Reglamento CIRSOC 102
Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios
Secretaría de Obras Públicas de la Nación
INTI
Instituto Nacional de Tecnología Industrial
CIRSOC
Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras Civiles
470 N/m2 611 N/m2 711 N/m2
551 N/m2 551 N/m2
Línea de cumbrera imaginaria
551 N/m2
27,5
870 N/m2 1251 N/m2
Esquina 2
430 N/m2
8,80
220 N/m2
Esquina 1
DIRECCIÓN DEL VIENTO
REGLAMENTO ARGENTINO DE ACCIÓN DEL
VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
Julio 2005
REGLAMENTO ARGENTINO DE ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
EDICIÓN JULIO 2005
Av. Cabildo 65, subsuelo – Ala Savio (C1426AAA) Buenos Aires – República Argentina TELEFAX. (54 11) 4779-5271 / 4779-5273 E-mail: cirsoc@inti.gob.ar
cirsoc@ffmm.gov.ar INTERNET: www.inti.gob.ar/cirsoc
Primer Director Técnico (h 1980): Ing. Luis María Machado
Directora Técnica: Inga. Marta S. Parmigiani
Coordinadora Área Acciones: Inga. Alicia M. Aragno Área Estructuras de Hormigón: Ing. Daniel A. Ortega Área Administración, Finanzas y Promoción: Lic. Mónica B. Krotz Área Venta de Publicaciones: Sr. Néstor D. Corti
© 2008 Editado por INTI INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL Av. Leandro N. Alem 1067 – 7° piso - Buenos Aires. Tel. 4313-3013
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 Subsecretaría de Vivienda 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 Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires Dirección Nacional de Vialidad Vialidad de la Provincia de Buenos Aires Consejo Interprovincial de Ministros de Obras Públicas Cámara Argentina de la Construcción Consejo Profesional de Ingeniería Civil Cámara Industrial de Cerámica Roja Asociación de Fabricantes de Cemento Pórtland Instituto Argentino de Normalización Techint Acindar
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 Centro Argentino de Ingenieros Instituto Argentino de Siderurgia Telefónica de Argentina Transportadora Gas del Sur Quasdam Ingeniería Sociedad Central de Arquitectos 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
Reconocimiento Especial
El INTI-CIRSOC agradece muy especialmente a las Autoridades del American National Standards Institute (ANSI) y de la American Society of Civil Engineers (ASCE) por habernos permitido adoptar como base para el desarrollo de este Reglamento, el Capítulo 6 del documento “Minimum Design Loads for Building and Other Structures” conocido como ASCE 7-95 (Revisión de ANSI-ASCE 7-93) y posteriormente ASCE 7-98.
ASESORES QUE INTERVINIERON EN LA REDACCIÓN DEL
REGLAMENTO ARGENTINO DE ACCIÓN DEL VIENTO
SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
CIRSOC 102
Ing. Juan Carlos Reimundín Ing. Roberto Cudmani
COLABORADORES: Ing. Alicia Aragno
Coordinadora Área Acciones INTI-CIRSOC
Dra. María Eugenia Pons
Agradecimientos
El Comité Ejecutivo del INTI-CIRSOC y su Dirección Técnica agradecen a los siguientes profesionales e instituciones por su valiosa colaboración en la redacción de este Reglamento CIRSOC 102-2005:
A la Dra. María Luisa Altinger de Schwarzkopf por su trabajo “Fundamentos Meteorológicos que sustentan el trazado de isolíneas de la velocidad básica del viento” y a sus colaboradores Dr. Lichtenstein, Dra. Bischoff y Dr. Seluchi.
Al Dr. Aldo Viollaz por su trabajo “Estimación de las Velocidades de Recurrencia de Vientos en la República Argentina”.
Al Servicio Meteorológico Nacional, dependiente de la Fuerza Aérea Argentina, por el suministro de los datos de viento de toda la red de estaciones de la República Argentina.
A los Sres. Hugo Pontoriero y Oscar Escudero del INPRES por el diseño de las portadas del Reglamento y sus Comentarios
Fotografías de los Comentarios al Reglamento: Archivo “La Nación”
COMISIÓN PERMANENTE DE ESTUDIO DE LA ACCION DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES
Coordinador Ing. Cleto Agosti
ASOCIACIÓN DE INGENIEROS ESTRUCTURALES
Secretaria Técnica Ing. Paula Folino Integrantes:
Ing. Horacio Abaroa Ing. Carlos Amura Ing. Alicia Aragno Ing. Carlos Bellagio Dr. Ulfilas Boldes Ing. Daniel Cancelleri Dr. Jorge Colman Ing. Roberto Cudmani Ing. Marcelo Galladini Ing. Pablo de Lavallaz Lic. Ingeborg Malaka Ing. Mario Natalini Lic. Silvia Nuñez Ing.Juan C. Reimundín Dra. María L. Schwarzkopf Dr. Aldo Viollaz
ASOCIACIÓN DE INGENIEROS ESTRUCTURALES
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES INVITADO ESPECIAL
INTI-CIRSOC
INVITADO ESPECIAL UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA INVITADO ESPECIAL UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN INVITADO ESPECIAL INVITADO ESPECIAL SERVICIO METEOROLÓGICO NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE SERVICIO METEOROLÓGICO NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN
***
INDICE
CAPÍTULO 1. REQUISITOS GENERALES
1.1 CAMPO DE VALIDEZ 1.2 PROCEDIMIENTOS ADMITIDOS 1.3 PRESIONES DEL VIENTO QUE ACTÚAN SOBRE LAS CARAS
OPUESTAS DE CADA SUPERFICIE DEL EDIFICIO 1.4 CARGA DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMA 1.4.1 Sistema principal resistente a la fuerza del viento 1.4.2 Componentes y revestimientos
CAPÍTULO 2. DEFINICIONES
CAPÍTULO 3. SIMBOLOGÍA
CAPÍTULO 4. MÉTODO 1 - PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
4.1. CAMPO DE VALIDEZ 4.2. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO 4.3. REVESTIMIENTO PERMEABLE AL AIRE
CAPÍTULO 5. MÉTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALÍTICO
5.1. CAMPO DE VALIDEZ 5.2. LIMITACIONES 5.2.1. Protecciones 5.2.2. Revestimiento permeable al aire 5.3. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO 5.4. VELOCIDAD BÁSICA DEL VIENTO
Reglamento CIRSOC 102
1 1 1 1 1 2 3
7
11 11 11
13 13 13 13 13 14
Índice I
5.4.1. Regiones especiales de viento 5.4.2. Estimación de las velocidades básicas del viento a partir de datos
climáticos regionales 5.4.3. Limitación 5.4.4. Factor de direccionalidad del viento
5.5. FACTOR DE IMPORTANCIA
5.6. CATEGORÍAS DE EXPOSICIÓN
5.6.1. Generalidades 5.6.2. Categoría de exposición para sistemas principales resistentes a la
fuerza del viento 5.6.3. Categoría de exposición para componentes y revestimientos 5.6.4. Coeficiente de exposición para la presión dinámica
5.7. EFECTOS TOPOGRÁFICOS
5.7.1. Velocidad del viento sobre lomas, escarpas y colinas 5.7.2. Factor topográfico
5.8. FACTOR DE EFECTO DE RÁFAGA
5.8.1. Estructuras rígidas 5.8.2. Estructuras flexibles o dinámicamente sensibles 5.8.3. Análisis racional 5.8.4. Limitaciones
5.9. CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTOS
5.9.1. Generalidades 5.9.2. Aberturas 5.9.3. Materiales arrastrados por el viento 5.9.4. Clasificaciones múltiples
5.10. PRESIÓN DINÁMICA
5.11. COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA
5.11.1. Coeficientes de presión y fuerza 5.11.2. Coeficientes de presión externa 5.11.3. Coeficientes de fuerza 5.11.4. Voladizos de cubiertas
5.12. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO EN EDIFICIOS CERRADOS Y PARCIALMENTE CERRADOS
5.12.1. Generalidades 5.12.2. Sistemas principales resistentes a la fuerza del viento 5.12.3. Carga parcial y total 5.12.4. Componentes y revestimientos
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
14
14 14 15
15
15
15
16 16 16
16
16 17
17
17 18 19 19
19
19 19 19 20
20
20
20 21 21 21
21
21 22 23 23
Índice II
5.13. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO SOBRE EDIFICIOS ABIERTOS
Y OTRAS ESTRUCTURAS
24
CAPÍTULO 6. MÉTODO 3 - PROCEDIMIENTO DEL TÚNEL DE VIENTO
6.1. CAMPO DE VALIDEZ
25
6.2. CONDICIONES DE ENSAYO
25
6.3. RESPUESTA DINÁMICA
25
6.4. LIMITACIONES
26
6.4.1. Limitaciones sobre velocidades del viento
26
FIGURAS
Figura 1 A Velocidad básica del viento
27
B Velocidades básicas del viento en ciudades
28
Figura 2
Factor topográfico
29
Figura 3
Coeficientes de presión externa para paredes y cubiertas
(sistema principal resistente a la fuerza del viento, edificios
total o parcialmente cerrados, todo h)
31
Figura 4
Coeficientes de presión externa para paredes y cubiertas a dos
aguas (sistema principal resistente a fuerza del viento, edificios
total o parcialmente cerrados, baja altura)
33
Figura 5 A Coeficientes de presión externa para paredes (componentes y
revestimientos, edificios total o parcialmente cerrados, baja
altura)
34
B Coeficientes de presión externa para cubiertas a dos aguas
(componentes y revestimientos, edificios total o parcialmente
cerrados, baja altura)
35
C Coeficientes de presión externa para cubiertas escalonadas
(componentes y revestimientos, edificios total o parcialmente
cerrados, baja altura)
38
Figura 6
Coeficientes de presión externa para cubiertas a dos aguas
múltiples (componentes y revestimientos, edificios total o par-
cialmente cerrados,baja altura)
39
Figura 7 A Coeficientes de presión externa para cubiertas de pendiente
única (componentes y revestimientos, edificios total o parcial-
mente cerrados, baja altura)
40
B Coeficientes de presión externa para cubiertas en diente de
sierra (componentes y revestimientos, edificios total o parcial-
mente cerrados, baja altura)
42
Reglamento CIRSOC 102
Índice III
Figura 8
Coeficientes de presión externa para paredes y cubiertas
(componentes y revestimientos edificios total o parcialmente
cerrados)
43
Figura 9
Carga total y parcial (sistema principal resistente a la fuerza
del viento)
44
TABLAS
Tabla 1
Factor de Importancia
45
Tabla 2
Presiones del viento de diseño. Procedimiento simplificado,
paredes y cubierta (sistema principal resistente a la fuerza
del viento, edificios total o parcialmente cerrados, baja altura)
46
Tabla 3 A Presiones del viento de diseño. Procedimiento simplificado,
(componentes y revestimientos, edificios cerrados, baja altura)
47
B Presiones del viento de diseño. Procedimiento simplificado,
(componentes y revestimientos, edificios parcialmente cerra-
dos, baja altura)
49
Tabla 4
Constantes de exposición del terreno
51
Tabla 5
Coeficientes de exposición para la presión dinámica
52
Tabla 6
Factor de direccionalidad del viento
53
Tabla 7
Coeficientes de presión interna para edificios
54
Tabla 8
Coeficientes de presión externa para cubiertas abovedadas
(edificios total o parcialmente cerrados, todo h)
55
Tabla 9
Coeficientes de fuerza para cubiertas de vertiente única
(sistema principal resistente a la fuerza del viento, edificios
abiertos, todo h)
56
Tabla 10 Coeficientes de fuerza para chimeneas, tanques y estructuras
similares, (otras estructuras, todo h)
57
Tabla 11 Coeficientes de fuerza para paredes libres llenas y carteles
llenos, (otras estructuras, todo h)
58
Tabla 12 Coeficientes de fuerza para carteles abiertos y estructuras
reticuladas (otras estructuras, todo h)
59
Tabla 13 Coeficientes de fuerza para torres reticuladas
(otras estructuras, todo h)
60
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Índice IV
ÍNDICE DE APÉNDICES
APÉNDICE A - CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
Tabla A.1 Clasificación de edificios y otras estructuras
para cargas de viento
1
APÉNDICE B - COMBINACIONES DE CARGAS QUE INCLUYEN CARGA DE VIENTO
B.1. GENERALIDADES
3
B.2. SIMBOLOGÍA
3
B.3. COMBINACIONES DE CARGAS MAYORADAS USANDO
EL DISEÑO POR RESISTENCIA
3
B.3.1. Campo de validez
3
B.3.2. Combinaciones básicas
3
Reglamento CIRSOC 102
Índice V
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO I CUBIERTAS AISLADAS
Tabla I.1 Tabla I.2 Tabla I.3 Tabla I.4
Coeficientes de presión neta para cubiertas aisladas de vertiente única
Coeficientes de presión neta para cubiertas aisladas a dos aguas
Factores de reducción para cubiertas aisladas múltiples
Coeficientes de empuje por fricción
ANEXO II. COEFICIENTES DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS O ELEMENTOS ESTRUCTURALES CON SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME
II. 1. INTRODUCCIÓN
II.2. FORMAS PRISMÁTICAS CON SECCIONES TRANSVERSALES REDONDEADAS EN LAS ARISTAS
II.3. FORMAS PRISMÁTICAS CON SECCIONES TRANSVERSALES DE ARISTAS VIVAS
II.4. PRISMAS DE SECCIÓN RECTANGULAR
II.5. PERFILES ESTRUCTURALES
II.6. COEFICIENTES DE FUERZA PARA TIRANTES, CABLES Y TUBERÍAS DE ESBELTEZ INFINITA
II.7. CORRECCIONES POR ESBELTEZ
Tabla II.1 Coeficientes de fuerza para formas cilíndricas y redondeadas
Tabla II.2 Coeficientes de fuerza para prismas con aristas vivas
Tabla II.3 Coeficientes de fuerza para prismas rectangulares
Tabla II.4 Coeficientes de fuerza para perfiles estructurales
Tabla II.5 Coeficientes de fuerza para cables, tirantes y tuberías
Tabla II.6 Factor de corrección por relación de esbeltez
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
1
2 3 5 5
7 7 11 11 11 11 11 8 12 13 15 16 16
Índice VI
ANEXO III. PROPIEDADES DINÁMICAS DE LAS CONSTRUCCIONES
III.1. CÁLCULO DEL PERÍODO FUNDAMENTAL EN SISTEMAS DE
FORMA SIMPLE
17
III.1.1. Introducción
17
III.1.2. Esquematización de la estructura
17
III.1.3. Estructuras que presentan una masa concentrada
en el extremo superior
17
III.1.4. Estructuras que presentan masa repartida en toda su altura
18
III.1.5. Estructuras que presentan masas discretas
23
III.2. RELACIÓN DE AMORTIGUAMIENTO CRÍTICO
25
ANEXO IV. COEFICIENTES DE PRESIÓN EXTERNA PARA DEPÓSITOS, SILOS Y TANQUES CIRCULARES
IV.1. GENERALIDADES
27
IV.2. PRESIONES EN PAREDES
28
IV.3. FUERZA TOTAL DE EMPUJE
29
IV.4. PRESIONES SOBRE EL FONDO DE DEPÓSITOS,
SILOS Y TANQUES ELEVADOS
29
IV.5. PRESIONES SOBRE LA CUBIERTA DE DEPÓSITOS,
SILOS Y TANQUES ELEVADOS
29
ANEXO V COEFICIENTES DE PRESIÓN PARA PASADIZOS CERRADOS ENTRE EDIFICIOS
V.1. INTRODUCCIÓN
31
Tabla V.1. Coeficientes de presión externa
32
Tabla V.2. Coeficientes de presión interna
32
ANEXO VI COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA
PARA ESFERAS
33
Tabla VI.1. Coeficientes de presión externa
34
Reglamento CIRSOC 102
Índice VII
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Índice VIII
CAPÍTULO 1. REQUISITOS GENERALES
1.1. CAMPO DE VALIDEZ
Este Reglamento se aplica a todas las construcciones dentro del territorio de la República Argentina. Para el Sector Antártico e Islas Malvinas, no se dan valores de la velocidad básica del viento, por no contarse con datos estadísticos de esas zonas.
Los edificios y otras estructuras, incluyendo tanto su sistema principal resistente a la fuerza del viento como sus componentes y revestimientos, se deben diseñar y construir para resistir las cargas de viento que se especifican en este Reglamento.
1.2. PROCEDIMIENTOS ADMITIDOS
Las cargas de viento de diseño para edificios y otras estructuras, incluyendo tanto su sistema principal resistente a la fuerza del viento como sus elementos componentes y de revestimiento, se deben determinar siguiendo alguno de los procedimientos siguientes:
1. Método 1 – Procedimiento simplificado tal como se especifica en el Capítulo 4, para edificios que reúnen los requisitos allí indicados.
2. Método 2 – Procedimiento analítico tal como se especifica en el Capítulo 5, para edificios y otras estructuras que reúnen los requisitos allí indicados.
3. Método 3 – Procedimiento del Túnel de Viento tal como se especifica en el Capítulo 6.
1.3. PRESIONES DE VIENTO QUE ACTÚAN SOBRE LAS CARAS OPUESTAS DE CADA SUPERFICIE DEL EDIFICIO
En el cálculo de las cargas de viento de diseño para el sistema principal resistente a la fuerza del viento y para componentes y revestimientos en edificios, se debe tener en cuenta la suma algebraica de las presiones actuantes en las caras opuestas de cada superficie del edificio.
1.4. CARGA DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMA
La carga de viento de diseño, determinada por cualquiera de los procedimientos especificados en el artículo 1.2., no debe ser menor que la indicada en este artículo.
1.4.1. Sistema principal resistente a la fuerza del viento
La carga de viento que se debe utilizar en el diseño del sistema principal resistente a la fuerza del viento para un edificio u otra estructura cerrados o parcialmente cerrados, no debe ser menor que el valor 0,50 kN/m2 multiplicado por el área del edificio o estructura proyectada sobre un plano vertical normal a la dirección supuesta para el viento.
Reglamento CIRSOC 102
Cap. 1 - 1
La fuerza del viento de diseño para edificios y otras estructuras abiertos no debe ser menor que el valor 0,50 kN/m2 multiplicado por el área Af.
