Analisis de Viento Con Nsr 10

7/25/2019 Analisis de Viento Con Nsr 10

1/70

JHON JAIRO OSORIO ROMANYULIANA PEREIRA SOLANO


2/70

Los trminos "barlovento" y

"sotavento" se refieren a ladireccin desde donde soplael viento. La direccin desdedonde viene el viento sellama Barlovento y as dondesigue Sotavento. Provocando

en Barlovento Compresin yen Sotavento Succin.

BARLOVENTO Y SOTAVENTO


3/70

Requisitos para le uso del mtodo

analtico El edificio o estructura es de forma regular.

El edificio o estructura no tiene caractersticas derespuesta que den lugar a cargas transversales deviento, generacin de vrtices, inestabilidad debida agolpeteo o aleteo y que por su ubicacin, tampoco

deben merecer consideracin especial los efectos decanalizacin o sacudimiento por la estela producidapor las obstrucciones a barlovento.


4/70

Sistema principal resistente a cargas de viento-SPRFV (B.6.2)

Un conjunto de elementos estructurales destinado abrindar apoyo y estabilidad a la estructura en sutotalidad. El sistema generalmente recibe las cargas deviento provenientes de ms de una superficie.

Componentes y revestimientos- C&R (B.6.2)Aquellos elementos que no forman parte del sistema

principal resistente a fuerzas de viento, SPRFV.

Revestimiento del edificioComponentes que cierren el edificio como cubiertas,

claraboyas, paredes exteriores, puertasy ventanas.


5/70

PROCEDIMIENTO DE DISEO 1. Velocidad del Viento (V)

2. Factor de direccionalidad del viento (Kd)

3. Factor de Importncia (I)

4. Factor de Exposicin (Kz) 5. Factor Topogrfico (Kzt)

6. Presin por Velocidad (q)

7. Clasificacin del Cerramiento

8. Tipo de Estructura 9. Factor Rfaga (G o Gf)

10. Coeficientes de presin interna y externa

11. Presin de viento de diseo

12. Casos de Carga


6/70

Determinacin de la velocidad del viento V

B.6.5.4 VELOCIDAD DE VIENTO

BSICA La velocidad de viento bsica, Vusada en la determinacin de las cargas deviento de diseo de edificios y otrasestructuras se tomar de la Fig. B.6.4-1.

Figura B.6.4-1.
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/NSR-10/NSR-10_Titulo_B%20-%20Cargas.pdfhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/NSR-10/NSR-10_Titulo_B%20-%20Cargas.pdfhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/NSR-10/NSR-10_Titulo_B%20-%20Cargas.pdfhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/NSR-10/NSR-10_Titulo_B%20-%20Cargas.pdf


7/70

Determinacin del factor de direccionalidad KdTabla B.6.5-4

B.6.5.4.4 Factor de Direccin de Viento El Factor de Direccin de Viento, Kd , sedeterminar con la Tabla B.6.5-4

Arquimet


8/70

FACTOR DE IMPORTANCIA IFactor que tiene en cuenta el grado de amenaza a la vida humana y dao a la propiedad.

Grupo IV: (Edificaciones indispensables) Hospitales,Aeropuertos, refugios, hangares, torres decontrol, centrales de operacin y control de lneas vitales (Electricidad, agua, telfono).

Grupo III: (Edificaciones de servicio a la comunidad) Cuarteles de bomberos, polica, guarderas,

escuelas, universidades, garajes de vehculos de emergencia.

Grupo II: (Estructuras de ocupacin especial) Recintos que alberguen mas de 200 personas,almacenes y centros comerciales de mas de 500 m, edificios gubernamentales.

Grupo I: (Estructuras de ocupacin normal) Todas la estructuras cubiertas por el alcance de estereglamento , pero con no han sido incluidas en las anteriores categoras.


9/70

FACTOR DE IMPORTANCIA ITabla B.6.5-1


10/70

Determinacin de coeficientes deexposicin Kz

RUGOSIDAD DEL TERRENO:

Categora B:reas urbanas y suburbanas, zonas boscosas u otrosterrenos con numerosas obstrucciones del tamao de una vivienda.


