Cargas de Viento. Norma COVENIN 2003-86

REPBLICA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL DESARROLLO URBANO DIRECCIN GENERAL SECTORIAL DE EDIFICACIONES

COVENIN MINDUR (PROVISIONAL) 2003 - 86

NORMAS VENEZOLANAS

ACCIONES DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES

MINISTERIO DE FOMENTO COMISIN VENEZOLANA DE NORMAS INDUSTRIALES

AV. ANDRS BELLO-TORRE FONDOCOMUN PISO 11 - TELEFONO: 575.41.11 CARACAS - VENEZUELA

COVENIN-MINDUR 2003

i INTRODUCCIN

La Comisin de Normas para Estructuras de Edificaciones del Ministerio del Desarrollo Urbano presenta las Normas "ACCIONES DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES, basadas en las Normas ANS A58.1 - 1982 "Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures" del Instituto Nacional Americano de Normalizacin, ANS, con las modificaciones que se consideraron pertinentes para adaptarlas a nuestro medio. Estas Normas incorporan novedosos conceptos acordes con las actuales tendencias de la construccin y, en particular, el tratamiento detallado de los elementos livianos. Entre las caractersticas ms resaltantes de las Normas "Acciones del Viento sobre las Construcciones" se pueden citar la seleccin de las velocidades del viento para muchas localidades del pas, la clasificacin de las construcciones en cuanto a su uso y caractersticas de respuesta, y el tratamiento de las acciones segn sean sistemas resistentes o componentes y cerramientos de la construccin. Para facilitar la aplicacin de estas Normas, en el Captulo C-l del Comentario se indica el procedimiento general a seguir para la obtencin de las acciones y en el Apndice C se resuelven ejemplos. Caracas, Julio de 1986 Por la Comisin de Normas: Nicols Colmenares, Presidente Jos Antonio Delgado, Secretario Henrique Arnal Arnim De Fries Salomn Epelboim Jos Grases Csar Hernndez Carmen Lobo de Silva Joaqun Marn Ponentes: Profesores Ingenieros Arnaldo J. Gutirrez y Jos Manuel Velsquez, de la Universidad Catlica "Andrs Bello" y la Universidad Central de Venezuela.

ii PRLOGO

COVENIN MINDUR 2003-86

De acuerdo a lo establecido en el Artculo 15 de la Ley de Normas Tcnicas y Control de Calidad, y dado el CONVENIO firmado entre el Ministerio de Fomento, el Ministerio del Desarrollo Urbano, la Comisin Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) y el Fondo para la Normalizacin y Certificado de Calidad (FONDONORMA) el 4 de Marzo de 1980, se establece que la elaboracin de Normas se har en base a un procedimiento nico y bajo la coordinacin del Ministerio de Fomento. La Comisin Venezolana de Normas Industriales COVENIN, en su reunin No. 4-86 (76), del 12-8-86 aprob la presente Norma con carcter provisional, la cual ha sido elaborada por la Comisin de Normas para Estructuras de Edificaciones del Ministerio del Desarrollo Urbano. La presente Norma es de carcter provisional por el perodo de dos aos, contados a partir de la fecha de su publicacin, a fin de poder recoger las observaciones que su uso ocasione.

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NDICE

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CAPITULO 11.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5

VALIDEZ Y ALCANCE 1 DEFINICION, UNIDADESDEFINICIONES UNIDADES

C-1

CAPITULO 2 2.1 2.2 CAPITULO 3 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 CAPITULO 4

NOTACIONES

Y 2 4 9 9 9 9 9 10 10 10 C-5 C-5 C-8 C-9 C-10 C-10 C-10 C-10 C-11 C-11

CRITERIOS GENERALESHIPOTESIS SOBRE LA ACCIN DEL VIENTO RELACION CON OTRAS NORMAS COVENINMINDUR CRITERIOS GENERALES DE ESTABILIDAD LA ESTABILIDAD DE RESISTENTES AL VIENTO LA ESTABILIDAD VOLCAMIENTO LA ESTABILIDAD DESLIZAMIENTO LOS SISTEMAS EL EL

CONTRA CONTRA

LA ESTABILIDAD DE LOS COMPONENTES Y CERRAMIENTOS LA ESTABILIDAD DURANTE LAS ETAPAS DE MONTAJE Y CONSTRUCCION

CLASIFICACIN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGN EL USO Y LAS CARACTERISTICAS DE RESPUESTA ANTE LA ACCIN DEL VIENTOCLASIFICACION SEGN EL USO USOS MIXTOS FACTOR DE IMPORTANCIA EOLICA CLASIFICACION SEGN CARACTERISTICAS DE RESPUESTA LAS

4.1 4.1.1 4.1.2 4.2

11 12 12 12

C-19 C-19 C-20

iv


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CAPITULO 5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 CAPITULO 6

PARMETROS QUE DEPENDEN DE LA ZONIFICACIN ELICASELECCIN DE LA VELOCIDAD BASICA REGIONES CON CONDICIONES ESPECIALES DE VIENTO ESTIMACIN DE LA VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO A PARTIR DE DATOS CLIMATOLOGICOS TIPOS DE EXPOSICIN SELECCIN DE LOS TIPOS DE EXPOSICIN SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

14 14 14 14 15 15 16 LAS DEL 19 19 19 19 20 20 21 21 21 22 22 22 23 23 23 23 23 24 24

C-25 C-26 C-26 C-27

DETERMINACIN ACCIONES POR VIENTOMETODOS DE ANALISIS

DE EFECTOS

6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.2.1 6.2.3 6.2.4 6.2.4.1 6.2.4.2 6.2.5 6.2.5.1 6.2.5.2 6.2.5.3 6.2.5.4 6.2.5.5 6.2.5.6 6.2.5.7 6.2.5.8 6.2.5.9

C-36 C-36 C-36 C-36 C-37

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS ALCANCE ACCIONES ACCIONES MINIMAS PRESION DINAMICA FACTORES DE RESPUESTA ANTE RAFAGAS SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO COMPONENTES Y CERRAMIENTOS COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCION

C-42 C-43 C-43 C-45 C-46 C-46 C-46 C-46 C-46 C-47

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v

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6.2.5.10 6.2.5.11 6.3 6.3.1 6.3.2PROCEDIMEINTOS EXPERIMENTALES TUNELES DE VIENTO ALCANCE VALIDEZ EN

25 25 25 25 25 43 48

C-47 C-47 C-47

INDICE ANALITICO

Pgina (Apndices) APENDICE A MATERIALES VIDRIADOS SOLICITADOS POR LA ACCIN DEL VIENTO ESTIMACION DEL PERIODO DEL MODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIN DE ESTRUCTURAS EJEMPLOSCLCULO DE LAS ACCIONES DEL VIENTO SOBRE UNA EDIFICACIN CON ALTURA MENOR DE 20 m Y CON TECHO DE DOS VERTIENTES ACCIONES DEL VIENTO SOBRE UNA EDIFICACIN CON UNA ALTURA MAYOR DE 20 m CALCULO DE LA VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO Y SUS ACCIONES SOBRE UNA TORRE DE CELOSIA

