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REPÚBLICA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL DESARROLLO URBANO DIRECCIÓN GENERAL SECTORIAL DE EDIFICACIONES

COVENIN MINDUR (PROVISIONAL) 2003 - 86

NORMAS VENEZOLANAS

ACCIONES DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES

MINISTERIO DE FOMENTO COMISIÓN VENEZOLANA DE NORMAS INDUSTRIALES

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

i

COVENIN-MINDUR 2003

INTRODUCCIÓN La Comisión de Normas para Estructuras de Edificaciones del Ministerio del Desarrollo Urbano presenta las Normas "ACCIONES DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES, basadas en las Normas ANSÍ A58.1 - 1982 "Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures" del Instituto Nacional Americano de Normalización, ANSÍ, con las modificaciones que se consideraron pertinentes para adaptarlas a nuestro medio. Estas Normas incorporan novedosos conceptos acordes con las actuales tendencias de la construcción y, en particular, el tratamiento detallado de los elementos livianos. Entre las características más resaltantes de las Normas "Acciones del Viento sobre las Construcciones" se pueden citar la selección de las velocidades del viento para muchas localidades del país, la clasificación de las construcciones en cuanto a su uso y características de respuesta, y el tratamiento de las acciones según sean sistemas resistentes o componentes y cerramientos de la construcción. Para facilitar la aplicación de estas Normas, en el Capítulo C-l del Comentario se indica el procedimiento general a seguir para la obtención de las acciones y en el Apéndice C se resuelven ejemplos. Caracas, Julio de 1986 Por la Comisión de Normas: Nicolás Colmenares, Presidente José Antonio Delgado, Secretario Henrique Arnal Arnim De Fries Salomón Epelboim José Grases César Hernández Carmen Lobo de Silva Joaquín Marín Ponentes: Profesores Ingenieros Arnaldo J. Gutiérrez y José Manuel Velásquez, de la Universidad Católica "Andrés Bello" y la Universidad Central de Venezuela.

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PRÓLOGO De acuerdo a lo establecido en el Artículo 15 de la Ley de Normas Técnicas y Control de Calidad, y dado el CONVENIO firmado entre el Ministerio de Fomento, el Ministerio del Desarrollo Urbano, la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) y el Fondo para la Normalización y Certificado de Calidad (FONDONORMA) el 4 de Marzo de 1980, se establece que la elaboración de Normas se hará en base a un procedimiento único y bajo la coordinación del Ministerio de Fomento. La Comisión Venezolana de Normas Industriales COVENIN, en su reunión No. 4-86 (76), del 12-8-86 aprobó la presente Norma con carácter provisional, la cual ha sido elaborada por la Comisión de Normas para Estructuras de Edificaciones del Ministerio del Desarrollo Urbano. La presente Norma es de carácter provisional por el período de dos años, contados a partir de la fecha de su publicación, a fin de poder recoger las observaciones que su uso ocasione.

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ÍNDICE

CAPITULO 1

Página (Articulado)

Página (Comentario)

1

C-1

VALIDEZ Y ALCANCE

1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5

CAPITULO 2

DEFINICION, UNIDADES

NOTACIONES

Y

2.1

DEFINICIONES

2

C-5

2.2

UNIDADES

4

C-5

CAPITULO 3

CRITERIOS GENERALES

3.1

HIPOTESIS SOBRE LA ACCIÓN DEL VIENTO

9

C-8

3.2

RELACION CON OTRAS NORMAS COVENINMINDUR

9

C-9

3.3

CRITERIOS GENERALES DE ESTABILIDAD

9

C-10

3.3.1

LA ESTABILIDAD DE RESISTENTES AL VIENTO

LOS

9

C-10

3.3.2

LA ESTABILIDAD VOLCAMIENTO

CONTRA

EL

9

C-10

3.3.3

LA ESTABILIDAD DESLIZAMIENTO

CONTRA

EL

10

C-10

3.3.4

LA ESTABILIDAD DE LOS COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

10

C-11

3.3.5

LA ESTABILIDAD DURANTE LAS ETAPAS DE MONTAJE Y CONSTRUCCION

10

C-11

CAPITULO 4

CLASIFICACIÓN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGÚN EL USO Y LAS CARACTERISTICAS DE RESPUESTA ANTE LA ACCIÓN DEL VIENTO

4.1

CLASIFICACION SEGÚN EL USO

11

C-19

4.1.1

USOS MIXTOS

12

4.1.2

FACTOR DE IMPORTANCIA EOLICA

12

C-19

4.2

CLASIFICACION SEGÚN CARACTERISTICAS DE RESPUESTA

12

C-20

SISTEMAS

LAS

iv

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Página (Articulado)

Página (Comentario)

CAPITULO 5

PARÁMETROS QUE DEPENDEN DE LA ZONIFICACIÓN EÓLICA

5.1

SELECCIÓN DE LA VELOCIDAD BASICA

14

C-25

5.1.1

REGIONES CON CONDICIONES ESPECIALES DE VIENTO

14

C-26

5.1.2

ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO A PARTIR DE DATOS CLIMATOLOGICOS

14

C-26

5.2

TIPOS DE EXPOSICIÓN

14

C-27

5.3

SELECCIÓN DE LOS TIPOS DE EXPOSICIÖN

15

5.3.1

SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

15

5.3.2

COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

16

CAPITULO 6

DETERMINACIÓN ACCIONES POR VIENTO

6.1

METODOS DE ANALISIS

19

6.2

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS

19

6.2.1

ALCANCE

19

6.2.2

ACCIONES

19

6.2.2.1

ACCIONES MINIMAS

20

C-36

6.2.3

PRESION DINAMICA

20

C-36

6.2.4

FACTORES DE RESPUESTA ANTE RAFAGAS

21

C-37

6.2.4.1

SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

21

6.2.4.2

COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

21

6.2.5

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCION

22

C-42

6.2.5.1

22

C-43

6.2.5.2

22

C-43

6.2.5.3

23

C-45

6.2.5.4

23

C-46

6.2.5.5

23

C-46

6.2.5.6

23

C-46

6.2.5.7

23

C-46

6.2.5.8

24

C-46

6.2.5.9

24

C-47

DE EFECTOS

LAS DEL C-36 C-36

v

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Página (Articulado)

Página (Comentario)

