamentemás grandes (en valor absoluto) que en previas versiones del reglamento, pero consistentes con los valores dados en Ho y asoc. (2005). Los valores de (GCp) de las figuras se dan en forma de ecuación en las Tablas C
5.3-1 a C 5.3-8. Note que los valores de (GCp) dados en las Figuras 5.3-2 A-G son funciones del ángulo de
inclinación de la cubierta.
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Cap. 5 - 141
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla C 5.3-1. Paredes de edificios con h ≤ 20 m (ver Figura 5.3-1)
P o sit iv o : Zonas 4 y 5
Negat iv o : Zona 4
Negat iv o : Zona 5
GCp = 1,0 GCp = 1,0 – 0,1766 log A GCp = 0,7 GCp = –1,1 GCp = –1,1 + 0,1766 log A GCp = –0,8 GCp = –1,4 GCp = –1,4 + 0,3532 log A GCp = –0,8
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2
Tabla C 5.3-2. Cubierta a dos aguas, ≤ 7° (ver Figura 5.3-2A)
T odas las zonas Zona 1' Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zonas 1 y 1 ' Zona 2 Zona 3
Positivo con y sin voladizo GCp = 0,3 GCp = 0,3 – 0,1 log A GCp = 0,2
Negativo sin voladizo
GCp = – 0,9 GCp = –1,4 + 0,5000 log A GCp = –0,4 GCp = –1,7 GCp = –1,7 + 0,4120 log A GCp = –1,0 GCp = –2,3 GCp = –2,3 + 0,5297 log A GCp = –1,4 GCp = –3,2 GCp = –3,2 + 1,0595 log A GCp = –1,4
Negativo con voladizo GCp = –1,7 GCp = –1,7 + 0,1000 log A GCp = –2,4584 + 0,8584 log A GCp = –1,0 GCp = –2,3 GCp = –2,3 + 0,7063 log A GCp = –1,1 GCp = –3,2 GCp = –3,2 + 1,2360 log A GCp = –1,1
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
A ≤ 10,0 m2 10,0 < A ≤ 100 m2 A > 100 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 10,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 5,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 50,0 m2 A > 50,0 m2
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Cap. 5 - 142
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Tabla C 5.3-3. Cubierta a dos aguas, 7° < ≤ 20° (ver Figura 5.3-2B)
T odas las zonas Zona 1 Zona 2 Zona 3
Po s i ti vo
GCp = 0,6 GCp = 0,6 – 0,2306 log A GCp = 0,3
Ne gati vo
GCp = –2,0 GCp = –2,3839 + 1,2754 log A GCp = –0,5 GCp = –2,7 GCp = –2,7 + 1,3067 log A GCp = –1,0 GCp = –3,6 GCp = –3,6 + 1,800 log A GCp = –1,8
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2
A ≤ 2,0 m2 2,0 < A ≤ 30,0 m2 A > 30,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
Tabla C 5.3-4. Cubierta a dos aguas, 20° < ≤ 27° (ver Figura 5.3-2C)
T odas las zonas Zona 1 Zona 2 Zona 3
Po s i ti vo
GCp = 0,6 GCp = 0,6 – 0,2306 log A GCp = 0,3
Ne gati vo
GCp = –1,5 GCp = –1,5 + 0,5380 log A GCp = –0,8 GCp = –2,5 GCp = -2,5 + 1,300 log A GCp = –1,2 GCp = –3,0 GCp = -3,0 + 1,600 log A GCp = –1.4
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
Tabla C 5.3-5. Cubierta a dos aguas, 27° < ≤ 45° (ver Figura 5.3-2D)
T odas las zonas Zona 1 Zona 2 Zona 3
Po s i ti vo GCp = 0,9 GCp = 0,9 – 0,3074 log A GCp = 0,5
Ne gati vo
GCp = –1,8 GCp = –1,8 + 1,000 log A GCp = –0,8 GCp = –2,0 GCp = –2,0 + 0,7686 log A GCp = –1,0 GCp = –2,5 GCp = –2,5 + 1,1529 log A GCp = –1,0
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2
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Cap. 5 - 143
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COMENTARIO
Tabla C 5.3-6. Cubierta a cuatro aguas, 7° < ≤ 20° (ver Figura 5.3-2E)
T odas las zonas Zona 1 Zona 2 Zona 3
Po s i ti vo
GCp = 0,7 GCp = 0,7 – 0,400 log A GCp = 0,3
Ne gati vo
GCp = –1,8 GCp = –2,1010 + 1,0000 log A GCp = –0,8 GCp = –2,4 GCp = –2,4 + 0,8455 log A GCp = –1,3 GCp = –2,6 GCp = –2,6 + 0,9223 log A GCp = –1,4
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
A ≤ 2,0 m2 2,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2
Tabla C 5.3-7. Cubierta a cuatro aguas, 20° < ≤ 27° (ver Figura 5.3-2F)
T odas las zonas Zona 1 Zonas 2 y 3
Po s i ti vo
GCp = 0,7 GCp = 0,7 – 0,400 log A GCp = 0,3
Ne gati vo
GCp = –1,4 GCp = –1,4 + 0,4612 log A GCp = –0,8 GCp = –2,0 GCp = –2,0 + 0,7686 log A GCp = –1,0
A ≤ 1,0 m2 1,0 ≤ A ≤ 10,0 m2 A ≥ 10,0 m2
A ≤ 1,0 m2 1,0 ≤ A ≤ 20,0 m2 A ≥ 20,0 m2 A ≤ 1,1 m2 1,0 ≤ A ≤ 20,0 m2 A ≥ 20,0 m2
Tabla C 5.3-8. Cubierta a cuatro aguas, = 45° (ver Figura 5.3-2G)
Zona 1
Zona 1 Zona 2 Zona 3
Po s i ti vo
GCp = 0,7 GCp = 0,7 – 0,4000 log A GCp = 0,3
Ne gati vo
GCp = –1,5 GCp = –1,5 + 0,6149 log A GCp = –0,7 GCp = –1,8 GCp = –1,8 + 0,7686 log A GCp = –0,8 GCp = –2,4 GCp = –2,4 + 1,0761 log A GCp = –1,0
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 20,0 m2 A > 20,0 m2
Algunas de las características de los valores en las figuras son las siguientes:
1. Son valores combinados de (GCp). Los factores de efecto de ráfaga de estos valores, no se deben separar.
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Cap. 5 - 144
REGLAMENTO
COMENTARIO
2. La presión dinámica qh evaluada a la altura media de cubierta, se debe usar con todos los valores de (GCp).
3. Los valores suministrados en la figura representan los límites superiores de los valores más severos para cualquier dirección del viento. La probabilidad reducida de que la velocidad de viento de diseño no ocurra en la dirección particular para la cual se registre el peor coeficiente de presión no se ha incluido en los valores que se muestran en la figura.
4. Los valores de túnel de viento, tal como se los midió, se basaron sobre la velocidad de viento media horaria, pero se modificaron para ser usados con la presión dinámica correspondiente a la ráfaga de 3 segundos. Los detalles de cómo se realiza esta adaptación se pueden encontrar en los reportes de los ensayos.
Cada elemento de componentes y revestimientos se debe diseñar para las presiones máximas positivas y negativas (incluyendo las presiones internas de aplicación) que actúen sobre él. Los valores del coeficiente de presión se deben obtener para cada elemento de componentes y revestimientos sobre la base de su ubicación en el edificio y el área efectiva para el elemento.
La investigación (Stathopoulos and Zhu, 1988, 1990) indicó que los coeficientes de presión suministrados en general se aplican a fachadas con características arquitectónicas tales como balcones, nervaduras, y varias texturas de fachada.
Las presiones en voladizos se calculan sumando el apropiado coeficiente de presión sobre la cubierta, provenientes de los gráficos que se muestran en las Figuras 5.3-2 A-G, al coeficiente de presión positivo de la pared adyacente proveniente del gráfico quese muestra en la Figura 5.3-1. Por ejemplo, para la sustentación total de un voladizo en la Zona 3 de un techo a cuatro aguas con una pendiente de 27º ((GCp) = -2,0 para un área efectiva de viento de 0,9 m2), restar el coeficientepositivo de la pared adyacente. El (GCp) de un área efectiva de viento de 0,9 m2 para la zona 4 sobre la pared es +1,0, por lo que la sustentación total tiene un coeficiente (GCp) de -3,0. La presión positiva sobre la pared crea una presión positiva debajo del voladizo que contribuye a aumentar la s u s ten tació n .
Para áreas efectivas de viento entre 0,1 y 0,9 m2 los valores de (GCp) especificados en las figuras son constantes. Si el usuario desea aplicar un criterio más conservador para estimar el valor que correspondería a sistemas de cubierta (por ejemplo, techos detejas) que tengan un área efectiva de viento menor que 0,9 m2, puede extender la porción inclinada de la línea del gráfico de coeficientehasta el área efectiva de viento requeriday leer en el eje de ordenadas el valor de (GCp), a la vez que se pueden aplicar factores de reducción de combinaciones de carga provenientes de estudios o ensayos relevantes.
Para techos a cuatro aguas, respecto a CIRSOC 102-2005, se cambió la definición de los rangos de pendientes cubiertos y la zonificación. La Figura 5.3-2E contiene las especificaciones para techos con pendientes de 7° a 20º, la
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Cap. 5 - 145
REGLAMENTO
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
COMENTARIO
Figura 5.3-2F las correspondientes a pendientes de 20º a 27º y la Figura 5.3-2G sólo para pendiente de 45º. Para situaciones intermedias entre 27º y 45º se pueden calcular los coeficientes de la cubierta por interpolación. La designación de las zonas se hizo para facilitar la interpolación.
Para edificios con plantas de forma no rectangular, se da la siguienteguía que se basa en el juicio colectivo del comité de cargas de viento de ASCE. La Figura C 5.3-2 describe las zonas de paredes y techos cuando se tienen plantas de formas en L, formas en T y otras formas “irregulares”, para poder aplicar las especificaciones de las Figuras 5.3-1, 5.3-2, 5.3-4, 5.3-5, 5.3-6 y 5.4-1. Cuando una esquina externa sobresale desde la pared menos que la distancia a, no se requiere Zona 3 ni Zona 5; pero cuando es mayor que a, sí se requieren ambas Zonas. Las esquinas interiores (reentradas) no requieren Zonas 3 ni 5. En es quinas exteriores obtusas de más de 135º tampoco se requieren Zona 3 ni 5. Para determinar la longitud de a, se dibuja un rectángulo sobre la planta del edificio que contenga a la misma. Las dimensiones de este rectángulo son las que se usan para calcular a.
La Figura 5.3-3 se actualizó en ASCE 7-22 para hacerla consistente con los cambios en la Figura 5.3-2A, de donde se obtienen los valores de (GCp).
Las Figuras 5.3-4, 5.3-5A y 5.3-5B presentan valores de (GCp) para el diseño de componentes y revestimientos de cubierta para edificios con cubiertas a dos aguas múltiples y edificios con cubiertas de vertiente única. Los coeficientes se basan en estudios de túnel de viento (Stathopoulos and Mohammadian, 1986; Surry and Stathopoulos, 1988 y Stathopoulos and Saathoff, 1991).
Los valores de (GCp) en la Figura 5.3-6 son para el diseño de componentes y revestimientos de cubierta paraedificios con cubiertas en diente de sierra y altura media de cubierta, h, menor o igual que 20 m. Se debe notar que los coeficientes para zonas de esquina sobre el segmento A difieren de aquellos coeficientes para zonas de esquina sobre los segmentos designados como B, C y D.
También, cuando el ángulo de la cubierta es menor o igual que 10°, se deben usar los valores de (GCp) para cubiertas a dos aguas regulares (Figura 5.3-2A). Los coeficientes incluidos en la Figura 5.3-6 se basan en estudios en túnel de viento registrados por Saathoff and Stathopoulos (1992).
La Figura 5.3-7, para presiones sobre revestimientos de cubiertas en cúpula, se basa en Taylor (1991). Las presiones negativas se deben aplicar a la superficie completa, debido a que se aplican a lo largo de todo el arco que es perpendicular a la dirección de viento y que pasa a través de la parte superior de la cúpula.
Se advierte a los usuarios quesolo estaban disponibles tres formas para definir valores en esta figura (hD/D = 0,5 y f/D = 0,5; hD/D = 0,0 y f/D = 0,5; hD/D = 0,0 y f/D = 0,33).
Cap. 5 - 146
REGLAMENTO
COMENTARIO
A diferencia de ASCE 7, que hasta la revisión de 2022
hace un tratamiento de las cargas de viento sobre cubiertas abovedadas basado en el modelo de Albert Smith, que data de 1914 (Smith, 1914), la Figura 5.3-8 presenta un tratamiento actualizado conforme al estado del arte, basado en la revisión realizada por Natalini and Natalini (2017). Los coeficientes que seespecifican provienen de ensayos en túnel de viento con simulación de capa límite atmosférica realizados en la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, Brasil (Blessmann, 1987; Blessmann e Loredo-Souza 1988, 1989).
5.3.2.1. Superficie horizontal inferior de edificios C 5.3.2.1. Superficie horizontal inferior de edificios
elevados sobre el terreno
elevados sobre el terreno
Las presiones de viento de diseño sobre elementos de componentes y revestimientos de la superficie horizontal inferior de edificios elevados se calculan según la Figura 5.3-2A con las siguientes modificaciones:
1. hB es la altura sobre el suelo de la superficie inferior del edificio elevado, como se muestra en la Figura 5.3-1A. El valor de h debe ser igual a hB para identificar las dimensiones de las zonas de la Figura 5.3-2A. Para edificios elevados con una superficie plana horizontal inferior y ubicados sobre una pendiente, hB se toma como la máxima altura entre la pendiente y la parte inferior del edificio elevado.
2. Áreas de superficie horizontal sobre espacios parcialmente cerrados y áreas extendiéndose una distancia aB perpendicular a las paredes bajo el edificio elevado con dimensión en planta mayor que 1,2 m, como se muestra en las regiones sombreadas en la Figura 5.3-1A, se diseñarán para resistir una presión positiva igual a la Zona 4 de paredes, obtenida usando la Figura 5.3-1. El valor de aB es igual a 0,4hB o el ancho de la pared, lo que sea menor, para establecer las dimensiones de las zonas según la Figura 5.3-1A.
La convención de cargas denota la carga hacia abajo en la superficie inferior con coeficientes de presión negativos y cargas hacia arriba con coeficientes de presión positivos.
Excepción: Las disposiciones del artículo 5.3.2.1 no se aplican a edificios con hB < 0,60 m.
Este artículo aborda las presiones de viento de diseño para la cara inferior (externa) de la superficie plana inferior de edificios elevados. La elevación de edificios sobre pilares u otras estructuras de apoyo deja expuesta la cara inferior del edificio al flujo de aire y presiones de viento, y observaciones de campo en han mostrado pérdidas sustanciales de revestimiento en la cara inferior del piso debido al viento.
Las disposiciones en este artículo indican (1) que los coeficientes de presión de viento sobre la superficie horizontal del fondo son similares en magnitud a aquellos sobre el techo del edificio, (2) que los coeficientes de presión del techo no son afectados substancialmente por la elevación por encima del plano de referencia, y (3) que estas recomendaciones pueden no ser tomadas en cuenta para edificios que están elevados menos de 0,6 m. Esto está de acuerdo con observaciones provenientes de ensayos en túnel de viento de gran escala (Kim y asoc., 2020; Abdelfatah y asoc., 2020). En estos ens ayos se determinaron valores de (GCp) para edificios con cubierta a dos aguas de baja pendiente y fondo plano. Su validez para otras combinaciones de geometría de cubierta o del fondo no ha sido investigada. Los valores están basados en la presión dinámica a la altura media de la cubierta. Esa presión dinámica de referencia se mantuvo en estas d is p o s icio n es .
Por analogía con lo observado en la parte inferior de voladizos a barlovento, en la cual la presión positiva en la pared condiciona la presión bajo el voladizo, se consideró razonable introducir una disposición adicional para coeficientes de presión positivos incrementados sobre superficies horizontales directamente arriba y adyacentes a paredes (p. ej., edificios con planta baja libre para estacionamiento y un núcleo de ingreso con escaleras y ascensores). Las paredes deben cumplir la condición de estar dentro de un espacio abierto o parcialmente cerrado. Estas áreas se ilustran en la planta de la Figura 5.3-1A,
donde seindican como las áreas sombreadas alrededor del salón cerrado debajo dela estructura principal, dentro del área etiquetada como área parcialmente cerrada. El
propósito de estos coeficientes de presión positivos más altos es abordar el aumento de la presión de viento causado por la restricción al flujo que resulta de la presencia de paredes o de un área cerrada, y se especifican iguales a los coeficientes usados para la cara inferior de voladizos de cubierta.
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Cap. 5 - 147
REGLAMENTO
COMENTARIO
Cuando un edificio con unasuperficie horizontal del fondo plana está situado sobre un terreno con pendiente, se debe adoptar la máxima altura entre el terreno y el fondo del edificio considerando todas las caras del mismo como altura efectiva de elevación sobre el plano de referencia, hB. Este criterio es conservador respecto a la definición de zonas de coeficientes de viento para edificios de menos de 20 metros de altura, pero no lleva a cambios significativos en carga.
Tabla 5.3-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre Componentes y Revestimientos de edificios de baja altura cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras
1.5-1 A-D. Paso 3: Adoptar los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12. Paso 4: Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kh, ver Tabla 1.13-1. Paso 5: Calcular la presión dinámica, qh, ver expresión (1.13-1). Paso 6: Calcular el coeficiente de presión externa, (GCp), • paredes, Figura 5.3-1, • cubiertas planas, cubiertas a dos y a cuatro aguas, Figura 5.3-2, • cubiertas escalonadas, Figura 5.3-3, • cubiertas a dos aguas múltiples, Figura 5.3-4, • cubiertas de vertiente única, Figura 5.3-5, • cubiertas en dientes de sierra, Figura 5.3-6, • cubiertas en forma de cúpula, Figura 5.3-7, • cubiertas abovedadas, Figura 5.3-8, • superficie horizontal inferior de edificios elevados, artículo 5.3.2.1. Paso 7: Calcular la presión de viento, p, expresión (5.3-1).
PARTE 2: EDIFICIOS CON ALTURA MAYOR QUE 20 m
Nota para el usuario: Se debe usar la Parte 2 del Capítulo 5 para calcular presiones de viento sobre componentes y revestimientos (C&R) de edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos con h > 20 m, que tengan las formas de cubierta que se especifican en las Figuras de aplicación. Estas disposiciones se basan en el Procedimiento Direccional, con presiones de viento que se calculan usando la expresión específica que sea aplicable a cada superficie del edificio.
5.4. TIPOS DE EDIFICIOS
Las disposiciones del artículo 5.4 se aplican a edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos con altura media de cubierta h > 20 m, con cubierta plana, cubierta con pendiente, cubierta a dos aguas, cubierta a cuatro aguas, cubierta en mansarda, cubierta abovedada o cubierta en forma de cúpula. Los pasos necesarios para el cálculo de cargas de viento sobre componentes y revestimientos (C&R) para este tipo de edificios se muestran en la Tabla 5.4-1.
C 5.4. TIPOS DE EDIFICIOS
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Cap. 5 - 148
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5.4.1. Condiciones
C 5.4.1. Condiciones
Para calcular las presiones de viento de diseño sobre componentes y revestimientos utilizando las disposiciones del artículo 5.4.2, se deben aplicar al edificio en consideración las condiciones indicadas en la Figura correspondiente.
Los coeficientes de presión que se muestran en la Figura 5.4-1 reflejan los resultados obtenidos de exhaustivos estudios en túnel de viento (Stathopoulos and DumitrescuBrulotte, 1989). La disponibilidad de datos de túnel de viento más exhaustivos ha permitido también una simplificación de la zonificación para los coeficientes de presión, las cubiertas planas horizontales se dividen ahora en tres zonas, y las paredes están representadas por dos zo n as .
Los coeficientes de presión exterior y las zonas dadas en la Figura 5.4-1 se establecieron mediante ensayos en túnel de
viento sobre edificios aislados en forma de caja (Akins and Cermak, 1975; y Peterka and Cermak, 1975).
Los ensayos en túnel de viento de capa límite sobre edificios en altura (mayormente en zona céntrica de ciudades) muestran que se obtienen variaciones en los coeficientes de presión y en la distribución de la presión sobre las diferentes fachadas de edificios (Templin and Cermak, 1978).
Estas variaciones se deben a la geometría del edificio, edificios bajos yuxtapuestos, secciones transversales no rectangulares, retranqueos, y superficies en pendiente. Agregado a esto, los edificios de los alrededores contribuyen a variaciones en la pres ión.
Los ensayos en túnel de viento indican que los coeficientes de presión no se distribuyen simétricamente y pueden generar cargas torsionales de viento sobre el edificio.
Los ensayos en túnel de viento de capa límite que incluyen el modelado de los edificios circundantes permiten establecer magnitudes y distribuciones más exactas de (GCp) para edificios que no están aislados o no tienen
forma de caja.
En la expresión (5.4-1) aparece un término de presión dinámica, qi, que estádefinido como la “presión dinámica para el cálculo de la presión interna”. La presión interna
positiva estádictadapor la presión exterior positiva sobre la cara a barlovento en el punto donde hay un a abertura.
La presión exterior positiva en la abertura está gobernada por el valor de q en el nivel de la abertura, no por qh. Ya que la evaluación de la presión interna positiva, qi, se puede realizar conservativamente a la altura h (qi = qh).
Para edificios bajos esto no hace mucha diferencia, pero por ejemplo para un edificio de 100 m de altura en exposición B con la abertura más alta a los 20 m, la diferencia entre q100 y q20 representa el 59 % de incremento en la presión interna. Esto no es realista y representa un grado innecesario de conservadurismo.
Por consiguiente, qi = qz para la evaluación de la presión interna positiva en edificios parcialmentecerrados dondela altura z está definida como el nivel de la abertura más alta en el edificio que podría afectar la presión interna positiva.
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Cap. 5 - 149
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5.4.2. Presiones de viento de diseño
C 5.4.2. Presiones de viento de diseño
Las presiones de viento de diseño sobre componentes y revestimientos para todos los edificios con h > 20 m se deben calcular de la
siguiente expresión:
p = q (GCp) – qi (GCpi)
(5.4-1)
donde:
p q = qz q = qh qi = qh qi = qz
(GCp)
(GCpi) q y qi
presión de viento de diseño, en N/m2; para paredes a barlovento calculada a la
altura z sobre el terreno; para paredes a sotavento, laterales y
cubiertas evaluadas a la altura h; para paredes a barlovento, laterales, a
sotavento y cubiertas de edificios cerrados y para la evaluación de presión interna negativa en edificios parcialmente cerrados o parcialmente abiertos; para la evaluación de presión interna
positiva en edificios parcialmente cerrados o parcialmente abiertos donde la altura z se define como el nivel de la abertura más elevada del edificio que podría afectar la presión interna positiva. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi se puede evaluar conservadoramente a la altura h (qi = qh); coeficientes de presión externa dados en:
• Figura 5.4-1 para paredes y cubiertas con ≤ 7°.
• Figura 5.3-2A a 5.3-2G para cubiertas a dos y a cuatro aguas con > 7°, con qh basado en la exposición definida en el artículo 1.7.
• Figura 5.3-5A y 5B para cubiertas de vertiente única, con qh basado en la exposición definida en el artículo 1.7.
• Figura 5.3-7 para cubiertas en cúpula, con qh basado en la exposición definida en el artículo 1.7.
• Figura 5.3-8, para cubiertas abovedadas, con qh basado en la exposición definida en el artículo 1.7.
• Figura 5.4-1A, para la superficie inferior de edificios elevados.
coeficiente de presión interna dado en
Tabla 1.11-1; se deben evaluar usando la exposición
definida en el artículo 1.7.3.
5.4.2.1. Superficie horizontal inferior de edificios C 5.4.2.1. Superficie horizontal inferior de edificios
elevados sobre el terreno
elevados sobre el terreno
Las presiones de viento de diseño sobre elementos
de componentes y revestimientos de la superficie horizontal inferior (fondo) de edificios elevados se calcula usando los coeficientes de presión para
Este artículo orienta el cálculo de las presiones de viento
de diseño para la cara inferior plana de edificios de más de 20 m de altura, elevados sobre el terreno. Los valores de (GCp) se obtienen de la Figura 5.5-1. A diferencia de los
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Cap. 5 - 150
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techos según la Figura 5.4-1 con las siguientes modificaciones:
1. La presión dinámica, q, usada en la expresión (5.4-1) se calcula a una altura igual a la altura sobre el terreno de la superficie horizontal inferior más un 25 % de la altura del edificio elevado sobre la superficie horizontal inferior, calculada como [hB + 0,25(h – hB)]. Para edificios elevados con un fondo plano horizontal y situados sobre una pendiente, hB se toma como la máxima altura entre la pendiente y el fondo del edificio elevado.
2. Áreas de superficie horizontal sobre espacios parcialmente cerrados y áreas extendiéndose una distancia aB perpendicular a las paredes con dimensión en planta mayor que 1,2 m, como se muestra en las zonas sombreadas en la Figura 5.4-1A, se diseñarán para resistir una presión positiva igual a la Zona 4 de paredes, obtenida usando la Figura 5.4-1. El valor de aB es igual a 0,4hB o el ancho de la pared, lo que sea menor, para establecer las dimensiones de las zonas según la Figura 5.4-1A.
La convención de cargas denota la carga hacia abajo en la superficie inferior con coeficientes de presión negativos y cargas hacia arriba con coeficientes de presión positivos.
edificios bajos, que usan la presión dinámica a la altura media de la cubierta, estas disposiciones usan la presión dinámica a una altura igual a la elevación del fondo del edificio más el 25 % de la altura del edificio por encima.