A-1

APENDICE B

A-5

APENDICE C C1

A-10

C2 C3

A-26

ARTICULADO

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CAPITULO 1 VALIDEZ Y ALCANCE1.1 Estas Normas establecen los requisitos mnimos para la determinacin de las acciones del viento sobre las construcciones que se proyecten o ejecuten en el territorio nacional, y sustituyen al Artculo 6 de las "Normas para Cargas y Sobrecargas en Edificios" publicadas por el antiguo Ministerio de Obras Publicas en Agosto de 1975. 1.2 Estas Normas precisan los criterios adecuados para cuantificar los principales efectos que el viento causa sobre los tipos de construcciones en ellas especificados. Las disposiciones dadas son aplicables al clculo de las acciones del viento sobre los sistemas estructurales, los componentes estructurales individuales y los materiales que constituyen los cerramientos de las construcciones. Tambin se dan lineamientos especficos para utilizar los resultados provenientes de investigaciones en tneles de viento, cuando sea necesario determinar las acciones del viento y la respuesta de construcciones con formas geomtricas irregulares, con caractersticas particulares de respuesta, o localizadas 3,1 sitios que originen efectos desfavorables tales que ameriten consideraciones especiales, o para casos donde se requiera calcular las acciones del viento con mayor precisin. 1.3 Las disposiciones de estas Normas se aplican a las construcciones nuevas cuyo comportamiento sea lo suficientemente conocido como para poder utilizar las simplificaciones fundamentadas en experiencias previas. Para el caso de refuerzos, modificaciones y reparaciones de construcciones existentes, la autoridad competente establecer los criterios a aplicar de acuerdo con los lineamientos de estas Normas. 1.4 Estas Normas estn constituidas por el Articulado y su Comentario y Apndices, organizados en Captulos, Artculos, Secciones y Subsecciones identificados respectivamente con uno a cuatro dgitos. En el Comentario, denotado por la letra C-, se encuentran explicaciones y figuras adicionales que complementan el Articulado y ayudan a su mejor interpretacin. Al final del Captulo C-l se suministra una bibliografa general y al final de los otros Captulos referencias especializadas. Para facilitar la aplicacin de estas Normas, en el Comentario C-l.4 se indica el procedimiento general a seguir para la obtencin de las acciones por efectos del viento, y adems en los Apndices se resuelven ejemplos tpicos y se da informacin adicional de carcter particular. 1.5 Cuando haya conflicto con otras normas vigentes, estas Normas privarn en todos los aspectos concernientes a las acciones por efectos del viento, salvo para construcciones en las cuales se hayan realizado estudios especiales o para las cuales existan especificaciones particulares debidamente documentadas.

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CAPITULO 2 DEFINICIONES, NOTACIN Y UNIDADES2.1 DEFINICIONES Las siguientes definiciones se aplican especficamente a los requisitos establecidos en estas Normas. Las palabras subrayadas sealan trminos de este vocabulario. ACCIONES: Fenmenos que producen cambios en el estado de tensiones o deformaciones en algn elemento de una construccin. Las acciones se clasifican en permanentes, variables y accidentales. ACCIN DEL VIENTO O ELICA: Accin accidental que produce el aire en movimiento sobre los objetos que se le interponen, y que consiste, principalmente, en empujes y succiones. ANEMMETRO: Instrumento para medir la direccin y la velocidad del viento. REA TRIBUTARIA: Parte del rea de la superficie donde acta el viento que se supone va a cargar un determinado elemento estructural. Para las reas tributarias de forma rectangular el ancho deber tomarse al menos igual a un tercio del lado mayor. BARLOVENTO: Lado desde donde sopla el viento. CENTRO DE PRESIONES: Punto de aplicacin de la resultante terica de las presiones de empuje o succin. CELOSA: Sistema estructural abierto formado por miembros esencialmente unidimensionales. COMPONENTES Y CERRAMIENTOS: Elementos que soportan directa o indirectamente la accin elica y la transfieren a los sistemas resistentes al viento. CONSTRUCCIONES: Conjunto constituido por 1a estructura, los componentes no estructurales y los cerramientos sometidos a la accin de1 viento. CONSTRUCCIONES ABIERTAS: Construcciones que permiten que e1 viento circule a travs de ellas. CONSTRUCCIONES CERRADAS: Construcciones que encierran total o parcialmente un espacio y cuyos cerramientos impiden la circulacin del viento. EFECTO DE CANALIZACIN (EFECTO VENTURI): Modificacin de la velocidad y la presin del viento debido a un cambio de la seccin por donde circula, MTODO DE AGOTAMIENTO RESISTENTE: Mtodo de diseo estructural, tambin llamado "de Rotura", donde las resistencias son iguales o mayores que las acciones mayo radas.


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MTODO DE LAS TENSIONES ADMISIBLES: Mtodo de diseo estructural donde las tensiones calculadas en condiciones de servicio no exceden los valores lmites definidos para cada caso. PERIODO DE REFERENCIA: Vida til o duracin probable de la construccin. PERIODO DE RETORNO: Tiempo promedio que debe transcurrir para que sea excedida la velocidad bsica del viento. Tambin se denomina intervalo medio de recurrencia. El perodo de retorno es el inverso de la probabilidad anual de excedencia. PERMEABILIDAD: Fraccin del rea de aberturas en una superficie respecto al rea total de la misma. La relacin de rea efectiva es el complemento de la permeabilidad. PROBABILIDAD DE EXCEDENCIA: Probabilidad de que la velocidad bsica del viento sea superada alguna vez durante la vida til de la construccin. La probabilidad anual de excedencia es el inverso de1 perodo de retorno. RFAGA: Accin de corta duracin debida a un aumento sbito de la velocidad del viento. RELACIN DE ESBELTEZ: Relacin entre la altura de una construccin y su menor dimensin en planta. Cuando las dimensiones en planta varen con la altura se tomar la menor dimensin medida a la mitad de la altura. SISTEMA RESISTENTE AL VIENTO: Conjunto de miembros estructurales destinados a resistir las acciones del viento que les son transmitidas por otros miembros y por los componentes. SOTAVENTO: Lado opuesto a donde sopla el viento. TIEMPO PATRN DE RECORRIDO DEL VIENTO: Tiempo que requiere un volumen de aire de 1609 metros de longitud (1 milla) para pasar por una estacin fija. Vase el Captulo C-5. ("Fastest mile wind speed"). TIPO DE EXPOSICIN: Clasificacin para el sitio de ubicacin de la construccin tomando en cuenta las caractersticas de las irregularidades en la superficie del terreno. Vase el Artculo 5.2. TURBULENCIA: Irregularidad en la circulacin del aire, caracterizada por vrtices. VALLAS: Construccin usada como cartel o aviso, y cuya superficie pueda ser plana con o sin aberturas, o reticulada formada por barras simples paralelas a igual espaciamiento. VALLAS CON ABERTURAS: Vallas cuya permeabilidad es igual o mayor que 0.30.

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VALLAS SIN ABERTURAS: Vallas cuya permeabilidad es menor que 0.30. VELOCIDAD BSICA DEL VIENTO: Velocidad correspondiente al tiempo patrn de recorrido de1 viento medida a 10 metros sobre un terreno con Tipo de Exposicin C, y asociada a un Perodo de Retorno de 50 aos. VORTICIDAD: Flujo turbulento que a travs de la formacin de vrtices genera fuerzas alternantes sobre la construccin o sus componentes. 2.2 NOTACIN Y UNIDADES La notacin utilizada en estas Normas se detalla a continuacin y corresponde parcialmente a la contenida en las Normas ANS A58.1- 1982, salvo las modificaciones impuestas por los criterios de simbologa establecidos en las recomendaciones internacionales ACI - CEB - FIP 1970, adoptada por la Comisin de Normas para Estructuras de Edificaciones del Ministerio del Desarrollo Urbano en 1976. En cuanto a las unidades, stas corresponden al sistema Metro, Kilogramo fuerza Segundo (MKS). La siguiente notacin es aplicable a1 Articulado, al Comentario y a los Apndices. A Af = rea tributaria, m2 = Proyeccin sobre un plano normal a la direccin del viento del rea expuesta en las construcciones clasificadas como Tipo II y III abiertas o de sus componentes y cerramientos, m2. = rea no permeable al viento, m2.

Ae

ANSI = Instituto Nacional Americano de Normalizacin ("American Nacional Standard Institute"). ASCE= Sociedad Americana de Ingenieros Civiles ("American Society of Civil Engineers"). Cf CP Cp = Coeficiente para la determinacin de las acciones producidas por el viento en las construcciones clasificadas como Tipos II y III abiertas. = Smbolo para denotar las acciones gravitacionales permanentes en general = Coeficiente de empuje o succin externa para la determinacin de la accin producida por el viento en las construcciones clasificadas como Tipos I y III cerradas; coeficiente para el clculo de la componente de la accin que acta paralelamente a la direccin del viento sobre el (mentes de seccin transversal pequea en relacin a su longitud; Tabla' 6.2.5.10 y C-6.2.5.13.


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Ct = Coeficiente para el clculo de la componente de la fuerza que acta en direccin normal al viento sobre elementos de seccin transversal pequea en relacin a su longitud; Tablas 6.2.5.10 y C-6.2.5.13. COVENIN = Comisin Venezolana de Normas Industriales. CV = Smbolo para denotar las acciones gravitacionales variables en general. F = Fuerza para el clculo de las acciones del viento en las construcciones clasificadas como Tipos II y III abiertas, kgf; Tablas 6.2.2 (a) y (b).

