Informe Carga de Viento

NORMATIVA ASCE 7-16 INTEGRANTES: ● Isaac Espinoza. ● Rachel Montecinos. ● Luciana Vargas. DOCENTE: MSc. Álvaro Moscoso Wayar, MATERIA: Análisis estructural.

CARGAS DE VIENTO REQUISITOS GENERALES 

PROCEDIMIENTOS 1.

Alcance. Los edificios y otras estructuras, incluido el sistema principal de resistencia a la fuerza del viento y todos los componentes y revestimientos del mismo, deben diseñarse y construirse para resistir las cargas de viento determinadas de acuerdo con los requisitos de la estructura. 2. Procedimientos permitidos. Las cargas de viento de diseño para edificios y otras estructuras, incluidos los elementos de las mismas, se determinarán utilizando uno de los procedimientos adecuados. 3. Sistema principal de resistencia a la fuerza del viento. Las cargas de viento para el sistema se determinarán usando uno de los siguientes procedimientos: 1. Procedimiento direccional para edificios de todas las alturas que cumplan con los requisitos mínimos de diseño. 2. Procedimiento de envolvimiento para edificios de poca altura. 3. Procedimiento direccional para accesorios de construcción (estructuras de techo y equipo de techo) y otras estructuras (tales como paredes sólidas independientes y letreros sólidos independientes, chimeneas, tanques, letreros abiertos, marcos abiertos de un solo plano y torres entramadas). 4. Procedimiento de túnel de viento para todos los edificios y todas las demás estructuras. VELOCIDAD BÁSICA DEL VIENTO, V: Velocidad de ráfaga de tres segundos a 33 pies (10 m) sobre el suelo. 

DEFINICIONES

EDIFICIO CERRADO: Un edificio que tiene el área total de aberturas en cada muro, que recibe presión externa positiva, menor o igual a 4 pies cuadrados (0.37 m2) o 1% del área de ese muro, el que sea menor. Esta condición se expresa para cada muro mediante la siguiente ecuación: Ao 4 ft^2 (0.37m^2) >0.01 Ag, lo que sea más pequeño; y Aoi / Agi ≤ 0.20 donde Ao y Ag son los definidos para edificio abierto: Aoi = suma de las áreas de las aberturas en la envoltura del edificio (paredes y techo) sin incluir Ao, en ft^2(m^2). Agi = suma de las áreas de superficie bruta de la envolvente del edificio (paredes y techo) sin incluir Ag, en ft^2(m^2). EDIFICIO, PARCIALMENTE ABIERTO: Un edificio que no cumple con los requisitos para edificios abiertos, parcialmente cerrados o cerrados. EDIFICIO, DIAFRAGMA SIMPLE: Un edificio en el que las cargas de viento tanto a barlovento como a sotavento se transmiten por techos y ensamblajes de paredes que se extienden verticalmente, a través de diafragmas continuos de piso y techo. ENVOLVENTE DEL EDIFICIO: Revestimientos, techos, paredes exteriores, vidriado, ensamblajes de puertas, ensambles de ventanas, ensambles de tragaluces y otros componentes que encierran el edificio. EDIFICIO U OTRA ESTRUCTURA, FLEXIBLE: Edificios delgados y otras estructuras que tienen una frecuencia natural fundamental inferior a 1 Hz. EDIFICIO U OTRA ESTRUCTURA, DE FORMA REGULAR: Un edificio u otra estructura que no tiene irregularidades geométricas inusuales en forma espacial. EDIFICIO U OTRA ESTRUCTURA, RÍGIDO: Un edificio u otra estructura cuya frecuencia fundamental es mayor o igual a 1 Hz. COMPONENTES Y REVESTIMIENTOS (C&C): Elementos de la envolvente del edificio o elementos de los accesorios del edificio y estructuras y equipos para tejados. FUERZA DE DISEÑO, F: Fuerza estática equivalente a utilizar en la determinación de cargas de viento para otras estructuras. PRESIÓN DE DISEÑO, p: Presión estática equivalente que se utilizará en la determinación de cargas de viento para edificios.

