FUERZAS DE VIENTO APLICANDO FUERZAS DE VIENTO DEL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO

FUERZAS DE VIENTO APLICANDO FUERZAS DE VIENTO DEL REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE NSR-10.

BASILIO J. CURBELO

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BASILIO J. CURBELO,

ES INGENIERO CIVIL,

GRADUADO EN LA UNIVERSIDAD DE LA HABANA, CUBA. TIENE 30 AÑOS DE EXPERIENCIA EN DISEÑO DE PROYECTOS CIVILES DE CENTRALES TERMOELÉCTRICAS, HIDROELÉCTRICAS Y LÍNEAS DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICAS  EX-VICEPRESIDENTE DEL COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DEL CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CUBA (CONCE) Y EXPRESIDENTE DEL COMITÉ DE CONCRETO ESTRUCTURAL DEL CONCE.

 MASTER EN CIENCIAS - INGENIERÍA CIVIL (AMSTEAD UNIVERSITY) (no acreditada)  DOCTOR EN CIENCIAS - INGENIERÍA CIVIL (ASHWOOD UNIVERSITY) (no acreditada)

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ÍNDICE Pagina Preámbulo

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P.7 Zonas de amenaza eólica

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CAPÍTULO I ALCANCE, PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS, DEFINICIONES Y NOTACIONES 10 CAPITULO II (B.6.4) PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

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CAPITULO III (B.6.5) MÉTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALÍTICO

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IV Método 3 Procedimiento de Túnel de Viento como se indica en la Sección IV (B.6.6) 82

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PREÁMBULO El fin principal de este libro es ayudar a todos los técnicos que utilizan el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 para calcular las Fuerzas de Viento. A lo largo del libro cuando aparezca el Reglamento, nos estamos refiriendo al Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. Se ha mantenido la secuencia de la numeración de las secciones, figuras, tablas y la redacción del Reglamento para la mejor compresión del mismo La información del Reglamento ha sido tomado del Diario Oficial de Colombia No. 47663 del 26 de marzo de 2010, decreto 926 de 2010 y de la modificación de ese decreto, con el decreto 092 de 17 de enero de 2011 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Ambiental. Se recomienda tener una copia del Capítulo B.6. Fuerzas de Viento del Reglamento, para trabajar con este libro. Cuando aparezca alguna indicación entre ( ), nos estamos refiriendo al Reglamento A lo largo del libro cuando hay información en color rojo, indica que se debe a las modificaciones determinadas por el decreto 092 de 17 enero de 2011

P.1 Que es el viento?* Se considera el viento al movimiento de las masas de aire de la atmosfera debido a la constante variación de la temperatura, presión en la atmosfera y otros factores como la rotación y curvatura de nuestro planeta. La tierra funciona como una gran máquina térmica que transforma parte del calor solar en energía cinética del viento. La energía eólica tiene como ventajas la de ser inagotable, gratuita y no lesiva al medio ambiente, pero cuenta también con los grandes inconvenientes de ser dispersa y aleatoria. Bajo la acción de la presión, el aire de la atmósfera se desplaza de un lugar a otro a diferentes velocidades, dando lugar al viento. Las causas principales del origen del viento son: la radiación solar que es más importante sobre la línea del Ecuador que en los polos, la rotación de la tierra que provoca desviaciones hacia la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur y por último las perturbaciones atmosféricas. Los vientos huracanados pueden causar destrucción parcial o total a estructuras tales como casas, naves industriales, edificios, puentes, instalaciones marinas, torres de transmisión eléctrica y anuncios, entre otros. El potencial de daños ocasionados por el viento está directamente relacionado con su velocidad, la cual puede provocar pérdidas económicas importantes a la infraestructura. Las pérdidas económicas que se pueden presentar son las producidas por el daño a la infraestructura y las pérdidas debidas a la falta de operación de algunos servicios como la interrupción de energía eléctrica, obstrucción de carreteras, mal estado de hospitales y centros de atención inmediata y cierre temporal de negocios entre otros.

P.2 Origen del viento* El sol irradia calor que se trasmite en el espacio y alcanza a la atmosfera terrestre. La superficie de la Tierra no recibe por igual la misma energía, la superficie que se encuentra en el ecuador se calienta más por la acción solar que la de los polos debido a que recibe más cantidad de radiación por unidad de superficie. Esto origina que se produzca intercambios térmicos entre las zonas más calientes y las más frías para establecer el equilibrio: el aire caliente se desplaza hacia los polos y el aire frio hacia el ecuador. De este modo, las masas de aire se nivelan y suavizan el clima en la Tierra y establecen los principios de la circulación general. Al presentarse el movimiento del aire caliente hacia arriba se genera un centro de baja presión, el cual absorbe el aire frio de la atmosfera, fortaleciendo este ciclo. La energía calorífica de la radiación solar es la que genera todos los procesos meteorológicos y climáticos que se dan en la Tierra. Al incidir sobre el planeta, atraviesa el gas atmosférico sin apenas calentarlo; en cambio sí

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calienta la superficie terrestre que es la que finalmente transmite el calor al aire atmosférico en contacto con ella. En el caso de los ciclones, en un centro de bajas presiones el viento tiende a desplazarse hacia el centro, donde se acumula y asciende verticalmente. Al elevarse, la masa de aire se expande, pierde energía y se enfría. Si se dan las condiciones de temperatura y humedad necesarias, el vapor de agua del aire se condensa generando las nubes. En los centros de alta presión o anticiclones ocurre lo contrario, el viento tiende a dispersarse desde el centro del sistema hacia el exterior, se produce un movimiento descendente y como consecuencia una compresión y un calentamiento. Esto explica que en los anticiclones no hay nubes.

P.3 Estructuras sometidas a la acción del viento* Una estructura que se encuentra ubicada dentro de un campo de viento, está sujeta a fuerzas aerodinámicas, las cuales se distribuyen sobre y a través de la estructura dependiendo de sus características; estas fuerzas aerodinámicas ocasionan presiones y succiones sobre los elementos que recubren la estructura y estos a su vez sobre los elementos resistentes. Si se considera que el viento esta soplando en dirección perpendicular a la fachada anterior de la estructura, esta se presiona directamente y las ráfagas de viento se desvían por ambos costados y por el techo ocasionando fuerzas de succión en el techo, las paredes laterales y la fachada. Cuando el viento logra romper las ventanas y puertas de la fachada, el flujo de aire entra violentamente al interior de la edificación, incrementando las fuerzas de succión en las paredes y el techo de la estructura, ocasionando que este se dañe de manera severa o que colapse. La manera en que una estructura se comporta dentro de un flujo de viento depende de varios factores relacionados con sus características y propiedades estructurales, entre las más importantes se encuentran el área de aberturas, dimensiones, esbeltez, forma y tipo de la cubierta, material de construcción, irregularidades, forma geométrica, entre otras.

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Figura 1.3 Presiones totales, locales e internas (Mehta K, 2008) *Tesis para obtener el grado maestro de ingeniería (estructura) Sandra Rosio Quiroga Cuellar. Tomado por internet

P.4 Comportamiento de la Fuerza de Viento sobre el SPRFV y sobre los Componentes y Revestimientos Las fuerzas de vientos sobre el SPRFV y sobre los Componentes y Revestimientos son diferentes, debido a que hay grandes diferencias en sus dimensiones, características dinámicas y comportamiento de los fenómenos dominantes. La fuerza de viento sobre el SPRFV es calculada sobre la base de la respuesta elástica del edificio completo ante la fluctuación de la fuerza del viento. La fuerza de viento sobre los Componentes y Revestimientos es calculada sobre la base de la fluctuación de la fuerza de viento actuando sobre una pequeña parte del edificio, pero juega un rol importante en la protección de los espacios interiores contra la destrucción de la fuerza de vientos fuertes. Por lo tanto, el diseño de la resistencia de ambas partes debe ser tomadas con los mismos cuidados. Los factores que generalmente se consideran en la fluctuación de la fuerza de viento son los siguientes: a) La turbulencia del viento (fluctuación temporal y espacial del viento) b) Generación de vórtice en la zona débil del edificio c) Interacción entre la vibración del edificio y el flujo del aire que lo rodea La fluctuación de la presión del viento se modifica y sus características dinámicas no son uniforme en todas las partes de la superficie del edificio, por lo cual se debe evaluar la carga de viento en el SPRFV basado en el comportamiento de todo el edificio y para los Componentes y Revestimientos el comportamiento en las partes individuales. Para la mayoría de los edificios, el efecto de la fluctuación de la fuerza del viento generada por la turbulencia, predomina. En este caso, la carga horizontal del viento sobre el SPRFV en la dirección a lo largo del viento es importante. En el caso de edificios flexibles, es necesario también considerar en la dirección perpendicular de la dirección el viento y la torsión. Para la carga en el techo, la fluctuación de

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la fuerza del viento causada por la separación del flujo desde el borde el techo a veces predomina, por lo cual la carga de viento en el SPRFV se divide en dos partes: la carga horizontal en el SPRFV y la carga de viento

turbulencia del viento dirección de la vibración

a) Fluctuación de la fuerza del viento causada por la turbulencia del viento dirección de la vibración vórtices

b) Fluctuación de la fuerza del viento causada por la generación de vórtice en la zona débil del edificio en el techo del SPRFV. Lo anterior se puede resumir en el siguiente gráfico: carga horizontal Carga de viento sobre SPRFV

En la dirección del viento perpendicular a la dirección carga torsional

carga del viento en el techo Carga de viento Carga de viento en Componentes y Revestimiento Carga de viento sobre SPRFV Método simplificado Carga de viento en Componentes y Revestimiento

P.5 Distribución de la presión del viento en la superficie de un edificio rectangular. La distribución de la presión del viento en una superficie de un edificio rectangular no es simétrico, aun cuando el flujo del viento sea perpendicular (normal) a la superficie del edificio, por lo cual la fuerza del viento en la dirección transversal y torsional no son cero, cuando la fuerza del viento a lo largo de la dirección del flujo es un máximo. Este efecto debe ser considerado al calcular la carga del viento.

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P.6 Direccionalidad del Viento. La intensidad de la velocidad del viento en una construcción varía en cada dirección con la localización geográfica y los efectos de la topografía, por lo cual las características de las fuerzas del viento actuando sobre un edificio varia con la dirección del viento. Las cargas de viento deben ser consideradas en cada dirección (B.6.6.4.1) — Limitaciones en velocidades de viento —La variación de velocidades básicas de viento con la dirección no se deben permitir a menos que el análisis para velocidades de viento este de acuerdo a los requisitos de la sección (B.6.5.4.2)

P.7 Zonas de amenaza eólica

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CIUDAD MOCOA CALI MITÚ CÚCUTA SAN JOSÉ DEL GUAVIARE PUERTO CARREÑO PUERTO INÍRIDA SINCELEJO BARRANQUILLA SANTA MARTA SAN ANDRÉS Y PROVIDENCIA CARTAGENA ARAUCA IBAGUÉ MONTERÍA VALLEDUPAR BUCARAMANGA

REGIÓN 3 3 1 3 3 3 2 5 5 5 5 3 3 2 3 1

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CIUDAD TUNJA YOPAL BOGOTÁ VILLAVICENCIO ARMENIA QUIBDÓ MEDELLÍN PEREIRA POPAYÁN NEIVA FLORENCIA PASTO MANIZALES

REGIÓN 1 4 2 4 2 1 4 2 4 3 3 3 1

CAPÍTULO I ALCANCE, PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS, DEFINICIONES Y NOTACIONES A continuación se presentan métodos para calcular las fuerzas de viento con que debe diseñarse el sistema principal de resistencia de fuerzas de viento (SPRFV) de las edificaciones, sus componentes y elementos de revestimiento. El presente libro (Capítulo B.6) no es aplicable a estructuras que se salgan del alcance de la Ley 400 de 1997 o del alcance del Reglamento NSR-10 Cuando existan resultados experimentales, obtenidos en túneles de viento, éstos pueden usarse en lugar de los especificados en este capítulo, siempre y cuando reciban la aprobación de la Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes. (B.6.1) PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS — Las cargas de diseño para edificios y otras estructuras, incluyendo el SPRFV y todos los componentes y elementos de revestimiento de estos, se determinaran usando uno de los siguientes procedimientos: Método 1 — Procedimiento Simplificado, para edificios que cumplan los requisitos especificados en la Sección (B.6.4) Método 2 — Procedimiento Analítico, para edificios que cumplan los requisitos especificados en la sección (B.6.5). Método 3 — Procedimiento de Túnel de Viento como se especifica en la sección (B.6.6). (B.6.1.2) — PRESIONES DE VIENTO QUE ACTÚAN EN CARAS OPUESTAS DE CADA SUPERFICIE DEL EDIFICIO — Para el cálculo de las cargas de viento de diseño del SPRFV, se deberá tomar la suma algebraica de las presiones que actúan en caras opuestas de cada superficie del edificio. (B.6.1.3) — CARGA DE VIENTO DE DISEÑO MÍNIMA — La carga de viento de diseño, determinada mediante cualquiera de los procedimientos de la sección (B.6.1.1), no deberá ser menor a la especificada a continuación. (B.6.1.3.1) — Sistema Principal Resistente a Cargas de Viento (SPRFV) — Para una edificación cerrada, parcialmente cerrada o para cualquier estructura, la carga de viento a usarse en el diseño de SPRFV no será menor a la multiplicación de 0.40 kN/m^2 por el área de la edificación o estructura, proyectada a un plano vertical normal a la dirección de viento en estudio. (B.6.1.3.2) — Componentes y Revestimientos — La presión de viento de diseño para los componentes y Revestimientos de la estructura no será menor a una presión neta de 0.40 kN/m^2 actuando en cualquier Dirección normal a la superficie. (B.6.2) — DEFINICIONES Las siguientes definiciones se aplican a este libro: Aberturas — Vanos o espacios en el cerramiento del edificio, que permiten la circulación del aire a través del cerramiento y que se diseñan como “abiertos” durante vientos de diseño como se define en estas especificaciones. Altura de la cornisa, h — La distancia desde la superficie del suelo adyacente al edificio hasta la cornisa en una determinada pared. Si la altura de la cornisa varía a lo largo de la pared, se tomará la altura promedio. Altura media de cubierta, h — El promedio de la altura hasta la cornisa y la altura hasta el punto más elevado de la cubierta. Para cubiertas con ángulos de inclinación menor o iguales a 10°, la altura media de cubierta será la altura de la cornisa.

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Aprobado — Aceptado por la autoridad competente. Área efectiva — El área usada para determinar GCp . Para elementos de componentes y paneles de revestimiento, el área efectiva en las figs. (B.6.5-8A) a (B.6.5-14) y en la Fig. (B.6.5-16A), (B), (C) y es la longitud de luz multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo. Para los elementos de amarre de revestimientos, el área efectiva de viento no será mayor que el área tributaria de un amarre individual. Colina — Con respecto a los efectos topográficos de la sección (B.6.5.7), se refiere a una superficie de terreno caracterizada por un cambio notable de relieve en cualquier dirección horizontal. Componentes y revestimientos — Aquellos elementos que no forman parte del sistema principal resistente a fuerzas de viento, SPRFV. Cubierta libre — Cubierta con una configuración similar a la de las figs. (B.6.5-15A) a (B.6.5-15D) (a una, dos aguas o en artesa), en un edificio abierto sin paredes de cerramiento bajo la superficie del cubierta. Edificio abierto — Un edificio con aberturas de al menos 80% del área en cada una de las paredes que conforman el cerramiento del edificio (fachadas y cubiertas). Se expresa esta condición mediante la siguiente ecuación Ao ≥ 0.8 Ag, donde: Ao = área total de aberturas en una pared que reciba presión positiva externa, en m^2. Ag = área total de la pared a la cual Ao hace referencia. Edificio bajo — Edificio cerrado o parcialmente cerrado que cumpla con las siguientes condiciones: (a) Altura media de la cubierta (h) menor o igual a 18 m (60ft). (b) Altura media de la cubierta (h) no excede la menor dimensión horizontal del edificio. Edificio cerrado — Un edificio que no cumpla los requerimientos de edificios abiertos o parcialmente cerrados. Edificio de diafragma simple — Un edificio en el cual las cargas de viento a barlovento y sotavento se trasmiten a través de los diafragmas de piso y cubierta hacia un mismo SPRFV, es decir no tiene separaciones estructurales. Estructura o edificio de forma regular — Un edificio u otra estructura que no tenga geometría irregular en su forma espacial. Estructura o edificio rígido — Un edificio u otra estructura cuya frecuencia fundamental sea mayor o igual a 1Hz. Edificio parcialmente cerrado — Un edificio que cumpla las siguientes condiciones: (a) El área total de aberturas en una pared que recibe presión externa positiva excede por más de 10% a la suma de las áreas de aberturas en el área restante del revestimiento del edificio (paredes y cubierta). (b) El área total de aberturas en una pared que soporta cargas positivas, excede de 0.37 m^2 o 1% del área de esa pared (la que sea menor), y el porcentaje de aberturas en el área restante del revestimiento del edificio no excede 20%. Estas condiciones se expresan mediante las siguientes condiciones: Ao > 1.10 Aoi Ao ≥ 0.37m o Ao ≥ 0.01Ag, el que sea menor, y Aoi /Agi ≤ 0.20 donde Ao = área total de aberturas en una pared que reciba presión positiva externa, en m^2. Ag = área total de la pared a la cual Ao hace referencia. Aoi = la suma de las áreas de aberturas, sin incluir Ao, en la revestimiento del edificio (paredes y cubierta), en m^2.

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Agi = la suma de las áreas brutas, sin incluir Ag, del revestimiento del edificio (paredes y cubierta), en m^2 Edificio u otra estructura flexible — Edificios u otras estructuras esbeltas con frecuencia natural fundamental menor a 1 Hz. Escarpe — Con respecto a los efectos topográficos de la sección ( B.6.5.7), se refiere a un acantilado o pendiente fuerte que separa dos niveles de terreno (véase Fig ( B.6.5-1)). Factor de importancia, I — Factor que tiene en cuenta el grado de amenaza a la vida humana y daño a la propiedad. Fuerza de diseño, F — Fuerza estática equivalente usada para determinar las cargas de viento para edificios abiertos y otras estructuras. Literatura reconocida — Investigaciones publicadas o documentos técnicos que han sido aprobados. Material para vidriado — Elementos de vidrio, incluyendo vidrio recocido, vidrio con recubrimiento orgánico, vidrio templado, vidrio laminado, vidrio armado, láminas de material plástico o combinaciones de éstos usados en vidriados Presión de diseño, p — Presión estática equivalente usada para determinar cargas de viento para edificios. Regiones de escombros arrastrados por el viento — Las áreas dentro de regiones propensas a huracanes localizadas en: • Dentro de 1.6 km de la línea media del nivel mayor de la marea donde la velocidad básica del viento es igual o mayor de 180 km/h (50 m/s), • En áreas donde la velocidad básica del viento es igual o mayor de 200 km/h (50 m/s) Regiones propensas a huracanes — Áreas vulnerables a los huracanes y las costas donde la velocidad del viento básica es mayor a 145 km/h (40 m/s). Vidriado resistente a impactos — Vidriado que ha sido ensayado y probado de acuerdo con ASTM E1886 yASTM E1996 u otros métodos de ensayo aprobados para soportar el impacto de los misiles llevados por el viento que probablemente se generarán en regiones de escombros arrastrados por el viento durante los vientos de diseño. Revestimiento del edificio — Componentes que cierren el edificio como cubiertas, claraboyas, paredes exteriores, puertas y ventanas. Revestimiento resistente a impactos — Un cerramiento diseñado para proteger los materiales para vidriados que ha sido ensayado y probado de acuerdo con ASTM E1886 y ASTM E1996 u otros métodos de ensayo aprobados que soporten el impacto de los misiles llevados por el viento que probablemente se generarán en regiones de escombros llevados por el viento durante los vientos de diseño. Sistema principal resistente a cargas de viento (SPRFV) — Un conjunto de elementos estructurales destinado a brindar apoyo y estabilidad a la estructura en su totalidad. El sistema generalmente recibe las cargas de viento provenientes de más de una superficie. Velocidad básica de viento, V — Como se especifica en la sección (B.6.5.4), es la velocidad de una ráfaga de 3 segundos medida 10 m por encima del suelo en la Exposición C (Véase sección (B.6.5.6.3). Vidriera — Vidrio o láminas traslucidas de plástico usado en ventanas, puertas, claraboyas o cerramientos.