Fp = Componente de la fuerza que acta paralelamente a la direccin del viento sobre un elemento de seccin transversal pequea en relacin a su longitud, kgf/m. Ft = Componente de la fuerza que acta en direccin normal al viento sobre un elemento de seccin transversal pequea en relacin a su longitud, kgf/m. G = Factor de respuesta ante rfagas; Frmula 6.1.

Gh = Factor de respuesta ante rfagas para los sistemas resistentes al viento evaluado a una altura h sobre el terreno; Frmula 6.11. GZ = Factor de respuesta ante rfagas para componentes y cerramientos evaluado a una altura z sobre el terreno; Frmula 6.13. GCpe = Coeficiente de empuje o succin externa para la determinacin de las acciones producidas por el viento sobre los componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipos I y III cerradas, representado por el producto del factor de respuesta ante rfagas y el coeficiente de empuje o succin externa; Tabla 6.2.5.2. GCpi = Coeficiente de empuje o succin interna para la determinacin de tas acciones producidas por el viento sobre tos componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipos I y III cerradas, representado por el producto del factor de respuesta ante rfagas y el coeficiente de empuje o succin interna. KZ = Coeficiente de exposicin a la presin dinmica del viento evaluado a una altura z sobre e1 terreno; Frmulas 6.8. Kh = Coeficiente de exposicin a la presin dinmica del viento evaluado a una altura h sobre el terreno; Frmulas 6.10.

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L = Dimensin horizontal de una construccin o luz de una estructura medida paralelamente a la direccin del viento. Tambin longitud de un elemento, m. MINDUR = Ministerio del Desarrollo Urbano. P = Probabilidad de excedencia de la velocidad bsica del viento durante un perodo de n aos; vase la Tabla C-4.1. T = Perodo natural de vibracin de la estructura evaluado en la direccin paralela al viento, s. Vase el Apndice B. V = Velocidad bsica del viento, km/h; Vase las Tablas 5.1 y C-5.1 o la Figura 5.1 Vh = Velocidad media del viento promediada durante un periodo de una hora, km/h; vase la Figura C-5.2. Vt = Velocidad del viento promediada durante un perodo de t segundos, km/h; vase la Figura C-5.2. W = Smbolo para denotar las acciones de1 viento en general; Frmula 6.1. a = Ancho de las franjas que se consideran para calcular las acciones de1 viento localizadas en bordes, esquinas, etc. Tambin altura del borde inferior de una valla sobre e1 nivel del terreno, m. = Dimensin horizontal de las construcciones medida en direccin normal a la del viento. Tambin ancho de una valla, m. Menor dimensin en planta de una construccin, m.

b

b1 =

bW = Ancho de la superficie expuesta de un elemento cuando el viento incide normal al eje del elemento, m. c d f h = Profundidad de elementos salientes, tales como nervios o deflectores, en chimeneas, tanques y estructuras similares, m. = Dimetro de un miembro o de una estructura de seccin transversal circular. Tambin e1 ancho mnimo en chimeneas, tanques y estructuras similares, y la altura de una valla, m. = Flecha de los techos en forma de arco, m. = Altura media del techo en las construcciones del Tipo I, o 1a altura total en los otros Tipos, excepto que podr utilizarse la altura del alero para techos con pendientes menores de 10, m.

h1 = Altura del alero, m.


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n p

= Perodo de referencia, aos . = Presin para el clculo de "las acciones del viento en componentes y cerramientos, kgf/m2; Tabla 6.2.2 (b).

ph = Presin evaluada a sotavento a una altura h sobre el terreno, kgf/m2; Tabla 6.2.2 (a) . pZ = Presin evaluada a barlovento a una altura z sobre el terreno, kgf/m2; Tabla 6.2.2 (b) . q qh = Presin dinmica, kgf/m2; Frmula 6.1. = Presin dinmica evaluada a una altura h sobre el terreno, kgf/m2 ; Frmula 6.9 .

qZ = Presin dinmica evaluada a una altura z sobre el terreno, kgf/m2 ; Frmula 6.7 . w = Dimensin horizontal promedio de la construccin en la direccin normal al viento, m. x = Distancia medida desde el borde del techo a barlovento hasta el centro de presiones de empuje o succin en los techos de construcciones abiertas de una vertiente, m.

z = Altura sobre el nivel del terreno, m. z0 = Altura de la rugosidad en la superficie, m; vase la Tabla C-6.2.4. zg = Altura del gradiente en el perfil de velocidades del viento, m; vase la Tabla 6.2.3 . = Factor de importancia elica (Tabla 4.1.2). Tambin ngulo auxiliar para el clculo de las fuerzas sobre tirantes de mstiles y torres atirantadas, en grados.

= Permeabilidad al viento; = 1 - (Ae/A). = Factor que se utiliza en el exponente de las frmulas para calcular KZ, h y Z, vase la Tabla 6.2.3. Tambin ngulo auxiliar para e1 clculo de las fuerzas sobre tirantes de mstiles y torres atirantadas; en grados = Relacin adimensional que se utiliza para el clculo del factor de resonancia t, ; vase 1a Tabla C-6.2.4.

1 = Factor de exposicin evaluado a las dos terceras partes de la altura promedio del tedio de una construccin; vase la Frmula C-6.2.

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h = Factor de exposicin evaluado a una altura h sobre el terreno. Frmula 6.12 Z = Factor de exposicin evaluado a una altura z sobre el terreno; Formula 6.14 = Factor de resonancia dado en funcin de las relaciones y w/h; vase las Figuras C-6.2.4.1 (a) a C-6.2.4.1 (d) = ngulo que forma el plano del techo con la horizontal. Tambin ngulo que forma la cuerda de un tirante con la horizontal, grados. = Coeficiente de arrastre sobre una superficie; vase la Tabla 6.2.4.1 = Factor relativo al tamao de la construccin dado en funcin de su altura h y del Tipo de Exposicin; vase la Figura C-6.2.4.1 (e)

K

= Factor relativo a las condiciones de friccin en una superficie, vase la Tabla C-6.2.4 = Coeficiente de amortiguamiento estructural, definido usualmente como un porcentaje del amortiguamiento crtico; Frmula C-6.2 = Peso volumtrico del aire, kgm/m3.

= ngulo que forma la direccin de1 viento y la cuerda de un tirante de un mstil o de una torre atirantada; grados 1 = ngulo que forma la direccin del viento y el plano del techo de una construccin abierta de una vertiente; grados = Factor relativo al perfil de presiones dado como funcin de la relacin adimensional y; vase la Figura C-6.2.4.1 (f) [ ] = Referencia bibliogrfica. Principales Subndices: f = Aplica al rea y a los coeficientes para el clculo de las fuerzas por efectos del viento en las construcciones clasificadas corno Tipo II y III abiertas.

h = Se refiere a la altura media del techo, considerada constante para el clculo de las acciones por efectos de1 viento. p = Corresponde a los coeficientes de empuje o succin externa Corresponde a los coeficientes de empuje o succin interna

pi = z

= Se refiere a la altura medida en el lado a barlovento, considerada variable para el clculo de las acciones por efectos del viento en un punto especfico.


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CAPITULO 3 CRITERIOS GENERALES3.1 HIPTESIS SOBRE LA ACCIN DEL VIENTO Las acciones por efectos del viento se analizarn considerando las siguientes hiptesis bsicas: 1. Se supone, salvo experiencias que demuestren lo contrario, que el viento acta en dos direcciones ortogonales entre s. En general, no se considera la superposicin de efectos en direcciones ortogonales. Se elegirn las direcciones que representen las condiciones ms desfavorables para la estabilidad de la construccin en conjunto o de elementos de la misma. 2. Se considera que la fuerza resultante de la accin del viento coincide con el centro de presiones de empujes o succiones del rea expuesta. Segn las caractersticas de la construccin, la autoridad competente podr exigir la consideracin de los efectos de torsin en planta. 3. En general, se estudiar cada construccin como si estuviese completamente aislada, despreciando los efectos de proteccin que puedan producirse por la existencia de construcciones vecinas. En casos especiales deber tomarse en cuenta cualquier incremento en las succiones, los empujes o algn otro efecto desfavorable que resulte de dicha cercana. 3.2 RELACIN CON OTRAS NORMAS COVENIN-MINDUR Las acciones establecidas en estas Normas son cargas de servicio, no multiplicadas por factores de mayo racin de acciones. La accin simultnea del viento con otras acciones y sus respectivos factores de mayoracin o minoracin se tomarn en la forma establecida en las normas aplicables al material utilizado. En general no es necesario considerar la accin simultnea del viento y el sismo. 3.3 CRITERIOS GENERALES DE ESTABILIDAD3.3.1 LA ESTABILIDAD DE LOS SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

En el anlisis de estabilidad de los sistemas resistentes al viento solo se emplearn las acciones externas. En el caso de construcciones de un solo piso y otras construcciones similares clasificables en el Tipo I donde puedan producirse acciones internas significativas, se incluir su efecto como se indica en la Tabla 6.2.2 (a) .3.3.2 LA ESTABILIDAD CONTRA EL VOLCAMIENTO

Cuando la accin del viento produzca tracciones en algn elemento de fundacin que exceda las dos terceras partes de la compresin por acciones permanentes, la fundacin deber anclarse adecuadamente.