1.4.2. Componentes y revestimientos
La presión del viento de diseño para componentes y revestimientos de edificios no debe ser menor que una presión neta de 0,50 kN/m2 actuando en una u otra dirección normal a la superficie.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Cap. 1 - 2
CAPÍTULO 2. DEFINICIONES
Aberturas: Vanos u orificios en la envolvente del edificio que permiten al aire fluir a través de dicha envolvente, estos vanos u orificios se consideran “abiertos” durante el viento de diseño tal como se define en este Reglamento.
Aprobado: Aceptado por la autoridad jurisdiccional.
Altura media de cubierta, h: El promedio entre la altura del alero y la altura del punto más elevado de la superficie de cubierta, excepto que, para ángulos de cubierta menores o iguales a 10º, la altura media de cubierta será la altura del alero.
Bibliografía reconocida: Resultados publicados de investigaciones y artículos técnicos que están aprobados por la autoridad jurisdiccional.
Area efectiva de viento: El área usada para determinar GCp. Para componentes y paneles de revestimiento, el área efectiva de viento en las Figuras 5 a 8 es la longitud del tramo multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo. Para elementos de sujeción de revestimientos, el área efectiva de viento no será mayor que el área que es tributaria a un sujetador individual.
Cobertura resistente a impactos: Una cobertura diseñada para proteger vidriados, la cual mediante un método aprobado de ensayo ha demostrado soportar los impactos de proyectiles arrastrados por el viento susceptibles de producirse en regiones de vientos intensos durante el viento de diseño.
Colina: Con respecto a los efectos topográficos en el artículo 5.7., una superficie de terreno caracterizada por fuertes relieves en cualquier dirección horizontal. (ver la Figura 2).
Componentes y revestimientos: Aquellos elementos que no forman parte del sistema principal resistente a la fuerza del viento.
Edificio abierto: Un edificio que tiene cada pared abierta al menos en un 80%. Esta condición se expresa para cada pared mediante la expresión Ao ≥ 0,8 Ag , donde:
Ao el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva en m2.
Ag el área total de aquella pared con la cual Ao está asociada, en m2.
Edificio cerrado: Un edificio que no cumple con las condiciones establecidas para edificios abiertos o parcialmente cerrados.
Edificio con diafragmas simples: Un edificio cerrado o parcialmente cerrado en el cual las cargas de viento se trasmiten al sistema principal vertical resistente a la fuerza del viento a través de diafragmas de entrepisos y cubierta.
Reglamento CIRSOC 102
Cap. 2 - 3
Edificio de baja altura: Aquellos edificios cerrados o parcialmente cerrados que cumplen con las siguientes condiciones:
1. la altura media de cubierta h es menor o igual a 20 m. 2. la altura media de cubierta h no excede la menor dimensión horizontal.
Edificio parcialmente cerrado: Un edificio que cumple con las dos condiciones siguientes:
1. el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede
la suma de las áreas de aberturas en el resto de la envolvente del edificio (paredes y cubierta) en más del 10%. Y además: 2. el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede el valor menor entre 0,4 m2 ó el 1% del área de dicha pared, y el porcentaje de aberturas en el resto de la envolvente del edificio no excede el 20%.
Estas condiciones están expresadas por las siguientes expresiones:
1. Ao > 1,10Aoi 2. Ao > 0,4 m2 ó > 0,01Ag, el que sea menor, y Aoi /Agi ≤ 0,20,
siendo:
Ao el área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva, en m2.
Ag el área total de aquella pared con la cual Ao está asociada, en m2. Aoi la suma de las áreas de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y
cubiertas) no incluyendo Ao, en m2. Agi la suma de las áreas totales de superficie de la envolvente del edificio
(paredes y cubierta) no incluyendo Ag, en m2.
Edificios y otras estructuras de forma regular: Un edificio u otra estructura que no contiene irregularidades geométricas en forma espacial, (ver las Figuras 3 a 8).
Edificios y otras estructuras flexibles: Aquellos edificios y otras estructuras esbeltas que tienen una frecuencia natural fundamental menor que 1 Hz.
Edificios y otras estructuras rígidos: Un edificio u otra estructura cuya frecuencia natural es mayor o igual que 1 Hz.
Envolvente del edificio: Revestimiento, techado, paredes exteriores, vidriados, puertas, ventanas, lucernas y otras componentes que envuelven al edificio.
Escarpa: Con respecto a los efectos topográficos en el artículo 5.7., un farallón o pendiente fuerte que por lo general separa dos áreas de pendiente suave.
Factor de direccionalidad del viento, Kd : Factor que tiene en cuenta las probabilidades reducidas de que los vientos máximos provengan de cualquier dirección determinada y de que los coeficientes de presión máxima ocurran para cualquier dirección del viento.
Factor de efecto de ráfaga, G : Factor que tiene en cuenta los efectos de carga en la dirección del viento debidos a la interacción estructura-turbulencia del viento.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Cap. 2 - 4
Factor de Importancia, Ι : Factor que tiene en cuenta el grado de riesgo para la vida humana y daños a la propiedad.
Fuerza de diseño, F : Fuerza estática equivalente que se usará en la determinación de cargas de viento para edificios abiertos y otras estructuras.
Loma: Con respecto a los efectos topográficos en el artículo 5.7., una cresta de colina alargada caracterizada por fuertes relieves en dos direcciones. (ver la Figura 2).
Presión de diseño, p : Presión estática equivalente que se usará en la determinación de cargas de viento para edificios.
Sistema principal resistente a la fuerza del viento: Un conjunto de elementos estructurales destinado a brindar apoyo y estabilidad a la estructura en su totalidad. El sistema generalmente recibe las cargas de viento provenientes de más de una superficie.
Velocidad básica del viento, V : Velocidad de ráfaga para un intervalo de 3 seg, a 10 m sobre el terreno, en exposición C (según el artículo 5.6.1.) y asociada con una probabilidad anual de 0,02 de ser igualada o excedida (intervalo medio de recurrencia de 50 años).
Vidriado: Lámina de vidrio o plástico trasparente o translúcido utilizada en ventanas, puertas o lucernas.
Vidriado resistente a impactos: Vidriado que ha demostrado mediante un método aprobado de ensayo* que puede soportar los impactos de elementos arrastrados por el viento susceptibles de producirse en regiones de vientos intensos durante el viento de diseño.
* según la Norma IRAM 12559/ 1989 “Vidrios planos de seguridad para la construcción – Método de determinación de la resistencia a impacto”
Reglamento CIRSOC 102
Cap. 2 - 5
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Cap. 2 - 6
CAPÍTULO 3. SIMBOLOGÍA
A Af
Ag Agi
Ao
Aoi
Aog a B
\_
b
^
b Cf
Cp
c
D D’ G Gf
GCp
GCpf
GCpi
gQ gR gv H
área efectiva de viento, en m2. área de edificios y otras estructuras abiertas, sea normal a la dirección del viento o proyectada sobre un plano normal a la dirección del viento, en m2. área total de aquella pared con la cual Ao está asociada, en m2. suma de las áreas totales de superficie de la envolvente del edificio (paredes y cubierta) no incluyendo Ag, en m2. área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva, en m2. suma de las áreas de aberturas de la envolvente del edificio (paredes y cubierta) no incluyendo Ao, en m2. área total de aberturas de la envolvente del edificio, en m2. ancho de la zona asociada al coeficiente de presión, en m. dimensión horizontal de un edificio medida normalmente a la dirección del viento, en m.
factor de velocidad media horaria de viento en la expresión (12), obtenido de la Tabla 4.
factor de velocidad de ráfaga de 3 seg, de la Tabla 4. coeficiente de fuerza que se debe usar en la determinación de las cargas de viento para otras estructuras. coeficiente de presión externa que se debe usar en la determinación de las cargas de viento para edificios. factor de intensidad de la turbulencia en la expresión (3), obtenido de la Tabla 4. diámetro de una estructura o elemento circular, en m. profundidad de elementos salientes tales como nervaduras y aleros, en m. factor de efecto de ráfaga. factor de efecto de ráfaga para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento de edificios y otras estructuras flexibles. producto del coeficiente de presión externa y del factor de efecto de ráfaga que se usará en la determinación de las cargas de viento para edificios, (ver Nota 1 al final de este Capítulo). 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, (ver Nota 1 al final de este Capítulo). producto del coeficiente de presión interna y del factor de efecto de ráfaga que se usará en la determinación de las cargas de viento para edificios, (ver Nota 1 al final de este Capítulo). factor de pico para la respuesta base en las expresiones (2) y (6). factor de pico para la respuesta resonante en la expresión (6). factor de pico para la respuesta al viento en las expresiones (2) y (6). altura de la loma o escarpa en la Figura 2, en m.
Reglamento CIRSOC 102
Cap. 3 - 7
h
Ι I
z
K1, K2, K3 Kd Kh
Kz Kzt L
Lh
L z
l
M N N1 n1 p
pL pW Q q qh qi qz R RB,B Rh, RL Ri Rn r V Vi
V z
W
X
x
z z zg
altura media de la cubierta de un edificio o altura de otra estructura, excepto para un ángulo de la cubierta θ menor o igual a 10° en que se usará la altura del alero, en m. factor de importancia.
intensidad de la turbulencia a la altura z que se obtiene de la expresión
(3). multiplicadores topográficos en la Figura 2 para obtener Kzt. factor de direccionalidad del viento según la Tabla 6. coeficiente de exposición para la presión dinámica, evaluado a la altura z = h. coeficiente de exposición para la presión dinámica, evaluado a la altura z. factor topográfico. dimensión horizontal de un edificio medida paralelamente a la dirección del viento, en m. distancia en la dirección de barlovento, medida desde la cresta de la colina o escarpa según la Figura 2 hasta el punto en que la diferencia de elevación del terreno es la mitad de la altura de la colina o escarpa, en m.
escala de longitud integral de la turbulencia, en m.
factor de escala de longitud integral obtenido de la Tabla 4, en m. mayor dimensión de un cartel, en m. menor dimensión de un cartel, en m. frecuencia reducida que se obtiene de la expresión (10). frecuencia natural del edificio, en Hz. presión de diseño que se usará en la determinación de las cargas de viento para edificios, en N/m2. presión de viento actuando en la cara a sotavento según la Figura 9. presión de viento actuando en la cara a barlovento según la Figura 9. respuesta base obtenida de la expresión (4). presión dinámica, en N/m2. presión dinámica evaluada a la altura z = h, en N/m2. presión dinámica para la determinación de la presión interna. presión dinámica evaluada a la altura z sobre el nivel del terreno, en N/m2. factor de respuesta resonante obtenido de la expresión (8). valores en la expresión (6). factor de reducción según la expresión (14). valor de la expresión (9). relación flecha-luz para cubiertas en arco. velocidad básica del viento obtenida de la Figura 1, en m/s. volumen interno no dividido, en m3.
velocidad media horaria del viento a la altura z , en m/s.
ancho del edificio según las Figuras 5C y 7A y ancho del vano en las Figuras 6 y 7B, en m. distancia al centro de presión desde el borde de barlovento dada en la Tabla 9, en m. distancia tomada desde la cima, en la dirección de barlovento o de sotavento, en la Figura 2, en m. altura sobre el nivel del terreno, en m.
altura equivalente de la estructura, en m. altura nominal de la capa límite atmosférica utilizada en este Reglamento. Sus valores se detallan en la Tabla 4.
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Cap. 3 - 8
zmin constante de exposición dada en la Tabla 4.
α
exponente para la ley potencial de la velocidad de ráfaga de 3 segundos,
dado en la Tabla 4.
∧
α inversa de α en la Tabla 4.
α exponente para la ley potencial de la velocidad media horaria del viento en
la expresión (12), obtenido de la Tabla 4.
β
relación de amortiguamiento, porcentaje de amortiguamiento crítico para
edificios y otras estructuras.
ε
relación del área llena al área total para carteles abiertos, caras de torres
reticuladas o estructuras de celosía.
ε
exponente para la ley potencial de la escala de longitud integral en la
expresión (5), obtenido de la Tabla 4.
η
valor utilizado en la expresión (11).
θ
ángulo del plano de la cubierta respecto a la horizontal, en grados.
ν
relación altura-ancho para carteles llenos.
Nota 1: En este Reglamento, a los productos GCp, GCpf y GCpi se los llama coeficientes de presión externa y coeficientes de presión interna respectivamente, debido a que los valores dados en las Tablas y Figuras con el mismo nombre, incluyen al factor de efecto de ráfaga del cual no se pueden separar, tal como se aclara en los casos correspondientes
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Cap. 3 - 9
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Cap. 3 - 10
CAPÍTULO 4. MÉTODO 1 - PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
4.1. CAMPO DE VALIDEZ
Un edificio cerrado total o parcialmente cuyas cargas de viento de diseño se determinan de acuerdo con este capítulo debe cumplir las siguientes condiciones:
1. Se trata de un edificio con diafragmas simples, tal como se define en el Capítulo 2. 2. La pendiente de la cubierta del edificio es menor que 10º. 3. La altura media de la cubierta del edificio es menor o igual a 10 m. 4. El edificio o estructura es de forma regular, como se define en el Capítulo 2. 5. El edificio no se encuadra como edificio flexible, como se define en el Capítulo 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 5.7. (esto es, Kzt = 1,0).
4.2. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
1. Se determina la velocidad básica de viento V según el artículo 5.4. Debe suponerse que el viento sopla desde cualquier dirección horizontal.
2. Se determina un factor de importancia Ι de acuerdo con el artículo 5.5. 3. Se establece una categoría o categorías de exposición de acuerdo con el artículo 5.6. 4. Se fija la categoría de cerramiento según el artículo 5.9. 5. Las cargas de viento para el sistema principal resistente a la fuerza del viento se
determinan a partir de la Tabla 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 cubierta aplicada sobre todas las superficies de cubierta. 6. La carga de viento de diseño para los elementos componentes y de revestimiento se calcula a partir de la Tabla 3. Estas presiones netas de diseño se deben aplicar a cada superficie exterior.
4.3. REVESTIMIENTO PERMEABLE AL AIRE
Las cargas de viento de diseño determinadas según la Tabla 3 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. 4 - 11
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Cap. 4 - 12
CAPÍTULO 5. MÉTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALÍTICO
5.1. CAMPO DE VALIDEZ
Un edificio u otra estructura cuya carga de diseño se determina de acuerdo con este capítulo debe reunir las siguientes condiciones:
1. El edificio u otra estructura es de forma regular, como se define en el Capítulo 2, y
2. El edificio u otra estructura no posee características de respuesta que den lugar a cargas transversales de viento, desprendimientos de vórtices, inestabilidad debida a galope o flameo. Por su ubicación, tampoco deben merecer consideración especial los efectos de canalización o golpeteo en la estela debido a las obstrucciones a barlovento.
5.2. LIMITACIONES
Las disposiciones del Capítulo 5 tienen en cuenta el efecto de amplificación causado por ráfagas en resonancia con las vibraciones en dirección del viento de edificios u otras estructuras flexibles. Los edificios u otras estructuras que no reúnen los requisitos del artículo 5.1., o que tienen formas o características de respuesta inusuales, se deben diseñar recurriendo a bibliografía reconocida que documente tales efectos de la carga de viento, o bien se deben remitir al uso del túnel de viento especificado en el Capítulo 6.
5.2.1. Protecciones
No se permiten reducciones en la presión dinámica provenientes de la aparente protección brindada por edificios y otras estructuras u obstáculos del terreno.
5.2.2. Revestimiento permeable al aire
Las cargas de viento de diseño determinadas en el Capítulo 5 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.
5.3. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
1. Se determina la velocidad básica del viento V y el factor de direccionalidad Kd de acuerdo con el artículo 5.4.
2. Se determina un factor de importancia Ι de acuerdo con el artículo 5.5. 3. Se determinan para cada dirección de viento una categoría o categorías de exposición
y los coeficientes de exposición para presión dinámica Kz o Kh, según corresponda, de acuerdo con el artículo 5.6.
4. Se determina un factor topográfico Kzt de acuerdo con el artículo 5.7.
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Cap. 5 - 13
5. Se determina un factor de efecto de ráfaga G o Gf, según corresponda, de acuerdo con el artículo 5.8.
6. Se determina una clasificación de cerramiento de acuerdo con el artículo 5.9.
7. Se determina el coeficiente de presión interna GCpi, de acuerdo con el artículo 5.11.1. 8. Se determinan los coeficientes de presión externa Cp o GCpf, o los coeficientes de
fuerza Cf, según corresponda, de acuerdo con los artículos 5.11.2. ó 5.11.3. respectivamente.
9. Se determina la presión dinámica qz o qh, según corresponda, con el artículo 5.10. 10. Se determina la carga de viento de diseño p o F de acuerdo con los artículos 5.12. y
5.13., según corresponda.
5.4. VELOCIDAD BÁSICA DEL VIENTO
La velocidad básica del viento V que se usa en la determinación de las cargas de viento de diseño sobre edificios y otras estructuras se debe obtener del mapa de la Figura 1 A o de la Tabla de la Figura 1 B, con excepción de lo dispuesto en los artículos 5.4.1. y 5.4.2. Se debe suponer que el viento proviene de cualquier dirección horizontal.
5.4.1. Regiones especiales de viento
La velocidad básica del viento se debe incrementar donde los registros o la experiencia indiquen que las velocidades del viento son más altas que aquellas indicadas en la Figura 1 A. Los terrenos montañosos, quebradas y regiones especiales del país se deben examinar para condiciones de viento inusuales. La autoridad jurisdiccional puede ajustar si es necesario los valores dados en la Figura 1 A para tener en cuenta velocidades de viento locales más altas. Tal ajuste debe estar basado en la información meteorológica y en una estimación de la velocidad básica del viento obtenida de acuerdo con las disposiciones del artículo 5.4.2.
5.4.2. Estimación de las velocidades básicas del viento a partir de datos climáticos regionales
Los datos climáticos regionales se pueden usar en lugar de las velocidades básicas del viento dadas en la Figura 1 A, solamente cuando la autoridad jurisdiccional juzgue que se han cumplido las siguientes condiciones:
(1) Se han utilizado procedimientos estadísticos aprobados para el análisis de valores extremos en el tratamiento de los datos y
(2) Se han tenido en cuenta la longitud del registro, el error del muestreo, el tiempo promedio, la altura del anemómetro, la calidad de los datos, y la exposición del terreno.