DIAFRAGMA: Techo, piso u otra membrana o sistema de arrostramiento que actúa para transferir fuerzas laterales verticales. Para análisis bajo cargas de viento, los diafragmas construidos con plataformas de acero sin rematar, plataformas de acero rellenas de concreto y losas de concreto, cada una con una relación de luz a profundidad de 2 o menos, se debe permitir idealizar como rígido. Los diafragmas construidos con paneles estructurales de madera pueden idealizarse como flexibles. PROCEDIMIENTO DIRECCIONAL: Procedimiento para determinar las cargas de viento en edificios y otras estructuras para direcciones específicas del viento, en el que los coeficientes de presión externa utilizados se basan en pruebas de túnel de viento pasado de modelos de construcción prototípicos para la dirección del viento correspondiente. ALTURA DEL ALERO, he: La distancia desde la superficie del suelo adyacente al edificio hasta el techo es una pared particular. Si la altura del alero varía a lo largo del muro, se utilizará la altura promedio. ÁREA EFECTIVA DE VIENTO, A: El área utilizada para determinar el coeficiente de presión externa, (GCp) y (GCrn). Para los paneles solares en la azotea, el área de viento efectiva es igual al área tributaria del elemento estructural que se está considerando, excepto que el ancho del área de viento efectiva no necesita ser menor que un tercio de su longitud. Para los sujetadores de revestimiento, el área de viento efectiva no debe ser mayor que el área que es tributaria de un sujetador individual. PROCEDIMIENTO DE ENVOLVENTE: Procedimiento para determinar los casos de carga de viento en edificios, en el que los coeficientes de presión pseudo externos se derivan de pruebas pasadas en túnel de viento de modelos de edificios prototípicos rotados sucesivamente 360 °, de modo que los casos de pseudo presión producen acciones estructurales clave (p. Ej., Levantamiento, cizallamiento horizontal, y flexión) que desarrollan sus valores máximos entre todas las direcciones posibles del viento. ACRISTALAMIENTO: Vidrio o lámina de plástico transparente o translúcida utilizada en ventanas, puertas, tragaluces o muros cortina. SISTEMA PRINCIPAL DE RESISTENCIA A LA FUERZA DEL VIENTO (MWFRS): Conjunto de elementos estructurales asignados para proporcionar soporte y estabilidad a la construcción general u otra estructura. El sistema generalmente recibe cargas de viento de más de una superficie. ALTURA MEDIA DEL TECHO, h: El promedio de la altura del alero del techo y la altura hasta el punto más alto de la superficie del techo, excepto que, para ángulos de techo menores o iguales a 10 °, se permite tomar la altura media del techo como la altura del alero del techo. ABERTURAS: Aberturas o agujeros en la envolvente del edificio que permiten que el aire fluya a través de la envolvente del edificio y que están diseñados como "abiertos" durante los vientos de diseño según se define en estas disposiciones.

PROCEDIMIENTO DE TÚNEL DE VIENTO: Un procedimiento para determinar las cargas de viento en edificios y otras estructuras, en el cual las presiones y / o fuerzas y momentos se determinan para cada dirección del viento considerada, a partir de un modelo del edificio u otra estructura y sus alrededores. 