103.3.3 LA ESTABILIDAD CONTRA EL DESLIZAMIENTO


Cuando la fuerza resistente total al deslizamiento sea insuficiente en relacin a la accin del viento, se dispondr un anclaje adecuado para resistir la fuerza en exceso. Al evaluar la fuerza resistente total debern suponerse nulas las acciones variables.3.3.4 LA ESTABILIDAD DE LOS COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

La estabilidad de los componentes y cerramientos se analizar bajo los efectos de la combinacin de las acciones internas y externas de acuerdo con las frmulas dadas en la Tabla 6.1 para estos sistemas.3.3.5 LA ESTABILIDAD DURANTE LAS ETAPAS DE MONTAJE Y CONSTRUCCIN

Durante las diversas etapas del montaje y construccin de la estructura se dispondrn arriostramientos temporales adecuados para resistir las acciones del viento sobre los elementos estructurales y no estructurales.


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CAPITULO 4

CLASIFICACIN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGN EL USO Y LAS CARACTERSTICAS DE RESPUESTA ANTE LA ACCIN DEL VIENTO

4.1 CLASIFICACIN SEGN EL USO Las acciones consideradas en estas Normas son funcin del grado de seguridad aconsejable para las construcciones, el cual est implcito en la clasificacin que de acuerdo al uso se hace a continuacin: 1. GRUPO A Son aquellas construcciones cuya falla pueda ocasionar cuantiosas prdidas humanas o econmicas, o que contienen instalaciones esenciales cuyo funcionamiento es vital en condiciones de emergencia, tales como, aunque no limitadas a: - Hospitales, puestos de emergencia o centros de salud en general. - Estaciones de bomberos o de polica e instalaciones militares. - Centrales elctricas y de telecomunicaciones. - Torres de transmisin y antenas. - Estaciones de bombeo y depsitos de agua. - Tanques elevados y chimeneas. - Redes de distribucin de agua, gas, electricidad, etc. - Edificaciones gubernamentales o municipales de importancia. - Institutos educacionales en general. - Depsitos de materias txicas o explosivas y centros que utilicen materiales radioactivos. - Edificaciones que contienen objetos de valor excepcional, tales como museos y bibliotecas. - Monumentos y templos de valor histrico. Tambin se incluyen en este Grupo las construcciones cuyo uso principal implique aglomeraciones de ms de 300 personas con cierta frecuencia, tales como: auditorios, cines, teatros, estadios, etc... 2. GRUPO B Pertenecen a este Grupo las construcciones de uso pblico o privado tales como, aunque no limitadas a: - Viviendas unifamiliares y bifamiliares en general. - Edificios destinados a viviendas, oficinas, comercios y actividades similares - Plantas e instalaciones industriales. - Almacenes y depsitos en general.

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Tambin abarca este Grupo toda construccin cuyo colapso pueda poner en peligro las de este Grupo o las del Grupo A. 3. GRUPO C Este Grupo comprende las construcciones no clasificables en los Grupos anteriores, no destinadas a uso como habitacin o al uso pblico, y cuyo colapso no pueda causar daos a las construcciones de los dos primeros Grupos.4.1.1 USOS MIXTOS

Las construcciones que contengan reas de uso correspondientes a Grupos diferentes de acuerdo ala clasificacin anterior, se ubicarn en el Grupo ms desfavorable.4.1.2 FACTOR DE IMPORTANCIA EOLICA

De acuerdo a la anterior clasificacin se establece para cada Grupo un factor de importancia elica a conforme a la Tabla 4.1.2 TABLA 4.1.2 FACTOR DE IMPORTANCIA EOLICA. GRUPO A B C 1.15 1.00 0.90

4.2 CLASIFICACIN SEGN LAS CARACTERSTICAS DE RESPUESTA Atendiendo a la naturaleza de los principales efectos que el viento puede ocasionar en las construcciones, stas se clasifican segn las caractersticas de la geometra expuesta a la accin del viento en los siguientes Tipos: TIPO I Este Tipo comprende las construcciones cerradas poco sensibles a las rfagas y a los efectos dinmicos del viento, y aquellas cerradas en general cuya esbeltez sea menor o igual a 5 o cuyo perodo natural de vibracin sea menor o igual a 1 segundo. Estn comprendidas en este Tipo las construcciones con cubiertas de lminas, con una o ms fachadas abiertas destinadas a naves industriales, teatros, auditorios, depsitos, etc, y otras construcciones cerradas destinadas a usos similares. Tambin se incluyen las cubiertas estructurales rgidas,


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o sea aquellas capaces de resistir las acciones debidas al viento sin variar sustancialmente su geometra. TIPO II Se incluyen dentro de este Tipo las construcciones abiertas cuya esbeltez sea menor o igual a 5 o que tengan un perodo natural de vibracin menor o igual a 1 segundo, tales como las torres o antenas atirantadas y en voladizo, los tanques elevados, los parapetos y las vallas. TIPO III Pertenecen a este Tipo aquellas construcciones especialmente sensibles a las rfagas de corta duracin las cuales favorecen la ocurrencia de oscilaciones importantes. Comprende las construcciones defina das como Tipos I y II cuya relacin de esbeltez sea mayor de 5 o cuyo perodo natural de vibracin sea mayor de 1 segundo, o las que por su geometra sean propensas a fuertes vibraciones. TIPO IV Se tipifican en este grupo las construcciones que presentan problemas aerodinmicos particulares, tales como las cubiertas colgantes exclu das del Tipo I, las formas aerodinmicas inestables, las construcciones flexibles con varios perodos de vibracin prximos entre s, etc.

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CAPITULO 5

PARAMTROS QUE DEPENDEN DE LA ZONIFICACIN ELICA

5.1 SELECCIN DE LA VELOCIDAD BSICA La "velocidad bsica" del viento v, que en estas Normas se define como la velocidad correspondiente al tiempo patrn de recorrido del viento medida a 10 metros sobre un terreno Tipo de Exposicin C y asociada a un perodo de retorno de 50 aos, se seleccionar de acuerdo con la regin utilizando la Tabla 5.1 o el mapa de 1a Figura 5.1, con las excepciones indicadas en las Secciones 5.1.1 y 5.1.2. En ningn caso la velocidad bsica ser menor de 70 km/h.5.1.1 REGIONES CON CONDICIONES ESPECIALES DE VIENTO

Se dar una consideracin especial a aquellas regiones donde las mediciones o 1a experiencia indican que las velocidades del viento son superiores a las mostradas en el mapa de la Figura 5.1. Todos los terrenos montaosos, los desfiladeros, los promontorios ocenicos, etc., se estudiarn adecuadamente para detectar posibles condiciones especiales del viento y cuando la autoridad competente lo juzgue necesario, se deber ajustar los valores de la Figura 5.1 o de la Tabla 5.1 para considerar velocidades locales del viento ms elevadas. En estos casos la velocidad bsica se obtendr a partir de una informacin meteorolgica apropiada de acuerdo con los requisitos de 1a Seccin 5.1.2. En las zonas costeras o en las localidades que a juicio de la autoridad competente sean asimilables a las condiciones de estas zonas, el factor de importancia elica , dado en la Tabla 4.1.2, se incrementar en un 10%.5.1.2 ESTIMACIN DE LA VELOCIDAD BSICA DEL VIENTO A PARTIR DE DATOS CLIMATOLGICOS

