análisis completo de cargas de viento

Anlisis de la cargas de viento

Anlisis de cargas de viento

1. Dimensiones

Para empezar el Anlisis de Cargas de Viento, primeramente tendremos dimensionar la Nave Industrial, y definir la ubicacin y porcentaje de aberturas.

Nuestra Nave cuenta con una puerta principal, la cual se considera una abertura predominante por exceder el 30% en rea de esa pared.

2. Variables Fundamentales.

a. Importancia:

Considerando que nuestra edificacin es un almacn, segn la tabla tomamos como factor de Importancia 1.

Factores de Importancia para cargas de Viento (ANSI)

CategoraII (En costa, con Huracanes)

Todos los edificios no considerados.11,05

Edificios >300 personas.1,071,11

Instalaciones esenciales.1,071,11

Edificios de escaso riesgo humano.0,951

Factor de Importancia = 1b. Tipo de exposicin:

De acuerdo con las normas de viento la ubicacin de nuestro almacn se adecua a la Exposicin tipo B.

Exposicin tipo B: reas suburbanas, pueblos cinturones rededor de la ciudad, reas boscosas y terrenos aplanados.

c. Velocidad de viento de diseo:

Segn el Mapa Elico de la Distribucin de Vientos en el Per, tomamos como velocidad de viento 80 km/h.

Velocidad de Diseo = 80 km/h3. Clculos Preeliminares

a. Calculo de la Altura Media:

h = 5 + 3/2 m.

h = 6.5 m. (Cal.2a)

b. Calculo del Coeficiente de Exposicin:

Calculo de Kh: (Usado para paredes del Sotavento y Laterales) Interpolando para h = 6.5 m.

Kh = 0.43 (Cal.2b1)

Calculo de Kz: (Usado solo para pared de Barlovento) Para z = 4.5 m.

Kz = 0.37 (Cal.2b2)

Para z = 5.0 m.

Kz = 0.39 (Cal.2b4)

Para z = 6.0 m.

Kz = 0.42 (Cal.2b5)

Para z = 8.0 m.

Kz = 0.47 (Cal.2b6)

c. Calculo del Factor de Respuesta a Rfagas: (GRF)

Interpolando para h = 6.5 m.

GRFh = 1.58 (Cal.2c)

d. Calculo de la Presin Dinmica:

Calculo de qh:

Formula: qh = 0.05 Kh ( I V )2

qh = 137.6 N/m2qh = 14.03Kg/m2 (Cal.2d1)

Calculo de qz:

Formula: qz = 0.05 Kz ( I V )2

Para Kz = 0.37

qz = 12.07 Kg/m2 (Cal.2d2)

Para Kz = 0.39

qz = 12.72 Kg/m2 (Cal.2d3)

Para Kz = 0.42

qz = 13.70 Kg/m2 (Cal.2d4)

Para Kz = 0.47

qz = 15.33 Kg/m2 (Cal.2d5)

4. Coeficientes de Presin

Debido a la abertura predominante que se presenta es necesario evaluar el efecto del viento tanto cuando esa puerta se encuentra abierta como cerrada.

a. Coeficientes de Presin Interna:

i. Puerta Principal abierta:

Analizamos segn el Criterio III: Abertura Predominante, ya que la abertura (puerta), es mayor que el 30% de esa pared, para lo cual aplicamos los coeficientes de presin siguientes:

Cpi = +0.8 ; -0.7 ; 0.5

ii. Puerta Principal Cerrada:

Analizamos segn el Criterio I: Aberturas Uniformemente Distribuidas, ya que las aberturas no supera el 25%, para lo cual aplicamos los coeficientes de presin siguientes:

Cpi = +0.25 ; -0.25

b. Coeficientes de Presin Externa:

Aplicamos los coeficientes de las tablas, los cuales son:

Cpe = +0.8 ; -0.7 ; 0.5

c. Coeficientes de Presin de Techos:

i. Viento Paralelo a la cumbre:

Para todos los casos se tomara:

Cp = -0.7

ii. Viento Normal a la cumbre:

Debido que el ngulo de la nave es 11.3, para el Barlovento usaremos dos coeficientes de los cuales se evaluarn ambos en cada caso, tomando el mas critico.