SIMBOLOS A = área efectiva del viento, en pies^2 (m^2). Af = área de edificios abiertos y otras estructuras normales a la dirección del viento o proyectadas en un plano normal a la dirección del viento, en pies^2 (m^2). Ag = área bruta de ese muro en que se identifica Ao, en pies^2 (m^2). Agi = suma de las áreas de superficie bruta de la envolvente del edificio (paredes y techo) sin incluir Ag, en ft2 (m2). An = área de viento normalizada para paneles solares en la azotea. Ao = área total de aberturas en un muro que recibe presión externa positiva, en pies^2 (m^2). Aog = área total de aberturas en la envolvente del edificio en pies^2 (m^2). Aoi = suma de las áreas de aberturas en la envolvente del edificio (paredes y techo) sin incluir Ao, en pies^2 (m^2). As = área bruta de la pared sólida independiente o letrero sólido, en pies^2 (m^2). a = ancho de la zona del coeficiente de presión, en ft (m). B = dimensión horizontal del edificio medido normal a la dirección del viento, en pies (m). 𝑏̅ = factor de velocidad media del viento por hora. 𝑏̂= factor de velocidad de ráfaga de 3 s. c = factor de intensidad de turbulencia en la ecuación. Cf = coeficiente de fuerza que se usará en la determinación de cargas de viento para otras estructuras. CN = coeficiente de presión neta que se usará en la determinación de cargas de viento para edificios abiertos. Cp = coeficiente de presión externa que se usará en la determinación de cargas de viento para edificios. D = diámetro de una estructura o elemento circular, en pies (m). D’ = profundidad de los elementos que sobresalen, como nervaduras y spoilers, en pies (m).

𝑑1 = para las matrices solares del techo, distancia horizontal ortogonal al borde del panel a un elemento adyacente, puede ser panel o el borde del edificio, ignorando cualquier equipo del techo, en pies (m). 𝑑2 = para paneles solares en el techo, distancia horizontal desde el borde de un panel hasta el punto más cercano en pies (m). F = fuerza del viento de diseño para otras estructuras, en lb (N). G = factor de efecto de ráfaga. Gf = factor de efecto de ráfaga para MWFRS de edificios flexibles y otras estructuras. (G𝐶𝑃 ) = producto del coeficiente de presión externa y el factor de efecto de ráfaga que se utilizará en la determinación de cargas de viento para edificios. (G𝐶𝑝𝑓 ) = producto del coeficiente de presión externa equivalente y el factor de efecto de ráfaga que se utilizará en la determinación de cargas de viento para MWFRS de edificios de poca altura. (G𝐶𝑝𝑖 ) = producto del coeficiente de presión interna y el factor de efecto de ráfaga que se utilizará en la determinación de cargas de viento para edificios. (G𝐶𝑝𝑛 ) = coeficiente de presión neta combinada para un parapeto. (G𝐶𝑟 ) = producto del coeficiente de presión externa y el factor de efecto de ráfaga que se utilizará en la determinación de cargas de viento para estructuras de tejados. (G𝐶𝑟𝑛 ) = coeficiente de presión neta para paneles solares de tejados. (𝐺𝐶𝑟𝑛 )𝑛𝑜𝑚 = coeficiente de presión neta nominal para paneles solares en tejados gQ = factor de pico para la respuesta de fondo en las ecuaciones. gR = factor de pico para la respuesta resonante en la ecuación. gv = factor de pico para la respuesta del viento en las ecuaciones. H = altura de la colina, cresta o escarpe, en pies (m). h = altura media del techo de un edificio o altura de otra estructura, excepto que la altura del alero se utilizará para el ángulo del techo θ menor o igual a 10 °, en pies (m). h1 = altura de un panel solar sobre el techo en el borde inferior del panel, en pies (m). h2 = altura de un panel solar sobre el techo en el borde superior del panel, en pies (m). he = altura del alero del techo en una pared en particular, o la altura promedio si el alero varía a lo largo de la pared hp = altura hasta la parte superior del parapeto.

hpt = altura media del parapeto sobre la superficie del techo adyacente en pies (m). Iz = intensidad de turbulencia. K1, K2, K3 = multiplicadores para obtener Kzt. Kd = factor de direccionalidad del viento. Ke = factor de elevación del suelo. Kh = coeficiente de exposición a la presión de velocidad evaluado a la altura z = h. Kz = coeficiente de exposición de la presión de velocidad evaluado a la altura z. Kzt = factor topográfico. L = dimensión horizontal de un edificio medida paralela a la dirección del viento, en pies (m). Lb = longitud normalizada del edificio, en pies (m). Lh = distancia a barlovento de la cresta de la colina, cresta o escarpe hasta donde la diferencia en la elevación del suelo es la mitad de la altura de la colina, cresta o escarpe, en pies (m). Lp = longitud de la cuerda del panel para usar con paneles solares en el techo, en pies (m). Lr = dimensión horizontal de la esquina de retorno para una pared sólida independiente o un letrero sólido, en pies (m). Lz = escala de longitud integral de turbulencia, en pies (m). l = factor de escala de longitud integral, pies (m). N1 = frecuencia reducida. n1 = frecuencia natural fundamental, en Hz. na = frecuencia natural de límite inferior aproximada (Hz) p = presión de diseño que se utilizará en la determinación de cargas de viento para edificios, en lb ∕ ft2 (N ∕ m2). 