Los datos climatolgicos regionales pueden utilizarse en lugar de las velocidades bsicas dadas en el mapa de la Figura 5.1 o en 1a Tabla 5.1, siempre y cuando se satisfagan los siguientes requisitos: 1. Procedimientos aceptables de anlisis estadsticos de valores extremos para procesar los datos. 2. Consideracin adecuada de la duracin de los registros, el tiempo promedio de medicin, la altura del anemmetro sobre el nivel del terreno, 1a calidad de los datos y el Tipo Exposicin del terreno. En ningn caso la velocidad bsica del viento ser menor de 70 km/h. 5.2 TIPOS DE EXPOSICIN E1 Tipo de Exposicin para el sitio donde se edificar 1a construccin se seleccionar tomando en cuenta las caractersticas de las irregularidades en la superficie del terreno. Se


15

considerarn debidamente las variaciones importantes en la rugosidad de la superficie del terreno, las cuales pueden atribuirse tanto a la vegetacin y a la topografa naturales, como al efecto de las construcciones existentes. El Tipo de Exposicin quedar clasificado de acuerdo con las caractersticas generales que se describen a continuacin: 1. TIPO DE EXPOSICIN A Este Tipo corresponde a grandes centros urbanos donde al menos un 50% de las construcciones tiene alturas superiores a 20 metros. Se atribuye este Tipo a las reas las cuales prevalecen esas caractersticas en la direccin desde donde sopla el viento, por lo menos en una distancia que sea el mayor valor entre 800 metros o 10 veces la altura de la construccin en estudio. Se tomarn en cuenta los posibles efectos de canalizacin o incrementos en la presin dinmica cuando la construccin en estudio est ubicada detrs de construcciones adyacentes. 2. TIPO DE EXPOSICIN B Este Tipo incluye a las reas urbanas, suburbanas, boscosas u otros terrenos con numerosas obstrucciones que tengan las dimensiones usuales de viviendas unifamiliares con altura promedio no superior a 10 m. Se clasifican en este Tipo las reas en las cuales se presentan esas caractersticas en la direccin desde donde sopla el viento, por lo menos en una distancia que sea el mayor valor entre 500 metros y 10 veces la altura de la construccin en estudio. 3. TIPO DE EXPOSICIN C Este tipo corresponde a las planicies, los campos abiertos, las sabanas y terrenos abiertos con obstrucciones dispersas cuya altura en general no sobrepasa de 10 metros. 4. TIPO DE EXPOSICIN D Se clasifican en este Tipo las reas planas del litoral que no tengan obstrucciones y que estn expuestas a vientos que soplan sobre grandes masas de agua. Comprende este Tipo las reas con las caractersticas descritas y ubicadas con relacin a la costa a una distancia que sea el mayor valor entre 500 metros y 10 veces la altura de la construccin en estudio. 5.3 SELECCIN DEL TIPO DE EXPOSICIN5.3.1 SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

Las acciones sobre tos sistemas resistentes al viento se calcularn considerando los Tipos de Exposicin definidos en el Artculo 5.2. Cuando los Tipos de Exposicin varan en diferentes direcciones, cuando 1a clasificacin del sitio no se corresponde totalmente con las caractersticas

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tipificadas o cuando sea dudosa su clasificacin, se utilizar el Tipo de Exposicin que conduzca a las acciones ms desfavorables para el sistema resistente al viento.5.3.2 COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

El Tipo de Exposicin para los componentes y cerramientos se relacionara con la del Tipo de construccin a la cual pertenecen, como se indica en la Tabla 5.3.2

TABLA 5.3.2 TIPOS DE EXPOSICIN PARA LOS COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

TIPO DE EXPOSICIN DE LA CONSTRUCCIN TIPO DE CONSTRUCCIN

A C B B B C B

B C B B B C B

C C C C C C C

D C D D D C D

I II

Cerradas Abiertas Abiertas

III Cerradas

h 20m h > 20m Para todo valor de h Para todo valor de h h 20m h > 20m


17 TABLA 5.1 Velocidad Bsica del Viento, V, en km/h

LOCALIDAD ANZOATEGUI Barcelona APURE Guasdualito San Fernando ARAGUA Colonia Tovar Maracay BOLIVAR Ciudad Bolvar Sta. Elena de Uairn Tumeremo CARABOBO Morn Puerto Cabello DISTRITO FEDERAL Caracas La Orchila Maiqueta FALCON Coro GUARICO Carrizal

V 85 87 85 70 72 77 74 80 70 70 78 76 93 75 73

LOCALIDAD LARA Barquisimeto MERIDA Mrida MONAGAS Maturn NUEVA ESPARTA Porlamar PORTUGUESA Acarigua Guanare SUCRE Cuman Giria TACHIRA Coln La Grita San Antonio TERRITORIO FEDERAL AMAZONAS Puerto Ayacucho ZULIA La Caada Maracaibo Mene Grande

V 100 70 102 70 70 70 79 83 70 70 83 83 103 96 81

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19

CAPITULO 6

DETERMINACIN DE LAS ACCIONES POR EFECTOS DEL VIENTO

6.1 MTODOS DE ANLISIS Las acciones por efectos del viento para los sistemas resistentes al viento, los componentes estructurales individuales y los cerramientos, se determinarn utilizando uno de los siguientes procedimientos; 1. Analticos de acuerdo al Artculo 6.2 2. Experimentales en tneles de viento de acuerdo a1 Artculo 6.3 6.2 PROCEDIMIENTOS ANALTICOS6.2.1 ALCANCE

Los requisitos de este Artculo se aplican en general a todas las construcciones. En los casos de formas geomtricas poco usuales, de construcciones con caractersticas de respuesta susceptibles de generar oscilaciones importantes ante la accin del viento, o de ubicaciones en sitios donde los efectos de canalizacin o los embates del viento que se producen detrs de obstrucciones a barlovento puedan requerir de consideraciones especiales, el proyectista se podr referir a una bibliografa suficientemente reconocida para documentarse en relacin a las acciones por efecto del viento o utilizar los procedimientos descritos en el Artculo 6.36.2.2 ACCIONES

Las acciones de servicio por efecto del viento se determinarn mediante 1a expresin general: W=qGCA donde: W = Magnitud del empuje o succin que el viento produce sobre la superficie A, determinada de acuerdo con las frmulas dadas en las Tablas 6.2.2 (a) y (b) q = Presin dinmica ejercida por el viento de "velocidad bsica" V sobre la proyeccin de la superficie en el plano normal a su direccin, donde dicha velocidad se anula. Se calcula mediante las frmulas definidas en la Seccin 6.2.3 (6.1)

G = Factor de respuesta ante rfagas para considerar la naturaleza fluctuante del viento y su interaccin con las construcciones. Vase 1a Seccin 6.2.4 C = Coeficiente de empuje o succin que depende de la forma de la construccin. Se puede obtener mediante las Tablas de la Seccin 6.2.5 A = rea de la superficie expuesta o rea proyectada sobre un plano normal a la direccin del viento, segn se define para cada caso en las Tablas 6.2.2 (a) y (b)

6.2.2.1 ACCIONES MNIMAS

La accin del viento en condiciones de servicio para los sistemas resistentes al viento no ser menor de 30 kgf/m2 aplicada al rea proyectada de la construccin sobre un plano vertical que sea perpendicular a la direccin del viento.

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En el clculo de las acciones del viento en condiciones de servicio para los componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipo I y III cerradas, se tomar en consideracin la diferencia de efectos entre las fachadas opuestas, pero en ningn caso la accin resultante ser menor de 30 kgf/m2 actuando en cualquiera de las dos direcciones normales a 1a superficie. Para los componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipo II y III abiertas, la accin de1 viento en condiciones de servicio no ser menor de 30 kgf/m2 aplicada al rea proyectada Af sobre un plano normal a la direccin del viento.6.2.3 PRESIN DINMICA

La presin dinmica q, en kgf/m2, ser evaluada en forma diferente para fachadas a barlovento y a sotavento (Vase la Figura de la Tabla 6.2.5.1). Para fachadas a barlovento q vara en funcin de la altura z sobre el terreno segn la siguiente expresin: donde: qZ = 0.00485 KZ V22/

(6-7)

4.50 K Z = 2.58 z g

para z 4.50 m

(6.8 a)

z K Z = 2.58 z g

2/

para z > 4.50 m

(6.8 b)

Para fachadas a sotavento q es constante y se evaluar a la altura h sobre el terreno segn la expresin: qh = 0.00485 Kh V2 siendo 4.50 K h = 2.58 z g 2/

(6.9)

para h 4.50 m

(6.10 a)

h K h = 2.58 z g

2/

para h > 4.50 m

(6.10 b)


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Los valores de zg y se dan en la Tabla 6.2.3. En la Tabla 6.2.3.1 se suministran los valores KZ y Kh para las alturas ms usuales. El factor de importancia elica a se ha establecido en la Tabla 4.1.2 y V es 1a velocidad bsica del viento en km/h seleccionada de acuerdo a los requisitos del Artculo 5.16.2.4 FACTORES DE RESPUESTA ANTE RFAGAS

Se definen dos factores de respuesta ante rfagas, Gh para los sistemas resistentes al viento y GZ para los componentes y cerramientos. Los factores de respuesta ante rfagas definidos en esta Seccin no sern menores de 1.06.2.4.1 SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

Para los sistemas resistentes al viento de las construcciones clasificadas en los Tipos I y II , el factor de respuesta ante rfagas Gh tiene un valor nico para fachadas a barlovento y sotavento el cual se calcular mediante tas formulas siguientes: Gh = 0.65 + 3.65 h en donde: h = (6.11)

(h / 9.0)1 /

2.35 k

(6.12)

siendohK

=

Factor de exposicin que representa la intensidad de la turbulencia, evaluado a la altura media del techo para construcciones Tipo I o 1a altura total para construcciones Tipo II.