6.2.5.10

25

C-47

6.2.5.11

25

C-47

25

C-47

6.3

PROCEDIMEINTOS EXPERIMENTALES TUNELES DE VIENTO

EN

6.3.1

ALCANCE

25

6.3.2

VALIDEZ

25

INDICE ANALITICO

43 48

Página (Apéndices) APENDICE A

APENDICE B

MATERIALES VIDRIADOS SOLICITADOS POR LA ACCIÓN DEL VIENTO

A-1

ESTIMACION DEL PERIODO DEL MODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIÓN DE ESTRUCTURAS

A-5

APENDICE C

EJEMPLOS

C1

CÁLCULO DE LAS ACCIONES DEL VIENTO SOBRE UNA EDIFICACIÓN CON ALTURA MENOR DE 20 m Y CON TECHO DE DOS VERTIENTES

C2

ACCIONES DEL VIENTO SOBRE UNA EDIFICACIÓN CON UNA ALTURA MAYOR DE 20 m

C3

CALCULO DE LA VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO Y SUS ACCIONES SOBRE UNA TORRE DE CELOSIA

A-10

A-26

ARTICULADO

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1

CAPITULO 1 VALIDEZ Y ALCANCE 1.1 Estas Normas establecen los requisitos mínimos para la determinación de las acciones del viento sobre las construcciones que se proyecten o ejecuten en el territorio nacional, y sustituyen al Artículo 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 cálculo de las acciones del viento sobre los sistemas estructurales, los componentes estructurales individuales y los materiales que constituyen los cerramientos de las construcciones. También se dan lineamientos específicos para utilizar los resultados provenientes de investigaciones en túneles de viento, cuando sea necesario determinar las acciones del viento y la respuesta de construcciones con formas geométricas irregulares, con características 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 precisión. 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 establecerá los criterios a aplicar de acuerdo con los lineamientos de estas Normas. 1.4 Estas Normas están constituidas por el Articulado y su Comentario y Apéndices, organizados en Capítulos, Artículos, Secciones y Subsecciones identificados respectivamente con uno a cuatro dígitos. En el Comentario, denotado por la letra C-, se encuentran explicaciones y figuras adicionales que complementan el Articulado y ayudan a su mejor interpretación. Al final del Capítulo C-l se suministra una bibliografía general y al final de los otros Capítulos referencias especializadas. Para facilitar la aplicación de estas Normas, en el Comentario C-l.4 se indica el procedimiento general a seguir para la obtención de las acciones por efectos del viento, y además en los Apéndices se resuelven ejemplos típicos y se da información adicional de carácter particular. 1.5 Cuando haya conflicto con otras normas vigentes, estas Normas privarán 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, NOTACIÓN Y UNIDADES 2.1 DEFINICIONES Las siguientes definiciones se aplican específicamente a los requisitos establecidos en estas Normas. Las palabras subrayadas señalan términos de este vocabulario. ACCIONES: Fenómenos que producen cambios en el estado de tensiones o deformaciones en algún elemento de una construcción. Las acciones se clasifican en permanentes, variables y accidentales. ACCIÓN DEL VIENTO O EÓLICA: Acción accidental que produce el aire en movimiento sobre los objetos que se le interponen, y que consiste, principalmente, en empujes y succiones. ANEMÓMETRO: Instrumento para medir la dirección y la velocidad del viento. ÁREA TRIBUTARIA: Parte del área de la superficie donde actúa el viento que se supone va a cargar un determinado elemento estructural. Para las áreas tributarias de forma rectangular el ancho deberá tomarse al menos igual a un tercio del lado mayor. BARLOVENTO: Lado desde donde sopla el viento. CENTRO DE PRESIONES: Punto de aplicación de la resultante teórica de las presiones de empuje o succión. CELOSÍA: Sistema estructural abierto formado por miembros esencialmente unidimensionales. COMPONENTES Y CERRAMIENTOS: Elementos que soportan directa o indirectamente la acción eólica 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 acción de1 viento. CONSTRUCCIONES ABIERTAS: Construcciones que permiten que e1 viento circule a través de ellas. CONSTRUCCIONES CERRADAS: Construcciones que encierran total o parcialmente un espacio y cuyos cerramientos impiden la circulación del viento. EFECTO DE CANALIZACIÓN (EFECTO VENTURI): Modificación de la velocidad y la presión del viento debido a un cambio de la sección por donde circula, MÉTODO DE AGOTAMIENTO RESISTENTE: Método de diseño estructural, también llamado "de Rotura", donde las resistencias son iguales o mayores que las acciones mayo radas.

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MÉTODO DE LAS TENSIONES ADMISIBLES: Método de diseño estructural donde las tensiones calculadas en condiciones de servicio no exceden los valores límites definidos para cada caso. PERIODO DE REFERENCIA: Vida útil o duración probable de la construcción. PERIODO DE RETORNO: Tiempo promedio que debe transcurrir para que sea excedida la velocidad básica del viento. También se denomina intervalo medio de recurrencia. El período de retorno es el inverso de la probabilidad anual de excedencia. PERMEABILIDAD: Fracción del área de aberturas en una superficie respecto al área total de la misma. La relación de área efectiva es el complemento de la permeabilidad. PROBABILIDAD DE EXCEDENCIA: Probabilidad de que la velocidad básica del viento sea superada alguna vez durante la vida útil de la construcción. La probabilidad anual de excedencia es el inverso de1 período de retorno. RÁFAGA: Acción de corta duración debida a un aumento súbito de la velocidad del viento. RELACIÓN DE ESBELTEZ: Relación entre la altura de una construcción y su menor dimensión en planta. Cuando las dimensiones en planta varíen con la altura se tomará la menor dimensión 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 PATRÓN DE RECORRIDO DEL VIENTO: Tiempo que requiere un volumen de aire de 1609 metros de longitud (1 milla) para pasar por una estación fija. Véase el Capítulo C-5. ("Fastest mile wind speed"). TIPO DE EXPOSICIÓN: Clasificación para el sitio de ubicación de la construcción tomando en cuenta las características de las irregularidades en la superficie del terreno. Véase el Artículo 5.2. TURBULENCIA: Irregularidad en la circulación del aire, caracterizada por vórtices. VALLAS: Construcción 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 BÁSICA DEL VIENTO: Velocidad correspondiente al tiempo patrón de recorrido de1 viento medida a 10 metros sobre un terreno con Tipo de Exposición C, y asociada a un Período de Retorno de 50 años. VORTICIDAD: Flujo turbulento que a través de la formación de vórtices genera fuerzas alternantes sobre la construcción o sus componentes. 2.2 NOTACIÓN Y UNIDADES La notación utilizada en estas Normas se detalla a continuación y corresponde parcialmente a la contenida en las Normas ANSÍ A58.1- 1982, salvo las modificaciones impuestas por los criterios de simbología establecidos en las recomendaciones internacionales ACI - CEB - FIP 1970, adoptada por la Comisión de Normas para Estructuras de Edificaciones del Ministerio del Desarrollo Urbano en 1976. En cuanto a las unidades, éstas corresponden al sistema Metro, Kilogramo fuerza Segundo (MKS). La siguiente notación es aplicable a1 Articulado, al Comentario y a los Apéndices. A

= Área tributaria, m2

Af

= Proyección sobre un plano normal a la dirección del viento del área expuesta en las construcciones clasificadas como Tipo II y III abiertas o de sus componentes y cerramientos, m2.