GENERAL

1. Convención de signos. La presión positiva actúa hacia la superficie y la presión negativa actúa lejos de la superficie. 2. Condición de carga crítica. Los valores de las presiones externas e internas se combinarán algebraicamente para determinar la carga más crítica. 3. Presiones del viento que actúan sobre las caras opuestas de cada superficie del edificio. En el cálculo de las cargas de viento de diseño para el MWFRS y para C&C para edificios, se tendrá en cuenta la suma algebraica de las presiones que actúan sobre las caras opuestas de cada superficie del edificio.

Tabla 26.6-1 de Kd factor de dirección del viento

CARGA DE VIENTO EN EDIFICIOS: SISTEMA PRINCIPAL DE RESISTENCIA DE FUERZA DE VIENTO (PROCESO DIRECCIONAL)

ALCANCE Tipo de edificio. En estos casos se está aplicado a la determinación del sistema principal de resistencia de fuerza de viento (MWFRS) en edificios cerrados, parcialmente cerrados y edificios abiertos de toda altura, usando el proceso direccional. Parte 1: aplica para los edificios de toda altura donde sea necesario separar las cargas de viento aplicadas al barlovento, sotavento y a las paredes laterales del edificio para evaluar correctamente las fuerzas internas de los miembros de MWFRS. Parte 2: aplica a una clase especial de edificios designada como edificios de diafragma simple, definidos por h160 ft (h48.8m). Condiciones Un edificio que tiene cargas de diseño de viento determinadas de acuerdo a este capítulo deben cumplir con las siguientes condiciones: 1. El edificio es un edificio de forma regular y 2. El edificio no tiene una respuesta característica que lo haga sujetarse a través de la carga de viento, desprendimiento de vórtice o inestabilidad causada por galopado o aleteo, ni tampoco tiene una ubicación para cada efecto de canal o los que zarandean a raíz de obstrucciones contra el viento merecen un trato especial. Limitaciones. Las provisiones de este capítulo toman en consideración el efecto de mayoramiento de carga causado por ráfagas en resonancias con vibraciones de viento largo de edificios flexibles. Edificios que no cumplen con las condiciones anteriores o tienen una forma inusual deben ser diseñados usando literatura reconocida documentando cada efecto de carga de viento o debe usar el proceso de túnel de viento. Blindaje. No debe haber reducciones en la velocidad causada por un aparente blindaje proporcionado por edificios y otras estructuras o características del terreno. Carga mínima de diseño de carga de viento. La carga de viento al ser usada en el diseño de MWFRS para un edificio cerrado o parcialmente cerrado no deben ser menos de 16 lb/ft2(0.77 kN/m2) multiplicado por el área de la pared del edificio, y 8 lb/ft2(0.38 kN/m2) multiplicada por el área del techo del edificio proyectada en un plano normal vertical para la dirección de viento asumida. La carga de la pared y el techo deben ser aplicadas simultáneamente. La fuerza de diseño de viento para edificios abiertos no debe ser menores a 16 lb/ft2(0.77 kN/m2) multiplicado por el área Af. REQUERIMIENTOS GENERALES Los pasos para determinar las cargas de viento en el MWFRS para edificios cerrados, parcialmente cerrados y abiertos de toda altura son los siguientes: Paso 1: Determinar la categoría de riesgo de edificios Paso 2: Determinar la velocidad básica del viento, V, para la categoría de riesgo aplicable