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NOMENCLATURA La nomenclatura siguiente comprende las variables utilizadas en el presente capítulo. A = área efectiva para viento, en m^2 Af = área de un edificio u otra estructura abierta. Puede referirse al área normal a la dirección de viento o al área proyectada en un plano normal a la dirección del viento, en m^2 Ag = área bruta a la cual hace referencia Ao , en m^2 Agi = la suma de las áreas brutas de toda la superficie del envolvente (paredes y cubierta) sin incluir Ag , en m^2 Ao = área total de aberturas en una pared que recibe presión positiva externa, en m^2 Aoi = la suma del área de aberturas de toda la superficie del envolvente (paredes y cubierta) sin incluir Ao, en m^2 Aog = área total de aberturas en toda la superficie del cerramiento (paredes y cubierta) del edificio, en m^2 Ag = área bruta de la pared sólida libre o la valla rígida, en m^2 a = ancho de la zona para coeficiente de presión, en m B = dimensión horizontal del edificio medido en dirección normal a la dirección del viento, en m b = factor de velocidad media de viento horaria ‫־‬b = factor de velocidad de ráfaga de 3 segundos Cf = coeficiente de fuerza a usarse en el cálculo de cargas de viento para estructuras diferentes a edificios CN = coeficiente de presión neta a usarse en el cálculo de cargas de viento para edificios abiertos Cp = coeficiente de presión externa a usarse en el cálculo de cargas de viento para edificios c = factor de intensidad de turbulencia D = diámetro de estructura o miembro circular, en m D’ = profundidad de elementos sobresalientes como nervaduras y cornisas, en m F = fuerza de viento de diseño para estructuras diferentes a edificios, en N G = factor de efecto ráfaga Gf = factor de efecto ráfaga para el SPRFV de edificios flexibles y otras estructuras GCpn = coeficiente de presión combinada para un parapeto GCp = producto del coeficiente de presión externa y el factor de efecto ráfaga a usarse en la determinación de cargas de viento para edificios GCpf = producto del coeficiente equivalente de presión externa y el factor de efecto ráfaga a usarse en la determinación de cargas de viento para el SPRFV de edificios bajos GCpi = producto del coeficiente de presión interna y el factor de efecto ráfaga a usarse en la determinación de cargas de viento para edificios gQ = factor pico para respuesta del entorno gR = factor pico para respuesta de resonancia g0 = factor pico para respuesta de viento e H = altura de la colina o escarpe, en m h = altura media de un edificio o altura de cualquier otra estructura. Se debe usar la altura a la cornisa si el ángulo de inclinación e es menor o igual a 10°, en m. he = altura de la cornisa en una determinada pared o altura promedio de cornisa si esta varía a los largo de la estructura. l = factor de importancia lz = intensidad de turbulencia K1, K2, K3 = factores de multiplicación en la fig. (B.6.5-1) usados para calcular zt K Kd = factor de direccionalidad de viento, Kh = coeficiente de exposición de presión por velocidad evaluado en z = h Kz = coeficiente de exposición de presión por velocidad evaluado a la altura z. Kzt = factor topográfico L = dimensión horizontal del edificio medida en dirección paralela a la dirección del viento, en m Lh = distancia viento arriba de la cresta de la colina o escarpe en la fig. (B.6.5-1), donde la diferencia en elevación de terreno es la mitad de la altura de la colina o escarpe, en m Lz = longitud integral a escala de la turbulencia (para modelos a escala en túnel de viento), en m Lr = dimensión horizontal de esquina de retorno para un muro libre o valla maciza de la fig. B.6.5-17, en m l= factor de escala de longitud integral, en m N1 = frecuencia reducida

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n1 = frecuencia natural del edificio, en Hz p = presión de diseño a usarse en el cálculo de cargas de viento para edificios pL = presión de viento actuando en la cara a sotavento en la fig. B.6.5-6, en N/m^2 pnet = presión neta de viento de diseño de la ec. B.6.4-2, en N/m^2 pnet10 = presión neta de viento de diseño para la categoría de exposición B a h=10.0 m ps = presión neta de viento de diseño de la ec. B.6.4-1, en N/m^2 ps10 = presión de viento de diseño simplificada para la categoría de exposición B a h=10.0 m en la Fig. B.6.4-2 pw = presión de viento actuando en la cara a barlovento en la fig. B.6.5-6, en N/m^2 Q = factor de respuesta del entorno de la ec. B.6.5-4 q = presión por velocidad, en N/m^2 qh = presión por velocidad evaluada a la altura z = h , en N/m^2 qi = presión por velocidad para la determinación de la presión interna, en N/m^2 qp = presión por velocidad en la parte superior del parapeto, en N/m^2 qz = presión por velocidad evaluada a una altura z por encima del terreno, en N/m^2 R = factor de respuesta de resonancia de la ec. B.6.5-8 RB, Rh , RL = valores de la ec. B.6.5-8 Ri = factor de reducción de la ec. B.6.5-14 Rn = valor de la ec. B.6.5-9 s = dimensión vertical de un muro libre o una valla maciza de la fig. (B.6.5-17), en m V = velocidad básica de viento en m/s. La velocidad básica de viento corresponde a la velocidad de una ráfaga de 3 segundos a una altura de 10 m por encima del suelo en un terreno de categoría de exposición C Vi = volumen interno sin particiones, en m3. Vz = velocidad de viento promedia por hora a una altura z m/s W = ancho del edificio; o ancho de la luz, en m X = distancia hasta el centro de presión desde el borde a barlovento, en m x = distancia tomada desde la cima en la dirección de barlovento o sotavento, en m z = altura por encima del terreno, en m z = altura equivalente de la estructura, en m zg = altura nominal de la capa atmosférica limite usada en este código. zmin = altura mínima de exposición ὰ = exponente para la ley potencial de la velocidad de ráfaga de 3 seg, ˆὰ = inversa de ᾀ ᾀ= exponente para la ley potencial de la velocidad media horaria del viento, ec. B.6.5-12 en la tabla B.6.5-2

ᵦ = coeficiente de amortiguamiento, porcentaje crítico para edificios y otras estructuras ε = coeficiente de área sólida vs área bruta para muros libres, vallas macizas, vallas abiertas, torres de celosía y otras estructuras de celosía λ = factor de ajuste por altura y exposición del edificio ἐ = exponente para la ley potencial de la escala de longitud integral

.

ῃ = (véase sección (B 6.5.8.2) θ = ángulo de inclinación de la cubierta, en grados.

v = cociente alto/ancho para vallas macizas

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CAPITULO II (B.6.4) PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO (B.6.4.1) — ALCANCE — Un edificio cuyas cargas de viento de diseño se determinen de acuerdo con esta sección deberá cumplir las condiciones de (B.6.4.1.1) o ( B.6.4.1.2). Si solamente cumple las condiciones de (B.6.4.1.2) para el diseño de los elementos de revestimiento y componentes, el SPRFV deberá diseñarse usando el Método 2 (Procedimiento Analítico) o el Método 3 (Procedimiento de Túnel de Viento). (B.6.4.1.1) — Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) — Para el diseño del SPRFV el edificio debe cumplir todas las siguientes condiciones: (a) El edificio sea de diafragma simple como se define en la sección (B.6.2). (b) El edificio sea bajo de acuerdo con la sección (B.6.2). (c) El edificio sea cerrado como se define en la sección (B.6.2) y cumpla las provisiones de regiones de escombros arrastrados por el viento de acuerdo con la sección I (B.6.5.9.3) (d) El edificio sea de forma regular como se define en la sección I (B.6.2). (e) El edificio no sea clasificado como flexible como se define en la sección (B.6.2). (f) Las características de respuesta del edificio sean tales que el mismo no esté sujeto a cargas por viento a través de él, a generación de vórtices, a inestabilidad por golpeteo o aleteo, y no esté ubicado en un sitio en el que se puedan presentar efectos de canalización o sacudimiento por la estela de obstrucciones en barlovento, que obliguen a consideraciones especiales. (g) El edificio tenga una sección transversal aproximadamente simétrica en cada dirección y tenga una cubierta plana o cubierta a dos o cuatro aguas con ángulo de inclinación de θ ≤45 grados. (h) El edificio esta eximido de los casos de carga torsional indicados en la Nota 5 de la fig. ( B.6.5-7), o estos casos no controlan el diseño de ninguno de los elementos del SPRFV del edificio. (B.6.4.1.2) — Componentes y Revestimientos — Para el diseño de los componentes y elementos de revestimiento, el edificio debe cumplir todas las siguientes condiciones: (a) La altura promedio h es igual o menor a 18.0 m (b) El edificio es cerrado como se define en la sección (B.6.2) y cumpla las provisiones de regiones de escombros arrastrados por el viento de acuerdo con la sección (B.6.5.9.3) (c) El edificio es de forma regular como se define en la sección (B.6.2). (d) El edificio tiene una cubierta plana, una cubierta a dos aguas con θ ≤ 45 grados o una cubierta a cuatro aguas con θ ≤ 27 grados

(B.6.4.2) — PROCEDIMIENTO DE DISEÑO (a) La velocidad básica de viento V se determina de acuerdo con la sección (B.6.5.4). Deberá suponerse que el viento viene de cualquier dirección horizontal. (b) El factor de importancia I se determina de acuerdo con la sección ( B.6.5.5). (c) La categoría de exposición se determina de acuerdo con la sección ( B.6.5.6). (d) Se determina un coeficiente de ajuste por altura y exposición, λ, de acuerdo con la fig. (B.6.4-2). (B.6.4.2.1) — Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) — Las presiones de viento de diseño simplificado, ps , representan la presión neta (suma de presiones internas y externas) que se debe aplicar a las proyecciones horizontales y verticales de las superficies del edificio como se muestra en la fig. II.1 (B.6.4-2). Para la presión horizontal (zonas A, B, C y D), ps es la combinación de las presiones netas a barlovento y sotavento, ps se determinará con la siguiente Ec: ps = λ Kzt I PS10 (B.6.4-1) donde; λ= factor de ajuste por altura y exposición, de la fig. ( B.6.4-2) (continuación). Kzt = factor topográfico como se define en la sección (B.6.5.7) evaluado a la altura promedio de la cubierta, h ecuación B.6.5-1 I = factor de importancia como se define en la sección (B.6.5.5) PS10 = presión de viento de diseño simplificada para la categoría de exposición B con h=10 m de la fig. (B.6.4-2).

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I(B.6.4.2.1.1) - Presiones Mínimas - Los efectos de carga de las presiones de viento de diseño de la sección B.6.4.2.1 no serán menores que el caso de carga mínima de la sección (B.6.1.3.1), suponiendo presiones ps, de +0.40 kN/m2 para las zonas A, B, C y D y de 0 kN/m^2 para las zonas E, F, G y H. (B.6.4.2.2) — Elementos de Revestimiento y Componentes — Para los elementos de revestimiento y componentes diseñados usando el Método Simplificado, las presiones de viento de diseño netas, pnet representan la presión neta (suma de presiones internas y externas) que se debe aplicar en dirección normal a cada superficie del edificio como se muestra en la fig. ( B.6.4-3). pnet = λ Kzt I Pnet10 (B.6.4-2) donde; λ = factor de ajuste por altura y exposición, de la fig. (B.6.4-2) Kzt = factor topográfico como se define en la sección (B.6.5.7) evaluado a la altura promedio de la cubierta, h l = factor de importancia como se define en la sección (B.6.2) Pnet10 = presión neta de viento de diseño para la categoría de exposición B a h =10.0 m Véase Fig. (6.4-3).” (B.6.4.2.2.1) — Presiones Mínimas — Las presiones de viento de diseño positivas y negativas, Pnet de la sección B.6.4.2.2 no serán menores a +0.4 kN/m2 y -0.4 kN/m2, respectivamente. (B.6.4.3) — REVESTIMIENTO PERMEABLE — Las cargas de viento de diseño de la fig. ( B.6.4-3) se usarán para todos los revestimientos permeables a menos que se demuestre a través de datos experimentales aprobados u otra literatura reconocida, que las cargas son menores para el tipo de revestimiento que está siendo considerado Sistema Principal de Resistencia de Fuerza de Viento ( SPRFV) – Método 1 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.4-2) Presiones de Viento de Diseño Edificios Cerrados Muros y Cubiertas

16

Notas: En la gráfica longitudinal la pared marcada con B debe ser C 1. Las presiones mostradas se aplican a las proyecciones verticales y horizontales para la categoría de exposición B, a una altura h = 10.0 m, I _= 1.0 y Kzt = 1.0. Para ajustar a otras condiciones se debe usar la Ecuación (B.6.4-1). 2. Los patrones de carga mostrados deben aplicarse a cada esquina del edificio y se tomara cada una como la esquina de referencia (Véase Figura (B 6.5-7)). 3. Para el diseño del SPRFV longitudinal use θ = 0 grados, y localice la zona de borde E F, G H a la mitad de longitud del edificio. 4. Los casos de carga 1 y 2 deben verificarse para 25 grados < θ < 45 grados Se da el caso de carga 2 a 25 grado solo para interpolaciones entre 25 grados y 30 grados 5. Los signos positivo y negativo significan presiones y succiones actuando sobre las superficies respectivamente. 6. Se permite interpolación lineal para pendientes diferentes a las mostradas. 7. La carga total horizontal no será menor de la determinada suponiendo ps = 0 en las zonas B y D. 8. Las zonas de presión representan lo siguiente: Zonas Horizontales de Presión – Suma de las presiones netas (internas y externas) a barlovento y sotavento, en la proyección vertical de: A – Zona final del muro C – Zona interior del muro B – Zona final de la cubierta D – Zona interior de la cubierta Zonas Verticales de Presión – Suma de las presiones netas (internas y externas), en la proyección horizontal de: E – Zona final de cubierta a barlovento G – Zona interior de cubierta a barlovento F – Zona final de cubierta a sotavento H – Zona interior de cubierta a sotavento 9. Cuando las zonas E o G se ubiquen en el alero del lado a sotavento del edificio, se debe usar EOH y GOH para la presión en la proyección horizontal del alero. La presión de los aleros en el lado a sotavento y en los costados será la presión básica de la zona. 10. Notación: a: 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h, la que sea menor. No debe ser menor al 4% de la menor dimensión horizontal o 0.9m. h: altura media de la cubierta en metros. Cuando θ ≤ 10 grados, se usara la altura hasta el alero. Angulo de inclinación de la cubierta, en grados.

17

θ:

Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento – Método 1 h ≤18.0 m Figura (B.6.4-2) (Continuación) Presiones de Viento de Diseño Edificios Cerrados Muros y Cubiertas Procedimiento Simplificado: Presión Básica de Viento, ps10 (kN/m^2) (Exposición B a una altura h = 10.0 m, Kzt = 1.0 , con I = 1.0) Velocidad Básica de Viento m/s

Angulo de Caso de Inclinación carga de la cubierta(km/h)

Presiones horizontales (grados)

17 (60) 0a5 10 15 20 25 25 30 a 45 30 a 45

A 0.11 0.12 0.13 0.15 0.13

1 1 1 1 1 2 1 2

0.12 0.12

Zonas Presiones Verticales

B -0.05 -0.05 -0.04 -0.04 0.02

C D E 0.07 -0.03 -0.13 0.08 -0.03 -0.13 0.09 -0.02 -0.13 0.10 -0.02 -0.13 0.10 0.02 -0.06 ---- ----0.02 0.08 0.09 0.06 0.01 0.08 0.09 0.06 0.05

F -0.00 -0.08 -0.08 -0.09 -0.08 -0.04 -0.07 -0.04

G -0.09 -0.09 -0.09 -0.09 -0.04 -0.01 0.00 0.04

H EOH -0.06 -0.18 -0.06 -0.18 -0.06 -0.18 -0.07 -0.18 -0.06 -0.11 -0.03 ---- ----0.06 -0.04 -0.03 -0.04

GOH -0.14 -0.14 -0.14 -0.14 -0.09

-0.13 -0.14 -0.15 -0.16 -0.14 -0.08 -0.13 -0.06

-0.16 -0.16 -0.16 -0.16 -0.08 -0.01 0.00 0.07

-0.10 -0.11 -0.11 -0.12 -0.11 -0.05 -0.11 -0.05

-0.32 -0.32 -0.32 -0.32 -0.19 ---0.07 -0.07

-0.25 -0.25 -0.25 -0.25 -0.17 ---0.09 -0.09

-0.49 -0.49 -0.49 -0.49 -0.30 ----0.12

-0.39 -0.39 -0.39 -0.39 -0.26 ---0.13

22(80)

0a5 10 15 20 25 25 30 a 45 30 a 45

1 1 1 1 1 2 1 2

0.19 -0.10 0.12 -0.06 -0.23 0.21 -0.09 0.14 -0.05 -0.23 0.24 -0.08 0.16 -0.04 -0.23 0.26 -0.07 0.17 -0.04 -0.23 0.24 0.04 0.17 0.04 -0.10 ---------- -0.04 0.21 0.14 0.17 0.11 0.02 0.21 0.14 0.17 0.11 0.08

28 (100 )

0a5 10 15 20 25 25 30 a 45

1 1 1 1 1 2 1

0.29 -0.15 0.19 -0.09 -0.35 0.33 -0.14 0.22 -0.08 -0.35 0.37 -0.12 0.25 -0.07 -0.35 0.41 -0.11 0.27 -0.06 -0.35 0.37 0.06 0.27 0.06 -0.16 --- ---- ---- ---- -0.06 0.33 0.23 0.26 0.18 0.03

Continuación Velocidad Básica de Viento m/s (km/h)

Angulo de Inclinación de la cubierta (grados)

Caso de carga

Presiones horizontales

A 28(100)

30 a 45

2

0.33

B

C

0.23

D

0.26 0.18

0.13

33(120)

0a5 10 15 20 25 25 30 a 45 30 a 45

1 1 1 1 1 2 1 2

0.42 0.48 0.53 0.59 0.53 --0.48 0.48

-0.22 0.28 -0.13 -0.51 -0.20 0.32 -0.11 -0.51 -0.18 0.35 -0.10 -0.51 -0.15 0.39 -0.08 -0.51 0.08 0.38 0.09 -0.24 -------0.09 0.32 0.38 0.26 0.04 0.32 0.38 0.26 0.18

36(130)

0a5 10 15 20 25 25 30 a 45 30 a 45

1 1 1 1 1 2 1 2

0.50 0.56 0.62 0.69 0.62 -0.56 0.56

-0.26 -0.23 -0.21 -0.18 0.10 -0.38 0.38

_

18

0.33 -0.15 0.37 -0.13 0.41 -0.12 0.46 -0.10 0.45 0.10 --0.44 0.30 0.44 0.30

-0.20 -0.21 -0.23 -0.25 -0.22 -0.12 -0.20

-0.25 -0.25 -0.25 -0.25 -0.12 -0.02 0.01

-0.16 -0.17 -0.18 -0.19 -0.18 -0.08 -0.17

Zonas Presiones Verticales

E

-0.60 -0.60 -0.60 -0.60 -0.28 -0.10 0.04 0.22

Aleros

F

-0.05 -0.05

Aleros

G

H

EOH

GOH

-0.10

0.11

-0.07

-0.12

-0.13

-0.29 -0.31 -0.33 -0.35 -0.32 -0.17 -0.29 -0.14

-0.35 -0.35 -0.35 -0.35 -0.17 -0.03 0.01 0.16

-0.22 -0.24 -0.25 -0.27 -0.26 -0.11 -0.25 -0.10

-0.71 -0.56 -0.71 -0.56 -0.71 -0.56 -0.71 -0.56 -0.44 -0.37 -----0.17 -0.19 -0.17 -0.19

-0.26 -0.28 -0.30 -0.32 -0.30 -0.13 -0.29 -0.12

-0.83 -0.83 -0.83 -0.83 -0.51 --0.19 -0.19

-0.34 -0.41 -0.36 -0.41 -0.39 -0.41 -0.41 -0.41 -0.38 -0.20 -0.20 -0.03 -0.34 0.01 -0.17 0.19

-0.65 -0.65 -0.65 -0.65 -0.44 --0.22 -0.22

Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento – Método 1 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.4-2) (Continuación) Presiones de Viento de Diseño Edificios Cerrados Muros y Cubiertas Factor de Ajuste por Altura del Edificio y Exposición, λ Altura Media del Edificio (m) 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0 13,5 15,0 16,5 18,0

B 1.00 1.00 1.00 1.00 1.05 1.09 1.12 1.16 1.19 1.22

Exposición C D 1.21 1.47 1.29 1.55 1.35 1.61 1.40 1.66 1.45 1.70 1.49 1.74 1.53 1.78 1.56 1.81 1.59 1.84 1.62 1.87

Componentes y Revestimientos – Método 1 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.4-3) Presiones de Viento de Diseño

Edificios Cerrados / Muros y Cubiertas / Edificio Cerrado

Zonas finales Zonas interiores Cubierta – Zona 2 Cubiertas – Zona 1 Muros – Zona 5 Muros – Zona 4 Cubierta plana

Cubierta a Dos Aguas (θ

Zonas esquineras Cubierta – Zona 3 Cubiertas a cuatro aguas 7 < θ ≤ 27 grados

≤ 7 grados)

Cubierta a Dos Aguas (7< θ

19

≤ 45 grados

Notas: 1. Las presiones mostradas se aplican en dirección normal a la superficie, para la categoría de exposición B, a una altura, h _= 10.0 m I =1.0 y Kzt = 1.0 Para ajustar a otras condiciones se debe usar la Ecuación (B.6.4.2). 2. Los signos positivos y negativos representan presiones y succiones sobre las superficies respectivamente. 3. Para cubiertas a cuatro aguas con θ ≤ 25°, en la zona 3 se debe tratar como Zona 2. 4. Para valores de Áreas de Viento Efectivas entre los dados, se permite interpolar o usar el valor asociado al Área de Viento efectivamente menor. 5.- Notación: a: 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h, la que sea menor. No debe ser menor al 4% de la menor dimensión horizontal o 0.9 m. h : altura media de la cubierta en metros. Cuando θ ≤ 10 grados, se usara la altura hasta el alero. θ - Ángulo de inclinación de la cubierta, en grados. Componentes y Revestimientos – Método 1 h ≤ 18.0 m_ Figura (B.6.4 -3) (Continuación) Presiones Netas de Viento de Diseño_ Edificios Cerrados Muros y Cubiertas Presión Neta de Viento de Diseño, pnet10 (kN/m^2) (Exposición B a una altura h = 10.0 m, Kzt = 1.0, con I = 1.0 ) Zona

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3

Área de Viento Efectiva (m^2) 1 2 5 10 1 2 5 10 1 2 5 10

Velocidad Básica de Viento V m/s (km/h)

Cubierta con 0 < θ ≤ 7 grados 17 (60) 0.05 -0.12 0.05 -0.12 0.04 -0.11 0.04 -0.11 0.05 -0.20 0.05 -0.18 0.04 -0.15 0.04 -0.13 0.05 -0.30 0.05 -0.25 0.04 -0.18 0.04 -0.13

22 (80) 0.09 -0.21 0.08 -0.21 0.07 -020 0.07 -0.19 0.09 -0.36 0.08 -0.32 0.07 -0.27 0.07 -0.23 0.09 -0.54 0.08 -0.45 0.07 -0.32 0.07 -0.23

28 (100) 0.14 -0.33 0.13 -0.32 0.12 -0.30 0.11 -0.30 0.14 -0.56 0.13 -0.50 0.12 -0.42 0.11 -0.36 0.14 -0.84 0.13 -0.70 0.12 -0.50 0.11 -0.36

33 (120) 0.20 -0.48 0.18 -0.47 0.17 -0.45 0.15 -0.44 0.20 -0.80 0.18 -0.72 0.17 -0.60 0.15 -0.52 0.20 -1.21 0.18 -1.00 0.17 -0.73 0.15 -0.52

36 (130) 0.23 -0.56 0.22 -0.55 0.19 -0.53 0.18 -0.51 0.23 -0.94 0.22 -0.84 0.19 -0.71 0.18 -0.61 0.23 -1.42 0.22 -1.18 0.19 -0.85 0.18 -0.61

Cubierta con 7 < θ ≤ 27 grados

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3

1 2 5 10 1 2 5 10 1 2 5 10

17 (60) 0.07 -0.11 0.06 -0.11 0.06 -0.10 0.05 -0.10 0.07 -0.19 0.06 -0.17 0.06 -0.16 0.05 -0.14 0.07 -0.28 0.06 -0.26 0.06 -0.24 0.05 -0.22

22 (80) 28 (100) 0.12 -0.19 0.19 -0.30 0.11 -0.19 0.17 -0.30 0.10 -0.18 0.15 -0.28 0.09 -0.18 0.14 -0.28 0.12 -0.34 0.19 -0.53 0.11 -0.31 0.17 -0.49 0.10 -0.28 0.15 -0.43 0.09 -0.25 0.14 -0.39 0.12 -0.50 0.19 -0.78 0.11 -0.47 0.17 -0.73 0.10 -0.43 0.15 -0.67 0.09 -0.39 0.14 -0.61

33 (120) 0.28 -0.44 0.25 -0.43 0.22 -0.41 0.20 -0.40 0.28 -0.76 0.25 -0.70 0.22 -0.62 0.20 -0.56 0.28 -1.13 0.25 -1.05 0.22 -0.96 0.20 -0.88

36 (130) 0.32 -0.51 0.29 -0.50 0.26 -0.48 0.23 -0.47 0.32 -0.89 0.29 -0.82 0.26 -0.73 0.23 -0.66 0.32 -1.32 0.29 -1.24 0.26 -1.12 0.23 -1.04