5.4.3. Limitación
Los tornados no se han considerado al elaborar la distribución de velocidades básicas del viento en el país.
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Cap. 5 - 14
5.4.4. Factor de direccionalidad del viento
El factor de direccionalidad del viento, Kd, se debe obtener de la Tabla 6 y se debe aplicar solamente cuando se use conjuntamente con las combinaciones de carga especificadas en los respectivos Reglamentos de aplicación.
5.5. FACTOR DE IMPORTANCIA
El factor de importancia Ι para un edificio u otra estructura que se obtiene de Tabla 1, se debe determinar en base a las categorías de edificios y otras estructuras indicadas en la Tabla A-1, del Apéndice A.
5.6. CATEGORÍAS DE EXPOSICIÓN
5.6.1. Generalidades
Para cada dirección de viento considerada, se debe determinar una categoría de exposición que refleje adecuadamente las características de las irregularidades de la superficie del terreno para el lugar en el cual se va a construir el edificio o la estructura.
Para un sitio de emplazamiento ubicado en la zona de transición entre categorías, se debe aplicar aquella que conduzca a las mayores fuerzas de viento. Se deben tener en cuenta las variaciones en la rugosidad superficial del terreno que se generan a partir de la topografía natural y de la vegetación, así como de las construcciones existentes. Para cualquier dirección dada de viento, la exposición en la cual se ubica un edificio específico u otra estructura se debe fijar dentro de las siguientes categorías:
1. Exposición A. Centro de grandes ciudades con al menos 50% de los edificios de altura mayor que 20 m. El uso de esta categoría de exposición está limitado a aquellas áreas para las cuales el terreno representativo de la Exposición A prevalece en la dirección de barlovento en una distancia de al menos 800 m ó 10 veces la altura del edificio u otra estructura, la que sea mayor. Se tendrán en cuenta los posibles efectos de acanalamiento o presiones dinámicas incrementadas debido a que el edificio o estructura se localiza en la estela de edificios adyacentes.
2. Exposición B. Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas, o terrenos con numerosas obstrucciones próximas entre sí, del tamaño de viviendas unifamiliares o mayores. El uso de esta categoría de exposición esta limitado a aquellas áreas para las cuales el terreno representativo de la Exposición B prevalece en la dirección de barlovento en una distancia de al menos 500 m ó 10 veces la altura del edificio u otra estructura, la que sea mayor.
3. Exposición C. Terrenos abiertos con obstrucciones dispersas, con alturas generalmente menores que 10 m. Esta categoría incluye campo abierto plano y terrenos agrícolas.
4. Exposición D. Areas costeras planas, sin obstrucciones, expuestas al viento soplando desde aguas abiertas en una distancia de al menos 1600 m. Esta exposición se debe aplicar solamente a aquellos edificios y otras estructuras expuestas al viento soplando desde el agua. La exposición D se extiende tierra
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Cap. 5 - 15
adentro desde la costa a una distancia de 500 m ó 10 veces la altura del edificio o estructura, la que sea mayor.
5.6.2. Categoría de exposición para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento
5.6.2.1. Edificios y otras estructuras Para cada dirección de viento considerada, las cargas de viento para el diseño de sistemas principales resistentes a la fuerza del viento determinadas de la Figura 3 se debe basar en las categorías de exposición definidas en el artículo 5.6.1.
5.6.2.2. Edificios de baja altura Las cargas de viento para el cálculo de sistemas principales resistentes a la fuerza del viento para edificios de baja altura se deben calcular usando una presión dinámica qh basada en la exposición que conduzca a las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección del viento en el sitio de emplazamiento cuando se usen los coeficientes de presión externa GCpf dados en la Figura 4.
5.6.3. Categoría de exposición para componentes y revestimientos
5.6.3.1. Edificios con altura media de cubierta h igual o menor que 20 m Los componentes y revestimientos para edificios con una altura media de cubierta h igual o menor que 20 m. se deben calcular usando una presión dinámica qh basada en la exposición que conduzca a las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección del viento en el sitio de emplazamiento.
5.6.3.2. Edificios con una altura media de cubierta h mayor que 20 m y otras estructuras Los componentes y revestimientos para edificios con altura media de cubierta que excedan los 20 m. y para otras estructuras se deben calcular usando la exposición que conduzca a las cargas de viento más elevadas para cualquier dirección del viento en el sitio de emplazamiento.
5.6.4. Coeficiente de exposición para la presión dinámica
En base a la categoría de exposición determinada en el artículo 5.6.1., se debe obtener de la Tabla 5 un coeficiente de exposición para la presión dinámica Kz o Kh, según corresponda.
5.7. EFECTOS TOPOGRÁFICOS
5.7.1. 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 en cualquier categoría de exposición, se deben incluir en el diseño toda vez que los edificios y otras condiciones del terreno y localización de las estructuras verifiquen los siguientes aspectos:
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Cap. 5 - 16
1. La loma, escarpa o colina se encuentra aislada y sin obstrucciones a barlovento generadas por otros rasgos topográficos de similar altura, en una distancia igual a 100 veces la altura del rasgo topográfico 100 H ó 3000 m, según cuál sea el menor valor. Esta distancia se medirá horizontalmente desde el punto en el cual se determina la altura H de la loma, escarpa o colina.
2. La loma, escarpa o colina sobresale un factor de dos o más veces la altura de cualquier rasgo topográfico del terreno a barlovento, dentro de un cuadrante cualquiera de radio igual a 3000 m.
3. La estructura se localiza como se indica en la Figura 2 en la mitad superior de una loma o colina o cerca del borde de una escarpa.
4. H/Lh ≥ 0,2
5. H ≥ 5 m para exposiciones C y D y H ≥ 20 m para exposiciones A y B.
5.7.2. Factor topográfico
El efecto del aumento de la velocidad del viento se debe incluir en el cálculo de las cargas de viento de diseño mediante el factor Kzt :
Kzt = (1 + K1.K2.K3 )2
(1)
donde K1, K2 y K3 se incluyen en la Figura 2.
5.8. FACTOR DE EFECTO DE RÁFAGA
5.8.1. Estructuras rígidas
Para las estructuras rígidas definidas en el Capítulo 2, el factor de efecto de ráfaga se debe adoptar igual a 0,85 o se debe determinar mediante la expresión:
G
=
0 ,925
⎜⎛
1
+
1,7
gQ
I
Q
z
⎝⎜ 1 + 1,7 gv Iz
⎟⎞ ⎟⎠
(2)
donde:
I z
=c
⎜⎜⎝⎛
10 z
⎟⎟⎠⎞1
/
6
(3)
siendo:
I la intensidad de la turbulencia a la altura z . z
z la altura equivalente de la estructura (0,6h pero no menor que zmin para todos los edificios de altura h).
Los valores de zmin y c están indicados para cada tipo de exposición en la Tabla 4. Las magnitudes gQ y gv se adoptarán igual a 3,4. La respuesta base Q está dada por:
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Cap. 5 - 17
Q=
1
1
+
0,63⎜⎛⎜⎝
B+ Lz
h
⎟⎞0,63 ⎠⎟
(4)
donde:
B y h se definen en el Capítulo 3;
L escala de longitud integral de la turbulencia a la altura equivalente. z
L z
=
l
⎛⎝⎜⎜
z 10
⎟⎞⎠⎟
ε
(5)
donde l y ε están indicados en la Tabla 4.
5.8.2. Estructuras flexibles o dinámicamente sensibles
Para estructuras flexibles o dinámicamente sensibles como se definen en el Capítulo 2, el factor de efecto de ráfaga está dado por la expresión (6)
Gf
=
0,925
⎜⎛ ⎝⎜⎜
1
+
1,7Iz 1
gQ2 Q2 + + 1,7gv Iz
gR2
R2
⎞⎟ ⎠⎟⎟
(6)
Las magnitudes gQ y gv se deben adoptar igual a 3,4, en tanto que gR se debe determinar mediante la expresión (7)
gR =
2 ln(3600 n1) +
0,577
2 ln(3600 n1)
(7)
El factor de respuesta resonante R, se obtiene de la expresión (8)
R=
1 β
RnRhRB
(0,53
+
0,47RL
)
(8)
Rn
=
(1 +
7,47 N1
10,3 N1)5
/
3
N1
=
n1
L z
Vz
( ) R
l=
1 η
−
1 2η 2
1 − e −2η
para η > 0
(9) (10) (11a)
Rl =1
para η = 0
(11b)
El subíndice l en las expresiones (11a) y (11b) se refiere a h, B o L respectivamente.
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Cap. 5 - 18
siendo:
n1
Rl = Rh Rl = RB Rl = RL β
h, B y L
Vz
la frecuencia natural del edificio. cuando η = 4,6n1h / V z
cuando η = 4,6n1B / V z
cuando η = 15,4n1L / V z la relación de amortiguamiento, porcentaje del crítico. definidas en el Capítulo 3. la velocidad media horaria del viento a la altura z , en m/seg, según la expresión (12).
Vz
=
b
⎜⎛⎝⎜
z 10
⎟⎞⎟⎠α V
(12)
donde:
b y α están listados en la Tabla 4,
V velocidad básica del viento en m/seg.
5.8.3. Análisis racional
En lugar del procedimiento definido en los artículos 5.8.1. y 5.8.2., se puede determinar el factor de efecto de ráfaga mediante un análisis racional propuesto en bibliografía reconocida.
5.8.4. Limitaciones
Cuando se presentan combinados los factores de efecto de ráfaga y coeficientes de presión (GCp, GCpi y GCpf ) en las Figuras y Tablas, los factores de efecto de ráfaga no se determinarán separadamente.
5.9. CLASIFICACIÓN DE CERRAMIENTOS
5.9.1. Generalidades
Para la determinación de los coeficientes de presión interna todos los edificios se clasifican en cerrados, parcialmente cerrados o abiertos, como se define en el Capítulo 2.
5.9.2. Aberturas
A fin de determinar la clasificación de cerramientos definida en el artículo 5.9.1., se debe establecer la cantidad de aberturas en la envolvente del edificio.
5.9.3. Materiales arrastrados por el viento
El vidriado en los 20 m inferiores de edificios de categorías II, III y IV (ver Tabla A-1 del Apéndice A) ubicados en regiones susceptibles de ser afectadas por partículas arrastradas por el viento, debe ser resistente a impactos o protegido por una cobertura que lo sea, o tal vidriado se debe asimilar a una abertura cuando reciba presiones externas positivas.
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Cap. 5 - 19
5.9.4. Clasificaciones múltiples
Si un edificio por definición cumple simultáneamente con la clasificación “abierto” o “parcialmente cerrado”, se debe clasificar como “abierto”. Si un edificio no cumple ni con la clasificación de “abierto“ ni “parcialmente cerrado”, se debe considerar “cerrado”.
5.10. PRESIÓN DINÁMICA
La presión dinámica qz , evaluada a la altura z, se debe calcular mediante la siguiente expresión:
qz = 0,613 Kz Kzt Kd V2 Ι
[N/m2]
(13)
siendo:
Kd el factor de direccionalidad del viento definido en el artículo 5.4.4. Kz el coeficiente de exposición para la presión dinámica definido en el artículo
5.6.4. Kzt el factor topográfico definido en el artículo 5.7.2. qh la presión dinámica calculada mediante la expresión (13) a la altura media de
cubierta h. V la velocidad básica del viento obtenida de la Figura 1. Ι el factor de importancia definido en el artículo 5.5.
Se debe usar el coeficiente numérico 0,613, excepto donde se disponga de suficientes datos climáticos como para justificar la selección de un valor diferente de este factor para una aplicación de diseño específica.
5.11. COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA
5.11.1. Coeficientes de presión interna
Los coeficientes de presión interna GCpi se determinan de la Tabla 7 en base a la clasificación de cerramientos presentada en el artículo 5.9.
5.11.1.1. Factor de reducción para edificios de gran volumen
Para un edificio parcialmente cerrado que contiene un gran volumen único, no dividido, el
coeficiente de presión interna GCpi se debe multiplicar por el siguiente factor de reducción Ri :
⎛⎜
⎞⎟
Ri = 1,0
ó
⎜
Ri
=
0,5
⎜1 + ⎜
⎜⎝⎜
1
⎟ ⎟ ≤ 1,0
1 + Vi 6954 Aog
⎟ ⎟⎟⎠
(14)
siendo:
Aog el área total de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y cubierta), en m2;
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Cap. 5 - 20
Vi el volumen interno no dividido, en m3.
5.11.2. Coeficientes de presión externa
5.11.2.1. Sistemas principales resistentes a la fuerza del viento
Los coeficientes de presión externa para sistemas principales resistentes a la fuerza del viento Cp están dados en la Figura 3 y Tabla 8. Las combinaciones de factor de efecto de ráfaga y coeficiente de presión externa GCpf están dadas en la Figura 4 para edificios de baja altura. Los valores del coeficiente de presión y del factor de efecto de ráfaga en la Figura 4 no deben separarse.
5.11.2.2. Componentes y revestimientos Las combinaciones del factor de efecto de ráfaga y el coeficiente de presión externa GCp para componentes y revestimientos están dadas en las Figuras 5 a 8. Los valores del coeficiente de presión y del factor de efecto de ráfaga no se deben separar.
5.11.3. Coeficientes de fuerza
Los coeficientes de fuerza Cf están dados en las Tablas 9 a 13.
5.11.4. Voladizos de cubiertas
5.11.4.1. Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Los voladizos de cubiertas ubicados a barlovento se deben diseñar para presiones positivas correspondientes a un coeficiente de presión Cp= 0,8 , actuando sobre su superficie inferior en combinación con las presiones indicadas en las Figuras 3 y 4.
5.11.4.2. Componentes y revestimientos
Para todos los edificios, los voladizos de cubiertas se deben diseñar para presiones determinadas a partir de los coeficientes de presión dados en la Figura 5B.
5.12. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO EN EDIFICIOS CERRADOS Y PARCIALMENTE CERRADOS
5.12.1. Generalidades
5.12.1.1. Convención de signos Las presiones positivas actúan hacia la superficie y las presiones negativas actúan desde la superficie (succión).
5.12.1.2. Condición crítica de carga Los valores de las presiones externa e interna se deben combinar algebraicamente para determinar la carga más crítica.
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Cap. 5 - 21
5.12.1.3. Áreas tributarias mayores que 70 m2
Este Reglamento permite diseñar elementos componentes y de revestimientos con áreas tributarias mayores que 70 m2 usando las disposiciones para los sistemas principales
resistentes a la fuerza del viento.
5.12.2. Sistemas principales resistentes a la fuerza del viento
5.12.2.1. Edificios rígidos de todas las alturas
Las presiones de diseño para los sistemas principales resistentes a la fuerza del viento de edificios de todas las alturas se deben determinar mediante la siguiente expresión:
p = q GCp – qi (GCpi)
[N/m2]
(15)
siendo:
q = qz para paredes a barlovento evaluada a la altura z sobre el terreno; q = qh para paredes a sotavento, paredes laterales y cubiertas, evaluada a la altura
media de cubierta, h; qi = qh para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento y
cubiertas de edificios cerrados y para la evaluación de la presión interna negativa en edificios parcialmente cerrados; qi = qz para la evaluación de la presión interna positiva en edificios parcialmente cerrados donde la altura z está definida como el nivel de la abertura mas elevada del edificio que podría afectar la presión interna positiva. Para edificios ubicados en regiones donde se pueda dar el arrastre de partículas por el viento, el vidriado en los 20 m inferiores que no sea resistente a impactos o no esté protegido con una cubierta resistente a impactos, se debe tratar como una abertura de acuerdo con el artículo 5.9.3. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi se puede calcular conservativamente a la altura h (qi = qh); G el factor de efecto de ráfaga según el artículo 5.8.; Cp el coeficiente de presión externa de la Figura 3 o de la Tabla 8; (GCpi) el coeficiente de presión interna de la Tabla 7.
q y qi se deben evaluar usando la exposición definida en el artículo 5.6.2.1.
5.12.2.2. Edificios de baja altura
Como alternativa, las presiones de diseño para el sistema principal resistente a la fuerza del viento de edificios de baja altura, se pueden determinar mediante la siguiente expresión:
p = qh [(GCpf) – (GCpi)]
[N/m2]
(16)
siendo:
qh
(GCpf) (GCpi)
la presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h usando la exposición definida en el artículo 5.6.2.2.; el coeficiente de presión externa de la Figura 4; el coeficiente de presión interna de la Tabla 7.
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Cap. 5 - 22
5.12.2.3. Edificios flexibles
Las presiones de viento de diseño para el sistema principal resistente a la fuerza del viento de edificios flexibles se deben determinar mediante la siguiente expresión:
p = q GfCp – qi (GCpi)
[N/m2]
(17)
donde:
q , qi , Cp y (GCpi) se definieron en el artículo 5.12.2.1., Gf factor de efecto de ráfaga definido en el artículo 5.8.2.
5.12.3. Carga parcial y total
El sistema principal resistente a la fuerza del viento de edificios con altura media de cubierta mayor que 20 m. se debe calcular para momentos torsores resultantes de las cargas de viento de diseño calculadas según el artículo 5.12. y actuando en las combinaciones indicadas en la Figura 9.
5.12.4. Componentes y revestimientos
5.12.4.1. Edificios de baja altura y edificios con h ≤ 20 m
Las presiones de viento de diseño sobre los elementos componentes y de revestimiento de los edificios de baja altura y de los edificios con h ≤ 20 m se deben determinar a partir de la siguiente expresión:
siendo:
p = qh [(GCp) – (GCpi)]
[N/m2]
(18)
qh
(GCp) (GCpi)
la presión dinámica evaluada a la altura media de cubierta h usando la exposición definida en el artículo 5.6.3.1.; el coeficiente de presión externa dado en las Figuras 5 a 7; el coeficiente de presión interna dado en la Tabla 7.