La disposición sobre coeficientes de presión positivos incrementados sobre superficies horizontales directamente arriba y adyacentes a paredes en áreas parcialmente cerradas que se usa en edificios bajos, desarrollada en el artículo C 5.3.2.1, también se aplica aquí. Estas áreas se ilustran en la planta de la Figura 5.4-1A, donde se indican como las áreas sombreadas alrededor del salón cerrado debajo de la estructura principal, dentro del área etiquetada como área parcialmentecerrada. Cuando un edificio con una superficie horizontal del fondo planaestá situado sobre un terreno con pendiente, se debeadoptar la máxima altura entre el terreno y el fondo del edificio considerando todas las caras del mismo como altura efectiva de elevación sobre el plano de referencia, hB. Este criterio se usa para asegurar valores conservadores de la presión dinámica en edificios de más de 20 metros de altura.
Para edificios elevados por encima de un estacionamiento, hB es la distancia entre el fondo del edificio y la parte superior de la playa de estacionamiento que está debajo. Sin embargo, la altura que se usa para calcular la presión dinámica de referencia continúa siendo la altura de la superficie del fondo del edificio respecto al plano de referencia más el 25 % de la altura del edificio por encima.
Excepción: En edificios con altura media de cubierta h mayor que 20 m y menor que 30 m, se pueden usar los valores de (GCp) de las Figuras 5.3-1 a 5.36 si la altura media de cubierta h no excede la menor
dimensión horizontal.
Tabla 5.4-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre Componentes y Revestimientos de edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos con h > 20 m
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Obtener la velocidad básica de viento, V para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras
1.5-1 A-D. Paso 3: Establecer los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12. Paso 4: Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, ver Tabla 1.13-1. Paso 5: Calcular las presiones dinámicas q correspondientes según artículo 5.4.2, ver expresión (1.13-1). Paso 6: Obtener el coeficiente de presión externa, (GCp), • paredes, ver Figura 5.4-1, • cubiertas con < 10°, ver Figura 5.4-1, • cubiertas con ≥ 10°, ver Figuras 5.3-2A-G o 5.3-5B, • cubiertas en forma de cúpula, ver Figura 5.3-7, • cubiertas abovedadas, ver Figura 5.3-8, • superficie horizontal inferior de edificios elevados, ver artículo 5.4.2.1. Paso 7: Calcular la presión de viento, p, expresión (5.4-1).
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Cap. 5 - 151
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PARTE 3: EDIFICIOS ABIERTOS
Nota para el Usuario: Utilice la Parte 3 del Capítulo 5 para calcular las presiones de viento sobre componentes y revestimientos (C&R) de edificios abiertos que tienen cubiertas de vertiente única, a dos aguas o a dos aguas con diedro negativo. Estas disposiciones se basan en el Procedimiento Direccional con presiones de viento calculadas mediante la expresión específica que sea de aplicación para cada superficie de cubierta.
5.5. TIPOS DE EDIFICIOS
C 5.5. TIPOS DE EDIFICIOS
Las disposiciones del artículo 5.5 se aplican a edificios abiertos de todas las alturas que tengan
cubierta aislada de vertiente única, a dos aguas, o a dos aguas con diedro negativo. Los pasos necesarios para el cálculo de las cargas de viento
sobre componentes y revestimientos para este tipo de edificios se muestran en la Tabla 5.5-1.
Para determinar las cargas sobre elementos componentes y revestimientos para cubiertas de edificios abiertos usando las Figuras 5.5-1, 5.5-2 y 5.5-3, es importante para el
diseñador estructural notar que el coeficiente de presión neta CN está basado en las contribuciones de las
superficies superior e inferior de la cubierta. Esto implica que el elemento recibe carga de ambas superficies. Este no
sería el caso si la superficie inferior de la cubierta estuviera separada estructuralmente de la superficie superior de la
cubierta. En este caso, los coeficientes de presión sedeben separar para el efecto de las presiones de arriba y abajo, o conservativamente, cada superficie se podría diseñar usando el valor de CN de las Figuras 5.5-1, 5.5-2 y 5.5-3.
5.5.1. Condiciones
Las disposiciones del artículo 5.5.2 para el cálculo de presiones de viento de diseño sobre componentes y revestimientos son aplicables a edificios con 0,25 ≤ h/L ≤ 1,0 y ≤ 45°, como se indica en las Figuras para cada tipo de construcción.
5.5.2. Presiones de viento de diseño
La presión neta de viento de diseño para elementos
de componentes y revestimientos de edificios abiertos de todas las alturas con cubierta de vertiente
única, cubierta a dos aguas, o cubierta a dos aguas con diedro negativo se debe calcular mediante la siguiente expresión:
p = qh GCN
(5.5-1)
donde:
p presión de viento de diseño, en N/m2; qh presión dinámica evaluada a la altura media de
cubierta, h, usando la exposición que se define en el artículo 1.7.3 que resulta de en las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección de viento en el lugar; G factor de efecto de ráfaga del artículo 1.9, y CN coeficiente de presión neta dado en: • Figura 5.5-1 para cubierta de vertiente única, • Figura 5.5-2 para cubierta a dos aguas, • Figura 5.5-3 para cubierta a dos aguas con
diedro negativo.
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Cap. 5 - 152
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Los coeficientes de presión neta, CN, incluyen las contribuciones de las superficies superior e inferior. Se deben investigar todos los casos de carga que se muestran para cada ángulo de cubierta.
Los signos más y menos significan presión actuando hacia y alejándose desde la superficie superior de la cubierta, respectivamente.
COMENTARIO
Tabla 5.5-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre componentes y revestimientos de edificios abiertos
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo aplicable, ver Figuras 1.5-1
A-D. Paso 3: Adoptar los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de efecto de ráfaga, G, ver artículo 1.9. • Factor de altitud Ke, ver artículo 1.12 y Tabla 1.12-1. Paso 4: Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, Ver Tabla 1.13-1. Paso 5: Calcular la presión dinámica qh, ver expresión (1.13-1). Paso 6: Obtener los coeficientes de presión neta, CN, • cubierta de vertiente única, ver Figura 5.5-1, • cubierta a dos aguas, ver Figura 5.5-2, • cubierta a dos aguas con diedro negativo, ver Figura 5.5-3. Paso 7: Calcular la presión de viento, p, expresión (5.5-1).
PARTE 4: ACCESORIOS, EQUIPAMIENTOS Y ESTRUCTURAS SOBRE TECHOS DE EDIFICIOS
Nota para el usuario: Utilice la Parte 4 del Capítulo 5 para calcular presiones de viento para componentes y revestimientos sobre voladizos de cubierta y parapetos de edificios. Estas disposiciones están basadas en el Procedimiento Direccional con presiones de viento calculadas a partir de expresiones específicas aplicables a cada superficie de voladizos de cubierta o parapetos.
5.6. PARAPETOS
La presión de viento de diseño para elementos de
componentes y revestimientos de parapetos de edificios de todos los tipos y alturas se debe obtener de la siguiente expresión:
p = qp [(GCp) – (GCpi)]
(5.6-1)
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2;
qp presión dinámica evaluada en la parte
superior del parapeto;
(GCp) coeficiente de presión externa dado en:
• Figura 5.3-1 para paredes con h ≤ 20 m,
• Figuras 5.3-2 A a 5.3-2 G para cubiertas
planas, cubiertas a dos aguas y cubiertas
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Cap. 5 - 153
REGLAMENTO
a cuatro aguas, • Figura 5.3-3 para cubiertas escalonadas, • Figura 5.3-4 para cubiertas a dos aguas
múltiples, • Figuras 5.3-5 A y 5.3-5 B para cubiertas
de vertiente única, • Figura 5.3-6 para cubiertas en diente de
sierra, • Figura 5.3-7 para cubiertas en forma de
cúpula de todas las alturas, • Figura 5.4-1 para paredes y cubiertas
planas con h > 20 m, • Figura 5.3-8, para cubiertas abovedadas. (GCpi) coeficiente de presión interna de Tabla 1.111, basado en la porosidad de la envolvente del parapeto.
Se considerarán dos casos de carga, ver Figura 5.61:
Caso de carga A: Parapeto a Barlovento: consiste en aplicar la correspondiente presión positiva de pared de la Figura 5.3-1 (h ≤ 20 m) o Figura 5.4-1 (h > 20 m) a la superficie de barlovento del parapeto mientras se aplica la correspondiente presión negativa de zona de borde o esquina de cubierta de Figuras 5.3-2 (A a G), 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5 (A o B), 5.3-6, 5.3-7, 5.3-8 o Figura 5.4-1 (h > 20 m), lo que sea de aplicación, a la superficie de sotavento del parapeto.
Caso de carga B: Parapeto a Sotavento: consiste en aplicar la correspondiente presión positiva de pared de la Figura 5.3-1 (h ≤ 20 m) o la Figura 5.4-1 (h > 20 m) a la superficie de barlovento del parapeto mientras se aplica la correspondiente presión negativa de pared de la Figura 5.3-1 (h ≤ 20 m) o la Figura 5.4-1 (h > 20 m) a la superficie de sotavento. Las zonas de borde y esquina se disponen como se muestra en las Figuras que sean de aplicación, (GCp) se debe determinar para el ángulo de cubierta y área de viento efectiva apropiados de las Figuras que sean aplicables.
Si existe presión interna, se deben evaluar ambos casos de carga bajo la acción de la presión interna positiva y negativa.
Los pasos necesarios para el cálculo de las cargas de viento sobre componentes y revestimientos de parapetos se muestran en la Tabla 5.6-1.
COMENTARIO
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Cap. 5 - 154
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla 5.6-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre componentes y revestimientos de parapetos
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras
1.5-1 A-D. Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12 y Tabla 1.12-1. • Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1. Paso 4: Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kh, en el borde superior del parapeto, ver Tabla 5.3-1. Paso 5: Calcular la presión dinámica qp, en el borde superior del parapeto, usando la expresión (1.13-1). Paso 6: Obtener el coeficiente de presión externa para superficies de pared y cubierta adyacentes al parapeto, (GCp), • paredes con h ≤ 20 m, ver Figura 5.3-1, • cubiertas planas, cubiertas a dos y a cuatro aguas, ver Figuras 5.3-2 A a 5.3-2 G, • cubiertas escalonadas, ver Figura 5.3-3, • cubiertas a dos aguas múltiples, ver Figura 5.3-4, • cubiertas de vertiente única, ver Figuras 5.3-5 A y 5.3-5 B, • cubiertas en diente de sierra, ver Figura 5.3-6, • cubiertas en forma de cúpula de todas las alturas, ver Figura 5.3-7, • paredes y cubiertas planas con h > 20 m, ver Figura 5.4-1,
• cubiertas abovedadas, ver Figuras 5.3-8. Paso 7: Calcular la presión de viento, p, usando la expresión (5.6-1) sobre las caras a barlovento y
sotavento del parapeto, considerando dos casos de carga (Casos A y B) como se muestra en la Figura 5.6-1.
5.7. VOLADIZOS DE CUBIERTA
La presión de viento de diseño para voladizos de cubierta de edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos de todas las alturas se debe calcular a partir de la siguiente expresión:
p = qh [(GCp) – (GCpi)]
(5.7-1)
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2;
qh presión dinámica del artículo 1.13 evaluada a
la altura media de cubierta, h, usando la
exposición definida en el artículo 1.7.3;
(GCp) coeficiente de presión externa calculado
como la suma de las contribuciones del (GCp)
para la superficie superior del voladizo,
obtenido de la Figura correspondiente a la
zona de cubierta donde se ubica el voladizo
(Figuras 5.3-2 A a G, 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5, 5.3-
6 o 5.4-1) y el (GCp) para la superficie inferior,
tomado igual a la zona de pared adyacente
según la Figura 5.3-1 y ajustado al área
efectiva de viento;
(GCpi) coeficiente de presión interna dado en Tabla
1.11-1. Cuando la separación de las
superficies superior e inferior del voladizo no
configure un volumen interno, se tomará
(GCpi) = 0.
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Cap. 5 - 155
REGLAMENTO
COMENTARIO
Los pasos necesarios para el cálculo de cargas de viento sobre componentes y revestimientos de voladizos de cubierta se presentan en Tabla 5.7-1.
Tabla 5.7-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre componentes y revestimientos de voladizos de cubierta
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras
1.5-1 A-D. Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12 y Tabla 1.12-1. • Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1. Paso 4: Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kh, ver Tabla 5.3-1. Paso 5: Calcular la presión dinámica qh, en la altura media de cubierta, h, usando la expresión (1.13-1). Paso 6: Obtener el coeficiente de presión externa, (GCp), como la composición del coeficiente en la
superficie superior, obtenido para: • cubiertas planas, cubiertas a dos y a cuatro aguas, ver Figuras 5.3-2 A a 5.3-2 G, • cubiertas escalonadas, ver Figura 5.3-3, • cubiertas a dos aguas múltiples, ver Figura 5.3-4, • cubiertas de vertiente única, ver Figuras 5.3-5 A y 5.3-5 B, • cubiertas en diente de sierra, ver Figura 5.3-6, • edificios con h > 20 m, ver Figura 5.4-1, y para paredes, obtenido según Figura 5.3-1 o 5.4-1. Paso 7: Calcular la presión de viento, p, utilizando la expresión (5.7-1), referirse a la Figura 5.7-1.
5.8. ESTRUCTURAS Y EQUIPAMIENTOS SOBRE TECHOS DE EDIFICIOS
La presión sobre componentes y revestimientos de cada pared de una estructura sobre techo debe ser igual a la fuerza lateral calculada según el artículo 4.5.1 dividida por el área de la superficie de pared respectiva de la estructura sobre el techo y se debe considerar que actúa hacia el interior y hacia el exterior.
La presión sobre componentes y revestimientos de la cubierta del equipamiento o estructura debe ser igual a la fuerza vertical de levantamiento calculada de acuerdo con el artículo 4.5.1 dividida por el área proyectada horizontal de la cubierta de la estructura sobre techo y se debe considerar que actúa en dirección hacia arriba.
5.9. ALEROS ADOSADOS A PAREDES DE C 5.9. ALEROS ADOSADOS A PAREDES DE
EDIFICIOS
EDIFICIOS
La presión de viento de diseño para aleros adosados a las paredes de edificios se calcula con la siguiente expresión:
p = qh (GCp)
(5.9-1)
Las disposiciones de esta sección se basan en los resultados de ensayos en túnel de viento reportados por Zisis y Stathopoulos (2010); Zisis y asoc. (2011); Candelario y asoc. (2014); Zisis y asoc. (2017); Sakib y asoc. (n.d.); y Naeiji y asoc. (2020). Los datos experimentales que se disponen para esta tipología son
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Cap. 5 - 156
REGLAMENTO
COMENTARIO
donde:
p
presión de viento de diseño, en N/m2;
qh presión dinámica del artículo 1.13 evaluada a la altura media de cubierta, h, usando la
exposición definida en el artículo 1.7.3; (GCp) coeficiente de presión neta para aleros
adosados a paredes dado en las Figuras 5.91A-B (para edificios con h ≤ 20 m) y 5.9-2A-B
(para edificios con h > 20 m) para la
contribución de las superficies superior e
inferior respectivamente y su efecto neto
combinado.
Los pasos necesarios para el cálculo de cargas de viento sobre componentes y revestimientos de aleros adosados a paredes se presentan en Tabla 5.9-1.
Excepción:
1. Como alternativa al uso de (GCp) de la Figura 5.92A para edificios con altura media de cubierta entre 20 m y 30 m, el valor de (GCp) puede ser interpolado linealmente para la altura media de
cubierta de 20 m de la Figura 5.9-1A y el valor para altura media de cubierta de 30 m de la Figura 5.9-2A para cada relación hc/he del alero adosado.
limitados y por ello se restringe la aplicabilidad de esta sección a aleros planos con pendiente menor o igual a 2 %. Las Figuras 5.9-1A y 5.9-1B se usan para edificios de hasta 20 m de alto, y las Figuras 5.9-2A y 5.9-2B se usan para edificios de más de 20 m de alto. Los aleros adosados son diferentes de los voladizos de cubierta, que son simplemente extensiones de las cubiertas, de igual pendiente.
Para edificios de hasta 20 m de alto con aleros con dos superficies físicas, se necesitaaplicar ambas Figuras: 5.91A y 5.9-1B. La Figura 5.9-1A, que especifica los coeficientes sobre las superficies superior e inferior por separado, se usa para dimensionar las fijaciones de los elementos de la superficie superior e inferior. La Figura 5.9-1B se usa paradimensionar la estructura del alero (por ejemplo, vigas, columnas y fijaciones al edificio). Si el alero consta de una única superficie, solo se aplica la Figura 5.9-1B. Para edificios de más de 20 m de alto se procede de forma análoga con las Figuras 5.9-2A y 5.92B.
Los valores de (GCp) de las figuras se dan en formato de ecuación en las Tablas C 5.9-1 a C 5.9-4.
2. Como alternativa al uso de (GCpn) de la Figura
5.9-2B para edificios con altura media de cubierta entre 20 m y 30 m, el valor de (GCpn) puede ser
interpolado linealmente para la altura media de cubierta de 20 m de la Figura 5.9-1B y el valor para altura media de cubierta de 30 m de la Figura 5.9-2B para cada relación hc/he del alero adosado.
Tabla 5.9-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre aleros adosados a paredes de edificios
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras
1.5-1 A-D. Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12 y Tabla 1.12-1. Paso 4: Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kh, ver Tabla 1.13-1. Paso 5: Calcular la presión dinámica qh, en la altura media de cubierta, h, usando la expresión (1.13-1). Paso 6: Obtener el coeficiente de presión por superficie (GCp) o de presión neta (GCpn), usando las Figuras 5.9-1A-B (para edificios con h ≤ 20 m) o las Figuras 5.9-2A-B (para edificios con h > 20 m). Paso 7: Calcular la presión de viento, p, utilizando la expresión (5.9-1).
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Cap. 5 - 157
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla C 5.9-1. Coeficientes de presión sobre superficies de aleros adosados a edificios con h ≤ 20 m (ver Figura 5.9-1A)
Valores negativos para superficie superior
Valores negativos para superficie inferior
Valores positivos para ambas superficies
GCp = –1,15 GCp = –1,15 + 0,4 log (A) GCp = – 0,75
GCp = – 0,8 GCp = – 0,8 + 0,15 log (A) GCp = – 0,65 GCp = 0,8
GCp = 0,8 – 0,2 log (A) GCp = 0,6
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2
1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
Tabla C 5.9-2. Coeficientes de presión neta sobre aleros adosados a edificios con h < 20 m (ver Figura 5.9-1B)
Valores negativos para 0,9 ≤ hc /he ≤ 1
Valores negativos para 0,5 < hc /he < 0,9
Valores negativos para hc /he ≤ 0,5
Valores positivos para todo hc /he
GCp = –1,4 GCp = –1,4 + 0,3 log (A) GCp = –1,1 GCp = – 0,9 GCp = –0,9 + 0,25 log (A) GCp = – 0,65 GCp = – 0,6 GCp = – 0,6 + 0,1 log (A) GCp = – 0,5 GCp = 0,9 GCp =0,9 – 0,25 log (A) GCp = 0,65
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
Tabla C 5.9-3. Coeficientes de presión sobre superficies de aleros adosados a edificios con h > 20 m (ver Figura 5.9-2A)
Valores negativos para superficie superior
Valores negativos para superficie inferior
Valores positivos para ambas superficies
GCp = –1,9 GCp = –1,9 + 0,2 log (A) GCp = –2,4 + 0,7 log (A) GCp = –1,0 GCp = –1,0 + 0,2 log (A) GCp = –1,1 + 0,3 log (A) GCp = 0,8 GCp = 0,8–0,2 log (A) GCp = 0,6
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 10,0 m2 < A ≤ 100 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 10,0 m2 < A ≤ 100 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
Tabla C 5.9-4. Coeficientes de presión neta sobre aleros adosados a edificios con h > 20 m (ver Figura 5.9-2B)
Valores negativos para 0,9 ≤ hc /he ≤ 1
Valores negativos para 0,1 < hc /he < 0,9
Valores positivos para todo hc /he
GCp = –2,3 GCp = –2,3 + 0,2 log (A) GCp = –3,0 + 0,9 log (A) GCp = –1,3 GCp = –1,3 + 0,55 log (A) GCp = –0,75 GCp = 0,9 GCp = 0,9 – 0,25 log (A) GCp = 0,65
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 10,0 m2 < A ≤ 100 m2
A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2 A ≤ 1,0 m2 1,0 < A ≤ 10,0 m2 A > 10,0 m2
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Cap. 5 - 158
REGLAMENTO
PARTE 5: OTROS TIPOS DE ESTRUCTURAS
COMENTARIO
5.10. SILOS, TANQUES Y RECIPIENTES C 5.10. SILOS, TANQUES Y RECIPIENTES
CILÍNDRICOS VERTICALES CON h ≤ 40 m
CILÍNDRICOS VERTICALES CON h ≤ 40 m
Las presiones de viento en las superficies de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados se calculan según los artículos 5.10.1 a 5.10.5.
Los silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales de similar tamaño con espaciamiento de centro a centro mayor que 2 diámetros se tratan como estructuras asiladas. Para espaciamientos menores de 1,25 diámetros, las estructuras se tratan como agrupadas y las presiones de viento se calculan según el artículo 5.10.6. Para espaciamientos intermedios los valores de Cp o Cf se obtienen por interpolación lineal. Los pasos requeridos para el cálculo se muestran en la Tabla 5.10-1.
El artículo 5.10 contiene las recomendaciones para evaluar las presiones de viento sobre las paredes y techos de silos y tanques. Los resultados de silos aislados y agrupados se
basan mayormenteen Standards Australia (2011) y en los ensayos de viento de Sabransky and Melbourne (1987) y
Macdonald y asoc. (1988, 1990). En los ensayos en túnel de viento se encontraron incrementos significativos en las presiones medias de silos agrupados, por ello las especificaciones de silos y tanques agrupados se incluyen en esta sección.
Tabla 5.10-1. Pasos para calcular cargas de viento sobre : Silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales.
Paso 1: Paso 2: Paso 3:
Paso 4: Paso 5: Paso 6:
Paso 7:
Establecer la categoría de riesgo, ver Tabla 1.14-1. Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo de aplicación, ver Figuras
1.5-1 A-D. Obtener los parámetros de carga de viento: • Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1.
• Categoría de exposición, B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1.
• Clasificación de cerramiento, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12 y Tabla 1.12-1. Calcular el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kh, ver Tabla 1.13-1. Calcular la presión dinámica qh, en la altura media de cubierta, h, usando la expresión (1.13-1). Obtener el coeficiente de presión por superficie (GCp),
• paredes, ver artículos 5.10.2 y 5.10.6. • cubiertas, ver artículos 5.10.4 y 5.10.6. Calcular la presión de viento, p, utilizando la expresión (5.10-1).
5.10.1. Presión de viento de diseño
La presión de viento de diseño en componentes y
revestimientos (C&R) de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados se calcula con la siguiente expresión:
p = qh [(GCp) – (GCpi)]
(5.10-1)
donde:
p qh
(GCp)
presión de viento de diseño, en N/m2; presión dinámica del artículo 1.13 evaluada a
la altura media de cubierta, h, usando la exposición definida en el artículo 1.7.3; coeficiente de presión externa dado en:
• artículo 5.10.2 para las paredes,
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Cap. 5 - 159
REGLAMENTO
COMENTARIO
• artículo 5.10.4 para los techos, • artículo 5.10.5 para las superficies
inferiores; (GCpi) coeficiente de presión interna dado en Tabla
1.11-1 y artículo 5.10.3.
5.10.2. Paredes externas de silos, tanques y C 5.10.2. Paredes externas de silos, tanques y
recipientes cilíndricos verticales aislados
recipientes cilíndricos verticales aislados
Las presiones externas en paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados se calculan con los coeficientes de presión externa (GCp) en función del ángulo con la expresión (5.102), para el rango de relaciones de dimensiones que se indica.
Cp() = kb C()
(5.10-2)
donde el cilindro de diámetro D está apoyado en el
suelo o soportado por columnas que lo separan una altura C menor que la altura del cilindro H, como se
muestra en la Figura 5.10-1.
Este artículo especifica los coeficientes de presión externa Cp() para las paredes de recipientes cilíndricos, silos y
tanques. Los coeficientes de presión para silos aislados se adoptan de AS/NZS 1170.2:2011 (Standards Australia,
2011). Se hace notar que a diferencia de ASCE 7-22, en este reglamento se especifica el valor de Cp() en la expresión (5.10-2) (equivalente a la (30.10-2) de ASCE 7)
en lugar de (GCp()). Esto está en línea con el formato de CIRSOC 102-2005 y equipara el valor de la carga de
diseño a lo que se obtendría aplicando la norma AS/NZS 1170.2:2011; de otra manera habría una sobreestimación
respecto a estos criterios.
La relación H/D está dentro del rango 0,25 a 4,0
inclusive, el ángulo se mide entre la dirección del viento y el punto de la pared analizado, en grados.
kb = 1,0
para C() ≥-0,15
kb = 1,0 – 0,55 (C() +0,15)log10(H/D) para C() <- 0,15 (5.10-3)
C() = -0,5 +0,4 cos +0,8cos2+0,3cos3– 0,1 cos 4
– 0,05 cos 5 (5.10-4)
La Figura 5.10-1 proporciona los coeficientes de presión externa para paredes (GCp), incluyendo la
distribución gráfica de los mismos, alrededor del perímetro de la pared.
5.10.3. Presiones en las superficies interiores de las paredes exteriores de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados y abiertos en la parte superior
C 5.10.3. Presiones en las superficies interiores de las paredes exteriores de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados y abiertos en la parte superior
Las presiones en las superficies interiores de las paredes exteriores de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales abiertos en la parte superior se calculan con la expresión (5.10-5).
(GCpi) = -0,9 – 0,35 log10(H/D) (5.10-5)
Esta sección específica los coeficientes de presión interna (GCpi) para las paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales. Los coeficientes de presión (GCpi) se adoptan de Standards Australia (2011). En base a los
resultados de ensayos en túnel de viento, las presiones medias sobre paredes para silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales con la parte superior abierta son
diferentes de aquellos con techos cónicos o planos. La Tabla C 5.10-1 lista los coeficientes de presión media (GCp – (GCpi)) para silos, tanques y recipientes cilíndricos
verticales con la parte superior abierta en base a las expresiones (5.10-2) y (5.10-5). La distribución de presión
alrededor del perímetro de la pared se muestra en la Figura C 5.10-1.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 160
REGLAMENTO
COMENTARIO
Tabla C 5.10-1. Coeficientes medios de presión (GCp – (GCpi)) para tanques abiertos en la parte superior.