Ae

= Área no permeable al viento, m2.

ANSI = Instituto Nacional Americano de Normalización ("American Nacional Standard Institute"). ASCE= Sociedad Americana de Ingenieros Civiles ("American Society of Civil Engineers"). Cf

= Coeficiente para la determinación de las acciones producidas por el viento en las construcciones clasificadas como Tipos II y III abiertas.

CP

= Símbolo para denotar las acciones gravitacionales permanentes en general

Cp

= Coeficiente de empuje o succión externa para la determinación de la acción producida por el viento en las construcciones clasificadas como Tipos I y III cerradas; coeficiente para el cálculo de la componente de la acción que actúa paralelamente a la dirección del viento sobre el (mentes de sección transversal pequeña en relación a su longitud; Tabla' 6.2.5.10 y C-6.2.5.13.

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Ct = Coeficiente para el cálculo de la componente de la fuerza que actúa en dirección normal al viento sobre elementos de sección transversal pequeña en relación a su longitud; Tablas 6.2.5.10 y C-6.2.5.13. COVENIN = Comisión Venezolana de Normas Industriales. CV = Símbolo para denotar las acciones gravitacionales variables en general. F

= Fuerza para el cálculo 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 actúa paralelamente a la dirección del viento sobre un elemento de sección transversal pequeña en relación a su longitud, kgf/m. Ft = Componente de la fuerza que actúa en dirección normal al viento sobre un elemento de sección transversal pequeña en relación a su longitud, kgf/m. G

= Factor de respuesta ante ráfagas; Fórmula 6.1.

Gh = Factor de respuesta ante ráfagas para los sistemas resistentes al viento evaluado a una altura h sobre el terreno; Fórmula 6.11. GZ = Factor de respuesta ante ráfagas para componentes y cerramientos evaluado a una altura z sobre el terreno; Fórmula 6.13. GCpe = Coeficiente de empuje o succión externa para la determinación 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 ráfagas y el coeficiente de empuje o succión externa; Tabla 6.2.5.2. GCpi = Coeficiente de empuje o succión interna para la determinación 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 ráfagas y el coeficiente de empuje o succión interna. KZ = Coeficiente de exposición a la presión dinámica del viento evaluado a una altura z sobre e1 terreno; Fórmulas 6.8. Kh = Coeficiente de exposición a la presión dinámica del viento evaluado a una altura h sobre el terreno; Fórmulas 6.10.

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L = Dimensión horizontal de una construcción o luz de una estructura medida paralelamente a la dirección del viento. También longitud de un elemento, m. MINDUR = Ministerio del Desarrollo Urbano. P = Probabilidad de excedencia de la velocidad básica del viento durante un período de n años; véase la Tabla C-4.1. T = Período natural de vibración de la estructura evaluado en la dirección paralela al viento, s. Véase el Apéndice B. V = Velocidad básica del viento, km/h; Véase 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; véase la Figura C-5.2. Vt = Velocidad del viento promediada durante un período de t segundos, km/h; véase la Figura C-5.2. W = Símbolo para denotar las acciones de1 viento en general; Fórmula 6.1. a

= Ancho de las franjas que se consideran para calcular las acciones de1 viento localizadas en bordes, esquinas, etc. También altura del borde inferior de una valla sobre e1 nivel del terreno, m.

b

= Dimensión horizontal de las construcciones medida en dirección normal a la del viento. También ancho de una valla, m.

b1 =

Menor dimensión en planta de una construcción, m.

bW = Ancho de la superficie expuesta de un elemento cuando el viento incide normal al eje del elemento, m. c

= Profundidad de elementos salientes, tales como nervios o deflectores, en chimeneas, tanques y estructuras similares, m.

d

= Diámetro de un miembro o de una estructura de sección transversal circular. También e1 ancho mínimo en chimeneas, tanques y estructuras similares, y la altura de una valla, m.

f

= Flecha de los techos en forma de arco, m.

h

= Altura media del techo en las construcciones del Tipo I, o 1a altura total en los otros Tipos, excepto que podrá utilizarse la altura del alero para techos con pendientes menores de 10°, m.

h1 = Altura del alero, m.

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n

= Período de referencia, años .

p

= Presión para el cálculo de "las acciones del viento en componentes y cerramientos, kgf/m2; Tabla 6.2.2 (b).

ph = Presión evaluada a sotavento a una altura h sobre el terreno, kgf/m2; Tabla 6.2.2 (a) . pZ = Presión evaluada a barlovento a una altura z sobre el terreno, kgf/m2; Tabla 6.2.2 (b) . q

= Presión dinámica, kgf/m2; Fórmula 6.1.

qh

= Presión dinámica evaluada a una altura h sobre el terreno, kgf/m2 ; Fórmula 6.9 .

qZ = Presión dinámica evaluada a una altura z sobre el terreno, kgf/m2 ; Fórmula 6.7 . w = Dimensión horizontal promedio de la construcción en la dirección normal al viento, m. x

= Distancia medida desde el borde del techo a barlovento hasta el centro de presiones de empuje o succión 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; véase la Tabla C-6.2.4. zg = Altura del gradiente en el perfil de velocidades del viento, m; véase la Tabla 6.2.3 . α

= Factor de importancia eólica (Tabla 4.1.2). También ángulo auxiliar para el cálculo de las fuerzas sobre tirantes de mástiles y torres atirantadas, en grados.

αρ = Permeabilidad al viento; αρ = 1 - (Ae/A). β

= Factor que se utiliza en el exponente de las fórmulas para calcular KZ, δh y δZ, véase la Tabla 6.2.3. También ángulo auxiliar para e1 cálculo de las fuerzas sobre tirantes de mástiles y torres atirantadas; en grados

γ

= Relación adimensional que se utiliza para el cálculo del factor de resonancia t, ; véase 1a Tabla C-6.2.4.

δ1 = Factor de exposición evaluado a las dos terceras partes de la altura promedio del tedio de una construcción; véase la Fórmula C-6.2.

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δh = Factor de exposición evaluado a una altura h sobre el terreno. Fórmula 6.12 δZ = Factor de exposición evaluado a una altura z sobre el terreno; Formula 6.14 ζ

= Factor de resonancia dado en función de las relaciones γ y w/h; véase las Figuras C-6.2.4.1 (a) a C-6.2.4.1 (d)

θ

= Ángulo que forma el plano del techo con la horizontal. También ángulo que forma la cuerda de un tirante con la horizontal, grados.