5.12.4.2. Edificios con h > 20 m
Las presiones de viento de diseño sobre componentes y revestimientos para todos los edificios con h > 20 m se deben determinar a partir de la siguiente expresión:
p = q (GCp) – qi (GCpi)
[N/m2]
(19)
siendo:
q = qz para paredes a barlovento, calculada a la altura z sobre el terreno; q = qh para paredes a sotavento, paredes laterales y cubiertas, calculada a la altura
media de cubierta h; qi = qh para paredes a barlovento, paredes laterales, paredes a sotavento y cubiertas
de edificios cerrados y para la evaluación de la presión interna negativa en edificios parcialmente cerrados;
Reglamento CIRSOC 102
Cap. 5 - 23
qi = qz para la evaluación de la presión interna positiva en edificios parcialmente cerrados, donde la altura z se define 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 producir el arrastre de partículas por el viento, el vidriado en los 20 m inferiores que no sea resistente a impactos o no esté protegido con una cubierta resistente a impactos, se debe tratar como una abertura de acuerdo con el artículo 5.9.3. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi puede calcularse conservativamente a la altura h (qi = qh);
(GCp) el coeficiente de presión externa de la Figura 8; (GCpi) el coeficiente de presión interna dado en la Tabla 7.
q y qi se deben evaluar usando la exposición definida en el artículo 5.6.3.2.
5.12.4.3. Presiones de viento de diseño alternativas para componentes y revestimientos en edificios con 20 m < h < 30 m
Como alternativa a los requisitos del artículo 5.12.4.2., en el diseño de componentes y revestimientos para edificios con altura media de cubierta mayor que 20 m y menor que 30 m se pueden usar los valores de las Figuras 5 a 7 solamente si la relación altura/ancho es uno o menor que uno, utilizándose la expresión (18) (con excepción de los casos permitidos por la nota 6 de la Figura 8).
5.13. CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO SOBRE EDIFICIOS ABIERTOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
La fuerza de viento de diseño para edificios abiertos y otras estructuras se debe determinar mediante la siguiente expresión:
F = qz GCf Af
[N]
(20)
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 9 a 13 ; Af el área proyectada normal al viento, excepto cuando Cf es referido al área de la
superficie real, en m2.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Cap. 5 - 24
CAPÍTULO 6. MÉTODO 3 – PROCEDIMIENTO DEL TÚNEL DE VIENTO
6.1. CAMPO DE VALIDEZ
Los ensayos en túnel de viento se deben utilizar para los casos que se consideran en el artículo 5.2. El ensayo en túnel de viento se admite en reemplazo de los Métodos 1 y 2 para cualquier edificio o estructura.
6.2. CONDICIONES DE ENSAYO
Los ensayos en túnel de viento, o ensayos similares empleando fluidos diferentes que el aire, que se usen para la determinación de cargas de viento de diseño para cualquier edificio u otra estructura, se deben realizar de acuerdo con este artículo. Los ensayos para la determinación de fuerzas y presiones medias y fluctuantes deben reunir la totalidad de las siguientes condiciones:
1. La capa límite atmosférica natural ha sido modelada para tener en cuenta la variación de la velocidad del viento con la altura.
2. 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.
3. 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 5.1., se permitirán ensayos para el edificio modelado en un único sitio de exposición tal como se define en el artículo 5.6.1.
4. 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.
5. Se ha tenido en cuenta el gradiente de presión longitudinal en la sección de ensayo del túnel de viento.
6. Los efectos del número de Reynolds sobre las presiones y las fuerzas están minimizados.
7. Las características de respuesta del instrumental del túnel de viento son consistentes con las mediciones requeridas.
6.3. RESPUESTA DINÁMICA
Los ensayos realizados con el propósito de determinar la respuesta dinámica de un edificio u otra estructura deben respetar los requisitos del artículo 6.2. El modelo estructural y el análisis asociado deben considerar la distribución de masa, rigidez y amortiguamiento.
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Cap. 6 - 25
6.4. LIMITACIONES
6.4.1. Limitaciones sobre velocidades de 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 del artículo 5.4.2.
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Cap. 6 - 26
Figura 1 A
Velocidad básica del viento
Notas:
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 fuera del último contorno se deben usar este último contorno de velocidad del
viento del área costera. 4. Los terrenos montañosos, quebradas, promontorios marinos y regiones especiales de viento se deben
examinar para condiciones inusuales de viento.
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Figuras - 27
Figura 1 B
Velocidades básicas del viento en ciudades
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 SANTA FE SAN JUAN SAN LUIS SAN MIGUEL DE TUCUMAN SAN SALVADOR DE JUJUY SANTA ROSA SANTIAGO DEL ESTERO USHUAIA VIEDMA
V (m/s) 55,0 46,0 45,0 43,0 67,5 45,0 46,0 45,0 46,0 44,0 51,0 39,0 48,0 52,0 45,0 60,0 45,0 60,0 50,0 35,0 51,0 40,0 45,0 40,0 34,0 50,0 43,0 60,0 60,0
Nota:
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.
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Figuras - 28
Figura 2
Factor topográfico, Kzt
z V(z)
z
z
x Barlovento
V(z)
Aumento de velocidad
H/2 H
L h H/2
x Sotavento
z V(z)
x Barlovento
V(z)
Aumento de velocidad
H/2 H
Lh H/2
x Sotavento
Acantilado o escarpa
Loma (bidimensional) o colina axialsimétrica (tridimensional)
Multiplicadores topográficos para exposición C
Multiplicador K1
Multiplicador K2
Multiplicador K3
H/Lh
Loma bidim.
Escarpa bidim.
Colina tridim. axialsim.
x/Lh
Escarpa bidim.
Todos los otros
casos
z/Lh
Loma bidim.
Escarpa bidim.
Colina tridim. axialsim
0,20 0,29 0,17
0,21 0,00 1,00
1,00 0,00 1,00 1,00
1,00
0,25 0,36 0,21
0,26 0,50 0,88
0,67 0,10 0,74 0,78
0,67
0,30 0,43 0,26
0,32 1,00 0,75
0,33 0,20 0,55 0,61
0,45
0,35 0,51 0,30
0,37 1,50 0,63
0,00 0,30 0,41 0,47
0,30
0,40 0,58 0,34
0,42 2,00 0,50
0,00 0,40 0,30 0,37
0,20
0,45 0,65 0,38
0,47 2,50 0,38
0,00 0,50 0,22 0,29
0,14
0,50 0,72 0,43
0,53 3,00 0,25
0,00 0,60 0,17 0,22
0,09
3,50 0,13
0,00 0,70 0,12 0,17
0,06
4,00 0,00
0,00 0,80 0,09 0,14
0,04
0,90 0,07 0,11
0,03
1,00 0,05 0,08
0,02
1,50 0,01 0,02
0,00
2,00 0,00 0,00
0,00
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 substituir Lh por 2H para la evaluación de 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. Simbología:
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. μ: factor de atenuación horizontal. γ: factor de atenuación en altura.
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Figuras - 29
Expresiones: Kzt = (1 + K1 K2 K3)2
K1 se obtiene de la Tabla inferior
K2
=
⎝⎛⎜⎜1 −
x μ Lh
⎟⎟⎞⎠
K 3 = e −γz / Lh
Parámetros para aumento de la velocidad sobre colinas y escarpas
K1 / (H/Lh)
μ
Forma de la colina
Exposición
B
C
D
γ
A barlo- A sota-
vento de la vento de la
cresta
cresta
Lomas bidimensionales
(o valles con H negativa 1,30 1,45 1,55
3
1,5
1,5
en 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
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Figuras - 30
Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Figura 3
Coeficientes de presión externa, Cp
Edificios cerrados total o parcialmente
Para todo h
Paredes y cubiertas
VIENTO
B qz G Cp
qhG Cp
qhG Cp qzG Cp
qhG Cp Z
qhG Cp 0
h
qhG Cp
L
PLANTA
qhG Cp
L
ELEVACIÓN
CUBIERTAS A DOS Y A CUATRO AGUAS
VIENTO
B qz G Cp
qhG Cp qzG Cp
qhG Cp
qhG Cp 0 h
qzG Cp qhG Cp
qhG Cp
0 h
qhG Cp
L
PLANTA
qhG Cp
L
ELEVACIÓN
L
ELEVACIÓN
CUBIERTAS DE VERTIENTE ÚNICA (NOTA 4)
VIENTO
B qz G Cp
qhG Cp
qhG Cp
qzG Cp
0
qhG Cp
qhG Cp q hG Cp
h
L
PLANTA
qhG Cp
L
ELEVACIÓN
CUBIERTAS EN MANSARDA (NOTA 8)
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Figuras - 31
Sistema principal resistente a la fuerza delvvieiennttoo Figura 3,((ccoonntt..)) Coeficientes de presión externa, Cp Edificios cerrados total o parcialmente
Para todo h
PaPraereddeess yy ccuubbieiertratsas
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
Barlovento Ángulo θ en grados
h/L 10 15 20 25 30
35
Sotavento
Ángulo θ en grados
45 ≥60# 10
15
≥20
Normal ≤0,25 -0,7
a la cumbrera
0,5
-0,9
para
-0,5 0,0* -0,7
-0,3 0,2
-0,4 0,0*
-0,2 0,3
-0,3 0,2
-0,2 0,3
-0,2 0,2
θ≥10°
≥1,0 -1,3** -1,0
-0,7
-0,5 0,0*
-0,3 0,2
0,0* 0,4
0,4 0,01θ -0,3 -0,5
-0,6
-0,2 0,3
0,0* 0,4
0,01θ
-0,5
-0,5
-0,6
-0,2 0,2
0,0* 0,3
0,01θ
-0,7
-0,6
-0,6
Normal a la
cumbrera ≤0,5 para θ<10°
y paralela a la
cumbrera para todo ≥1,0
θ
Distancia horizontal desde el borde a barlovento 0 a h/2 h/2 a h h a 2h > 2h
0 a h/2
> h/2
Cp -0,9 -0,9 -0,5 -0,3
-1,3**
-0,7
* Se da el valor para fines de interpolación
** El valor puede reducirse linealmente con el área sobre la cual es aplicable como sigue:
Area (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 θ 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. Para edificios flexibles se debe usar un valor de Gf apropiado, determinado mediante un análisis racional. 6. Para cubiertas en arco se debe usar la Tabla 8. 7. 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, excepto que para θ ≤10°, se usará la altura del alero. z: altura sobre el terreno, en m. G: factor de efecto de ráfaga. qz, qh: Presión dinámica, en N/m2, evaluada a la altura respectiva. θ: ángulo del plano de la cubierta respecto de la horizontal, en grados. 8. Para cubiertas en mansarda, la superficie superior horizontal y la superficie inclinada a sotavento se consideran en la tabla como superficies a sotavento. # Para cubiertas con pendiente mayor que 80° se debe usar Cp= 0,8
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Figuras - 32
Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Figura 4
Coeficientes de presión externa, GCpf
Edificios cerrados total o parcialmente
h ≤ 20 m
Paredes y cubiertas a dos aguas
4 4E 3E
0
CASO A
3 2
2E
1 1E 2a
4 3E 4E
6
3
2
6E
2E 0
5
1
CASO B
5E a
1E 2a
Ángulo de la Cubierta θ en grados
0–5 20
30 – 45 90
1 0,40 0,53 0,56 0,56
RANGO DE DIRECCIONES DEL VIENTO
RANGO DE DIRECCIONES DEL VIENTO
CASO A
Superficie del edificio
2
3
4
1E 2E
-0,69 -0,37 -0,29 0,61 -1,07
-0,69 -0,48 -0,43 0,80 -1,07
0,21 -0,43 -0,37 0,69 0,27
0,56 -0,37 -0,37 0,69 0,69
3E -0,53 -0,69 -0,53 -0,48
4E -0,43 -0,64 -0,48 -0,48
Angulo de la cubierta θ en grados
0 – 90
1 -0,45
2 -0,69
3 -0,37
4 -0,45
CASO B
Superficie del edificio 5 6 1E 2E 0,40 -0,29 -0,48 -1,07
3E -0,53
4E -0,48
5E 0,61
6E -0,43
Notas: 1. Los casos A y B se establecen como dos condiciones de carga separadas para generar acciones de
viento, incluyendo torsión, que debe resistir el sistema principal resistente a la fuerza del viento. 2. Para obtener las acciones críticas del viento, el edificio se debe rotar en incrementos de 90° de manera
tal que cada esquina a su turno sea esquina de barlovento, en tanto que los esquemas de carga en las figuras permanecen fijos. Para el cálculo de los sistemas estructurales que proporcionan resistencia lateral en la dirección paralela a la línea de cumbrera, el caso A debe basarse en θ = 0°. 3. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose o alejándose de las superficies, respectivamente. 4. Para el caso A de carga se aplican las siguientes restricciones: a. El coeficiente de presión de la cubierta GCpf, cuando es negativo en la zona 2, se aplica en dicha zona
para una distancia desde el borde de la cubierta igual a 0,5 veces la dimensión horizontal del edificio, medida perpendicularmente a la línea del alero, ó 2,5h, la que sea menor. Para el resto de la zona 2 que se extiende hasta la línea de cumbrera se usa el coeficiente de presión GCpf para zona 3. b. Excepto para pórticos resistentes a flexión, el corte horizontal total no debe ser menor que el determinado al despreciar las fuerzas del viento sobre las superficies de la cubierta. 5. Las combinaciones de presiones internas y externas (ver Tabla 7) deben ser evaluadas en la forma necesaria para obtener las cargas más severas. 6. Para valores de θ distintos a los indicados, se permite la interpolación lineal. 7. Simbología: a: 10% de la menor dimensión horizontal ó 0,4h, la que sea menor, pero no menor que 4% de la menor dimensión horizontal ó 1 m. h: altura media de la cubierta en m, excepto que para θ ≤10° se deberá usar la altura del alero. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
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Figuras - 33
Componentes y revestimientos
Figura 5 A
Coeficientes de presión externa, GCp
Edificios parcial o totalmente cerrados
h ≤ 20 m
Paredes
5
a
0 4
4
55
a
a
5
h
a
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-1,8
-1,6 -1,4
5
-1,2 4
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8 4 y 5 1,0
1,2 0,1
1
50
-1,4 -1,1 -0,8
12
0,7 1,0 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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 θ ≤ 10°. 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 ó 1m.
h: altura media de la cubierta, en m, excepto cuando θ ≤ 10°, en que se debe usar la altura del alero. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Figuras - 34
Componentes y revestimientos
Figura 5 B
Coeficientes de presión externa, GCp
Edificios parcial o totalmente cerrados
h ≤ 20 m
Cubiertas a dos aguas θ ≤ 10o
a 32
a 23
a
21
12
0 h
a
32
23
Coeficiente de Presión Externa, GCp
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-3,2
1
-3,0 -2,8
3
-2,6
-2,4
-2,2
-2,0 -1,8
2
-1,6
-1,4
-1,2 -1,0
1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
-0,0 0,2 1 2 y 3
0,4
0,6 0,1
12
10
CUBIERTA
-2,8
-1,8
-1,1 -0,9
0,2 0,3 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
-3,2
-3,0 -2,8
3
-2,6
-2,4
-2,2
-2,0 -1,8 1 y 2
-1,6
-1,4
-1,2
-1,0
-0,8
-0,6 0,1
1
10
50
ALERO
-2,8
-1,7 -1,6
12
-1,1 -0,8 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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. Si existe un parapeto de altura igual o mayor que 1 m alrededor del perímetro de una cubierta con pendiente θ ≤ 10°, la Zona 3 se debe tratar como Zona 2.
6. Los valores de GCp para aleros incluyen las contribuciones de las presiones de las superficies superior e inferior.
7. 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 ó 1m.
h: para θ ≤ 10° se deberá usar la altura del alero. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
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Figuras - 35
a a
Componentes y revestimientos Figura 5 B (cont.) Coeficientes de presión externa, GCp Edificios parcial o totalmente cerrados
h ≤ 20 m
Cubiertas a dos y cuatro aguas 10º < θ ≤ 30º
a
a
aa
a
3 2 33 2 3
2 1 22 1 2
3 2 33 2 3
a
a
3
2
3
1 22
2
2
0
h
2 1 22 1 2
aa
2
2
22 1
3
2
3
a
a
a
Coeficiente de Presión Externa, GCp
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-2,4
1
-2,2 2 y 3
-2,0
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1,0 1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2 0,4 1 2 y 3
0,6
0,8
0,1
12
10
CUBIERTA
-2,1
-1,4 -0,9 -0,8
0,3 0,5
5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
-4,0 -3,8 3
-3,6
-3,4
-3,2
-3,0
-2,8
-2,6
-2,4 2 -2,2 -2,0
0,1
1
10
ALERO
-3,7
12
-2,5 -2,2 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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 aleros incluyen las contribuciones de las presiones de las superficies superior e inferior.
6. En cubiertas a cuatro aguas con 10º ≤ θ ≤ 30°, se debe aplicar sobre cada vertiente las fajas de borde/cumbrera y los coeficientes de presión para cumbreras de cubiertas a dos aguas.
7. 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 ó 1m.
h: altura media de la cubierta, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Figuras - 36
Componentes y revestimientos Figura 5 B (cont.) Coeficientes de presión externa, GCp Edificios parcial o totalmente cerrados
h ≤ 20 m
Cubiertas a dos aguas 30º < θ ≤ 45º
a
a
aa
a
3 2 33 2 3
2 1 22 1 2
0 h
a
3 2 33 2 3
Coeficiente de Presión Externa, GCp
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-1,6
1
-1,4 2 y 3 -1,2
-1,0 -0,8 1
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8 1 2 y 3
1,0
0,1
12
10
CUBIERTA
-1,2
-1,0
-0,8
0,8 0,9 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
-3,0 -2,8 -2,6 -2,4 -2,2 2 y 3 -2,0 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1,0
0,1
1 12
10 ALERO
-2,0 -1,8
5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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 aleros de cubiertas incluyen las contribuciones de las superficies superior e inferior.
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 ó 1m.
h: altura media de la cubierta, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento CIRSOC 102
Figuras - 37
Componentes y revestimientos
Figura 5 C
Coeficientes de presión externa, GCp
Edificios parcial o totalmente cerrados
h ≤ 20 m
Cubiertas escalonadas
b
W1
W2
W
h1 h
h2
h1 > 3 m
b = 1,5 h1 b < 30 m hi = 0,3 a 0,7 h Wi = 0,25 a 0,75 W
b
b
W1
W2
W3
W
h1 h
h2
Notas:
1. En el nivel más bajo de las cubiertas planas escalonadas que se muestran en la Figura 5C, se deben aplicar las designaciones de zona y coeficientes de presión indicados en la Figura 5B (θ ≤ 10°), excepto en la(s) intersección(es) de la cubierta con la pared superior, donde la Zona 3 se debe tratar como Zona 2 y la Zona 2 como Zona 1. Los valores positivos de GCp iguales a aquellos para paredes en la Figura 5A, se deben aplicar en las áreas rayadas que se muestran en la Figura 5C.