Ángulo
0° 15° 30° 45° 60° 75° 90° 105° 120° 135° 150° 165° 180°
0,25
1,69 1,39 0,99 0,39 –0,01 –0,11 –0,11 –0,01 0,09 0,29 0,29 0,29 0,29
Relación de aspecto H / D
0,50 1
2
3
1,80 1,9
2
2,07
1,50 1,6 1,7 1,77
1,10 1,2 1,3 1,37
0,50 0,6 0,7 0,77
–0,01 –0,01 –0,1 –0,13
–0,31 –0,5 –0,7 –0,83
–0,31 –0,5 –0,7 –0,83
–0,11 –0,2 –0,3 –0,33
0,10 0,2 0,2 0,27
0,30 0,4 0,5 0,47
0,40 0,5 0,5 0,57
0,40 0,5 0,5 0,57
0,40 0,5 0,5 0,57
4
2,11 1,81 1,41 0,81 –0,09 –0,89 –0,89 –0,29 0,21 0,51 0,61 0,61 0,61
5.10.4. Cubiertas de silos, tanques y recipientes C 5.10.4. Cubiertas de silos, tanques y recipientes
cilíndricos verticales aislados
cilíndricos verticales aislados
Las presiones externas sobre las cubiertas o tapas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados se calcularán con los coeficientes de presión externa (GCp) dados en la Figura 5.10-2 para las Zonas 1, 2, 3 y 4.
La Zona 3 es aplicable a los bordes a barlovento de cubiertas con un ángulo de inclinación menor o igual a 30°, y la Zona 4 es aplicable a la región cercana al ápex del cono para cubiertas con un ángulo de inclinación mayor a 15°. Las áreas a las que se aplica cada valor se muestran en la Figura 5.10-2.
Esta sección específica los coeficientes de presión externa (GCp) para cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales. Como se muestra en la Figura 5.102, se cubren dos condiciones: cubiertas de Clase 1, que
tienen un ángulo < 10º, y cubiertas de Clase 2, que tienen
10º ≤ ≤ 30º. Las Zonas 1 se definen de forma distinta para cada clase. Para la Clase 1, la Zona 1 se incrementan con la altura. Para la Clase 2, se incrementa con el diámetro. Las presiones de la Zona 3 corresponden a las presiones locales cerca de los bordes de barlovento de ambas clases, mientras quela Zona 4 corresponde a la zona cerca del ápex sólo de las estructuras de Clase 2. La Figura C 5.10-2 es la representación gráfica de la vista en elevación para los coeficientes de presión externa (GCp). Para las cubiertas de Clase 1, los coeficientes de presión externa se basan en comparaciones con cubiertas en forma de cúpula y cubiertas planas del Capítulo 27 de ASCE 710, para máximas condiciones de sustentación. Los
resultados de cubiertas de Clase 2 son consistentes con Sabransky and Melbourne (1987) y Macdonald y asoc. (1988).
5.10.5. Superficie inferior de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados, separados del suelo
Los valores de (GCp) para la superficie inferior de
silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales aislados separados del suelo se tomará igual a 1,2 y -0,9 para la Zona 3 y 0,8 y 0,6 para las Zonas 1 y 2, como se muestra en la Figura 5.10-2.
5.10.6. Cubiertas y paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales agrupados
C 5.10.6. Cubiertas y paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales agrupados
Para los grupos con espaciamientos menores que 1,25D, los coeficientes de presión externa (GCp) se
tomarán de la Figura 5.10-3 para las Zonas 1, 2, 3a,
Los valores de (GCp) para cubiertas y paredes de silos agrupados se basan mayormente en AS/NZS 1170.2
(Standards Australia, 2011) y en ensayos en túnel de viento
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 161
REGLAMENTO
COMENTARIO
3b y 4 para cubiertas y de la Figura 5.10-4 para Zonas 5a, 5b, 8 y 9 para paredes.
de Sabransky and Melbourne(1987) y Macdonald y asoc. (1990). Los resultados de Sabransky and Melbourne (1987) sobre un grupo de tres silos alineados con un espacio igual a 0,25D entre paredes adyacentes (1,25D de centro a centro) indicaron que los coeficientes de presión media en las zonas próximas al espacio entre silos se incrementaron 70 % en relación a un silo aislado. Un resultado similar se observó sobre el techo en la zona cercana a la pared. Se concluyó que un espaciamiento de 0,25D producela máxima interferencia entre dos cilindros fin ito s .
Los resultados de Macdonald y asoc. (1990) sobre un grupo de cinco silos alineados, con varios espaciamientos entre centros, indicaron que la región de presión positiva en la cara a barlovento abarca un sector de ángulo de circunferencia mayor que en el caso de un silo aislado; y que altas presiones medias negativas ocurren cerca del punto de mínima distancia entre silos adyacentes y en la esquina exterior de los grupos.
5.10.7. Fuerza total de empuje en las paredes
La fuerza total de empuje para la pared de depósitos, silos y tanques circulares, elevados o apoyados sobre el terreno, se calcula con la expresión:
Fe = 0,63 qh D H
(5.10-7)
donde:
Fe fuerza total de empuje en la pared, en N; qh presión dinámica del artículo 1.13 evaluada a
la altura h, usando la exposición definida en el
artículo 1.7.3.
5.11. PANELES SOLARES SOBRE CUBIERTAS DE EDIFICIOS DE TODAS LAS ALTURAS CON CUBIERTAS PLANAS O A DOS AGUAS CON INCLINACIONES MENORES A 7º
Las presiones de viento de diseño para módulos y paneles solares ubicados en cubiertas se calculan de acuerdo con el artículo 4.5.3 para conjuntos que cumplan los requerimientos geométricos del artículo 4.5.3.
5.12. SOLADOS DE CUBIERTAS DE EDIFICIOS DE TODAS LAS ALTURAS CON
INCLINACIONES MENORES O IGUALES A 7º
C 5.12. SOLADOS DE CUBIERTAS DE EDIFICIOS DE TODAS LAS ALTURAS CON
INCLINACIONES MENORES O IGUALES A 7º
Las presiones de diseño netas de levantamiento para las piezas de solados de cubiertas de edificios de todas las alturas con inclinaciones menores o iguales
a 7º se calculan con la siguiente expresión:
p = qh CLnet
(5.12-1)
donde:
Es frecuentela colocación sobre techos de piezas de solado apoyadas sin fijaciones, con huelgos entre ellas y con un espacio debajo, entre las piezas y la membrana, usando
accesorios de apoyo, tales como pedestales. Los huelgos entre piezas y otras aberturas que también pueden estar
presentes cuando se trata de piezas porosas afectan sustancialmente la presión neta de sustentación (Irwin y asoc., 2012; Asghari Mooneghi y asoc., 2014, 2016, 2017).
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Cap. 5 - 162
REGLAMENTO
COMENTARIO
p qh
CLnet
presión de viento de diseño, en N/m2; presión dinámica del artículo 1.13 evaluada a
la altura media de cubierta, h, de la cubierta sobre la cual el solado está colocado, usando la exposición definida en el artículo 1.7.3; Coeficiente de presión neta de levantamiento,
tomado como: • el valor del coeficiente de presión externa,
GCp, de las Figuras 5.3-2A y 5.5-1, o bien, • obtenido por ensayos aprobados realizados de acuerdo con el Capítulo 6, o bien, • obtenidos por métodos descriptos en literatura reconocida.
El efecto de ecualización de presiones es similar al observado en paneles solares montados paralelos a la superficie del techo (Kopp, 2013, Stenabaugh y asoc., 2015; Banks, 2012). Las sustentaciones más altas ocurren generalmente cerca de los bordes del techo, particularmente cerca de las esquinas, donde aparecen vórtices que causan altas succiones localizadas. La ecualización de presión, que depende del tamaño de los huelgos entre las piezas de solado y la altura de los pedestales sobre los cuales selos monta, ayudaa reducir la sustentación neta comparada con la presión externa calculada para un techo. Entonces, si se usa coeficientes de presión externa del techo para el diseño de solados de cubierta, opción (a) en el artículo 5.12, generalmente resulta en un diseño conservador.
La alternativa (b) en el artículo 5.12 permite determinar efectos de ecualización de presión sobre las piezas de solado mediante ensayos en túnel de viento. Estos ensayos son de dos tipos: medición de CLnet por integración de presiones netas entre la superficie superior e inferior; y medición directa de la velocidad de viento al nivel de la cubierta al cual se inicia la voladura, a partir de la cual el valor efectivo de CLnet puede ser inferido. En ensayos en túnel de viento se deben considerar los siguientes factores:
• Geometría del edificio y la cubierta; • Relación del tamaño del huelgo entre piezas de solado y
la altura de los pedestales sobre los cuales van montados (dg / hg); • Interconexión entre las piezas de solado mediante cintas u otros medios que incremente el área afectiva sobre el cual actúe la sustentación, y por lo tanto el peso que puede ser sustentado; • Efectos dinámicos que impidan a las piezas de solado responder instantáneamente a fuerzas de sustentación de corta duración; y • Efectos de altura de parapeto.
La alternativa (c) en el artículo 5.12 permite el uso de métodos de la literatura reconocida. Los métodos deben tomar en cuenta los cinco factores mencionados anteriormente. Para piezas de solado colocadas directamente sobre la membrana de la cubierta como parte de un sistema de lastre, se dispone de guías en ANSI/SRPI RP-4 (2013) para alturas de cubierta menores de 46 m.
PARTE 6: EDIFICIOS DE BAJA ALTURA – PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
Nota para el usuario: La Parte 6 del Capítulo 5 es un método simplificado para el cálculo de las presiones de viento para los C&R de edificios cerrados o parcialmente cerrados de diafragma simple cuya altura es h ≤ 10 m. Las presiones de viento se obtienen directamente de una Tabla. El edificio debe tener una forma de planta y geometría de cubierta semejante a las Figuras presentadas. Este método es una simplificación del método tradicional “para todas las alturas”, contenido en la Parte 1 de este capítulo.
El procedimiento que se describe en el artículo 5.13 es equivalente al Procedimiento Simplificado del Capítulo 4 de CIRSOC 102-2005. A diferencia de aquél no es necesario adoptar un Factor de Importancia y la Velocidad Básica de Viento se adoptade uno de los tres mapas de las
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Cap. 5 - 163
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figuras 1.5-1 A-C conforme a la Categoría de Riesgo; lo cual se relaciona a cambios generales en la estructura del Reglamento y no específicamente a este procedimiento simplificado. Debido a que las figuras de donde se extraen los coeficientes de carga para construir las tablas de valores de este método son diferentes en esta revisión a las de CIRSOC 102-2005, se limitó el método a inclinaciones de cubierta de hasta 7º para mantener la consistencia del procedimiento entre una y otra revisión. Los dieciséis valores de velocidades de viento con que se entra a la Tabla 5.13-2 se eligieron para que el usuario aplique el método en una amplia variedad de casos sin necesidad de hacer interpolaciones. Esos dieciséis valores comprenden las estructuras de categoría I, II, III y IV de CABA, Córdoba, Corrientes, Formosa, Posadas, Resistencia, Rosario, Salta, San Juan, San Luis, San Miguel de Tucumán y Santa Rosa; y estructuras de categoría I y II de Bahía Blanca, Rawson, Río Gallegos, Ushuaia y Viedma. Además, las especificaciones se des doblaron en las correspondientes a SPRFV, que están en la Parte 2 del Capítulo 2, y las correspondientes a C&R, que están en esta sección.
La Parte 6 del Capítulo 5 se incluye en este Reglamento para que el Proyectista o Diseñador Estructural de edificios de diafragma simple de baja altura (h ≤ 10 m) y forma regular pueda elegir directamente de la Tabla 5.13-2 las presiones para las paredes y la cubierta, requiriendo en algunos casos multiplicar los mismos por un factor en función de la categoría de exposición. Este tipo de edificios son relativamente comunes, lo que justifica mantener su tratamiento en forma simplificada. ASCE 722 no incluye un procedimiento simplificado.
Para que el Proyectista o Diseñador Estructural utilice el Método Simplificado, el edificio debe cumplir la totalidad de los siete requisitos del artículo 5.13.2.; de otro modo se deben usar los métodos de la Parte 1 o la Parte 2 según corresponda. Los valores están tabulados para la exposición B; se proporcionan factores de multiplicación para las demás exposiciones comunes.
Se han utilizado los siguientes valores en la preparación de las Tablas:
h = 10 m , Exposición B, Kz = 0,71; Kd = 0,85; Kzt = 1,0; Ke = 1,0; (GCpi) = ± 0,18 (edificio cerrado y parcialmente abierto) (GCpi) = ± 0,55 (edificio parcialmente cerrado) Coeficientes de presión según las Figuras 5.3-1 y 5.3-2A.
5.13. TIPOS DE EDIFICIOS
El procedimiento especificado en este artículo se aplica al cálculo de cargas de viento para componentes y revestimientos (C&R) de edificios que cumplan los requisitos del artículo 5.13.2.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 164
REGLAMENTO
COMENTARIO
5.13.1. Procedimiento de diseño
Los pasos necesarios para dicho cálculo se muestran en Tabla 5.13-1.
Tabla 5.13-1. Pasos para calcular las cargas de viento sobre los SPRFV de edificios cerrados o parcialmente cerrados de diafragma simple (h ≤ 10 m)
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo del edificio u otra estructura, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Adoptar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo aplicable, ver Figuras 1.5-1
A-D. Paso 3: Obtener los parámetros de carga de viento:
• Categoría de exposición B, C o D, ver artículo 1.7. • Verificar que el edificio no esté sometido a efectos topográficos, Kzt = 1, ver artículo 1.8 y
Figura 1.8-1. • Clasificación de cerramientos, ver artículo 1.10. Paso 4: Calcular el área efectiva A para cada componente y revestimiento a diseñar, ver artículo 1.2. Paso 5: Las cargas de viento para cada C&R se obtienen a partir de la Tabla 5.13-2, en función del área efectiva A de cada C&R y la zona en la cual se encuentra ubicado. Estas presiones netas de diseño incluyen la contribución de las presiones exteriores e interiores y se deben aplicar a cada superficie exterior.
5.13.2. Campo de validez
Un edificio cerrado total o parcialmente cuyas cargas de viento de diseño se calculan de acuerdo con este apartado debe cumplir las siguientes condiciones:
1. Se trata de un edificio con diafragmas simples, tal como se define en el artículo 1.2,
2. el ángulo de inclinación de la cubierta del edificio es menor o igual a 7°,
3. la altura media de la cubierta del edificio es menor o igual a 10 m,
4. el edificio es de forma regular, como se define en el artículo 1.2,
5. el edificio no se encuadra como edificio flexible, como se define en el artículo 1.2,
6. la estructura del edificio no posee juntas de dilatación o separaciones, y
7. el edificio no está sujeto a los efectos topográficos del artículo 1.8 (esto es, Kzt = 1,0).
5.13.3. Revestimiento permeable al aire
Las cargas de viento de diseño obtenidas según la Tabla 5.13-2 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 bibliografía reconocida para el tipo de revestimiento permeable considerado.
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Cap. 5 - 165
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-1 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
COMENTARIO h ≤ 20 m Paredes
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, la que sea menor, pero no menos que 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m.
Excepción: para edificios con = 0° a 7° y una dimensión horizontal mínima superior a 90 m, la dimensión a se limitará a un máximo de 0,8h. h = altura media de la cubierta, en m, excepto cuando ≤ 10°, en que se debe usar la altura del alero. = ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Coeficiente de presión externa, (GCp) - Paredes
Notas: 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. En escala horizontal se llevan las áreas de viento efectivas, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para paredes se deben reducir en un 10 % cuando ≤ 10°.
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Cap. 5 - 166
REGLAMENTO
COMENTARIO
Componentes y revestimientos
h ≤ 20 m
Figura 5.3-1A Zonas de coeficientes de presión externa, (GCp)
Superficie horizontal inferior de
Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos con
edificios elevados
espacios abiertos o parcialmente cerrados en la parte inferior
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Cap. 5 - 167
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2A Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a dos aguas
≤ 7°
Notación h = la altura del alero, en m. = ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2.
3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas, positivas y negativas.
5. Si existe un parapeto de 1 m o más alto alrededor del perímetro de la cubierta, los valores negativos de (GCp) en la Zona 3 deben igualar a los de la Zona 2, y los valores positivos de (GCp) en las Zonas 2 y 3 se
deben igualar a los de las Zonas de pared 4 y 5, respectivamente, en la Figura 5.3-1. 6. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta incluyen las contribuciones de presión de las superficies
superior e inferior. 7. Si existen voladizos, la dimensión horizontal menor del edificio no incluirá ninguna dimensión de voladizo,
pero la distancia al borde, a, se medirá desde el borde exterior del voladizo. 8. Para superficie inferior de edificios separados del suelo, según Figura 5.3-1A los valores en la zona 4+ se
obtienen de la curva positiva para zona 4 de la Figura 5.3-1.
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Cap. 5 - 168
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2B Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a dos aguas
7° < ≤ 20°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. Si existe un voladizo, la distancia al borde se medirá desde el borde exterior del voladizo. Las dimensiones horizontales utilizadas para calcular la distancia al borde no incluirán ninguna dimensión del voladizo. h = altura media de la cubierta, en m. Para ≤ 10°, se utilizará la altura del alero. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas, positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta se deben determinar conforme al artículo 5.7.
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Cap. 5 - 169
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2C Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a dos aguas
20° < ≤ 27º
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. Si existe un voladizo, la distancia al borde se medirá desde el borde exterior del voladizo. Las dimensiones horizontales utilizadas para calcular la distancia al borde no incluirán ninguna dimensión del voladizo. h = altura media de la cubierta, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta se deben determinar conforme al artículo 5.7.
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Cap. 5 - 170
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2D Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a dos aguas
27° < ≤ 45°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. Si existe un voladizo, la distancia al borde se medirá desde el borde exterior del voladizo. Las dimensiones horizontales utilizadas para calcular la distancia al borde no incluirán ninguna dimensión del voladizo. h = altura media de la cubierta, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente. 4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta se deben determinar conforme al artículo 5.7.
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Cap. 5 - 171
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2E Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a cuatro aguas
7° < ≤ 20°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. Si existe un voladizo, la distancia al borde se medirá desde el borde exterior del voladizo. Las dimensiones horizontales utilizadas para calcular la distancia al borde no incluirán ninguna dimensión del voladizo. h = altura media de la cubierta, en m, excepto que la altura del alero se utilizará para ≤ 10°. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta se deben determinar conforme al artículo 5.7.
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Cap. 5 - 172
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2F Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a cuatro aguas
20° < ≤ 27°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. Si existe un voladizo, la distancia al borde se medirá desde el borde exterior del voladizo. Las dimensiones horizontales utilizadas para calcular la distancia al borde no incluirán ninguna dimensión del voladizo. h = altura media de la cubierta, en m, excepto que la altura del alero se utilizará para ≤ 10°. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta se deben determinar conforme al artículo 5.7.
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Cap. 5 - 173
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-2G Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a cuatro aguas
= 45°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. Si existe un voladizo, la distancia al borde se medirá desde el borde exterior del voladizo. Las dimensiones horizontales utilizadas para calcular la distancia al borde no incluirán ninguna dimensión del voladizo. h = altura media de la cubierta, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2.
3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente.
4. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas. 5. Los valores de (GCp) para los voladizos de cubierta se deben determinar conforme al artículo 5.7. 6. Para pendientes de cubierta 27° < ≤ 45°, interpolar los coeficientes (GCp) de las Figuras 5.3-2F y 5.3-2G,
para cada zona de interés. Utilice la siguiente fórmula de interpolación:
[ (2 ) (2 )] ( 27°)
(2 )
(45° 27°)
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Cap. 5 - 174
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-3 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas escalonadas
≤ 7°
Notación h = altura media de la cubierta, en m. h1 = altura del escalón 1, en m. h2 = altura del escalón 2, en m. W = ancho del edificio. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Nota Las designaciones de las zonas corresponden a las de la Figura 5.3-2A. De esa figura se deben tomar los valores de los coeficientes de carga.
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Cap. 5 - 175
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-4 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas a dos aguas
múltiples
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal de un módulo de un solo vano o 0,4h, lo que sea menor, pero no
menos del 4 % de la menor dimensión horizontal de un módulo de un solo vano, ni menos de 1 m. h = altura media de la cubierta, en m, excepto que la altura del alero se utilizará para ≤ 10°. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente. 4. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas. 5. Para ≤ 10°, se deben usar los valores de (GCp) de la Figura 5.3-2A.
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Cap. 5 - 176
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-5A Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas de vertiente única
3º < ≤ 10º
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal, ni menos de 1 m. h = La altura del alero se utilizará para ≤ 10°. = Ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente. 4. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas. 5. Para ≤ 10°, se deben usar los valores de (GCp) de la Figura 5.3-2A.
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Cap. 5 - 177
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-5B Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas de vertiente única
10º < ≤ 30º
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal, ni menos de 1 m. h = altura media de la cubierta, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2.
3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente.
4. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas.
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Cap. 5 - 178
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-6 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 20 m Cubiertas en diente
de sierra
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal, ni menos de 1 m. h = altura media de la cubierta, en m, excepto que la altura del alero se utilizará para ≤ 10°. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical contiene los valores de (GCp) que se deben usar con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente.
4. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas. 5. Para ≤ 10°, se deben usar los valores de (GCp) de la Figura 5.3-2A.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 179
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-7 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO Todo h
Cubiertas en forma de cúpula
Notación f = elevación del domo, en m. D = diámetro, en m. hD = altura a la base del domo, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes para cúpulas de base circular, (GCp)
Presión Externa
, grados (GCp)
Presiones Negativas
0-90 -0,9
Presiones Positivas
0-60 +0,9
Presiones Positivas
61-90 +0,5
Notas 1. Los valores indican (GCp) para ser usados con q(hD + f) donde hD + f es la altura en la parte superior de la
cúpula.
2. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente.
3. Cada componente debe estar diseñado para las presiones máximas positivas y negativas. 4. Los valores se aplican a: 0 ≤ hD/D ≤ 0,5, 0,2 ≤ f/D ≤ 0,5. 5. = 0º en la línea de arranque del domo, = 90° en el punto superior del centro del domo.
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Cap. 5 - 180
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.3-8 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos
COMENTARIO Todo h
Cubiertas Abovedadas
Coeficientes de presión externa, (GCp)
r
Zona 1
Zona 2
0,5
-1,5
Figura 5.3-2B
0,3
-1
a
0,2
-0,75
Figura 5.3-2D
0,1
Figura 5.3-2A
Todas las zonas
+0,5
Notación: r = relación flecha/luz
Notas
1. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente.
2. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas, cuando se
especifican. 3. Las cubiertas con r ≤ 0,1 se asimilarán a cubiertas planas y los coeficientes de carga para C&R se adoptarán
de la Figura 5.3-2A. 4. Para la Zona 2 de las cubiertas con r > 0,1, los coeficientes de carga se asimilarán a los de la Zona 2 de las
Figuras 5.3-2B a 5.3-2D, según corresponda al ángulo de inclinación de cubierta = arc tan(2r).
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Cap. 5 - 181
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.4-1 Coeficientes de presión externa, (GCp) Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos Diagramas
COMENTARIO h > 20 m
Paredes y cubiertas
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal, pero no menos de 1 m. h = altura media de la cubierta, en m, excepto que la altura del alero se utilizará para ≤ 10°. z = altura sobre el suelo, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notas 1. La escala vertical indica (GCp) que se deben usar con qz o qh, según corresponda. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies,
respectivamente. 4. Con valores positivos de (GCp) se debe usar qz y con valores negativos se debe usar qh. 5. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas.
6. Los coeficientes son para techos con ángulo ≤ 7°. Para otras configuraciones de cubierta ver el artículo 5.4.2.
7. Si se proporciona un parapeto de 1 m o más alto alrededor del perímetro de la cubierta con ≤ 10°, la Zona 3
se tratará como Zona 2.
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Cap. 5 - 182
REGLAMENTO
COMENTARIO
Componentes y revestimientos
h > 20 m
Figura 5.4-1A Zonas de coeficientes de presión externa, (GCp)
Superficie horizontal inferior de
Edificios cerrados, parcialmente cerrados o parcialmente abiertos con
edificios elevados
espacios abiertos o parcialmente cerrados en la parte inferior
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Cap. 5 - 183
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.5-1 Coeficientes de presión neta, CN Edificios abiertos Diagramas
COMENTARIO
0,25 ≤ h/L ≤ 1,0 Superficie horizontal inferior de
edificios elevados
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal ni menos de 1 m. h = altura media de la cubierta, en m. L = dimensión horizontal del edificio, medida a lo largo de la dirección del viento, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de Presión Neta, CN
Ángulo de la cubierta
0°
7,5°
15°
30°
45°
Área efectiva de viento
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
CN
Sin bloqueo
Con bloqueo
Zona 3 Zona 2 Zona 1 Zona 3 Zona 2 Zona 1
2,4 -3,3 1,8 -1,7 1,2 -1,1 1,0 -3,6 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,8 -1,7 1,8 -1,7 1,2 -1,1 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,2 -1,1 1,2 -1,1 1,2 -1,1 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2 3,2 -4,2 2,4 -2,1 1,6 -1,4 1,6 -5,1 1,2 -2,6 0,8 -1,7 2,4 -2,1 2,4 -2,1 1,6 -1,4 1,2 -2,6 1,2 -2,6 0,8 -1,7 1,6 -1,4 1,6 -1, 1,6 -1,4 0,8 -1,7 0,8 -1,7 0,8 -1,7 3,6 -3,8 2,7 -2,9 1,8 -1,9 2,4 -4,2 1,8 -3,2 1,2 -2,1 2,7 -2,9 2,7 -2,9 1,8 -1,9 1,8 -3,2 1,8 -3,2 1,2 -2,1 1,8 -1,9 1,8 -1,9 1,8 -1,9 1,2 -2,1 1,2 -2,1 1,2 -2,1
5,2 -5,0 3,9 -3,8 2,6 -2,5 3,2 -4,6 2,4 -3,5 1,6 -2,3 3,9 -3,8 3,9 -3,8 2,6 -2,5 2,4 -3,5 2,4 -3,5 1,6 -2,3 2,6 -2,5 2,6 -2,5 2,6 -2,5 1,6 -2,3 1,6 -2,3 1,6 -2,3 5,2 -4,6 3,9 -3,5 2,6 -2,3 4,2 -3,8 3,2 -2,9 2,1 -1,9 3,9 -3,5 3,9 -3,5 2,6 -2,3 3,2 -2,9 3,2 -2,9 2,1 -1,9 2,6 -2,3 2,6 -2,3 2,6 -2,3 2,1 -1,9 2,1 -1,9 2,1 -1,9
Notas 1. CN denota presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior). 2. La situación sin bloqueo representa un flujo de viento relativamente sin obstrucciones debajo del techo, con
un bloqueo menor o igual al 50 %. La situación con bloqueo denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo de viento (> 50 % de bloqueo).