11/70



Categora C: Terreno abierto con obstrucciones dispersas y alturasmenores a 9.0 m.


12/70


Categora D:reas planas y no obstruidas y cuerpos de agua por fuera deregiones propensas a huracanes.



13/70


CATEGORAS DE EXPOSICIN

Exposicin B: Esta se aplica cuando la rugosidad B prevalecepor una distancia de al menos 800 m o 20 veces la altura del

edificio, la que sea mayor. EXCEPCINPara edificios cuyaaltura media sea menor o igual a 9.0 m, la distancia vientoarriba puede reducirse a 460 m.

Exposicin C:Aplica cuando no aplican las categoras B y D.

Exposicin D: Esta se aplica cuando la rugosidad Dprevalece por mas de 1500m o 20 veces la altura del edificio enal direccin de barlovento.


14/70


Notas:1. CASO 1a. Todos los componentes y recubrimientosb. Sistema Principal Resistente a Cargas de Viento en edificios bajos diseadosusando la Fig. B.6.5-7CASO 2

a. Todos los Sistemas Principales Resistentes a Cargas de Viento de los edificiosexcepto aquellos de los edificios bajos diseadosusando la Fig. B.6.5-7b. Todos los Sistemas Principales Resistentes a Cargas de Viento en otrasestructuras diferentes al caso I.2. El coeficiente de exposicin de presin dinmica, Kz , puede ser determinado dela siguiente frmula:

Z no debe tomarse menos que 9.0 m para el caso 1 en exposicin B3. y Zg estn tabulados en laTabla B.6.5-24. Se acepta interpolacin lineal para valores intermedios de la altura Z5. Las categoras de exposicin se definen en B.6.5-6

Tabla B.6.5-3


15/70

TOPOGRAFIA FACTOR TOPOGRAFICO (Kzt)

B.6.5.7.2 Factor TopogrficoEl efecto de aumento de velocidad de viento seincluir en el clculo de cargas de viento de diseo usando el factor Kzt :

Donde K1 , K2 y K3 se dan en la Fig. B.6.5-1. Si el sitio o la localizacin de laestructura no cumple las condiciones especificadas en la seccin B.6.5.7.1,

entonces Kzt = 1.0 .


16/70

TOPOGRAFIA FACTOR TOPOGRAFICO (Kzt)Para que sea necesario calcular el factor Kzt, se deben dar las siguientes condiciones, de lo

contrario se trabaja con Kzt= 1.0

Colina aislada, sin obstrucciones de 100 veces su altura (max. 3km).Que la colina sobresalga del terreno 2 o mas veces, en un radio de 3kmQue la estructura este localizada en la mitad superior de una colinaQue H/Lh 0.20, es decir pendiente de la colina 20%Que Hcolina 4.5m para Exposicion C y D o Hcolina 18m, para Exposicin B


17/70



18/70



19/70

Notas:1. Para valores de H/Lh , x/Lh , y z/Lh , distintos a los indicados, se permite la interpolacin lineal.2. Para H/Lh > 0.5 , suponer que H/ Lh = 0.5 para la evaluacin de K1 , y sustituir Lh por 2H para laevaluacin de K2 , y K3.3. Los multiplicadores se basan en la suposicin de que el viento se aproxima a la colina o escarpe en la

direccin de mxima pendiente.Notacin:H :Altura de la colina o escarpe referida al terreno ubicado en barlovento, en m.Lh : distancia hacia barlovento, desde la cresta hasta el punto en que la diferencia de elevacin delterreno es la mitad de la MM MM altura de la colina o escarpe, en m.K1 : factor que tiene en cuenta las caractersticas topogrficas y el efecto de mximo aumento develocidad.

K2 : factor que tiene en cuenta la reduccin en el aumento de la velocidad con la distancia desde lacresta, a barlovento o sotavento.K3 : factor que tiene en cuenta la reduccin en el aumento de velocidad con la altura sobre el terrenolocal.x : distancia (a barlovento o sotavento) desde la cresta hasta el lugar del edificio en m.z : altura sobre el nivel del terreno local, en m. : factor de atenuacin horizontal.

