UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO

DE MANABI

RESISTENCIA DE MATERIALES II

TEMA: ANALISIS ESTRUCTURAL Y TIPOS DE CARGAS

INTEGRANTES:

CEDEÑO CASTRO MARIA GABRIELA

MEJIA SABANDO MANUEL

MENDOZA MENDOZA MIGUEL

MENDOZA WILLIAMS BRIAN

ZAMBRANO ALCIVAR MARIA JULIANNA

ZAMBRANO GILER EVELYN

GRUPO: 2

ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

La aplicación de cargas a una estructura ocasiona que la estructura se deforme.

Debido a esto se producen fuerzas en las componentes que constituyen la estructura. Se denomina análisis estructural al cálculo de la magnitud de estas fuerzas.

El diseño estructural incluye la disposición y el dimensionamiento de las estructuras y de sus partes, de manera que soporten en forma satisfactoria las cargas a las cuales pueden estar sujetas.

El análisis estructural, ha evolucionado durante muchos años. Pero solo hace aproximadamente 180 años ha dado un progreso real en su teoría. Con lo mencionado no manifiesto que los ingenieros de antes no tenían conocimiento sobre el tema, solo que esta rama de estructuras ha evolucionado y se ha vuelto más competente e indispensable.

PRINCIPIOS BASICOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL

La ingeniería estructural abarca una extensa variedad de sistemas estructurales entre las cuales tenemos:

Puentes Edificios Estadios Deportivos Centros de Entretenimiento Torres de Radio y Televisión Arcos Tanques de almacenamiento Pavimentos de concreto, etc

Los principios que se aplican en el análisis estructural son las leyes de movimientos y de inercia de Newton

Como ecuación fundamental tenemos

∑F= m*a

Pero la ecuación que más utilizamos en el cálculo es:

∑F=0

La Cual la tratamos desde que recibimos la cátedra de estática

Esto quiere decir que en una estructura para que se encuentre en equilibrio estático en cualquier punto de ella su ∑F=0

COMPONENTES Y SISTEMAS ESTRUCTURALES.

Todos los sistemas estructurales están integrados por componentes, estos componentes no son más las partes que conforman una estructural; los componentes principales de una estructura común son las siguientes:

Tirantes: Son aquellos miembros sometidos sólo a fuerzas axiales de tensión, la carga se aplica a los tirantes solamente en los extremos. Los tirantes no pueden resistir fuerzas generadas por flexión

Puntales: Son aquellos miembros sometidos a fuerzas axiales de compresión, al igual que un tirante, un puntual puede cargarse solamente en sus extremos y tampoco puede resistir fuerzas que se generan por flexión

Vigas y Trabes: Son aquellos miembro sometidos principalmente a fuerzas de flexión, casi siempre son miembros horizontales sometidos principalmente a fuerzas de gravedad; pro existen algunas excepciones frecuentes (viguetas inclinadas)

Columnas: Son aquellos miembros sometidos principalmente a fuerzas axiales de compresión, una columna también puede estar sometida a fuerzas de flexión. Generalmente las columnas son miembros verticales, pro pueden ser inclinados

Diafragmas: Son componentes estructurales que son placas plan. Generalmente los diafragmas tienen una muy alta rigidez en su plano, comúnmente se usan en pisos y muros cortantes. Los diafragmas suelen salvar claros entre vigas o columnas, pueden estar rigidizados con costillas para resistir mejor las fuerzas fuera de su plano.

Los componentes estructurales se ensamblan para lograr formar sistemas estructurales. Se puede considerar que un trabe es una viga grande con vigas de menor tamaño conectadas a ella.Una armadura es un tipo especial de marco estructural, está compuesta enteramente de puntuales y tirantes. Es decir, todas sus componentes están conectadas de manera que están sometidas sólo a fuerzas axiales.Se supone que todas las cargas externas que actúan sobre las armaduras están aplicadas en sus nudos y no directamente a sus componentes, donde las primeras que actúan causarían flexión en los miembros de la armadura.Existen varios tipos de sistemas estructurales, como estructuras a base cascarones curvos, por ejemplo estadios deportivos.

El análisis de estos tipos de estructuras es muy complicado y requiere de principios avanzados.

FUERZAS ESTRUCTURALES

Dentro de un sistema estructural actúan fuerzas, por lo general la influencia de esas fuerzas toda la estructura se va encontrar en un estado de equilibrio estático y como consecuencia de esto, cada componente de la estructura también se encuentra en un estado de equilibrio estático. Las fuerzas que actúan sobre una estructura incluyen cargas aplicadas y fuerzas de reacción resultantes.