3. Para valores de distintos a los mostrados, se permite la interpolación lineal. 4. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de la superficie superior
de la cubierta, respectivamente. 5. Los componentes y elementos de revestimiento se deben diseñar para los coeficientes de presión positiva y
negativa que se muestran.
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Cap. 5 - 184
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.5-2 Coeficientes de presión neta, CN Edificios abiertos Diagramas
COMENTARIO
0,25 ≤ h/L ≤ 1,0 Cubiertas aisladas de vertiente
única ≤ 45°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal ni menos de 1 m. La dimensión a es como se muestra en la Figura 5.8-1. h = altura media de la cubierta, en m. L = dimensión horizontal del edificio, medida a lo largo de la dirección del viento, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de Presión Neta, CN
Ángulo de la cubierta
0°
7,5°
15°
30°
45°
Área efectiva de viento
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
CN
Sin bloqueo
Con bloqueo
Zona 3 Zona 2 Zona 1 Zona 3 Zona 2 Zona 1
2,4 -3,3 1,8 -1,7 1,2 -1,1 1,0 -3,6 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,8 -1,7 1,8 -1,7 1,2 -1,1 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,2 -1,1 1,2 -1,1 1,2 -1,1 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2 2,2 -3,6 1,7 -1,8 1,1 -1,2 1,0 -5,1 0,8 -2,6 0,5 -1,7 1,7 -1,8 1,7 -1,8 1,1 -1,2 0,8 -2,6 0,8 -2,6 0,5 -1,7 1,1 -1,2 1,1 -1,2 1,1 -1,2 0,5 -1,7 0,5 -1,7 0,5 -1,7 2,2 -2,2 1,7 -1,7 1,1 -1,1 1,0 -3,2 0,8 -2,4 0,5 -1,6 1,7 -1,7 1,7 -1,7 1,1 -1,1 0,8 -2,4 0,8 -2,4 0,5 -1,6 1,1 -1,1 1,1 -1,1 1,1 -1,1 0,5 -1,6 0,5 -1,6 0,5 -1,6 2,6 -1,8 2,0 -1,4 1,3 -0,9 1,0 -2,4 0,8 -1,8 0,5 -1,2 2,0 -1,4 2,0 -1,4 1,3 -0,9 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,3 -0,9 1,3 -0,9 1,3 -0,9 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2 2,2 -1,6 1,7 -1,2 1,1 -0,8 1,0 -2,4 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,7 -1,2 1,7 -1,2 1,1 -0,8 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,1 -0,8 1,1 -0,8 1,1 -0,8 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2
Notas 1. CN denota presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior).
2. La situación sin bloqueo representa un flujo de viento relativamente sin obstrucciones debajo del techo, con un bloqueo menor o igual al 50 %. La situación con bloqueo denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo de viento (> 50 % de bloqueo).
3. Para valores de distintos a los mostrados, se permite la interpolación lineal. 4. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de la superficie s uperior
de la cubierta, respectivamente.
5. Los componentes y elementos de revestimiento se deben diseñar para los coeficientes de presión positiva y negativa que se muestran.
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Cap. 5 - 185
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.5-3 Coeficientes de presión neta, CN Edificios abiertos Diagramas
COMENTARIO
0,25 ≤ h/L ≤ 1,0 Cubierta aislada a dos aguas
con diedro negativo ≤ 45°
Notación a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal ni menos de 1 m. La dimensión a es como se muestra en la Figura 5.8-1. h = altura media de la cubierta, en m. L = dimensión horizontal del edificio, medida a lo largo de la dirección del viento, en m. = ángulo del plano de la cubierta desde la horizontal, en grados.
Coeficientes de Presión Neta, CN
Ángulo de la cubierta
0°
7,5°
15°
30°
45°
Área efectiva de viento
CN
Sin bloqueo
Con bloqueo
Zona 3 Zona 2 Zona 1 Zona 3 Zona 2 Zona 1
≤ a2
> a2, ≤ 4,0a2 > 4,0a2
2,4 -3,3 1,8 -1,7 1,2 -1,1 1,0 -3,6 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,8 -1,7 1,8 -1,7 1,2 -1,1 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,2 -1,1 1,2 -1,1 1,2 -1,1 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2
≤ a2
> a2, ≤ 4,0a2 > 4,0a2
2,4 -3,3 1,8 -1,7 1,2 -1,1 1,0 -4,8 0,8 -2,4 0,5 -1,6 1,8 -1,7 1,8 -1,7 1,2 -1,1 0,8 -2,4 0,8 -2,4 0,5 -1,6 1,2 -1,1 1,2 -1,1 1,2 -1,1 0,5 -1,6 0,5 -1,6 0,5 -1,6
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
2,2 -2,2 1,7 -1,7 1,1 -1,1 1,0 -2,4 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,7 -1,7 1,7 -1,7 1,1 -1,1 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,1 -1,1 1,1 -1,1 1,1 -1,1 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2 1,8 -2,6 1,4 -2,0 0,9 -1,3 1,0 -2,8 0,8 -2,1 0,5 -1,4 1,4 -2,0 1,4 -2,0 0,9 -1,3 0,8 -2,1 0,8 -2,1 0,5 -1,4 0,9 -1,3 0,9 -1,3 0,9 -1,3 0,5 -1,4 0,5 -1,4 0,5 -1,4
≤ a2 > a2, ≤ 4,0a2
> 4,0a2
1,6 -2,2 1,2 -1,7 0,8 -1,1 1,0 -2,4 0,8 -1,8 0,5 -1,2 1,2 -1,7 1,2 -1,7 0,8 -1,1 0,8 -1,8 0,8 -1,8 0,5 -1,2 0,8 -1,1 0,8 -1,1 0,8 -1,1 0,5 -1,2 0,5 -1,2 0,5 -1,2
Notas 1. CN denota presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior).
2. La situación sin bloqueo representa un flujo de viento relativamente sin obstrucciones debajo del techo, con un bloqueo menor o igual al 50 %. La situación con bloqueo denota objetos debajo del techo que inhiben el
flujo de viento (> 50 % de bloqueo).
3. Para valores de distintos a los mostrados, se permite la interpolación lineal. 4. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de la superficie s uperior
de la cubierta, respectivamente. 5. Los componentes y elementos de revestimiento se deben diseñar para los coeficientes de presión positiva y
negativa que se muestran.
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Cap. 5 - 186
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.6-1 Cargas de viento sobre parapeto Todo tipo de edificios Diagrama
COMENTARIO Todo h
Notas:
Parapeto de Barlovento: Caso de Carga A 1. La presión sobre la cara de barlovento del parapeto (p1) se determina utilizando las zonas de presión positiva
de la pared (p5) de la figura aplicable. 2. La presión sobre la cara de sotavento del parapeto (p2) se determina utilizando las zonas de presión negativa
del techo (p7) de la figura aplicable.
Parapeto de Sotavento: Caso de Carga B 1. La presión sobre la cara de barlovento del parapeto (p3) se determina utilizando las zonas de presión positiva
de la pared (p5) de la figura aplicable. 2. La presión sobre la cara de sotavento del parapeto (p4) se determina utilizando las zonas de presión negativa
de la pared (p6) de la figura aplicable.
Ver nota 5 en Figura 5.3-2A para reducciones en las presiones del techo de los componentes y revestimientos cuando hay parapetos de 1 m o más.
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Cap. 5 - 187
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.7-1 Cargas de viento sobre voladizos de cubierta Todo tipo de edificios Diagrama
COMENTARIO Todo h
Notación povh = presión neta de techo sobre voladizos de cubierta. ps = presión sobre el plafón del voladizo de cubierta. pw = presión en la pared.
Notas 1. La presión neta del techo sobre los voladizos de cubierta, povh, se determina a partir de las zonas interiores,
de borde o de esquina, según corresponda de las figuras. 2. La presión neta de las figuras, povh, incluye la contribución de presión de las superficies superior e inferior del
voladizo del techo. 3. La presión positiva en el plafón del voladizo de cubierta, ps, debe tomarse igual a la presión de la pared pw.
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Cap. 5 - 188
REGLAMENTO Componentes y revestimientos Figura 5.9-1A Coeficientes de presión Diagrama
Coeficiente de Presión
COMENTARIO
h ≤ 20 m Aleros adosados a paredes de
edificios
Notación hc = altura media del alero adosado, en m. he = altura media del alero de la cubierta, en m. (GCp) = coeficientes de presión. qh = presión dinámica evaluada a la altura z = h, en N/m2.
Notas 1. Las presiones se basan en los valores más críticos para todas las relaciones de hc/he. 2. La escala vertical denota (GCp) para usarse con qh. 3. La escala horizontal indica área de viento efectiva, en m2. 4. Los signos negativos significan presiones que actúan alejándose de la superficie.
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Cap. 5 - 189
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.9-1B Coeficientes de presión neta Diagrama
COMENTARIO
h ≤ 20 m Aleros adosados a paredes de
edificios
Coeficiente de Presión Neta
Notación hc = altura media del alero adosado, en m. he = altura media del alero de la cubierta, en m. (GCpn) = coeficientes de presión neta. qh = presión dinámica evaluada a la altura z = h, en N/m2.
Notas 1. La escala vertical denota (GCpn) para usarse con qh. 2. La escala horizontal indica área de viento efectiva, en m2. 3. Los signos negativos y positivos significan presiones actuando hacia arriba y hacia abajo, respectivamente. 4. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas. 5. Utilice interpolación lineal para valores intermedios de hc/he.
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Cap. 5 - 190
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.9-2A Coeficientes de presión Diagrama
COMENTARIO
h >20 m Aleros adosados a paredes de
edificios
Coeficiente de Presión
Notación hc = altura media del alero adosado, en m. he = altura media del alero de la cubierta, en m. (GCp) = coeficientes de presión. qh = presión dinámica evaluada a la altura z = h, en N/m2.
Notas 1. Las presiones se basan en los valores más críticos para todas las relaciones de hc/he. 2. La escala vertical denota (GCp) para usarse con qh. 3. La escala horizontal indica área de viento efectiva, en m2. 4. Los signos negativos significan presiones que actúan alejándose de la superficie.
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Cap. 5 - 191
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.9-2B Coeficientes de presión neta Diagrama
COMENTARIO
h >20 m Aleros adosados a paredes de
edificios
Coeficiente de Presión Neta
Notación hc = altura media del alero adosado, en m. he = altura media del alero de la cubierta, en m. (GCpn) = coeficientes de presión neta. qh = presión dinámica evaluada a la altura z = h, en N/m2.
Notas 1. La escala vertical denota (GCpn) para usarse con qh. 2. La escala horizontal indica área de viento efectiva, en m2. 3. Los signos negativos y positivos significan presiones actuando hacia arriba y hacia abajo, respectivamente. 4. Cada componente debe estar diseñado para presiones positivas y negativas máximas. 5. Utilice interpolación lineal para valores intermedios de hc/he.
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Cap. 5 - 192
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.10-1 D < 40 m y 0,25 < H/D < 4,0 Coeficientes de presión externa, (GCp) Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 40 m Paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
aislados
Notación h = altura media de la cubierta, en m. H = altura del cilindro con revestimiento, en m.
Z = altura al centroide del área proyectada de la estructura circular con revestimiento, en m.
= ángulo desde la dirección del viento hasta un punto en la pared de un contenedor circular, silo o tanque,
en grados. D = diámetro, en m. C = altura libre sobre el suelo, en m.
Coeficientes de Presión Externa, (GCp()) en Paredes de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
Ángulo
Grados
0° 15° 30° 45° 60° 75° 90° 105° 120° 135° 150° 165° 180°
0,25
(GCp( )) 0,7 0,6 0,3 -0,2 -0,6 -0,7 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,3 -0,3
Relación de aspecto, H/D
0,50
1
2
3
(GCp( )) 0,7 0,6 0,3 -0,2 -0,7 -0,9 -0,9 -0,8 -0,6 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4
(GCp( )) 0,7 0,6 0,3 -0,2 -0,8 -1,2 -1,2 -0,9 -0,6 -0,4 -0,4 -0,4 -0,4
(GCp( )) 0,7 0,6 0,3 -0,3 -0,9 -1,4 -1,4 -1,1 -0,7 -0,5 -0,4 -0,4 -0,4
(GCp( )) 0,7 0,6 0,3 -0,3 -1,0 -1,6 -1,6 -1,1 -0,7 -0,5 -0,4 -0,4 -0,4
4
(GCp( )) 0,7 0,6 0,3 -0,3 -1,1 -1,7 -1,7 -1,2 -0,7 -0,5 -0,4 -0,4 -0,4
Distribución de la Presión Externa, (GCp()) en el Perímetro del Muro
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Cap. 5 - 193
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Figura 5.10-2 D < 40 m y 0,25 < H/D < 4,0 Coeficientes de presión externa, (GCp) Diagramas
COMENTARIO
h ≤ 40 m Cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
aislados
Notación a = 10 % del diámetro. b = dimensión horizontal especificada para la Zona 1 de un techo cónico, en m. D = diámetro de una estructura circular, en m. h = altura media del techo, en m. H = altura del cilindro con revestimiento, en m.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Notas Para techos con ángulos de techo promedio de menos de 10º, b se determinará a partir de la siguiente tabla. Se
permitirá la interpolación lineal.
H/D
0,25
0,5
≥ 1,0
b
0,2D
0,5D
0,1h + 0,6D
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Cap. 5 - 194
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos
Figura 5.10-2 (continuación)
D < 40 m y 0,25 < H/D < 4,0
Coeficientes de presión externa, (GCp)
COMENTARIO
h ≤ 40 m Cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
aislados
Notas 1. La escala vertical denota (GCp) para usarse con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde las superficies, respectivamente.
4. Cada componente se diseñará para presiones positivas y negativas máximas. 5. Para voladizos de cubierta, (GCp) será igual a los valores de la Zona 1 multiplicados por 2.
6. Los valores de la línea A se aplicarán a los techos con ángulos de techo de menos de 10º. 7. Los valores de la línea B se aplicarán a techos con ángulos de techo mayores e iguales a 10º.
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Cap. 5 - 195
REGLAMENTO
COMENTARIO
Componentes y revestimientos
Figura 5.10-3
D < 40 m y 0,25 < H/D < 4,0 (Espaciado de centro a centro < 1,25D)
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Diagramas
h ≤ 40 m
Cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
agrupados
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Notación a = 20 % del diámetro. D = diámetro, en m. h = altura media del techo, en m. = ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
Notas 1. La escala vertical denota (GCp) para usarse con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde las superficies, respectivamente. 4. Cada componente se diseñará para presiones positivas y negativas máximas. 5. Los valores de la línea A se aplicarán a los techos con ángulos de techo de menos de 10º. 6. Los valores de la línea B se aplicarán a techos con ángulos de techo mayores e iguales a 10º. 7. La zona 4 se aplicará a techos con ángulos de techo mayores de 15º. 8. Para voladizos de cubierta, (GCp) será igual a los valores de la Zona 1 multiplicados por 2,0.
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Cap. 5 - 196
REGLAMENTO
COMENTARIO
Componentes y revestimientos
Figura 5.10-4
D < 40 m y 0,25 < H/D < 4,0 (Espaciado de centro a centro < 1,25D)
Coeficientes de presión externa, (GCp)
Diagramas
h ≤ 40 m
Cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
agrupados
Notación D = diámetro, en m. h = altura media del techo, en m. H = altura del cilindro con revestimiento, en m.
= ángulo del plano del techo desde la horizontal, en grados.
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Cap. 5 - 197
REGLAMENTO
COMENTARIO
Componentes y revestimientos Figura 5.10-4 D < 40 m y 0,25 < H/D < 4,0 (Espaciado de centro a (continuación) centro < 1,25D) Coeficientes de presión externa, (GCp)
Coeficiente de presión externa
h ≤ 40 m
Cubiertas de silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales
agrupados
Notas 1. La escala vertical denota (GCp) para usarse con qh. 2. La escala horizontal indica el área efectiva del viento, en m2.
3. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde las superficies, respectivamente. 4. Cada componente se diseñará para presiones positivas y negativas máximas. 5. La zona 9 será la región con la menor distancia entre los silos adyacentes y en las esquinas exteriores de los
grupos. 6. El caso A es aplicable para los silos con espacio libre mayor que 0 y menor que 0,25D. El caso B es aplicable
para los silos intermedios del conjunto de silos, excluyendo los silos finales, con un espacio libre igual o menor que 0.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 198
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos
Tabla 5.13-2
Presiones del viento de diseño
Edificios cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
COMENTARIO
h ≤ 10 m Procedimiento simplificado.
Paredes y cubierta
Notas 1. Las presiones del viento de diseño representan la presión neta (suma de las presiones externa e interna)
aplicada normalmente a todas las superficies.
2. Los valores indicados corresponden a la exposición B. Para otras exposiciones los mismos se deben multiplicar por los siguientes factores: Exposición C: 1,41 y Exposición D: 1,68.
3. Se permite la interpolación lineal entre los valores de áreas tributarias.
4. Los signos más y menos significan presión actuando hacia y desde la superficie exterior, respectivamente. 5. Todos los elementos componentes y de revestimiento se deben diseñar para las presiones negativas y
positivas que se indican en la tabla. 6. Simbología:
a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, la que sea menor, pero no menos que 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m. h = altura media de cubierta, en m.
Nota para el usuario: -
Para Edificios cerrados y parcialmente abiertos, ver páginas 200-201 de este Reglamento. Para Edificios parcialmente cerrados, ver páginas 202-203 de este Reglamento.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 199
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Tabla 5.13-2 (cont.) Presiones del viento de diseño Edificios cerrados y parcialmente abiertos
COMENTARIO
h ≤ 10 m Procedimiento simplificado.
Paredes y cubierta
Ubicación
Cubierta Paredes
Zona
1 2 3 4 5
Presiones de viento de diseño (N/m2)
Área efectiva
de viento (m2)
1
40
+800 -1113
Velocidad básica del viento V (m/seg)
42,9 45,7 46 49 51,4 52,5
+800 +800 +800 +800 +800 +800 -1280 -1453 -1472 -1670 -1837 -1917
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 2
-1054 -1212 -1375 -1393 -1581 -1740 -1815
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 10
-870 -1001 -1136 -1151 -1306 -1437 -1499
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 1
-1468 -1468 -1916 -1941 -2203 -2424 -2529
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 2
-1373 -1580 -1792 -1816 -2061 -2268 -2366
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 10
-1154 -1328 -1507 -1526 -1732 -1906 -1988
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 1
-2001 -2301 -2611 -2646 -3002 -3304 -3446
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 2
-1811 -2083 -2364 -2395 -2718 -2991 -3120
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800 10
-1373 -1580 -1792 -1816 -2061 -2268 -2366
+800 +803 912 924 1048 1153 1203 1
-800 -871 -989 -1002 -1137 -1251 -1305
+800 +800 819 830 942 1036 1081 5
-800 -800 -896 -908 -1030 -1134 -1183
+800 +800 +800 +800 +800 860 897 50
-800 -800 -800 -800 -870 -958 -999
+800 +803 912 924 1048 1153 1203 1
-935 -1076 -1221 -1237 -1403 -1544 -1611
+800 +800 834 845 959 1056 1101 5
-800 -906 -1028 -1041 -1181 -1300 -1356
+800 +800 +800 +800 +800 860 897 50
-800 -800 -800 -800 -870 -958 -999
55,1
+800 -2112 +800 -1999 +800 -1651 +800 -2785 +800 -2606 +800 -2190 +800 -3796 +800 -3437 +800 -2606 1325 -1438 1191 -1303 988 -1101 1325 -1775 1213 -1494 988 -1101
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 200
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Tabla 5.13-2 (cont.) Presiones del viento de diseño Edificios cerrados y parcialmente abiertos
COMENTARIO
h ≤ 10 m Procedimiento simplificado.
Paredes y cubierta
Ubicación
Cubierta Paredes
Zona
1 2 3 4 5
Presiones de viento de diseño (N/m2)
Área efectiva
de viento (m2)
1
57,1
+800 -2268
Velocidad básica del viento V (m/seg)
59,1 61,2 62,8 65,7 67,4 68,5
+800 +800 +800 +800 807
833
-2429 -2605 -2743 -3002 -3159 -3263
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
2
-2147 -2300 -2466 -2597 -2842 -2991 -3090
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
10
-1773 -1899 -2037 -2145 -2347 -2470 -2552
+800 +800 +800 +800 +800 807
833
1
-2991 -3205 -3436 -3618 -3960 -4168 -4305
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
2
-2798 -2998 -3215 -3385 -3705 -3899 -4027
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
10
-2352 -2520 -2702 -2845 -3114 -3277 -3385
+800 +800 +800 +800 +800 807
833
1
-4077 -4367 -4683 -4931 -5397 -5680 -5867
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
2
-3691 -3954 -4240 -4465 -4886 -5143 -5312
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
10
-2798 -2998 -3215 -3385 -3705 -3899 -4027
1423 1525 1635 1722 1884 1983 2048
1
-1544 -1654 -1774 -1868 -2044 -2151 -2222
1279 1370 1469 1547 1693 1781 1840
5
-1399 -1499 -1607 -1692 -1852 -1949 -2014
1061 1137 1219 1284 1405 1479 1528
50
-1182 -1266 -1358 -1430 -1565 -1647 -1701
1423 1525 1635 1722 1884 1983 2048
1
-1906 -2042 -2189 -2305 -2523 -2655 -2743
1303 1396 1496 1576 1725 1815 1875
5
-1604 -1719 -1843 -1940 -2124 -2235 -2309
1061 1137 1219 1284 1405 1479 1528
50
-1182 -1266 -1358 -1430 -1565 -1647 -1701
73,5
959 -3757 899 -3557 +800 -2938 959 -4956 899 -4637 +800 -3897 959 -6755 899 -6116 +800 -4637 2358 -2558 2118 -2318 1759 -1959 2358 -3158 2158 -2658 1759 -1959
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 201
REGLAMENTO
COMENTARIO
Componentes y revestimientos Tabla 5.13-2 (cont.) Presiones del viento de diseño Edificios parcialmente cerrados
h ≤ 10 m
Procedimiento simplificado. Paredes y cubierta
Ubicación
Cubierta Paredes
Zona
1 2 3 4 5
Presiones de viento de diseño (N/m2)
Área efectiva
de viento (m2)
1
40
+800 -1332
Velocidad básica del viento V (m/seg)
42,9 45,7 46 49 51,4 52,5
+800 +800 +800 +800 831 867 -1532 -1738 -1761 -1999 -2199 -2294
+800 +800 +800 +800 +800 801 836
2
-1273 -1464 -1661 -1683 -1910 -2101 -2192
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
10
-1089 -1253 -1422 -1440 -1634 -1798 -1876
+800 +800 +800 +800 +800 831 867
1
-1687 -1940 -2202 -2231 -2531 -2786 -2906
+800 +800 +800 +800 +800 801 836
2
-1592 -1831 -2078 -2106 -2389 -2629 -2743
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
10
-1373 -1580 -1792 -1816 -2061 -2268 -2366
+800 +800 +800 +800 +800 831 867
1
-2220 -2553 -2897 -2936 -3331 -3665 -3824
+800 +800 +800 +800 +800 801 836
2
-2030 -2335 -2650 -2685 -3047 -3352 -3497
+800 +800 +800 +800 +800 +800 +800
10
-1592 -1831 -2078 -2106 -2389 -2629 -2743
917 1055 1198 1213 1377 1515 1580
1
-977 -1123 -1275 -1292 -1466 -1613 -1682
846 974 1105 1119 1270 1398 1458
5
-906 -1042 -1182 -1198 -1359 -1495 -1560
+800 851 966 979 1110 1222 1275
50
-800 -919 -1043 -1057 -1199 -1319 -1377
917 1055 1198 1213 1377 1515 1580
1
-1154 -1328 -1507 -1526 -1732 -1906 -1988
858 987 1120 1135 1288 1417 1479
5
-1006 -1157 -1313 -1331 -1510 -1662 -1733
+800 851 966 979 1110 1222 1275
50
-800 -919 -1043 -1057 -1199 -1319 -1377
55,1
955 -2527 921 -2415 842 -2067 955 -3201 921 -3021 842 -2606 955 -4212 921 -3852 842 -3021 1741 -1853 1606 -1718 1404 -1516 1741 -2190 1629 -1909 1404 -1516
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 202
REGLAMENTO
Componentes y revestimientos Tabla 5.13-2 (cont.) Presiones del viento de diseño Edificios parcialmente cerrados
COMENTARIO
h ≤ 10 m Procedimiento simplificado.
