manual de diseño de obras civiles diseño por viento cfepresión del viento sobre estructuras 2 2...
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Prof. Neftalí Rodríguez Cuevas
Dr. Jorge Sánchez Sesma
Dr. Alberto López López
Dr. Luis Esteva Maraboto
Actualización de las NTC Diseño por Viento
Agosto 2013
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ÍNDICE
Introducción
Motivación
Efectos estáticos y dinámicos por viento turbulento
Factor de carga por ráfagas
Comparación de la fuerza estática equivalente entre diferentes códigos internacionales
Conclusiones
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VIBRACIONES DE ESTRUCTURAS POR VIENTO
Los efectos del viento sobre las estructuras pueden producir
vibraciones que pueden alcanzar magnitudes significativas.
INTRODUCCIÓN
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Cuerpos sólidos de forma aerodinámica y con aristas
INTRODUCCIÓN
Estructuras con forma
aerodinámica (en inglés
streamlined)
Estructuras con
forma de cuerpos
con aristas (en inglés
bluff bodies)
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INTRODUCCIÓN
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INTRODUCCIÓN
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INTRODUCCIÓN
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FORMAS DE EXCITACIÓN DINÁMICA
Los mecanismos que producen oscilaciones se clasifican como:
Vibraciones inducidas por turbulencia (o vibraciones
inducidas por ráfagas)
Vibraciones inducidas por vórtices
INTRODUCCIÓN
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FORMAS DE EXCITACIÓN DINÁMICA..
Vibraciones producidas por “golpeteo” de la estela de una
estructura sobre otra
Vibraciones por mecanismos de inestabilidad, también
llamadas vibraciones auto-excitadas, por ejemplo el
“galopeo”
INTRODUCCIÓN
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Falla del puente
Tacoma-Seatle en
los E.U.A. el
7 Nov 1940
64 km/hr
INTRODUCCIÓN
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ACTUALIZACIÓN DE LAS NTC – DISEÑO POR VIENTO
El Gobierno del Distrito Federal ha requerido a su Comité
Técnico, la actualización de las Normas Técnicas
Complementarias (NTC) del Reglamento de Construcciones,
con el fin de mitigar los daños estructurales cuando ocurren
vientos fuertes.
MOTIVACIÓN
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Presión del viento sobre estructuras
2exp
2
1ˆ
refdynp VCCCP
(ISO 4354, 2009)
CRITERIOS DE DISEÑO POR VIENTO
2RTRp VF(F C0.47P )
ˆ
(NTC-DV, 2013)
(en Pa)
EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO
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Variación de la velocidad con la altura
y presiones sobre estructuras
EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO
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Respuesta fluctuante
Respuesta
fluctuante
EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO
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)( )(ˆ zPGzP
EMPUJES DINÁMICOS PARALELOS A LA DIRECCIÓN DEL VIENTO
donde:
)(ˆ zP = es la fuerza estática equivalente pico o máxima a una
altura z,
)(zP = es la fuerza media, y
G = es el factor de carga por ráfagas, el cual toma en cuenta la
dinámica de las ráfagas y de la estructura
EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO
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Transformación de la respuesta del dominio del tiempo al de la frecuencia
EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO
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FACTOR DE CARGA POR RÁFAGAS
RBZ
IgG 21
(ver G en nuevas NTC_DV)
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Velocidad (3 s) 40.23 m/s Velocidad (10 min) Velocidad (1 hora)
29.69 m/s 26.64 m/s
Altura del edificio (h)
120 – 200 m
Ancho del edificio (B)
30.48 m
Profundidad del edificio (L)
30.48
Amortiguamiento 0.01 Densidad del edificio
192.22 kg/m3
Tabla 1 Datos utilizados en el ejemplo
COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS
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Terreno plano sin obstrucciones (campo abierto)
COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS
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Terreno con pocas obstrucciones
COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS
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Zona suburbana, edificios bajos
COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS
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Centro de ciudades, gran densidad de edificios altos
COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS
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Las diferencias entre códigos provienen principalmente en la definición
tanto las características del campo de vientos y de sus fluctuaciones en el
tiempo, como las dinámicas de la interacción viento-estructura.
De la comparativa realizada de las FEEV para casos particulares de
edificios, se observa que la de menor valor son las obtenidas por las NTC
actuales y las de mayor las obtenidas por el código americano, excepto en
las de mayor rugosidad del terreno donde son muy similares. Las
obtenidas por los códigos canadiense y eurocódigo, así como las del
MDOC-DV, son muy aproximadas.
Por tanto, se considera que es razonable incorporar la formulación
planteada y verificada para las condiciones eólicas de la Ciudad de
México, en la actualización de las NTC-DV.
CONCLUSIONES
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AGRADECIMIENTOS
Gobierno del Distrito Federal
Dr. Luis Esteva Maraboto
Coordinador del Comité
Técnico