Las cargas aplicadas son las cargas conocidas que actúan sobre una estructura, estas pueden ser el resultado del peso propio de la estructura, de las cargas de ocupación, de las cargas ambientales, etc.

Las Reacciones son las fuerzas que los soportes ejercen sobre una estructura, estas se consideran como parte de las fuerzas externas aplicadas y están en equilibrio con las demás cargas externas que se encuentran sobre la estructura.

IDEALIZACIÓN ESTRUCTURAL (DIAGRAMAS DE LÍNEAS)

Para poder calcular de una forma sencilla y exacta las fuerzas en las diferentes partes de la estructura, es necesario representar la estructura de una forma sencilla para su análisis.

Las componentes estructurales tienen un ancho y espesor, por lo general las fuerzas concentradas rara vez actúan en un punto aislado, casi siempre se distribuyen sobre aéreas pequeñas, pro sin embargo, si estas características se consideran con detalle, el análisis de una estructura será muy difícil.

El proceso de reemplazar una estructura real por un sistema simple sencillo de análisis se lo conoce como idealización estructural. Por lo general las líneas localizadas a lo largo de las líneas centrales de las componentes representan a las componentes estructurales. El croquis de una estructura idealizada de esta manera se la conoce como “Diagrama de líneas”.

El uso de diagramas de líneas simples para análisis

de estructuras no asegura un análisis perfecto, los resultados suelen ser aceptables.

A veces el analista podrá tener dudas acerca de que diagrama de líneas o modelo exacto usar para el análisis de una estructura particular.

EXACTITUD DE LOS CÁLCULOS

Con el pasar de los años se ha llegado a la conclusión que el análisis estructural no es una ciencia exacta en la que pueden calcularse respuestas confiables, ya sea con ocho o más cifras significativas. Por lo general los resultados obtenidos con tres cifras significativas son probablemente más precisos que las estimaciones de la resistencia de los materiales y que las magnitudes de las cargas usadas para el análisis y el diseño estructural.

Los materiales que son usados comúnmente en las estructuras (madera, acero, concreto y algunos otros) tienen resistencias últimas que sólo pueden estimarse de manera aproximada.

Las cargas aplicadas a las estructuras pueden conocerse sólo con una aproximación. Por lo tanto, parece inconsistente emplear cálculos de fuerzas con más de tres o cuatros cifras significativas.

Si se formulan hipótesis parcialmente ciertas, como por ejemplo que las deformaciones de los miembros cargados en la armadura de una estructura son tan pequeñas que no causarán ningún efecto en las fuerzas en los miembros.

Estas discrepancias enfatizan que es de muy poca utilidad efectuar el análisis estructural con demasiadas cifras significativas, por lo que se puede decir que el cálculo de cuatro o más cifras puede ser engañoso y pueden dar un falso sentido de precisión.

VERIFICACIÓN DE LOS PROBLEMAS

Una ventaja definitiva del análisis estructural es la posibilidad de efectuar verificaciones matemáticas con métodos distintos, o bien con el mismo método pero desde otra ubicación en la estructura.

Desafortunadamente, en toda persona existe la tendencia a cometer errores que pueden ser exasperantes, y lo más que se puede hacer es tratar de reducirlos a lo mínimo posible. La aplicación de ciertas revisiones aritméticas sencillas puede eliminar costosos errores.

El mejor ingeniero estructural no es necesariamente el que comete menos errores inicialmente, sino tal vez el que descubre el mayor porcentaje de ellos y los corrige.

IMPACTO DE LAS COMPUTADORAS EN EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

En la actualidad la disponibilidad de computadoras tales como laptop han modificado de manera drástica la forma en que se analizan y diseñan las estructuras.

En casi toda oficina o escuela de ingeniería, las computadoras se usan para resolver problemas estructurales, sin embargo, resulta interesante observar que hasta este momento la percepción en la mayoría de las escuelas de ingeniería ha sido que la mejor manera de enseñar el análisis estructural es en el pizarrón, tal vez complementado con algunos ejemplos de computadora.

Es indispensable aprender primero las teorías que intervienen en el análisis estructural la solución de problemas por medio de calculadoras antes de introducir las aplicaciones de computadoras.