Paredes y cubierta
Ubicación
Cubierta Paredes
Zona
1 2 3 4 5
Presiones de viento de diseño (N/m2)
Área efectiva
de viento (m2)
1
57,1
1025 -2714
Velocidad básica del viento V (m/seg)
59,1 61,2 62,8 65,7 67,4 68,5
1098 1178 1240 1357 1428 1475 -2907 -3118 -3283 -3593 -3781 -3906
989 1060 1136 1196 1309 1378 1423
2
-2593 -2778 -2979 -3137 -3433 -3613 -3732
905 969 1039 1094 1198 1260 1302
10
-2219 -2378 -2550 -2685 -2938 -3092 -3194
1025 1098 1178 1240 1357 1428 1475
1
-3438 -3683 -3949 -4158 -4551 -4790 -4947
989 1060 1136 1196 1309 1378 1423
2
-3245 -3476 -3727 -3925 -4296 -4521 -4670
905 969 1039 1094 1198 1260 1302
10
-2798 -2998 -3215 -3385 -3705 -3899 -4027
1025 1098 1178 1240 1357 1428 1475
1
-4523 -4846 -5196 -5471 -5988 -6302 -6510
989 1060 1136 1196 1309 1378 1423
2
-4137 -4432 -4753 -5004 -5477 -5764 -5954
905 969 1039 1094 1198 1260 1302
10
-3245 -3476 -3727 -3925 -4296 -4521 -4670
1870 2003 2148 2261 2475 2605 2691
1
-1990 -2132 -2286 -2407 -2635 -2773 -2864
1725 1848 1981 2086 2284 2403 2482
5
-1845 -1977 -2120 -2232 -2443 -2571 -2656
1508 1615 1732 1824 1996 2101 2170
50
-1628 -1744 -1871 -1970 -2156 -2269 -2343
1870 2003 2148 2261 2475 2605 2691
1
-2352 -2520 -2702 -2845 -3114 -3277 -3385
1749 1874 2009 2116 2315 2437 2517
5
-2050 -2197 -2356 -2480 -2715 -2857 -2951
1508 1615 1732 1824 1996 2101 2170
50
-1628 -1744 -1871 -1970 -2156 -2269 -2343
73,5
1699 -4497 1639 -4297 1499 -3677 1699 -5696 1639 -5376 1499 -4637 1699 -7495 1639 -6855 1499 -5376 3098 -3298 2858 -3058 2498 -2698 3098 -3897 2898 -3398 2498 -2698
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 203
Figura C 5-1
REGLAMENTO
COMENTARIO
Cuatro escenarios posibles de zonas de cubierta, que dependen de las relaciones entre las dimensiones mínimas y máximas en planta, con la altura media del techo h.
Edificios con la menor
dimensión en planta, mayor a 2,4h
Edificios con la menor dimensión en planta, mayor a 1,2h y menor a
2,4h
Edificios con la menor dimensión en planta, menor a 1,2h y con la
mayor dimensión en planta mayor a 1,2h
Edificios con la mayor dimensión en planta, menor a 1,2h
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 204
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C 5.1-1
Distribución de la presión sobre los componentes y el revestimiento, al actuar sobre la superficie de un edificio (envolvente del edificio), compuesto por tres elementos (capas).
Pa - Pb = gradiente de presión a través del revestimiento Pb - Pc = gradiente de presión a través del cerramiento exterior. Pc - Pd = gradiente de presión a través del cerramiento interior.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 205
Figura C 5.3-2 Diagrama
REGLAMENTO
COMENTARIO
Vista en planta de las zonas de cubierta y paredes, para cargas sobre componentes y revestimientos, en edificios de planta irregular
Obs ervaciones a = 10 % de la menor dimensión en planta o 0,4h el que resulte menor, pero mayor al 4 % de la menor dimensión en
planta o 1,0 m. X = longitud de desfase.
Notas 1. Las etiquetas marcadas en la planta de la cubierta indican zonas sobre la cubierta; las etiquetas marcadas fuera de la
planta de la cubierta indican zonas sobre las paredes. 2. Si X ≤ a, no es necesario aplicar las zonas 3 y 5 en esa esquina. 3. Si el ángulo interior es ≥ 135º, no es necesario aplicar las zonas 3 y 5 en esa esquina.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 206
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C 5.10-1 Diagrama
Distribución de coeficientes de presión media ((GCp) – (GCpi)) sobre paredes de recipientes cilíndricos verticales con la parte superior abierta
Notación:
D = diámetro de la estructura. H = altura del cilindro.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Cap. 5 - 207
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C 5.10-2 Diagrama
Distribución de coeficientes de presión externa, (GCp), sobre cubiertas de recipientes cilíndricos verticales aislados
Notación:
b = dimensión horizontal especificada para la Zona 1 de una cubierta cónica. Para ángulos de cubierta inferiores a 10º (Clase 1), b se calcula a partir de la tabla de coeficientes de presión externa de la Figura 5.10-2 (por ejemplo, b = 0,5D para H/D = 0,5). Para ángulos de cubierta iguales o superiores a 10º (Clases 2a y 2b), b = 0,6D.
D = diámetro de la estructura circular. h = altura media de la cubierta. H = altura del cilindro. = ángulo del plano de la cubierta respecto a la horizontal.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 5 - 208
REGLAMENTO
COMENTARIO
CAPÍTULO 6. PROCEDIMIENTO DE TÚNEL DE VIENTO
6.1. ALCANCE
C 6.1. ALCANCE
El procedimiento de túnel de viento será usado donde sea necesario según los artículos 2.1.3, 4.1.3
o 5.1.3. Se puede utilizar el procedimiento de túnel de viento para cualquier edificio o estructura en lugar de los procedimientos de diseño especificados en el
Capítulo 2 (SPRFV para edificios de todas las alturas y edificios de diafragma simple con h ≤ 10 m),
Capítulo 4 (SPRFV para todas las demás estructuras), y Capítulo 5 (componentes y revestimientos para todos los tipos de edificios y
otras estructuras).
El ensayo en túnel de viento se debe usar cuando una estructura presenta cualquiera de las características definidas en los artículos 2.1.3, 4.1.3, 5.1.3, C.1.3, o cuando el diseñador estructural desea determinar con mayor exactitud las cargas de viento. Para algunas formas de edificios el ensayo en túnel de viento evita adoptar un criterio excesivamente conservador, que está implícito en las envolventes de cargas de viento inherentes a los procedimientos de los Capítulos 2, 4, 5 y Apéndice C. También el ensayo en túnel de viento permite modelar los
efectos del entorno inmediato y determinar con mayor exactitud las cargas de viento para un edificio de forma compleja, que los procedimientos de los Capítulos 2 a 5.
Es el propósito de este reglamento que el ensayo en túnel de viento se permita usar en cualquier edificio u otra estructura para determinar las cargas de viento.
Diseño asistido por base de datos
Hay investigadores que desarrollaron bases de datos de resultados en túneles de viento que contienen registros de presiones medidas sincrónicamente en gran cantidad de ubicaciones sobre la superficie exterior de modelos de edificios, por ejemplo, Simiu y asoc (2003), y Main and Fritz (2006). Tales bases de datos incluyen información que permite a un diseñador estructural determinar, sin ensayos específicos en túnel de viento, fuerzas y momentos inducidos por el viento sobre el SPRFV y C&R de tamaños y formas seleccionadas de edificios. Un conjunto de tales bases de datos de dominio público, registrados en ensayos llevados a cabo en la Universidad de Western Ontario (Ho y asoc, 2005; St. Pierre y asoc, 2005) para edificios con cubiertas de dos pendientes está disponible en el National Institute of Standards and Technology, NIST). www.n is t.g o v /win d .
Se restringe el uso de bases de datos a aquellas que se
hayan obtenido usando metodología de ensayo que cumpla con los requisitos para ensayos en túnel de viento especificados en este Capítulo 6.
Nota para el usuario: el Capítulo 6 siempre se puede utilizar en la obtención de las presiones de viento sobre SPRFV y/o sobre C&R de cualquier edificio u otra estructura. Se considera que este método produce las presiones de viento más precisas que cualquier otro método especificado en este Reglamento.
6.2. CONDICIONES DE ENSAYO
C 6.2. CONDICIONES DE ENSAYO
Los ensayos en túnel de viento o ensayos similares empleando fluidos distintos del aire, usados para la
obtención de cargas de viento de diseño para cualquier edificio, otra estructura, partes de la estructura o componentes se llevarán a cabo de
acuerdo con este capítulo.
Hasta tanto el INTI-CIRSOC disponga de un documento específico para ensayos en túnel de viento se dan los lineamientos mínimos en el artículo 6.2. En el caso de que los ensayos en túnel de viento cumplan con la norma ASCE 49 se considerarán satisfechos los requisitos del
artículo 6.2.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 6 - 209
REGLAMENTO
COMENTARIO
Hasta tanto el INTI-CIRSOC publique un documento específico, los ensayos en túnel de viento para la obtención de fuerzas y presiones medias, fluctuantes y pico, deben cumplir con los requerimientos que se indican a continuación:
a. La capa límite atmosférica natural ha sido modelada para tener en cuenta la variación de la velocidad del viento con la altura.
b. Las escalas pertinentes de macro longitud (integral) y micro longitud de la componente longitudinal de la turbulencia atmosférica están modeladas aproximadamente a la misma escala que la usada para modelar el edificio u otra estructura.
c. El edificio u otra estructura modelada y las estructuras y topografía circundantes son geométricamente similares a sus contrapartes en escala natural, excepto que, para edificios de baja altura que reúnan los requisitos del artículo 2.1.2, se permitirán ensayos para el edificio modelado en un único sitio de exposición tal como se define en el artículo 1.7.3.
d. El área proyectada del edificio u otra estructura y alrededores modelados es menor que el 8 % del área de la sección transversal de ensayo a menos que se haga una corrección por bloqueo.
e. Se ha tenido en cuenta el gradiente de presión longitudinal en la sección de ensayo del túnel de viento.
f. Los efectos del número de Reynolds sobre las presiones y las fuerzas están minimizados.
g. Las características de respuesta del instrumental del túnel de viento son consistentes con las mediciones requeridas.
Es práctica común recurrir a los ensayos en túnel de viento cuando se requieren datos de diseño para las siguientes cargas inducidas por viento:
1. Presiones resultantes de geometrías irregulares en muros cortina.
2. Cargas transversales al viento y/o de torsión. 3. Cargas periódicas causadas por desprendimiento de
vórtices . 4. Cargas resultantes de inestabilidades, tales como
flameo o galope.
Los túneles de viento de capa límite capaces de desarrollar flujos que cumplen con las condiciones estipuladas en el artículo 6.2 por lo general tienen las dimensiones de la sección de ensayo en el orden de 2 m de ancho y altura, y una longitud de 8 veces esa medida. Las velocidades de viento máximas están comúnmente en el intervalo de 10 a 45 m/s. El túnel de viento puede ser de circuito abierto o de circuito cerrado, sin preferencia por uno u otro tipo.
Comúnmente se usan tres tipos básicos de modelos de ensayo en túnel de viento. Éstos se designan:
1. modelo de presión rígido (PM), 2. modelo rígido con balanza de alta frecuencia en la
base (H-FBBM), 3. modelo aeroelástico (AM).
Se puede emplear uno o más de los modelos para obtener cargas de diseño paraun dado edificio o estructura. El PM provee presiones para el diseño de C&R y para la determinación de cargas globales.
El H-FBBM mide cargas fluctuantes totales (admitancia aerodinámica) para la determinación de respuestas dinámicas. Cuando el movimiento de un edificio o estructurainfluye en la carga de viento, se emplea el AM para la medición directa de cargas totales, desviaciones y aceleracio n es .
Cada uno de estos modelos, junto con un modelo del entorno (modelo de proximidad), puede proveer información adicional a las cargas de viento, tales como cargas de nieve sobrecubiertas complejas, datos de viento para evaluar el impacto ambiental sobre peatones, y concentraciones de emisiones contaminantes del aire para la determinación del impacto ambiental. Varias referencias dan guía e información detallada para la determinación de cargas de viento y otros tipos de datos de diseño mediante ensayos en túnel de viento (Cermak, 1977; Reinhold, 1982; ASCE, 1999; y Boggs and Peterka, 1989).
6.3. RESPUESTA DINÁMICA
Los ensayos realizados con el propósito de obtener la respuesta dinámica de un edificio, otra estructura, partes de una estructura o componentes deben respetar los requisitos del artículo 6.2. El modelo estructural y el análisis asociado deben tener en cuenta la distribución de masa, rigidez y
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Cap. 6 - 210
REGLAMENTO amortiguamiento.
COMENTARIO
6.4. EFECTOS DE CARGA ESPECÍFICOS DEL SITIO PARA EDIFICIOS, OTRAS ESTRUCTURAS Y COMPONENTES
C 6.4. EFECTOS DE CARGA ESPECÍFICOS DEL SITIO PARA EDIFICIOS, OTRAS ESTRUCTURAS Y COMPONENTES
Cuando se realicen ensayos en túnel de viento para establecer los efectos de carga en edificios, otras estructuras, partes de estructuras y componentes, los resultados serán únicamente aplicables para el emplazamiento específico considerado en el estudio, a menos que se apliquen las prescripciones del artículo 6.5. Los ensayos deben cumplir los requerimientos de los artículos 6.2 y 6.3.
6.4.1. Intervalos de recurrencia media de los C 6.4.1. Intervalos de recurrencia media de los efectos
efectos de carga
de carga
El efecto de carga requerido por el Diseño por
Resistencia se debe obtener para el mismo intervalo de recurrencia media que corresponde a la categoría de riesgo definida en el artículo 1.14, utilizando un
método de análisis racional, definido en la bibliografía reconocida, para combinar los datos direccionales del túnel de viento con los datos direccionales
meteorológicos o modelos probabilísticos basados en ellos.
En la literatura se describen ejemplos de métodos de
análisis para combinar datos direccionales del túnel de viento con los datos direccionales meteorológicos o los modelos probabilísticos, al respecto ver Lepage and Irwin
(1985), Rigato y asoc (2001), Isyumov y asoc (2003), Irwin y asoc (2005), Simiu and Filliben (2005) y Simiu and Miyata (2006).
Para edificios que son sensibles a posibles variaciones en los valores de los parámetros
dinámicos, se necesitarán estudios de esa sensibilidad para aportar una base racional a las recomendaciones de diseño.
Para la evaluación de requisitos de comportamiento
en servicio, solamente, el efecto de la carga de viento se podrá calcular para velocidades asociadas a intervalos de recurrencia media menores.
6.4.2. Limitaciones a las velocidades de viento C 6.4.2. Limitaciones a las velocidades de viento
Las velocidades de viento y las estimaciones probabilísticas basadas en ellas están sujetas a las limitaciones descriptas en el artículo 1.5.3.
El artículo 6.4.2 especifica que los métodos estadísticos usados para analizar datos históricos de dirección y velocidades de viento para estudios en túnel de viento deben estar sujetos a las mismas limitaciones especificadas en el artículo 1.5.3 que se aplica al Método Analítico.
6.4.3. Direccionalidad del viento
C 6.4.3. Direccionalidad del viento
No se permiten variaciones de la velocidad básica de viento con la dirección a menos que el análisis para velocidades de viento satisfaga los requisitos de este artículo.
La direccionalidad del viento, basada en datos registrados o simulados, se podrá considerar para obtener las cargas de viento y los datos deben ser presentados como parte del reporte a la Autoridad Jurisdiccional. El método para combinar los datos del modelo con la información de velocidad y dirección del viento en el sitio del proyecto será claramente
La variabilidad de la velocidad del viento determinada para intervalos de azimut particulares es más grande que aquella de la velocidad de viento determinada sin tener en cuenta la dirección de viento (Isyumov y asoc., 2013). Consecuentemente las cargas de viento y los efectos inducidos por el viento determinados modelando la direccionalidad de viento son inherentemente menos precisos. Actualmente hay en uso varios métodos para combinar datos de modelos en túnel de viento con datos de velocidad y dirección de viento en el sitio de emplazamiento (Isyumov y asoc., 2013; Yeo and Simiu, 2011; Simiu, 2011).
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Cap. 6 - 211
REGLAMENTO
COMENTARIO
indicado en el reporte. Se debe considerar la variación en la velocidad del viento, basada en la incertidumbre de los datos climáticos, al calcular las cargas de viento; la carga de viento de diseño debe estar basada en los mayores valores que resulten de esta incertidumbre.
No se requiere considerar la incertidumbre en la dirección del viento para la obtención de efectos relacionados con el comportamiento en servicio.
Cualquiera sea el método usado, debe ser cuidadosamente descripto para permitir el escrutinio por partedel diseñador y por parte de la autoridad jurisdiccional. Un abordaje frecuente para tratar con las incertidumbres en las direcciones de viento es rotar la distribución de velocidades de viento asociadas a las distintas direcciones en relación a la orientación del edificio o estructura. Esta rotación de la distribución de viento en el emplazamiento del edificio busca asegurar que las cargas de viento determinadas para el diseño no sean subestimadas, y no debe soslayarse, independientemente del método usado para llegar a las velocidades de viento de diseño. La magnitud apropiada de la rotación varía dependiendo de la calidad y resolución de los datos de viento direccionales en el emplazamiento del proyecto.
Atendiendo a las dificultades para acceder a datos climatológicos locales decalidad en Argentina paraaplicar a estudios de direccionalidad, CIRSOC 102 dispone considerar la misma velocidad básica para todas las direcciones, a menos que estégarantizada la calidad de los datos climatológicos.
6.4.4. Limitaciones en las cargas
C 6.4.4. Limitaciones en las cargas
Las cargas para el sistema principal resistente a la fuerza del viento obtenidas mediante ensayos en túnel de viento se deben limitar de forma que las cargas principales totales en las direcciones x e y no sean menores que el 80 % de aquellas que se obtendrían de la Parte 1 del Capítulo 2 o el Capítulo 4.
La carga principal total se debe basar en el momento de vuelco para edificios flexibles y en el corte en la base para otros edificios. La carga principal total para otras estructuras se debe basar en el momento de vuelco para estructura flexibles y en el corte en la base para estructuras que no califiquen como flexibles.
Las presiones para componentes y revestimientos obtenidas mediante simulación física o computacional se deben limitar a no menos que el 80 % de aquellas calculadas para Zona 4 para paredes y Zona 1 para cubiertas usando el procedimiento del Capítulo 5.
Estas Zonas se refieren a aquellas mostradas en las Figuras 5.3-1, 5.3-2A-F, 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5A-B, 5.36, 5.4-1, 5.5-1, 5.5-2, 5.5-3.
Los valores límites del 80 % se pueden reducir a 50 % para el sistema principal resistente a la fuerza del viento y 65 % para componentes y revestimientos si se aplica cualquiera de las siguientes condiciones:
• No hay edificios u objetos con influencia específica dentro del modelo de proximidad detallada.
Los ensayos en túnel de viento con frecuencia miden cargas de viento que son significativamente menores que las requeridas por los Capítulos 1 al 5 debido a la forma del edificio, la probabilidad de que las velocidades más altas de viento ocurran en direcciones donde los coeficientes de presión o forma del edificio sean menores que sus valores máximos, edificios específicos incluidos en un modelo de proximidad detallado que pueden proveer protección en exceso respecto de la implicada por las categorías de exposición, y el necesario criterio conservador al envolver los coeficientes de carga contenidos en las Tablas y Figuras de los restantes cap ítu lo s .
En algunos casos, las estructuras adyacentes pueden proteger la estructura lo suficiente como para que la remoción de una o dos estructuras pudiera incrementar significativamente las cargas de viento. La realización de ensayos adicionales en túnel de viento sin edificios cercanos específicos (o con edificios agregados si éstos pudieran causar cargas incrementadas debidas a canalización o flameo) es un método efectivo para determinar la influencia de edificios adyacentes.
Por esta razón, el reglamento limita la reducción que se puede aceptar a partir de los ensayos en túnel de viento al 80 % de los resultados obtenidos del Capítulo 2, del Capítulo 5, o del Apéndice C, en un caso general. Para reducciones mayores se distinguen dos casos dependiendo de si el modelo de proximidad del túnel de viento incluyera cualquier edificio u otros objetos con influencia específica que, a juicio del ingeniero de vientos con experiencia, tengan una probable influencia substancial en los resultados, más allá de aquellas características del medio circundante general.
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Cap. 6 - 212
REGLAMENTO
COMENTARIO
• Los resultados de los ensayos incluyen las cargas y presiones obtenidas con el modelo de proximidad que contenga edificios u objetos con
influencia específica y las cargas y presiones obtenidas de ensayos suplementarios para todas las direcciones significativas de viento en las
cuales los edificios u objetos con influencia específica son reemplazados por la rugosidad representativa de la condición de rugosidad
adyacente, pero no más rugoso que la exposición B.
Si no hay tales edificios u objetos el límite es 50 % para SPRFV y 65 % para C&R.
Si hay tales edificios u objetos, se pueden ejecutar ensayos suplementarios para cuantificar su efecto sobre los resultados originales y justificar un límite más bajo que 80 %, quitándolos del modelo de proximidad detallado y reemplazándolos con la rugosidad del terreno característica consistente con la rugosidad adyacente. Un edificio u objeto con influencia específica es aquel que sobresale muy por encima de sus alrededores, o está inusualmente cerca al edificio en estudio, o puede deotra manera causar un efecto de protección substancial o una magnificación de las cargas de viento. Cuando estos resultados de ensayos suplementarios seincluyen con los resultados originales, los resultados aceptables seconsideran entonces que son los más altos de ambas condiciones.
Se permite una reducción mayor para SPRFV porque las cargas para componentes y revestimientos están más sujetas a cambios debido a los efectos de canalización local cuando los alrededores cambian y puede ser fácil y dramáticamente incrementada cuando se construye un nuevo edificio adyacente. No obstante, dado que las consecuencias de una subestimación de cargas para el SPRFV son distintas que para C&R, se recomienda proceder con cautela al aplicar las reducciones sobre el SPRFV.
También se reconocequelas fallas de revestimientos son
mucho más comunes que las fallas de SPRFV. Agregado a esto, para el caso de SPRFV se demuestra fácilmente que el coeficiente total de arrastre para ciertas formas comunes
de edificios, tales como cilindros circulares, especialmente con cubiertas redondas o en cúpula, es la mitad o menos
del coeficiente de arrastre para prismas rectangulares que forman la base de los Capítulos 2, 5 y Apéndice C.
Para componentes y revestimientos, el límite de 80 % está definido por las zonas interiores 1 y 4 en las Figuras 5.3-1, 5.3-2A-F, 5.3-3, 5.3-4, 5.3-5A-B, 5.3-6, 5.4-1, 5.5-1, 5.5-2
y 5.5-3. Esta limitación reconoce que las presiones en las
zonas de borde son las más probables de ser reducidas
debido a la geometría específica de edificios reales comparados con los edificios prismáticos rectangulares supuestos en el Capítulo 5.
Por lo tanto, se permite que las presiones en las zonas de borde y esquina sean tan bajas como el 80 % de las presiones interiores del Capítulo 5, sin ensayos suplementarios. El límite de 80 % basado en la zona 1 se
aplica directamente a todas las áreas de cubierta, y el límite de 80 % basado en la zona 4 es directamente aplicable a
todas las áreas de pared.
La limitación sobre las cargas de SPRFV es más compleja porque los efectos de carga (es decir desviaciones, tensiones o fuerzas en elementos) en cualquier punto, son el efecto combinado de un vector de cargas aplicadas en vez de un simple valor escalar.
En general, la relación de fuerzas o momentos o esfuerzos de torsión (excentricidad de fuerzas) en varios pisos a
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Cap. 6 - 213
REGLAMENTO
COMENTARIO
través de todo el edificio usando un estudio en túnel de viento, no será la misma que aquellas razones obtenidas aplicando los Capítulos 2 o Apéndice C, y por lo tanto la
comparación entre los dos métodos no está bien definida.
Al requerirse que cada efecto de carga de un ensayo en túnel de viento sea no menor que 80 % del mismo efecto resultante de los Capítulos 2 y Apéndice C, es poco
práctico e innecesariamente complejo y detallado comparar
valor a valor, dada la naturaleza aproximada del valor del 80 %.
En cambio, el propósito de la limitación efectivamente se implementa aplicándolo solo a un simple índice que caracteriza la carga completa. Para edificios flexibles (altos), el índice más descriptivo de la carga completa es el momento de vuelco en la base. Para otros edificios, el momento de vuelco puede ser una caracterización pobre de la carga total, se recomienda entonces el corte en la base. En el caso de los edificios bajos este control se podría hacer sobre la fuerza de levantamiento de la cubierta.
6.4.5. Limitaciones en las cargas de viento para paneles solares fijos montados sobre el terreno
C 6.4.5. Limitaciones en las cargas de viento para paneles solares fijos montados sobre el terreno
Para sistemas de paneles solares fijos montados sobre el terreno que cumplan las limitaciones y requerimientos del artículo 4.5.5.1, la carga de viento de diseño mínima obtenida del ensayo no debe ser menor que el 65 % para componentes y revestimientos y que el 50 % para el SPRFV de los valores que resultan del artículo 4.5.5, sujeto a las condiciones del artículo 6.4.3.
Se permitirán valores de carga menores a estos límites cuando se realice una revisión independiente del ensayo, de acuerdo con el artículo 6.6. La revisión independiente podrá omitirse cuando se trate de instalaciones de categoría de riesgo I según el artículo 1.14.1.
La fuerza mínima de diseño basada en ensayos en túnel de viento para paneles solares fijos montados sobre el terreno no necesita cumplir con el requisito de una presión neta mínima de 0,80 kN/m2 del artículo 5.2.2.
Los límites establecidos en otros artículos referidos a cargas sobre edificios no necesariamente son aplicables a sistemas de paneles fijos montados sobre el terreno. Para este tipo de sistemas las limitaciones están en el artículo 6.4.5.
Los límites a los resultados de ensayos que se establecen en el artículo 6.4.5 se refieren a los valores de diseño especificados en las Figuras 4.5-10 y 4.5-11. Los valores de la Figura 4.5-10 representan una envolvente de las cargas de viento estáticas medidas en el túnel de viento. En cambio, los valores que se muestran en la Figura 4.5-11 representan una envolvente de las cargas de viento dinámicas derivadas de los datos del sistema de presiones del túnel de viento, lo cual incluye necesariamente hipótesis simplificativas (conservadoras) tocantes a la estructura de soporte y las propiedades dinámicas del sistema. Hay instalaciones con geometría o sistemas de soporte específicos que pueden dar cargas más bajas que aquellas de las Figuras 4.5-10 y 4.5-11; los límites son para impedir que haya demasiada desviación respecto de los resultados envolventes.