2. Simbología:
b: 1,5h1 en la Figura 5C, pero no mayor que 30 m. h: altura media de la cubierta, en m. hi: h1 ó h2 en la Figura 5C; h =h1+h2 ; h1 ≥ 3 m ; hi /h = 0,3 a 0,7 W: ancho del edificio en la Figura 5C. Wi: W1 , W2 ó W3 en la Figura 5C, W=W1+W2 ó W1+W2+W3 , θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Wi /W= 0,25 a 0,75
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Figuras - 38
Componentes y revestimientos
Figura 6
Coeficientes de presión externa, GCp
Edificios parcial o totalmente cerrados
a
aa
a
3 2 33 2 3
a
h ≤ 20 m
Cubiertas a dos aguas múltiples
0
0
2 1 22 1 2
h
Coeficiente de Presión Externa, GCp
ELEVACIÓN DEL EDIFICIO (2 Ó MÁS MÓDULOS)
a
W
3 2 33 2 3
PLANTA Y ELEVACIÓN DE CADA MÓDULO
-3,0 -2,8 3
-2,6
1
10
10º < 0 < 30º
-2,7
-2,4 2
-2,2
-2,2
-2,0
-1,8 1
-1,7
-1,6
-1,6
-1,4
-1,4
-1,2
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4 1 2 y 3
0,4
0,6
0,6
0,8
0,1
1 2 5 10 20 50 100
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-3,0
1
10
-2,8 3 -2,6 -2,4 2 -2,2
30º < 0 < 45º
-2,6
-2,5
-2,0
-2,0
-1,8 1 -1,6
-1,7
-1,4
-1,2
-1,1
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8 1 2 y 3
0,8
1,0
1,0
1,2
0,1
1 2 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
Area efectiva de viento, (m2)
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. Para θ ≤ 10° se deben usar los valores de GCp de la Figura 5B.
6. Simbología:
a: 10% de la menor dimensión horizontal de un módulo o 0,4h, la que sea menor, pero no menos que 4% de la menor dimensión horizontal del módulo ó 1m.
h: altura media de la cubierta, en m. W: ancho del módulo de edificio, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento CIRSOC 102
Figuras - 39
Componentes y revestimientos
h ≤ 20 m
Figura 7 A
Coeficientes de presión externa, GCp Cubiertas de vertiente única
Edificios parcial o totalmente cerrados
3º < θ ≤ 10º
2a
4a 3'
2a
2'
3 2a
2' 4a 3'
1
2
a
2'
3 2a
0
h W
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-3,0
1
-2,8 3' -2,6
-2,4
-2,2
-2,0 3 -1,8 -1,6 2'
-1,4 2
-1,2
-1,0 1 -0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2 TODAS LAS ZONAS
0,4 0,6
0,1
12
10 -2,6
-1,8 -1,6 -1,5 -1,3 -1,2 -1,1
0,2 0,3 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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. Para θ ≤ 3° se deben usar los valores de GCp de la Figura 5B.
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 ó 1m.
h: para θ ≤ 10º se debe usar la altura del alero. W: ancho del edificio, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Figuras - 40
Componentes y revestimientos
h ≤ 20 m
Figura 7 A (cont.) Coeficientes de presión externa, GCp Cubiertas de vertiente única
Edificios parcial o totalmente cerrados
10° < θ ≤ 30°
2a
4a 3
a
2
a
2
1
2
4a 3
2
a
0
h
W
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-3,0
1
-2,8 3 -2,6
-2,4
-2,2
-2,0
-1,8 2 -1,6
-1,4
-1,2 1 -1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2 0,4 TODAS LAS ZONAS
0,6 0,1
12
10 -2,9
-2,0 -1,6 -1,3 -1,2 -1,1
0,3 0,4 5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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. 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 ó 1m.
h: altura media de la cubierta, en m. W: ancho del edificio, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento CIRSOC 102
Figuras - 41
Componentes y revestimientos
Figura 7 B
Coeficientes de presión externa, GCp
Edificios parcial o totalmente cerrados
h ≤ 20 m
Cubiertas en diente de sierra
a
a
2a 3
2
3a
2
1
2
2a 3
2
3a
0
h
W
0
A
B
C
D
ELEVACIÓN DEL EDIFICIO (2 Ó MÁS MÓDULOS)
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-4,4
1
-4,2 3 (VANO A)
-4,0
-3,8
-3,6
-3,4 2 -3,2
-3,0
-2,8 3 (VANOS B, C y D) -2,6
-2,4 1 -2,2
-2,0
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4 0,6 1
0,8 1,0 3
1,2 1,4
2
0,1
12
10
50
-4,1
-3,7
-3,2
-2,6 -2,2 -2,1 -1,9 -1,6
-1,1
0,4 0,7 0,8 1,1
5 10 20 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
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. Para θ ≤ 10° se deben usar los valores de GCp de la Figura 5B.
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 ó 1m.
h: altura media de la cubierta, en m. W: ancho del edificio, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Figuras - 42
Componentes y revestimientos
Figura 8
Coeficientes de presión externa, GCp
Edificios parcial o totalmente cerrados
h > 20 m
Paredes y cubiertas
2a
2a
3
2a
3 2a
a
2
1
2
3
2
3 2a
PLANTA DE LA CUBIERTA
a
a
h
5
4
5
z
ELEVACIÓN DE LA PARED
Coeficiente de Presión Externa, GCp
-3,6 -3,4 3 -3,2 -3,0 -2,8 -2,6 -2,4 2 -2,2 -2,0 5 -1,8 -1,6 1 -1,4 -1,2 -1,0 4 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 4 y 5 1,0
0,1
12
50
-3,2
-2,3
-1,8 -1,6 -1,4 -1,0 -0,9 -0,7
12
5 10 20
0,6 0,9 50 100
Area efectiva de viento, (m2)
Notas:
1. La escala vertical contiene los valores de GCp que se deben usar con qz ó qh, según corresponda. 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. Con valores positivos y negativos de GCp, se debe usar qz y qh, respectivamente.
5. Cada componente se debe diseñar para presiones máximas positivas y negativas.
6. Los coeficientes GCp corresponden a cubiertas con pendientes θ ≤ 10°. Para otras pendientes y geometrías se deben usar los coeficientes de la Figura 5B, con los valores qh basados en la exposición definida en el artículo 5.6.
7. Si existe un parapeto de altura igual o mayor que 1 m alrededor del perímetro de una cubierta con pendiente θ ≤ 10°, la Zona 3 se debe tratar como Zona 2.
8. Simbología:
a: 10% de la menor dimensión horizontal, pero no menos que 1m. h: altura media de cubierta, en m, excepto cuando θ ≤ 100, en que se debe usar la altura del alero. z: altura desde el nivel de terreno natural, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta con la horizontal, en grados.
Reglamento CIRSOC 102
Figuras - 43
Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Figura 9
Carga total y parcial
h > 20 m
p w
p w
0,75p w
p w
p
p
L
L
CASO 1
p
0,75p
w
w
p L
0,75p L
0,75p L
p
L
CASO 2
0,75p w
0,75p w
0,75p L
0,75p L
CASO 3
0,75p w
0,75p
0,56p
w
w
0,75p L
0,56p w
0,56p L
0,56p L 0,75p
L
CASO 4
Caso 1: Presiones totales del viento de diseño que actúan sobre el área proyectada perpendicular a cada eje principal de la estructura considerados separadamente
Caso 2: Presión del viento definida como en el Caso 1, pero con una reducción del 25% en la presión que actúa sobre el 50% del área proyectada limitada por el borde extremo proyectado del edificio.
Caso 3: Presión del viento definida como en el Caso 1, pero considerando que actúa simultáneamente el 75% del valor especificado.
Caso 4: Presión del viento como en el Caso 3, pero con un 25% de reducción de estas presiones actuando sobre el 50% del área proyectada limitada por el borde extremo proyectado del edificio.
Notas: 1. Presiones del viento de diseño para las caras a barlovento y sotavento obtenidas de acuerdo con las
disposiciones del artículo 5.12 para los sistemas principales resistentes a la fuerza del viento para edificios con altura media de cubierta h mayor que 20 m. 2. Los diagramas muestran la vista en planta del edificio. 3. Simbología: pw: presión de diseño en la cara a barlovento. pL: presión de diseño en la cara a sotavento.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Figuras - 44
Tabla 1
Factor de importancia, Ι (Cargas de viento)
Categoría
Ι
I
0,87
II
1,00
III
1,15
IV
1,15
Nota: 1. La clasificación de edificios y estructuras en categorías se indican en la Tabla A-1 del Apéndice A.
Reglamento CIRSOC 102
Tablas - 45
Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Tabla 2
Presiones del viento de diseño
Edificios cerrados total y parcialmente
h ≤ 10 m
Procedimiento simplificado Paredes y cubierta
Ubicación Cubierta Paredes
PRESION DEL VIENTO DE DISEÑO (N/m2)
Clasificación
Velocidad básica del viento (m/seg)
del edificio
38 40 45 49 54 58 63
Cerrado
-670 -766 -958 -1150 -1389 -1580 -1868
Parcialmente cerrado
-910 -1006 -1245 -1485 -1772 -2107 -2443
Cerrado total o parcialmente
575
671
814
958 1150 1389 1580
67 -2155 -2778
1820
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 C D
Factor 1,40 1,66
3. Los valores indicados para la cubierta se basan en un área tributaria menor o igual que 10 m2. Para áreas tributarias mayores, los valores se deben multiplicar por los siguientes factores de reducción:
Area (m2)
≤ 10 25 ≥ 100
Factor de reducción (Se permite interpolación lineal)
1,0 0,9 0,8
4. Los valores indicados corresponden a un factor de importancia Ι = 1,0. Para otros valores de Ι, los mismos se deben multiplicar por Ι.
5. Los signos más y menos indican presiones que actúan hacia y desde la superficie exterior, respectivamente.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Tablas - 46
Componentes y revestimientos
Tabla 3 A
Presiones del viento de diseño
Edificios cerrados
h ≤ 10 m
Procedimiento simplificado Cubierta
3 5
a
3 2
2 1 2
2 3 4
4 55
3 5h
a
a
a
Ubicación Cubierta
Zona 1 2 3
PRESIONES DEL VIENTO DE DISEÑO (N/m2)
Área efectiva
Velocidad básica del viento V (m/seg)
de
viento (m2)
38
40
45
49
54
58
63
1
+500 +500 +500 +500 +527 +575 +671 –623 -719 -862 -1054 -1245 -1437 -1677
2
+500 +500 +500 +500 +500 +575 +623 -623 -671 -862 -1006 -1198 -1437 -1629
10
+500 +500 +500 +500 +500 +500 +527 -575 -623 -766 -958 -1150 -1341 -1533
1
+500 +500 +500 +500 +527 +575 +671 -1054 -1150 -1437 -1724 -2060 -2443 -2826
2
+500 +500 +500 +500 +500 +575 +623 -910 -1054 -1293 -1581 -1868 -2203 -2539
10
+500 +500 +500 +500 +500 +500 +527 -671 -766 -910 -1150 -1341 -1581 -1820
1
+500 +500 +500 +500 +527 +575 +671 -1581 -1772 -2156 -2635 -3114 -3688 -4263
2
+500 +500 +500 +500 +500 +575 +623 -1293 -1437 -1772 -2156 -2587 -3018 -3497
10
+500 +500 +500 +500 +500 +500 +527 -671 -766 -910 -1150 -1341 -1581 -1820
67
+766 -1916 +719 -1868 +623 -1772 +766 -3257 +719 -2922 +623 -2108 +766 -4886 +719 -4024 +623 -2108
Reglamento CIRSOC 102
Tablas - 47
Componentes y revestimientos Tabla 3 A (cont.) Presiones del viento de diseño Edificios cerrados
h ≤ 10 m
Procedimiento simplificado Paredes
3 5
a
3 2
2 1 2
2 3 4
4 55
3 5h
a
a
a
Ubicación Zona
4 Paredes
5
PRESIONES DEL VIENTO DE DISEÑO (N/m2)
Área efectiva
Velocidad básica del viento V (m/seg)
de
viento (m2)
38
40
45
49
54
58
63
67
1
+623 +719 +862 +1054 +1245 +1437 +1677 +1916 -671 -766 -910 -1150 -1341 -1581 -1820 -2108
5
+575 +623 +766 +910 +1102 +1293 +1485 +1724 -623 -671 -862 -1054 -1245 -1437 -1677 -1916
50
+500 +527 +623 +766 +910 +1102 +1245 +1437 -527 -575 -719 -862 -1006 -1198 -1389 -1629
1
+623 +719 +862 +1054 +1245 +1437 +1677 +1916 -814 -910 -1150 -1389 -1677 -1964 -2251 -2587
5
+575 +623 +766 +910 +1102 +1293 +1485 +1724 -719 -766 -958 -1198 -1389 -1629 -1916 -2203
50
+500 +527 +623 +766 +910 +1102 +1245 +1437 -527 -575 -719 -862 -1006 -1198 -1389 -1629
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: 1,40 y exposición D: 1,66
3. Se permite la interpolación lineal entre los valores de áreas tributarias.
4. Los valores indicados corresponden a un factor de importancia Ι = 1,0. Para otros valores de Ι, los mismos se deben multiplicar por Ι.
5. Los signos más y menos significan presión actuando hacia y desde la superficie exterior, respectivamente.
6. Todos los elementos componentes y de revestimiento se deben diseñar para las presiones negativas y positivas que se indican en la tabla.
7. Simbología:
a: 10% de la menor dimensión horizontal ó 0,4 h, la que sea menor, pero no menos que 4% de la menor dimensión horizontal ó 1 m.
h: altura media de cubierta, en m.
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Tablas - 48
Componentes y revestimientos
Tabla 3 B
Presiones del viento de diseño
Edificios parcialmente cerrados
h ≤ 10 m
Procedimiento simplificado Cubierta
3 5
a
3 2
2 1 2
2 3 4
4 55
3 5h
a
a
a
Ubicación Zona 1
Cubierta 2 3
PRESIONES DEL VIENTO DE DISEÑO (N/m2)
Área efectiva
Velocidad básica del viento V (m/seg)
de
viento (m2)
38
40
45
49
54
58
63
67
1
+500 +500 +623 +766 +910 +1054 +1198 +1389 -814 -910 -1150 -1389 -1629 -1916 -2203 -2539
2
+500 +500 +575 +719 +862 +1006 +1150 +1341 -814 -910 -1102 -1341 -1581 -1868 -2156 -2491
10
+500 +500 +527 +671 +766 +910 +1054 +1245 -766 -862 -1054 -1293 -1533 1772 -2060 -2395
1
+500 +500 +623 +766 +910 +1054 +1198 +1389 -1245 -1389 -1724 -2060 -2491 -2874 -3353 -3880
2
+500 +500 +575 +719 +862 +1006 +1150 +1341 -1150 -1245 -1581 -1868 -2251 -2635 -3066 -3497
10
+500 +500 +527 +671 +766 +910 +1054 +1245 -862 -958 -1198 -1437 -1724 -2012 -2347 -2730
1
+500 +500 +623 +766 +910 +1054 +1198 +1389 -1772 -1964 -2443 -2970 -3497 -4119 -4790 -5509
2
+500 +500 +575 +719 +862 +1006 +1150 +1341 -1485 -1677 -2060 -2491 -2970 -3497 -4024 -4646
10
+500 +500 +527 +671 +766 +910 +1054 +1245 -862 -958 -1198 -1437 -1724 -2012 -2347 -2730
Reglamento CIRSOC 102
Tablas - 49
Componentes y revestimientos Tabla 3 B (cont.) Presiones del viento de diseño Edificios parcialmente cerrados
h ≤ 10 m
Procedimiento simplificado Paredes
3 5
a
3 2
2 1 2
2 3 4
4 55
3 5h
a
a
a
Ubicación Zona
4 Paredes
5
PRESIONES DEL VIENTO DE DISEÑO (N/m2)
Área efectiva
Velocidad básica del viento V (m/seg)
de
viento (m2)
38
40
45
49
54
58
63
1
+814 +910 +1150 +1389 +1629 +1916 +2203 -862 -958 -1198 -1437 -1724 -2012 -2347
5
+766 +862 +1054 +1245 +1485 +1772 +2012 -814 -910 -1102 -1341 -1629 -1916 -2203
50
+671 +719 +910 +1102 +1293 +1533 +1772 -719 -814 -1006 -1198 -1437 -1677 -1916
1
+814 +910 +1150 +1389 +1629 +1916 +2203 -1006 -1150 -1437 -1724 -2060 -2395 -2778
5
+766 +862 +1054 +1245 +1485 +1772 +2012 -910 -1006 -1245 -1485 -1772 -2108 -2443
50
+671 +719 +910 +1102 +1293 +1533 +1772 -719 -814 -1006 -1198 -1437 -1677 -1916
67
+2539 -2730 +2347 -2539 +2060 -2203 +2539 -3209 +2347 -2778 +2060 -2203
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: 1,40 y exposición D: 1,66
3. Se permite la interpolación lineal entre los valores de áreas tributarias.
4. Los valores indicados corresponden a un factor de importancia Ι = 1,0. Para otros valores de Ι, los mismos se deben multiplicar por Ι.
5. Los signos más y menos significan presión actuando hacia y desde la superficie exterior, respectivamente.
6. Todos los elementos componentes y de revestimiento se deben diseñar para las presiones negativas y positivas que se indican en la tabla.
7. Simbología:
a : 10% de la menor dimensión horizontal ó 0,4 h, la que sea menor, pero no menos que 4% de la menor dimensión horizontal ó 1 m.
h: altura media de cubierta, en m.
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Tablas - 50
Tabla 4
Constantes de exposición del terreno
Exposición α
zg
(m)
∧
a
∧
b
α
\_
b
c
l
(m)
ε
zmin
(m)
A
5,0 457 1/5 0,64 1/3,0 0,30 0,45 55 1/2,0 18,3
B
7,0 366 1/7 0,84 1/4,0 0,45 0,30 98 1/3,0 9,2
C
9,5 274 1/9,5 1,00 1/6,5 0,65 0,20 152 1/5,0 4,6
D
11,5 213 1/11,5 1,07 1/9,0 0,80 0,15 198 1/8,0 2,1
zmin: altura mínima utilizada para asegurar que la altura equivalente z es mayor que 0,6h ó zmin . Para edificios con h ≤ zmin , z se debe tomar como zmin .