= Coeficiente de arrastre sobre una superficie, dado en la Tabla 6.2.4.1 En las Tablas 6.2.4 (a) y 6.2.4 (b) se dan los valores de G. para las alturas h ms usuales.

Para los sistemas resistentes al viento de las construcciones clasificadas en el Tipo III, el factor de respuesta ante rfagas Gh se calcular mediante un anlisis que incorpore las propiedades dinmicas del sistema resistente. Alternativamente al procedimiento que se describe en el Comentario C-6.2.4, se pueden utilizar los valores dados en las Tablas 6.2.4 (b) o C-6.2.4 (b1) y (b2).6.2.4.2 COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

Para los componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipos I y III cerradas, los factores de respuesta ante rfaga se combinan con los coeficientes de empuje y succin, externos e internos, resultando los valores de GCpe y GCpi dados en la Seccin 6.2.5.

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Para los componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipos II y III abiertas, el valor de respuesta ante rfagas GZ se obtendr con las frmulas siguientes, siendo variable de acuerdo con la altura z sobre el terreno: Gz = 0.65 + 3.65 Z en donde:Z =

(6-13)

(z / 9.0)1 /

2.35 k

(6-14)

E1 factor de exposicin Z ser evaluado a las diferentes alturas z sobre el terreno a la cual se disponen los componentes y cerramientos. En la Tabla 6.2.4 (a) se proporcionan los valores de GZ para las alturas z ms usuales.6.2.5 COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIN

Los coeficientes de empuje y succin dependen principalmente de la forma geomtrica de la construccin. Los coeficientes llevan signo positivo o negativo segn se trate de un efecto de empuje o de succin, respectivamente. Los subndices "i" o "e" indicarn si la accin es interna o externa a la construccin. En el caso particular de las Tablas 6.2.5.2 (a), (b), (c), (d) y de le Subseccin 6.2.5.3 , 1os coeficientes de empuje y succin ya incluyen los factores de respuesta ante rfagas.6.2.5.1 Esta Subseccin define los coeficientes Cp de empujes y succiones externas para las fachadas y techos de los sistemas resistentes al viento de las construcciones clasificadas como Tipo I y III cerradas, dados en la Tabla 6.2.5.1. Esta Tabla es aplicable a construcciones con uno o ms lados abiertos y tambin para los techos de construcciones cerradas de una vertiente. 6.2.5.2 Esta Subseccin define los coeficientes GCpe de empujes y succiones externas para los

componentes y cerramientos de las construcciones clasificadas como Tipo I y III cerradas. Se dan dos tipos de Tablas para la obtencin estos coeficientes. Las Tablas 6.2.5.2 (a) y (b) para los componentes y cerramientos de 1as construcciones con altura h menor o igual a 20 metros, y las Tablas 6.2.5.2 (c) y (d) para e1 caso en que h sea mayor de 20 metros. Como se indica en las Frmulas (6.5a) y (6.5b) ,1a accin del viento ser evaluada con valores positivos de GCpe usando 1a presin dinmica de empuje qZ y con los valores negativos de GCpe utilizando la presin dinmica de succin qh.


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En los voladizos o aleros de los techos las acciones se calcularn sumando a las presiones que actan sobre la superficie superior del techo, calculadas con los coeficientes de estas Tablas, las presiones de empuje que actan sobre la superficie inferior calculadas con un coeficiente GCpe igual a 0.8. Los componentes estructurales de gran tamao que resistan las cargas provenientes de reas tributarias mayores de 90 m2 pueden calcularse utilizando 1a Tabla 6.2.5.1 en las construcciones clasificadas como Tipo I y III cerradas.6.2.5.3 En esta Subseccin se definen los coeficientes GCpi de empujes y succiones internas a utilizar

Cuando la permeabilidad en una de las fachadas excede en un 10% o ms a la suma de las permeabilidades de las otras fachadas, y siempre que estas restantes fachadas no excedan individualmente el valor de 0.20 de permeabilidad, se usarn los valores de GCpi de 0.75 y -0.25. En todos los dems casos se emplearn 1os valores de GCpi de 0.25.6.2.5.4 En esta Subseccin se definen los coeficientes Cp de empujes y succiones externas para el

clculo de las acciones sobre los techos en arco de sistemas resistentes al viento. Vase la Tabla 6.2.5.4.

6.2.5.5 En esta Subseccin se definen los coeficientes Cf para el clculo de las acciones sobre los techos de construcciones abiertas de una vertiente. En la Tabla 6.2.5.5 (a) se dan los valores de los coeficientes Cf para diversas relaciones de L/b, y en la Tabla 6.2.5.5 (b) la ubicacin relativa del centro de presiones de empuje o succin.

Las fuerzas resultantes se considerarn aplicadas en el centro de presiones y normales a la superficie del techo, actuando hacia afuera en un caso y hacia adentro en otro. Para el clculo del ngulo entre 1a direccin del viento y el plano del techo, el viento se supondr desviado 10 de la horizontal para obtener la accin ms desfavorable. Para el caso de techos de construcciones cerradas de una vertiente, vase la Tabla 6.2.5.16.2.5.6 En esta Subseccin se definen los coeficientes Cf para e1 clculo de las acciones sobre

chimeneas y tanques. Vase la Tabla 6.2.5.6 sin aberturas, dados en la Tabla 6.2.5.7

6.2.5.7 En est Subseccin se definen los coeficientes Cf para el clculo de las acciones sobre vallas

Las vallas cuya altura medida desde el nivel del terreno hasta un borde inferior de la misma sea menor de 0.25 veces su altura se considerarn como si estuviesen a nivel del terreno.

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Para tomar en cuenta la accin del viento sobre la valla se considerarn dos casos, como se ilustra en la Figura C-6.2.5.7 del Comentario; 1. La resultante de la fuerza acta en el centro geomtrico de 1a valla y normal a sta. 2. La resultante de la fuerza acta normal a la valla y a una distancia de 0.3 veces su dimensin horizontal, medida desde el borde a barlovento sobre el eje de su centro geomtrico. Esta Tabla es aplicable al caso de las banderas. Para banderas y similares fijas en todo su contorno se tomar el rea total expuesta al viento. En el caso de estar fijas en un solo lado, se tomar en cuenta el 15% de la superficie total de la bandera; este valor soto podr disminuirse cuando se justifique experimental mente.6.2.5.8 En esta Subseccin se definen los coeficientes Cf para el clculo de las acciones sobre vallas

con aberturas o reticuladas. Estos coeficientes se dan en la Tabla 6.2.5.8.

Se supondr que las fuerzas actan paralelamente a la direccin del viento y se calcularn con el rea de todos los elementos expuestos proyectada sobre un plano normal a la direccin del viento.6.2.5.9 En esta Subseccin se definen los coeficientes Cf para el clculo de las acciones en torres de

celosa formadas por perfiles angulares o similares de caras planas. Estos coeficientes son dados en la Tabla 6.2.5.9, en donde tambin se indica como se modifican cuando los miembros son de caras curvas. Los coeficientes Cf se aplican al rea efectiva de la cara de la torre. Para torres de planta triangular las fuerzas por viento se supondrn actuando normalmente a una cara de la torre. Para torres de planta cuadrada las fuerzas por viento se supondrn actuando normalmente a una cara de la torre, pero cuando (Ae/A) < 0.50, estas fuerzas se multiplicarn por el factor 1.0 + 0.75 (Ae/A) y se supondrn que actan en direccin a una diagonal. En mstiles y torres atirantadas la parte en voladizo de la torre se calcular para 1.25 veces la accin del viento. El resto de la torre se calcular usando combinaciones de 100% y 75% de las acciones del viento, ubicadas de forma de obtener las mximas solicitaciones. Vase la Figura C-6.2.5.9 del Comentario. Las acciones del viento sobre las partes accesorias de las torres se calcularn utilizando los coeficientes de empuje y succin para componentes y cerramientos.