Los sistemas de paneles solares fotovoltaicos fijos montados sobre el terreno pueden tener cargas de viento basadas en túnel de viento menores que los umbrales límites inferiores indicados en el artículo 6.4.5. Para usar estos valores más bajos cuando se tratede instalaciones de Categoría de Riesgo II, III o IV se requiere una evaluación por pares del ensayo y del informe
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Cap. 6 - 214
REGLAMENTO
COMENTARIO
6.5. EFECTOS DE CARGA PARA EDIFICIOS, OTRAS ESTRUCTURAS Y COMPONENTES USADOS EN MÚLTIPLES EMPLAZAMIENTOS
C 6.5. EFECTOS DE CARGA PARA EDIFICIOS, OTRAS ESTRUCTURAS Y COMPONENTES USADOS EN MÚLTIPLES EMPLAZAMIENTOS
Este artículo se refiere a los estudios destinados a edificios, otras estructuras o componentes que se diseñen para ser usados en emplazamientos no
identificados a priori sino con posibilidad de ser montados o construidos en distintos lugares a partir de un diseño tipo, para lo cual deberán ser
verificados para las condiciones específicas del emplazamiento en el que se instale cada ejemplar.
Ejemplos de esta categoría pueden ser construcciones industrializadas, paneles solares, etc.
6.5.1. Cargas de viento
C 6.5.1. Cargas de viento
Las cargas de viento en edificios, otras estructuras, partes de estructuras o componentes usados en múltiples emplazamientos, se podrán obtener mediante simulaciones a partir del cálculo de coeficientes de carga para usar con las expresiones de análisis del Procedimiento Direccional en los Capítulos 2 y 4 para el SPRFV y en la Parte 4 del Capítulo 5 para C&R.
Alternativamente se permitirá especificar las cargas mediante un método de análisis definido en el reporte del ensayo.
No se requiere incluir edificios cercanos específicos en la simulación cuando los resultados vayan a ser usados en múltiples sitios.
Las simulaciones deben cumplir con los requisitos de los artículos 6.2 y 6.3.
El análisis de los datos debe considerar las cargas de viento para todas las direcciones. Los coeficientes genéricos de carga serán calculados paras ser consistentes con los coeficientes de los Capítulos 2, 4 y 5, o serán definidos para ser aplicados con un procedimiento de análisis especificado en el reporte de ensayo.
El reporte del ensayo debe incluir los métodos de recolección de datos, de análisis de los datos, de modelado del campo de viento, detalles del modelo, cargas de viento medidas, conversión de los datos en coeficientes genéricos, y condiciones de aplicabilidad de los resultados.
Los resultados no serán extrapolados a configuraciones geométricas que no sean las previstas en el reporte del estudio. Las limitaciones del estudio deben ser claramente informadas
En CIRSOC 102 los requisitos para los ensayos en túnel de viento se redefinieron para tener en cuenta los ensayos de edificios genéricos, otras estructuras y componentes que se usan en múltiples emplazamientos o en múltiples estructuras. Paneles solares montados sobre cubiertas son un ejemplo, aunque no es el único. Otros ejemplos comprenden componentes que van montados sobre edificios tales como parasoles, unidades externas de aire acondicionado, mamparas; o podrían ser unidades independientes, tales como paneles solares montados sobre el terreno, gazebos y vallas.
Al establecer cargas de viento sobre edificios genéricos, otras estructuras y componentes, el abordaje debe ser similar al usado para desarrollar los gráficos de (GCp) en este reglamento, modelando los edificios genéricos con características variadas, para poder capturar un rango amplio de efectos. No se deben incluir edificios vecinos ni rasgos particulares del terreno, a menos que vayan a ser parte de cada aplicación de diseño de tales edificios, componentes u otras estructuras.
Los ensayos en túnel de viento deben incluir una matriz de ensayo suficientemente grande como para abordar un rango apropiado de variables relevantes que afecten las cargas de viento, como se lista en los requisitos. ASCE 49 (ASCE 2012) es unaguía para realizar ensayos. Las cargas de viento, en este caso, se expresan como coeficientes que se pueden usar con los Capítulos 2, 4 y 5 para producir cargas en unidades de ingeniería. Alternativamente se puede usar una formulación diferente de coeficientes de carga adimensionales siempre y cuando el procedimiento de análisis esté claramente definido en el informe del ensayo.
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Cap. 6 - 215
REGLAMENTO
COMENTARIO
6.5.2. Limitaciones en las cargas de viento para C 6.5.2. Limitaciones en las cargas de viento para
paneles solares montados en cubiertas
paneles solares montados en cubiertas
Para sistemas de paneles fotovoltaicos que cumplen
las limitaciones y requerimientos geométricos de la Figura 4.5-7, la carga de viento mínima de diseño basada en ensayos no debe ser menor que el 65 %
de los valores resultantes de 4.5-7, sujeto a las condiciones del artículo 6.4.3. La fuerza de viento de
diseño mínima basada en estudios de simulación para sistemas de paneles solares montados en cubiertas no necesita cumplir con la presión neta mínima de 0,80 kN/m2 que se establece en el artículo 5.2.2.
En lo que hace a paneles solares montados sobre cubierta, las presiones mínimas para componentes y revestimientos que se indican en este reglamento son en principio aplicables a la envolvente de los edificios, y no son aplicables a colectores solares sobre cubiertas. Las limitaciones contenidas aquí están orientadas a establecer el límite inferior de presiones de viento para estudios en túnel de viento, en condiciones similares a las abordadas en la Figura 4.5-7. Los límites a los resultados de túnel de viento que se muestran en la Figura 4.5-7 representan una envolvente de cargas de viento medidas en túnel de viento sin los deflectores ni accesorios que se usan comúnmente para disminuir las cargas de viento. Algunas instalaciones o geometrías específicas pueden dar cargas significativamente más bajas que las de la Figura 4.5-7; los límites se imponen para impedir que haya demasiada desviación respecto de los resultados de la envolvente. Sistemas de paneles solares que tienen dispositivos aerodinámicos o perfiles más eficientes pueden tener cargas de viento basadas en modelos menores que los umbrales límites inferiores indicados en el artículo 6.5.2. Para usar estos valores más bajos se requiere una revisión por pares del ensayo y del informe.
6.5.3. Requerimiento de revisión por pares para ensayos de edificios, otras estructuras y componentes usados en múltiples
emplazamientos
C 6.5.3. Requerimiento de revisión por pares para ensayos de edificios, otras estructuras y componentes usados en múltiples emplazamientos
Para cargas de viento en edificios, otras estructuras y componentes usados en múltiples emplazamientos obtenidas por ensayos en túnel de viento, excepto paneles solares montados en cubiertas, se deberá realizar una revisión por pares independiente del estudio, de acuerdo con el artículo 6.6.
Para sistemas de paneles solares fotovoltaicos que cumplan las limitaciones y requerimientos geométricos de la Figura 4.5-7, se permitirán valores de cargas menores que los indicados en el artículo 6.5.2 cuando se realice una revisión por pares independiente del estudio, de acuerdo con el artículo 6.6.
En esta revisión del reglamento seagregó el alcance de los ensayos en túnel de viento de edificios, componentes y otras estructuras que seusan en múltiples emplazamientos.
Se requiere revisión por pares para el uso de este abordaje, excepto para los paneles solares montados sobre cubierta
comprendidos en el artículo 6.5.2. También se requiere una revisión por pares en este último caso cuando las cargas caen por debajo del umbral mínimo especificado en 6.5.2.
6.6. REQUISITOS DE REVISIÓN POR PARES C 6.6. REQUISITOS DE REVISIÓN POR PARES
PARA ENSAYOS EN TÚNEL DE VIENTO
PARA ENSAYOS EN TÚNEL DE VIENTO
Cuando se requiera una revisión por pares independiente según los artículos 6.1, 6.4.5, 6.5.3 o
6.7, esta deberá ser una revisión técnica objetiva llevada a cabo por uno o más revisores reconocidos, con experiencia en la realización de estudios de
viento en edificios y sistemas similares y en flujos de capa límite atmosférica o campos de viento apropiadamente simulados. Las calificaciones
mínimas del revisor deben incluir lo siguiente:
Este artículo especifica los requisitos para revisiones por pares de estudios en túnel de viento. Las calificaciones y requisitos de los pares revisores se incluyen parapromover la consistencia entrelas varias jurisdicciones, de tal manera que la revisión por pares pueda ser aceptada por múltiples
organismos de control. Se pretende que las calificaciones del par revisor sean la de un especialista en Ingeniería de Viento familiarizado con ensayos de edificios y la aplicabilidad de las especificaciones de CIRSOC 102 para determinar los coeficientes de diseño.
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Cap. 6 - 216
REGLAMENTO
• El revisor debe ser independiente del laboratorio que realizó el estudio y el reporte, y no debe tener conflicto de interés.
• El revisor debe tener experiencia técnica en la aplicación de estudios de viento en edificios, otras estructuras o componentes, similares al revisado.
• El revisor debe tener experiencia en realizar o evaluar estudios de flujos de capa límite atmosférica y debe estar familiarizado con los aspectos técnicos y regulatorios de este reglamento, tal como se aplica al edificio, otra estructura o componente bajo consideración.
El revisor debe evaluar el reporte del estudio incluyendo, pero no limitado a, los métodos de recolección de datos, el análisis de los datos, el modelado del campo de viento, las cargas de viento resultantes, la conversión de los datos en valores de diseño, las condiciones de aplicabilidad de los resultados y otros aspectos relevantes que identifique.
El revisor debe enviar un reporte escrito a la Autoridad Jurisdiccional y al cliente. El reporte debe incluir, como mínimo, declaraciones sobre los aspectos siguientes: alcance de la revisión con definición de las limitaciones, el estado del estudio de viento al momento de la revisión, conformidad del estudio de viento con los requerimientos del artículo 6.2 y del artículo 6.5.1, conclusiones del revisor identificando áreas que necesitan una revisión adicional, investigación o aclaraciones, recomendaciones y si, en opinión del revisor, las cargas de viento derivadas del estudio están de acuerdo con el uso previsto en este reglamento.
COMENTARIO
6.7. SIMULACIONES COMPUTACIONALES
C 6.7. SIMULACIONES COMPUTACIONALES
El uso de la dinámica de fluidos computacional para
propósitos de ingeniería de viento deberá ser, en cada caso, verificado y validado por comparación con
resultados de ensayos físicos en túnel de viento que cumplan el artículo 6.2, por estudios a escala natural, o por literatura reconocida, y será sometido a una
revisión de pares independiente según el artículo 6.6. Además de los requisitos enumerados en el artículo 6.6, el revisor deberá acreditar solvencia en los
aspectos propios de la dinámica de fluidos computacional.
El uso de las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en inglés: Computational Fluid Dynamics) en aplicaciones de Ingeniería de Viento está creciendo. La dinámica de fluidos computacional es una herramienta compleja que viene evolucionando desde hace años, pero su aplicación práctica para propósitos deingeniería de viento (CWE por Computational Wind Engineering), y en particular la obtención de cargas de diseño de estructuras, es reciente. Al igual que la realización de ensayos en túnel de viento, la simulación computacional para obtener cargas de viento requiere una gran experiencia, conocimientos y recursos que pueden estar fuera del alcance habitual del proyectista de estructuras. La aparente simplicidad que pueden mostrar las interfaces de los programas comerciales no debe llevar a subestimar la dificultad que implica obtener resultados con el nivel de confiabilidad requerida para el diseño. Por lo tanto, se debe advertir que esta metodología debe ser usada con extremo cuidado y por equipos con al menos un ingeniero experto (Blocken, 2014; Tamura and Van Phuc, 2015).
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Cap. 6 - 217
REGLAMENTO
COMENTARIO
El uso de túneles de viento computacionales en la forma que están siendo promovidos por los desarrolladores de software es útil para dar una idea de cómo funciona desde el punto de vistaaerodinámico el edificio y su entorno. Sin embargo, para producir información cuantitativa, tal como cargas de diseño, son aplicables los requisitos que se describen en ASCE 49 para el modelado físico en túnel de viento más los específicos de la técnica computacional. Por ejemplo, en los modelos numéricos también se necesita un flujo incidente apropiado, geometría precisa, la inclusión de estructuras próximas significativas y la consideración del potencial de excitación modal y efectos aeroelásticos. Una vezvalidado contra un caso base de modelado físico, la simulación CFD puede ayudar a resolver detalles queno se pueden medir en el modelo físico y/o permite realizar análisis de sensibilidad a cambios paramétricos. En ausencia de esta validación, la simulación computacional sólo se puedeconsiderar información cualitativa (Bruno y asoc., 2023).
Mientras no se disponga de un estándar quedocumente los procedimientos necesarios para obtener cargas de viento confiables y precisas usando herramientas de CFD, cualquier uso de CFD para determinar cargas de viento sobre sistemas principales resistentes a la fuerza del viento (SPRFV), componentes y revestimientos (C&R) u otras estructuras requiere una revisión de pares y un estudio de verificación y validación (V&V) en el sentido definido por Yeo (2020). A tal fin, resultan útiles bases de datos de resultados de referencia tales como las de AIJ (2016), ERCOFTAC QNET-CFD (https://www.ercoftac.org/products\_and\_services/wiki) o Tokyo Polytechnic University Aerodynamic Database (h ttp ://win d.arch .t-ko ugei.ac.jp /system/eng/con tents /co d e/ tpu). En ausencia de un estándar, esto es necesario para el aseguramiento de la calidad y el control de calidad de este método.
Los requisitos a aplicar en la validación deben ser los descritos en ASCE 49 en todo lo referido a aspectos físicos del problema, más los indicados en guías internacionales de ingeniería eólica internacionales de CFD – CWE, tales como ERCOFTAC (Casey and Wintergerste, 2000); COST (2007), CNR (2019), Franke y asoc. (2004), Tamura y asoc. (2008), Tominaga y asoc. (2008), NF EN 1991-1-4 y otras publicaciones sobreaspectos específicos tales como la discretización espacial, temporal, tratamiento de la turbulencia, generación de condiciones de contorno, entre o tro s .
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Cap. 6 - 218
APÉNDICES
APÉNDICE A – En blanco intencionalmente
APÉNDICE B – COMBINACIONES DE CARGAS QUE INCLUYEN CARGA DE VIENTO
APÉNDICE C – CARGAS DE VIENTO SOBRE EDIFICIOS – SPRFV PROCEDIMIENTO ENVOLVENTE
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Apéndices - 219
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Apéndices - 220
REGLAMENTO
APÉNDICE A
A.1. En blanco para futuras previsiones.
COMENTARIO C A.1.
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Apéndice A - 221
REGLAMENTO
COMENTARIO
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Apéndice A - 222
REGLAMENTO
COMENTARIO
APÉNDICE B - COMBINACIONES DE CARGAS QUE INCLUYEN CARGA DE VIENTO
B.1. GENERALIDADES
Los edificios y otras estructuras se deben diseñar siguiendo las disposiciones del artículo B.3., las que se utilizarán para el dimensionamiento de todos los elementos de una estructura diseñados con el reglamento particular del material de construcción.
B.2. SIMBOLOGÍA
La simbología indicada es sólo válida para este Apéndice.
D carga permanente.
E carga sísmica.
F carga causada por fluidos con presiones y altura máxima bien definidas, a diferencia de la presión de agua en el terreno.
H carga debida a la presión lateral del terreno, agua freática, o presión de materiales ensilados.
L sobrecarga.
Lr sobrecarga de cubierta.
R carga de lluvia.
S carga de nieve.
W carga de viento.
Wa carga de viento para un intervalo de recurrencia media menor al asociado a la categoría de riesgo.
B.3. COMBINACIONES DE CARGAS PARA EL C B.3. COMBINACIONES DE CARGAS PARA EL
DISEÑO POR RESISTENCIA
DISEÑO POR RESISTENCIA
Las combinaciones de carga especificadas en este Apéndice B, que están en concordancia con las recurrencias de los mapas de las Figuras 1.5-1 A-D, se
aplicarán en lugar de las combinaciones que establecen los reglamentos particulares del material editados antes de 2020, hasta tanto entren en vigencia las actualizaciones.
B.3.1. Campo de validez
Las combinaciones de cargas y los factores de mayoración dados en el artículo B.3.2. se deben utilizar hasta tanto el reglamento de diseño del
material utilizado adopte factores de combinación a
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Co nstrucciones CIRSOC 102-24
Apéndice B - 223
REGLAMENTO
los niveles de diseño de este reglamento.
B.3.2. Combinaciones básicas
Las estructuras, sus componentes y fundaciones se deben diseñar de modo que sus resistencias de diseño igualen o excedan los efectos de las cargas mayoradas en las siguientes combinaciones que incluyen el viento que se indican en este artículo, además de las restantes combinaciones establecidas por el reglamento particular del material. Se debe investigar cada estado límite último relevante, así como que los efectos de una o más cargas no actuantes. Se deben investigar cuando corresponda, los efectos más desfavorables tanto de las cargas de viento como de las sísmicas, pero no es necesario suponer que actúan simultáneamente.
1. 1,2D + (1,6Lr ó 1,0S ó 1,6R) + (1,0L ó 0,5W)
2. 1,2D + 1,0W + 1,0L + (0,5Lr ó 0,3S ó 0,5R)
3. 0,9D + 1,0W
Excepciones:
1. El factor de carga para L en las combinaciones 1 y 2 se puede tomar igual a 0,5 para aquellos destinos en que la sobrecarga mínima uniformemente distribuida sea igual o menor que 5 kN/m2. Para garajes o áreas ocupadas como lugares de reunión de público, el coeficiente será igual a 1,0.
2. En las combinaciones 1 y 2 la carga acompañante S debe tomarse como la carga de nieve sobre techo plano, pf, o la carga de nieve sobre techo inclinado, ps.
3. Cuando están presentes cargas de fluidos con presión y altura bien definida, F, se deben incluir con el mismo factor que la carga permanente D en las combinaciones 1 y 2.
4. Cuando están presentes cargas H, se deben incluir como se indica a continuación:
a. Donde el efecto de H se agrega al efecto de carga principal, incluir H con un factor 1,6.
b. Donde el efecto de H contrarresta al efecto de carga principal, incluir H con un factor 0,9 si es permanente o 0,0 para otras condiciones.
COMENTARIO
B.4. COMBINACIONES DE CARGAS PARA C B.4. COMBINACIONES DE CARGA PARA
ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO
ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO
Los estados límites de comportamiento en servicio son condiciones en las cuales las funciones del edificio u otra estructura se reducen por la ocurrencia de daño local,
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Apéndice B - 224
REGLAMENTO
COMENTARIO
deterioro, deformación de los componentes del edificio, o por incomodidad (discomfort) de los ocupantes. Aunque en general con los estados límites de servicio la seguridad no está en discusión (una excepción sería el revestimiento que se desprende por excesiva distorsión entre pisos bajo cargas de viento), los estados límites de servicio pueden tener consecuencias severas. El uso creciente de la computadora como herramienta de diseño, el uso de materiales más resistentes (pero no más rígidos), el uso de elementos arquitectónicos más ligeros y el desacople de elementos no estructurales del sistema estructural puede resultar en sistemas de edificios que sean relativamente flexibles y débilmente amortiguados. El diseño por estados límites enfatiza el hecho que los criterios de comportamiento en servicio son esenciales (como siempre lo han sido) para asegurar el desempeño funcional y la economía de diseño para tales sistemas estructurales de edificios (Ad Hoc Committee on Serviceability Research, 1986; NBCC, 1990; West and Fisher, 2003).
En general el comportamiento en servicio disminuye por:
1. Deflexión o rotación excesiva que puede afectar la apariencia, el uso funcional o el drenaje de la estructura; o puedecausar unatransferencia de carga a elementos y accesorios que no pueden soportar carga, d añ án d o lo s ;
2. Vibraciones excesivas producto de la actividad de los ocupantes del edificio, equipamiento mecánico, o el viento, que pueden causar incomodidad de los ocupantes o mal funcionamiento de equipos de servicio del edificio; y
3. Deterioro, incluido meteorización, corrosión, descomposición y decoloración.
Se aconseja al diseñador considerar cargas de servicio apropiadas, la respuesta de la estructura y la reacción de los ocupantes de la estructura al revisar el comportamiento en servicio.
Las cargas de servicio que pueden requerir consideración incluyen las cargas estáticas de los ocupantes y sus posesiones, lluvia y nieve en techos, fluctuaciones de temperatura y cargas dinámicas provenientes de actividades humanas, efectos inducidos por el viento, o la operación de equipos de servicio del edificio. Las cargas de servicio son aquellas cargas que actúan sobre la estructuraen un punto arbitrario en el tiempo (en contraste, las cargas nominales tienen una probabilidad pequeña de ser excedidas en un año cualquiera; las cargas mayoradas tienen una probabilidad pequeña de ser excedidas en 50 años). Las cargas de servicio apropiadas para comprobar los estados límites de servicio pueden ser sólo unafracción de las cargas nominales.
La respuesta de la estructura a las cargas de servicio usualmente se puede analizar bajo la hipótesis de comportamiento elástico lineal. Sin embargo, los miembros que acumulan deformación residual bajo cargas de servicio pueden requerir escrutinio con respecto a su comportamiento de largo plazo. Las cargas de servicio que
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Apéndice B - 225
REGLAMENTO
COMENTARIO
se usan para analizar fluencia lenta u otros efectos de largo plazo pueden no ser las mismas que aquellas usadas para analizar flechas elásticas u otros comportamientos estructurales reversibles de corto plazo, como en el caso del viento.
Los límites de comportamiento en servicio dependen de la función del edificio y de las percepciones de sus ocupantes. En contrastecon los estados límites últimos, es difícil especificar límites de comportamiento en servicio generales que sean aplicables a todas las estructuras de edificios. Los límites de comportamiento en servicio que se presentan en el artículo C B.4.2, proporcionan una guía general y usualmente han conducido a desempeños aceptables en el pasado. Sin embargo, los límites de comportamiento en servicio para un edificio específico se deben determinar sólo después que el Proyectista o Diseñador Estructural, junto con el propietario, realicen un cuidadoso análisis de todos los requisitos y restricciones funcionales y económicas. Se debe reconocer que los ocupantes de ese edificio son capaces de percibir flechas estructurales, movimiento, fisuración, y otros signos de posible amenaza a niveles que son mucho más bajos que aquellos que indicarían que la falla estructural es inminente. Tales estímulos podrían tomarse
incorrectamente como indicadores de que el edificio no es seguro y podría disminuir su valor comercial.
B.4.1. Campo de validez
Las combinaciones de cargas y los factores de mayoración dados en el artículo B.4.2. se proporcionan para la verificación de condiciones de comportamiento en servicio, a fin de mantener la funcionalidad del edificio y el confort de los ocupantes durante el uso normal, a menos que el reglamento de diseño del material establezca otras combinaciones o que por acuerdo con el Comitente se establezcan combinaciones de acciones más rigurosas.
Las condiciones a verificar incluyen flechas verticales, desplazamientos horizontales y aceleraciones.
B.4.2. Combinaciones básicas
C B.4.2. Combinaciones básicas
Los estados límites de servicio se verificarán con las siguientes combinaciones de acciones: 1. D + Wa 2. D + 0,5L + Wa 3. 0,6D + 0,6W
4. D + 0,75L + 0,45W + 0,75(Lr ó 0,7S ó R)
Flechas verticales:
Las flechas verticales excesivas y la desalineación aparecen primariamente por tres causas: (1) por cargas gravitatorias tales como la carga permanente, la sobrecarga y la carga de nieve; (2) efectos de temperatura, fluencia lenta y asentamiento diferencial; y (3) tolerancias de construcción y errores. Tales deformaciones pueden ser visualmente objetables; pueden causar separación, fisuración o filtraciones en revestimientos, puertas, ventanas, etc.; y pueden causar daños a las terminaciones y a los componentes interiores. En general el efecto del viento sobre el comportamiento en servicio en cuanto a las flechas verticales sólo merece análisis en las cubiertas y elementos de la envolvente.
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Apéndice B - 226
REGLAMENTO
COMENTARIO
Distorsión de paredes y pórticos:
El viento puede provocar deformaciones laterales que merezcan atención desde el punto de vista del comportamiento en servicio. Los límites a la distorsión de uso común en diseño de edificios son del orden de 1/600 a 1/400 de la altura del piso o del edificio (ASCE Task Committee on Drift Control of Steel Building Structures , 1988; Griffis, 1993). Generalmente estos límites son suficientes para minimizar el daño al revestimiento, a las paredes no estructurales y a las divisorias. Podría ser apropiado usar límites menores para la dis torsión si el revestimiento es frágil. El uso de límites mayores podría ser aceptable cuando la conexión entre elementos estructurales y no estructurales se diseñan para acomodarse sin daño al movimiento relativo. West and Fisher (2003) contienerecomendaciones para límites a la distorsión más altos que sehan usado exitosamente en edificios bajos con varios tipos de revestimiento. En general se debería imponer un límite absoluto de 10 mm para evitar daño a divisorias no estructurales, revestimiento y vidriado, a menos que se ejecuten detalles especiales para tolerar movimiento (Freeman, 1977; Cooney and King, 1988). Muchos componentes pueden aceptar deformaciones que son significativamente más grandes.
Es excesivamenteconservador usar la velocidad básica de viento de la categoría de riesgo de la estructura para verificar el comportamiento en servicio, porque la recurrencia media asociada al estado límite último es muy alta. La siguiente combinación decarga sepuede usar para verificar efectos de corto plazo:
D + 0,5L+ Wa
(C B.4.2-1)
Aquí, D es la carga permanente, L es la sobrecarga y Wa es
la carga de viento basada en las velocidades de viento de comportamiento en servicio, que se puede obtener de la Figura C AB.4.2-1. Algunos diseñadores han usado una recurrencia de 10 años para verificar deriva bajo condiciones de viento en edificios típicos (Griffis , 1993); otros han usado recurrencias de 50 o 100 años para edificios más sensibles a la deriva. La selección de la recurrencia para evaluación de comportamiento en servicio es un asunto de juicio ingenieril que se debería ejercer en consulta con el equipo de diseño y el dueño del edificio.