Cubierta con 27 < θ ≤ 45 grados

1 1

1 2

17 (60) 22 (80) 28 (100) 0.11 -0.12 0.19 -0.21 0.30 -0.33 0.11 -0.11 0.19 -0.20 0.30 -0.31

20

33 (120) 0.44 -0.48 0.43 -0.45

36 (130) 0.51 -0.56 0.50 -0.53

1 1 2 2 2 2 3 3 3 3

5 10 1 2 5 10 1 2 5 10

0.10 0.10 0.11 0.11 0.10 0.10 0.11 0.11 0.10 0.10

-0.11 -0.10 -0.14 -0.13 -0.13 -0.12 -0.14 -0.13 -0.13 -0.12

4 4 4 4

1 2 5 10

0.12 0.11 0.11 0.10

-0.13 -0.12 -0.12 -0.11

0.18 0.18 0.19 0.19 0.18 0.18 0.19 0.19 0.18 0.18

-0.19 0.28 -0.29 -0.18 0.28 -0.28 -0.25 0.30 -0.39 -0.24 0.30 -0.37 -0.22 0.28 -0.35 -0.21 0.28 -0.33 -0.25 0.30 -0.39 -0.24 0.30 -0.37 -0.22 0.28 -0.35 -0.21 0.28 -0.33 Muro 0.21 -0.23 0.33 -0.36 0.20 -0.22 0.32 -0.35 0.19 -0.21 0.30 -0.32 0.18 -0.20 0.28 -0.31

0.41 0.40 0.44 0.43 0.41 0.40 0.44 0.43 0.41 0.40

-0.42 -0.40 -0.56 -0.53 -0.50 -0.48 -0.56 -0.53 -0.50 -0.48

0.48 0.46 0.43 0.41

0.48 0.47 0.51 0.50 0.48 0.47 0.51 0.50 0.48 0.47

-0.52 -0.50 -0.47 -0.45

0.56 0.54 0.50 0.48

-0.50 -0.47 -0.66 -0.63 -0.59 -0.56 -0.66 -0.63 -0.59 -0.56 -0.61 -0.58 -0.55 -0.5

Componentes y Revestimientos – Método 1 h ≤ 18.0 m_ Figura (B.6.4 -3) (Continuación) Presiones Netas de Viento de Diseño Edificios Cerrados Muros y Cubiertas Presión Neta de Diseño, pnet10 (kN/m^2) (Exposición B a una altura h =10.0 m, Kzt = 1.0, con I = 1.0) Zona

4 5 5 5 5 5

Área de Viento Efectiva (m2) 50 1 2 5 10 50

Muro Velocidad Básica de Viento V m/s (km/h) 17 (60) 22 (80) 28 (100) 33 (120) 0.09 -0.10 0.16 -0.18 0.25 -0.28 0.6 -0.40 0.12 -0.16 0.21 -0.28 0.33 -0.45 0.48 -0.64 0.11 -0.15 0.20 -0.27 0.32 -0.41 0.46 -0.60 0.11 -0.14 0.19 -0.24 0.30 -0.38 0.43 -0.54 0.10 -0.12 0.18 -0.22 0.28 -0.35 0.41 -0.50 0.09 -0.10 0.16 -0.18 0.25 -0.28 0.36 -0.40

36 (130) 0.42 -0.47 0.56 -0.75 0.54 -0.70 0.50 -0.64 0.48 -0.58 0.42 -0.47

Componentes y Revestimientos – Método 1 h ≤ 18.0 m_ Figura (B.6.4 -3) (Continuación) Presiones Netas de Viento de Diseño Edificios Cerrados Muros y Cubiertas Presión Neta de Diseño de Alero, pnet10 (kN/m^2) (Exposición B a una altura h =10.0 m, con I = 1.0 Zona

2 2 2 2 3 3 3 3

Área de Viento Efectiva (m^2) 1 2 5 10 1 2 5 10

Cubierta con 0 < θ ≤ 7 grados Velocidad Básica de Viento V (km/h) 17(60) 22(80) 28(100)

33(120)

36(130)

-0.17 -017 -017 -0.16 -0.28 -0.22 -0.14 -0.08

-0.69 -0.68 -0.66 -0.65 -1.14 -0.89 -0.57 -0.33

-0.81 -0.79 -0.77 -0.76 -1.33 -1.04 -0.67 -0.39

-0.89 -0.89 -0.89 -0.89 -1.50 -1.35 -1.16 -1.02

-1.05 -1.05 -1.05 -1.05 -1.76 -1.59 -1.36 -1.19

-0.81 -0.79 -0.76

-0.95 -0.93 -0.89

-0.31 -0.30 -0.29 -0.29 -0.51 -0.40 -0.25 -0.15

2 2 2 2 3 3 3 3

1 2 5 10 1 2 5 10

Cubierta con 7 < θ ≤ 27 grados -0.22 -0.40 -0.22 -0.40 -0.22 -0.40 -0.22 -0.40 -0.38 -0.67 -034 -0.60 -0.29 -0.52 -0.25 -0.45

2 2 2

1 2 5

Cubierta con 27 < θ ≤ 45 grados -0.20 -0.36 -0.20 -0.35 -0.19 -0.34

-0.48 -0.47 -0.46 -0.45 -0.79 -0.62 -0.39 -0.23

-0.62 -0.62 -0.62 -0 .62 -1.04 -0.94 -0.81 -0.70

-0.56 -0.55 -0.52

21

2 3 3 3 3

10 1 2 5 10

-0.18 -0.32 -0.51 -0.73 -0.20 -0.36 -0.56 -0.81 -020 -0.35 -0.55 -0.79 -0.19 -0.34 -0.52 -0.76 -0.18 -0.32 -0.51 -0.73 Factor de Ajuste por Altura del Edificio y Exposición, λ Altura Media del Exposición Edificio (m) B C D 4.5 1.00 1.21 1.47 6.0 1.00 1.29 1.55 7.5 1.00 1.35 1.61 9.0 1.00 1.40 1.66 10.5 1.05 1.45 1.70 12.0 1.09 1.49 1.74 13.5 1.12 1.53 1.78 15.0 1.16 1.56 1.81 16.5 1.19 1.59 1.84 18.0 1.22 1.62 1.87

-0.86 -0.95 -0.93 -0.89 -0.86

II.2 Ejemplo Utilizando el Método 1 (Método Simplificado) Sea el edificio de la figura. Determine la fuerza de viento sobre el edificio Localización: Ciudad de Barranquilla. Velocidad del viento 36 m/s = 130 km/h (Región 5) Terreno: Plano Dimensiones: 10 m x 30 m x 6 m de altura, Techo Plano Paredes de Bloques Techo: losa de concreto Puertas y ventanas protegidas al viento Se utilizará como almacén. Vigas con 10.0 m de luz separadas a 2.5 m paneles de 2.0 m x 10.0 m

6m

30 m 10 m

Solución: Comprobemos que se puede utilizar el Método 1 (Método Simplificado) a) El edificio sea de diafragma simple como se indica en la sección. (B.6.2) El edificio es un diafragma simple b ) El edificio sea de baja altura de acuerdo con la sección (B.6.2) La altura máxima es de 6 m menor de 18 m c) El edificio sea cerrado como se define en la sección (B.6.2) y cumpla las provisiones de zonas propensas a huracanes de acuerdo con la sección (B.6.5.9.3) El edificio es cerrado y cumple con (B.6.5.9.3) d) El edificio sea de forma regular como se define en la sección (B.6.2) El edificio es de forma regular

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e) El edificio no sea clasificado como flexible como de define en el inciso (B.6.2) El edificio no es flexible f) Las características de respuesta del edificio sean tales que el mismo no esté sujeto a fuerzas por viento a través de él a generación de vórtices, a inestabilidad por golpeo o aleteo y no esté ubicado en un sitio en el que se puedan presentar efectos de canalizaciones o sacudimiento por la estela de obstrucciones en barlovento, que obliguen a consideraciones especiales Cumple g) El edificio tenga una sección transversal aproximadamente simétrica en cada dirección y tenga una cubierta plana o cubierta a dos o cuatro aguas con ángulo de inclinación θ ≤ 45° La sección es simétrica y tiene cubierta plana h) El edificio esté eximido de los casos de fuerzas torsionales indicado en la (Nota 5 de la figura ( B.6.5-7) o estos casos no controlan el diseño de ninguno de los elementos SPRFV del edificio Se cumple Por todo lo anterior, se puede utilizar el Método Simplificado Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) Este edificio tiene un techo plano, por lo tanto el caso de fuerza 1 es comprobado La presión de viento sobre SPRFV se halla con la siguiente fórmula: ps = λ Kzt I Ps10 (B.6.4-1) λ – Factor de Ajuste por Altura y Exposición de la figura (B.6.4-2 Continuación) La Categoría es B, De la figura III.1 (B.6.4-2) Continuación, para h = 6.0 m, λ = 1.0 Kzt- Factor Topográfico como se define en la sección (B.6.5.7) evaluado a la altura promedio de la cubierta, h Kzt = 1.0. Es terreno plano I - Factor de Importancia I = 1.0. Véase (B.6.5.5) Pnet10 – presión neta de viento de diseño simplificada para la Categoría de Exposición B, con h = 10 m ps = λ Kzt I Ps10 = 1.0 x 1.0 x Ps10 = Ps10 En el Método Simplificado, la presión del techo incluye la presión interna. La presión en la pared (muro) es la combinación de la fuerza a barlovento y sotavento y no se considera la presión interna De la figura B.6.4-2, hallamos ps10, y como λ = Kzt = 1.0, tenemos para: Presiones horizontales (ps) (kN/m²)

Presiones verticales (ps) (kN/m²)

Aleros (ps)(kN/m²)

ZONAS A= 0.5 B= -0.26 C= 0.33 D=-0.15 E= -0.6 F=-0.34 G=-0.41 H= -0.26 Cálculo de a 10% = 0.1 x 10.0 = 1.0 m 0.4h = 0.4 x 6.0 = 2.4 m 0.9m Por lo anterior a = 1.0 m

EOH =-0.83

GOH= -0.65

4% = 0.04 x 10.0 = 0.4 m no debe ser menor de

Diseño de Revestimiento y Componentes pnet = λ Kzt I Pnet10 = 1.0 x 1.0 x 1.0 Pnet10 = Pnet10 Presiones en la Pared El área efectiva es la longitud de la luz multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un

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tercio de la longitud del tramo. La pared es soportada en el diafragma del techo y el terreno, Luz = 6.0 m El área efectiva es A = 6.0 x 6.0 / 3 = 12.0 m² De la Figura (B.6.4-3) continuación Interpolando tenemos: Zona 4 pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x 0.4776 = 0.4776 kN / m² pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x (- 0.5492) = - 0.5492 kN / m² Zona 5 pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x 0.4776 = 0.4776 kN / m² pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x (- 0.5796) = - 0.5796 kN / m² Presiones en las vigas del techo Estas vigas están espaciadas a 2.5 m . Las vigas pueden estar en la Zona 1 ó Zona 2 Ancho en la zona 2 y 3, el menor de a = 0.1 x 10.0 = 1.0 m ó a = 0.4 x 6.0 = 2.4 m, a = 1.0 m. Área efectiva de las vigas. El mayor de A = 2.5 x 10.0 = 25.0 m² ó 10 x 10.0 / 3 = 33.3 m². toma A = 33.3 m²

Se

Zona 3 Zona 3 Zona 1 Zona 2 h=6m

Zona 5

Zona 4

Zona 4

Zona 5

a

a

De la Figura (B.6.4-3) Continuación, tomamos: Zona 1 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.19 = 0.19 kN/m² pnet = 1.0 x 1.0 x (- 0.53) = - 0. 53 kN/ m² Zona 2 y 3 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.18 = 0.18 kN/m² pnet = 1.0 x 1.0 x (-0.61) = - 0.61 kN/m² Presión en los paneles del techo Los paneles son de 2.0 m x 5.0 m. El área efectiva es el mayor de: 3.0 x 2.0 = 6.0 m² ó 3.0 x 3.0 / 3 = 4.5 m² Se toma 6.0 m² De la figura B.6.4-3 Continuación con 6.0 m² , tenemos: Para Zona 1 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.189 = 0.189 kN/m² pnet = 1.0 x 1.0 x -0.528 = -0.528 kN/m² Para Zona 2 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.189 = 0.189 kN/m²

pnet = 1.0 x 1.0 x -0.70 = -0.70 kN/m²

Para Zona 3 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.189 = 0.189 kN/m²

pnet = 1.0 x 1.0 x -0.83 = -0.83 kN/m²

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CAPITULO III (B.6.5) MÉTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALÍTICO (B.6.5.1) — ALCANCE — Un edificio cuyas cargas de viento de diseño sean determinadas de acuerdo con esta sección deberá cumplir las siguientes condiciones: (a) El edificio o estructura sea de forma regular como se define en la sección (B.6.2). (b) El edificio o estructura no tiene características de respuesta que den lugar a cargas transversales de viento, generación de vórtices, inestabilidad debida a golpeteo o aleteo y que por su ubicación, tampoco deben merecer consideración especial los efectos de canalización o sacudimiento por la estela producida por las obstrucciones a barlovento. (B.6.5.2) — LIMITACIONES — Las especificaciones de la sección B.6.5 consideran el efecto del aumento de cargas producto de la resonancia entre ráfagas y vibraciones en la dirección del viento en edificios flexibles y otras estructuras. Los edificios o estructuras que no cumplan las consideraciones de la sección (B.6.5.1) o aquellos que tengan forma irregular o características de respuesta inusuales, deberán ser diseñados usando literatura reconocida que documente esos efectos de las cargas de viento o deberán ser diseñados usando el procedimiento de túnel de viento especificado en la sección B.6.6. (B.6.5.2.1) — Protección de otras edificaciones — No se harán reducciones de presiones de velocidad producto del apantallamiento de otras estructuras aledañas o producto de las características del terreno. (B.6.5.2.2) — Revestimientos Permeables — Para determinar las cargas aplicables a revestimientos permeables se usarán las especificaciones de la sección B.6.5 a menos que se demuestre con ensayos aprobados o literatura reconocida que las cargas son menores. III.5 (B.6.5.3) — PROCEDIMIENTO DE DISEÑO (a) La velocidad básica de viento V, y el factor de dirección de viento Kd se determinarán de acuerdo con la sección B.6.5.4. (b) El factor de importancia l se determinará de acuerdo con la sección B.6.5.5. (c) Se determinará para cada dirección de viento una o varias categorías de exposición Kz y un coeficiente de exposición para la presión por velocidad Kh, de acuerdo con la sección B.6.5.6. (d) El factor topográfico Kzt , se determinará de acuerdo con la sección B.6.5.7. (e) El factor de efecto de ráfaga G o Gf, según aplique, se determinará de acuerdo con la sección B.6.5.8. (f) La clasificación de cerramiento se determinará de acuerdo con la sección B.6.5.9. (g) El Coeficiente de Presión Interna GCpi se determinará de acuerdo con la sección B.6.5.11.1. (h) El Coeficiente de Presión Externo Cp o GCpf o los Coeficientes de Fuerza Cf, según aplique, se determinaran de acuerdo con la sección B.6.5.11.2 o B.6.5.11.3 respectivamente. (i) La presión por velocidad qz o qh , según aplique, se determinará de acuerdo con la sección B.6.5.10. (j) La Carga de Viento de Diseño p o F se determinará de acuerdo con las secciones B.6.5.12, B.6.5.13, B.6.5.14 y B.6.5.15, según aplique. (B.6.5.4) — VELOCIDAD DE VIENTO BÁSICA — La velocidad de viento básica, V usada en la determinación de las cargas de viento de diseño edificios y otras estructuras se tomará de la Fig. B.6.4-1, excepto con lo especificado en las secciones B.6.5.4.1 y B.6.5.4.2. Se supondrá que el viento proviene de cualquier dirección horizontal. (B.6.5.4.1) — Regiones Especiales para Viento — La velocidad básica de viento se incrementará donde existan registros o la experiencia indique velocidades de viento mayores que las expresadas en la fig. B.6.4-1. Terrenos montañosos, precipicios y las regiones especiales de la figura B.6.4-1 se deberán estudiar para determinar si existen condiciones de viento inusuales. La autoridad respectiva ajustará los valores de la fig. B.6.4-1 para reflejar velocidad de viento locales mayores. Este ajuste se debe hacer basado en información meteorológica y en una estimación de la velocidad básica del viento según las especificaciones de la sección B.6.5.4.2.

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(B.6.5.4.2) — Estimación de la Velocidad Básica del Viento a partir de Información Climática Regional Los datos climáticos regionales se pueden usar en lugar de las velocidades básicas de viento dadas en la figura B.6.4-1 solamente cuando la autoridad competente considere que se han cumplido las siguientes condiciones: (B.6.5.4.2.1) — Se han utilizado procedimientos estadísticos aprobados para el análisis de valores extremos en el tratamiento de los datos, y (B.6.5.4.2.2) — Se han tenido en cuenta la longitud de registros, el error de muestreo, el tiempo promedio, la altura del anemómetro, la calidad de los datos y la exposición del terreno. (B.6.5.4.3) — Limitaciones — Los tornados no se han considerado en los cálculos de la velocidad de viento básica. (B.6.5.4.4) — Factor de Dirección de Viento — El Factor de Dirección de Viento, Kd , se determinará con la tabla B.6.5-4. Este factor solo aplicará cuando se use conjuntamente con las combinaciones de carga especificadas en las secciones B.2.3 y B.2.4. (B.6.5.5) — FACTOR DE IMPORTANCIA — El factor de importancia, I , para el edificio u otra estructura debe determinarse de la tabla B.6.5-1. de acuerdo con los grupos de uso presentados, a continuación GRUPOS DE USO — Todas las edificaciones deben clasificarse dentro de uno de los siguientes Grupos de Uso: Grupo IV — Edificaciones indispensables — Son aquellas edificaciones de atención a la comunidad que deben funcionar durante y después de un sismo, y cuya operación no puede ser trasladada rápidamente a un lugar alterno. Este grupo debe incluir: (a) Todas las edificaciones que componen hospitales clínicas y centros de salud que dispongan de servicios de cirugía, salas de cuidados intensivos, salas de neonatos y/o atención de urgencias, (b) Todas las edificaciones que componen aeropuertos, estaciones ferroviarias y de sistemas masivos de transporte, centrales telefónicas, de telecomunicación y de radiodifusión, (c) Edificaciones designadas como refugios para emergencias, centrales de aeronavegación, hangares de aeronaves de servicios de emergencia, (d) Edificaciones de centrales de operación y control de líneas vitales de energía eléctrica, agua, combustibles, información y transporte de personas y productos, (e) Edificaciones que contengan agentes explosivos, tóxicos y dañinos para el público, y (f) En el grupo IV deben incluirse las estructuras que alberguen plantas de generación eléctrica de emergencia, los tanques y estructuras que formen parte de sus sistemas contra incendio, y los accesos, peatonales y vehiculares de las edificaciones tipificadas en los literales a, b, c, d y e del presente numeral. Grupo III — Edificaciones de atención a la comunidad — Este grupo comprende aquellas edificaciones, y sus accesos, que son indispensables después de un temblor para atender la emergencia y preservar la salud y la seguridad de las personas, exceptuando las incluidas en el grupo IV. Este grupo debe incluir: (a) Estaciones de bomberos, defensa civil, policía, cuarteles de las fuerzas armadas, y sedes de las oficinas de prevención y atención de desastres, (b) Garajes de vehículos de emergencia, (c) Estructuras y equipos de centros de atención de emergencias, (d) Guarderías, escuelas, colegios, universidades y otros centros de enseñanza, (e) Aquellas del grupo II para las que el propietario desee contar con seguridad adicional, y (f) Aquellas otras que la administración municipal, distrital, departamental o nacional designe como tales. Grupo II — Estructuras de ocupación especial — Cubre las siguientes estructuras: (a) Edificaciones en donde se puedan reunir más de 200 personas en un mismo salón, (b) Graderías al aire libre donde pueda haber más de 2000 personas a la vez, (c) Almacenes y centros comerciales con más de 500 m² por piso, (d) Edificaciones de hospitales, clínicas y centros de salud, no cubiertas en A.2.5.1.1. (e) Edificaciones donde trabajen o residan más de 3000 personas, y (f) Edificios gubernamentales. Grupo I — Estructuras de ocupación normal — Todas la edificaciones cubiertas por el alcance en el Reglamento, pero que no se han incluido en los Grupos II, III y IV.

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COEFICIENTE DE IMPORTANCIA — Los valores de I se dan en la siguiente Tabla Tabla Valores del coeficiente de importancia, I Grupo de Uso Coeficiente de Importancia, I IV 1.50 III 1.25 II 1.10 I 1.00 (B.6.5.6) — EXPOSICIÓN — Para cada dirección de viento considerada, la categoría de exposición a barlovento se determinará con base en la rugosidad del terreno que a su vez es determinada por la topografía natural, la vegetación y las estructuras construidas en éste. (B.6.5.6.1) — Direcciones de Viento y Sectores — Para cada dirección de viento seleccionada para la evaluación de cargas de viento, se debe determinar la exposición del edificio o la estructura para los dos sectores a barlovento que se extienden a 45° a cada lado de la dirección de viento elegida. Las exposiciones en estos dos sectores se deben determinar de acuerdo con las secciones B.6.5.6.2 y B.6.5.6.3. La exposición que produzca las mayores cargas de viento se usará para representar el viento de esa dirección. (B.6.5.6.2) — Categorías de Rugosidad de Terreno — Escogiendo entre las categorías de este numeral, se determinará la rugosidad del terreno dentro de cada sector de 45 grados para una distancia viento arriba como se define en la sección B.6.5.6.3. Esto se hace con el propósito de asignarle al terreno una categoría de exposición como se define en la sección B.6.5.6.3. Rugosidad de Terreno B — Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas u otros terrenos con numerosas obstrucciones del tamaño, iguales o mayores al de una vivienda unifamiliar y con poca separación entre ellas. Rugosidad de Terreno C — Terreno abierto con pocas obstrucciones y con alturas inferiores a 9.0 m. Esta categoría incluye campos planos abiertos, praderas y todas las superficies acuáticas en zonas propensas a huracanes. Rugosidad de Terreno D — Áreas planas y no obstruidas y superficies acuáticas regiones propensas a huracanes. Esta categoría incluye pantanos, salinas y superficies de hielo. (B.6.5.6.3) — Categorías de Exposición Exposición B — La categoría de exposición B aplica cuando la rugosidad del terreno, como se define en Rugosidad de Terreno B, prevalece por una distancia de al menos 800 m o 20 veces la altura del edificio, la que sea mayor, en la dirección al viento. EXCEPCIÓN — Para edificios cuya altura media sea menor o igual a 9.0 m, la distancia viento arriba puede reducirse a 460 m. Exposición C — La categoría de exposición C aplicará para todos los casos donde no apliquen las categorías B y D. Exposición D — La categoría de exposición D aplica cuando la rugosidad del terreno, como se define en Rugosidad de Terreno D, prevalece por una distancia mayor a 1500 m o 20 veces la altura del edificio, la que sea mayor, en la dirección de barlovento. La categoría de exposición D se extenderá hacia las áreas viento abajo de las Rugosidades de Terreno B o C por una distancia de 200 m o 20 veces la altura de la edificación, la que sea mayor. Para una edificación que se ubique en una zona de transición entre categorías, se usará la categoría que produzca mayores fuerzas de diseño. EXCEPCIÓN - Se permite usar una categoría de exposición intermedia entre las categorías anteriores en una zona de transición, siempre y cuando esta se determine con un proceso analítico definido en la literatura reconocida. (B.6.5.6.4) — Categorías de Exposición para el SPRFV (B.6.5.6.4.1) — Edificios y Otras Estructuras — Las cargas de viento para el diseño del SPRFV determinadas de la fig. B.6.5-3 deberán basarse en las categorías de exposición definidas en la sección B.6.5.6.3., para cada dirección de viento considerada. (B.6.5.6.4.2) — Edificios Bajos — Las cargas de viento para el diseño del SPRFV de edificios bajos se determinarán usando una presión por velocidad qh basada en la categoría de exposición que produzca las mayores cargas de viento para cualquier dirección de viento donde se usen los coeficientes de presión externa GCpf dados en la fig. B.6.5-7.