Paso 3: Determinar parámetros de carga de viento:  Factor direccional de viento, Kd  Categoría de exposición  Factor topográfico, cKzt  Factor de elevación del suelo, Ke  Factor de efecto de rafaga, G o vGf  Clasificación de cerramiento  Coeficiente de presión interna, (GCpi) Paso 4: Determinar el coeficiente de presión de exposición de la velocidad, Kz o Kh. Paso 5: Determinar la presión de la velocidad qz o qh. Paso 6: Determinar el coeficiente de presión externa, Cpo CN: Paso 7: Calcular la presión de viento, p, en cada superficie del edificio Parámetros especificados para carga de viento Los siguientes parámetros de carga de viento deben estar determinados de acuerdo a:  Velocidad básica del viento, V  Factor direccional del viento, Kd  Categoría de exposición  Factor topográfico, Kzt  Factor de elevación de suelo, Ke  factor de efecto de rafaga  Clasificación de encerramiento  Coeficiente de presión interna (GCpi) CARGA DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL DE RESISTENCIA AL VIENTO Edificios parcialmente cerrados rígidos y flexibles. El diseño de las presiones del MWFRS de edificios de toda altura en lb/ft2(N/m2), deben ser determinados por la siguiente ecuación: p=q GCpi-qi(GCpi) Donde q=qz para paredes de barlovento evaluadas a una altura z sobre el suelo. q=qh para paredes en sotavento, laterales y techos evaluados a una altura h. qi=qz para la evaluación interna de la presión en edificios parcialmente cerrados donde la altura z está definida como el nivel más alto de la abertura en el edificio que puede afectar la presión interna para edificios situados en regiones con escombros transportados por viento, acristalamiento que no está protegido con una cobertura de impacto resistente debe ser tratado como una abertura. Para la evaluación de positiva de presión interna qi podría ser evaluada a una altura h(qi=qh). G=efecto de rafaga de viento. Para edificios flexibles, Gf deben ser sustituidos para G. Cp= Coeficiente de presión externa. (GCpi)=Coeficiente de presión interna. La presión debe ser aplicada simultáneamente en paredes en barlovento y sotavento y superficies de techo. Edificios abiertos con monoslope, inclinados o techos de canaleta libre. El diseño neto de la presión para el MWFRS de un edificio abierto con monoslope, inclinado o techo de canaleta libre en lb/ft2(N/m2), deben ser determinados por la siguiente ecuación:



p=qhGCN, Donde.

  

qh=La velocidad de precio evaluada en la altura principal de techo h que resulta en la carga de viento más alta para cualquier dirección de viento en el costado. G=Factor de efecto de rafaga. CN= Coeficiente de presión neto.

Los coeficientes de presión neto, CN, con contribuciones incluidas desde el tope y el fondo de las superficies. Todo caso de cargas debe ser investigada. Los signos más y menos significan presión actuante y fuera del tope de la superficie del techo, respectivamente. Para techos libres con un ángulo de plano de techo desde la horizontal menor o igual a 5y panel de fascia, el panel de fascia debe ser considerado un parapeto invertido. Para un edificio abierto o parcialmente abierto con marcos transversales y un techo inclinado (45), una fuerza horizontal adicional en la dirección longitudinal (paralela a la cresta) que actúa en combinación con la carga de techo calculada debe ser determinada. Voladizos del techo. La presión externa positiva en la superficie inferior de los voladizos del techo de barlovento debe estar determinada usando Cp=0.8y combinada con las presiones de la superficie superior determinadas. Parapetos. El diseño de la presión de viento para el efecto de los parapetos en el MWFRS de los edificios planos flexibles o rígidos, aguilón, o techos a cuatro aguas en lb/ft2(N/m2), deben estar determinados por la siguiente ecuación: Pp=qp(GCpn)(lb/ft2) Donde: Pp=Es la presión neta combinada en el parapeto causada por la combinación de las presiones netas desde el frente y la parte de atrás de las superficies. Los signos más y menos significan presión está actuando hacia y desde el lado de frente (exterior) del parapeto . qp=Es la velocidad evaluada en la parte superior del parapeto. (GCpn)=Coeficiente de presión neta combinada: =+1.5 para parapeto de barlovento o =-1.0 para parapeto de sotavento Parte 2: Edificios cerrados de diagrama simple con h160ft (h48.8m). Requerimientos generales Proceso de diseño: El proceso especificado aplica a la determinación del MWFRS de cargas de viento de edificios cerrados de diafragma simple, con una altura de techo h160ft (h48.8m). Los pasos requeridos para la determinación del MWFRS de cargas de viento en edificios cerrados de diafragma simple. Condiciones. Un edificio que tiene un diseño de carga de viento determinada de acuerdo con esta sección debe seguir las siguientes condiciones para edificios de clase 1 o clase 2 Edificio clase 1: 1. Los edificios deben ser definidos como edificios cerrados de diafragma simple. 2. Los edificios deben tener una altura de techo h60ft (h18.3m) 3. El radio de L/B no debe ser menor a 0.2 y tampoco menor a 5.0 (0.2L/B5.0). Edificio clase 2: 1. Los edificios deben ser cerrados con diafragma simple. 2. Los edificios deben tener una altura de techo de 60fth160ft (18.3mh48.8m). 3. El radio L/B no debe ser menor a 0.5 ni tampoco más de 2.0 (0.5L/B2.0).