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Tablas - 51
Tabla 5
Coeficientes de exposición para la presión dinámica, Kh y Kz
Altura sobre el nivel del terreno, z
(m) 0–5
6 7,50 10 12,50 15 17,50 20 22,50 25 30 35 40 45 50 55 60 75 90 105 120 135 150
A
Caso 1 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,72 0,76 0,80 0,83 0,86 0,89 0,98 1,05 1,12 1,18 1,23 1,29
Caso 2 0,33 0,36 0,39 0,44 0,48 0,51 0,55 0,57 0,60 0,63 0,68 0,72 0,76 0,80 0,83 0,86 0,89 0,98 1,05 1,12 1,18 1,23 1,29
Exposición (Nota 1)
B
C
Caso 1 0,72 0,72 0,72 0,72 0,77 0,81 0,84 0,88 0,91 0,93 0,98 1,03 1,07 1,10 1,14 1,17 1,20 1,28 1,35 1,41 1,46 1,51 1,56
Caso 2 0,59 0,62 0,66 0,72 0,77 0,81 0,84 0,88 0,91 0,93 0,98 1,03 1,07 1,10 1,14 1,17 1,20 1,28 1,35 1,41 1,46 1,51 1,56
Casos 1 y 2 0,87 0,90 0,94 1,00 1,05 1,09 1,13 1,16 1,19 1,21 1,26 1,30 1,34 1,37 1,40 1,43 1,46 1,53 1,59 1,64 1,69 1,73 1,77
D
Casos 1 y 2 1,05 1,08 1,12 1,18 1,23 1,27 1,30 1,33 1,36 1,38 1,43 1,47 1,50 1,53 1,56 1,59 1,61 1,68 1,73 1,78 1,82 1,86 1,89
Notas: 1. Caso 1:
a. Todos los componentes y revestimientos. b. Sistema principal resistente a la fuerza del viento en edificios de baja altura diseñados
usando la Figura 4.
Caso 2: a. Todos los sistemas principales resistentes a la fuerza de viento con excepción de aquellos en edificios de baja altura diseñados usando la Figura 4.
b. Todos los sistemas principales resistentes a la fuerza de viento en otras estructuras.
2. El coeficiente de exposición para la presión dinámica se puede determinar mediante la siguiente expresión:
Para 5 m ≤ z ≤ zg :
( ) K z = 2,01 z / zg 2 / α
Para z < 5 m :
( ) K z = 2,01 5 / zg 2 / α
Observación: No se debe tomar z menor que 30 m para el Caso 1 en exposición A, ni menos que 10 m para el caso 1 en exposición B.
3. α y zg se obtienen de la Tabla 4.
4. Se permite la interpolación lineal para valores intermedios de la altura z. Las categorías de exposición están definidas en el artículo 5.6.
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Tablas - 52
Tabla 6
Factor de direccionalidad del viento, Kd
Tipo de estructura
Edificios Sistema principal resistente a la fuerza de viento Componentes y revestimientos
Factor de direccionalidad Kd *
0,85 0,85
Cubiertas abovedadas
0,85
Chimeneas, tanques y estructuras similares
Cuadradas
0,90
Hexagonales
0,95
Redondas
0,95
Carteles llenos
0,85
Carteles abiertos y estructura reticulada
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 aplicación.
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Tablas - 53
Tabla 7
Coeficientes de presión interna para edificios, GCpi
Clasificación de cerramiento Edificios abiertos Edificios parcialmente cerrados Edificios cerrados
GCpi
0,00
+ 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.
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Tablas - 54
Sist. princ. resist. a la fuerza de viento/Comp. y revest.
Tabla 8
Coeficientes de presión externa, Cp
Edificios total o parcialmente cerrados
Todo h
Cubiertas abovedadas
Condiciones
Relación flecha/luz de
vano, r
Cuarto a barlovento
Cp Mitad central
Cuarto a sotavento
0 < r < 0,2
- 0,9
- 0,7 - r
- 0,5
Cubierta sobre una estructura elevada
0,2 ≤ r < 0,3*
1,5 r – 0,3
- 0,7 - r
- 0,5
0,3 ≤ r ≤ 0,6 2,75 r – 0,7 - 0,7 - r
- 0,5
Cubierta que arranca a nivel del terreno
0 < r ≤ 0,6
1,4 r
- 0,7 - r
- 0,5
* Cuando la relación flecha/luz de vano es 0,2 ≤ r ≤ 0,3, se deben usar también para el cuarto a barlovento los coeficientes alternativos dados por (6 r – 2,1).
Notas: 1. Los valores indicados valen para la determinación de cargas promedio sobre los sistemas
principales resistentes a la fuerza del viento 2. Los signos más y menos significan presiones que actúan acercándose ó alejándose de las
superficies, respectivamente 3. Para el viento dirigido paralelo al eje de la bóveda, se deben usar los coeficientes de presión
de la Figura 3 con el viento dirigido paralelo a la cumbrera. 4. Para componentes y revestimientos:
I. En el perímetro de la cubierta se deben usar los coeficientes de presión externa de la Figura 5B con el valor de θ correspondiente a la pendiente del arranque de la bóveda.
II. Para las áreas restantes de la cubierta se deben usar los coeficientes de presión externa indicados en la Tabla 8, multiplicados por 0,87.
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Tablas - 55
Sistema principal resistente a la fuerza del viento
Tabla 9
Coeficientes de fuerza, Cf
Edificios abiertos
Todo h
Cubiertas de vertiente única
Angulo de la
L/B
cubierta, θ
(grados)
5
3
2
1
1/2
1/3
1/5
10
0,20 0,25 0,30 0,45 0,55 0,70 0,75
15
0,35 0,45 0,50 0,70 0,85 0,90 0,85
20
0,50 0,60 0,75 0,90 1,00 0,95 0,90
25
0,70 0,80 0,95 1,15 1,10 1,05 0,95
30
0,90 1,00 1,20 1,30 1,20 1,10 1,00
Angulo de la cubierta, θ (grados)
10 a 20 25 30
Ubicación del centro de presión X/L
L/B
2a5
1
1/5 a 1/2
0,35
0,30
0,30
0,35
0,35
0,40
0,35
0,40
0,45
Notas:
1. Las fuerzas del viento actúan normalmente a la superficie. Se deben considerar dos casos:
I. Fuerzas del viento dirigidas hacia el interior. II. Fuerzas del viento dirigidas hacia el exterior.
2. Se debe suponer que el ángulo de la cubierta varía ± 10° respecto al ángulo real y se debe usar aquel valor que conduzca al mayor coeficiente de fuerza.
3. Simbología:
B: dimensión de la cubierta medida normalmente a la dirección del viento, en m. L: dimensión de la cubierta medida paralelamente a la dirección del viento, en m. X: distancia desde el borde de la cubierta a barlovento al centro de presión, en m. θ: ángulo del plano de la cubierta respecto de la horizontal, en grados.
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Tablas - 56
Otras estructuras Tabla 10
Coeficientes de fuerza, Cf
Todo h
Chimeneas, tanques y estructuras similares
Sección transversal Tipo de superficie 1
Cuadrada (viento normal a la cara)
Todas
1,3
Cuadrada (viento según la diagonal)
Todas
1,0
h/D
7
25
1,4
2
1,1
1,5
Hexagonal u octogonal
Todas
1,0
1,2
1,4
Circular
Moderadamente suave
0,5
0,6
0,7
( D qz > 5,3 ) , D en m,
Rugosa (D´/D ≅ 0,02)
0,7
0,8
0,9
qz en N/m2
Muy rugosa (D´/D ≅ 0,08)
0,8
1,0
1,2
Circular
( D qz ≤ 5,3 ) , D en m, qz en N/m2
Todas
0,7
0,8
1,2
Notas:
1. La fuerza de viento de diseño se debe determinar en base al área Af de la estructura proyectada sobre un plano normal a la dirección del viento. Se supone que la fuerza actúa paralelamente a la dirección del viento.
2. Se permite la interpolación lineal para valores de h/D distintos de los indicados.
3. Simbología:
D: diámetro de la sección transversal circular y menor dimensión horizontal de la sección transversal cuadrada, hexagonal u octogonal a la altura considerada, en m;
D’: profundidad de los elementos salientes tales como costillas y alerones, en m; h: altura de la estructura, en m; y qz: presión dinámica evaluada a la altura z sobre el terreno, en N/m2.
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Tablas - 57
Otras estructuras Tabla 11
Coeficientes de fuerza, Cf
Todo h
Paredes libres llenas y Carteles llenos
A nivel del terreno
ν
Cf
≤3
1,2
5
1,3
8
1,4
10
1,5
20
1,75
30
1,85
≥ 40
2,0
Sobre el nivel del terreno
M/N
Cf
≤6
1,2
10
1,3
16
1,4
20
1,5
40
1,75
60
1,85
≥ 80
2,0
Notas:
1. El término “carteles” en las notas que siguen se aplica también a “paredes libres”.
2. Los carteles con aberturas que abarquen menos del 30% del área total se deben considerar como carteles llenos.
3. Los carteles para los cuales la distancia desde el terreno hasta el borde inferior sea menor que 0,25 veces la dimensión vertical, se deben considerar a nivel del terreno.
4. Para considerar ambas direcciones del viento, normal y oblicua, se deben tener en cuenta dos casos:
I. La fuerza resultante actúa normalmente a la cara del cartel, sobre una línea vertical que pasa a través del centro geométrico.
II. La fuerza resultante actúa normalmente a la cara del cartel, a una distancia desde la línea vertical que pasa a través del centro geométrico igual a 0,2 veces el ancho promedio del cartel.
5. Simbología: v: relación altura / ancho; M: mayor dimensión del cartel, en m; N: menor dimensión del cartel, en m.
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Tablas - 58
Otras estructuras Tabla 12 Estructuras abiertas
Coeficientes de fuerza, Cf
Todo h
Carteles abiertos y Estructuras reticuladas
ε
< 0,1 0,1 a 0,29 0,3 a 0,7
Elementos de caras planas
Elementos circulares ( D qz ≤ 5,3 ) ( D qz > 5,3 )
2,0
1,2
0,8
1,8
1,3
0,9
1,6
1,5
1,1
Notas:
1. Los carteles con aberturas que abarquen 30% o más del área total se clasifican como carteles abiertos.
2. El cálculo de las fuerzas de viento de diseño se realiza en base al área de todos los elementos expuestos y elementos proyectados sobre un plano normal a la dirección del viento. Se supone que las fuerzas actúan paralelas a la dirección del viento.
3. El área Af consecuente con estos coeficientes de fuerza es el área sólida (descontando los huecos), proyectada normalmente a la dirección del viento.
4. Simbología:
ε: relación del área sólida (Af) al área total (incluidos los huecos); D: diámetro de un elemento redondo típico, en m; qz: presión dinámica evaluada a la altura z sobre nivel del terreno, en N/m2.
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Tablas - 59
Otras estructuras Tabla 13 Estructuras abiertas
Coeficientes de fuerza, Cf
Todo h
Torres reticuladas
Sección Transversal de la Torre Cuadrada Triangular
Cf 4,0 ε2 – 5,9 ε + 4,0 3,4 ε2 – 4,7 ε + 3,4
Notas:
1. Para todas las direcciones del viento consideradas, el área Af consecuente con los coeficientes de fuerza especificados es el área sólida (descontando los huecos), de una cara de la torre proyectada sobre el plano de aquella cara para el segmento de torre en consideración.
2. Los coeficientes de fuerza especificados valen para torres con perfiles angulares estructurales o elementos de caras planas similares.
3. Para torres que contienen elementos circulares es aceptable multiplicar los coeficientes de fuerza especificados por el siguiente factor al determinar las fuerzas de viento sobre tales elementos: 0,51ε2 + 0,57, pero no mayor que 1,0
4. Las fuerzas del viento se deben aplicar en las direcciones que generen las máximas fuerzas y reacciones en el elemento. Para torres con secciones transversales cuadradas, cuando el viento actúe según la dirección de una diagonal de la torre, las fuerzas del viento se deben multiplicar por el siguiente factor:
1 + 0,75 ε, pero no mayor que 1,2
5. Las fuerzas del viento sobre accesorios a la torre tales como escaleras, conductos, luces, ascensores, etc., se deben calcular usando 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 - 2005)
7. Simbología:
ε: relación del área sólida (Af) al área total (incluidos los huecos) de una cara de la torre para el segmento en consideración.
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Tablas - 60
APÉNDICE A - CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
A los fines de la aplicación del presente Reglamento los edificios y otras estructuras se clasifican, basados en la naturaleza de su ocupación, de acuerdo con la Tabla A-1.
TABLA A-1 - Clasificación de Edificios y Otras Estructuras para Cargas de Viento
Naturaleza de la Ocupación
Categoría
Edificios y otras estructuras que representan un bajo riesgo para la vida humana en caso de
falla incluyendo, pero no limitado a:
Instalaciones Agrícolas.
I
Ciertas instalaciones temporarias.
Instalaciones menores para almacenamiento.
Todos los edificios y otras estructuras excepto aquellos listados en Categorías I, III y IV.
II
Edificios y otras estructuras que representan un peligro substancial para la vida humana en
caso de falla incluyendo, pero no limitado a: Edificios y otras estructuras donde se reunen más de 300 personas en un área. Edificios y otras estructuras para guarderías, escuelas primarias y secundarias con capaci-
dad mayor que 150 personas. Edificios y otras estructuras con instalaciones para el cuidado diurno con capacidad mayor
que 150 personas. Edificios y otras estructuras con una capacidad mayor que 500 personas para universida-
des o instalaciones para educación de adultos. Instalaciones para el cuidado de la salud con una capacidad de 50 o más pacientes resi-
dentes pero sin instalaciones para cirugía o tratamientos de emergencia.
Instalaciones para cárceles y detenciones.
Estaciones de generación de energía y otras instalaciones de utilidad pública no incluidas en la Categoría IV.
III
Edificios y otras estructuras que contienen suficientes cantidades de substancias tóxicas o ex-
plosivas como para ser peligrosas al público si se liberan, incluyendo, pero no limitado, a: Instalaciones petroquímicas. Instalaciones para almacenamiento de combustibles. Plantas de fabricación o almacenamiento de productos químicos peligrosos. Plantas de fabricación o almacenamiento de explosivos.
Edificios y otras estructuras equipados con contención secundaria de substancias tóxicas, ex-
plosivas u otras peligrosas (incluyendo, pero no limitado a, tanques de doble pared, receptácu-
los de tamaño suficiente para contener un derrame u otros medios de contención de derrames o
explosiones dentro de los límites de la instalación y prevenir la liberación de cantidades de con-
taminantes nocivas para el aire, el suelo, el agua freática o superficial) deben clasificarse como
estructuras de Categoría II.
Edificios y otras estructuras diseñadas como instalaciones esenciales, incluyendo, pero no limi-
tados a: Hospitales y otras instalaciones para el cuidado de la salud que tienen instalaciones para
cirugía o tratamientos de emergencia. Cuarteles de bomberos, centros de rescate, estaciones de policía y garajes para vehículos
de emergencia. Refugios diseñados contra sismos, huracanes y otras emergencias. Centros de comunicaciones y otras instalaciones necesarias para respuestas a emergen-
cias. Estaciones generadoras de energía y otras instalaciones de utilidad pública necesarias en
una emergencia.
IV
Estructuras auxiliares necesarias para la operación de aquellas de Categoría IV durante
una emergencia (incluyendo pero no limitado a torres de comunicación, tanques de alma-
cenamiento de combustible, torres de refrigeración, estructuras de sub-estaciones de elec-
tricidad, tanques de agua para incendio u otras estructuras de alojamiento o soporte de
agua, otros materiales o equipamiento para combatir el fuego. Torres de control de aviación, centros de control de tráfico aéreo y hangares de emergen-
cia. Instalaciones de almacenamiento de agua y estructuras de bombeo requeridas para man-
tener la presión de agua para combatir incendios. Edificios y otras estructuras con funciones críticas de defensa nacional.
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Apéndice A - 1
Las categorías varían de I a IV, donde la categoría I representa edificios y otras estructuras con bajo peligro para la vida humana en caso de falla y la categoría IV representa instalaciones esenciales. Cada edificio u otra estructura se debe asignar a la categoría aplicable más alta.
Cuando los edificios u otras estructuras tienen usos múltiples, se debe examinar la relación entre los usos de las distintas partes del edificio u otra estructura y la independencia de los sistemas estructurales de aquellas diferentes partes.
La clasificación para cada sistema estructural independiente de un edificio u otra estructura de uso múltiple debe ser aquella del grupo de uso más alto en cualquier parte del edificio u otra estructura que sea dependiente de aquel sistema estructural básico.
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Apéndice A - 2
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 ejecutados con un material de construcción particular.
B.2. SIMBOLOGÍA (solo válida para este Apéndice)
D carga permanente.
E carga sísmica.
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.
B.3. COMBINACIONES DE CARGAS MAYORADAS USANDO EL DISEÑO POR RESISTENCIA
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 solamente en aquellos casos en que el reglamento de diseño del material utilizado lo autorice específicamente.
B.3.2. Combinaciones básicas
Las estructuras, sus componentes y fundaciones se deben diseñar de modo que sus resistencias de cálculo igualen o excedan los efectos de las cargas mayoradas en las siguientes combinaciones que incluyen el viento:
1. 1,2 D + 1,6 (Lr ó S ó R) + (1,0 L ó 0,8W) 2. 1,2 D + 1,6 W + 1,0 L + 0,5 ( Lr ó S ó R) 3. 0,9 D + 1,6 W + 1,6 H
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. Si la acción estructural debida a H actúa en sentido contrario a la debida a W en la combinación 3, el factor de carga de H se debe hacer igual a cero. Cuando la
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Apéndice B - 3
presión lateral del terreno provea resistencia a acciones estructurales provenientes de otras fuerzas, no se debe incluir en H pero sí en la resistencia de diseño.
Se debe investigar cada estado límite de resistencia relevante, lo mismo 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.