En la actualidad existen varios programas para el análisis estructural como SABLE32 y uno de los más conocidos como SAP2000, aprender a manejar SAP2000 requiere un poco más de tiempo, aquí una reseña de que proporciona SAP2000 este programa fue desarrollado por la empresa CSI, Computer and Structures, Inc. EnBerkeley, California, EEUU. Se han presentado en varias versiones (Standard, Plus y Advanced). Desde hace mas de 30 años ha estado en continuo desarrollo, para brindarle al ingeniero una herramienta confiable, sofisticada y fácil de usar sobre la base de una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos de modelaje, análisis y diseño estructural a la vanguardia a nivel mundial.

CARGAS ESTRUCTURALES

La tarea más importante del diseñador de una estructura es la estimación exacta de la magnitud y naturaleza de las cargas que la estructura tendrá que sustentar durante su vida útil.

En la actualidad los ingenieros estructurales usan algún tipo de paquete computacional en su trabajo. Si bien esto les permite analizar y diseñar con rapidez estructuras una vez establecidas las cargas. En este tema se muestran varios tipos de cargas, asi como las especificaciones con las cuales pueden estimarse las magnitudes de las cargas individuales. Nuestro objetivo es poder responder a preguntas como las siguientes. ¿Qué fuerza máxima de viento puede esperarse en un hotel?, ¿Cuánta carga por lluvia es probable que se de en un techo plano?

Los métodos que se usan para estimar las cargas están siendo constantemente afinados y pueden implicar algunas fórmulas muy complicadas. Sin embargo el estudiante debe preocuparse por aprender a distinguir los diferentes tipos de cargas que pueden aplicarse a un tipo particular de estructura y saber encontrar la información disponible para estimar la magnitud de las cargas.

SEGURIDAD ESTRUCTURAL

Una estructura debe ser adecuada para soportar todas las cargas a las que pueda estar previsiblemente expuesta durante su vida útil. No solo debe sustentar estas cargas con seguridad, sino que debe hacerlo de manera tal que las deflexiones y las vibraciones no sean tan grandes como para asustar a los ocupantes de una estructura o causar grietas visibles.

Diseñar una estructura no es tan sencillo porque hay mucha incertidumbre en el diseño, algunas de ellas son las siguientes:

1. La resistencia de los materiales pueden variar considerablemente de sus valores supuestos y variara mas con el tiempo debido al flujo, la corrosión y la fatiga.

2. Con frecuencia, los métodos de análisis de estructuras están sujetos a errores considerables.

3. Los llamados desastres naturales (terremotos, huracanes lluvias ,etc) causan cargas que son muy difíciles de predecir.

4. Hay cambios tecnológicos que causan un incremento en las cargas, tales como camiones o tanques del ejército que pasan por los puentes.

5. Las cargas que se presentan durante las operaciones de construcción pueden ser severas y sus magnitudes son difíciles de predecir.

6. Entre otra de las incertidumbre que las estructuras enfrentan están las variaciones del tamaño de los miembros, los esfuerzos residuales y las concentraciones de esfuerzos.

Muchos años de experiencia, tanto favorables como desfavorables, en el diseño, han conducido a especificaciones detalladas y a los reglamentos de construcción. La seguridad del público es el aspecto principal en el tema de la selección de las magnitudes de las cargas de diseño.

ESPECIFICACIONES Y REGLAMENTOS DE CONSTRUCCION

El diseño de la mayoría de las estructuras está regulado por especificaciones. Aun cuando no sea así el ingeniero probablemente se remitirá a las especificaciones como guía. Sin importar cuantas estructuras haya diseñado una persona es imposible que conozca todos los casos. Al remitirse a las especificaciones, el ingeniero estará haciendo uso del mejor material disponible sobre el tema. Las especificaciones, que han sido desarrolladas por varias organizaciones, presentan la mejor opinión por lo que se refiere a una buena práctica.

Las autoridades estatales y municipales han establecido reglamentos de construcción con lo que controlan la construcción de diversas estructuras dentro de su jurisdicción. Entre esas organizaciones se cuentan CEC2000 (Código Ecuatoriano de la Construcción) y el NEC (Normas Ecuatoriana de la Construcción). Esos reglamentos, especifican las cargas y los esfuerzos de diseño, asi como los tipos de construcción la calidad de los materiales y otros factores.