: factor de atenuacin en altura


20/70

El coeficientenumrico 0.613se usarsiempre que nohayasuficientesregistrosclimticos parajustificar la

seleccinde otro valor.

B.6.5.10


21/70


22/70

EDIFICIO ABIERTOUn edificio con aberturas de al menos 80% del rea encada una de las paredes que conforman el cerramiento del edificio (fachadas y cubiertas).Se expresa esta condicin mediante la siguiente ecuacin Ao 0.8Ag.

EDIFICIO PARCIALMENTE CERRADOUn edificio que cumpla las siguientescondiciones:

(a) El rea total de aberturas en una pared que recibe presin externa positiva excede porms de 10% a la suma de las reas de aberturas en el rea restante del revestimiento deledificio (paredes y cubierta).

(b) El rea total de aberturas en una pared que soporta cargas positivas, excede de 0.37 m2 o

1% del rea de esa pared (la que sea menor), y el porcentaje de aberturas en el rearestante del revestimiento del edificio no excede 20%. Estas condiciones se expresanmediante las siguientes condiciones:

Ao > 1.10Aoi

Ao > 0.37m2 o Ao > 0.01Ag , el que sea menor, y Aoi Agi 0.20Donde

Ao = rea total de aberturas en una pared que reciba presin positiva externa, en m2.Ag = rea total de la pared a la cual Ao hace referencia.

Aoi = la suma de las reas de aberturas, sin incluir Ao , en la revestimiento del edificio (paredes y cubierta), en m2.

Agi = la suma de las reas brutas, sin incluir Ag , del revestimiento del edificio (paredes y cubierta), en m2.

Edificio cerradoUn edificio que no cumpla los requerimientos de edificios abiertos o

parcialmente cerrados.


23/70


24/70


25/70


26/70


27/70


28/70


29/70

Caso 1. La totalidad de la presin de viento de diseo que acta sobre el rea proyectada perpendicular a cada ejeprincipal de la estructura, considerada separadamente para cada eje principal.

Caso 2. Tres cuartas partes de la presin del viento de diseo actuando sobre el rea proyectada perpendicular acada eje principal de la estructura, en conjunto con un momento torsional como el mostrado y consideradaseparadamente para cada eje principal.

Caso 3. Carga de viento como se define en el caso 1, pero considerando que acta simultneamente con el 75% delvalor especificado.

Caso 4. Carga de viento como se define en el caso 2, pero considerando que acta simultneamente con el 75%del valor especificado.

Notas:1. Las presiones de viento de diseo para las caras de barlovento y sotavento se determinarn de acuerdo con loestipulado en B.6.5.12.2.1 yB.6.5.12.2.3, aplicable para edificaciones de todas las alturas.

2. Los diagramas muestran vistas en planta de la edificacin.

3. Notacin:Pwx, Pwy : Presin de diseo por viento para la cara de barlovento actuando en el eje principal x y el eje principal y

, respectivamentePLX, PLY ; Presin de diseo por viento para la cara de sotavento actuando en el eje principal x y el eje principal y ,respectivamentee(ex ,ey ) : Excentricidad para el eje principal x, y el eje principal y , respectivamenteMT : Momento torsional por unidad de altura actuando alrededor de un eje vertical de la edificacin.

CASOS DE CARGAS DE VIENTO DE DISEO


30/70


31/70

EJERCICIO DE APLICACION


32/70


33/70


34/70


35/70


36/70


37/70


38/70


39/70


40/70


41/70


42/70


43/70


44/70


45/70


46/70


47/70


48/70


49/70


50/70


51/70


52/70


53/70


54/70


55/70


56/70


57/70

ARQUIMET 2.0

TABLA B.6.5-4

TABLA A.4.2-1


58/70

GRACIAS


59/70

Tabla B.6.5-2

Tabla B.6.5-2;