Las velocidades que se incluyen en este artículo son apropiadas para usar con estados límites de
comportamiento en servicio y no se debería usar para estados límites de resistencia. Al analizar los efectos de fluencia lenta y otras acciones de largo plazo, no se necesita considerar las cargas de viento, debido a su naturaleza transitoria.
Los límites de deformación se deberían aplicar al conjunto estructural como un todo. El efecto rigidizador de las paredes no estructurales y las divisorias puede tomarse en cuenta en el análisis de la deriva si hay disponible información que lo fundamente. Donde ocurran efectos de cargas cíclicas bajo efectos de viento como
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Apéndice B - 227
REGLAMENTO
COMENTARIO
desprendimiento de vórtices o comportamiento inelástico acumulativo de la estructura, se debería considerar la posibilidad que los incrementos en deformaciones residuales puedan llevar al colapso incremental de la es tru ctu ra.
Vibraciones :
Los movimientos de los pisos o del edificio como un todo pueden causar incomodidad de los ocupantes. En los últimos años, el número de reclamos sobre vibraciones de edificios se ha incrementado. Este número creciente de reclamos está en parte asociado con las estructuras más flexibles que resultan de la práctica de construcción moderna. Las verificaciones tradicionales de flecha estática no son suficientes para prevenir molestas vibraciones de sistemas de pisos o edificios como un todo (Ad Hoc Committee on Serviceability Research, 1986). El control de la rigidez es un aspecto del comportamiento en servicio, pero la distribución de masa y el amortiguamiento también son importantes para controlar las vibraciones. El uso de nuevos materiales y sistemas de edificios puede requerir que la respuesta dinámica del sistema sea considerada explícitamente. A menudo los modelos dinámicos simples son suficientes para determinar si hay un problema potencial y para sugerir medidas de remediación posibles (Bachmann and Ammann, 1987; Ellingwood, 1989).
El movimiento estructural excesivo se mitiga con medidas que limitan las aceleraciones del piso o del edificio a niveles que no perturben a los ocupantes o no dañe el equipamiento de servicio. La percepción y la tolerancia de las personas a la vibración depende de sus expectativas sobre el desempeño del edificio (relacionado a la ocupación del edificio) y de sus niveles de actividad en el momento que la vibración ocurra (ANSI, 1983). A las personas les resultan más objetables las vibraciones continuas quelas vibraciones transitorias. Las vibraciones continuas (sobreun período de minutos) con aceleraciones del orden de 0,005g a 0,01g son molestas para la mayoría de la gente ocupada en actividades sedentarias, mientras que los que están ocupados en actividades físicas o los espectadores en un evento pueden tolerar aceleraciones de estado estacionario del orden de 0,02g a 0,05g. Los umbrales de molestia para vibraciones transitorias (que duran sólo unos pocos segundos) son considerablemente más altos y dependen de la cantidad de amortiguamiento estructural presente (Murray, 1991). Para un piso terminado con un amortiguamiento (típico) de 5 % o más, se puede tolerar aceleraciones transitorias de 0,05g a 0,1g.
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Apéndice B - 228
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C AB.4.2-1
Velocidad básica de viento para condiciones de servicio
Intervalo medio de recurrencia (años)
500 200 100 50 25 10
5
Factor de conversión
1,23 1,14 1,07 1,00 0,93 0,84 0,78
1. Los valores se refieren a velocidad de ráfaga de 3 segundos en m/s a 10 m. sobre el terreno para Categoría de Exposición C y están asociadas con una probabilidad anual de 0,02.
2. Es aplicable la interpolación lineal entre contornos de velocidades del viento. 3. Islas y áreas costeras fueradel último contorno se deben usar este último contorno de velocidad del viento del área
co s tera. 4. Los terrenos montañosos, quebradas, promontorios marinos y regiones especiales de viento se deben examinar para
condiciones inusuales de viento.
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Apéndice B - 229
REGLAMENTO
COMENTARIO
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Apéndice B - 230
REGLAMENTO
COMENTARIO
APÉNDICE C - CARGAS DE VIENTO SOBRE EDIFICIOS – SPRFV PROCEDIMIENTO ENVOLVENTE
C.1. ALCANCE
C C.1. ALCANCE
El procedimiento envolvente contiene las anteriores disposiciones para “edificios de baja altura” en el método 2 de CIRSOC 102-2005 para SPRFV, Figura 4, que sufrió cambios en sucesivas revisiones a partir de ASCE 7-10. Las presentes disposiciones son aplicables a edificios de baja altura cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos; y no son aplicables a edificios con techo abovedado, ni en cúpula ni de forma inusual.
C.1.1. Tipos de edificio
Este Capítulo se aplica a la evaluación de las cargas de viento del SPRFV usando el procedimiento envolvente, en edificios de baja altura que cumplan
con la definición del artículo 1.2.
C.1.2. Condiciones
Para usar el procedimiento de este capítulo en la obtención de cargas, el edificio debe cumplir con todas las siguientes condiciones:
1. El edificio es de forma regular, como se define en el artículo 1.2.
2. El edificio no tiene características de respuesta que lo hagan objeto de cargas transversales de viento, desprendimientos de vórtices, inestabilidad debida a galope o flameo, o no tiene un sitio de emplazamiento para el cual merezcan consideración especial los efectos de canalización o el golpeteo en la estela (llamado bataneo en la literatura de aeronáutica) debida a obstrucciones a barlovento.
3. El edificio no tiene techo abovedado, ni en cúpula ni de ninguna forma inusual.
C.1.3. Limitaciones
Las disposiciones de este Capítulo toman en consideración las cargas medias y fluctuantes causadas por viento actuando sobre edificios rígidos.
Los edificios que no cumplan con los requisitos del artículo C.1.2 se deben diseñar usando los procedimientos apropiados del Capítulo 2, bibliografía reconocida que documente tales efectos de la carga de viento, o bien deben usar los procedimientos especificados en el Capítulo 6.
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Apéndice C - 231
REGLAMENTO
COMENTARIO
C.1.4. Protección
No se permiten reducciones en la presión dinámica debido a la aparente protección aportada por edificios y otras estructuras o características del terreno.
Nota para el usuario: se puede usar este Apéndice para determinar la presión de viento sobre el SPRFV de edificios de baja altura que tengan una cubierta plana o una cubierta a dos o a cuatro aguas. Estas disposiciones utilizan el Procedimiento Envolvente, calculando las presiones de viento mediante la expresión específica que sea aplicable a cada superficie del edificio. Para formas y alturas de edificios , para los cuales se aplican estas disposiciones, este método generalmente produce la presión de viento más baja respecto de todos los métodos analíticos especificados en el cuerpo central de este Reglamento.
C.2. REQUISITOS GENERALES
Los pasos requeridos para la determinación de las cargas de viento del SPRFV en edificios de baja altura se muestran en Tabla C.2-1.
C C.2. REQUISITOS GENERALES
El procedimiento envolvente que se presenta en este Apéndice se aplica a "estructuras de forma regular", como se definió en el Capítulo 1 y sus comentarios.
Tabla C.2-1. Pasos para determinar cargas de viento sobre SPRFV de edificios de baja altura
Paso 1: Establecer la categoría de riesgo del edificio, ver Tabla 1.14-1. Paso 2: Determinar la velocidad básica de viento, V, para la categoría de riesgo aplicable, ver Figuras
1.5-1 A-D. Paso 3: Determinar los parámetros de carga de viento:
• Factor de direccionalidad del viento, Kd, ver artículo 1.6 y Tabla 1.6-1. • Categoría de exposición B, C o D, ver artículo 1.7. • Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8 y Figura 1.8-1. • Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12 y Tabla 1.12-1. • Clasificación de cerramientos, ver artículo 1.10. • Coeficiente de presión interna, (GCpi), ver artículo 1.11 y Tabla 1.11-1. Paso 4: Determinar el coeficiente de exposición para la presión dinámica, Kz o Kh, ver Tabla 1.13-1. Paso 5: Determinar la presión dinámica, qz, o qh, de la expresión (1.13-1). Paso 6: Determinar el coeficiente de presión externa, (GCpf), para cada caso de carga usando el artículo C.3.2 para cubiertas a dos aguas y cubiertas planas.
Nota para el usuario: Ver la Figura C AC.3-3 para obtener lineamientos referidos a cubiertas a cuatro aguas.
Paso 7: Calcular la presión de viento, p, de la expresión (C.3-1)
C.2.1. Parámetros de carga de viento especificados en el Capítulo 1
Los siguientes parámetros de carga de viento se deben determinar de acuerdo con el Capítulo 1:
Velocidad básica de viento V, ver artículo 1.5. Factor de direccionalidad del viento Kd, ver
artículo 1.6. Categoría de exposición, ver artículo 1.7. Factor topográfico, Kzt, ver artículo 1.8. Factor de altitud, Ke, ver artículo 1.12. Coeficiente de exposición para la presión
dinámica, Kz o Kh, ver artículo 1.13.
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Apéndice C - 232
REGLAMENTO
Se tomará Kz o Kh = 0,7 para para alturas debajo de 30 m en terrenos de exposición B. Clasificación de cerramientos, ver artículo 1.10. Coeficiente de presión interna (GCpi), ver artículo 1.11.
COMENTARIO
C.3. CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL RESISTENTE A LA FUERZA DEL VIENTO
C C.3. CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL RESISTENTE A LA FUERZA DEL VIENTO
C.3.1. Presión de viento de diseño para edificios C C.3.1. Presión de viento de diseño para edificios de
de baja altura
baja altura
Las presiones de viento de diseño para el SPRFV de edificios de baja altura se pueden determinar mediante la siguiente expresión:
p = qh [(GCpf) – (GCpi)] (N/m2)
(C.3-1)
donde:
qh
(GCpf) (GCpi)
presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h como se define en el artículo 1.3. coeficiente de presión externa del artículo
C.3.2. coeficiente de presión interna de la Tabla
1.11-1.
Para determinar la presión dinámica apropiada ver artículo C 1.13.1.
Cargas sobre el Sistema Principal Resistente a la Fuerza del Viento:
Los coeficientes de presión para SPRFV están básicamente separados en dos categorías:
1. Procedimiento direccional para edificios de todas las alturas (Figura 2.4-1) tal como se especifica en el Capítulo 2 para edificios que cumplen con los requisitos especificados allí.
2. Procedimiento envolvente para edificios de baja altura (Figura AC.3-1) tal como se especifica en este Apéndice para edificios que cumplen con los requisitos especificados allí.
Al generar estos coeficientes, se usaron dos enfoques distintivamentediferentes. Para los coeficientes de presión dados en la Figura 2.4-1, se siguió el enfoque más tradicional y los coeficientes de presión reflejan la carga
real sobre cada superficie del edificio como una función de la dirección del viento, a saber, vientos perpendiculares o paralelos a la línea de cumbrera.
Para edificios de baja altura, sin embargo, los valores de (GCpf) representan condiciones de carga ficticias que,
cuando se aplican al edificio, envuelven las acciones estructurales deseadas (momento flexor, corte, empuje) independientemente de la dirección del viento.
Para capturar todas las acciones estructurales apropiadas, el edificio se debe diseñar para todas las direcciones de viento, considerando a su vez cada esquina del edificio
como esquina de referencia o de barlovento, tal como se muestra en los ocho esquemas de la Figura AC.3-1.
En cada esquina, se aplican dos patrones de carga, uno para cada serie de direcciones de viento. En cada caso,
aparece unazona denominadacon la letra E en uno de los bordes de la cubierta perpendiculares a la línea de la cumbrera. Esta zona crea las acciones estructurales requeridas en el pórtico o contraviento extremo. Hay dos casos de carga con cuatro escenarios básicos para cada caso. Se debe notar también quepara todas las pendientes de cubierta, los ocho casos de carga completos se deben considerar individualmente para determinar la carga crítica
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Apéndice C - 233
REGLAMENTO
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COMENTARIO
para un ensamble estructural dado o componente del mismo (Figura C AC.3-1).
Para desarrollar los valores equivalentes apropiados de (GCpf), los investigadores en la Universidad de Western Ontario (Davenport y asoc., 1978) utilizaron un enfoque que consistía esencialmente en permitir rotar al modelo del edificio en el túnel de viento a través de 360° completos, mientras se monitoreabasimultáneamente las condiciones de carga sobre cadaunade las superficies (Figura C AC.32).
Se consideraron ambas exposiciones, B y C. Usando coeficientes de influencia parapórticos rígidos, fue posible promediar espacial y temporalmente las presiones de la superficie para establecer las componentes de fuerzas exteriores máximas inducidas que se deben resistir. Más específicamente, se evaluaron las siguientes acciones es tru ctu rales :
1 - Levantamiento total. 2 - Corte horizontal total. 3 - Momento flexor en las esquinas (pórtico de dos
articu lacio n es ). 4 - Momento flexor en las esquinas (pórtico de tres
articu lacio n es ). 5 - Momento flexor en la cumbrera (pórtico de dos
articu lacio n es ).
El próximo paso implicó desarrollar conjuntos de coeficientes de pseudopresión para generar condiciones de carga que envolvieran las componentes de fuerza máximas inducidas a ser resistidas en todas las exposiciones y direcciones de viento posibles.
Nótese, por ejemplo, que la dirección de viento que produce el momento flexor máximo en la esquina de un pórtico no produciría necesariamente el máximo levantamiento total. Para desarrollar los coeficientes, se usaron los máximos de las componentes de fuerzas externas inducidas determinadas para cadaunade las cinco categorías precedentes.
El resultado final fue un conjunto de coeficientes que representan condiciones de carga ficticias pero que de manera conservadora envuelven las componentes de fuerza máximas inducidas (momento flexor, corte y empuje) que se deben resistir, independientemente de la dirección del viento.
El conjunto original de coeficientes se generó para el conjunto de pórticos de edificios convencionales prediseñados, esto es pórticos de un solo piso resistentes a momentos en una de las direcciones principales y arriostrados en la otra dirección principal. El enfoque fue extendido más tarde a pórticos de un solo piso resistentes a momentos con columnas interiores (Kavanagh y asoc., 1983).
Estudios subsecuentes en túnel de viento (Isyumov and Case, 1995) han demostrado que los valores de (GCpf) de la Figura AC.3-1 también son aplicables para edificios de
Apéndice C - 234
REGLAMENTO
COMENTARIO
baja altura con sistemas estructurales diferentes de los pórticos resistentes a momentos. Aquel trabajo examinaba las presiones de viento instantáneas sobre edificios de baja altura con una cubiertaa dos aguas con inclinación 4:12 y las fuerzas resultantes inducidas por el viento sobre el SPRFV.
Se evaluaron dos SPRFV diferentes. Uno consistía en paredes de corte y cabriadas de cubierta con distintos espaciamientos. El otro tenía pórticos resistentes a momentos en unadirección, posicionados con los mismos espaciamientos que las cabriadas de cubierta y arriostramiento a viento diagonal en la otra dirección.
Se realizaron ensayos en túnel de viento paraexposiciones B y C. Los hallazgos de este estudio mostraron que los valores de (GCpf) de la Figura AC.3-1 suministraban estimaciones satisfactorias de las fuerzas de viento para ambos tipos de sistema estructural.
Este trabajo confirma la validez de la Figura AC.3-1, la cual refleja la acción combinada de presiones de viento sobre diferentes superficies exteriores de un edificio y aprovecha el promediado espacial.
En los experimentos en túnel de viento originales, se verificaron ambas exposiciones de terreno, B y C. En estos primeros experimentos, la exposición B no incluía edificios cercanos. En general, los componentes de fuerza, momentos flexores, etc, se encontraron comparables en ambas exposiciones, aunque los valores de (GCpf) asociados con el terreno de exposición B serían mayores que para el terreno de exposición C debido a la presión dinámica reducida en el terreno de exposición B.
Los valores de (GCpf) dados en la Figura AC.3-1, se derivan de estudios en túnel de viento modelados con terreno de exposición C. Sin embargo, también es posible utilizarlos en otras exposiciones cuando se usa la presión dinámica que representa la exposición apropiada.
En exhaustivos estudios en túnel de viento llevados a cabo por Ho en la Universidad de Western Ontario (1992), se determinó que cuando los edificios de baja altura (h < 20 m) se encuentran localizados en terreno suburbano (exposición B que incluye edificios cercanos), las presiones en la mayoría de los casos son más bajas que aquellas comúnmente usadas en las normas y códigos existentes, aunque los valores muestran una gran dispersión debido a la alta turbulencia y a otras variables. Los resultados parecen indicar que se justifica alguna reducción en las presiones para edificios localizados en exposición B. En cualquier caso, es deseable diseñar edificios para las condiciones de expos ición consistentes con las designaciones de exposición definidas en este Reglamento. En el caso de edificios de baja altura, el efecto de la mayor intensidad de turbulencia en terreno más rugoso (sea exposición A ó B versus C) incrementa los coeficientes depresión locales. A partir de ASCE 7-98 el efecto del incremento de la intensidad de turbulencia sobre las cargas se trata con un perfil truncado. Con este enfoque, se usa la exposición real del edificio, y el
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Apéndice C - 235
REGLAMENTO
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COMENTARIO
truncamiento del perfil corrige la subestimación en las cargas que se obtendrían si no se lo hiciera.
La Figura AC.3-1 es la más apropiada para edificios de baja altura con ancho mayor que dos veces su altura y altura media de cubierta que no exceda 10 m. La base de datos original incluía edificios bajos con ancho no mayor que cinco veces la altura del alero, y altura de alero que no excede 10 m.
En ausencia de datos más apropiados, la Figura AC.3-1 se puede usar también para edificios con altura media de cubierta que no exceda la menor dimensión horizontal y sea menor que o igual a 20 m. Más allá de estos límites ampliados, se debería usar la Figura 2.4-1.
Toda la investigación para desarrollar y refinar el método de edificios de baja altura para cargas sobre SPRFV fue hecha sobre edificios con cubiertas a dos aguas. En ausencia de investigación sobre edificios con cubiertas a cuatro aguas, la Comisión de ASCE ha desarrollado un método racional para aplicar la Figura AC.3-1 a cubiertas a cuatro aguas basados en su experiencia, intuición y juicio ingenieril colectivo. Este método sugerido se presenta en la Figura C AC.3-3.
Hay investigación que indica que el método para baja altura por sí mismo subestima la torsión causada por cargas de viento (Isyumov, 1982; e Isyumov and Case, 2000). A partir de ASCE 7-02 y en CIRSOC 102-2005 se agregaron requisitos para tener en cuenta este efecto torsional. En ASCE 7-22 y en la presenterevisión de CIRSOC 102 estos requisitos están en una figura separada. La reducción de las cargas sobre sólo 50 % del edificio da por resultado un caso de cargatorsional sin un incremento del corte previsto en la base. Esta reducción en resultados de cargaen torsión equivalente concuerdacon mediciones en túnel de viento hechas por Elsharawy y asoc. (2012, 2015) y Stathopoulos y asoc. (2013). En general, la disposición tendrá poco o ningún efecto sobre el diseño del SPRFV que tiene resistencia bien distribuida. Sin embargo, impactará en el diseño de sistemas con resistencia centralizada, tales como un núcleo único en el centro del edificio. Una ilustración del propósito de la notasobre dos de los ocho patrones de carga se muestraen la Figura AC.3-2. Los ocho patrones completos se deberán modificar de esta manera como un conjunto separado de condiciones de carga, que se sumarán a los ocho casos de carga básicos.
En la Tabla 1.11-1 se dan los coeficientes de presión interna (GCpi) que se deben usar para cargas sobre el SPRFV. La carga de la presión interior puede ser crítica en pórticos resistentes a momentos de un p iso y en el último piso de un edificio donde el SPRFV consiste en pórticos resistentes a momentos. Se deben considerar los casos de carga con presiones internas positivas y negativas. La carga de la presión interna se cancela en la determinación de la carga lateral total y del corte en la base.
En la Figura AC.3-1 se incluyó en la definición de la dimensión “a” una excepción para edificios de grandes dimensiones que limita el tamaño de las áreas 1E a 6E.
Apéndice C - 236
REGLAMENTO
COMENTARIO
Investigación desarrollada por Alrawashdeh and Stathopoulos (2015) muestra que sin esa consideración la definición de “a” no es representativa en grandes edificios.
C.3.1.1. Coeficientes de presión externa (GCpf)
En este capítulo no se permite separar la combinación del factor de efecto de ráfaga y los coeficientes de presión externa (GCpf).
C.3.2. Casos de carga
Los edificios serán evaluados usando cada uno de los casos básicos de carga y los casos torsionales de carga actuando independientemente de acuerdo a este artículo.
Excepción: no se requiere diseñar para casos torsionales de carga para:
1. Edificaciones de una planta con h menor o igual a 10 m,
2. Edificaciones con entramados livianos de madera o metal (light-frame construction) de una y dos plantas, o
3. Edificaciones de una y dos plantas con diafragmas flexibles.
C.3.2.1. Casos de carga básicos
Los coeficientes de presión externa (GCpf) para los casos básicos de carga se determinarán de acuerdo con la Figura AC.3-1. El edificio será evaluado tomando cada esquina como esquina de barlovento, con patrones de carga aplicados como se muestra y con todas las zonas cargadas en forma simultánea.
Cada esquina será evaluada separadamente para los dos casos de carga. Las zonas 2E y 3E serán aquellas localizadas a lo largo del borde de la cubierta que esté más cerca del borde que está siendo evaluado. Para obtener los casos de carga más severos se evaluarán combinaciones de presiones externas e internas (ver la Tabla 1.11-1) como se requiere.
Para cubiertas planas, el ángulo de la cubierta, , se tomará como 0 y la línea que separa la zona 2 de la 3 y la zona 2E de la 3E estará localizada en el medio del ancho del edificio.
Cuando los coeficientes de presión externa (GCpf) en las zonas 2 y 2E sean negativos, serán aplicados en dichas zonas a una distancia desde el borde de la cubierta igual a 0,5 veces la dimensión horizontal del edificio paralela a la dirección del SPRFV que se está diseñando, o 2,5 veces la altura del alero en la pared de barlovento; lo que sea menor. Sobre el resto de las zonas 2 y 2E que se extiende hacia la cumbrera, se aplicarán los coeficientes de presión (GCpf) de las zonas 3 y 3E.
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Apéndice C - 237
REGLAMENTO
C.3.2.2. Casos de carga torsionales
Los casos de carga torsionales se determinarán de acuerdo con la Figura AC.3-2. Los coeficientes de carga, (GCpf), de las zonas 1T a 6T se especifican en dicha figura. Para las zonas 1 a 6 y 1E a 6E, los valores de (GCpf) se tomarán de la Figura AC.3-1 con el siguiente criterio: los del Caso de Carga 1 se aplicarán al Caso 3, y los del Caso 2 se aplicarán al Caso 4.
El edificio será evaluado tomando cada esquina como esquina de barlovento, con patrones de carga aplicados como se muestra y con todas las zonas cargadas en forma simultánea. Cada esquina será evaluada separadamente para los dos casos de carga. Las zonas 2E y 3E serán aquellas localizadas a lo largo del borde de la cubierta que esté más cerca del borde que está siendo evaluado. Para obtener los casos de carga más severos se evaluarán combinaciones de presiones externas e internas (ver la Tabla 1.11-1) como se requiere.
Para cubiertas planas, el ángulo de la cubierta, , se tomará como 0 y la línea que separa la zona 2 de la 3 y la zona 2E de la 3E estará localizada en el medio del ancho del edificio.
Cuando los coeficientes de presión externa (GCpf) en las zonas 2 y 2E sean negativos, serán aplicados en dichas zonas para a una distancia desde el borde de la cubierta igual a 0,5 veces la dimensión horizontal del edificio paralela a la dirección del SPRFV que se está diseñando, o 2,5 veces la altura del alero en la pared de barlovento; lo que sea menor. Sobre el resto de las zonas 2 y 2E que se extiende hacia la cumbrera, se aplicarán los coeficientes de presión (GCpf) de las zonas 3 y 3E.
C.3.3. Carga horizontal total
La carga de corte horizontal total no será menor que aquella determinada despreciando las fuerzas de viento sobre la cubierta.
Excepción: estas disposiciones no se aplican a edificios que usan pórticos resistentes a momentos como SPRFV.
C.3.4. Parapetos
La presión de viento de diseño para el efecto de los parapetos sobre el SPRFV de edificios de baja altura
con cubierta plana, cubierta a dos aguas y cubierta a cuatro aguas, se debe determinar mediante la siguiente expresión:
pp = qp (GCpn) (N/m2)
(C.3-2)
donde:
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COMENTARIO
Apéndice C - 238
REGLAMENTO
COMENTARIO
pp
qp (GCpn)
presión neta combinada sobre el parapeto
debido a la combinación de las presiones netas de las superficies frontal y posterior del parapeto. Los signos positivos (y negativos) significan presión neta actuando hacia (y alejándose) del lado frontal (exterior) del parapeto. presión dinámica evaluada en el borde
superior del parapeto. coeficiente de presión neta combinada
= +1,5 para el parapeto a barlovento = -1,0 para el parapeto a sotavento
C.3.5. Voladizos de cubierta
La presión externa positiva en la superficie inferior de un voladizo de cubierta a barlovento se debe determinar usando (GCp) = 0,7 en combinación con las presiones en la superficie superior determinadas
usando la Figura AC.3-1.
C.3.6. Cargas de viento de diseño mínimas
C C.3.6. Cargas de viento de diseño mínimas
La carga de viento que se debe usar en el diseño del SPRFV de un edificio cerrado o parcialmente cerrado no será menor que 0,8 kN/m2 multiplicado por el área de la pared del edificio, y 0,4 kN/m2 multiplicado por el área de cubierta del edificio proyectada sobre un plano vertical normal a la dirección supuesta del
viento.
Este artículo especifica unacargade viento mínima que se debe aplicar de forma horizontal sobre la proyección vertical completa del edificio tal como se muestra en la Figura C 2.1-1. Este caso de carga se debe aplicar como
un caso separado que se agrega a los restantes casos de carga especificados en otros artículos de este capítulo.