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(B.6.5.6.5) — Categoría de Exposición para Componentes y Elementos de Revestimiento — Las presiones de diseño para componentes y elementos de revestimiento, en edificios y otras estructuras, deberán basarse en la exposición que de por resultado las mayores cargas de viento en cualquier dirección de viento. (B.6.5.6.6) — Coeficiente de Exposición de Presión por velocidad — Basado en la categoría de exposición determinada en la sección B.6.5.3, se define de la Tabla B.6.5-3 un coeficiente de exposición de presión por velocidad Kz o Kh, según aplique. Para una edificación que se ubique en una zona de transición entre categorías de exposición, es decir cerca de un cambio de rugosidad de terreno, se permitirá tomar valores intermedios de Kz o Kh, siempre y cuando se determinen por medio de un método racional de análisis definido en la literatura reconocida. (B.6.5.7) — EFECTOS TOPOGRÁFICOS (B.6.5.7.) — Aumento de velocidad sobre Colinas o Escarpes — Se deben incluir en el diseño los efectos de aumento de velocidad del viento sobre colinas aisladas, o escarpes, que constituyan cambios abruptos en la topografía general. Los edificios, las condiciones del sitio y la localización deben cumplir todas las siguientes condiciones: (a) Que la colina, o escarpe esté aislada y sin obstrucciones en barlovento, por otros accidentes topográficos de altura cercana a 100 veces su altura (100H) o 3 km, la que sea menor. La distancia se debe medir horizontalmente del punto desde el cual la altura H de la loma, colina o escarpe se mide. (b) Que la colina, o escarpe sobresalga por encima del terreno viento arriba por un factor de 2 o más, dentro de un radio de 3 km. (c) Que la estructura esté localizada en la mitad superior de la colina o cerca de la cresta del escarpe, como se muestra en la fig. B.6.5-1. (d) Que H / Lh > 0.2 . (e) H es mayor o igual a 4.5 m para la Exposición C y D y 18 m para la Exposición B. (B.6.5.7.2) — Factor Topográfico — El efecto de aumento de velocidad de viento se incluirá en el cálculo de cargas de viento de diseño usando el factor Kzt: Kzt = (1 + K1K2K3) (B.6.5-1) Donde K1 , K2 y K3 se dan en la Fig. B.6.5-1. Si el sitio o la localización de la estructura no cumple las condiciones especificadas en la sección B.6.5.7.1, entonces Kzt =1.0. (B.6.5.8) — FACTOR DE EFECTO RÁFAGA (B.6.5.8.1) — Estructuras Rígidas — Para estructuras rígidas como se definen en la sección B.6.2, el factor de efecto ráfaga se tomará como 0.85 o se calculará con la siguiente fórmula: G = 0.925[(1 + 1.7 go Iz Q ) / ( 1 + 1.7 go Iz)] Iz = c (10 / z) ^(1/6)

(B .6.5- 2) (b.6.5-3)

Donde Iz Donde Iz = la intensidad de turbulencia a la altura z , donde z = la altura equivalente de la estructura definida como 0.6h, pero no menor a zmin para todas la alturas de edificios h. Para cada exposición zmin y c se listan en la tabla B.6.5-2 gQ y gv se tomaran como 3.4. La respuesta del entorno Q se define como: Q = √ 1 / [1 + 0.62 (B + h) / Lz)^0.63]

(B.6.5-4)

Lz = l(z/10)^g

(B.6.5-5)

Donde l y g son constantes definidas en la tabla B.6.5-2.

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(B.6.5.8.2) — Estructuras Flexibles o Dinámicamente Sensibles — Para estructuras flexibles o dinámicamente sensibles como se define en la sección B.6.2, el factor efecto ráfaga se calculará mediante la expresión:

g

g

g

Gf = 0.925 [ 1+ 171 Iz √( Q^2 Q^2 + R ^2 ^2) / (1 + 1.71 v Iz) (B.6.5-6) gQ y g0 se tomarán como 3.4 y gR se calculará con la siguiente ecuación: gR = √(2 In (3600 n1) + [ 0.577 / (√2 In (3600 n1)] (B.6.6-7) R, el factor de respuesta de resonancia se calcula con la siguiente ecuación R = √ [1 / ẞ] Rn Rh RB (0.53 + 0.47 RL)] ( B.6.5-8)) Rn = (7.47 Ni) / (1 + 10.1 N1)^(5/3) (B.6.5-9) N1 = n1 Lz /Vz (B.6.5-10) Rl = (1/ῃ) – (1/2ῃ^2)[1 - e^(-2ῃ)] para ῃ > 0 (B.6.6-11a ) Rl = 1 para ῃ = 0 Donde el subíndice l en la ec. B.6-11a se tomará como h , B y L respectivamente donde h , B y L se definen en la sección B.6.3. ῃ = Frecuencia natural del edificio Rl =Rh tomando ῃ = 4.6 ῃ1h Vz Rl = RB tomando ῃ = 4.6n1B Vz Rl = _ RL tomando ῃ = 15.4 n1L Vz ẞ = porcentaje de amortiguamiento critico Vz = velocidad de viento promedia por hora a una altura z determinada con la ecuación: Vz = b (z / 10)^ᾀ

(B.6.5-12)

Donde b y ᾀ son constantes listadas en la tabla B.6.5-2 y V es la velocidad básica del viento en m/s. (B.6.5.8.3) — Análisis Racional — En lugar de los procedimientos definidos en las secciones B.6.5.8.1 y B.6.5.8.2, se permite la determinación del factor efecto ráfaga por medio de cualquier método racional definido en literatura reconocida. (B.6.5.8.4) — Limitaciones — Donde aparezcan en tablas coeficientes de presión y factores de efecto ráfaga combinados (GCp ,GCpi , y GCpf ), no se calculará el factor efecto ráfaga por separado. (B.6.5.9) — CLASIFICACIONES DE LOS CERRAMIENTOS (B.6.5.9.1) — General — Para efectos de la determinación de coeficientes de presión interna, todos los edificios se deben clasificar como cerrados, parcialmente cerrados o abiertos de acuerdo con la sección B.6.2. (B.6.5.9.2) — Aberturas — Se deben cuantificar las aberturas en el cerramiento del edificio para determinar la clasificación de cerramiento como se define en la sección B.6.5.9.1. (B.6.5.9.3) — Zonas propensas a huracanes — Los vidrios de edificios localizados en zonas propensas a huracanes, deberán protegerse con una cobertura resistente a impacto o ser vidrios resistentes a impactos de acuerdo con los requerimientos especificados en las normas ASTM E1886 y ASTM E1996 u otros métodos de ensayo aprobados y criterios de desempeño. EXCEPCIONES: (a) Podrán no estar protegidos los vidrios en edificios de categoría II, III o IV localizados a más de 18.0 m por encima del nivel del suelo y a más de 9.0 m sobre cubiertas con superficies de agregado localizados a 450 m alrededor del edificio. (b) Se permiten los vidrios sin protección en edificios de categoría I. (B.6.5.9.4) — Clasificaciones Múltiples — Si por definición un edificio cumple con los parámetros de edificio “abierto” y “parcialmente cerrado”, se clasificará como un edificio “abierto”. Un edificio que no cumpla con las definiciones de edificio “abierto” o “parcialmente cerrado” se clasificará como un edificio “cerrado”.

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(B.6.5.10) — PRESIÓN POR VELOCIDAD — La presión por velocidad, qz, evaluada a la altura z se calculará con la siguiente expresión: qz = 0.613KzKztKdV l en (N/m2); V en m/s . (B.6.5-13) Donde Kd es el factor de dirección de viento definido en la sección B.6.5.4.4, Kz es coeficiente de exposición de presión por velocidad definido en la sección B.6.5.6.6, Kzt es el factor topográfico definido en la sección B.6.5.7.2 y qh es la presión por velocidad calculada usando la ecuación B.6.5-13 a la altura media de la cubierta, h . El coeficiente numérico 0.613 se usará siempre que no haya suficientes registros climáticos para justificar la selección de otro valor. (B.6.5.11) — COEFICIENTES DE PRESIÓN Y FUERZA (B.6.5.11.1) — Coeficiente de Presión Interna — Los coeficientes de presión interna, GCpi , se determinarán de la Figura B.6.5-2 basados en la clasificación de cerramientos determinada en la sección B.6.5.9. (B.6.5.11.1.1) — Factor de Reducción para edificios de gran volumen, Ri — Para un edificio parcialmente cerrado que contenga un solo espacio sin particiones, el coeficiente de presión interna, GCpi , se multiplicará por el siguiente factor de reducción, Ri : Ri = 1.0 o Ri = 0.5 [1 + (1 / (√( 1 + Vi/1000))] (B.6.5-14) Dónde: Aog = área total de aberturas en el cerramiento del edificio (paredes y cubiertas, en m2) Vi = volumen interno sin particiones, en m3 (B.6.5.11.2) — Coeficientes de Presión Externa (B.6.5.11.2.1) — Sistemas Principales de Resistencia a Fuerzas de Viento — Los coeficientes de presión externa, Cp , para los Sistemas Principales de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) se dan en las figs. B.6.5-3, B.6.5-4 y B.6.5-5. Las combinaciones entre coeficientes de presión externa y factores de efecto de ráfaga, GPpf para edificios bajos se dan en la fig. B.6.5-7. Los coeficientes de presión y factores de efecto ráfaga de la Fig. B.6.5-7 no se deberán tomar por separado. (B.6.5.11.2.2) — Revestimiento y Componentes — Las combinaciones entre coeficientes de presión externa y los factores de efecto de ráfaga, GCp , para elementos de revestimiento y componentes se dan en las figs. B.6.5-8A a B.6.5-14. Los coeficientes de presión y factores de efecto ráfaga de la fig. B.6.5-7 no se deberán tomar por separado. (B.6.5.11.3) — Coeficientes de Fuerza — En las figs. B.6.5-17 a B.6.5-19 se dan coeficientes de fuerza, Cf . (B.6.5.11.4) — Cornisas de cubiertas (B.6.5.11.4.1) — Sistemas Principales de Resistencia a Fuerzas de Viento — Los aleros a barlovento de las cubiertas se diseñarán con una presión positiva en la cara inferior, producto del coeficiente Cp = 0.8 y las presiones determinadas usando las figs. B.6.5-3 y B.6.5-5. (B.6.5.11.4.2) — Revestimiento y Componentes — Los aleros deben diseñarse para presiones determinadas a partir de los coeficientes de presión dados en las figs. B.5.6-8B, C y D. (B.6.5.11.5) — Parapetos (B.6.5.11.5.1) — Sistemas Principales de Resistencia a Fuerzas de Viento — Los coeficientes de presión para el efecto de parapetos en las cargas del SPRFV se dan en la sección B.6.5.12.2.4. (B.6.5.11.5.2) — Revestimiento y Componentes — Los coeficientes de presión para el diseño de elementos de revestimiento y componentes de parapetos se toman de las tablas de coeficientes de presión de cubiertas y paredes como se especifica en la sección B.6.5.12.4.4. (B.6.5.12) — FUERZAS DE VIENTO DE DISEÑO EN EDIFICIOS CERRADOS O ARCIALMENTE CERRADOS (B.6.5.12.1) — General (B.6.5.12.1.1) — Convención de Signos — Las presiones positivas actúan hacia la superficie en estudio y las presiones negativas actúan hacia afuera de la superficie en estudio. (B.6.5.12.1.2) — Condición de Carga Crítica — Los valores de presiones internas y externas se combinarán en forma algebraica para determinar el caso de carga más crítico.

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(B.6.5.12.1.3) — Áreas Aferentes Mayores de 65 m2 — Los elementos de revestimiento y componentes que tengan un área aferente mayor a 65 m2 se podrán diseñar usando las especificaciones de los SPRFV. (B.6.5.12.2) — Sistemas Principales de Resistencia de Fuerzas de Viento (B.6.5.12.2.1) — Edificios Rígidos de Cualquier Altura — Las presiones de viento de diseño para el SPRFV de edificios se determinarán mediante la ecuación: p = qGCp - qi GCpi (N/m2) (B.6.5-15) Donde: q = qz para paredes a barlovento evaluadas a una altura z por encima del terreno. q = qh para paredes a sotavento, paredes de costado y cubiertas, evaluados a una altura h . qi = qh para paredes a barlovento, paredes de costado, paredes a sotavento y cubiertas de edificios cerrados y para la evaluación de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados. qi = qz para la evaluación de presiones internas positivas en edificios parcialmente cerrados, donde z es el nivel de la abertura más elevada del edificio que podría afectar la presión interna positiva. Para edificios ubicados regiones en las que se pueda dar el arrastre de fragmentos por el viento, los vidrios en los 20 m inferiores que no sean resistentes al impacto o que no estén protegidos con un elemento resistente al impacto, deberán tratarse como una abertura en el edificio de acuerdo con la sección B.6.5.9.3. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi se puede evaluar en forma conservadora a la altura h(qi = qh) . G = factor de efecto ráfaga de la sección B.6.5.8 CP = coeficientes de presión externa de las Figs. B.6.5-3 o B.6.5-5. GCpi = coeficientes de presión interna de la Fig. B.6.5-2 q y qi se evaluarán usando la exposición definida en la sección B.6.5.6.3. Las presiones se aplicarán simultáneamente en paredes a barlovento y sotavento y en cubiertas como se define en la Fig. B.6.5-3 y B.6.55. B.6.5.12.2.2 — Edificios Bajos — Alternativamente, las presiones de viento de diseño para el SPRFV en edificios bajos se determinarán mediante la ecuación: P = qh [(GCpf – Gcpi)] en (N/m2) (B.6.5-16) Donde: qh = presión por velocidad evaluada a la altura media de la cubierta, h usando la exposición definida en la sección B.6.5.6.3 GCpf = coeficientes de presión externa de la Fig. B.6.5-7 GCpi = coeficientes de presión interna de la Fig. B.6.5-2 B.6.5.12.2.3 — Edificios Flexibles — Las presiones de viento de diseño para el Sistemas Principales de Resistencia de Fuerzas de Viento en edificios flexibles se determinarán con la ecuación: p = qGfCp –( qi GCpi) en (N/m2) (B.6.5-17) Donde q, qi y q GCpi se definen en la sección 6.5.12.2.1 y Gf es igual al factor de efecto ráfaga como se define en la sección B.6.5.8.2. (B.6.5.12.2.4) — Parapetos — Las presiones de viento de diseño que toman en cuenta el efecto de parapetos en el SPRFV de edificios rígidos, bajos o flexibles con cubiertas planas, a dos aguas o a cuatro aguas, se determinarán con la ecuación: pp = qpGCpn en (N/m) (B.6.5-18) Donde: pp = presión neta combinada en el parapeto producto de la combinación de las presiones netas en las superficies anterior y posterior del parapeto. Los signos positivo (y negativo) significan presiones netas actuando hacia el frente del parapeto (y hacia afuera del exterior del mismo). qp = presión por velocidad evaluada en la parte más alta del parapeto GCpn = Coeficiente de presión neta combinada = +1.5 para parapeto a barlovento = -1.0 para parapeto a sotavento (B.6.5.12.3) — Casos de Carga de Viento de Diseño — El SPRFV de edificios de cualquier altura, cuyas cargas de viento se hayan determinado bajo las especificaciones de las secciones B.6.5.12.2.1 y B.6.5.12.2.3, se deberán diseñar teniendo en cuenta los casos de carga definidos en la fig. B.6.5-6. La excentricidad e para estructuras rígidas se medirá desde el centro geométrico de la cara del edificio en cada eje (ex , ey) . La excentricidad e para estructuras flexibles se determinará mediante la siguiente ecuación y se considerará para cada eje principal (ex , ey) : e = eQ + 1.71 z √[(gQ QeQ)^2 + (gR ReQ)^2 / [1.71 z √(gQ Q^2) + (gR R)^2)]] (B.6.5-19)

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Donde: eQ = excentricidad e para estructuras rígidas según la fig. B.6.5-6 eR = distancia entre el centro de cortante elástico y el centro de masa para cada piso Iz , gQ , Q , gR y R se definen de acuerdo con la sección B.6.5.8. La excentricidad e será positiva o negativa, la que produzca el efecto de carga más severo. EXCEPCIÓN — Los edificios de un piso de altura con h menor de 9.0 m, edificios de dos pisos o menos con pórticos de construcción liviana y edificios de dos pisos o menos diseñados con diafragmas flexibles, se pueden diseñar solamente con los casos de carga 1 y 3 de la fig. B.6.5-6. (B.6.5.12.4) — Elementos de Revestimiento y Componentes (B.6.5.12.4.1) — Edificios Bajos y Edificios con h 18.0 m — Las presiones de viento de diseño para elementos de revestimiento y componentes de edificios bajos y edificios con h < 18.0 m, se determinarán con la expresión: p = qh( GCp - GCpi) en (N/m2) (B.6.5-20) Donde: qh = presión por velocidad evaluada a la altura media del edificio, h , usando la exposición definida en la sección B.6.5.6.3 (GCp) = coeficientes de presión externa especificados en de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-13 (GCpi) = coeficiente de presión interna de la Fig. B.6.5-2 (B.6.5.12.4.2) — Edificios con h _ 18.0 m — Las presiones de viento de diseño para elementos de revestimiento y componentes de edificios con h >18.0 m, se determinarán con la ecuación: p = qh[(GCp) –(qi GCpi) en (N/m2) (B.6.5-21) Donde: q = qz para muros a barlovento evaluada a una altura z por encima del terreno. q = qh para muros a sotavento, muros laterales y cubiertas, evaluada a una altura h . qi = qh para muros a barlovento, muros laterales, muros a sotavento y cubiertas de edificios cerrados y para la evaluación de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados. qi _ qz para la evaluación de presiones internas positivas en edificios parcialmente cerrados, donde z es el nivel de la abertura más alta que podría afectar la presión interna positiva del edificio. Para edificios ubicados en regiones en las que el viento pueda arrastrar fragmentos, los vidrios que no sean resistentes al impacto o que no estén protegidos con un elemento resistente al impacto, deberán tratarse como una abertura en el edificio de acuerdo con la sección B.6.5.9.3. Para la evaluación de la presión interna positiva, qi se puede evaluar a la altura h = (qi – qh). (GCp) = coeficiente de presión externa de la Fig. B.6.5-14. (GCpi) = coeficiente de presión interna de la Fig. B.6.5-2. q y qi se evaluaran usando la exposición definida en la sección B.6.5.6.3. (B.6.5.12.4.3) — Presiones de Viento de Diseño Alternativas para Elementos de Revestimiento y Componentes en Edificios con 18.0 m < h < 27 m — Como alternativa a los requerimientos de la sección B.6.5.12.4.2, el diseño de elementos de revestimiento y componentes de edificios con una altura media mayor a 18.0 y menor de 27 m, se podrán usar los valores de las figs. B.6.5-8 a B.6.5- 14, con la condición que la relación altura ancho sea 1 o menor de 1 (excepto en los casos permitidos por la Nota 6 de la fig. B.6.5-14), y si se usa la ecuación B.6.5-20. III.64 (B.6.5.12.4.4) — Parapetos — Las presiones de vientos de diseño sobre elementos de revestimiento y componentes de parapetos se diseñarán con la ecuación: p = qp (GCp –Gcpi) (B.6.5-22) Donde: qp = presión por velocidad evaluada en la parte superior del parapeto GCp = coeficiente de presión externa de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-14. GCpi = coeficiente de presión interna de la fig. B.6.5-2, basado en la porosidad del revestimiento del parapeto. Se considerarán dos casos de carga. Caso de Carga A: consiste en aplicar la presión positiva sobre muros de la fig. B.6.5-8A o de la fig. B.6.5-14 a la superficie frontal del parapeto mientras se aplica la respectiva presión negativa de borde o de zona esquinera de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-14 a la superficie posterior. Caso de Carga B: consiste en aplicar la presión positiva sobre muros de las figs. B.6.5-8A o la fig. B.6.5-14 a la superficie posterior del parapeto y la presión negativa sobre muros de las figs. B.6.5-8A o la Fig. B.6.5-14 a la superficie frontal del parapeto. Las zonas esquineras y bordes se tomarán de

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acuerdo con lo mostrado en las figs. B.6.5-8 a B.6.5-14. GCp se determinará para el ángulo de cubierta apropiado y el área de viento efectiva de las figs. B.6-11 a B.6-17. Si se presentase presión interna, se deberán evaluar ambos casos de carga bajo presiones internas negativas y positivas. (B.6.5.13) — CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO EN EDIFICIOS ABIERTOS CON CUBIERTAS A UNA, DOS Y AGUAS Y EN ARTESA (B.6.5.13.1) — General (B.6.5.13.1.1) — Convención de Signos — Las presiones positivas actúan hacia la superficie en estudio y las presiones negativas actúan hacia afuera de la superficie en estudio. (B.6.5.13.1.2) — Condición de Carga Crítica — Los coeficientes de presión neta CN incluyen los aportes de las superficies superiores e inferiores. Se deben investigar todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de cubierta. (B.6.5.13.2) — Sistemas Principales de Resistencia a Fuerzas de Viento — La presión de diseño neta para el SPRFV en cubiertas a una, dos aguas o cubiertas en artesa, se determinará por medio de la ecuación: p = qhGCN (B.6.5-23) qh = presión por velocidad evaluada a la altura promedio del cubierta, h , usando la exposición, definida en la sección B.6.5.6.3, que resulte en las mayores cargas de viento para cualquier dirección de viento del sitio. G = factor de efecto ráfaga de la sección B.6.5.8. CN = coeficiente de presión neta determinado de las figs. B.6.5-15A a B.6.5-15D. Para cubiertas libres con un ángulo θ menor o igual a 5 grados, que contengan paneles de fascia, estos se considerarán como un parapeto invertido. El aporte de cargas al SPRFV por parte de la fascia, se determinará usando la sección B.6.5.12.2.4 con qp igual a qh . (B.6.5.13.)3 — Elementos de Revestimiento y Componentes — La presión neta de diseño para elementos de revestimiento y los componentes de cubiertas a una o dos aguas o en artesa se determinará con la ecuación: p = qhGCN (B.6.5-24) Donde: qh = presión por velocidad evaluada a la altura promedio del cubierta, h , usando la exposición, definida en la sección B.6.5.6.3, que resulte en las mayores cargas de viento para cualquier dirección de viento del sitio. G = factor de efecto ráfaga de la Sección B.6.5.8. CN = coeficiente de presión neta determinado de las figs. B.6.5-16A a B.6.5-16C. (B.6.5.14) — CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO EN MUROS LIBRES Y VALLAS MACIZAS — La fuerza de viento de diseño para muros libres y vallas macizas se determinará con la ecuación: F = qhGCf As en (N) (B.6.5-25) Donde: qh = presión por velocidad evaluada a la altura h (definida en la fig. B.6.5-17), usando la exposición, definida en la sección B.6.5.6.4.1. G = factor de efecto ráfaga de la sección B.6.5.8. Cf = coeficiente de fuerza neta de la fig. B.6.5-17. As = área bruta del muro libre y sólido o la valla sólida, en m2. (B.6.5.15) — CARGAS DE VIENTO DE DISEÑO EN OTRAS ESTRUCTURAS — La fuerza de viento de diseño para otras estructuras se determinará con la expresión: F = qzGCf Af en (N) (B.6.5-26) Donde: qz = presión por velocidad evaluada a la altura z del centroide del área Af , usando la exposición, definida en la sección B.6.5.6.3. G = factor de efecto ráfaga de la sección B.6.5.8. Cf = coeficientes de fuerza de las Figs. B.6.5-18 a B.6.5-19. Af s = área proyectada normal al viento, excepto donde Cf se haya especificado para la superficie real, en m2. (B.6.5.15.1) — Estructuras y Equipos sobre Cubiertas en Edificios con h <18.0 m — La fuerza en estructuras y equipos sobre cubiertas, que tengan Af menor de (0.1Bh) , localizados en edificios con h ≤ 18.0 m, se determinará con la Ec. B.6-38, multiplicada por un factor de 1.9. Este factor se podrá reducir linealmente desde 1.9 hasta 1.0 a medida que el valor de Af se aumenta de (0.1Bh) a (Bh) .