B.6.5.12.2.1 Edificios Rgidos de Cualquier AlturaLas presiones de viento de diseopara el SPRFV de edificios se determinarn mediante la ecuacin:


60/70

para el SPRFV de edificios se determinarn mediante la ecuacin:p = qGCp qi (GCpi ) (N/m2) (B.6.5-15)

Donde:q = qz para paredes a barlovento evaluadas a una altura z por encima del terreno.

q = qh para paredes a sotavento, paredes de costado y cubiertas, evaluados a una altura h .

qi = qh para paredes a barlovento, paredes de costado, paredes a sotavento y cubiertas deedificioscerrados y para la evaluacin de presiones internas negativas en edificios parcialmentecerrados.

qi = qz para la evaluacin de presiones internas positivas en edificios parcialmente cerrados, donde z esel nivel de la abertura ms elevada del edificio que podra afectar la presin interna positiva. Paraedificios ubicados regiones en las que se pueda dar el arrastre de fragmentos por el viento, los vidriosen los 20 m inferiores que no sean resistentes al impacto o que no estn protegidos con un elementoresistente al impacto, debern tratarse como una abertura en el edificio de acuerdo con la seccinB.6.5.9.3. Para la evaluacin de la presin interna positiva, qi se puede evaluar en forma conservadora ala altura h(qi = qh )

G = factor de efecto rfaga de la seccin B.6.5.8

CP = coeficientes de presin externa de las Figs. B.6.5-3 o B.6.5-5.GCpi = coeficientes de presin interna de la Fig. B.6.5-2q y qi se evaluarn usando la exposicin definida en la seccin B.6.5.6.3. Las presiones se aplicarnsimultneamente en paredes a barlovento y sotavento y en cubiertas como se define en la Fig. B.6.5-3 y

B.6.5-5.


61/70

B.6.5.12.2.2 Edificios BajosAlternativamente, las presiones de viento dediseo para elSPRFV en edificios bajos se determinarn mediante la ecuacin:

p = qh [(GCpf ) (GCpi )] en (N/m2) (B.6.5-16)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura media de la cubierta, h usando laexposicin definida en la seccin B.6.5.6.3GCpf = coeficientes de presin externa de la Fig. B.6.5-7

GCpi = coeficientes de presin interna de la Fig. B.6.5-2

B.6.5.12.2.3 Edificios FlexiblesLas presiones de viento de diseo para elSistemas Principales de Resistencia de Fuerzas de Viento en edificios flexiblesse determinarn con la ecuacin:

p = qGfCp qi (GCpi ) en (N/m2) (B.6.5-17)

Donde q , qi y q(GCpi ) se definen en la seccin 6.5.12.2.1 y Gf es igual al factorde efecto rfaga como se define en la seccin B.6.5.8.2.


62/70

B.6.5.12.4.1 Edificios Bajos y Edificios con h < 18.0 mLas presiones de vientode diseo para elementos de revestimiento y componentes de edificios bajos yedificios con h 18.0 m, sedeterminarn con la expresin:

p = qh [(GCp ) (GCpi )] en (N/m2) (B.6.5-20)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura media del edificio, h , usando laexposicin definida en la seccin B.6.5.6.3(GCp ) = coeficientes de presin externa especificados en de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-13

(GCpi ) = coeficiente de presin interna de la Fig. B.6.5-2


63/70

B.6.5.12.4.2 Edificios con h > 18.0 m Las presiones de viento de diseo para elementos derevestimiento y componentes de edificios con h > 18.0 m, se determinarn con la ecuacin:

p = q(GCp ) qi (GCpi ) en (N/m2) (B.6.5-21)

Donde:q = qz para muros a barlovento evaluada a una altura z por encima del terreno.

q = qh para muros a sotavento, muros laterales y cubiertas, evaluada a una altura h .

qi = qh para muros a barlovento, muros laterales, muros a sotavento y cubiertas de edificioscerrados y para la evaluacin de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados.

qi = qz para la evaluacin de presiones internas positivas en edificios parcialmente cerrados, dondez es el nivel de la abertura ms alta que podra afectar la presin interna positiva del edificio. Paraedificios ubicados en regiones en las que el viento pueda arrastrar fragmentos, los vidrios que nosean resistentes al impacto o que no estn protegidos con un elemento resistente al impacto, deberntratarse como una abertura en el edificio de acuerdo con la seccin B.6.5.9.3. Para la evaluacin de la

presin interna positiva, qi se puede evaluar a la altura h(qi = qh ) .

