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ACCIONES. PARTE 3. VIENTO

CONSTRUCCIONES METÁLICAS Y DE MADERAS I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO

FACULTAD DE INGENIERÍA

CICLO 2019

Equipo de Cátedra: Ings. Francisco Crisafulli. Daniel Bonilla. Eduardo Toter. Daniel Quiroga. Nicolás Schiafino

2

ACCIÓN DEL VIENTO

3

COLAPSOS POR VIENTO

4

COLAPSOS POR VIENTO

5

COLAPSOS POR VIENTO

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Estructuras, de forma no aerodinámica inmersa en una

corriente de aire en movimiento “siente” distintos tipos

de efectos:

Efecto longitudinal (along wind). Es el que se da en

la estructura cuando la misma por acción de un flujo

de aire incidente experimenta una determinada

respuesta cuya dirección coincide con la dirección del

vector velocidad de la corriente aire.

En este caso las deformaciones que experimenta la

estructura se producen oscilando en esa misma

dirección, sacando a la estructura de su posición de

equilibrio inicial o reposo antes de iniciarse el proceso.

EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

7

Efecto transversal (across wind). Este efecto se da en

la estructura sometida a acciones de viento, cuando

experimenta una respuesta estructural perpendicular,

con respecto a la dirección principal de la velocidad del

viento incidente.

Cuando este fenómeno está presente, la estructura

presenta deformaciones alternadas con un valor

medio nulo, en la dirección oblicua detallada, hacia

ambos lados de su posición de equilibrio inicial.

Se genera en la zona posterior al obstáculo un área

de extremada turbulencia denominada vórtices de

Von Kármán (Von Kármán vortex street)

EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

8

EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

9

EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

Túnel de Viento Digital

Autodesk Flow Design

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EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

Túnel de Viento Digital

Autodesk Flow Design

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EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

Túnel de Viento Digital

Autodesk Flow Design

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EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

Túnel de Viento Digital

Autodesk Flow Design

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Figura 5 – Anemómetro

CtevV

mpa 2

2

1

4

2

2

3

125.081.9

225.1

m

skg

sm

mkg

gV

m

2

1

2

2

1vv

V

mp 2

2

1v

V

mp

2

22 81.90625.01000

125

2

1

m

Nvvp

2

2613.0m

Nvp

2

2000613.0m

kNvp

EFECTOS DEL VIENTO SOBRE LAS ESTRUCTURAS

Figura 6 – Efecto del viento en construcciones aledañas

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15

ÍNDICE

16

ÍNDICE

17

ÍNDICE

18

CIRSOC 102: REQUISITOS GENERALES

R

19

CIRSOC 102: REQUISITOS GENERALES

R

1. Campo de Validez

2. Procedimientos admitidos

3. Presiones sobre caras opuestas

4. Carga de Diseño Mínima

1. Sistema Principal Resistente

a la Fuerza del Viento (SPRFV)

2. Componentes y Revesti-

mientos (C&R)

•República Argentina

•SPRFV y C&R

•Método 1:Procedimiento Simplificado Cap.4

•Método 2: Procedimiento Analítico Cap. 5

•Procedimiento de TDV. Cap.6

•Suma algebraica en caras opuestas

•0,50 kN/m² = 50 kg/m² Área = plano vertical

•0,50 kN/m² = 50 kg/m² Normal a superficie

CAPÍTULO 1: REQUISITOS GENERALES

1. Componentes y Revestimientos:

2. Edificio Abierto:

3. Edificio Parcialmente Cerrado

4. Edificio Cerrado:

5. Área Efectiva de Viento:

6. SPRFV

•Elementos no SPRFV

•Cada pared abierta más del 80%

•Ao (aberturas) ≥ 0,80 Ag (pared)

•Cada pared abierta más del 80%

•Ao (aberturas) ≥ 1,10 Aoi (suma área abert. envolv. sin/Ao)

•Ao(abert.) ≥ 0,40 m² ó Ao(abert.) ≥ 0,01Ag(pared) (el

menor)

•Aoi/Agi (suma áreas envolv. Sin/Ag) ≤ 0,20

•No cumple con Abierto o Parcialmente Cerrado

•Área para obtener G.Cp

•C&R A ef. = L . Ancho efectivo (≥ L/3)

•Sujeciones A ef. ≤ A. Trib. (1 sujetador)

•Conjunto elementos Estabilidad Estructural

•Recibe cargas de más de una superficia

CAPÍTULO 2: DEFINICIONES

22

R

C

CIRSOC 102: DEFINICIONES

23

R

CIRSOC 102: DEFINICIONES

S.P.R.F.V.Sistema Principal

C & RComponentes y

Revestimientos

24

R

C

CIRSOC 102: DEFINICIONES

CIRSOC 102: CLASIFICACIÓN s/ABERTURAS

Pared 1

Ao = 114 m²

Ag = 120 m²

80% Ag = 96 m²

Ao>0,8 Ag? Abierto

Pared 2

Ao = 120 m²

Ag = 360 m²

80% Ag = 210 m²

Ao>0,8 Ag? No ??