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6.2.5.10 En esta Subseccin se definen los coeficientes para el clculo de las acciones sobre tirantes.

Los coeficientes C y Cf dados en la Tabla 6.2.5.10 se aplicarn al rea expuesta de los tirantes, la cual se calcula como el producto de 1a longitud de la cuerda por e1 dimetro del tirante. Vase la Figura C-6.2.5.10 del Comentario.6.2.5.11 Los coeficientes de empuje y succin para los casos no considerados explcitamente en

estas Normas, como por ejemplo techos contiguos de dos vertientes o con forma de sierra, elementos estructurales individuales, etc., podrn ser los provenientes de estudios suficientes reconocidos. Vase el Comentario.6.3 PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES EN TNELES DE VIENTO6.3.1 ALCANCE

Para la determinacin de las acciones por viento, alternativamente a la aplicacin de los requisitos del Artculo 6.2, se pueden realizar ensayos apropiados en tneles de viento o ensayos similares utilizando fluidos distintos a1 aire.6.3.2 VALIDEZ

Se considerar que los ensayos se han efectuado apropiadamente para la determinacin de los valores medios de las acciones, as como de sus fluctuaciones, cuando se cumplan los requisitos siguientes: 1. Se ha modelado el viento natural para tomar en cuenta la variacin de su velocidad con la altura; 2. En los modelos experimentales se considera la intensidad de la componente longitudinal de la turbulencia del viento natural; 3. La escala geomtrica del modelo no es mayor de tres veces la escala geomtrica de la componente longitudinal de la turbulencia; 4. Las caractersticas de respuesta de la instrumentacin colocada en el tnel de viento son consistentes con las mediciones que se van a hacer; 5. Se le da debida importancia a la dependencia de las fuerzas y presiones de empuje y succin respecto al Nmero de Reynolds. Cuando el propsito sea la determinacin de la respuesta dinmica de una construccin, se considerar que los ensayos se han realizado apropiadamente si se satisfacen todos los requisitos anteriores y si, adicionalmente, la escala del modelo est dimensionada con la debida consideracin de las longitudes, las distribuciones de masa, las rigideces y el amortiguamiento.

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TABLA 6.2.2 (a) ACCIONES EN SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

Tipo de Construccin

Presiones y Fuerzas

Barlovento: PZ = q Z G h C P Sotavento: Ph = q h G h C PI Cerrada

(6.2a) (6.2b)

En caso de estructuras de un solo piso y similares se incluir el efecto de las acciones internas y se verificarn las siguientes frmulas: Barlovento: PZ = q Z G h C P q h GC pi (6.2c) Sotavento: Ph = q h G h C P q h GC pi (6.2d) (6.3) (6.2a) (6.2b) (6.3)

II

Abierta

F = q Z Gh C f A fBarlovento: PZ = q Z G h C P

III

Cerrada

Sotavento: Ph = q h G h C P

Abierta IV Cerrada o Abierta

F = q Z Gh C f A f

Requiere estudios especiales, pero las acciones no sern menores que las correspondientes al Tipo III


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TABLA 6.2.2 (b) ACCIONES EN COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

Tipo de Construccin

Presiones y Fuerzas

Para h 20 m : p = q h GC pe q h GC piI Cerrada

(6.4)

Para h > 20 m : Barlovento: p = q Z (+GC pe ) q Z GC pi

(6.5a) (6.5b) (6.6) (6.5a)

Sotavento: p = q h (GC pe ) q Z GC piII Abierta

F = q Z GZ C f A fBarlovento: p = q Z (+GC pe ) q Z GC pi Sotavento: p = q h (GC pe ) q Z GC pi

III

Cerrada

(6.5b) (6.6)

Abierta IV Cerrada o Abierta

F = q Z GZ C f A f

Requiere estudios especiales, pero las acciones no sern menores que las correspondientes al Tipo III

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TABLA 6.2.3 CONSTANTES PARA EL CALCULO DE KZ y KhTIPO DE EXPOSICIN A B C D FACTOR ALTURA * zg metros

3.0 4.5 7.0 10.0

460 370 270 200

*Vase la Figura C-5.3 en el Comentario TABLA 6.2.3.1 COEFICIENTES DE EXPOSICIN A LA PRESIN DINMICA KZ KhALTURA SOBRE EL TERRENO zh

TIPO DE EXPOSICIN A B C D

0 a 4.50 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

0.118 0.126 0.142 0.158 0.173 0.187 0.200 0.214 0.226 0.239 0.251 0.263

0.363 0.380 0.413 0.442 0.469 0.494 0.518 0.540 0.562 0.582 0.601 0.620

0.800 0.825 0.869 0.908 0.943 0.976 1.006 1.033 1.059 1.084 1.107 1.129

1.207 1.233 1.279 1.319 1.355 1.387 1.417 1.444 1.469 1.493 1.515 1.536


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TABLA 6.2.4.1 COEFICIENTES DE ARRASTRE K SOBRE UNA SUPERFICIETIPO DE EXPOSICIN A B C D COEFICIENT EK

0.025 0.010 0.005 0.003

TABLA 6.2.4 (a) FACTOR DE RESPUESTA ANTE RFAGAS Gh para los sistemas resistentes al viento de las construcciones Tipo I y II Gz para los componentes y cerramientos de las construcciones Tipo II Y III abiertas *ALTURA hoz SOBRE EL TERRENO TIPO DE EXPOSICIN A B C D

0 a 4.50 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

2.359 2.299 2.202 2.124 2.060 2.006 1.959 1.918 1.882 1.849 1.820 1.793

1.651 1.627 1.588 1.557 1.530 1.507 1.487 1.470 1.454 1.440 1.427 1.415

1.320 1.309 1.292 1.278 1.266 1.256 1.247 1.239 1.232 1.225 1.219 1.213

1.154 1.148 1.139 1.131 1.125 1.119 1.114 1.110 1.106 1.102 1.099 1.096

* Para las construcciones Tipo II y III cerradas, vase las Tablas 6.2.5.2. (a), (b), (c), (d) y la Subseccin 6.2.5.3

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TABLA 6.2.4 (b) FACTORES DE RESPUESTA ANTE RFAGAS G. PARA SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO DE LAS CONSTRUCCIONES TIPO III*

TIPO DE CONSTRUCCIN ALTURA h SOBRE EL TERRENO metros CERRADAS TIPO DE EXPOSICIN A B C D ABIERTAS TIPO DE EXPOSICIN A B C D

0 a 10 10 a 30 30 a 60

2.90 2.35 2.00

2.40 2.00 1.50

1.60 1.40 1.30

1.40 1.25 1.20

3.00 2.40 2.00

2.50 2.10 1.50

1.70 1.50 1.30

1.50 1.30 1.20

ms de 60

Vase el Comentario C-6.2.4

* Cuando se requieran valores ms exactos pueden usarse las Tablas C-6.2.4 (b) y (b2)


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TABLA 6.2.5.1 COEFICIENTES Cp PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS EN SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCION CP PARA LAS FACHADAS FACHADAS RELACION L/b CP Barlovento Todas 0.8 0a1 - 0.5 Sotavento 2y3 - 0.3 - 0.2 4 Laterales Todas - 0.7

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TABLA 6.2.5.1 (Continuacin)

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIN CP PARA LOS TECHOS SUPERFICIE A BARLOVENTO DIRECCIN SUPERFICIE RELACION DEL A ANGULO L/h VIENTO 0 10* 20 30 40 50 60 SOTAVENTO 0.2 0.2 0.3 0.4 3 -0.9 0.5 Normal a la 2 -0.7 0.010 -0.7 -0.2 0.3 Cumbrera 1 -0.9 0.75 -0.9 -0.9 -0.35 0.2 0.7 Paralelo a la Todas -0.7 Cumbrera* Los valores de esta columna son aplicables para ngulos comprendidos entre 10 y 15, ambos inclusive. Para L/h 3 se utilizarn los dos valores indicados.