4. La frecuencia natural fundamental (Hertz) del edificio no debe ser menor a 75/h donde h está en pies. Efectos topográficos Las presiones determinadas en este capítulo deben ser multiplicadas por K(Stusando) un valor de Kst para el edificio calculado en 0.33h. Flexibilidad del diafragma. El procedimiento de diseño especificado así aplica a edificios que tienen o diafragma rígidos o flexibles. El análisis estructural se debe considerar la rigidez de diafragmas y los elementos verticales del MWFRS. Los diafragmas construidos de paneles de madera deben ser idealizados como flexibles. Los diafragmas construidos de cubiertas de metal, cubierta de concreto relleno, y losas de concreto, cada uno abarca un fondo de radio de 2 o menos, están permitidos para ser idealizados como rígidos para consideración de carga de viento. Pasos para determinar el MWFRS de cargas de viento para edificios cerrados, y de diagrama simple, h160ft(h48.8m) Paso 1: Determinar el riesgo de categoría del edificio. Paso 2: Determinar la velocidad básica del viento, V, para la categoría aplicable de riesgo. Paso 3: Determinar parámetros de carga de viento:  Exposición de categoría B, C o D  Factor topográfico, Kst  Clasificación cerradura Paso 4: Entrar en la tabla para determinar presiones netas en paredes en la superficie y la base de los edificios respectivos, pH, p0. Paso 5: Entrar en la tabla para determinar las presiones de techo netas, pz Paso 6: Determinar el factor topográfico, Kst, y aplicar el factor a las presiones del techo y de las paredes si es que es aplicable. Paso 7: Aplicar cargas a las paredes y techos simultáneamente.

Cargas de viento: Sistema principal de resistencia contra fuerza de viento Superficies de techo y pared: Edificios de clase 1 y 2. Las presiones de viento netas para las paredes y superficies de techo deben ser determinadas, respectivamente, para la categoría de exposición aplicable. Para edificios de clase 1 con valores de L/B menores a 0.5, usar las presiones de viento tabuladas para L/B=0.5. Para la clase 1 de edificio con valores L/B mayores de 2.0, usar presiones tabuladas para L/B=2.0 Las presiones netas de pared deben ser aplicadas al área proyectada de las paredes de los edificios en la dirección del viento, y la presión de la pared del costado exterior debe ser aplicada al área proyectada de las paredes normales de los edificios en dirección al viento actuante, simultáneamente con las presiones de techo. Donde los dos casos de cargas están mostrados en la tabla de presión de techos, los efectos de cada caso de carga deben ser investigados por separado, el MWFRS en cada dirección debe ser diseñada para los casos de carga de viento.