Cp = +0.2 ; -0.9

Para el Sotavento, se tomara para todos los casos:

Cp = -0.7

5. Direccin del Viento

El viento se evaluara en cuatro direcciones, ortogonales y paralelas a la orientacin de la nave industrial, siguiendo el siguiente esquema:

6. Presiones Estticas

Utilizando como Presin Dinmica, qh = 14.03Kg/m2 y como Factor de Respuesta a Rfagas, (GRF) GRFh = 1.58, calculamos las presiones estticas de cada pared de acuerdo con sus coeficientes de presin.

a. Puerta Abierta:

Viento W1

Lado CpeCpiCp = Cpe - CpiP (Kg/m2)

ABarlovento

B-0,70,8-1,5-33,25

C-0,50,8-1,3-28,82

D-0,70,8-1,5-33,25

E-0,70,8-1,5-33,25

F-0,70,8-1,5-33,25

Pared del Barlovento (A)

Altura (m.)qz (Kg/m2)CpP(kg/m2)

4,512,070,815,26

512,720,816,08

613,70,817,32

6,514,30,818,08

815,330,819,38

Viento W2 ( W2 = W4)


A-0,7-0,700,00

B0,8-0,71,533,25

C-0,7-0,700,00

D-0,5-0,70,24,43

E-0,9-0,7-0,2-4,43

E*0,2-0,70,919,95

F-0,7-0,700,00

Viento W3


A-0,5-0,500,00

B-0,7-0,5-0,2-4,43

C0,8-0,51,328,82

D-0,7-0,5-0,2-4,43

E-0,7-0,5-0,2-4,43

F-0,7-0,5-0,2-4,43

b. Puerta Cerrada:

Viento W1


ABarlovento

B-0,70,25-0,95-21,06

B-0,7-0,25-0,45-9,98

C-0,50,25-0,75-16,63

C-0,5-0,25-0,25-5,54

D-0,70,25-0,95-21,06

D-0,7-0,25-0,45-9,98

E0,70,250,459,98

E0,7-0,250,9521,06

F0,70,250,459,98

F0,7-0,250,9521,06

Pared del Barlovento (Cpi = 0.25)

Altura (m.)qz (Kg/m2)CpeCpiCp = Cpe - CpiP(kg/m2)

4,512,070,80,250,5515,26

512,720,80,250,5516,08

613,70,80,250,5517,32

6,514,30,80,250,5518,08

815,330,80,250,5519,38

Pared del Barlovento (Cpi = -0.25)

Altura (m.)qz (Kg/m2)CpeCpiCp = Cpe - CpiP(kg/m2)

4,512,070,8-0,251,0515,26

512,720,8-0,251,0516,08

613,70,8-0,251,0517,32

6,514,30,8-0,251,0518,08

815,330,8-0,251,0519,38

Viento W2 ( W2 = W4)


A-0,70,25-0,95-21,06

A-0,7-0,25-0,45-9,98

B0,80,250,5512,19

B0,8-0,251,0523,28

C-0,70,25-0,95-21,06

C-0,7-0,25-0,45-9,98

D-0,50,25-0,75-16,63

D-0,5-0,25-0,25-5,54

E-0,90,25-1,15-25,49

E-0,9-0,25-0,65-14,41

E*0,20,25-0,05-1,11

E*0,2-0,250,459,98

F-0,70,25-0,95-21,06

F-0,7-0,25-0,45-9,98

Viento W3


A-0,50,25-0,75-16,63

A-0,5-0,25-0,25-5,54

B-0,70,25-0,95-21,06

B-0,7-0,25-0,45-9,98

C0,80,250,5512,19

C0,8-0,251,0523,28

D-0,70,25-0,95-21,06

D-0,7-0,25-0,45-9,98

E-0,70,25-0,95-21,06

E-0,7-0,25-0,45-9,98

F-0,70,25-0,95-21,06

F-0,7-0,25-0,45-9,98

7. Viento Critico

Evaluando las 4 direcciones del viento sobre nuestra estructura, y tomando los coeficientes de presin mas crticos para cada pared obtuvimos que el viento critico para la cobertura lo da el Viento W1, cuando la puerta se encuentra abierta.

Viento Crtico

Lado CpeCpiCp = Cpe - Cpi

ABarlovento

B-0,70,8-1,5

C-0,50,8-1,3

D-0,70,8-1,5

E-0,70,8-1,5

F-0,70,8-1,5

Pared del Barlovento (A)

Altura (m.)qz (Kg/m2)CpP(kg/m2)

4,512,070,815,26

512,720,816,08

613,70,817,32

6,514,30,818,08

815,330,819,38

a. Envolvente(Debido al viento crtico)

b. Presiones en el Barlovento(Debido al viento crtico)

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