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TABLA 6.2.5.2 (a) COEFICIENTES GCpe PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS EN COMPONENTES Y CERRAMIENTOS DE CONSTRUCCIONES CON h 20 m

El ancho a ser el menor valor entre 0.1b1 y 0.40h pero no menor de 0.04b1 ni de 0.90 m, en donde b1 es la menor dimensin en planta. Cuando < 10 puede utilizarse la altura del alero h1 en lugar de la altura media del techo h.

ZONA 1 2

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIN GCpe PARA LAS FACHADAS* rea Tributaria

A > 45 m2 A 45 m2 1.40 0.242 log A 1.00 -1.50 + 0.242 log A -1.00 1.40 0.242 log A 1.00 -2.00 + 0.544 log A -1.00 * Estos coeficientes pueden reducirse en un 10% cuando 10.

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TABLA 6.2.5.2 (b) COEFICIENTES GCpe PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS EN COMPONENTES Y CERRAMIENTOS DE CONSTRUCCIONES CON h 20 m

El ancho a ser el menor valor entre 0.10b1 y 0.40h pero no menor de 0.04b1 ni de 0.90 m, en donde b1 es la menor dimensin en planta. Cuando 10 puede utilizarse la altura del alero h1 en lugar de la altura media del techo h.COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIN GCpe PARA LOS TECHOS * ngulo 0 < 10 10 < 30 Zona 3 4 5 3 4y5 3 30 < 45 4y5 rea Tributaria

A 9 m2 - 1.40 + 0.209 log A - 2.60 + 1.152 log A - 4.00 + 2.619 log A - 1.30 + 0.209 log A - 3.00 + 1.047 log A Barlovento : 1.30 - 0.209 log A Sotavento : -1.40 + 0.209 log A Barlovento : 1.30 - 0.209 log A Sotavento : - 1.70 + 0.314 log A

A > 9 m2 - 1.20 - 1.50 - 1.50 - 1.10 - 2.00 1.10 -1.40 1.10 -1.40

* Para componentes y cerramientos de techos en arco, en el permetro del techo se utilizarn los coeficientes dados en la Tabla, siendo el ngulo correspondiente a 1a pendiente en el arranque y qh calculada para el Tipo de Exposicin C. Para las reas restantes del techo 1os coeficientes de esta Tabla se multiplicarn por 1.2 y qh se calcular para el Tipo de Exposicin C.


35

TABLA 6.2.5.2 (c) COEFICIENTE GCpe PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS EN COMPONENTES Y CERRAMIENTOS DE CONSTRUCCIONES CON h > 20m

El ancho a ser el menor valor entre 0.05b1 y 0.50h, en donde b1 es la menor dimensin en planta.COEFICIENTE DE EMPUJE + GCpe PARA LAS FACHADAS A BARLOVENTO rea Tributaria ZONA A > 45 m2 A 45 m2 1.10 0.181 log A 0.80 1, 2 y 3 COEFICIENTE DE SUCCIN - GCpe PARA LAS FACHADAS A SOTAVENTO rea Tributaria ZONA A > 45 m2 A 9 m2 9 < A 45 m2 -1.10 -1.10 + 0.429 log 0.111A -0.80 1 -1.80 -1.80 + 0.85 log 0.111 A -1.20 2 -2.50 -2.50 + 1.413 log 0.111 A -1.50 3

36


TABLA 6.2.5.2 (d) COEFICIENTES GCpe PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS EN COMPONENTES Y CERRAMIENTOS DE CONSTRUCCIONES CON h > 20 m

El ancho a ser el menor valor entre 0.05b1 y 0.50h, en donde b1 es la menor dimensin en planta.

COEFICIENTE DE SUCCIN GCpe PARA LOS TECHOS 1 Zona 2 4 5 6 71 2

rea Tributaria

A 9 m2 -2.00 + 1.047 log A -2.50 + 0.523 log. A -4.00 + 2.095 log A -5.00 + 3.143 log A

A > 9 m2 -1.00 -2.00 -2.00 -2.00

Para techos con pendientes mayores de 10 utilcese el valor -GCpe de la Tabla 6.2.5.2 (b) con el correspondiente valor de qh calculado para el Tipo de Exposicin C. Si se coloca un parapeto alrededor del permetro del techo, las Zonas 6 y 7 pueden tratarse como Zona 5.


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TABLA 6.2.5.4 COEFICIENTES Cp PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS SOBRE LOS TECHOS EN ARCO DE SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

UBICACIN DEL TECHO

RELACIN FLECHA/LUZ f/L

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIN Cp CUARTA PARTE DEL ARCO A BARLOVENTO MITAD CENTRAL DEL ARCO CUARTA PARTE DEL ARCO A SOTAVENTO

0 < f/L 0.2Sobre una estructura

-0.9 1.5(f/L) 0.3 6(f/L) 2.1 2.75(f/L) 0.675 1.4(f/L)

-0.7 (f/L) -0.7 (f/L) -0.7 (f/L) -0.7 (f/L)

-0.5 -0.5 -0.5 -0.5

0.2 < f/L 0.3 0.3 < f/L 0.6

Sobre el terreno

0 < f/L 0.6

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TABLA 6.2.5.5 (a) COEFICIENTES Cf PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES SOBRE LOS TECHOS DE CONSTRUCCIONES ABIERTAS DE UNA VERTIENTE.NGULO ENTRE LA DIRECCIN DEL VIENTO Y EL PLANO DEL TECHO* COEFICIENTE Cf RELACIONES L/b 5 3 2 1 1/2 1/3 1/5

10 15 20 25 30

0.20 0.35 0.50 0.70 0.90

0.25 0.45 0.60 0.80 1.00

0.30 0.50 0.75 0.95 1.20

0.45 0.70 0.90 1.15 1.30

0.55 0.85 1.00 1.10 1.20

0.70 0.90 0.95 1.05 1.10

0.75 0.85 0.90 0.95 1.00

*Vase la Figura C-6.2.5.5 (a) del Comentario TABLA 6.2.5.5 (b) UBICACIN RELATIVA x/L DEL CENTRO DE PRESIONES DE EMPUJE O SUCCINNGULO ENTRE LA DIRECCIN DEL VIENTO Y EL PLANO DEL TECHO* 1 VALORES DE x/L RELACIONES L/b 2a5 1 1/5 a 1/2

10 a 20 25 30

0.35 0.35 0.35

0.30 0.35 0.40

0.30 0.40 0.45

* Vase la Figura C-6.2.5.5 (a) del Comentario


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TABLA 6.2.5.6 COEFICIENTES Cf PASA EL CLCULO DE LAS ACCIONES SOBRE CHIMENEAS Y TANQUES.

FORMA DE LA SECCIN TRANSVERSAL

TIPOS DE SUPERFICIE 1

RELACIN h/d 7 25

Cuadrada (Viento normal a una cara) Cuadrada (Viento en direccin de una diagonal) Hexagonal u Octogonal

1.3 Todas 1.0 1.0

1.4 1.1 1.2

2.0 1.5 1.4

Moderadamente lisa Rugosa (c/d 0.02) Muy Rugosa (c/d 0.08)

0.5 0.7

0.6 0.8

0.7 0.9

Circular

0.8

1.0

1.2

40


TABLA 6.2.5.7 COEFICIENTES Cf PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES SOBRE VALLAS SIN ABERTURA

PARA VALLAS COLOCADAS PARA VALLAS COLOCADAS A NIVEL DEL TERRENO SOBRE EL TERRENO Relacin Altura/Ancho Cf Relacin entre Dimensiones Mayor/Menor Cf

3 5 8 10 20 30 40

1.20 1.30 1.40 1.50 1.75 1.85 2.00

6 10 16 20 4-0 60 80

1.20 1.30 1.40 1.50 1.75 1.85 2.00

TABLA 6.2.5.8 COEFICIENTES Cf PARA EL CLCULO DE LAS ACCIONES SOBRE VALLAS CON ABERTURAS O RETICULADAS.COEFICIENTE Cf RELACIN DE REA EFECTIVA ELEMENTOS CON CARAS CURVAS Para d q Z 1 .7 Para d q Z > 1 .7

Ae A

ELEMENTOS CON CARAS PLANAS

0

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Cargas de Viento. Norma COVENIN 2003-86