Excepción: Casos de carga en torsión Parapetos. Los efectos de cargas de viento horizontales aplicadas a todas las superficies verticales de parapetos de techo para el diseño del MWFRS deben estar basados en la aplicación de una presión neta adicional aplicadas al área de la superficie del parapeto igual a 2.25 veces las presiones tabuladas de las paredes para L/B=1.0. La presión neta especificada cuenta para ambas superficies de edificios, sotavento y barlovento. La presión del parapeto debe ser aplicada simultáneamente con las presiones de pared y techo. La altura h usada para determinar la presión del parapeto debe ser la altura de la superficie del parapeto, usar h=hp Voladizos del techo. El efecto de las cargas verticales de viento en cualquier voladizo de techo debe estar basada en la aplicación de una presión de viento positiva en vez de de barlovento de voladizo igual al 75% de la presión del borde de techo para la zona 1 o zona 3, como sea aplicable. Este procedimiento debe ser aplicado al voladizo de techo en barlovento solamente y debe ser aplicado simultáneamente con otras presiones tabuladas de techo y pared. RESUMEN PROCEDIMIENTO DE CARGA DE DISEÑO 1. Hallar la velocidad básica del viento V y factor de dirección Kd 2. Hallar el factor de importancia 3. Determinar para cada dirección las categorías y coeficientes de exposición Kzo Kh 4. Encontrar el factor topográfico Kzt 5. Hallar el factor de rafaga G o Gf según aplique 6. Clasificar el cerramiento 7. Determinar el coeficiente de presión interna GCpi 8. Determinar el coeficiente de presión externo Cpo GCpf 9. Hallar la presión por velocidad qz o qh 10. Determinar la carga de viento de diseño p o F

CARGAS DE VIENTO EN LOS EDIFICIOS: SISTEMA PRINCIPAL DE RESISTENCIA A LA FUERZA DEL VIENTO (PROCEDIMIENTO DE ENVOLVIMIENTO) CONDICIONES DE APLICACIÓN En esta última parte presentada se aplicará a la determinación de las cargas de viento del sistema principal de resistencia a la fuerza del viento (MWFRS). Las cargas de viento de diseño determinadas se aplicarán a los edificios que cumplan todas las condiciones siguientes: 1. La edificación es un edificio de forma regular y de baja altura. 2. El edificio no tiene características de respuesta que lo hagan sujeto a cargas de viento cruzado, desprendimiento de vórtices, inestabilidad causada por el galope o el aleteo, ni tiene un emplazamiento para el que los efectos de canalización o amortiguación tras obstrucciones de viento en contra justifiquen una consideración especial. Un edificio de baja altura cumple lo siguiente: 1. Altura media del techo h menor o igual a 60 pies (18 m). 2. La altura media del techo h no excede la dimensión horizontal mínima. Respecto a la protección, no habrá reducciones en la presión de la velocidad causadas por el aparente apantallamiento proporcionado por los edificios y otras estructuras o características del terreno. Para el diseño de MWFRS, el edificio deberá cumplir con todas las condiciones siguientes: 1. El edificio es un simple edificio de diafragma. 2. El edificio es un edificio de baja altura. 3. El edificio está cerrado y se ajusta a las disposiciones sobre desechos transportados por el viento. 4. El edificio es un edificio de forma regular. 5. El edificio no está clasificado como edificio flexible. 6. El edificio no tiene características de respuesta que lo sometan a la carga del viento, al desprendimiento de vórtices, a la inestabilidad causada por el galope o el aleteo; y no tiene un emplazamiento para el que los efectos de canalización o amortiguación a raíz de las obstrucciones del viento justifiquen una consideración especial. 7. El edificio tiene una cruz aproximadamente simétrica en cada dirección con un techo plano o un frontón o techo de cadera con θ ≤ 45°. 8. El edificio está exento de los casos de carga de torsión como se indica en la Fig. 28.3-1, o los casos de carga de torsión, no controlan el diseño de ninguno de los MWFRS del edificio.