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Apéndice B - 4
ANEXOS
NOTA: Los símbolos y notación usados en cada uno de los siguientes Anexos, son válidos solamente para el Anexo en el cual se explicitan.
ANEXO I - CUBIERTAS AISLADAS
I.1. Las presiones de diseño sobre cubiertas aisladas se deben determinar mediante la
siguiente expresión: p = qh G Cpn (N/m2)
Los coeficientes de presión neta Cpn para cubiertas aisladas están dados en las Tablas I.1, I.2 e I.3, las cuales contemplan el efecto combinado del viento tanto sobre la superficie superior como sobre la superficie inferior de las mismas para todas las direcciones de viento. El factor de efecto de ráfaga G se tomará igual a 0,85.
I.2. Las cubiertas aisladas deben ser capaces de resistir las presiones netas máximas
(positivas mayores) y mínimas (negativas mayores), dependiendo estas últimas del grado de bloqueo bajo la cubierta. La relación de bloqueo ζ en cualquier sección transversal es igual a la altura de las obstrucciones bajo la cubierta dividida por la altura del alero a sotavento, ambas áreas normales a la dirección del viento. El valor ζ = 0 representa una cubierta sin obstrucciones debajo. El valor ζ = 1 representa la cubierta totalmente bloqueada con contenidos hasta el alero a sotavento. Los valores de Cpn para bloqueos intermedios se pueden interpolar linealmente entre estos dos extremos y se aplican solamente desde la posición de máximo bloqueo hacia barlovento. Desde la posición de máximo bloqueo hacia sotavento deben usarse los coeficientes para ζ = 0.
I.3. Los valores en las columnas con el encabezamiento “Coeficientes locales”,
correspondientes a las áreas cargadas definidas en la Figura I.1, se deben utilizar para el diseño de las áreas respectivas de la cubierta. Donde se superponen las áreas de coeficientes locales, se debe tomar el mayor de los dos valores dados.
I.4. Los valores en la columna con el encabezamiento “Coeficientes globales” se deben
utilizar para el diseño de los elementos que soportan la cubierta aislada. Para cubiertas de vertiente única se debe considerar el centro de presión actuando a 0,3 W desde el borde a barlovento. En cubiertas a dos aguas, el centro de presión se considerará actuando en el centro de cada faldón. Adicionalmente, las cubiertas a dos aguas deben ser capaces de resistir las fuerzas, considerando un faldón con las presiones máximas o mínimas y el otro descargado.
I.5. Además de las presiones normales a la cubierta, habrá cargas horizontales sobre la
misma debidas a las presiones de viento actuando sobre cualquier cenefa en los aleros, o sobre cualquier tímpano entre aleros y cumbreras en cubiertas a dos aguas. Las cargas sobre estos elementos de fachada se deben calcular en base al área de la superficie que enfrenta al viento, usando un coeficiente de presión neta de Cpn = 1,3 sobre las cenefas y/o tímpanos a barlovento y Cpn = 0,6 sobre las cenefas y/o tímpanos a sotavento, actuando en la dirección del viento.
I.6. 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 un cubierta aislada totalmente bloqueada. Los valores del coeficiente de empuje por fricción se obtienen de la Tabla I.4 y las fuerzas de fricción se deben combinar con las fuerzas debidas a la presión normal. Si existieran cenefas en los aleros o bordes, solo se debe considerar la fuerza mayor entre la de fricción o la actuante sobre la cenefa según el artículo I.5.
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Anexo I - 1
Tabla I.1 – Coeficientes de presión neta, Cpn para cubiertas aisladas de vertiente única
Inclinación de la Caso de carga
cubierta θ
Coeficientes globales
Coeficientes locales
A
B
C
Máximo, todo ζ
+ 0,2
+ 0,5
0º
Mínimo ζ = 0
- 0,5
- 0,6
Mínimo ζ = 1
- 1,2
- 1,3
Máximo, todo ζ
+ 0,4
+ 0,8
5º
Mínimo ζ = 0
- 0,7
- 1,1
Mínimo ζ = 1
- 1,4 (- 1,2) - 1,4 (- 1,2)
+ 1,8 - 1,3 - 1,8
+ 2,1 - 1,7 - 2,6
+ 1,1 - 1,4 - 2,2
+ 1,3 - 1,8 - 2,6 (- 2,1)
Máximo, todo ζ
+ 0,5
+ 1,2
10º Mínimo ζ = 0 Mínimo ζ = 1
- 0,9
- 1,5
- 1,4 (- 1,1) - 1,4 (- 1,1)
Máximo, todo ζ
+ 0,7
+ 1,4
15º Mínimo ζ = 0 Mínimo ζ = 1
- 1,1
- 1,8
- 1,5 (- 1,0) - 1,5 (- 1,0)
+ 2,4 - 2,0 - 2,6
+ 2,7 - 2,4 - 2,9
+ 1,6 - 2,1 - 2,7 (- 1,8)
+ 1,8 - 2,5 - 2,8 (- 1,6)
Máximo, todo ζ
+ 0,8
+ 1,7
20º Mínimo ζ = 0
- 1,3
- 2,2
Mínimo ζ = 1
- 1,5 (- 0,9) - 1,5 (- 0,9)
+ 2,9 - 2,8 - 2,9
+ 2,1 - 2,9 - 2,7 (- 1,5)
Máximo, todo ζ
+ 1,0
+ 2,0
25º Mínimo ζ = 0
- 1,6
- 2,6
Mínimo ζ = 1
- 1,4 (- 0,8) - 1,4 (- 0,8)
+ 3,1 - 3,2 - 2,5
+ 2,3 - 3,2 - 2,5 (- 1,4)
Máximo, todo ζ
+ 1,2
+ 2,2
+ 3,2
+ 2,4
30º Mínimo ζ = 0
- 1,8
- 3,0
- 3,8
- 3,6
Mínimo ζ = 1
- 1,4 (- 0,8) - 1,4 (- 0,8)
- 2,0
- 2,3 (- 1,2)
Notas
1. Se puede interpolar para relaciones de bloqueo en el rango 0 < ζ < 1 y para inclinaciones intermedias de
cubierta.
2. Cuando se dan dos valores para ζ = 1, el primer valor es para bloqueo hacia el alero más bajo a
sotavento y el segundo valor (entre paréntesis) es para bloqueo hacia el alero más alto a sotavento.
3. Los casos de carga cubren todas las direcciones posibles del viento.
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Anexo I - 2
Tabla I.2 – Coeficientes de presión neta, Cpn para cubiertas aisladas a dos aguas
Inclinación de la
cubierta θ
Caso de carga
Coeficientes globales
Coeficientes locales
A
B
C
D
Máximo, todo ζ
+ 0,7
+ 0,8
+ 1,6
+ 0,6
+ 1,7
- 20°
Mínimo ζ = 0 Mínimo ζ = 1
- 0,7 - 1,5
- 0,9 - 1,5
- 1,3 - 2,4
- 1,6 - 2,4
- 0,6 - 1,2
Máximo, todo ζ
+ 0,5
+ 0,6
+ 1,5
+ 0,7
+ 1,4
- 15º
Mínimo ζ = 0 Mínimo ζ = 1
- 0,6 - 1,5
- 0,8 - 1,5
- 1,3 - 2,7
- 1,6 - 2,6
- 0,6 - 1,2
Máximo, todo ζ
+ 0,4
+ 0,6
+ 1,4
+ 0,8
+ 1,1
- 10º
Mínimo ζ = 0 Mínimo ζ = 1
- 0,6 - 1,4
- 0,8 - 1,4
- 1,3 - 2,5
- 1,5 - 2,5
- 0,6 - 1,2
Máximo, todo ζ
+ 0,3
+ 0,5
+ 1,5
+ 0,8
+ 0,8
- 5º
Mínimo ζ = 0
Mínimo ζ = 1
- 0,5 - 1,4
- 0,5 - 1,4
- 1,3 - 2,3
- 1,6 - 2,4
- 0,6 - 1,2
Máximo, todo ζ
+ 0,3
+ 0,6
+ 1,8
+ 1,3
+ 0,4
5º
Mínimo ζ = 0
Mínimo ζ = 1
- 0,6 - 1,2
- 0,6 - 1,2
- 1,4 - 2,0
- 1,4 - 1,8
- 1,1 - 1,5
Máximo, todo ζ
+ 0,4
+ 0,7
+ 1,8
+ 1,4
+ 0,4
10º
Mínimo ζ = 0
Mínimo ζ = 1
- 0,7 - 1,2
- 0,7 - 1,2
- 1,5 - 1,8
- 1,4 - 1,6
- 1,4 - 1,6
Máximo, todo ζ
+ 0,4
+ 0,9
+ 1,9
+ 1,4
+ 0,4
15º
Mínimo ζ = 0
- 0,8
- 0,9
- 1,7
- 1,4
- 1,8
Mínimo ζ = 1
- 1,2
- 1,2
- 1,6
- 1,3
- 1,7
Máximo, todo ζ
+ 0,6
+ 1,1
+ 1,9
+ 1,5
+ 0,4
20º
Mínimo ζ = 0
Mínimo ζ = 1
- 0,9 - 1,2
- 1,2 - 1,2
- 1,8 - 1,5
- 1,4 - 1,2
- 2,0 - 1,7
Máximo, todo ζ
+ 0,7
+ 1,2
+ 1,9
+ 1,6
+ 0,5
25º
Mínimo ζ = 0
Mínimo ζ = 1
- 1,0 - 1,2
- 1,4 - 1,2
- 1,9 - 1,4
- 1,4 - 1,1
- 2,0 - 1,6
Máximo, todo ζ
+ 0,9
+ 1,3
+ 1,9
+ 1,6
+ 0,7
30º
Mínimo ζ = 0
Mínimo ζ = 1
- 1,0 - 1,2
- 1,4 - 1,2
- 1,9 - 1,3
- 1,4 - 1,1
- 2,0 - 1,6
Notas 1. Se puede interpolar para relaciones de bloqueo en el rango 0 < ζ < 1 y para inclinaciones intermedias de
cubierta. 2. La interpolación para inclinaciones de cubierta intermedias se debe realizar entre valores de igual signo. 3. Los casos de carga cubren todas las direcciones posibles del viento.
Reglamento CIRSOC 102
Anexo I - 3
Figura I.1 – Cubiertas aisladas
α > 0 cubierta convexa
α < 0 cubierta cóncava
α
hr
Cpn > 0 hacia abajo
hr Cpn > 0 hacia abajo
Cpn > 0 hacia abajo
a) Generalidades
ζ = h1 / h2
Viento
h1
Bloqueado hasta el alero a sotavento, ζ = 1
h2
b) Relación de bloqueo W/10
B
W/10
B
B
A
L
A
L/10
C
L/10
W c) Zonas en cubiertas aisladas de una y dos aguas
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
C
DD
C
L
A
B
B
W
Anexo I - 4
Tabla I.3 – Factores de reducción para cubiertas aisladas múltiples
Ubicación
Factores para todas las relaciones de bloqueo
ζ
Sobre máximo
Sobre mínimo
Módulo extremo
1,00
0,81
Segundo módulo
0,87
0,64
Módulos tercero y subsiguientes
0,68
0,63
Tabla I.4 – Coeficientes de empuje por fricción
Tipo de superficie
Coeficiente de empuje por fricción
Superficies lisas sin ondulacio-
nes o nervaduras transversales a
0,01
la dirección del viento
Superficies con ondulaciones
transversales a la dirección del
0,02
viento
Superficies con nervaduras
transversales a la dirección del
0,04
viento
Reglamento CIRSOC 102
Anexo I - 5
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Anexo I - 6
ANEXO II - COEFICIENTES DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS O ELEMENTOS ESTRUCTURALES CON
SECCIÓN TRANSVERSAL UNIFORME
II.1. INTRODUCCIÓN
Las cargas de viento sobre estructuras o partes de estructuras con relaciones de esbeltez 8 ≤ l/b < 40 se determinarán utilizando las siguientes expresiones:
F = GCf Ke Af qz [N] Fx = GCfx Ke Af qz [N] Fy = GCfy Ke Af qz [N]
(II.1) (II.2) (II.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 II.1 y II.2. Cfx ,Cfy los coeficientes de fuerza en la dirección de los ejes x , y de la estructura o
elemento estructural de las Tablas II.3a , II.3b y II.4. Af el área proyectada normal al viento = b. l b la dimensión transversal definida en las Tablas II.1 a II.5.
l la longitud de la estructura o elemento. Ke el factor de corrección por esbeltez de la Tabla II.6.
II.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 II.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:
Vz
=
⎜⎛ z ⎜⎝ 10
⎞⎟αˆ
⎠⎟
V
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 la Figura 1.
αˆ la inversa del exponente α para la ley potencial de la velocidad de ráfaga de 3
segundos de la Tabla 4.
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Anexo II - 7
Tabla II.1 - Coeficientes de fuerza para formas prismáticas redondeadas
Forma de la sección transversal
Coeficiente de fuerza Cf Vzb < 4 m2/s Vzb > 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
d Elipse
V
b
b =2
d
0,7
0,3
1,7
1,5
V
r
b =1 ; r = 1
d
b3
1,2
0,6
b
b =1 ; r = 1
1,3
0,7
d
b 16
d
V r
b
b=1 ; r =1
0,4
0,3
d2
b2
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Anexo II - 8
Tabla II.1 - (Continuación) Forma de la sección transversal
Coeficiente de fuerza Cf Vzb < 4 m2/s Vzb > 10 m2/s
V
r
b
b=1 ; r =1
0,7
0,7
d2
b6
V
r
b
b =2 ; r = 1
1,9
1,9
d
b 12
V r
b
b =2 ; r = 1
1,6
0,6
d
b4
a
V
r
45º
d
Reglamento CIRSOC 102
r =1 a3
b
r= 1
a 12
r= 1 a 48
1,2
0,5
1,6
1,6
1,6
1,6
Anexo II - 9
Tabla II.1 - (Continuación) Forma de la sección transversal
r =1 b4
V r
b
r=1 b 12
Coeficiente de fuerza Cf Vzb < 4 m2/s Vzb > 10 m2/s
1,2
0,5
1,4
1,4
V
r
b
r= 1
b 48
1,3
1,3
r =1 b4
1,3
0,5
1 >r > 1 12 b 48
2,1
2,1
Notas:
1. Los valores en Tabla II.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 b ν
Re = V b ν
la velocidad básica del viento en m/s de la Figura 1. 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.
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Anexo II - 10
II.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 II.2 .
Nota: Los coeficientes de fuerza para secciones de aristas vivas son independientes del número de Reynolds. La Tabla II.2. presenta los valores para las secciones transversales poligonales más comunes, con excepción de los prismas rectangulares, que se tratan separadamente en el artículo II.4.
II.4. PRISMAS DE SECCION RECTANGULAR
Los coeficientes de fuerza Cfx y Cfy para prismas de sección rectangular se obtendrán de Tablas II.3a y II.3b. Para estructuras con relaciones d/b > 1, inclinadas con respecto al viento un ángulo θ ≤ 15º, los valores de Cfx obtenidos de Tabla II.3a deberán incrementarse por el factor [1 + (d/b) tg θ ] . Para estructuras con relaciones d/b ≤ 1, inclinadas con respecto al viento un ángulo θ ≤ 15º no se requiere incrementar los valores Cfx.
II.5. PERFILES ESTRUCTURALES
Los coeficientes de fuerza Cfx y Cfy para secciones de perfiles, simples o compuestas, se obtienen de Tabla II.4. En la misma, el ángulo θ de dirección del viento debe medirse siempre en sentido antihorario.
II.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 II.5.
II.7. CORRECCIONES POR ESBELTEZ
Los factores de corrección por esbeltez Ke se obtendrán de Tabla II.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.
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Anexo II - 11
Tabla II.2 - Coeficientes de fuerza para prismas con aristas vivas Forma de la sección
Coeficiente de fuerza Cf
V
Cuadrado con cara frente al
b
viento
2,2
b
V
Cuadrado con arista frente al viento
1,5
V
Triángulo equilátero con arista
b
frente al viento
1,2
V
Triángulo equilátero con cara
b
frente al viento
2,0
V
b
Triángulo rectángulo
1,55
V
b
Octógono
V b Dodecágono
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1,4 1,3
Anexo II - 12
Tabla II.3A - Coeficientes de fuerza Cfx para prismas rectangulares
b θ
Dirección del viento
Fx
d
Relación de dimensiones
⎛⎜ d ⎞⎟ ⎝b⎠ 0,10
0,65
1
2
4
≥ 10
Coeficiente de fuerza
Cfx
2,2 3,0 2,2 1,6 1,3 1,1
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Anexo II - 13
Tabla II.3B - Coeficientes de fuerza CfY para prismas rectangulares
Fy
b θ
Dirección del viento d
Relación de dimensiones
⎛⎜ d ⎞⎟ ⎝b⎠ 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 este artículo 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 II.3B contiene valores máximos de Cfy para ángulos θ < 20º . Este tipo de variación puede ocurrir en flujo turbulento nominalmente paralelo a una cara.
3. Para direcciones oblícuas de viento θ > 20º, se necesita de información más detallada o el consejo de especialistas.
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Anexo II - 14
Tabla II.4 – Coeficientes de fuerza Cfx , Cfy para perfiles estructurales
+ 1,9 + 1,8 + 2,0 - 1,8 - 2,0
+ 0,95 + 0,8 + 1,7 - 0,1 + 0,1
+ 1,8 + 2,1 - 1,9 - 2,0 - 1,4
+ 1,8 + 1,8 - 1,0 + 0,3 - 1,4
+ 1,75 + 0,85 + 0,1 - 0,75 - 1,75
+ 0,1 + 0,85 + 1,75 + 0,75 - 0,1
+ 1,6 + 1,5 - 0,95 - 0,5 - 1,5
0 - 0,1 + 0,7 + 1,05
0
+ 2,0 + 1,2 - 1,6 - 1,1 - 1,7
0 + 0,9 + 2,15 + 2,4 ± 2,1
+ 2,05 + 1,85
0 - 1,6 - 1,8
0 + 0,6 + 0,6 + 0,4
0
+ 2,05 + 1,95 ± 0,5
Reglamento CIRSOC 102
0 + 0,6 + 0,9
+ 1,6 + 1,5
0
0 + 1,5 + 1,9
+ 1,4 + 1,2
0
0 + 1,6 + 2,2
Anexo II - 15
Tabla II.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 II.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 Trenzados gruesos
Trenzados finos Trenzados gruesos
1,20 1,30 0,90 1,10
TIRANTES Y TUBERÍAS
Vz b < 0,6 m2/s Vz b ≥ 0,6 m2/s
Lisa Moderadamente rugosa
Lisa Moderadamente rugosa
1,20 1,20 0,50 0,70
Tabla II.6 - Factor de corrección por relación de esbeltez
Relación de esbeltez ⎜⎛ l ⎞⎟ ⎝b⎠ 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 ⎜⎛ l ⎟⎞ , se permite la interpolación lineal. ⎝b⎠
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Anexo II - 16
ANEXO III – PROPIEDADES DINÁMICAS DE LAS CONSTRUCCIONES
III.1. CÁLCULO DEL PERÍODO FUNDAMENTAL EN SISTEMAS DE FORMA SIMPLE
III.1.1. Introducción
En este Anexo se presentan fórmulas y métodos aproximados para determinar el período del modo fundamental de oscilación de las construcciones más frecuentes. Se supone implícitamente que:
- Se trata de oscilaciones planas no acopladas con otros modos de oscilación, en las cuales las distintas masas que componen la estructura se desplazan paralelamente a un mismo plano, sin excitar por este hecho oscilaciones perpendiculares a dicho plano.