(GCp ) = coeficiente de presin externa de la Fig. B.6.5-14.(GCpi ) = coeficiente de presin interna de la Fig. B.6.5-2.

q y qi se evaluaran usando la exposicin definida en la seccin B.6.5.6.3.


64/70

B.6.5.13.2 Sistemas Principales de Resistencia a Fuerzas de VientoLapresin de diseo neta para el SPRFV en cubiertas a una, dos aguas o cubiertas enartesa, se determinar por medio de la ecuacin:

p = qhGCN (B.6.5-23)qh = presin por velocidad evaluada a la altura promedio del cubierta, h , usando laexposicin, definida en la seccin B.6.5.6.3, que resulte en las mayores cargas deviento para cualquier direccin de viento del sitio.

G = factor de efecto rfaga de la seccin B.6.5.8.CN = coeficiente de presin neta determinado de las figs. B.6.5-15A a B.6.5-15D.

B.6.5.13.3 Elementos de Revestimiento y ComponentesLa presin neta dediseo para elementos de revestimiento y los componentes de cubiertas a una o dosaguas o en artesa se determinar con la ecuacin:

p = qhGCN (B.6.5-24)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura promedio del cubierta, h , usando laexposicin, definida en la seccin B.6.5.6.3, que resulte en las mayores cargas deviento para cualquier direccin de viento del sitio.G = factor de efecto rfaga de la Seccin B.6.5.8.CN = coeficiente de presin neta determinado de las figs. B.6.5-16A a B.6.5-16C.


65/70

FACTOR DE EFECTO RFAGA G o Gf

B.6.5.8.1 Estructuras Rgidas

Para estructurasrgidas como se definen en la seccin B.6.2, el factor deefecto rfaga se tomar como 0.85 o se calcular con lasiguiente frmula:

Donde Iz = la intensidad de turbulencia a la altura z, donde z = la altura

equivalente de la estructura definida como 0.6h , pero no menor a zminparatodas la alturas de edificios h . Para cada exposicin zminy c se listan en latabla B.6.5-2; gQ y gv se tomaran como 3.4.


66/70


La respuesta del entorno Q se define como:

Donde By hse definen en la seccin B.6.3; yLz= longitud integral a escala de la

turbulencia (paramodelos a escala en tnel de viento).

Lz est definido por:

Donde y son constantes definidas en la tabla B.6.5-2


67/70

FACTOR DE EFECTO RFAGA G o Gf B.6.5.8.2 Estructuras Flexibles o Dinmicamente Sensibles

Para estructuras flexibleso dinmicamente sensibles como se define enla seccin B.6.2, el factor efecto rfaga se calcular mediante laexpresin:

gQy gse tomarn como 3.4 y gRse calcular con la siguiente ecuacin:

R , el factor de respuesta de resonancia se calcula con la siguiente ecuacin:


68/70


Donde el subndice en la ec. Anterior se tomar como h , B y L respectivamente

donde h , B y L sedefinen en la seccin B.6.3.


69/70


1 = Frecuencia natural del edificio

R = Rh tomando = 4.6n1h/Vz

R = RB tomando = 4.6n1EB/Vz

R = RL tomando = 15.4n1L/Vz

= porcentaje de amortiguamiento critico

Vz =velocidad de viento promedia por hora a una

altura z determinada con la ecuacin:

Donde b y son constantes listadas en laTabla B.6.5-2yV es la velocidad bsica del viento en m/s.


70/70

ARQUIMET 2.0

Date post:	28-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	elmushka
View:	266 times
Download:	3 times

Analisis de Viento Con Nsr 10

Documents