PARTE 1: EDIFICIOS DE BAJA ALTURA CERRADOS Y PARCIALMENTE CERRADOS Utilizaremos la Parte 1 para determinar la presión del viento en el MWFRS de edificios de poca altura cerrados, parcialmente cerrados o abiertos que tengan un techo plano, a dos aguas o de cadera. Estas disposiciones utilizan el procedimiento de envolvimiento calculando las presiones de viento a partir de la ecuación específica aplicable a cada superficie de edificio. En el caso de las formas y alturas de los edificios a los que se aplican

estas disposiciones, este método suele arrojar la presión de viento más baja de todos los métodos analíticos especificados en la presente norma. REQUISITOS GENERALES Los siguientes parámetros de carga de viento se determinarán en de acuerdo con la primera parte del presente informe (cargas de viento requisitos generales):        

Velocidad básica del viento, V. Factor de direccionalidad del viento, Kd. Categoría de exposición. Factor topográfico, Kzt. Factor de elevación del suelo, Ke. Coeficiente de exposición a la presión de velocidad, Kz o Kh. Clasificación del recinto. Coeficiente de presión interna (GCpi).

Los pasos necesarios para la determinación de las cargas de viento MWFRS en edificios de poca altura se muestran en la Tabla 28.2-1.

CARGAS DE VIENTO: SISTEMA PRINCIPAL DE RESISTENCIA A LA FUERZA DEL VIENTO Las presiones de viento de diseño para el MWFRS de edificios de baja altura se determinarán mediante la siguiente ecuación:

Donde:   

qh = presión de velocidad evaluada a la altura media del techo h. (GCpf) = coeficiente de presión externa de la Fig. 28.3-1. (GCpi) = coeficiente de presión interna de la tabla 26.13-1.

Coeficientes de presión externa (GCpf) El factor de efecto de ráfaga combinado y los coeficientes de presión externa para los edificios de poca altura, (GCpf), no se les permite separarse. Barandas La presión del viento de diseño para el efecto de barandas en MWFRS de edificios de poca altura con pisos, frontones o caderas los tejados se determinarán mediante la siguiente ecuación:

Donde:



 

pp = presión neta combinada en el parapeto causada por la combinación de las presiones netas de las superficies delantera y trasera del parapeto. Los signos más (y menos) significan la presión neta que actúa hacia (y lejos de) la parte delantera (exterior) del parapeto. qp = presión de velocidad evaluada en la parte superior del parapeto; y (GCpn) = coeficiente de presión neta combinada: = +1.5 para el parapeto de barlovento; o = -1.0 para el parapeto de sotavento.

Salientes del techo La presión externa positiva en la superficie inferior de los voladizos de los tejados de barlovento se determinará utilizando el GCp = 0,7 en combinación con las presiones de la superficie superior determinadas mediante la Fig. 28.3-1. Cargas de viento mínimas de diseño La carga de viento a ser utilizado en el diseño del MWFRS para un sistema cerrado o parcialmente cerrado no será menor de 16 lb/ft2 (0.77 kN/m2) multiplicado por el área de la pared del edificio, y 8 lb/pies2 (0,38 kN/m2) multiplicado por la superficie del techo del edificio proyectado en un plano vertical normal a la dirección del viento asumida.28.3.5. Cargas de viento horizontales en edificios abiertos o parcialmente cerrados con marcos transversales y techos inclinados La presión horizontal en la dirección longitudinal (paralela a la cresta) que actúa en combinación con la carga del techo es calculada en Sección 27.4.3 para un edificio abierto o parcialmente cerrado se determinarán marcos transversales y un techo inclinado (θ < 45°) por la siguiente ecuación:

Donde:  

      

qh = presión de velocidad evaluada a la altura media del techo h usando la exposición tal como se define en la sección 26.7.3. (GCpf) = coeficiente de presión externa dada en la Fig. 28.3-1 para el caso de carga B, donde las superficies de construcción 5 y 5E deberán servir para calcular el promedio de la pared del extremo del barlovento y su presión. Las superficies de construcción 6 y 6E se utilizarán para calcular la presión promedio de la pared del extremo de sotavento. KB = factor de ancho de cuadro=1.8-0.01B, B