La determinación de la magnitud de las cargas es solo una parte de la determinación de las cargas estructurales. El ingeniero estructural debe ser capaz de determinar que cargas puede esperarse de manera razonable que actúen de forma concurrente sobre una estructura. Los reglamentos escritos con lógica y claridad son de considerable ayuda para los ingenieros estructurales. Además, ocurren mucho menos fallas estructurales en las áreas que tienen buenos reglamentos. Las especificaciones publicadas por las organizaciones mencionadas se usan con frecuencia para estimar las cargas máximas a las que pueden estar sujetos los edificios, los puentes y otras estructuras durante su vida útil estimada.

Los reglamentos y las especificaciones de construcción son preparados por expertos con conocimientos en temas específicos para proporcionar una guía a los ingenieros y un estándar mínimo de práctica aceptable para el diseño en una región especifica. El resultado es que hay menos fallas que ocasionan desastres y el público está mejor protegido, sin importar cuantas especificaciones se escriban, es imposible que estas incluyan toda situación posible. En consecuencia, independientemente de que reglamento o especificación sea o no usado, la responsabilidad última del diseño de una estructura segura la tiene el ingeniero estructural.

En muchas ocasiones las especificaciones prescribirán con claridad las cargas con que deberán diseñarse las estructuras. Sin embargo, a pesar de la disponibilidad de esta información, el ingenio y el conocimiento de la situación por parte del ingeniero son a menudo necesarios para predecir las cargas que una estructura particular tendrá que soportar en los años venideros.

Un ingeniero siempre debe considerar las cargas mínimas de diseño con cierta reserva. Las normas de diseño resultan excelentes y están bien preparadas para la mayoría de las situaciones que se encuentran en la práctica. Sin embargo, puede darse el caso de una configuración de edificio, o un uso de edificio, para los cuales las cargas de diseño especificadas sean inadecuadas. Un ingeniero estructural debe evaluar las cargas de diseño mínimas especificadas para determinar si son adecuadas para el sistema estructural que proyecta diseñar.

TIPO DE CARGAS ESTRUCTURALES

Las cargas estructurales son clasificadas atendiendo a su carácter y a su duración. Las cargas q suelen aplicarse a edificios se clasifican como:

Cargas muertas: Estas incluyen el peso de la estructura considerada, así como cualquier accesorio que quede permanente unido a ella.

Cargas vivas: Aquellas cargas que pueden cambiar su magnitud y posición, en general las cargas vivas son inducidas por gravedad.

Cargas ambientales: Aquellas causadas por el ambiente en que se encuentre la estructura, estrictamente hablando estas también son cargas vivas pero son el resultado del ambiente en que se localiza la estructura.

CARGAS MUERTAS

La estructura debe soportar todas las cargas que están unidas de manera permanente a ella. No solo debe ser incluido el peso de los marcos estructurales, sino también el de muros, techos, plafones, escaleras, etc.

Las cargas muertas que actúan sobre la estructura se determinan con base en los planos arquitectónicos, mecánicos y eléctricos del edificio. Con estos planos se puede estimar el taño de la estructura. Los pesos aproximados de algunos materiales comunes usados para muros, pisos, y plafones se muestran a lo siguiente:

PESOS DE LOS MATERIALES

EN LA TABLA 1.1 SE MUESTRAN LOS VALORES DE LOS PESOS PARA LOS MATERIALES DE USO MAS FRECUENTE.

CARGAS VIVAS

Las cargas vivas pueden varias en magnitud y posición, son causadas por la ocupación, uso y mantenimiento del edificio.

Al estimar la magnitud de las cargas vivas que se pueden aplicar a una estructura particular durante la vida de esta, es necesario considerar el uso futuro de esa estructura. Las cargas vivas dependen de la ocupación a la que está destinada la edificación y están conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y accesorios móviles o temporales, mercadería en transición, y otras.

TABLA 1.2. SOBRECARGAS MÍNIMAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS, LO Y CONCENTRADAS, PO

FACTORES DE IMPACTO POR CARGAS VIVAS.

Las cargas de impacto son causadas por la vibración y la repentina detención o la caída de cargas móvil o móvil. Las cargas de impacto son iguales a la diferencia entre la magnitud de las cargas realmente causadas y la magnitud de las cargas en el caso de que estas hubiesen sido muertas. Para las cargas estáticas, eso efectos son de corta duración y no requieren un análisis estructural dinámico. Sin embargo ellas causan en los esfuerzos de la estructura un incremento que deberá considerarse. Las cargas de impacto suelen especificarse como un incremento porcentual de las cargas vivas básicamente.