K

= Coeficiente de arrastre sobre una superficie; véase la Tabla 6.2.4.1

λ

= Factor relativo al tamaño de la construcción dado en función de su altura h y del Tipo de Exposición; véase la Figura C-6.2.4.1 (e)

µ = Factor relativo a las condiciones de fricción en una superficie, véase la Tabla C-6.2.4 ξ

= Coeficiente de amortiguamiento estructural, definido usualmente como un porcentaje del amortiguamiento crítico; Fórmula C-6.2

ρ

= Peso volumétrico del aire, kgm/m3.

Ø = Ángulo que forma la dirección de1 viento y la cuerda de un tirante de un mástil o de una torre atirantada; grados Ø1 = Ángulo que forma la dirección del viento y el plano del techo de una construcción abierta de una vertiente; grados ψ = Factor relativo al perfil de presiones dado como función de la relación adimensional y; véase la Figura C-6.2.4.1 (f) [ ] = Referencia bibliográfica. Principales Subíndices: f

=

Aplica al área y a los coeficientes para el cálculo 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 cálculo de las acciones por efectos de1 viento. p

= Corresponde a los coeficientes de empuje o succión externa

pi = z

Corresponde a los coeficientes de empuje o succión interna

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

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CAPITULO 3 CRITERIOS GENERALES 3.1 HIPÓTESIS SOBRE LA ACCIÓN DEL VIENTO Las acciones por efectos del viento se analizarán considerando las siguientes hipótesis básicas: 1. Se supone, salvo experiencias que demuestren lo contrario, que el viento actúa en dos direcciones ortogonales entre sí. En general, no se considera la superposición de efectos en direcciones ortogonales. Se elegirán las direcciones que representen las condiciones más desfavorables para la estabilidad de la construcción en conjunto o de elementos de la misma. 2. Se considera que la fuerza resultante de la acción del viento coincide con el centro de presiones de empujes o succiones del área expuesta. Según las características de la construcción, la autoridad competente podrá exigir la consideración de los efectos de torsión en planta. 3. En general, se estudiará cada construcción como si estuviese completamente aislada, despreciando los efectos de protección que puedan producirse por la existencia de construcciones vecinas. En casos especiales deberá tomarse en cuenta cualquier incremento en las succiones, los empujes o algún otro efecto desfavorable que resulte de dicha cercanía. 3.2 RELACIÓN CON OTRAS NORMAS COVENIN-MINDUR Las acciones establecidas en estas Normas son cargas de servicio, no multiplicadas por factores de mayo ración de acciones. La acción simultánea del viento con otras acciones y sus respectivos factores de mayoración o minoración se tomarán en la forma establecida en las normas aplicables al material utilizado. En general no es necesario considerar la acción simultánea del viento y el sismo. 3.3 CRITERIOS GENERALES DE ESTABILIDAD 3.3.1 LA ESTABILIDAD DE LOS SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

En el análisis de estabilidad de los sistemas resistentes al viento solo se emplearán 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 incluirá su efecto como se indica en la Tabla 6.2.2 (a) . 3.3.2 LA ESTABILIDAD CONTRA EL VOLCAMIENTO

Cuando la acción del viento produzca tracciones en algún elemento de fundación que exceda las dos terceras partes de la compresión por acciones permanentes, la fundación deberá anclarse adecuadamente.

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3.3.3 LA ESTABILIDAD CONTRA EL DESLIZAMIENTO

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

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

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

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CAPITULO 4

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CLASIFICACIÓN DE LAS CONSTRUCCIONES SEGÚN EL USO Y LAS CARACTERÍSTICAS DE RESPUESTA ANTE LA ACCIÓN DEL VIENTO

4.1 CLASIFICACIÓN SEGÚN EL USO Las acciones consideradas en estas Normas son función del grado de seguridad aconsejable para las construcciones, el cual está implícito en la clasificación que de acuerdo al uso se hace a continuación: 1. GRUPO A Son aquellas construcciones cuya falla pueda ocasionar cuantiosas pérdidas humanas o económicas, 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 policía e instalaciones militares. - Centrales eléctricas y de telecomunicaciones. - Torres de transmisión y antenas. - Estaciones de bombeo y depósitos de agua. - Tanques elevados y chimeneas. - Redes de distribución de agua, gas, electricidad, etc. - Edificaciones gubernamentales o municipales de importancia. - Institutos educacionales en general. - Depósitos de materias tóxicas 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 histórico. También se incluyen en este Grupo las construcciones cuyo uso principal implique aglomeraciones de más de 300 personas con cierta frecuencia, tales como: auditorios, cines, teatros, estadios, etc... 2. GRUPO B Pertenecen a este Grupo las construcciones de uso público 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 depósitos en general.

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También abarca este Grupo toda construcción 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 habitación o al uso público, y cuyo colapso no pueda causar daños a las construcciones de los dos primeros Grupos. 4.1.1 USOS MIXTOS

Las construcciones que contengan áreas de uso correspondientes a Grupos diferentes de acuerdo ala clasificación anterior, se ubicarán en el Grupo más desfavorable. 4.1.2 FACTOR DE IMPORTANCIA EOLICA

De acuerdo a la anterior clasificación se establece para cada Grupo un factor de importancia eólica a conforme a la Tabla 4.1.2 TABLA 4.1.2 FACTOR DE IMPORTANCIA EOLICA. GRUPO

α

A

1.15

B

1.00

C

0.90

4.2 CLASIFICACIÓN SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS DE RESPUESTA Atendiendo a la naturaleza de los principales efectos que el viento puede ocasionar en las construcciones, éstas se clasifican según las características de la geometría expuesta a la acción del viento en los siguientes Tipos: TIPO I Este Tipo comprende las construcciones cerradas poco sensibles a las ráfagas y a los efectos dinámicos del viento, y aquellas cerradas en general cuya esbeltez sea menor o igual a 5 o cuyo período natural de vibración sea menor o igual a 1 segundo. Están comprendidas en este Tipo las construcciones con cubiertas de láminas, con una o más fachadas abiertas destinadas a naves industriales, teatros, auditorios, depósitos, etc, y otras construcciones cerradas destinadas a usos similares. También se incluyen las cubiertas estructurales rígidas,

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o sea aquellas capaces de resistir las acciones debidas al viento sin variar sustancialmente su geometría. TIPO II Se incluyen dentro de este Tipo las construcciones abiertas cuya esbeltez sea menor o igual a 5 o que tengan un período natural de vibración 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 ráfagas de corta duración las cuales favorecen la ocurrencia de oscilaciones importantes. Comprende las construcciones defina das como Tipos I y II cuya relación de esbeltez sea mayor de 5 o cuyo período natural de vibración sea mayor de 1 segundo, o las que por su geometría sean propensas a fuertes vibraciones. TIPO IV Se tipifican en este grupo las construcciones que presentan problemas aerodinámicos particulares, tales como las cubiertas colgantes excluí das del Tipo I, las formas aerodinámicas inestables, las construcciones flexibles con varios períodos de vibración próximos entre sí, etc.