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(B.6.6) — MÉTODO 3 — PROCEDIMIENTO DE TÚNEL DE VIENTO (B.6.6.1) — ALCANCE — Los ensayos de túnel de viento deben ser usados donde sea requerido de acuerdo con la sección B.6.5.2. Estos ensayos deben permitirse en lugar de los Métodos 1 y 2 para cualquier edificio o estructura. (B.6.6.2) — CONDICIONES DE ENSAYOS — Los ensayos de túnel de viento que empleen fluidos diferentes al aire para determinar las cargas de diseño de viento para cualquier edificio u otra estructura, deben ser realizados de acuerdo con los requisitos de esta sección. Los ensayos para determinar las variaciones y el promedio de las fuerzas y presiones deben reunir las siguientes condiciones: (B.6.6.2.1) — La capa de borde para la atmosfera natural se ha modelado teniendo en cuenta la variación de la velocidad del viento con la altura. (B.6.6.2.2) — Las escalas relevantes de macro y micro-longitud de la componente longitudinal de la turbulencia atmosférica se modelan aproximadamente a la misma escala que se ha usado para modelar el edificio o la estructura. (B.6.6.2.3) — El edificio u otra estructura modelada y las estructuras y topografía de los alrededores son geométricamente similares a sus contrapartes de escala natural, excepto que, para edificios bajos que reúnen las condiciones de la sección B.6.5.1, los ensayos deben ser permitidos para los edificios escalados en una sola categoría de exposición como se define en la sección B.6.5.6.3. (B.6.6.2.4) — El área proyectada del edificio u otra estructura modelada y sus alrededores es menor que el 8% del área de la sección transversal de ensayo a menos que se haga una corrección por bloqueo. (B.6.6.2.5) — El gradiente de presión longitudinal en la sección de ensayo del túnel de viento debe ser considerado. (B.6.6.2.6) — Los efectos del número de Reynolds sobre las presiones y fuerzas se minimizan. B.6.6.2.7 — Las características de respuesta de la instrumentación del túnel de viento son consistentes con las mediciones requeridas. (B.6.6.3) — RESPUESTA DINÁMICA — Los ensayos con el propósito de determinar la respuesta dinámica del edificio o de otra estructura deben estar de acuerdo con la sección B.6.6.2. El modelo estructural y el análisis respectivo deben tener en cuenta la distribución de masa, la rigidez y el amortiguamiento. (B.6.6.4) — LIMITACIONES (B.6.6.4.1) — Limitaciones en velocidades de viento —La variación de velocidades básicas de viento con la dirección no se deben permitir a menos que el análisis para velocidades de viento este de acuerdo a los requisitos de la sección B.6.5.4.2

Factor Topográfico Kzt - Método 2 Figura (B.6.5-1)

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H/ Lh

0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

Multiplicador Topográfico para Exposición C Multiplicador K1 Multiplicador K2 Multiplicador K3 Lom Escarpe Colina Axial Escarpe Todos z /Lh Loma Escarpe Colina Axial a 2-D 2-D simétrica x/ Lh 2-D los 2-D 2-D simétrica 3-D otros 3-D casos 0.29 0.36 0.43 0.51 0.58 0.65 0.72

0.17 0.21 0.26 0.30 0.34 0.38 0.43

0.21 0.26 0.32 0.37 0.42 0.47 0.53

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

1.00 0.88 0.75 0.63 0.50 0.38 0.25 0.13 0.00

1.00 0.67 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.50 2.00

1.00 0.74 0.55 0.41 0.30 0.22 0.17 0.12 0.09 0.07 0.05 0.01 0.00

1.00 0.78 0.61 0.47 0.37 0.29 0.22 0.17 0.14 0.11 0.08 0.02 0.00

1.00 0.67 0.45 0.30 0.20 0.14 0.09 0.06 0.04 0.03 0.02 0.00 0.00

Notas: 1. Para valores de H/Lh , x / Lh , y z / Lh , distintos a los indicados, se permite la interpolación lineal. 2. Para H / Lh > 0.5 , suponer que H /Lh = 0.5 para la evaluación de K1 , y sustituir Lh por 2H para la evaluación de K2 , y K3 3. Los multiplicadores se basan en la suposición de que el viento se aproxima a la colina o escarpe en la dirección de máxima pendiente. 4. Notación: H : Altura de la colina o escarpe referida al terreno ubicado en barlovento, en m. Lh : distancia hacia barlovento, desde la cresta hasta el punto en que la diferencia de elevación del terreno es la mitad de la MMMM altura de la colina o escarpe, en m. K1 : factor que tiene en cuenta las características topográficas y el efecto de máximo aumento de velocidad. K2 : factor que tiene en cuenta la reducción en el aumento de la velocidad con la distancia desde la cresta, a barlovento o sotavento. K3 : factor que tiene en cuenta la reducción en el aumento de velocidad con la altura sobre el terreno local. x : distancia (a barlovento o sotavento) desde la cresta hasta el lugar del edificio en m. z : altura sobre el nivel del terreno local, en m.

ᵤ : factor de atenuación horizontal. γ : factor de atenuación en altura

Factor Topográfico Kzt - Método 2 _ Figura B.6.5-1 (Continuación) Ecuaciones: Kzt = (1 K1K2K3 ) ^2 K1 se obtiene de la tabla inferior

ᵤ

K2 = [1- ( x / Ln)] K3 = e^ (- z/Lh)

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Parámetros para aumento de la Velocidad sobre Colinas y Escarpes Forma de la Colina K1 = (H/Lh) Exposición B C Lomas bidimensionales (2D)o valles con H negativa en K1 /(H/Lh) 1.30 Escarpes bidimensionales (2D) 0.75 Colina tridimensional 0.95 Axial simétrica

1.45 0.85 1.05

ᵤ γ D

1.55 0.95 1.15

3 4

Hacia barlovento o desde la cresta

1.5 2.5 1.5

Hacia sotavento o desde la cresta

1.5 1.5 4 1.5

Sistema Principal Resistente a la Fuerza de Viento, Componentes y Revestimientos-Método 2 Todas las alturas Figura B.6.5-2 Coeficientes de presión interna, GCpi Edificios Abiertos y total o Parcialmente Cerrados Muros y Cubiertas Clasificación del Cerramiento GCpi Edificios Abiertos 0.00 Edificios Parcialmente Cerrados 0.55 -0.55 Edificios Cerrados 0.18 -0.18 Notas: 1. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies internas, respectivamente. 2. Los valores de GCpi deberán ser utilizados con qz y qh según se especifica en B.6.5.12. 3. Se deberían considerar dos casos para determinar los requerimientos de la carga crítica para la condición apropiada: (i) Un valor positivo de GCpi aplicado sobre todas las superficies internas. (ii) Un valor negativo de GCpi aplicado sobre todas las superficies internas

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Sistema Principal Resistente a la Fuerza de Viento – Método 2 Todas las Alturas Figura (B.6.5-3) Coeficientes de presión externa, Cp Edifícios Total o Parcialmente Cerrados Muros y Cubiertas _

En esta figura III.2 ( B.6.5-3), en el diagrama localizado en el centro con el título “Cubiertas de pendiente única”, se debe incluir el símbolo que indica que la medida de la altura h corresponde al centro de la luz de la cubierta,

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Sistema Principal Resistente a la Fuerza de Viento – Método 2 Todas las Alturas Figura B.6.5-3 ( Continuación) Coeficientes de presión externa, Cp Edifícios Total o Parcialmente Cerrados Muros y Cubiertas Coeficientes de Presión en Muros, Cp L/B Cp

Superficie Muro en barlovento Muro en sotavento Muros laterales

Dirección Del Viento L/h Normal < 0.25 a la < 0.2 cumbrera 0.50 para 0.50 θ ≥1.0 θ ≥1.0 Direccion Del viento Normal a la cumbrera para 10 < θ y paralela a la cumbrera para todo θ

≤0.5 ≥1.0

Todos los valores 0-1 2 >4 Todos los valores

0.8 -0.5 -0.3 -0.2 -0.7

Usar con qz qh qh qh qh

Coeficientes de Presión en Cubiertas, Cp , para usar con qh Barlovento Sotavento Ángulo θ grados Angulo θ en grado 10 15 20 25 30 35 45 >60° 10 15 >20 -0.70 -0.50 -0.30 -0.20 - 0.20 0.00 0.40 0.01θ - 0.30 -0.50 -0.60 -0.18 0.0* 0.20 0.30 -0.30 0. 40 0.40 0.01θ -0.30 - 0.50 -0.60 -0.90 -0.70 -0.40 - 0.30 -0.20 -0.20 0.00 0.01 θ -0.50 -0.50 -0.60 -0.18 -0.18 0.0* 0.20 0.20 0.30 0.40 0.01θ -0.50 -0.50 -0.60 1.13** -1.00 -0.70 -0.50 -0.30 -0.20 -0.00* 0.01θ -0.70 -0.60 -0.60

Distancia horizontal desde el borde de barlovento 0 a h/2 h/2 a h h a 2h > 2h 0 a h/2 > h/2 Área (m2) <10

Cp -0.9, -0.18 * Valor dado para fines -0.9, -0.18 de interpolación -0.5, -0.18 -0.3, -0.18 **Valor que puede reducirse -1.3**, -0.18 linealmente con el área -0.7, 0.8 sobre la cual es es aplicable como sigue: Factor de Reducción 1

20 >100

0.9 0.8

Notas: 1. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 2. Se permite interpolación lineal para valores de L/ B, h/ L y θ distintos a los indicados. La interpolación sólo se llevará cabo entre valores del M mismo signo. Donde no se dan valores del mismo signo, se tomará 0.0 para propósitos de interpolación. 3. Donde aparezcan dos valores de Cp indica que la pendiente de la cubierta a barlovento está sujeta a presiones o succiones y la estructura de la cubierta deberá diseñarse para ambas condiciones. En este caso para valores intermedios de h/ L , la interpolación solo podrá realizarse entre valores de Cp que tengan el mismo signo. 4. Para cubiertas con una sola pendiente, su superficie total será de barlovento o de sotavento. 5. Para edificios flexibles se debe usar un valor de Gf apropiado, según lo indique la sección B.6.5.8. 6. Para domos (superficies abovedadas) debe usarse la figura B.6.5-4 y para cubiertas en arco debe usarse la figura B.6.5-5. 7. Notación: B : dimensión horizontal del edificio, en m, medidas en dirección normal al viento. L : dimensión horizontal del edificio, en m, medida en dirección paralela al viento. h : altura media de la cubierta en m, excepto que para θ ≤ 10 grados , se usará la altura del alero. z : altura sobre el terreno, en m. G : factor del efecto ráfaga. qz , qh : Presión de velocidad del viento, en N/m2, evaluada a la altura respectiva. θ ángulo del plano de la cubierta con respecto a la horizontal, en grados. 8. Para cubiertas en mansarda, la superficie superior horizontal y la superficie inclinada a sotavento se consideraran para efectos de uso de la tabla, como superficie a sotavento.

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9. A excepción del sistema principal (SPRFV) en la cubierta que consiste en pórticos resistentes a momento, el cortante horizontal toral no deberá ser menor que el determinado despreciando las fuerzas del viento sobre las superficies de la cubierta. # Para cubiertas con ángulo θ ≤ 80 usar Cp = 0.8 Sistema Principal Resistente a la Fuerza de Viento.– Método2 Todas las Alturas Figura ( B.6.5-4) Estructuras y Edificios Total o Parcialmente cerrados Domos (cubiertas abovedadas)

Notas: 1. se deberán considerar dos casos de carga: Caso A: Valores de Cp entre A y B y entre B y C deberán determinarse por interpolación lineal a lo largo de los arcos del domo paralelos a la dirección del viento. Caso B: El valor de Cp deberá ser el valor constante de A para θ ≤ 25 grados, y será determinado por interpolación lineal a partir de 25 grados para B y desde B a C.

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2. Los valores de Cp son los que se deberán utilizar con q(ho + f ) donde (ho + f ) es la altura de la clave del domo. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones o succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. El valor Cp es constante en la superficie del domo para los arcos de los círculos perpendiculares a la dirección de viento; por ejemplo, el arco que pasa a través de B-B-B y todos los arcos paralelos a B-B-B. 5. Para valores intermedios de h/ D deberá interpolarse linealmente. 6. θ = 0 grados en el arranque del domo, θ = 90 grados en el punto superior del centro del domo (clave); f será medido desde el arranque hasta la clave 7. El cortante horizontal total no debe ser menor que el calculado al despreciar las fuerzas del viento sobre la superficie cubierta. 8. Para valores f / D < 0.05 , utilizar la figura B.6.5-3. Sistema Principal Resistente a la Fuerza de Viento–Componentes y Revestimientos Método 2 Todas las alturas Figura (B.6.5-5) Coeficientes de presión externa, Cp Edificios y Estructuras total y Parcialmente Cerrados Cubiertas en Arcos (Nota: Esta figura no incluye ningún gráfico) Condiciones

Cubierta sobre estructura Elevada Cubierta con El arranque desde el nivel del piso

Relación Altura/Luz, r 0 < r < 0.2 0.2 ≤ r< 0.3* 0.3 ≤ r < 0.6 0 ≤ r ≤ 0.6

Cuarto a Barlovento -0.9 1.5r -0.3 2.75r-0.7

Cp Medio Central -0.7 – r -0.7 – r -0.7 - r

Cuarto a Sotavento -0.5 -0.5 -0.5

-0.7r

-0.5

1.4r

*Cuando la relación altura a longitud es 0.2 ≤ r ≤ 0.3 , los coeficientes alternativos dados por 6r - 2.1 podrán también ser usados para cuarto a barlovento Notas: 1. Los valores listados se usarán para determinar las cargas promedio sobre los sistemas principales resistentes a las fuerzas del viento. 2. Los signos positivos y negativos indican presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 3. Para viento en dirección paralela a la cumbrera, use los coeficientes de presión de la figura B.6.5-3 con el viento en dirección paralela a la cumbrera. 4. Para los componentes y revestimientos: (1) En el perímetro de la cubierta, use los coeficientes de presión externa dados en las figuras B.6.5-8 con el ángulo θ medido desde la base de la pendiente y (2) para las áreas de cubierta restantes, use los coeficientes de presión externa de esta Tabla multiplicados por 0.87.

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Sistema principal resistente a la fuerza de viento – Método 2 Todas las alturas Figura (B.6.5-6) Casos de carga de Viento de diseño

Caso 1. La totalidad de la presión de viento de diseño que actúa sobre el área proyectada perpendicular a cada eje principal de la estructura, considerada separadamente para cada eje principal. Caso 2. Tres cuartas partes de la presión del viento de diseño actuando sobre el área proyectada perpendicular a cada eje principal de la estructura, en conjunto con un momento torsional como el mostrado y considerada separadamente para cada eje principal. Caso 3. Carga de viento como se define en el caso 1, pero considerando que actúa simultáneamente con el 75% del valor especificado. Caso 4. Carga de viento como se define en el caso 2, pero considerando que actúa simultáneamente con el 75% del valor especificado. Notas: 1. Las presiones de viento de diseño para las caras de barlovento y sotavento se determinarán de acuerdo con lo estipulado en B.6.5.12.2.1 y B.6.5.12.2.3, aplicable para edificaciones de todas las alturas. 2. Los diagramas muestran vistas en planta de la edificación. 3. Notación: Pwx , Pwy : Presión de diseño por viento para la cara de barlovento actuando en el eje principal x y el eje principal y , respectivamente PLX , PLY ; Presión de diseño por viento para la cara de sotavento actuando en el eje principal x y el eje principal y , respectivamente e( ex ,ey) : Excentricidad para el eje principal x , y el eje principal y respectivamente MT : Momento torsional por unidad de altura actuando alrededor de un eje vertical de la edificación.

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Sistema Principal Resistente a Fuerzas de Viento - Método 2 h ≥18.0 m Figura (B.6.5-7) Coeficientes de presión externa, GCpf Edificios total o parcialmente cerrados Muros de baja altura y Cubiertas

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Sistema Principal Resistente a la Fuerza de viento - Método 2 h ≤18.0 m Figura (B.6.5-7) (Continuación) Coeficientes de presión externa, GCpf Edificios total o parcialmente cerrados Edificio de baja altura y cubierta Cubierta Ángulo θ en grados 0-5 20 30-45 90

Superficie de la edificación 1 2 3 4 0.40 -0.69 -0.37 -0.29 0.53 -0.69 -0.48 -0.43 0.56 0.21 -0.43 -0.37 0.56 0.56 -0.37 -0.37

5 -0.45 -0.45 -0.45 -0.45

6 -0.45 -0.45 -0.45 -0.45

1E 0.61 0.80 0.69 0.69

2E -1.07 -1.07 0.27 0.69

3E -0.53 -0.69 -0.53 -0.48

4E -0.43 -0.64 -0.48 -0.48

Notas: 1. Signos positivos y negativos representan presiones y succiones actuando sobre las superficies. 2. Para valores de ' distintos a los mostrados, se permite interpolación lineal. 3. El edificio debe diseñarse para todas las direcciones del viento usando los 8 patrones de carga mostrados. Los patrones de carga son aplicados para cada esquina de la edificación llamada la esquina de referencia. 4. Las combinaciones de presiones externas e internas (véase figura B.6.5-2) se evaluarán como se requiera para obtener las condiciones más severas de carga. 5. Para los casos de carga torsionales mostrados abajo, las presiones en las zonas designadas con "T" (1T, 2T, 3T,4T) serán 25% de las presiones de viento totales de diseño (zonas 1, 2, 3, 4). Excepción: En edificaciones de un solo nivel con h menor igual a 9.0 m, edificaciones a porticadas con dos o menos niveles con construcción liviana y edificaciones con dos niveles o menos diseñados con diafragmas flexibles no requieren ser diseñados para los casos de cargas torsionales. Las cargas torsionales deberán ser aplicadas a los ocho patrones de carga básicos usando las figuras abajo mostradas, aplicadas a cada esquina referencia. 6. Excepto para pórticos resistentes a momento, el cortante horizontal total no deberá ser menor que el determinado despreciando las fuerzas de viento sobre la superficie de la cubierta. 7. Para el diseño del sistema principal (SPRFV) deberá proveerse resistencia lateral en la dirección paralela a la cumbrera o para las cubiertas planas, usar θ = 0 y localizar el límite de la zonas 2 y 3 a la mitad de la longitud de la edificación. 8. El coeficiente de presión de la cubierta GCpf , cuando es negativo en la Zona 2 ó 2E, se aplicará en Zona 2/2E a una distancia del borde de la cubierta igual a 0.5 veces la dimensión horizontal del edificio paralelo a la dirección del SPRFV que está diseñándose o 2.5 veces la altura del alero, he , en el muro a barlovento, el que sea menor; el restante de la Zona 2/2E que se extiende hasta la cumbrera usará el coeficiente de presión GCpf para Zona 3/3E. 9. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal ó 0.4h , la que sea menor, pero no menos del 4% de la menor dimensión horizontal ó 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en metros, exceptuando que para θ ≤ 10 grados , se usará la altura del alero. θ Angulo de la cubierta con respecto a la horizontal, en grados._

CASOS_DE_CARGA_TORSIONAL

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.5-8A) Coeficientes de presión externa, GCp Edificios total o parcialmente cerrados Muros

Notas: 1. Lar ordenadas GCp , son los valores a ser usados con qh . 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento, en metros cuadrados. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies consideradas. 4. Cada componente se diseñará para as presiones y succiones máximas. 5. Los valores de GCp para paredes serán reducidos en 10% cuando el ángulo θ

6. Notación: a : 10% de la dimensión horizontal ó 0.4h , la que sea menor, pero no menos del 4% de la menor dimensión horizontal ó 1.0 m.. h : Altura promedio de la cubierta, en metros, exceptuando que para θ ≤ 10 grados , se usará la altura del alero.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h < 18.0 m Figura (B.6.5-8B) Coeficientes de presión externa GCp Edificios Total o Parcialmente Cerrados Cubiertas a dos aguas θ ≤' 7

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores a ser usados con qh . 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento, metros cuadrados. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies consideradas. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas.