CARGA VIVAS SOBRE TECHOS

Las cargas que actúan sobre los techos en la mayoría de los reglamentos de construcción de manera un poco diferente a como se tratan las otras cargas vivas sobre edificios. La pendiente del techo (razón de la elevación al claro del techo)la cual afecta la cantidad de carga que puede realmente colocarse sobre el mismo. Al incrementar la pendiente, la cantidad de carga que puede colocarse sobre el techo, antes de que empiece a resbalar, decrece.

Las cargas vivas máxima de techo por lo general son causadas por operaciones de reparación y mantenimiento que normalmente no ocurren de manera simultánea sobre todo el techo.

En las ecuaciones que presentamos en esta sección se usa el término área tributaria. Se considera que el área tributaria de un miembro va des el miembro considerado hasta la mitad de la distancia de los miembros adyacente en cada dirección, cuando se analiza un edificio, es común que el ingeniero suponga que la carga soporta por un miembro sea la carga aplicada a su área tributaria.

Lr=L0R1R2

12<Lr≤20

CARGAS DE LLUVIA

Se ha estimado que casi 50% de las demandas contra diseñadores de edificios en Estados Unidos tienen que ver con los techos. El encharcamiento es un problema presente en muchos techos planos, es uno de los temas comunes de esos litigios. Si en un techo el agua se acumula con más rapidez de lo que puede ser drenada, se llega al encharcamiento debido a que la carga incrementada sobre el techo lo deflexiona, dándole la forma de un plato que puede contenerse más agua, lo que a su vez ocasiona mayores deflexiones, y así indefinidamente, este proceso se repite hasta que alcanzar el equilibrio, o la estructura se desploma. Por medio de una propiedad selección de cargas y un buen diseño que proporcione una rigidez adecuada del techo, se trata de evitar este último tipo de falla. Se dispone de muchas referencias útiles sobre el tema del encharcamiento.

Durante una tormenta, el agua se acumula sobre un techo por dos razones. Primera, cuando cae la lluvia se requiere tiempo para que el agua escurra por el techo, por lo tanto una parte de esta agua se acumula. Segunda, los drenajes de los techos pueden no estar al nivel con la superficie del techo y/o pueden estar obstruidos.

En general, en los techos se utilizan dos sistema de diferentes de drenaje esto son:

DRENAJE PRIMARIO: Es el que recoge el agua de la lluvia por medio de drenes superficiales sobre el techo y la dirige a ductos de tormenta

DRENAJE SECUNDARIO: Es el consta de imbornales u otras aberturas o tubos en la paredes que permiten que el agua de la lluvia por los lados del edificio por lo general los drenajes secundarios se encuentra a la elevación superiores a las de las entradas del drenaje principal.

El sistema de drenaje secundario se usa para proporciona un drenaje adecuado del techo en caso de que el sistema primario resulte obstruido o deje de funcionar por cualquier causa

La determinación del agua que, durante una tormenta puede acumularse sobre un techo antes de ser drenada depende de las condiciones locales y de elevación de los drenes secundarios. La sección 8 de la ASCE 7-20 especifica que la carga por lluvia (en lb/pie2) sobre un techo no deflexionado puede calcularse con la siguiente expresión:

R= 5.2 (ds+ dh)

ds= Profundidad del agua (pulgada).

dh= Profundidad adicional del agua sobre el techo.

Según la sección 8.3 de los comentarios a la ASCE 7-02, el gasto (en galones por minuto) que un dren específico debe desalojar puede calcularse con la expresión.

Q= 0.0104 Ai

A= Área el techo

i= intensidad de la lluvia

Una vez determinada la cantidad de flujo, la carga hidráulica puede determinarse con la tabla de la ASCE 7-02, tabla C8-1 para el sistema de drenaje que se usa. Si el sistema de drenaje secundario consiste meramente en el escurrimiento del agua por el borde del techo, entonces la carga hidráulica será cero.

CARGAS DE VIENTO

En años recientes se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigación sobre el tema de las cargas de viento. Sin embargo, se requieren aun muchos estudios, ya que la estimación de las fuerzas de viento de ninguna manera puede considerarse una ciencia exacta.

Al diseñador estructural promedio le encantaría tener una regla sencilla con la cual calcular la magnitud de las cargas de viento de diseño, tal como: La presión de viento debe ser 20lb/pie2 para todas las partes de la estructura a 100 pies o menos por arribas del terreno y 30 lb/pie2 para partes que estén a más de 100pies arriba del terreno. Sin embargo, una especificación sencilla como esta, aunque del tipo que se ha usado por muchos años, nunca ha sido satisfactoria. Si vamos a evitar futuros percances, tal vez catastróficos, debemos mejorar.