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CAPITULO 5

PARAMÉTROS QUE DEPENDEN DE LA ZONIFICACIÓN EÓLICA

5.1 SELECCIÓN DE LA VELOCIDAD BÁSICA La "velocidad básica" del viento v, que en estas Normas se define como la velocidad correspondiente al tiempo patrón de recorrido del viento medida a 10 metros sobre un terreno Tipo de Exposición C y asociada a un período de retorno de 50 años, se seleccionará de acuerdo con la región 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 ningún caso la velocidad básica será menor de 70 km/h. 5.1.1 REGIONES CON CONDICIONES ESPECIALES DE VIENTO

Se dará una consideración 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 montañosos, los desfiladeros, los promontorios oceánicos, etc., se estudiarán adecuadamente para detectar posibles condiciones especiales del viento y cuando la autoridad competente lo juzgue necesario, se deberá ajustar los valores de la Figura 5.1 o de la Tabla 5.1 para considerar velocidades locales del viento más elevadas. En estos casos la velocidad básica se obtendrá a partir de una información meteorológica apropiada de acuerdo con los requisitos de 1a Sección 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 eólica α, dado en la Tabla 4.1.2, se incrementará en un 10%. 5.1.2 ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD BÁSICA DEL VIENTO A PARTIR DE DATOS CLIMATOLÓGICOS

Los datos climatológicos regionales pueden utilizarse en lugar de las velocidades básicas 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 análisis estadísticos de valores extremos para procesar los datos. 2. Consideración adecuada de la duración de los registros, el tiempo promedio de medición, la altura del anemómetro sobre el nivel del terreno, 1a calidad de los datos y el Tipo Exposición del terreno. En ningún caso la velocidad básica del viento será menor de 70 km/h. 5.2 TIPOS DE EXPOSICIÓN E1 Tipo de Exposición para el sitio donde se edificará 1a construcción se seleccionará tomando en cuenta las características de las irregularidades en la superficie del terreno. Se

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considerarán debidamente las variaciones importantes en la rugosidad de la superficie del terreno, las cuales pueden atribuirse tanto a la vegetación y a la topografía naturales, como al efecto de las construcciones existentes. El Tipo de Exposición quedará clasificado de acuerdo con las características generales que se describen a continuación: 1. TIPO DE EXPOSICIÓN 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 áreas las cuales prevalecen esas características en la dirección 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 construcción en estudio. Se tomarán en cuenta los posibles efectos de canalización o incrementos en la presión dinámica cuando la construcción en estudio esté ubicada detrás de construcciones adyacentes. 2. TIPO DE EXPOSICIÓN B Este Tipo incluye a las áreas 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 áreas en las cuales se presentan esas características en la dirección 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 construcción en estudio. 3. TIPO DE EXPOSICIÓN 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 EXPOSICIÓN D Se clasifican en este Tipo las áreas planas del litoral que no tengan obstrucciones y que estén expuestas a vientos que soplan sobre grandes masas de agua. Comprende este Tipo las áreas con las características descritas y ubicadas con relación a la costa a una distancia que sea el mayor valor entre 500 metros y 10 veces la altura de la construcción en estudio. 5.3 SELECCIÓN DEL TIPO DE EXPOSICIÓN 5.3.1 SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

Las acciones sobre tos sistemas resistentes al viento se calcularán considerando los Tipos de Exposición definidos en el Artículo 5.2. Cuando los Tipos de Exposición varían en diferentes direcciones, cuando 1a clasificación del sitio no se corresponde totalmente con las características

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tipificadas o cuando sea dudosa su clasificación, se utilizará el Tipo de Exposición que conduzca a las acciones más desfavorables para el sistema resistente al viento. 5.3.2 COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

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

TABLA 5.3.2 TIPOS DE EXPOSICIÓN PARA LOS COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

TIPO DE EXPOSICIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN TIPO DE CONSTRUCCIÓN

I

Cerradas

II

Abiertas Abiertas

III Cerradas

A

B

C

D

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

C B

C B

C C

C D

B

B

C

D

B

B

C

D

h ≤ 20m h > 20m

C B

C B

C C

C D

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TABLA 5.1 Velocidad Básica del Viento, V, en km/h LOCALIDAD ANZOATEGUI Barcelona APURE Guasdualito San Fernando ARAGUA Colonia Tovar Maracay BOLIVAR Ciudad Bolívar Sta. Elena de Uairén Tumeremo CARABOBO Morón Puerto Cabello DISTRITO FEDERAL Caracas La Orchila Maiquetía FALCON Coro GUARICO Carrizal

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

LOCALIDAD LARA Barquisimeto MERIDA Mérida MONAGAS Maturín NUEVA ESPARTA Porlamar PORTUGUESA Acarigua Guanare SUCRE Cumaná Güiria TACHIRA Colón La Grita San Antonio TERRITORIO FEDERAL AMAZONAS Puerto Ayacucho ZULIA La Cañada Maracaibo Mene Grande

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

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CAPITULO 6

DETERMINACIÓN DE LAS ACCIONES POR EFECTOS DEL VIENTO

6.1 MÉTODOS DE ANÁLISIS Las acciones por efectos del viento para los sistemas resistentes al viento, los componentes estructurales individuales y los cerramientos, se determinarán utilizando uno de los siguientes procedimientos; 1. Analíticos de acuerdo al Artículo 6.2 2. Experimentales en túneles de viento de acuerdo a1 Artículo 6.3 6.2 PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS 6.2.1 ALCANCE

Los requisitos de este Artículo se aplican en general a todas las construcciones. En los casos de formas geométricas poco usuales, de construcciones con características de respuesta susceptibles de generar oscilaciones importantes ante la acción del viento, o de ubicaciones en sitios donde los efectos de canalización o los embates del viento que se producen detrás de obstrucciones a barlovento puedan requerir de consideraciones especiales, el proyectista se podrá referir a una bibliografía suficientemente reconocida para documentarse en relación a las acciones por efecto del viento o utilizar los procedimientos descritos en el Artículo 6.3 6.2.2 ACCIONES

Las acciones de servicio por efecto del viento se determinarán mediante 1a expresión general: W=qGCA

(6.1)

donde: W = Magnitud del empuje o succión que el viento produce sobre la superficie A, determinada de acuerdo con las fórmulas dadas en las Tablas 6.2.2 (a) y (b) q

=

Presión dinámica ejercida por el viento de "velocidad básica" V sobre la proyección de la superficie en el plano normal a su dirección, donde dicha velocidad se anula. Se calcula mediante las fórmulas definidas en la Sección 6.2.3

G = Factor de respuesta ante ráfagas para considerar la naturaleza fluctuante del viento y su interacción con las construcciones. Véase 1a Sección 6.2.4 C = Coeficiente de empuje o succión que depende de la forma de la construcción. Se puede obtener mediante las Tablas de la Sección 6.2.5 A

= Área de la superficie expuesta o área proyectada sobre un plano normal a la dirección del viento, según se define para cada caso en las Tablas 6.2.2 (a) y (b)

6.2.2.1 ACCIONES MÍNIMAS

La acción del viento en condiciones de servicio para los sistemas resistentes al viento no será menor de 30 kgf/m2 aplicada al área proyectada de la construcción sobre un plano vertical que sea perpendicular a la dirección del viento.