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5. Si existe un antepecho con altura igual o mayor a 1.0 m alrededor de la cubierta con θ ≤ 7 grados , los valores negativos de GCp en la Zona 3 deberán ser iguales a los de la Zona 2 y los valores positivos de GCp en la Zona 2 y 3 deberán ser iguales a aquellos dados para paredes en Zonas 4 y 5 respectivamente en la Figura B.6.5-8A. . 6. Los valores de GCp para los aleros de las cubiertas, incluyen las contribuciones de presión de las superficies superiores e inferiores. 7. Notación: a : 10% de la dimensión horizontal ó 0.4h , la que sea menor, pero no menos del 4% de la menor dimensión horizontal ó 1.0 m. h : Se usará la altura del alero para θ ≤ 10 grados. θ: Angulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura B.6.5-8 C Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados y Parcialmente Cerrados Cubiertas a dos y a cuatro aguas 7 < θ ≤ 27 grados

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies consideradas. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 5. Los valores de GCp para aleros de cubierta incluyen las contribuciones de presión de las superficies inferior y superior. 6. Para las cubiertas a cuatro aguas con θ ≤ 27 grados, la Zona 3 debe ser considerada como la Zona 2. 7. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : La altura promedio de la cubierta en m, excepto que la altura del alero debe usarse para θ ≤ 10 grados .

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θ : ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.5-8D) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados, Parcialmente Cerrados Cubiertas a dos aguas 27 < θ ≤ 45 grados

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies consideradas. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 5. Los valores de GCp para aleros incluyen las contribuciones de las superficies de arriba y de abajo. 6. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : La altura promedio de la cubierta en m. θ ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤18.0 m Figura (B.6.5-9) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados, Parcialmente Cerrados Cubiertas Escalonadas

Notas: 1. En el nivel inferior plano, las cubiertas escalonadas mostradas en la Figura B.6.5-9, las designaciones de zona y coeficientes de presión de la Figura B.6.5-8B se deben usar, excepto que para las intersecciones de la parte superior de la cubierta con las paredes, Zona 3 debe ser tratada como Zona 2, y Zona 2 como Zona 1. Los valores positivos de GCp iguales a los de las paredes en la Figura B.6.5-8A deben usarse en las áreas achuradas mostradas en la Figura B.6.5-9.. 2. Notación: b : 1.5h1 en Figura B.6.5-9, pero no mayor que 30.0 m h : Promedio de la altura de la cubierta, en m. hi : h1 o h2 en la Figura B.6.5-9; h = h1 + h2 ; h1 > 3.0 m; h1/ h2 = 0 .3 a 0.7 W: ancho del edificio en la Figura B.6.5-9 Wi : W1 o W2 o W3 en la Figura B.6.5-9. W = W1 +W2 o W1 +W2 +W3 ; Wi /W = 0.25 a 0.75 θ ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura B.6.5-10 Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificio Cerrados y Parcialmente Cerrados_ Cubiertas a dos aguas de varias luces 27 < θ ≤ 45 grados

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies consideradas. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 5. Para θ ≤ 10 grados, se deben usar los valores de GCp de la Figura B. 6.5-8 6. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : La altura promedio de la cubierta en m. excepto que la altura del alero debe usarse para θ ≤ 10 grados W: Ancho del modulo del edificio, en m. θ : ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados_

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.5-11) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados y Parcialmente Cerrados Cubiertas de una pendiente 3 < θ ≤ 10 grados

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 5. Para θ ≤ 3 grados, se deben usar los valores de GCp de la Figura B.6.5-8B 6. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : La altura del alero debe usarse para θ ≤ 10 grados . W: Ancho del edificio, en m. θ Angulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.5-11B) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados y Parcialmente Cerrados Cubiertas de una pendiente 10 < θ ≤ 30 grados

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento, A , en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 5. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. W: Ancho del edificio, en m. θ Angulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h ≤ 18.0 m Figura (B.6.5-12) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados, Parcialmente Cerrados Cubiertas Aserradas

Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 5. Para θ ≤ 10 grados, se deben usar los valores de GCp de la Figura B.6.5-8B 6. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. W: Ancho del edificio, en m. θ: Angulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados

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Componentes y Revestimientos – Método 2 Todas las Alturas Figura ( B.6.5-13) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados y Parcialmente Cerrados Cubiertas en Domos

Coeficiente de Presión Externa Para Domos con Base Circular Presión Negativa

Presión Positiva

Presión Positiva

θ, grados GCp

0 – 90 -0.9

0 – 60 +0.9

61 - 90 +0.5

Notas: 1. Los valores de GCp para ser usados con q (hD +f ) donde hD +f es la altura a la cresta del domo 2. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 3. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 4. Los valores aplican para 0.0 ≤ hD / D ≤ 0.5 , 0.2 ≤ f / D ≤ 0.5 5. θ = 0 en la base del domo, θ =90 grados en el centro del punto mas alto del domo, f es medida desde la base del domo hasta el tope.

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Componentes y Revestimientos – Método 2 h > 18.0 m. Figura (B.6.5-14) Coeficientes de Presión Externa, GCp Edificios Cerrados y Parcialmente Cerrados Muros y Cubiertas

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Notas: 1. Las ordenadas GCp son los valores para ser usados con qh o qz 2. Las abscisas representan las áreas efectivas expuestas al viento, A , en m2. 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Use qz con los valores positivos de GCp y qh con los valores negativos de GCp 5. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 6. Los coeficientes son para cubiertas con θ ≤ 10 grados, para otros ángulos y geometría de techos use valores de GCp de la Figura B.6.5-8 y qh basado en la exposición definida en B.6.5.6 7. Si se coloca alrededor del perímetro de un techo con θ ≤ 10 grados un parapeto igual o mayor que 1.0 m , la Zona 3 debe considerarse como Zona 2. 8. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal pero no menor que 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en m, excepto que para θ ≤ 10 grados se debe usar la altura del alero. z : Altura arriba del terreno, en m.\ ' θ ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Sistema Principal Resistente a Fuerzas de Viento 0.25 ≤ h/ L ≤ 1.0 Figura (B.6.5-15A) Coeficientes de Presión Neta, CN Edificios Abiertos Cubiertas libres de una pendiente θ ≤ 45 grados , γ = 0 grados , 180 grados

° Ángulo Caso de la de Cubierta carga θ 0° A B 7.5° A B 15° A B 22.5° A B 30° A B 37.5° A B 45° A B Notas:

Dirección del Viento ) γ = 0° Flujo de Viento Flujo de Viento Libre Obstruido CNW CNL CNW CNL 1.2 0.3 -0.5 -1.2 -1.1 -0.1 -1.1 -0.6 -0.6 -1.0 -1 -1.5 -1.4 0.0 -1.7 -0.8 -0.9 -1.3 -1.1 -1.5 -1.9 0.0 -2.1 -0.6 -1.5 -1.6 -1.5 -1.7 -2.4 -0.3 -2.3 -0.9 -1.8 -1.8 -1.5 -1.8 -2.5 -0.5 -2.3 -1.1 -1.8 -1.8 -1.5 -1.8 -2.4 -0.6 -2.2 -1.1 -1.6 -1.8 -1.3 -1.8 -2.3 -0.7 -1.9 -1.2

Dirección del Viento γ = 180° Flujo de Viento Flujo de Viento Libre Obstruido CNW CNL CNW CNL 1.2 0.3 -0.5 -1.2 -1.1 -0.1 -1.1 -0.6 0.9 1.5 -0.2 -1.2 1.6 0.3 0.8 -0.3 1.3 1.6 0.4 -1.1 1.8 0.6 1.2 -0.3 1.7 1.8 0.5 -1.0 2.2 0.7 1.3 0.0 2.1 2.1 0.6 -1.0 2.6 1.0 1.6 0.1 2.1 2.2 0.7 -0.9 2.7 1.1 1.9 0.3 2.2 2.5 0.8 -0.9 2.6 1.4 2.1 0.4

1. CNW y CNL denotan las presiones netas (contribuciones de las superficies de arriba y de abajo) para la mitad de las superficies de techo para barlovento y sotavento respectivamente. 2. El flujo de viento libre denota flujo de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo igual o menor al 50%. Flujo de viento obstruido denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo del viento (bloqueo mayor al 50%). 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Para valores de θ entre 7.5º y 45º se permite interpolación lineal, para valores de θ menores de 7.5º use los coeficientes de θ = 0° . 5. Todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo deben ser investigados. 6. Notación: L : Dimensión horizontal del techo medida a lo largo de la dirección del viento, en m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. γ : Dirección del viento en grados. θ: ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Ángulo Caso de la de Cubierta carga 7.5º 15º 22.5º 30º 37.5º 45º

A B A B A B A B A B A B

Sistema Principal Resistente a Fuerzas de Viento 0.25 ≤ h/ L ≤ 1.0 Figura (B.6.5-15B) Coeficientes de Presión Neta, CN Edificios Abiertos Cubiertas libres a dos aguas θ ≤ 45° , γ =0° , 180° Dirección del Viento ) γ = 0° Dirección del Viento γ = 180° Flujo de Viento Flujo del Viento Libre Obstruido CNW CNL CNW CNL 1.1 -0.3 -1.6 -1.0 0.2 -1.2 -0.9 -1.7 1.1 -0.4 -1.2 -1 0.1 -1.1 -0.6 -1.6 1.1 0.1 -1.2 -1.2 -0.1 -0.8 -0.8 -1.7 1.3 0.3 -0.7 -0.7 -0.1 -0.9 -0.2 -1.1 1.3 0.6 -0.6 -0.6 -0.2 -0.6 -0.3 -0.9 1.1 0.9 -0.5 -0.5 -0.3 -0.5 -0.3 -0.7

Notas: 1. CNW _y CNL denotan las presiones netas (contribuciones de las superficies de arriba y de abajo) para la mitad de las superficies de techo para barlovento y sotavento respectivamente. 2. El flujo de viento libre denota flujo de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo igual o menor al 50%. Flujo de viento obstruido denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo del viento (bloqueo mayor al 50%) 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Para valores de θ entre 7.5º y 45º se permite interpolación lineal, para valores de θ menores de 7.5º use los coeficientes de carga para techos de una sola pendiente. 5. Todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo deben ser investigados. 6. Notación: L : Dimensión horizontal del techo medida a lo largo de la dirección del viento, en m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. γ : Dirección del viento en grados. θ ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

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Ángulo Caso de la de Cubierta carga

Ángulo Caso de la de Cubierta carga

7.5º 15º 22.5º 30º 37.5º 45º

A B A B A B A B A B A B

Sistema Principal Resistente a Fuerzas de Viento 0 .25 ≤ h/ L ≤ 1.0 Figura (B.6.5-15C) Coeficientes de Presión Neta, Edificios Abiertos Cubiertas en Artesa (dos aguas invertidas) θ ≤ 45°, γ = 0° , 180° Dirección del Viento ) γ = 0° Dirección del Viento γ = 180° Flujo de Viento Flujo del Viento Libre Obstruido

Dirección del Viento ) γ = 0° Flujo de Viento Libre CNW -1.1 -0.2 -1.1 0.1 -1.1 -0.1 -1.3 -0.1 -1.3 0.2 -1.1 0.3

CNL 0.3 1.2 0.4 1.1 -0.1 0.8 -0.3 0.9 -0.6 0.6 -0.9 0.5

Dirección del Viento γ = 180° Flujo del Viento Obstruido CNW -1.6 -0.9 -1.2 -0.6 -1.2 -0.8 -1.4 -0.2 -1.4 -0.3 -1.2 -0.3

CNL -0.5 -0.8 -0.5 -0.8 -0.6 -0.8 -0.4 -0.5 -0.3 -0.4 -0.3 -0.4

Notas:

1. CNW y CNL denotan las presiones netas (contribuciones de las superficies de arriba y de abajo) para la mitad de las superficies de techo para barlovento y sotavento respectivamente. 2. El flujo de viento libre denota flujo de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo igual o menor al 50%. Flujo de viento obstruido denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo del viento (bloqueo mayor al 50%) 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies consideradas. 4. Para valores de θ entre 7.5º y 45º se permite interpolación lineal, para valores de θ menores de 7.5º use los coeficientes de de carga para techos de una sola pendiente. 5. Todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo deben ser investigados. 6. Notación: L : Dimensión horizontal del techo medida a lo largo de la dirección del viento, en m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. γ: Dirección del viento en grados. θ: ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados

59

Sistema Principal Resistente a Fuerzas de Viento (SPRFV) 0.25 ≤ h/ L ≤ 1.0 m Figura (B.6.5-15D) Coeficientes de Presión Neta, Edificios Abiertos Cubiertas libres en distintas formas θ ≤ °45 , γ = 0°, 180°

Distancia Horizontal Desde el Borde de barlovento ≤h

> h, ≤ 2h

> 2h

Angulo de la cubierta θ

Caso de Carga

Todas las Formas θ ≤ 45°

A B

Todas las Formas θ ≤ 45°

A B

Todas las θ ≤ 45°

A B

Flujo de Viento Libre CN

-0.8 0.8

Flujo de Viento Obstruido CN

-1.2 0.5

-0.6 0.5

-0.9 0.5

-0.3 0.3

-0.6 0.3

Notas: 1. CN _denota las presiones netas (contribuciones de las superficies de arriba y de abajo) 2. El flujo de viento libre denota flujo de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo igual o menor al 50%. Flujo de viento obstruido denota objetos debajo del techo que inhiben el flujo del viento (bloqueo mayor al 50%) 3. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 4. Para cubiertas de una sola pendiente menor de 5º los valores de CN aplican también para los casos de γ = 0° y 0.05 ≤ h/ L ≤0.25 , ver Figura B.6.5-15A para otros valores de h/ L 5. Todos los casos de carga mostrados para cada ángulo de techo deben ser investigados. 6. Notación: L : Dimensión horizontal del techo medida a lo largo de la dirección del viento, en m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. γ: Dirección del viento en grados. θ ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados.

60

Componentes y Revestimientos 0.25 ≤ h/ L ≤ 1.0 m Figura (B.6.5-16A) Coeficientes de Presión Neta Edificios Abiertos Cubiertas Libres de una Pendiente

Ángulo De Cubierta

Área Efectiva de Viento

CN Flujo de Viento Libre

Zona 3 θ° 0º 0º

Zona 2

Zona 1

Zona 3

Flujo de Viento Obstruido Zona 2

Zona 1

≤a2 2.4 > a2 , ≤4.0 a2 1.8 >4.0a2 1.2

-3.3 -1.7 -1.1

1.8 1.8 1.2

-1.7 -1.7 -1.1

1.2 1.2 1.2

-1.1 1 -3.6 0.8 -1.8 0.5 -1.2 -1.1 0.8 -1.8 0.8 -1.8 0.5 -1.2 -1.1 0.5 -1.2 0.5 -1.2 0.5 -1.2

7.5° 7.5° 7.5°

≤_a2 > a2, ≤4.0 a2 >4.0a2

3.2 2.4 1.6

-4.2 -2.1 -1.4

2.4 2.4 1.6

-2.1 -2.1 -1.4

1.6 1.6 1.6

-1.4 -1.4 -1.4

1.6 -5.1 1.2 1.2 -2.6 1.2 0.8 -1.7 0.8

15º 15º 15º

≤a2 3.6 > a2, ≤4.0 a2 2.7 >4.0a2 1.8

-3.8 -2.9 -1.9

2.7 2.7 1.8

-2.9 -2.9 -1.9

1.8 1.8 1.8

-1.9 -1.9 -1.9

2.4 1.8 1.2

30º 30º 30º

≤a2 5.2 > a2, ≤4.0 a2 3.9 >4.0a2 2.6

-5 -3.8 -2.5

3.9 3.9 2.6

-3.8 -3.8 -2.5

2.6 2.6 2.6

-2.5 3.2 -2.5 2.4 -2.5 1.6

45° 45° 45º 45°

>4.0a2 2.6 ≤a2 5.2 > a2, ≤4.0 a2 3.9 >4.0a2 2.6

-2.5 -4.6 -3.5 -2.3

2.6 3.9 3.9 2.6

-2.5 -3.5 -3.5 -2.3

2.6 2.6 2.6 2.6

-2.5 -2.3 -2.3 -2.3

1.6 4.2 3.2 2.1

-2.6 0.8 -2.6 0.8 -1.7 0.8

-1.7 -1.7 -1.7

-4.2 1.8 -3.2 1.2 -2.1 -3.2 1.8 -3.2 1.2 -2.1 -2.1 1.2 -2.1 1.2 -2.1 -4.6 2.4 -3.5 1.6 -3.5 2.4 -3.5 1.6 -2.3 1.6 -2.3 1.6

-2.3 -3.8 -2.9 -1.9

-2.3 -2.3 -2.3

1.6 -2.3 1.6 -2.3 3.2 -2.9 2.1 -1.9 3.2 -2.9 2.1 -1.9 2.1 -1.9 2.1 -1.9

Notas: 1. CN identifica las presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior) 2. Flujo de viento libre identifica flujos de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo menor o igual al 50%. Flujo obstruido de viento identifica objetos bajo cubierta que inhiben el flujo de viento (bloqueo mayor al 50%). 3. Para valores de θ diferentes a los que se muestran, se permite interpolación lineal. 1. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 2. Cada componente se diseñará para los coeficientes de presiones y succiones mostrados.

61

4. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. L : Dimensión horizontal del edificio, medida a lo largo de la dirección del viento, en m. θ: ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados Componentes y Revestimientos 0.25 ≤ h/L ≤ 1.0 m Figura (B.6.5-16B) Coeficientes de Presión Neta, CN Edificios Abiertos Cubiertas Libres de dos aguas θ ≤ 45°

Ángulo De Cubierta 0º 0º 0º

Área Efectiva de Viento

CN

Flujo de Viento Libre Zona 3 Zona 2 Zona 1 ≤_a2 2.4 -3.3 1.8 -1.7 1.2 -1.1 > a2, ≤4.0 a2 1.8 -1.7 1.8 -1.7 1.2 -1.1 >4.0a2 1.2 -1.1 1.2 -1.1 1.2 -1.1

Flujo de Viento Obstruido Zona 3 Zona 2 Zona 1 1 -3.6 0.8 -1.8 0.5 -1.2 0.8 -1.8 0.8 -1.8 0.5 -1.2 0.5 -1.2 0.5 -1.2 0.5 -1.2

7.5º ≤a2 7.5º > a2,≤4.0 a2

2.2 1.7

-3.6 -1.8

1.7 1.7

-1.8 -1.8

1.1 1.1

-1.2 1 -5.1 -1.2 0.8 -2.6

7.5º >4.0a2

1.1

-1.2

1.1

-1.2

1.1

-1.2

0.5 -1.7

15° 15º 15º

≤a2 2.2 > a2,≤4.0 a2 1.7 >4.0a2 1.1

-2.2 -1.7 -1.1

1.7 1.7 1.1

-1.7 1.1 -1.7 1.1 -1.1 1.1

-1.1 -1.1 -1.1

30º 30º 30º

≤a2 2.6 > a2,≤4.0 a2 2 >4.0a2 1.3

-1.8 -1.4 -0.9

2 2 1.3

-1.4 -1.4 -0.9

1.3 1.3 1.3

45º 45º

≤a2 2.2 > a2,≤4.0 a2 1.7 >4.0a2 1.1

-1.6 -1.2 -0.8

1.7 1.7 1.1

-1.2 1.1 -1.2 1.1 -0.8 1.1

45º

-2.6 0.5 -2.6 0.5

-1.7 -1.7

0.5

-1.7 0.5

-1.7

1 0.8 0.5

-3.2 0.8 -2.4 0.8 -1.6 0.5

-2.4 0.5 -2.4 0.5 -1.6 0.5

-1.6 -1.6 -1.6

-0.9 -0.9 -0.9

1 0.8 0.5

-2.4 0.8 -1.8 0.5 -1.8 0.8 -1.8 0.5 -1.2 0.5 -1.2 0.5

-1.2 -1.2 -1.2

-0.8 -0.8 -0.8

1 0.8 0.5

-2.4 -1.8 -1.2

-1.2 -1.2 -1.

62

0.8 0.8

0.8 -1.8 0.5 0.8 -1.8 0.5 0.5 -1.2 0.5

Notas: 1. CN identifica las presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior) 2. Flujo de viento libre identifica flujos de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo menor o igual al 50%. Flujo obstruido de viento identifica objetos bajo cubierta que inhiben el flujo de viento (bloqueo mayor al 50%). 3. Para valores de θ diferentes a los que se muestran, se permite interpolación lineal. 4. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 5. Cada componente se diseñará para los coeficientes de presiones y succiones mostrados. 6. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. L : Dimensión horizontal del edificio, medida a lo largo de la dirección del viento, en m. θ ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados. Componentes y Revestimientos 0.25 ≤ h/ L ≤ 1.0 m Figura (B.6.5-16C) Coeficientes de Presión Neta, CN Edificios Abiertos Cubiertas en Artesa (dos aguas invertidas) 'θ ≤45°

Ángulo De Cubierta

Área Efectiva de Viento

CN Flujo de Viento Libre

'0º '0º '0º

≤a2 > a2, ≤4.0 a2 >4.0a2

Zona 3 2.4 -3.3 1.8 -1.7 1.2 -1.1

7.5º 7.5º 7.5º

≤ a2 > a2,≤4.0 a2 >4.0a2

2.2 1.7 1.1

-3.6 -1.8 -1.2

1.7 1.7 1.1

-1.8 1.1 -1.8 1.1 -1.2 1.1

15º 15º 15º

≤2a2 > a2,≤4.0 a2 >4.0a2

2.2 1.7 1.1

-2.2 -1.7 -1.1

1.7 1.7 1.1

-1.7 1.1 -1.1 -1.7 1.1 -1.1 -1.1 1.1 -1.1

30º 30º 30º

≤_a2 > a2,_4.≤ a2 >4.0a2

2.6 2 1.3

-1.8 2 -1.4 2 -0.9 1.3

-1.4 -1.4 -0.9

2.2 1.7 1.1

-1.6 -1.2 -0.8

-1.2 -1.2 -0.8

45º 45º 45º

≤a2 > a2,≤4.0 a2 >4.0a2

Zona 2 1.8 -1.7 1.8 -1.7 1.2 -1.1

1.7 1.7 1.1

Flujo de Viento Obstruido

Zona 1 Zona 3 1.2 -1.1 1 -3.6 1.2 -1.1 0.8 -1.8 1.2 -1.1 0.5 -1.2 -1.2 -1.2 -1.2

Zona 1 0.5 -1.2 0.5 -1.2 0.5 -1.2

-5.1 0.8 -2.6 -2.6 0.8 -2.6 -1.7 0.5 -1.7

0.5 0.5 0.5

-1.7 -1.7 -1.7

1 0.8 0.5

-3.2 -2.4 -1.6

0.8 0.8 0.5

-2.4 -2.4 -1.6

0.5 0.5 0.5

-1.6 -1.6 -1.6

1.3 -0.9 1.3 -0.9 1.3 -0.9

1 0.8 0.5

-2.4 0.8 -1.8 0.8 -1.2 0.5

-1.8 -1.8 -1.2

0.5 0.5 0.5

-1.2 -1.2 -1.2

1.1 1.1 1.1

1 0.8 0.5

-2.4 0.8 -1.8 0.8 -1.2 0.5

-1.8 -1.8 -1.2

0.5 0.5 0.5

-1.2 -1.2 -1.2

-0.8 -0.8 -0.8

1 0.8 0.5

Zona 2 0.8 -1.8 0.8 -1.8 0.5 -1.2

Notas: 1. CN identifica las presiones netas (contribuciones de las superficies superior e inferior) 2. Flujo de viento libre identifica flujos de viento relativamente sin obstrucción, con bloqueo menor o igual al 50%. Flujo de viento obstruido identifica objetos bajo cubierta que inhiben el flujo de viento (bloqueo mayor al 50%).