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Apéndice C - 239
REGLAMENTO
Sistema principal resistente a la fuerza del viento Figura AC.3-1 Coeficientes de presión externa, (GCpf) Edificios bajos cerrados, parcialmente cerrados y parcialmente abiertos
COMENTARIO h ≤ 20 m
Paredes y cubiertas a dos aguas
Notación
a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor dimensión horizontal o 1 m.
Excepción: Para edificios con 0° ≤ ≤ 7° y una menor dimensión horizontal superior a 90 m, la dimensión a debe ser limitada a un máximo de 0,8h. h = altura media de la cubierta, en metros, excepto para ≤ 10°, en que se deberá usar la altura del alero.
= ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Ángulo de la cubierta en grados 1
0– 5
0,40
20
0,53
30 – 45
0,56
90
0,56
2 -0,69 -0,69 0,21 0,56
CASO 1
Superficie del edificio
3 -0,37 -0,48 -0,43 -0,37
4 -0,29 -0,43 -0,37 -0,37
1E 0,61 0,80 0,69 0,69
2E -1,07 -1,07 0,27 0,69
3E -0,53 -0,69 -0,53 -0,48
4E -0,43 -0,64 -0,48 -0,48
CASO 2
Angulo de la cubierta
Superficie del edificio
en grados 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
Notas 1. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde las superficies, respectivamente. 2. Para valores de distintos a los mostrados, se permite la interpolación lineal.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Apéndice C - 240
REGLAMENTO
Casos de carga torsional para el sistema principal resistente a la fuerza del viento Figura AC.3-2 Coeficientes de presión externa, (GCpf) Edificios bajos cerrados total o parcialmente
COMENTARIO h ≤ 20 m
Paredes y cubiertas a dos aguas
Notación: a = 10 % de la menor dimensión horizontal o 0,4h, lo que sea menor, pero no menos del 4 % de la menor
dimensión horizontal o 1 m.
Excepción: Para edificios con 0° ≤ ≤ 7° y una menor dimensión horizontal superior a 90 m, la dimensión a debe ser limitada a un máximo de 0,8h. h = altura media de la cubierta, en metros, excepto para ≤ 10°, en que se deberá usar la altura del alero.
= ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Ángulo de
la cubierta
en grados
1T
0– 5
0,10
20
0,13
30 – 45
0,14
90
0,14
CASO 3
Superficie del edificio
2T -0,17 -0,17 0,05 0,14
3T -0,09 -0,12 -0,11 -0,09
4T -0,07 -0,11 -0,09 -0,09
Angulo de la cubierta en grados
0 – 90
CASO 4
Superficie del edificio
5T
6T
0,10
-0,07
Notas:
1. Los signos más y menos significan presiones que actúan hacia y desde las superficies, respectivamente. 2. Para valores de distintos a los mostrados, se permite la interpolación lineal.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Apéndice C - 241
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C AC.3-1 Ilustración de la aplicación de carga en la Figura AC.3-1
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Apéndice C - 242
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C AC.3-2
Cargas de Viento No-Estacionarias sobre edificios bajos para una dirección del viento determinada
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Apéndice C - 243
REGLAMENTO
COMENTARIO
Figura C AC.3-3 Aplicación de cargas para edificios bajos con techo a cuatro aguas
Notas :
1. Adaptar la carga que semuestra en la Figura AC.3-1 para edificios con techo a cuatro aguas como se muestra. Para una pendiente de techo a cuatro aguas determinada, uselos coeficientes de techo de la tabla del Caso 1 para el Caso de carga 1 y el Caso de carga 2.
2. El corte horizontal total no debe ser menor que el determinado despreciando las fuerzas del viento en las superficies del techo.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Apéndice C - 244
ANEXO I
Coeficientes de fuerza para estructuras o elementos estructurales con sección transversal uniforme
TABLA
Referencia cruzada de prescripciones de CIRSOC 102-2005 a CIRSOC 102-2024
GLOSARIO
Glosario unificado de términos utilizados en traducciones de documentos en inglés. “Inglés-Español”
BIBLIOGRAFÍA CIRSOC 102-24
ANEXO I - COEFICIENTES DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS O ELEMENTOS ESTRUCTURALES CON SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME
I.1. INTRODUCCIÓN
Las cargas de viento sobre estructuras o partes de estructuras con relaciones de esbeltez 8 /b < 40 se determinarán utilizando las siguientes expresiones:
F = GCf Ke Af qz
[N]
(I.1)
Fx = GCfx Ke Af qz
[N]
(I.2)
Fy = GCfy Ke Af qz
[N]
(I.3)
siendo:
qz la presión dinámica evaluada a la altura z del baricentro del área Af usando la exposición definida en el
artículo 5.6.3.2. G el factor de efecto de ráfaga del artículo 5.8. Cf el coeficiente de fuerza neta de las Tablas I.1 y I.2. Cfx ,Cfy los coeficientes de fuerza en la dirección de los ejes x , y de la estructura o elemento estructural de
las Tablas I.3A , I.3B y I.4. Af el área proyectada normal al viento = b· b la dimensión transversal definida en las Tablas I.1 a I.5.
la longitud de la estructura o elemento. Ke el factor de corrección por esbeltez de la Tabla I.6.
I.2. FORMAS PRISMÁTICAS CON SECCIONES TRANSVERSALES REDONDEADAS EN LAS ARISTAS
Los coeficientes de fuerza para formas prismáticas con secciones transversales redondeadas en las aristas se obtendrán de Tabla I.1 en función de Vz·b. Para valores intermedios de Vz·b se acepta la interpolación lineal. La velocidad Vz a la altura z se calcula mediante:
siendo:
̂
()
Vz la velocidad de ráfaga a la altura z. z la altura del baricentro del área Af , en metros. V la velocidad básica del viento obtenida de las Figuras 1.5-1 A-D.
̂ la inversa del exponente para la ley potencial de la velocidad de ráfaga de 3 segundos de la Tabla 1.9-1.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Anexo I - 247
Tabla I.1 - Coeficientes de fuerza para formas prismáticas redondeadas
Forma de la sección transversal
Coeficiente de fuerza Cf
Vz·b < 4 m2/s
Vz·b > 10 m2/s
Rugosa o con salientes
1,2
1,2
V b
Lisa
1,2
0,6
d Elipse
V b b 1 d2
0,7
0,3
d Elipse
V
b
b 2
d
1,7
1,5
V r
b
b 1 ;
r1
d
b3
1,2
0,6
b 1 ; r 1
1,3
0,7
d
b 16
d
V r
b1 ; r 1
b d2
b2
0,4
0,3
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Anexo I - 248
Tabla I.1 - (Continuación) Forma de la sección transversal
Coeficiente de fuerza Cf
Vz·b < 4 m2/s
Vz·b > 10 m2/s
V
r
b
b1 ; r 1
0,7
0,7
d2
b6
V
r
b
b 2
;
r1
1,9
1,9
d
b 12
V
r
b
b 2 ; r 1
1,6
0,6
d
b4
r 1
1,2
0,5
a3
a
V
r
b
r 1
1,6
1,6
45º
a 12
d
r 1
1,6
1,6
a 48
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Anexo I - 249
Tabla I.1 - (Continuación) Forma de la sección transversal r1 b4
V r
b
r1
b 12
Coeficiente de fuerza Cf
Vz·b < 4 m2/s
Vz·b > 10 m2/s
1,2
0,5
1,4
1,4
r1
b 48
1,3
1,3
r1
V
b4
1,3
0,5
r
b
1r 1
12 b 48
2,1
2,1
Notas:
1. Los valores en Tabla I.1 se han derivado de los ensayos en túnel de viento que se describen en el trabajo Delaney, N.K. y Sorensen, N.E., “Low-speed Drag of Cylinders of Various Shapes”, National
Advisory Committee for Aeronautics, Technical Note 3038, 1953. 2. Los coeficientes de fuerza para formas prismáticas con secciones transversales redondeadas en las
aristas dependen del número de Reynolds (Re):
siendo: V
la velocidad básica del viento en m/s de las Figuras 1.5-1 A-D.
b una dimensión de la sección transversal, en m.
la viscosidad cinemática 3. Para aire a presión y temperatura constantes, Re es proporcional a V·b . En flujo turbulento de gran
escala el número de Reynolds “crítico” varía en un amplio rango en el cual se puede interpolar
linealmente.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Anexo I - 250
I.3. FORMAS PRISMÁTICAS CON SECCIONES TRANSVERSALES DE ARISTAS VIVAS
Los coeficientes de fuerza para formas prismáticas con secciones transversales de aristas vivas, con excepción de los prismas rectangulares, se obtendrán de la Tabla I.2.
Nota: Los coeficientes de fuerza para secciones de aristas vivas son independientes del número de Reynolds. La Tabla I.2 presenta los valores para las secciones transversales poligonales más comunes, con excepción de los prismas rectangulares, que se tratan separadamente en el artículo I.4.
I.4. PRISMAS DE SECCION RECTANGULAR Los coeficientes de fuerza Cfx y Cfy para prismas de sección rectangular se obtendrán de Tablas I.3A y I.3B. Para estructuras con relaciones d/b > 1, inclinadas con respecto al viento un ángulo 15º, los valores de Cfx obtenidos de Tabla I.3A deberán incrementarse por el factor [1 + (d/b) tg ]. Para estructuras con relaciones d/b 1, inclinadas con respecto al viento un ángulo 15º no se requiere incrementar los valores Cfx.
I.5. PERFILES ESTRUCTURALES Los coeficientes de fuerza Cfx y Cfy para secciones de perfiles, simples o compuestas, se obtienen de Tabla I.4. En la misma, el ángulo de dirección del viento debe medirse siempre en sentido antihorario.
I.6. COEFICIENTES DE FUERZA PARA TIRANTES, CABLES Y TUBERÍAS DE ESBELTEZ INFINITA
Los coeficientes de fuerza Cf para tirantes, cables y tuberías de esbeltez infinita se obtendrán de la Tabla I.5.
I.7. CORRECCIONES POR ESBELTEZ
Los factores de corrección por esbeltez Ke se obtendrán de Tabla I.6, donde la relación de esbeltez de la estructura o elemento estructural es mayor que 8,0.
Nota: Cuando la esbeltez de la estructura o elemento estructural se reduce se facilita el flujo de aire alrededor de sus extremos. Este trayecto adicional de aire reduce la magnitud de la fuerza promedio actuante.
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Anexo I - 251
Tabla I.2 - Coeficientes de fuerza para prismas con aristas vivas Forma de la sección
V
b
Cuadrado con cara frente al viento
Coeficiente de fuerza Cf
2,2
b
V
Cuadrado con arista frente al viento
1,5
V
Triángulo equilátero con arista frente al
b
viento
1,2
V
Triángulo equilátero con cara frente al
b
viento
2,0
Triángulo rectángulo
V
b
1,55
V
b
Octógono
1,4
V
b
Dodecágono
1,3
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Anexo I - 252
Tabla I.3A - Coeficientes de fuerza Cfx para prismas rectangulares
Fx b
Dirección del viento d
Relación de dimensiones
()
0,10 0,65
1 2 4 10
Coeficiente de fuerza Cfx
2,2 3,0 2,2 1,6 1,3 1,1
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Anexo I - 253
Tabla I.3B - Coeficientes de fuerza Cfy para prismas rectangulares Fy
b
Dirección del viento d
Relación de dimensiones
()
0,5 1,5 2,5 4 20
Coeficiente de fuerza Cfy
1,2 0,8 0,6 0,8 1,0
Notas: 1. Los datos de la Tabla I.3A se tomaron de Jancauskas, E.D., “The Cross-Wind Exitation of Bluff
Structuras”, Ph.D.Thesis, Monash University, 1983. El valor máximo de Cfx que se obtiene para secciones con relaciónes d/b alrededor de 0,65, fueron presentados por primera vez por Nakaguchi,
N., Hashimoto, K.. y Muto, S. “An Experimental Study on Aerodynamic Drag of Rectangular Cylinders”, Journal Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol.16, 1968. 2. La Tabla I.3B contiene valores máximos de Cfy para ángulos < 20º. Este tipo de variación puede
ocurrir en flujo turbulento nominalmente paralelo a una cara.
3. Para direcciones oblicuas de viento > 20º, se necesita de información más detallada o el consejo de especialistas.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Anexo I - 254
Tabla I.4 – Coeficientes de fuerza Cfx , Cfy para perfiles estructurales
θ
Cfx
Cfy
Cfx
Cfy
Cfx
Cfy
0°
+1,9
+0,95
+1,8
+1,8
+1,75
+0,1
45°
+1,8
+0,8
+2,1
+1,8
+0,85
+0,85
90°
+2,0
+1,7
-1,9
-1,0
+0,1
+1,75
135°
-1,8
-0,1
-2,0
+0,3
-0,75
+0,75
180°
-2,0
+0,1
-1,4
-1,4
-1,75
-0,1
θ
Cfx
Cfy
Cfx
Cfy
Cfx
Cfy
0°
+1,6
0
+2,0
0
+2,05
0
45°
+1,5
-0,1
+1,2
+0,9
+1,85
+0,6
90°
-0,95
+0,7
-1,6
+2,15
0
+0,6
135°
-0,5
+1,05
-1,1
+2,4
-1,6
+0,4
180°
-1,5
0
-1,7
±2,1
-1,8
0
θ
Cfx
Cfy
Cfx
Cfy
Cfx
Cfy
0°
+2,05
0
+1,6
0
+1,4
0
45°
+1,95
+0,6
+1,5
+1,5
+1,2
+1,6
90°
±0,5
+0,9
0
+1,9
0
+2,2
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Anexo I - 255
Tabla I.4 - Continuación
Nota: Estos datos no se publicaron y aparecen por primera vez en las normas suizas SIA Technische Normen Nr.160, “Normen für Belastungsannahmen, die Inbetriebnahme und die Uberwachung Bauten”, 1956. Se debe notar que la dimensión b utilizada en la definición de los coeficientes de fuerza no siempre es normal a la dirección del flujo.
Tabla I.5 - Coeficientes de fuerza para cables, tirantes y tuberías
Características del flujo de aire
Características de la superficie
Cf
CABLES
Vz b < 0,6 m2/s Vz b 0,6 m2/s
Trenzados finos
1,20
Trenzados gruesos
1,30
Trenzados finos
0,90
Trenzados gruesos
1,10
TIRANTES Y TUBERÍAS
Vz b < 0,6 m2/s Vz b 0,6 m2/s
Lisa
1,20
Moderadamente rugosa
1,20
Lisa
0,50
Moderadamente rugosa
0,70
Tabla I.6 - Factor de corrección por relación de esbeltez
Relación de esbeltez ()
8 14 30 40 o más
Factor de corrección Ke
0,7 0,8 0,9 1,0
Nota: Para valores intermedios de la relación de esbeltez ( / b), se permite la interpolación lineal.
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Anexo I - 256
TABLA: Referencia cruzada de prescripciones de CIRSOC 102-2005 a CIRSOC 102-2024.
Las equivalencias son conceptuales y de tratamiento, no textuales. CIRSOC 102-2024 incluye además un volumen significativo de prescripciones que no están en CIRSOC 102-2005.
Edición 2005
Edición 2024
CAPÍTULO 1. REQUISIT OS GENERAL ES
-
1.1. CAMPO DE VALIDEZ
1.2. PROCEDIMIENTOS ADMITIDOS
1.3. PRESIONES DE VIENTO QUE ACTÚAN SOBRE LAS CARAS OPUESTAS DE CADA SUPERFICIE DEL EDIFICIO
1.4. CARGA DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMA
1.1.2. 1.4.3.
2.1.5. 4.8. 5.2.2.
Procedimientos permitidos Presiones de viento actuando sobre caras opuestas de cada superficie del edificio
Cargas de viento de diseño mínimas CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMAS Presiones de viento de diseño mínimas
CAPÍTULO 2. DEFINICIONES
1.2. DEFINICIONES
CAPÍTULO 3. SIMBOLOGÍA
1.3. SIMBOLOGÍA
CAPÍTULO 4. MÉTODO 1 - PROCEDIMIENTO 2.5. PARTE 2: EDIFICIOS
CERRADOS,
SIM PLIFICADO
PARCIALMENTE
CERRADOS
O
PARCIALMENTE ABIERTOS DE DIAFRAGMA
SIMPLE CON ALTURA MENOR O IGUAL QUE
10 m – PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
5.13. PARTE 6: EDIFICIOS DE BAJA ALTURA –
PROCEDIMIENTO SIMPLIFICA DO
CAPÍTULO 5. MÉTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALÍTICO
5.1. CAMPO DE VALIDEZ
5.2. LIMITACIONES
5.3. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
5.4. VELOCIDA D BÁSICA DEL VIENTO 5.5. FACTOR DE IMPORTANCIA 5.6. CATEGORÍAS DE EXPOSICIÓN 5.7. EFECTOS TOPOGRÁFICOS 5.8. FACTOR DE EFECTO DE RÁFAGA 5.9. CLASIFICACIÓN DE CERRA MIENTOS 5.10. PRESIÓN DINÁMICA 5.11. COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA
5.12. 5.13.
CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO EN EDIFICIOS CERRA DOS Y PARCIALMENTE CERRA DOS CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO SOBRE EDIFICIOS ABIERTOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
2.1.2. Condiciones 4.1.2. Condiciones 5.1.2. Condiciones 2.1.3. Limitaciones 4.1.3. Limitaciones 5.1.3. Limitaciones Figura 1.1-1. Lineamientos del proceso para evaluar las cargas de viento. 1.5. MAPA DE RIESGO DE VIENTO
No se aplica este factor
1.7.3. Categorías de exposición
1.8. EFECTOS TOPOGRÁFICOS
1.9. EFECTOS DE RÁFAGA
1.10. CLASIFICACIÓN DE CERRA MIENTO
1.13.2. Presión dinámica Distribuido en los artículos correspondientes a cada tipología constructiva en Capítulos 2, 4 y 5. Distribuido en los artículos correspondientes a cada tipología constructiva en Capítulos 2 y 5. Distribuido en los artículos correspondientes a cada tipología constructiva en Capítulos 2, 4 y 5.
CAPÍTULO 6. MÉTODO 3 - PROCEDIMIENTO DEL CAPÍTULO 6. PROCEDIMIENTO DE TÚNEL DE
TÚNEL DE VIENTO
VIENTO
6.1. CAMPO DE VALIDEZ 6.2. CONDICIONES DE ENSAYO 6.3. RESPUESTA DINÁMICA
6.1. ALCANCE 6.2. CONDICIONES DE ENSAYO 6.3. RESPUESTA DINÁMICA
(Continúa)
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102 -24
Ref. cruzadas - 257
Edición 2005
Edición 2024
6.4. LIMITACIONES
-
FIGURAS Y TABLAS Figura 1 A Figura 1 B Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 A Figura 5 B Figura 5 C Figura 6 Figura 7 A Figura 7 B Figura 8 Figura 9 Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 A Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 Tabla 8 Tabla 9 Tabla 10 Tabla 11 Tabla 12 Tabla 13
Figura 1.5-1A a Figura 1.5-1C Figura 1.5-D Figura 1.8-1 Figura 2.4-1 Figura AC.3-1 Figura 5.3-1 Figura 5.3-2A a Figura 5.3-2G Figura 5.3-3 Figura 5.3-4 Figura 5.3-5A y Figura 5.3-5B Figura 5.3-6 Figura 5.4-1 Figura 2.4-8 Tabla 2.5-2 Tabla 5.13-2 Tabla 1.9-1 Tabla 1.13-1 Tabla 1.6-1 Tabla 1.11-1 Figura 2.4-3 y Figura 5.3-8 Figura 4.5-1 Figura 4.4-1 Figura 4.5-2 Figura 4.5-3
APÉNDICE A - CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS OTRAS ESTRUCTURAS
Y Tabla 1.14-1. Categoría de riesgo para edificios y otras estructuras
APÉNDICE B - COMBINACIONES DE CARGAS QUE APÉNDICE B - COMBINACIONES DE CARGAS QUE
INCLUY EN CARGA DE VIENTO
INCLUY EN CARGA DE VIENTO
ANEXO I - CUBIERTAS AISLADAS
ANEXO II - COEFICIENTES DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS O ELEMENTOS ESTRUCTURALES CON SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME ANEXO III – PROPIEDADES DINÁMICAS DE LAS CONSTRUCCIONES ANEXO IV - COEFICIENTES DE PRESIÓN EXTERNA (Cp) PARA DEPÓSITOS, SILOS Y TANQUES CIRCULARES
ANEXO V - COEFICIENTES DE PRESIÓN PARA PASADIZOS CERRADOS ENTRE EDIFICIOS ANEXO VI - COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA PARA ESFERAS
2.4.3. Edificios abiertos o cubiertas aisladas, de vertiente única o a dos aguas con diedro positivo o negativo
5.5. PARTE 3: EDIFICIOS ABIERTOS
ANEXO I - COEFICIENTES DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS O ELEMENTOS ESTRUCTURALES CON SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME
-
4.5.2. 5.10.
Cargas de viento de diseño: silos, tanques y recipientes cilíndricos verticales cerrados con h ≤ 40 m, D ≤ 40 m y 0,25 ≤ H/D ≤ 4 SILOS, TANQUES Y RECIPIENTES CILÍNDRICOS VERTICALES CON h ≤ 40 m
-
-
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Ref. cruzadas - 258
INGLÉS
ESPAÑOL
GLOSARIO UNIFICADO DE TÉRMINOS UTILIZADOS EN TRADUCCIONES DE DOCUMENTOS EN INGLÉS
GLOSARIO “INGLÉS-ESPAÑOL”
ENGLISH GLOSSARY
GLOSARIO EN ESPAÑOL ARGENTINO
–A–
Across-wind loading Aggregate-surfaced-roof Along-wind response Arched roof Array Attached canopy Attached sign
Cargas transversales de viento Cubierta con superficie de agregados Respuesta en la dirección del viento Cubierta abovedada Conjunto de paneles solares Alero adosado Cartel adosado
–B–
Background response Bracing Buffeting Building appurtenances
Respuesta base Arriostramiento Golpeteo Accesorios de edificios
–C–
Centroid Circular bins Cladding Clearance height Clearance ratio Concrete filled steel deck Concrete slab Creep Crest Cross-bracing Cuasi-steady Curtain wall
Centroide Recipientes cilíndricos Revestimiento Espaciamiento Separación relativa Losa mixta de hormigón-acero Losa de hormigón Fluencia lenta Cima Arriostramiento transversal Cuasi-estacionaria Muro cortina
–D–
Deck panel Dead load Debris Discomfort Distress Domed roof Dome springline Drift
Panel del soporte Carga permanente Detritus Incomodidad Posible amenaza Cubierta en forma de cúpula Línea de arranque del domo Deriva
–E–
Enclosed building Envelope Escarpment
Edificio cerrado Envolvente Escarpa
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Glosario - 259
INGLÉS
–F–
Fascia panels Fasteners Fetch Flat roof Flat, stepped roof Flutter Free roof
–G–
Gable roof Galloping Girts Grade plane Ground elevation above sea level Ground elevation factor Ground level Gust loading factor
–H–
Hill Hip roofs
–I–
Insulation board
–J–
Joist
–L–
Lattice framework Lattice structure Light frame Live load Load Path Low-rise building
–M–
Mansard roof Membrane Membrane roof system Missile Mode shape power law Monoslope roof Mullion Multi span gable roof
–N–
Non-building structures
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
ESPAÑOL
Cenefa Fijaciones Distancia de alcance Cubierta plana Cubierta plana escalonada Flameo Cubierta aislada
Cubierta a dos aguas Galope Correas de pared Plano de referencia Altitud Factor de altitud Altura Factor de ráfaga
Colina Cubierta a cuatro aguas
Tablero de aislación (térmica)
Vigueta
Entramado Estructura reticulada Entramado liviano Sobrecarga Camino de cargas Edificio de baja altura
Cubierta en mansarda Membrana Sistema de cubierta con membrana de aislación Proyectil Exponente de la ley potencial de la forma modal Cubierta de pendiente única Larguero central Cubierta a dos aguas múltiple
Otros tipos de estructuras
Glosario - 260
INGLÉS
Non-hurricane wind speed Normalized wind area
–O–
Open building Open sign
–P–
Panel chord length Pitched roof Purlins
–R–
Return corner Rib Ridge Rise-to-span ratio Roof covering Roof diaphragm Roof overhang Roof pavers Roof slope Rooftop Roof truss
–S–
Sawtooth roof Screen Shear wall Sign Sign attached to Sign with return corner Single-plane open frames Solid attached sign Solid freestanding sign Solid freestanding wall Solid sign Span length Span-to-depth ratio Spatial averaging Spoiler Stepped roof Storey drift Strip theory Stud Surface roughness
–T–
Troughed free roof Troughed roof Trussed tower
ESPAÑOL
Velocidad de viento no asociada a huracanes Área de viento normalizada
Edificio abierto Cartel abierto
Longitud de la cuerda del panel Cubierta con pendiente Correas de cubierta
Esquina Nervadura Loma Relación flecha/luz Revestimiento de cubierta Diafragma de cubierta Voladizo de cubierta Piezas de solado Pendiente de cubierta Cubierta Armadura de cubierta
Cubierta en diente de sierra Mampara Pared de corte Cartel Cartel adosado a Cartel con esquina Entramados planos simples Cartel lleno adosado Cartel libre lleno Pared libre llena Cartel lleno Longitud del tramo Relación luz/profundidad Promediado espacial Ribete Cubierta escalonada Distorsión entre pisos Teoría de fajas Montante Rugosidad superficial
Cubierta aislada a dos aguas con diedro negativo Cubierta a dos aguas con diedro negativo Torre reticulada
Proyecto de Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones CIRSOC 102-24
Glosario - 261
INGLÉS
–V– Velocity pressure Velocity pressure exposure coefficient Vortex shedding –W– Wall covering Wall with return corner
ESPAÑOL
Presión dinámica Coeficiente de exposición para la presión dinámica Desprendimientos de vórtices
recubrimiento de paredes pared con esquina
Proyecto de Reglamento CIRSOC 102-24
Glosario - 262
REGLAMENTO
COMENTARIO
BIBLIOGRAFÍA CIRSOC 102-24
CAPITULO 1
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COMENTARIO
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Bibliografía - 271
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Bibliografía - 272
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