Las fuerzas eólicas actúan como presiones sobre las superficies verticales de barlovento, presiones o succiones sobre superficies inclinada de barlovento

(dependiendo de la pendiente) y succión o levantamiento sobre superficies planas y superficies verticales e inclinadas de sotavento (debido a la creación de presiones negativas o vacíos).

El estudio introductorio de las fuerzas eólicas que se presenta en esta sección pretende ser solo una breve introducción al tema. Además, en este análisis se consideran solo las fuerzas eólicas aplicadas al sistema principal resistente al viento en edificios de pocas alturas con pendientes en techos de menos 10 grados. Hay muchos factores que afectan a las presiones eólicas. Entre ellas tenemos la velocidad del viento, la exposición de la estructura entre otras.

VELOCIDAD DEL VIENTO DE DISEÑO, V

La velocidad básica de viento para usarse en el diseño del sitio estudiado se determina con la figura C.I de apéndice. Las velocidades del viento que se obtienen con esta tabla no deben usarse en zonas montañosas, cañadas, ni en otras regiones donde puedan existir condiciones poco comunes de viento. Para estas áreas deben hacerse estudios especiales. Las velocidades obtenidas son las velocidades estimadas más desfavorables de ráfagas de 3 segundos en millas por hora (mph) que ocurrirán a 33 pies arriba de la superficie del terreno durante un periodo de 50 años.

Nota: Categoría A: Edificios frente al mar, zonas rurales o espacios abiertos sin obstáculos topográficos.Categoría B: Edificios en zonas suburbanas con edificación de baja altura, promedio hasta 10m.Categoría C: Zonas urbanas con edificios de altura.

PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO DE LA ASCE PARA ESTIMAR LAS CARGAS DE VIENTO

La sección 6.4 de la Norma ASCE presenta un método simplificado para estimar las cargas de viento. Sin embrago, el procedimiento solamente es satisfactorio para edificios con ciertas limitaciones. Esta limitaciones, que se listan con detalle en la sección 6.4.1.1 de la norma de la SACE, incluyen los siguientes:

1. El edificio debe ser de poca altura, cerrado, rigido con forma regular, casi simétrico, y tener un diafragma simple.

2. La altura del techo no debe ser mayor a 60 pies.

3. No debe haber juntas expansivas ni separaciones en la estructura.

4. También hay algunos requerimientos en relación con derrubios transportados por el viento y las características de respuesta.

La presión por velocidad del viento para estos edificios puede estimarse con la siguiente expresión:

Ps= λ ps30

Para usar esta expresión es necesario determinar los siguientes valores:

V= Presión estimada del viento, lb/pie2.

λ= Factor de ajuste para la altura y exposición del edificio.

I= Factor de importancia

Ps30= presión eólica de diseño simplificado para exposición B a una altura de 30 pies y para I=1.0.

PROCEDIMIENTO DETALLADO DE LA ASCE PARA ESTIMAR LAS CARGAS DE VIENTO

Las normas ASCE 7-02 presentan un procedimiento más detallado para estimar las presiones eólicas para edificios y otras estructuras. Debido a la extensión a sus aplicaciones se le introduce en esta sección solo brevemente.

Según la Sección 6.5.10. ASCE 7-02, proporciona la siguiente expresión para estimar la presión por velocidad para una altura z sobre la superficie del terreno

qz= 0.00256 KzKz1KdV2I

Dónde:

Kz= Coeficiente de exposición a la presión.

Kz1= Un factor topográfico que se usa para estimar el efecto de las velocidades.

Kd= Es un factor de direccionalidad del viento.

La sección 6.2 de ASCE 7-02 suministra una descripción de edificios abiertos, parcialmente cerrados y cerrados. La presión eólica de diseño para edificios rígidos de poca altura (h<60 pies) puede determinarse a partir de la expresión:

P=Pe+Pi

P= Presión eólica

Pe= Presión externa del viento.

Pi= Presión interna del viento

Esta expresión puede escribirse con más detalle cómo sigue para muros a barlovento y a sotavento, según la ASCE 7-02 ecuación 6-18.

p= qh[(GCpf) – (GCpi)]

qh= Presión de velocidad calculada para la altura h

GCpf= Coeficiente de presión externa disponible en la figura 6.10 de ASCE 7-02

GCpi= Coeficiente de presión interna disponible en la figura 6.5 de ASCE 7-02