63

3. Para valores de ' diferentes a los que se muestran, se permite interpolación lineal. 4. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 5. Cada componente se diseñará para los coeficientes de presiones y succiones mostrados. 6. Notación: a : 10% de la menor dimensión horizontal o 0.4h , el que sea menor, pero no menos de 4% de la menor dimensión horizontal o 1.0 m. h : Altura promedio de la cubierta, en m. L : Dimensión horizontal del edificio, medida a lo largo de la dirección del viento, en m. 'θ : ángulo de la cubierta medido desde la horizontal, en grados. Otras Estructuras – Método 2 Todas las Alturas Figura (B.6.5-17) Coeficientes de Fuerza, Cf Todas las alturas Muros Libres y Vallas Macizas

Relación de galibo

1. 0.9 0.7 0.5 0.3 0.2 ≤0.16

Cf CASO A Y CASO B Relación de Aspecto, B/s ≤0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 4 5 10 20 30 >45 1.80 1.70 1.65 1.55 1.45 1.40 1.35 1.35 1.30 1.30 1.30 1.30 1.85 1.75 1.70 1.60 1.55 1.50 1.45 1.45 1.40 1.40 1.40 1.40 1.90 1.85 1.75 1.70 1.65 1.60 1.60 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.95 1.85 1.80 1.75 1.75 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.75 1.95 1.90 1.85 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.85 1.85 1.85 1.95 1.90 1.85 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.85 1.90 1.90 1.95 1.95 1.90 1.85 1.85 1.80 1.80 1.85 1.85 1.85 1.90 1.90 1.95

64

Distancia Horizontal desde el borde de barlovento 0as S a 2s 2s a 3s 3s a 10s

2 2.25 1.50 1.15 1.10

3 2.60 1.70 1.30 1.05

Otras Estructuras – Método 2 Todas las Alturas Figura (B.6.5-17) (continuación)_ Coeficientes de Fuerza Muros Libres y Vallas Macizas Cf Caso C Distancia Relacion de aspecto, B/s Relacion de aspecto, B/s Horizontal 13 >45° desde el borde de 4 5 6 7 8 9 10 barlovento 2.90 1.90 1.45 1.05

3.10* 3.30* 3.40* 3.55* 3.65* 3.75 2.00 2.15 2.25 2.30 2.35 2.45 1.55 1.65 1.70 1.75 1.85 1.05 1.05 1.00 0.95

0as s a 2s 2s a 3s 3s a 4s 4s a 5s 5s a 10s

4.00 2.60 2.00 1.50 1.35 0.90

4.30* 2.55 1.95 1.85 1.85 1.10

Los valores deben Multiplicarse por los siguientes factores de reducción cuando haya una >10s 0.55 0.55 esquina de retorno o señal Lr B viento Vista en planta del muro o valla, con esquina con retorno Distancia Factor de Reducción 0.3 0.90 1.0 0.75 >2.0 0.60 >10s 0.55 _ Notas:_ 1. El termino vallas en las notas de abajo también se aplica para los muros sueltos. 2. Vallas con aberturas de menos del 30% del área total se clasifican como sólidas. Los coeficientes de fuerza para vallas sólidas con aberturas deben multiplicarse por un factor de reducción de (1 – (1 – Ɛ)^ (1.5) . 3. Para permitir para direcciones del viento perpendiculares e inclinadas, los siguiente casos se deben considerar: Para s/ h <1 : CASO A: La fuerza resultante actúa perpendicular a la cara de la señal a través del centro geométrico. CASO B: La fuerza resultante actúa perpendicular a la cara de la señal a una distancia desde el centro geométrico hacia barlovento igual a 0.2 veces el ancho promedio de la señal. Para B/ s ≥ 2 , se debe considerar el CASO C CASO C: Las fuerzas resultantes actúan perpendicular a la cara de la valla a través de los centros geométricos de cada región. Para s/ h = 1 : Los mismos casos de arriba excepto que los sitios verticales de la resultante de las fuerzas ocurren a una distancia arriba del centro geométrico igual a 0.05 veces la altura promedio de la valla. 4. Para el CASO C cuando s /h > 0.8 , los coeficientes de las fuerzas deben multiplicarse por un factor de reducción de (1.8 - s/ h) . 5. Se permite interpolación lineal para valores de s/ h , B/ s y L/ s diferentes a los mostrados. 6. Notación: B : Dimensión horizontal de la valla, en m. h : Altura de la valla en m. s : Dimensión vertical de la valla, en m. 1 : Relación de área solida a área total. L : Dimensión horizontal de la esquina de retorno, en m

65

Otras Estructuras – Método 2 Todas las Alturas Figura (B.6.5-18) Coeficientes de Fuerza, Cf Edificios Abiertos Chimeneas, Tanques, Equipo de Cubierta y Estructuras Similares Sección Transversal

Tipo de superficie

Cuadrada (Viento Perpendicular a la cara) Cuadrada (Viento a lo largo de la diagonal) Hexagonal u Octagonal Redonda (D √qz > 2.5) D √ qz > 5.3, D en m, qz en N/ m^2 D √ qz > 5.3, D en m, qz en N/ m^2

Todas Todas Todas

1 1.3 1.0 1.0

h/D 7 25 1.4 2.0 1.1 1.5 1.2 1.4

Moderadamente Suave 0.5 0.6 0.7 Rugosa (D’/D = 0.02) 0.7 0.8 0.9 Muy Rugosa (D’/D = 0.08) 0.8 1.0 0.2

Redonda (D √qz ≥ 2.5 (D √qz ≤ 5.3, D en m, q en N/ m^2

Todas

0.7 0.8 1.2

Notas: 1. La fuerza de viento de diseño, debe calcularse basada en el área de la estructura proyectada sobre un plano perpendicular a la dirección del viento. La fuerza debe suponerse que actúa paralela a la dirección del viento. 2. Se permite interpolación lineal para los otros valores de h D diferentes a los mostrados. 3. Notación: D : Diámetro de la sección transversal circular y la menor dimensión horizontal de las secciones transversales cuadradas, hexagonales u octogonales a la altura considerada, en m. D : Profundidad de los elementos que sobresalen tales como relieves, defensas, en m. h : Altura de la estructura, en m. qz : Velocidad de presión evaluada a la altura z sobre el terreno, en N/m2._ Otras Estructuras – Método 2 Todas las Alturas Figura (B.6.5-19) Coeficientes de Fuerza, Cf Vallas Abiertas, Pórticos y Torres Ɛ <0.1 0.1 o 0.29 0.3 o 0.7

Miembros Redondos D√ qz ≤ 2.5 D√ qz > 2.5 D√ qz ≤5.3 D √qz > 5.3 1.2 0.8 1.3 0.9 1.5 1.1

Miembros de lados Planos 2.0 1.8 1.6

Notas: 1. Las vallas o avisos con aberturas de 30% o más del área total se clasifican como vallas abiertas. 2. El cálculo de las fuerzas de diseño de viento deben basarse en el área expuesta de todos los miembros y elementos proyectados sobre un plano perpendicular a la dirección del viento. Las fuerzas deben suponerse que actúan paralelas a la dirección del viento. 3. El área de Af consistente con los coeficientes de fuerza es el área sólida proyectada perpendicularmente a la dirección del viento. 4. Notación: Ɛ: relación de área sólida a área total. D : diámetro de un miembro redondo típico, en m. qz : velocidad de presión evaluada a una altura z desde el nivel del terreno, en N/m2. Sección de la Torre Cuadrado Triangular

Cf 40 Ɛ^2 - 5.9 Ɛ + 4.0 3.4 Ɛ^2 - 4.71 Ɛ + 3.4

Notas: 1. Para todas las direcciones de viento consideradas, el área Af consistente para los coeficientes de fuerza especificados debe ser el área sólida de la cara de la torre proyectada sobre el plano de esa cara del segmento de torre considerado.

66

2. Los coeficientes de fuerza considerados son para torres con ángulos estructurales o elementos similares de lados planos. 3. Para torres con elementos redondos, es aceptable multiplicar los coeficientes de fuerza especificados por el siguiente factor para determinar las fuerzas de viento en esos elementos: 0.5 Ɛ^2 +0.57 , pero no mayor de 1.0 4. Las fuerzas de viento deben ser aplicadas en las direcciones que resulten en las máximas fuerzas y reacciones en los elementos. Para torres con secciones transversales cuadradas, las fuerzas de viento deben ser multiplicadas por el siguiente factor cuando el viento se considera a lo largo de la diagonal de la torre: 1.0 + 0.75 Ɛ, pero no mayor de 1.2 5. Las fuerzas de viento en elementos de la torre tales como escaleras, ductos, luces, elevadores, etc. deben calcularse usando los coeficientes de fuerza apropiados para dichos elementos. 6. Notación: Ɛ: relación de área sólida a área total de una cara de la torre para el segmento que se esta considerando. Factor de Importancia. I (Cargas de Viento) Tabla (B.6.5-1) Categoria I II III IV

Regiones no propensas a huracanes, Regiones con posibilidad de huracanes de V = 40 -45 m/s V > 45 m/s 0.87 0.77 1.00 1.00 1.15 1.15 1.15 1.15

Constante de Exposición del Terreno Tabla (B.6.5 -2) Exposición ᾀ Z (m) ˆa ˆb ᾀ b’ c l (m) Ɛ min Z *(m) B 7.0 365.8 1/7.0 0.84 1/4.0 0.45 0.30 97.5 1/3 9.0 C 9.5 274.3 1/9.5 1.00 1/6.5 0.65 0.20 152.4 1/5 4.5 D 11.5 213.4 1/11.51.07 1/9.0 0.80 0.15 198.1 1/8 2.0 * Zmin mínima altura usada para asegurar que la altura equivalente Z es mayor de 0.6 h o Zmin Para edificios con h ≤ Zmin , Z debe tomarse como Zmin Coeficientes de Exposición para la Presión Dinámica, Kh y Kz Tabla ( B.6.5-3 ) Altura sobre el terreno Z m 0 –4.5 6.0 7.5 9.0 12.0 15.0 18.0 20.0 24.5 27.5 30.5 36.5 42.5

Exposición, Nota 1

B Caso 1 0.7 0.7 0.7 0.7 0.76 0.81 0.85 0.89 0.93 0.96 0.99 1.04 1.09

Caso 2 0.57 0.62 0.66 0.70 0.76 0.81 0.85 0.89 0.93 0.96 0.99 1.04 1.09

67

C Casos I y II 0.85 0.90 0.94 0.98 1.04 1.09 1.13 1.17 1.21 1.24 1.26 1.36 1.36

D Casos I y II 1.03 1.08 1.12 1.16 1.22 1.27 1.31 1.34 1.38 1.40 1.43 1.52 1.52

Altura sobre el terreno Z m

Exposición, Nota 1

B Caso 1

49.0 55.0 60.0 76.0 90.0 107.0 122.0 137.0 152.0

1.13 1.17 1.20 1.28 1.35 1.41 1.47 1.52 1.56

Caso 2

C Casos I y II

1.13 1.17 1.20 1.28 1.35 1.41 1.47 1.52 1.56

1.39 1.43 1.46 1.53 1.59 1.64 1.69 1.73 1.77

D Casos I y II 1.55 1.58 1.61 1.68 1.73 1.78 1.82 1.86 1.89

Notas: 1. CASO a. Todos los componentes y recubrimientos b. Sistema Principal Resistente a Cargas de Viento en edificios bajos diseñados usando la Fig. B.6.5-7 CASO 2 a. Todos los Sistemas Principales Resistentes a Cargas de Viento de los edificios excepto aquellos de los edificios bajos diseñados usando la Fig. B.6.5-7 b. Todos los Sistemas Principales Resistentes a Cargas de Viento en otras estructuras. . 2. El coeficiente de exposición de presión dinámica, Kz , puede ser determinado de la siguiente fórmula: 4.0 m ≤ Z ≤ Zg Para Z < 4.0 m Kz = 2.01(Z/ Zg)^(2/ᾀ)

Kz = 2.01(4.0/Zg)^(2/ᾀ)

Z no debe tomarse menos que 9.0 m para el caso 1 en exposición B 3. ᾀ y Zg están tabulados en la Tabla B.6.5-2 . 4. Se acepta interpolación lineal para valores intermedios de la altura Z . 5. Las categorías de exposición se definen en B.6.5-6 Factor de Direccionalidad del Viento, Kd Tabla (B.6.5-4) Tipo de Estructura

Factor de Direccionalidad del Viento, Kd *

Edificios Sistema Principal de Resistencia De Cargas de Viento Componentes y Recubrimientos Cubiertas Abovedadas Chimeneas, Tanques y Estructuras Similares Cuadradas Hexagonales Redondas Avisos Sólidos Avisos Abiertos y Estructura Rectangular Torres en Celosía Triangular, Cuadrada y Rectangular Todas las otras secciones transversales

0.85 0.85 0.85

0.90 0.95 0.95 0.85 0.85 0.85 0.95

* El factor de direccionalidad Kd ha sido calibrado con las

68

combinaciones de carga especificadas. Este factor debe usarse cuando se usen las combinaciones B.2.3 y B.2.4 correspondientes.

III.1 Ejemplos Utilizando el Método 2 (Procedimiento Analítico) III.10.1 Hallar la fuerza de viento del Ejemplo II.2, utilizando el Método Analítico. Las características son: Localización: Ciudad de Barranquilla. Velocidad del viento 36 m/s = 130 km/h (Región 5) Terreno: Plano Dimensiones: 10 m x 30 m x 6 m de altura, Techo Plano Paredes de Bloques Techo: losa de concreto Puertas y ventanas protegidas al viento Se utilizará como almacén.

Vigas con 10.0 m de luz espaciada a 2.5 m paneles de 2.0 m x 10.0 m

6m

30 m 10 m

Solución: La presión por velocidad del viento se halla con la ecuación: qz = 0.613 Kz Kzt Kd V² I B.6.5.13 a ) La Velocidad Básica de Viento V, y el Factor de Dirección de Viento Kd se determinarán de acuerdo con la sección VELOCIDAD DE VIENTO BÁSICA (B.6.5.4) De la FiguraB.6.4-1, obtenemos que para la ciudad de Barranquilla: V = 36 m/s (130 km/h) y de la Tabla B.6.5-4, para edificios, Kd = 0.85 para SPRCV b ) El factor de Importancia I se determinará de acuerdo con la sección (B.6.5.5) El Factor de Importancia para un almacén (Categoría II) es I = 1.0 c ) Se determinará para cada dirección de viento una o unas Categorías de Exposición Kz y un Coeficiente de Exposición para la Presión por Velocidad Kh, de acuerdo con la sección (B.6.5.6) El valor de Kz = 0.90 para Caso 1(Revestimiento y Componentes) y Caso 2(SPRFV) de la Tabla B.6.5-3 para z = 6.0 m, solamente hay un valor Kz = Kh = 0.90 d) El Factor Topográfico Kzt se determinará de acuerdo con la sección (B.6.5.7) Como no está en colina o escarpe, Kzt = 1.0 qz = 0.613 Kz Kzt Kd V² I B.6.5.13.

69

Sustituyendo valores obtenemos: qz = 0.613 x 0.9 x 1.0 x 0.85 x 36² x 1.0 = 607.75 N /m² qh = 607.75 N/m²para h = 6.0 m Factor de Ráfaga. El edificio es considerado una estructura rígida. Según la sección B.6.5.8.1, es permitido utilizar G = 0.85 Coeficiente de presiones interna. El edificio tiene las ventanas y puertas protegidas, por lo cual es un edificio cerrado. Según la Figura B.6.5-2, se utiliza GCpi = 0.18 y GCpi = - 0.18, para edificios cerrados. Presión del Viento en el SPRCV. La presión del Viento se determina utilizando: p = q GCp – qi (GCpi) (B.6.5-15) q = qz para la pared de barlovento (607.75 N/m²) q = qh para pared de sotavento, paredes laterales y techo (607.75 N/m²) G = 0.85 Cp – coeficiente para la presión externa qi = qh para edificios cerrados (607.75 N/m²) GCpi = + 0.18 y – 0.18 El valor de los coeficientes de presión externa se obtiene de la Figura B.6.5-3 del Reglamento Cp para las paredes (Muro) Muro en barlovento Cp = 0.8 para q2 Muros laterales Cp = - 0.7 para qh Para las paredes a Sotavento los coeficientes son función de L/B Para L/B = 10 / 30 = 0.333, Cp = - 0.5 para viento perpendicular a 30 m Para L/B = 30 / 10 = 3, Cp = - 0.3 para viento perpendicular a 10 m CP para Techo Los coeficientes son función de la pendiente del techo y h/L, para θ < 10° y h/L = 0.2 Primer valor Cp = - 0.9 para la distancia de 0 a h Cp = - 0.5 para la distancia de h a 2h Cp = - 0.3 para distancia > 2 h Segundo valor Cp = - 0.18 para la distancia de 0 hasta el final. Este valor es el valor menor y no lo mostraremos en este Ejemplo Presiones en el SPRCV Muro (Pared) a barlovento p = q GCp – qi (GCpi) p = 607.75 x 0.85 x 0.8 – 607.75 (± 0.18) = 413.27 ± 109.395 N / m² Muro (Pared) a sotavento p = q GCp – qi (GCpi) p = 607.75 x 0.85 x (-0.50) – 607.75 (± 0.18) = 258.29 ± 109.395 N / m² Para el viento perpendicular a 30 m Muro (Pared) a sotavento p = q GCp – qi (GCpi) p = 607.75 x 0.85 x (-0.30) – 607.75 (± 0.18) = 154.97 ± 109.395 N / m² Para el viento perpendicular a 10 m Techo primer valor p = q GCp – qi (GCpi) p = - 607.75 x 0.85 x (-0.9) – 607.75 (± 0.18) = - 464.93 ± 109.35 Para 0 a 6 m p = - 607.75 x 0.85 x (-0.5) – 607.75 (± 0.18) = - 258.29 ± 109.35 Para 6 a 12 m p = - 607.75 x 0.85 x (-0.3) – 607.75 (± 0.18) = - 154.98. ± 109.35 Para > 12 m En las siguientes figuras se indican las presiones en las dos direcciones. La presión interna se debe sumar a la presión externa. La presión interna con el mismo signo actúa en toda la superficie, por lo cual no existe cortante horizontal

70

464.93

413.27

258.29

154.98

adicione presiones internas + 109.395 y -109.395

154.97

30 m

Presiones de viento (N/m²) para SPRCV cuando el viento es perpendicular a la pared de 10 m 464.93

413.27

258.29

adicione presiones internas + 109.395 y -109.395

258.29

10.0 m Presiones de viento (N/m²) para SPRCV cuando el viento es perpendicular a la pared de 30 m Casos de las Fuerzas de viento. De acuerdo con la sección B.6.5.12.3 en Excepción, este edificio se pueden diseñar con los Casos de Fuerzas 1 y 3 de la Figura B.6.5-6. El Caso 1 está considerado en las figuras anteriores. El caso 3 se considera en la siguiente Figura (N/m²) 310

310

116

193 Presiones de Diseño para Componentes de Parapetos. Las presiones se hallan con: p = qh[( G Cp) – (G Cpi) (B.6.5-20) qh = 607.75 N/m² G Cpi = + 0.18 y – 0.18

(G Cp) se halla de las figuras B.6.5-8 a B.6.5-13

71

Presiones en las paredes. Las paredes de mampostería están apoyadas en el cimiento del terreno y en el diafragma del techo, la luz es 6.0 m. El Área Efectiva de la pared se determina utilizando la Sección B.6.2 Definiciones, que nos dice: es la longitud de luz multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud del tramo, entonces el Aefc = 6.0 x 6.0 / 3 = 12.0 m². En la figura B.6.5-8A, Nota 5, nos dice que: Los valores de (GCP) para paredes serán reducidos un 10% para el ángulo ≤ 10°. Los valores de (GCP) se obtienen de la Figura B.6.5-8A. Zona 5. Esquina Distancia el menor de a = 0.1 x 10 = 1.0 m ó a = 0.4 x 6.0 = 2.4 m y no menor de 0.04 x 10 = 0.4 m ó 1.0 m. Se toma a = 1.0 m. p = 607.75[(-1.02 x 0.9 – (±0.18)] = - 667.31 N/m² p = 607.75[(0.8 x 0.9 – (±0.18)] = + 546.97 N/m². El valor de 0.9 es para tener en cuenta la reducción del 10% de (GCP) Zona 4 Interior p = 607.75[(-0.909 x 0.9 – (±0.18)] = - 606.059 N/m² p = 607.75[(0.8 x 0.9 – (±0.18)] = + 546.97 N/m². Las paredes tienen succión desde el techo, lo cual está determinado de SPRCV Presión el las vigas. Las vigas tienen una luz de 10 m y están espaciadas a 2.5 m. Las vigas pueden estar en Zona 1 (interior del techo) o Zona 2 (borde). Zona 3 actúa solamente en parte de la viga. Ancho de las Zonas 2 y 3 según Figura B.6.5-8B el menor de a = 0.1 x 10.0 = 1.0 m ó a = 0.4 x 6.0 = 2.4 m. Tomamos a = 1.0 m El Área efectiva el mayor de A = 10.0 x 2.5 = 25.0 m² ó A = 10 x 10 / 3 = 33.3 m². Tomamos A = 33.3 m². Los valores de (GCP) se obtienen de la figura B.6.5-8B, utilizando A = 33.3 m Zona 1 interior p = 607.75[(-0.9 x 0.9 – (±0.18)] = - 601.67 N/m² p = 607.75[(0.2 x 0.9 – (±0.18)] = 218.79 N/m² Paneles del Techo La longitud del panel es 10.0 m y la luz es 2.5 m entre vigas. El Área efectiva es el mayor de A = 2 x 2.5 = 5.0 m² ó A = 2.5 x 2.5 / 3 = 2.08 m². Tomamos A = 5.0 m Zona 1 interior p = 607.75[(-0.95 x 0.9 – (±0.18)] = - 629.02 N/m² p = 607.75[(0.3 x 0.9 – (±0.18)] = + 273.49 N/m² Zona 2 borde p = 607.75[(-1.38 x 0.9 – (±0.18)] = - 864.22 N/m² p = 607.75[(0.2 x 0.9 – (±0.18)] = 218.79 N/m² Zona 3 Esquina p = 607.75[(-1.75 x 0.9 – (±0.18)] = - 1066.60 N/m² p = 607.75[(0.2 x 0.9 – (±0.18)] = 218.79 N/m² Se ha utilizado el coeficiente de presión interna de ± 0.18 para que dé el valor crítico de la presión III.2 Edificio de Oficina de 50.0 m x 100.0 m x 50.0 m de altura, colocado en un Escarpe Localización: Cartagena. V = 36 m/s (130 km/h) Rugosidad del Terreno B. Área urbana. Escarpe: Como se muestra en la figura Estructura de pórtico rígido de acero en las dos direcciones. Las losas de piso y techo tienen acción de diafragma. La relación de altura a menor dimensión horizontal es 50.0 / 50.0 = 1.0 < 4, la frecuencia natural es mayor de 1 Hz. Revestimiento. Paneles de cristal con luz igual a la distancia entre losas (3.3 m). Los paneles tienen 1.5 m de ancho y un largo de 1.65 m estando espaciado a 1.5 m. Estos paneles no son resistentes a los impactos. Hay edificios de 20 m de altura localizados dentro de 450 m de radio El edificio se considera parcialmente cerrado