- Los pares de inercia desarrollados por la rotación de las diversas masas alrededor de ejes horizontales normales al plano de la figura son despreciables frente a las otras fuerzas de inercia puestas en juego.
Las estructuras que presentan un plano de simetría vertical en la dirección en que actúa el viento satisfacen la primera condición, quedando excluidas las estructuras asimétricas, en las cuales cualquier oscilación lateral produce oscilaciones de torsión. La segunda suposición implica despreciar las inercias rotacionales, lo que conduce a estimar un período del modo fundamental con un error que en general no supera el 5% por defecto.
Por lo expuesto precedentemente, los períodos calculados según el presente anexo son algo menores que los reales.
III.1.2. Esquematización de la estructura
La distribución de masas en la construcción puede ser:
a) Distribuida continuamente, caso de fustes de torres, chimeneas, etc. b) Discretizada, o sea concentrada en diferentes niveles de la construc-
ción, como por ejemplo el caso de edificios en altura.
III.1.3. Estructuras que presentan una masa concentrada en el extremo superior
La masa en consideración puede estar apoyada en:
a) Un soporte con masa despreciable b) Un soporte con masa no despreciable
Reglamento CIRSOC 102
Anexo III - 17
Caso a) : Soporte con masa despreciable
Se trata del caso de un depósito elevado apoyado en un soporte constituido por columnas verticales o inclinadas, arriostradas entre sí o trianguladas.
El período del modo fundamental está dado por:
siendo:
T = 2π P f g
T el periodo a determinar
P el peso de la masa concentrada, actuando en el baricentro de la misma
f
el desplazamiento horizontal de la masa debido a una carga unitaria del
mismo sentido actuando en el baricentro de aquella
g
la aceleración de la gravedad
En el caso particular de un soporte de inercia constante en toda su altura la expresión anterior resulta:
siendo:
T = 2π P h3 3EIg
I
el momento de inercia de la sección del soporte
E
el módulo de elasticidad del material del soporte
h
la altura del baricentro de la masa
Caso b) : Soporte con masa no despreciable
El período viene dado ahora por:
siendo:
T = 2π P * h3 3EIg
P* = P + 0,236 Psoporte
Si el soporte presenta momento de inercia variable, se debe adoptar un valor equivalente de I , obtenido con la condición de igualar la flecha en el extremo superior al aplicar la carga unitaria horizontal.
III.1.4. Estructuras que presentan masa repartida en toda su altura
Cabe distinguir los siguientes casos:
a) Prismas o cilindros de sección constante b) Troncos de cono de secciones homotéticas c) Troncos de cono o de pirámide cualesquiera
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Anexo III - 18
Caso a) : Prismas o cilindros de sección constante El período está dado por:
siendo:
T = 1,79h2 p EIg
h
la altura del prisma o cilindro
I
el momento de inercia de la sección
p
el peso por unidad de altura del prisma o cilindro
Caso b) : Troncos de cono de sección homotética
Siendo C el centro de homotecia ubicado en la vertical del baricentro de la base, y con la nomenclatura de la Figura III.1, el período se determina según la expresión:
T = K h2 p EIg
K Coeficiente a extraer de la Figura III.1 en función de a/L
Caso c) : Troncos de cono o de pirámide cualesquiera [Figura III.2 (a)]
La siguiente expresión permite determinar el período de estructuras de este tipo, cuyo espesor sea constante o variable linealmente con la altura, sin llegar a ser de secciones homotéticas.
siendo:
h p I
Ω
es e ds d
T = 2πh 2 p Ω EIg
la altura de la construcción, según la Figura III.2 (a)
el peso por unidad de altura al nivel de la base
el momento de inercia de la sección al nivel de la base
un coeficiente a extraer de la Figura III.2 (b), función de
λ = es y μ = ds
e
d
el espesor de la pared resistente en el extremo superior
el espesor de la pared al nivel de la base
el diámetro exterior en el extremo superior
el diámetro exterior al nivel de la base
Reglamento CIRSOC 102
Anexo III - 19
Figura III.1 – Troncos de cono de sección homotética
C a
h
A
L
B
Coeficiente K
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Relación a/L
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Anexo III - 20
Figura III.2A – Troncos de cono o de pirámide cualesquiera
ds
es
h
e d
Reglamento CIRSOC 102
Anexo III - 21
Figura III.2B – Troncos de cono o de pirámide cualesquiera
= 1,00
= 0,75
= 0,50
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
Relación = ds /d
= 0,125
3
= 0,25
= 0,0625
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
1
2
4
5
6
7
8
Valores de 2 /10
Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones
Anexo III - 22
III.1.5. Estructuras que presentan masas discretas
Estas construcciones se presentan con frecuencia en la práctica, siendo más representativo el caso de edificios en altura.
Se describen las siguientes alternativas para la determinación del período correspondiente al modo fundamental de oscilación:
a) Fórmulas aproximadas de Rayleigh b) Fórmulas simplificadas aplicables a los casos de edificios de
vivienda en forma de paralelepípedo c) Método exactos
Caso a) : Fórmulas aproximadas de Rayleigh
Estas expresiones conducen a la estimación del período por defecto, y eventualmente pueden tener en cuenta la rotación de las fundaciones. Se pueden aplicar dos procedimientos:
Procedimiento I : Como indica la Figura III.3, se trabaja con la estructura girada a 90º en el campo gravitatorio, con los pesos Pi aplicados verticalmente en correspondencia con cada masa.
Figura III.3 – Fórmulas aproximadas de Rayleigh – Procedimiento I
P1
P2
P3
y1
y2
y3
Siendo yi las flechas correspondientes a las distintas masas de peso Pi bajo la suposición de comportamiento perfectamente elástico, el período se determina según:
T = 2π
n
∑ Pi y i 2 1
n
∑ g Pi y i 1
Procedimiento II : Si no es necesaria una gran precisión se puede usar el siguiente método aproximado. Se admite que la estructura estará sometida a una fuerza horizontal unitaria actuando al nivel de la última masa, según se indica en la Figura III.4. Llamando fi a los desplazamientos horizontales experimentados por las diferentes masas cuyo peso es Pi , el período se determina según la expresión:
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Anexo III - 23
Figura III.4 – Fórmulas aproximadas de Rayleigh – Procedimiento II
1
fn
f1
T = 2π
n
∑ Pi fi 2 1 g fn
Caso b) : Fórmulas simplificadas aplicables a edificios de vivienda
Las expresiones que se presentan a continuación conducen a valores ligeramente mayores del período respecto a los períodos determinados mediante ensayos.
Se denominará en lo que sigue con h a la altura del edificio y con L la dimensión en planta en la dirección considerada.
Los tipos a analizar son:
a) Estructura de contraviento constituida por muros de mampostería o de hormigón simple
b) Estructura de contraviento constituida por tabiques de hormigón armado
c) Estructura de contraviento constituida por pórticos de hormigón armado
d) Estructura de contraviento constituida por pórticos metálicos
En la Tabla III.1 se resume la expresión del período fundamental para cada caso.
Tabla III.1 – Fórmulas simplificadas en edificios de vivienda
Tipo de estructura
a)
b)
Período fundamental T
0,06 h
h
0,08 h h
L 2L + h
L L+h
c) 0,09 h
L
d) 0,10 h
L
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Anexo III - 24
Caso c) : Métodos exactos
La determinación del período fundamental se puede realizar alternativamente mediante métodos exactos, los que por lo general requieren el uso de programas de computación para resolver problemas de valores propios, sobre todo cuando el número de pisos aumenta. En la bibliografía sobre dinámica de estructuras se pueden consultar asimismo métodos numéricos que posibilitan el cálculo manual, entre los cuales ha alcanzado gran divulgación el procedimiento de aproximaciones sucesivas propuesto por Stodola-Vianello.
III.2. RELACIÓN DE AMORTIGUAMIENTO CRÍTICO
La relación de amortiguamiento β, expresada como porcentaje del crítico, puede obtenerse de la Tabla III.2.
Tabla III.2 - Relación de amortiguamiento crítico β Tipo de construcción
Edificios con estructura de hormigón armado, con tabiques o divisiones con mampostería de ladrillos. Construcciones de mampostería. Edificios con estructura de acero soldado y divisiones de paneles livianos. Torres y chimeneas de hormigón armado. Torres y chimeneas de hormigón pretensado. Torres, chimeneas y antenas de acero soldado. Torres, chimeneas y antenas de acero roblonado. Estructuras de madera.
β 0,020 0,010 0,015 0,010 0,005 0,010 0,030
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Anexo III - 25
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Anexo III - 26
ANEXO IV - COEFICIENTES DE PRESIÓN EXTERNA (Cp) PARA DEPÓSITOS, SILOS Y TANQUES CIRCULARES
IV.1. GENERALIDADES
Las presiones externas p para depósitos, silos y tanques circulares (ver la Figura IV.1) se calculan mediante la siguiente expresión
p = G Cp qh
[N/m2]
(IV.1)
siendo: G Cp qh
el factor de efecto de ráfaga = 0,85 el coeficiente de presión externa la presión dinámica calculada a la altura h (ver Figura IV.1)
Figura IV.1 : Coeficientes de presión externa Cp sobre paredes de depósitos, silos y tanques circulares ( 0,25 ≤ c/b ≤ 4,0 )
Dirección del viento ϕ b
h=c
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c h
Anexo IV - 27
IV.2. PRESIONES EN PAREDES
Los coeficientes de presión externa Cp para las paredes de depósitos, silos y tanques de sección circular apoyados en el suelo, o en columnas de una altura no mayor que la altura c del cilindro, se obtendrán de la siguiente expresión:
Cp (ϕ) = kc Cp1 (ϕ)
donde: Cp1 (ϕ) = - 0,5 + 0,4 cos ϕ + 0,8 cos 2ϕ + 0,3 cos 3ϕ - 0,1 cos 4ϕ - 0,05 cos 5ϕ
kc = 1,0
para Cp1 ≥ - 0,15
kc
=
1,0
–
0,55
(Cp1
+
0,15)
log10
⎛⎜ c ⎟⎞ ⎝b⎠
para Cp1 < - 0,15
Los valores de Cp1 (ϕ) se indican en la Figura IV. 2.
Figura IV.2: Valores del coeficiente Cp1 sobre paredes
Valores de Cp1
Coeficiente Cp1
1 0,8 0,6 0,4 0,2
0 0
-0,2 -0,4 -0,6 -0,8
-1 -1,2 -1,4 -1,6
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
Angulo φ
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Anexo IV - 28
IV.3. FUERZA TOTAL DE EMPUJE
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 b c
[N]
IV.4. PRESIONES SOBRE EL FONDO DE DEPÓSITOS, SILOS Y TANQUES ELEVADOS
Las presiones sobre el fondo de depósitos, silos y tanques elevados se calcularán usando la expresión (IV.1), con los valores de Cp que se indican en Tabla IV.1.
Tabla IV.1 : Coeficientes de presión para fondos de depósitos, silos y tanques
Separación relativa (1-c/h)
Cp(max)
Cp (min)
≥ 1/3
0,8
-0,6
0,0
0,0
0,0
Nota: Para valores intermedios puede interpolarse linealmente.
IV.5. PRESIONES SOBRE LA CUBIERTA DE DEPÓSITOS, SILOS Y TANQUES ELEVADOS
Los coeficientes de presión externa Cp de expresión (IV.1) para la cubierta o tapa de depósitos, silos o tanques de sección circular se obtienen de la Figura IV.3.
En los bordes a barlovento de la cubierta y en la región próxima al vértice del cono, para inclinaciones θ > 10º , se debe considerar un factor de amplificación local igual a 1,5.
Nota: Las cargas especificadas están basadas en datos obtenidos mediante ensayos en tunel de viento llevados a cabo por Sabransky, I.J., “Wind Pressure Distribution on Cylindrical Storage Silos”, M. Eng. Sc. Thesis, Monash University, 1984 y Macdonald, P.A.,Kwok, K.C.S. y Holmes, J.D., “Wind Loads on Storage Bins, Silos and Tanks I, Point Pressure Measurements on Isolated Structures”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol 31, 1988, p. 165-188, para silos aislados. El agrupamiento de silos puede, en algunos casos, producir cargas significativamente diferentes de las especificadas, por lo cual el proyectista debe recurrir al asesoramiento de especialistas en estos casos. A falta de información más detallada, los silos agrupados con separación entre paredes mayor que dos diámetros, se pueden considerar como silos aislados. Si se trata de un grupo de silos próximos entre sí, con separaciones menores que un décimo del diámetro, el mismo se puede considerar como una estructura única.
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Anexo IV - 29
Figura IV.3 : Coeficientes de presión externa para la cubierta de depósitos, silos y tanques circulares ( 0.25 ≤ c/b ≤ 4.0 )
Zona para factor de presión local
Zonas para factor de presión local
45º
A
B
45º A
B 0,5 b
0,1b
0,25 c
Dirección del viento
A
θ < 10º B
θ
0,1b
0,2b
0,6b
0,4b
10º ≤ θ ≤ 30º
Dirección del viento
A
B
θ
c
b
b
Coeficientes de presión externa Cp para cubierta de depósitos, silos y tanques circulares
Zona A
Zona B
- 0,8
- 0,5
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Anexo IV - 30
ANEXO V - COEFICIENTES DE PRESIÓN PARA PASADIZOS CERRADOS ENTRE EDIFICIOS
V.1. INTRODUCCIÓN
Las presiones p para pasadizos cerrados entre edificios se calculan mediante la siguiente expresión:
p = qz G (Cp - Cpi)
[N/m2]
siendo: qz la presión dinámica evaluada a la altura z = 3h de cubierta del pasadizo, usando la exposición definida en el artículo 5.6.3 G el factor de efecto de ráfaga = 0,85 Cp el coeficiente de presión externa (ver Tabla V.1) Cpi el coeficiente de presión interna (ver Tabla V.2)
Los coeficientes indicados en las Tablas V.1 y V.2 valen para las siguientes relaciones geométricas:
h : b : L = 1 : 1 : 10
Figura V.1 Pasadizos cerrados entre edificios
b
C
A
B
h
D
Corte
L PUERTAS CERRADAS
h 2h
Vista Lateral
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Anexo V - 31
Tabla V.1 – Coeficientes de presión externa Cp
A + 0,8
B - 1,2
C - 1,4
D - 1,5
Tabla V.2 – Coeficientes de presión interna Cpi
ABERTURAS Uniformemente distribuidas Predominantes sobre lado “A” Predominantes sobre lado “B” Predominantes sobre lado “C”
Cpi - 0,5 + 0,7 - 1,1 - 1,3
Nota: Los coeficientes indicados en las Tablas V.1 y V.2 se basan en ensayos en túnel de viento en los cuales no se ha simulado el perfil correcto de velocidades ni la turbulencia del viento por lo que se deben utilizar con precaución. Se han tomado de la norma Suiza “Normen für die Belastungsannahmen, die Inbetriebnahme und die Überwachung der Bauten”, Schweizerischer Ingenieur und Architekten Verein, Nº 160, Zurich, Suiza, 1956.
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Anexo V - 32
ANEXO VI – COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA PARA ESFERAS
p -
α +
Viento
+ F
D
La fuerza de diseño sobre una esfera se debe calcular con la expresión:
F = qz G Cf Af
[N]
(VI.1)
siendo:
qz la presión dinámica evaluada a la altura 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 coeficiente de fuerza neta. Para D q z > 25, y superficie moderadamente
suave se tomará Cf = 0,2
Af
el área proyectada normal al viento, en m2.
Af
= π D2 4
D el diámetro de la esfera, en m.
Las presiones externas sobre la superficie de la esfera se calculan mediante la expresión:
p = qz G Cp
[N/m2]
(VI.2)
siendo:
qz la presión dinámica evaluada a la altura z. G el factor de efecto de ráfaga del artículo 5.8. Cp el coeficiente de presión externa de la Tabla VI.1.
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Anexo VI - 33
Tabla VI.1 – Coeficientes de presión externa para D q z > 25 y superficie
moderadamente suave
α 0º 15º 30º 45º 60º 75º 90º 105º 120º 135º 150º 165º 180º
Cp +1,0 +0,9 +0,5 -0,1 -0,7 -1,1 -1,2 -1,0 -0,6 -0,2 +0,1 +0,3 +0,4
Nota: Los coeficientes de presión y fuerza dados en este Anexo valen para esferas con
D q z > 25 y superficie moderadamente suave. Los mismos se basan en
ensayos en túnel de viento en los cuales no se ha simulado el perfil correcto de velocidades ni la turbulencia del viento por lo que se deben utilizar con precaución. Se han tomado de la norma Suiza “Normen für die Belastungsannahmen, die Inbetriebnahme und die Überwachung der Bauten”, Schweizerischer Ingenieur und Architekten Verein, Nº 160, Zurich, Suiza, 1956.
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Anexo VI - 34
INTI
INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
CIRSOC
CENTRO DE INVESTIGACIÓN DE LOS REGLAMENTOS NACIONALES DE SEGURIDAD PARA LAS OBRAS CIVILES
Ver+/-