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En el cálculo 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 tomará en consideración la diferencia de efectos entre las fachadas opuestas, pero en ningún caso la acción resultante será 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 acción de1 viento en condiciones de servicio no será menor de 30 kgf/m2 aplicada al área proyectada Af sobre un plano normal a la dirección del viento. 6.2.3 PRESIÓN DINÁMICA

La presión dinámica q, en kgf/m2, será evaluada en forma diferente para fachadas a barlovento y a sotavento (Véase la Figura de la Tabla 6.2.5.1). Para fachadas a barlovento q varía en función de la altura z sobre el terreno según la siguiente expresión: donde:

qZ = 0.00485 KZ α V2

 4.50   K Z = 2.58  z   g 

(6-7)

2/ β

 z K Z = 2.58 z  g

   

para z ≤ 4.50 m

(6.8 a)

para z > 4.50 m

(6.8 b)

2/ β

Para fachadas a sotavento q es constante y se evaluará a la altura h sobre el terreno según la expresión: qh = 0.00485 Kh α V2

(6.9)

siendo  4.50   K h = 2.58  z   g 

 h K h = 2.58 z  g

   

2/ β

para h ≤ 4.50 m

(6.10 a)

para h > 4.50 m

(6.10 b)

2/ β

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Los valores de zg y β 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 más usuales. El factor de importancia eólica a se ha establecido en la Tabla 4.1.2 y V es 1a velocidad básica del viento en km/h seleccionada de acuerdo a los requisitos del Artículo 5.1 6.2.4 FACTORES DE RESPUESTA ANTE RÁFAGAS

Se definen dos factores de respuesta ante ráfagas, Gh para los sistemas resistentes al viento y GZ para los componentes y cerramientos. Los factores de respuesta ante ráfagas definidos en esta Sección no serán menores de 1.0 6.2.4.1 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 ráfagas Gh tiene un valor único para fachadas a barlovento y sotavento el cual se calculará mediante tas formulas siguientes: Gh = 0.65 + 3.65 δh

(6.11)

en donde: δh =

2.35 k

(h / 9.0)1 / β

(6.12)

siendo δh

=

K

= 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 más usuales.

Factor de exposición 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.

Para los sistemas resistentes al viento de las construcciones clasificadas en el Tipo III, el factor de respuesta ante ráfagas Gh se calculará mediante un análisis que incorpore las propiedades dinámicas 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 ráfaga se combinan con los coeficientes de empuje y succión, externos e internos, resultando los valores de GCpe y GCpi dados en la Sección 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 ráfagas GZ se obtendrá con las fórmulas siguientes, siendo variable de acuerdo con la altura z sobre el terreno: Gz = 0.65 + 3.65 δZ

(6-13)

en donde: δZ =

2.35 k

(z / 9.0)1 / β

(6-14)

E1 factor de exposición δZ será 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 más usuales. 6.2.5 COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIÓN

Los coeficientes de empuje y succión dependen principalmente de la forma geométrica de la construcción. Los coeficientes llevan signo positivo o negativo según se trate de un efecto de empuje o de succión, respectivamente. Los subíndices "i" o "e" indicarán si la acción es interna o externa a la construcción. En el caso particular de las Tablas 6.2.5.2 (a), (b), (c), (d) y de le Subsección 6.2.5.3 , 1os coeficientes de empuje y succión ya incluyen los factores de respuesta ante ráfagas. 6.2.5.1 Esta Subsección 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 más lados abiertos y también para los techos de construcciones cerradas de una vertiente. 6.2.5.2 Esta Subsección 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 obtención 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 Fórmulas (6.5a) y (6.5b) ,1a acción del viento será evaluada con valores positivos de GCpe usando 1a presión dinámica de empuje qZ y con los valores negativos de GCpe utilizando la presión dinámica de succión qh.

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En los voladizos o aleros de los techos las acciones se calcularán sumando a las presiones que actúan sobre la superficie superior del techo, calculadas con los coeficientes de estas Tablas, las presiones de empuje que actúan sobre la superficie inferior calculadas con un coeficiente GCpe igual a 0.8. Los componentes estructurales de gran tamaño que resistan las cargas provenientes de áreas tributarias mayores de 90 m2 pueden calcularse utilizando 1a Tabla 6.2.5.1 6.2.5.3 En esta Subsección se definen los coeficientes GCpi de empujes y succiones internas a utilizar

en las construcciones clasificadas como Tipo I y III cerradas.

Cuando la permeabilidad en una de las fachadas excede en un 10% o más 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 usarán los valores de GCpi de 0.75 y -0.25. En todos los demás casos se emplearán 1os valores de GCpi de ±0.25. 6.2.5.4 En esta Subsección se definen los coeficientes Cp de empujes y succiones externas para el

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

6.2.5.5 En esta Subsección se definen los coeficientes Cf para el cálculo 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 ubicación relativa del centro de presiones de empuje o succión.

Las fuerzas resultantes se considerarán 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 cálculo del ángulo entre 1a dirección del viento y el plano del techo, el viento se supondrá desviado ±10° de la horizontal para obtener la acción más desfavorable. Para el caso de techos de construcciones cerradas de una vertiente, véase la Tabla 6.2.5.1 6.2.5.6 En esta Subsección se definen los coeficientes Cf para e1 cálculo de las acciones sobre

chimeneas y tanques. Véase la Tabla 6.2.5.6

6.2.5.7 En está Subsección se definen los coeficientes Cf para el cálculo de las acciones sobre vallas

sin aberturas, dados en la Tabla 6.2.5.7

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 considerarán como si estuviesen a nivel del terreno.