Pared 3

Ao = 40 m²

Ag = 120 m²

80% Ag = 96 m²

Ao>0,8 Ag? No ??

Pared 4

Ao = 0 m²

Ag = 360 m²

80% Ag = 210 m²

Ao>0,8 Ag? No ??

Pared 1

Ao = 114 m²

Ag = 120 m²

Aoi = 120 + 40 = 160 m² (1,10 Aoi=176 m²)

Agi = 360+120+360+1200= 2040 m²

• Ao =114 > 1,10 Aoi=176? No

• Ao > 0,4 m² ? Si

• Ao > 0,01 Ag=1,20 m²

• Aoi/Agi = 0,07 < 0,20 ? Si

Pared 2

Ao = 120 m²

Ag = 360 m²

Aoi = 114 + 40 = 154 m² (1,10 Aoi = 170 m²)

Agi = 120+120+360+1200 = 1800 m²

• Ao = 120 > 1,10 Aoi=170? No

• Ao > 0,4 m² ? Si

• Ao > 0,01 Ag=6,0 m²

• Aoi/Agi = 0,08 < 0,20 ? Si

Pared 3

Ao = 40m²

Ag = 120 m²

Aoi = 114 + 120 = 234 m² (1,10 Aoi=257 m²)

Agi = 120+360+360+1200 = 2040 m²

• Ao = 40 > 1,10 Aoi=257? No

• Ao > 0,4 m² ? Si

• Ao > 0,01 Ag=1,20 m²

• Aoi/Agi = 0,11 < 0,20 ? Si

Pared 4

Ao = 0m²

Ag = 360 m²

Aoi = 114 + 120 + 40 = 272 m² (1,10 Aoi = 299 m²)

Agi = 120+120+360+1200 = 1800 m²

• Ao = 0 > 1,10 Aoi=299? No

• Ao > 0,4 m² ? Si

• Ao > 0,01 Ag=6,0 m²

• Aoi/Agi = 0,15 < 0,20 ? Si

No es Abierto

No es Parcialemente Abierto

Ed

ific

io C

ER

RA

DO

Pared 1 Pared 4Pared 3Pared 2

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R

C

CIRSOC 102: DEFINICIONES

27

R

C

CIRSOC 102: DEFINICIONES

28

R

C

CIRSOC 102: DEFINICIONES

29

R

C

R

CIRSOC 102: DEFINICIONES

30

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

R

31

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

R

32

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

C

33

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Paso 1

34

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Paso 2

35

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Paso 3

• Exposición A: Centros de grandes ciudades

• Exposición B: Áreas urbanas y suburbanas

• Exposición C: Terrenos abiertos

• Exposición D: Áreas costeras

• Depende de la rugosidad del terreno circundante

• Exposición B: 500 m o 10 veces la altura (la mayor)

• Exposición A: 800 m o 10 veces la altura (la mayor)

36

Paso 3

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

37

Paso 3

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

38

Paso 3

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

39

Paso 3

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

40

Paso 4

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

41

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Paso 5 Cargas para el Sistema Principal (SPRFV) Tabla 2

Importancia “I” = 1

Notas

42

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Paso 6 Cargas para Componentes y Revestimientos (C & R) Tabla 3

Zonas

43

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Paso 6 Cargas para Componentes y Revestimientos (C & R) Tabla 3

Zonas

SISTEMA PRINCIPAL

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

COMPONENTES Y REVESTIMIENTOS

MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

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MÉTODO 1: PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

Resumen de tablas

Notas

MÉTODO ANALÍTICO

FACTORES DE MODIFICACIÓN DE PRESIÓN DINÁMICA

MÉTODO ANALÍTICO

ENVOLVENTE

MÉTODO ANALÍTICO

FACTOR DE DIRECCIONALIDAD

MÉTODO ANALÍTICO

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COMBINACIONES

• Acciones s/Código 101, 102, 103, 104

Factores de carga y resistencia (LRFD)

Estado Límite

ÚltimoCombinaciones s/ CIRSOC 301

y s/ CIRSOC 102

COMBINACIONES DE ACCIONES

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• Importante: Un Estado Límite Último puede ser más desfavorable cuando una o más acciones no estén presentes.

• Las acciones sísmicas se combinan según INPRES-CIRSOC 103. Parte I.

• C1. 1,4D (A.4.1)

• C2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr ó S ó R) (A.4.2)

• C3. 1,2D + 1,6 (Lr ó S ó R) + (f1 L ó 0,8 W) (A.4.3)

• C4. 1,2D + 1,6W + (f1 L ó 0,5 S ó 0,5 R) (A.4.4)

• C5. 1,2D + 1,0 E + f1 (L+Lr) L + f2 S (A.4.5)

• C6. 0,9D + (1,6W ó 1,0 E) + f2 S (A.4.6)

53

ACCIONES SOBRE

LAS CONSTRUCCIONES

VIENTO

FIN