Dr. Aponte Cálculo cargas de viento en letrero - ASCE 7-05
10/08/20151/7
Ejemplo Señal Billboard 14-pies x 48-pies Flexible con una altura de50 pies desde el suelo.
Localización: Mayagüez, Puerto RicoTerreno: plana y despejadoDimensiones: Señal 48-pies x 14-pies montada en soporte de acero de 24-pulgadas.
Determinar la fuerza resultante del viento en la señal.
Datos del Problema:
h 64ft
z h 64 ft
B 48ft
s 14ft
zbar 57ft Nota: Altura hasta centro geométrico del letrero
As B s 672 ft2
Area del letreros
h0.219
B
s3.429
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Datos obtenidos del ASCE 7-05 con la información del problema:
V 145mph Figura 6-1
I 1.0 Clasificación de la estructura Tabla 1-1Factor de Importacia Tabla 6-1
Kzt 1.0 Terreno Plano Figura 6-4
Kd 1.0 Tabla 6-4
Values from Table 6-2 ASCE 7-05
Exposure C
α 9.5 ahat1
9.5 αbar
1
6.5 c 0.2 εbar
1
5
zg 900ft bhat 1 bbar 0.65 l 500ft zmin 15ft
Kz z( ) 2.0115ft
zg
2
α
z 15ftif
2.01z
zg
2
α
zg z 15ftif
Values from Table 6-2 ASCE 7-05
Kz h( ) 1.152
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Cálculo de G para estrcturas rígidas ASCE 7-05 Sec. 6.5.8.1
G - Rigid Structure Sec 6.5.8.1
Iz c33ft
zbar
1
6
0.183
Lz lzbar
33ft
εbar
557.753 ft
Q1
1 0.63B h
Lz
0.63
0.902
gQ 3.4 gv 3.4
G - Rigid Structure Sec 6.5.8.1
G 0.9251 1.7 gQ Iz Q 1 1.7 gv Iz
0.878
Cálculo de Gf para estrcturas flexible 6.5.8.2
Gf - Flexible Structure Sec 6.5.8.2
n1 1.818Hz Note see ASCE Reference to approximate the natural freq1
n10.55 s
Vzbar bbarzbar
33ft
αbar
V88
60
150.359 mph
Iz c33ft
zbar
1
6
0.183
Lz lzbar
33ft
εbar
170.003m
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N1
n1
Hz
Lz
ft
Vzbar
mph
6.744
Rn
7.47 N1
1 10.3 N1 5
3
0.04191
η
4.6n1
Hz
h
ft
Vzbar
mph
3.56
Rh1
η
1
2 η2
1 e
2 η 0.242
Note: h is taken as the full height, because resonance responce depends on the full height.
η
4.6n1
Hz
B
ft
Vzbar
mph
2.67
RB1
η
1
2 η2
1 e
2 η 0.305
Note: Assuming depth L is 2ft L 2ft
η
15.4n1
Hz
L
ft
Vzbar
mph
0.372
RL1
η
1
2 η2
1 e
2 η 0.792
gR 2 ln3600 n1
Hz
0.577
2 ln3600 n1
Hz
4.33
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β 0.01 Damping ratio
R1
βRn Rh RB 0.53 0.47 RL 0.528
R2
0.278
gQ 3.4 gv 3.4
Q1
1 0.63B s
Lz
0.63
0.929Q2
0.864
Note: s on the equation it is referrred as h, se refiere a la altura del letrero
Gf - Flexible Structure Sec 6.5.8.2
Gf 0.9251 1.7 Iz gQ
2Q2
gR2
R2
1 1.7 gv Iz
0.995 Nota: Es conservador u lizar el valor mínimosugerido por AASHTO LTS 6 (G = 1.14)
qz 0.00256 Kz h( ) Kzt KdV
mph
2
I psf 62.012 psf Presión de Velocidad 6.5.10
Coeficiente de Fuerza Cf de la Figura 6-20
B
s3.429
s
h0.219
B
s3.429
Para los Casos A & B
Cf 1.8 F qz Gf Cf As 74.61 kip PzF
As111.027 psf
Eccentricidad para caso B
e 0.2 B 9.6 ft
T F e 716.255 kip ft
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Caso C
B
s2 Por lo tanto se debe conciderar el Caso C
0ft a s 14 ft
s 14 ft a 2 s 28 ft
2 s 28 ft a 3 s 42 ft
3 s 42 ft a B 48 ft
Cf1 2.7287 F1 qz Gf Cf1 s2
32.99 kip
Cf2 1.7858 F2 qz Gf Cf2 s2
21.59 kip
Cf3 1.2144 F3 qz Gf Cf3 s2
14.68 kip
Cf4 1.1 F4 qz Gf Cf4 s 6 ft 5.7 kip
F1 F2 F3 F4 74.959 kip
El soporte del letrero es redondo con un diametreo de 2ft
D 2ft
D
ft
qz
psf 15.75
h
D32
Cf linterp
1
7
25
0.5
0.6
0.7
h
D
0.739 Para superficie "moderately smooth"
Presion en el soporte de 0ft a 25ft Kz 25ft( ) 0.945
qz 0.00256 Kz 25ft( ) Kzt KdV
mph
2
I psf 50.878 psf
F qz Gf Cf D 74.786lbf
ft
Presion en el soporte de 25ft a 50ft Kz 50ft( ) 1.094
qz 0.00256 Kz 50ft( ) Kzt KdV
mph
2
I psf 58.871 psf
F qz Gf Cf D 86.535lbf
ft
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