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

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

Se supondrá que las fuerzas actúan paralelamente a la dirección del viento y se calcularán con el área de todos los elementos expuestos proyectada sobre un plano normal a la dirección del viento. 6.2.5.9 En esta Subsección se definen los coeficientes Cf para el cálculo de las acciones en torres de

celosía formadas por perfiles angulares o similares de caras planas. Estos coeficientes son dados en la Tabla 6.2.5.9, en donde también se indica como se modifican cuando los miembros son de caras curvas. Los coeficientes Cf se aplican al área efectiva de la cara de la torre. Para torres de planta triangular las fuerzas por viento se supondrán actuando normalmente a una cara de la torre. Para torres de planta cuadrada las fuerzas por viento se supondrán actuando normalmente a una cara de la torre, pero cuando (Ae/A) < 0.50, estas fuerzas se multiplicarán por el factor 1.0 + 0.75 (Ae/A) y se supondrán que actúan en dirección a una diagonal. En mástiles y torres atirantadas la parte en voladizo de la torre se calculará para 1.25 veces la acción del viento. El resto de la torre se calculará usando combinaciones de 100% y 75% de las acciones del viento, ubicadas de forma de obtener las máximas solicitaciones. Véase la Figura C-6.2.5.9 del Comentario. Las acciones del viento sobre las partes accesorias de las torres se calcularán utilizando los coeficientes de empuje y succión para componentes y cerramientos.

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6.2.5.10 En esta Subsección se definen los coeficientes para el cálculo de las acciones sobre tirantes.

Los coeficientes C y Cf dados en la Tabla 6.2.5.10 se aplicarán al área expuesta de los tirantes, la cual se calcula como el producto de 1a longitud de la cuerda por e1 diámetro del tirante. Véase la Figura C-6.2.5.10 del Comentario. 6.2.5.11 Los coeficientes de empuje y succión para los casos no considerados explícitamente en

estas Normas, como por ejemplo techos contiguos de dos vertientes o con forma de sierra, elementos estructurales individuales, etc., podrán ser los provenientes de estudios suficientes reconocidos. Véase el Comentario. 6.3 PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES EN TÚNELES DE VIENTO 6.3.1 ALCANCE

Para la determinación de las acciones por viento, alternativamente a la aplicación de los requisitos del Artículo 6.2, se pueden realizar ensayos apropiados en túneles de viento o ensayos similares utilizando fluidos distintos a1 aire. 6.3.2 VALIDEZ

Se considerará que los ensayos se han efectuado apropiadamente para la determinación de los valores medios de las acciones, así como de sus fluctuaciones, cuando se cumplan los requisitos siguientes: 1. Se ha modelado el viento natural para tomar en cuenta la variación 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 geométrica del modelo no es mayor de tres veces la escala geométrica de la componente longitudinal de la turbulencia; 4. Las características de respuesta de la instrumentación colocada en el túnel 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 succión respecto al Número de Reynolds. Cuando el propósito sea la determinación de la respuesta dinámica de una construcción, se considerará que los ensayos se han realizado apropiadamente si se satisfacen todos los requisitos anteriores y si, adicionalmente, la escala del modelo está dimensionada con la debida consideración 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 Construcción

I

II

III

Cerrada

Abierta

Cerrada

Abierta IV

Cerrada o Abierta

Presiones y Fuerzas

Barlovento: PZ = q Z G h C P

(6.2a)

Sotavento: Ph = q h G h C P

(6.2b)

En caso de estructuras de un solo piso y similares se incluirá el efecto de las acciones internas y se verificarán las siguientes fórmulas: 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)

F = q Z Gh C f A f

(6.3)

Barlovento: PZ = q Z G h C P

(6.2a)

Sotavento: Ph = q h G h C P

(6.2b)

F = q Z Gh C f A f

(6.3)

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

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TABLA 6.2.2 (b) ACCIONES EN COMPONENTES Y CERRAMIENTOS

Tipo de Construcción

Presiones y Fuerzas

Para h ≤ 20 m : p = q h GC pe − q h GC pi I

II

III

Cerrada

Abierta

Cerrada

Abierta IV

Cerrada o Abierta

(6.4)

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

(6.5a)

Sotavento: p = q h (−GC pe ) − q Z GC pi

(6.5b)

F = q Z GZ C f A f

(6.6)

Barlovento: p = q Z (+GC pe ) − q Z GC pi

(6.5a)

Sotavento: p = q h (−GC pe ) − q Z GC pi

(6.5b)

F = q Z GZ C f A f

(6.6)

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

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TABLA 6.2.3 CONSTANTES PARA EL CALCULO DE KZ y Kh TIPO DE EXPOSICIÓN

FACTOR β

ALTURA * zg metros

A

3.0

460

B

4.5

370

C

7.0

270

D

10.0

200

*Véase la Figura C-5.3 en el Comentario TABLA 6.2.3.1 COEFICIENTES DE EXPOSICIÓN A LA PRESIÓN DINÁMICA KZ δ Kh ALTURA SOBRE EL TERRENO zóh

TIPO DE EXPOSICIÓN A

B

C

D

0 a 4.50

0.118

0.363

0.800

1.207

5

0.126

0.380

0.825

1.233

6

0.142

0.413

0.869

1.279

7

0.158

0.442

0.908

1.319

8

0.173

0.469

0.943

1.355

9

0.187

0.494

0.976

1.387

10

0.200

0.518

1.006

1.417

11

0.214

0.540

1.033

1.444

12

0.226

0.562

1.059

1.469

13

0.239

0.582

1.084

1.493

14

0.251

0.601

1.107

1.515

15

0.263

0.620

1.129

1.536

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TABLA 6.2.4.1 COEFICIENTES DE ARRASTRE K SOBRE UNA SUPERFICIE TIPO DE EXPOSICIÓN

COEFICIENT EK

A

0.025

B

0.010

C

0.005

D

0.003

TABLA 6.2.4 (a) FACTOR DE RESPUESTA ANTE RÁFAGAS 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 EXPOSICIÓN A

B

C

D

0 a 4.50

2.359

1.651

1.320

1.154

5

2.299

1.627

1.309

1.148

6

2.202

1.588

1.292

1.139

7

2.124

1.557

1.278

1.131

8

2.060

1.530

1.266

1.125

9

2.006

1.507

1.256

1.119

10

1.959

1.487

1.247

1.114

11

1.918

1.470

1.239

1.110

12

1.882

1.454

1.232

1.106

13

1.849

1.440

1.225

1.102

14

1.820

1.427

1.219

1.099

15

1.793

1.415

1.213

1.096

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

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

TIPO DE CONSTRUCCIÓN ALTURA h SOBRE EL TERRENO metros

CERRADAS

ABIERTAS

TIPO DE EXPOSICIÓN

TIPO DE EXPOSICIÓN

A

B

C

D

A

B

C

D

0 a 10

2.90

2.40

1.60

1.40

3.00

2.50

1.70

1.50

10 a 30

2.35

2.00

1.40

1.25

2.40

2.10

1.50

1.30

30 a 60

2.00

1.50

1.30

1.20

2.00

1.50

1.30

1.20

más de 60

Véase el Comentario C-6.2.4

* Cuando se requieran valores más 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 CÁLCULO 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

31

32

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TABLA 6.2.5.1 (Continuación)

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIÓN CP PARA LOS TECHOS SUPERFICIE A BARLOVENTO DIRECCIÓN SUPERFICIE RELACION DEL A ANGULO θ L/h VIENTO 0º 10º* 20º 30º 40º 50º ≥60º 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 ángulos comprendidos entre 10º y 15°, ambos inclusive. Para L/h ≥ 3 se utilizarán los dos valores indicados.

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

El ancho a será 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 dimensión en planta. Cuando θ < 10° puede utilizarse la altura del alero h1 en lugar de la altura media del techo h.

ZONA 1 2

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIÓN GCpe PARA LAS FACHADAS* Área 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 θ ≤ 10º.

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

El ancho a será 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 dimensión en planta. Cuando θ ≤ 10° puede utilizarse la altura del alero h1 en lugar de la altura media del techo h. COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIÓN GCpe PARA LOS TECHOS * Ángulo θ 0° < θ ≤ 10° 10° < θ ≤ 30°

Zona 3 4 5 3 4y5 3

30° < θ ≤ 45° 4y5

Área 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 perímetro del techo se utilizarán los coeficientes dados en la Tabla, siendo θ el ángulo correspondiente a 1a pendiente en el arranque y qh calculada para el Tipo de Exposición C. Para las áreas restantes del techo 1os coeficientes de esta Tabla se multiplicarán por 1.2 y qh se calculará para el Tipo de Exposición C.

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

El ancho a será el menor valor entre 0.05b1 y 0.50h, en donde b1 es la menor dimensión en planta. COEFICIENTE DE EMPUJE + GCpe PARA LAS FACHADAS A BARLOVENTO Área Tributaria ZONA A > 45 m2 A ≤ 45 m2 1.10 – 0.181 log A 0.80 1, 2 y 3 COEFICIENTE DE SUCCIÓN - GCpe PARA LAS FACHADAS A SOTAVENTO Área 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

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

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

COEFICIENTE DE SUCCIÓN GCpe PARA LOS TECHOS 1 Zona 2

1 2

Área Tributaria

A ≤ 9 m2

A > 9 m2

4

-2.00 + 1.047 log A

-1.00

5

-2.50 + 0.523 log. A

-2.00

6

-4.00 + 2.095 log A

-2.00

7

-5.00 + 3.143 log A

-2.00

Para techos con pendientes mayores de 10° utilícese el valor -GCpe de la Tabla 6.2.5.2 (b) con el correspondiente valor de qh calculado para el Tipo de Exposición C. Si se coloca un parapeto alrededor del perímetro 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 CÁLCULO DE LAS ACCIONES EXTERNAS SOBRE LOS TECHOS EN ARCO DE SISTEMAS RESISTENTES AL VIENTO

UBICACIÓN DEL TECHO

Sobre una estructura

RELACIÓN FLECHA/LUZ f/L

CUARTA PARTE DEL ARCO A BARLOVENTO

MITAD CENTRAL DEL ARCO

CUARTA PARTE DEL ARCO A SOTAVENTO

0 < f/L ≤ 0.2

-0.9

-0.7 – (f/L)

-0.5

0.2 < f/L ≤ 0.3

1.5(f/L) – 0.3 6(f/L) – 2.1 2.75(f/L) – 0.675

-0.7 – (f/L)

-0.5

-0.7 – (f/L)

-0.5

-0.7 – (f/L)

-0.5

0.3 < f/L ≤ 0.6 Sobre el terreno

COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCIÓN Cp

0 < f/L ≤ 0.6

1.4(f/L)

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TABLA 6.2.5.5 (a) COEFICIENTES Cf PARA EL CÁLCULO DE LAS ACCIONES SOBRE LOS TECHOS DE CONSTRUCCIONES ABIERTAS DE UNA VERTIENTE. ÁNGULO ENTRE LA DIRECCIÓN DEL VIENTO Y EL PLANO DEL TECHO*

5

3

2

1

1/2

1/3

1/5

10°

0.20

0.25

0.30

0.45

0.55

0.70

0.75

15°

0.35

0.45

0.50

0.70

0.85

0.90

0.85

20°

0.50

0.60

0.75

0.90

1.00

0.95

0.90

25°

0.70

0.80

0.95

1.15

1.10

1.05

0.95

30°

0.90

1.00

1.20

1.30

1.20

1.10

1.00

COEFICIENTE Cf RELACIONES L/b

*Véase la Figura C-6.2.5.5 (a) del Comentario TABLA 6.2.5.5 (b) UBICACIÓN RELATIVA x/L DEL CENTRO DE PRESIONES DE EMPUJE O SUCCIÓN ÁNGULO ENTRE LA DIRECCIÓN DEL VIENTO Y EL PLANO DEL TECHO* θ1

VALORES DE x/L RELACIONES L/b 2a5

1

1/5 a 1/2

10° a 20°

0.35

0.30

0.30

25°

0.35

0.35

0.40

30°

0.35

0.40

0.45

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

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

FORMA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL

Cuadrada (Viento normal a una cara) Cuadrada (Viento en dirección de una diagonal)

1

7

25

1.3

1.4

2.0

1.0

1.1

1.5

1.0

1.2

1.4

Moderadamente lisa

0.5

0.6

0.7

Rugosa (c/d ≅ 0.02)

0.7

0.8

0.9

Muy Rugosa (c/d ≅ 0.08)

0.8

1.0

1.2

Todas

Hexagonal u Octogonal

Circular

RELACIÓN h/d

TIPOS DE SUPERFICIE

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

PARA VALLAS COLOCADAS PARA VALLAS COLOCADAS A NIVEL DEL TERRENO SOBRE EL TERRENO Relación Altura/Ancho

Cf

Relación entre Dimensiones Mayor/Menor

Cf

≤3

1.20

≤6

1.20

5

1.30

10

1.30

8

1.40

16

1.40

10

1.50

20

1.50

20

1.75

4-0

1.75

30

1.85

60

1.85

≥ 40

2.00

≥ 80

2.00

TABLA 6.2.5.8 COEFICIENTES Cf PARA EL CÁLCULO DE LAS ACCIONES SOBRE VALLAS CON ABERTURAS O RETICULADAS. COEFICIENTE Cf RELACIÓN DE ÁREA EFECTIVA

Ae A

0