72

Exposición: Como el edificio está localizado en área urbana es Exposición B. Clasificación del Edificio: El edificio se utilizará como oficina, por lo cual no es considerado esencial y no estará ocupado por más de 300 personas en un área al mismo tiempo. Es Categoría II

Viento H = 40 m

Edificio

50.0 m

Lh = 50.0 m x = 25 m

50 m

H/2 = 20 m Ln es medido desde la mitad de la pendiente al tope de la misma x es la distancia desde el frente del edificio al inicio de la pendiente Presión por Velocidad del Viento. La presión por velocidad del viento se halla con: qz = 0.613 Kz Kzt Kd V² I B.6.5.13 Kz se obtiene de la Tabla B.6.5-3. Caso 1 para Revestimiento y Componentes y Caso 2 para SPRCV. Kzt se obtiene de la figura B.6.5-1, debido a que está en un escarpe. El escarpe está aislado, sin obstrucciones en barlovento hasta una distancia de 6 km Al utilizar la figura B.6.5-1 H = 40 m Lh = 50 m x = 25 m. Como H / Lh = 40 / 50 = 0.8 > 0.5 de acuerdo con la Nota 2 de la figura B.6.5-1 se utiliza H / Lh = 0.5 y Lh = 2H = 80 m El edificio está en escarpe 2-D. Para exposición B, K1 / (H / Lh ) = 0.75, entonces K1 = 0.75 x 0.5 = 0.38 Para x / Lh = 25 / 80 = 0.3125, K2 = [1 – (0.3125 / 4] = 0.92 K3 = (e)^ (-2.5 z / Lh) Valores en la tabla por z Kzt = (1 + K1 K2 K3)² Kd = 0.85 para edificios, SPRCV y Revestimiento y Componentes (Tabla B.6.5-4) V = 36m/s (130km/h) I = 1.0 para categoría II (Tabla B.6.5-1) qz = 0.613 Kz Kzt 0.85 x 36² x 1.0 = 675.28 Kz Kzt N/m² qz (Presión del viento) Altura (m) Kz z /Lh* K3 Kzt qz (N/m²) 0 -4.5 0.57 0.028 0.932 1.7557 675.78 9.0 0.70 0.084 0.810 1.646 678.05 20.0 0.89 0.181 0.64 1.496 899.09 30.5 0.99 0.312 0.476 1.360 909.20 Techo (50.0) 1.136 0.5 0.286 1.208 926.67 * z es tomado en la mitad de la diferencia entre las alturas, o sea, para entre altura de 4.5 m y 9m, z = (9.0 – 4.5) / 2 + 4.5 = 6.75 La presión a la altura del techo es qh = 926.67 N /m² Diseño de la presión del viento para el SPRCV Las presiones de viento en edificios rígidos para el SPRFV se determina con:

73

p = q GCp – qi (G Cpi) (B.6.5-15) q = qz, para paredes a barlovento evaluada a una altura z sobre el terreno q = qh, para paredes a sotavento, paredes de costado y cubierta evaluado a una altura h qi = qh para paredes a barlovento, paredes de costado, paredes a sotavento y cubierta de edificios cerrados y para la evaluación de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados qi = qz para la evaluación de la presión interna en edificios parcialmente cerrado donde la altura z es la altura máxima de las aberturas que podrían afectar la presión interna positiva G- factor de ráfaga para edificios y estructuras rígidos Cp- Coeficiente de presión externa (GCpi) - Coeficiente de presión interna Este edificio tiene la relación (h / menor ancho) = 50.0 / 50.0 = 1.0 < 4.0 es una estructura rígida Factor de ráfaga G. El Reglamento permite según B.6.5.8.1 tomar este factor como G = 0.85 Comprobemos este valor con el método indicado en el Reglamento Aplicando la fórmula: G = 0.925{(1 + 1.7 gQ IzQ) / (1 + 1.7 gv Iz)} B.6.5.-2 gQ = gv = 3.4 Sección B.6.5.8.1 Siendo z¯ = 0.6 h = 0.6 x 50 = 30.0 m ó según Tabla B.6.5-2, para exposición B, Zmin = 9.0 m y c = 0.30 Se toma el mayor valor de z¯ y Zim, por lo cual z¯ = 30.0 m I z¯ = c (10 / z¯) ^1/6 B.6.5-3) I z¯ = 0.3 (10 / 30)^0.167 = 0.3 x (0.333)^0.167 = 0.249 Lz¯ = l (z¯ / 10)^ε¯ B.6.5-5). De la Tabla B.6.5-2, l = 97.5 m ε¯ = 1 / 3 Lz¯ = 97.5 (30 / 10)^0.333 = 140.56 m Q = √{1 / [1 + 0.62[(B + h)/ Lz¯ ]^0.63] = √{1 / [1 + 0.62[(50 + 50) / 140.56]^0.63] = 0.816 G = 0.925{(1 + 1.7 x 3.4 x 0.249 x 0.816) / (1 + 1.7 x 3.4 x 0.249)} = 0.824 < 0.85, se utilizará G = 0.824 Coeficiente de presión externa en la pared (Cp) Los valores son obtenidos de la figura B.6.5-3. La pared a barlovento Cp = + 0.8, Las paredes laterales Cp = – 0.7. La pared a sotavento es función L / B, para el viento normal (perpendicular) a la pared de 100 m. L / B = 50 / 100 = 0.5, por lo cual Cp = - 0.5. Para el viento perpendicular a la pared de 50 m. L/B = 100 / 50 = 2.0 entonces Cp = - 0.3 Techo Para viento perpendicular a la pared de 100 m Para h / L = 50 / 50 = 1.0 y θ < 10° en la Figura B.6.5-3, dos zonas son especificadas: Primer valor: Para 0 a h/2, Cp = -1.3. Este valor puede reducirse según el área que se aplica. Área = 100 x 25 = 2500 m². El factor de reducción es 0.8, entonces Cp = 0.8 x ( -1.3) = -1.04 Para Para > h/2 Cp = - 0.7 El segundo valor de Cp = – 0.18 es el más pequeño de succión en el techo y no lo analizaremos Para viento perpendicular a la pared de 50 m Para h / L = 50 / 100 = 0.5. En la figura B.6.5-3 hallamos para 0 a h, Cp = -0.9, Para h a 2h, Cp -0.5 y para > 2h, CP = - 0.3 Para el viento perpendicular a la pared de 100 m Cálculo del techo para la distancia de 0 a h/2 = 25 m, desde el borde. Presión externa = qh G Cp(reducido) qh = 926.67 N /m². Presión externa = 926.67 (0.824)(-1.04) = -794.12 N/m²

74

Para la distancia de h/2 = 25 m a h = 50 m (> h/2) Presión externa = 926.67 (0.824)(-0.7) = -534.50 N/m² Para el viento perpendicular a la pared de 50 m Cálculo del techo para la distancia de 0 a h (50 m) desde el borde. Presión externa = qh G Cp(reducido) qh = 926.67 N /m². Presión externa = 926.67 (0.824)(-0.9) = -687.22 N/m². Para la distancia de 50 m a 2h (100m) Presión externa = 926.67 (0.824)(-0.5) = -381.79 N/m². En la siguiente Tabla se indica la presión externa para el viento perpendicular a la pared de 100 m Área Pared a barlovento

z (m) 0-4.5

q (N/m²) 675.78

Cp + 0.8

Presión externa (N/m²) 540.62

9

678.05

+ 0.8

542.44

20

899.09

+ 0.8

719.27

30.5

909.20

+ 0.8

727.36

Techo (50.0)

926.67

+ 0.8

741.34

Pared a sotavento

todas

926.67

- 0.5

- 463.33

Paredes Laterales

todas

926.67

– 0.7

- 648.67

Techo

0-25

926.67 x 0.85

-1.04

-819.18

0-50

926.67 x 0.85

- 0.70

-551.37

En la siguiente Tabla III.10.2.2 se indica la presión externa para el viento perpendicular a la pared de 50 m Área Pared a barlovento

z (m) 0-4.5

q (N/m²) 675.7

Cp + 0.8

Presión externa (N/m²) 540.56

9

678.05

+ 0.8

542.27

20

899.09

+ 0.8

719.27

30.5

909.20

+ 0.8

741.34

Techo (50.0)

346.07

+ 0.8

276.86

Pared a barlovento

todas

926.67

- 0.3

- 278.00

Paredes Laterales

todas

926.67

– 0.7

- 648.67

Techo

0-50

926.67 x 0.85

-0.9

-708.90

50 -100

926.67 x 0.85

-0.5

-393.83

75

Coeficiente de Presión Interna (GCpi). El edificio se considera como parcialmente cerrado y está situado en en zona de ciclones Las presiones de viento en edificios rígidos para el SPRFV y todas las altura se determina con: p = q GCp – qi (G Cpi) (B.6.5-15) Para edificio parcialmente cerrado GCpi = ± 0.55. Para qi, qh = 926.67 N/m² para la presión interna negativa, y qz se evaluará a 29 m para la presión positiva interna (9.0 m sobre la altura de los edificios que están dentro de un radio de 450 m), según sección B.6.5.9.3 Presión negativa = 926.67 x ( - 0.55) = - 509.67 N/m² Presión positiva = 900.2 x 0.55 = 495.11 N/m² ( El valor de qh = 900.2 n/m², se obtuvo por interpolación para la altura de 29.0 m). La sección B.6.5.12.3 del Reglamento especifica que cualquier edificio cuya fuerza de viento se determina según las secciones B.6.5.12.2.1 y B.6.5.12.2.3, se deben diseñar teniendo en cuenta los casos de fuerza definido en la figura B.6.5-6. Caso 1 se incluyen en las fuerzas determinadas anteriormente y que se muestran en las Figuras siguientes: -819.18

-551.37

741.34 25.0 m 727.36 719.27

30.5 m 20.0 m

- 463.33

50.0 m

50.0 m 542.44

9.0 m

540.62

4.5 m Presión para SPRCV, viento perpendicular a la pared de 100 m

Adicione a la figura anterior la presión interna de - 509.67 N/m² y + 495.11 N/m² para casos de dos fuerzas -708.90

-393.83

741.34 50.0 m 727.36 719.27

30.5 m 20.0 m

- 278.00

100.0 m 542.27 495.11

9.0 m 4.5 m Presión para SPRCV, viento perpendicular a la pared de 50 m

76

50.0 m

Adicione a la figura anterior la presión interna de – 509.67 N/m² y + 495.11 N/m² para casos de dos fuerzas La combinación de fuerzas a barlovento (Pw) y sotavento son aplicables para los Casos de Fuerzas 2, 2 y 4 se muestra en la siguiente figura, para SPRCV del viento perpendicular a pared de 50 m Pwy Pwx

0.75 Pwy

PLx 0.75 Pwx

PLy Caso 1

0.75 PLx

0.75 PLy

By

By

0.75 Pwy

Caso 3

0.563 Pwy 0.563 PLx

MT 0.75 Pwx

0.75 PLy

MT

MT

0.75 PLy

0.563 PLy

ex = ± 0.15 Bx = 0.15 x 50 = 7.5 m ey = ± 0.15 By = 0.15 x 100 = 15 m MT = 0.75 (Pwx + Plx) 50 x(± 7.5) MT = 0.75(Pwy + PLy) 100 x 15

ex ±= 7.5 m

ey = 15 m

MT = 0.563(Pwx+PLx)50 x 7.5 + 0.563(Pxx + PLy)100 x 15 Caso 2

Caso 4

Presiones de Diseño para Componentes . Las presiones se hallan con: p = q( G Cp) – qi(GCpi) (B.6.5-21) q = qz para pared de barlovento calculada a la altura z y qh para pared de sotavento, paredes laterales y techo calculada a la altura h, qi = qh = 926.67 N /m² para presión interna negativa y qi = qz = 900.2 n/m², evaluada a 29.0 m ( G Cp)= Coeficiente de de presión externa Figura B.6.5-14 (G Cpi) = Coeficiente de presión interna Figura B.6.5-2 Presiones en las paredes. Las paredes están apoyadas en las losas de piso, la luz es 3.33 m. El Área Efectiva de la pared es la luz multiplicada por un ancho efectivo que no puede ser menor que un tercio de la longitud del tramo según la Sección B.6.2 Definiciones, entonces: el Aefc = 3.33 x 3.33 / 3 = 3.70 m². ó Aefc = 3.33 x 1.5 = 4.995 m² . Se toma Aefc = 4.995 m² (mayor) Zona 4 y 5 Figura B.6.5-14 (+GCp) = 0.82 Zona 4(GCp) = - 0.84 Zona 5 (-GCp) = -1.61. Para el panel: Aefc = 1.5 x 1.65 = 2.49 m² ó Aef = 1.5 x 1.5/ 3 = 0.75 m². Se toma 2.49 m² Zona 4 y 5 Figura B.6.5-14 (+GCp) = 0.86 Zona 4(GCp) = - 0.87 Zona 5 (-GCp) = -1.76 Ancho de la Zona 5 . el mayor de a = 0.1 x 50.0 = 5.0 m y de 1.0 m

77

(GCp) Zonas 4 y 5 Zona 4 Zona 5 Pared 0.82 -0.84 -1.61 Panel 0.86 -0.87 -1.76 El Coeficiente de presión interna (GCpi), es (GCpi) = ± 0.55 Figura B.6.5-2 Calculo de la presión de diseño en Componentes qz = 0.613 Kz Kzt 0.85 x 36² x 1.0 = 675.28 Kz Kzt N/m² qz (N/m²) Altura (m) 0 -4.5 20.0 30.5 Techo (50.0)

Kz 0.70 0.89 0.99 1.138

Kzt 1.7557 1.496 1.360 1.208

qz (N/m²) 829.91 899.0 9 909.20 928.31

Presión para la pared (N/m²) p = q(G Cp) – qi(G Cpi) (B.6.5-21) Para la presión positiva se utiliza para q, q = qz y para qi, qi = qh , entonces para la zona 4 y 5 : p = 0.82 qz – (± 0.55) 928.31 Para presión negativa se utiliza para q, q = qh y para qi se utiliza el valor de la altura de 29.0 m, que es q i = 900.0 N/m², entonces para: Zona 4: p = (-0.8) 928.31 – (± 0.55) 900.0 Zona 5: p = (-1.61) 928.31 – (± 0.55) 900.0 Zona 4

Zona 5

Altura (m)

Positiva

Negativa

Positiva

Negativa

0 -4.5 20.0 30.5 Techo (50.0)

1191.09 1247.82 1256.11 1271.78

-1423.31 -1423.31 -1423.31 -1423.31

1191.09 1247.82 1256.11 1271.78

-1989.8 -1989.8 -1989.8 -1989.8

Presiones en el Panel Para la presión positiva se utiliza para q, q = qz y para qi, qi = qh , entonces para la zona 4 y 5 : p = 0.86 qz – (± 0.55) 928.31 Para presión negativa se utiliza para q, q = qh y para qi se utiliza el valor de la altura de 29.0 m, que es q i = 900.0 N/m², entonces para: Zona 4: p = (-0.87) 928.31 – (± 0.55) 900.0 Zona 5: p = (-1.76) 928.31 – (± 0.55) 900.0

78

Zona 4

Zona 5

Altura (m)

Positiva

Negativa

Positiva

Negativa

0 -4.5 20.0 30.5 Techo (50.0)

1223.69 1268.22 1292.49 1308.83

-1302.54 -1302.54 -1302.54 -1302.54

1223.69 1268.22 1292.49 1308.83

-2128.83 -2128.83 -2128.83 -2128.83

Presiones de diseño en el techo Diseño de Componentes del Techo. La presión en los componentes del techo se encuentra en la Figura B.6.5-14. El área efectiva de los componentes del techo lo suponemos de A= 4.6 m². La presión de diseño es la suma de algebraica de las presiones internas y externa. La presión de diseño actú a través de la superficie del techo Diseño de la presión interna = 900 x 0.55 = 495 /m² Presión de diseño = qh (GCp) – 495 = 928.31(GCp) - 495 Coeficiente (GCp) A = 4.6 m² Zona 1 Presión en el techo :

GCp = - 1.2

Zona2 GCp = - 2.0 Zona 3 GCp = - 0.82

Zona 1, p = - 1608.97 N/m², Zona 2, p= - 2351.62 /m², Zona 3, p = - 1256.21 N/m²

III.3 Diseño de la fuerza de viento en un parapeto. Calcular la fuerza de viento en un parapeto que se desea instalar en el edificio del Ejemplo III.10.2. El parapeto tiene 0.5 m de alto alrededor de todo el techo qz(50.5) = qp= 934.59 N/m² 0.5 m 50.0 m

Para el SPRCV, según B.6.5.12.2.4 : pp = qp GCpn (B.6.5-18) GCpn = + 1.5 para barlovento GCpn = - 1.0 para sotavento pp = 934.59 x 1.5 = 1401.88 N/m² para barlovento pp = 934.59 x (-1.0) = - 934.59 N/m² para sotavento Para los elementos de Revestimientos y Componentes: p = qp (GCP – GCpi)

(B.6.5-22)

qp- presión por velocidad evaluada en la parte superior GCP- coeficiente de presión externa de las figuras B.6.5-8 y B 6.5-14 GCpi- coeficiente de presión interna de la figura B.6.5-2, basado en la porosidad del revestimiento del parapeto Consideremos A = 0.5 x .0.5 = 0.25 m²

79

Para caso A De la figura B.6.5-14, GCP = 0.9, Para Zona 2, GCp = - 2.3 Zona 3, GCP = - 3.2 Como el parapeto es liso (no rugoso), la presión interna no se considera Zona 2: p = 934.59 x [(0.9) – (-2.3)] = 2990.68 N/m² (hacia el parapeto) Zona 3: p = 934.59 x [(0.9) – (-3.2)] = 3831.82 N/m² (desde el parapeto) Para caso B GCP = - 1.8

p = 934.59 x [(0.9) – (-1.8)] = 2523.39 N/m²

III.4 Edificio de una Planta con Techo a dos Aguas Los datos del edificio son los siguientes: Localización: Armenia, Quindio. Región II de viento V = 22 m/s (80 km/h) Rugosidad del Terreno: Plano, No obstruida Exposición: D Dimensiones: 50.0 m x 80.0 m en planta. Altura del alero, 6.0 m, Pendiente del techo: 16°. Estructura: Pórtico, espaciados a 6.0 m, con viguetas en paredes y techos espaciados a 1.50 m apoyados en los pórticos. luz 6.0 m Componentes: paneles en el techo de 0.5 m de ancho, los paneles de las paredes son de 0.5 m x 6.0 m alero caballete

13.16 m 6.0 m

80.0 m

25.0 m

25.0 m

50.0 m

El edificio se utilizara como almacén industrial, por lo cual no se considera como indispensable y no es ocupado por 300 personas al mimo tiempo. Categoría es II. Factor de Importancia es I = 1.0, según Tabla B. 6.5-1 Presión por Velocidad del Viento. La presión por velocidad del viento se halla con: qz = 0.613 Kz Kzt Kd V² I B.6.5.13 Factor de Direccionalidad del viento: Kd = 0.85 para edificios, SPRCV y Revestimiento y Componentes (Tabla B.6.5-4) Kz se obtiene de la Tabla B.6.5-3. Caso 1 para Revestimiento y Componentes y Caso 2 para SPRCV.

80

Kzt = 1.0 (No hay accidentes topográficos) I = 1.0 para categoría II (Tabla B.6.5-1) qz = 0.613 Kz 1.0 x 0.85 x 22² x 1.0 = 252.19 Kz N/m²

Altura (m) 0-4.5 6.0 9.0 9.58* 12.0 13.16

Kz 1.03 1.08 1.16 1.17 1.22 1.24

Presión (N/m²) qz(N/m²) 259.75 272.36 292.50 295.06 307.67 312.72

* altura media del techo qh = 295.06 N/m²

Diseño de la presión del viento para el SPRCV Las presiones de viento en edificios rígidos para el SPRFV se determina con: p = q GCp – qi (G Cpi) (B.6.5-15) q = qz, para paredes a barlovento evaluada a una altura z sobre el terreno q = qh, para paredes a sotavento, paredes de costado y cubierta evaluado a una altura h qi = qh para paredes a barlovento, paredes de costado, paredes a sotavento y cubierta de edificios cerrados y para la evaluación de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados qi = qz para la evaluación de la presión interna en edificios parcialmente cerrado donde la altura z es la altura máxima de las aberturas que podrían afectar la presión interna positiva G- factor de ráfaga para edificios y estructuras rígidos Cp- Coeficiente de presión externa (GCpi) - Coeficiente de presión interna Cuando el viento es perpendicular al caballete, el techo a barlovento, está sometido a presiones externas positivas y negativas. Cuando se combinan esas presiones externas con las presiones internas positivas y negativas, tenemos cuatro casos de fuerzas. Cuando el viento es paralelo al caballete, se presentan presiones positivas y negativas, resultando dos casos de fuerzas. Para este caso se considera que θ = 0°, para Cp (coeficiente de presión externo) Factor de ráfaga G. El Reglamento permite según B.6.5.8.1 tomar este factor como G = 0.85 Coeficiente de presión externa en la pared (Cp) Los valores son obtenidos de la figura B.6.5-3. La pared a barlovento Cp = + 0.8, Las paredes laterales Cp = – 0.7. La pared a sotavento es función L / B, para el viento perpendicular al caballete. L / B = 50 / 80 = 0.625, por lo cual Cp = - 0.5. Para el viento paralelo al caballete. L/B = 80 / 50 = 1.6, interpolando Cp = - 0.38. En la siguiente tabla se indican los valores de Cp para paredes externa Área dirección del viento L/B Cp Pared a barlovento todas todas + 0.80 Pared a sotavento perpendicular al caballete 0.625 - 0.50 . paralelo al caballete 1.60 - 0.38 Paredes laterales todas todas - 0.70

81

Cp para el techo (viento perpendicular al caballete) Los coeficientes para el SPRFV se obtienen de la Figura B.6.5-3. Para el techo con θ = 0.16°, se interpola linealmente. Para el viento perpendicular al caballete, h / L = 9.58 / 50 = 0.19, Cp = - 0.48 y Cp = 0.04 Para el viento paralelo al caballete, h / L = 9.58 / 50 = 0.19, Cp = - 0.52 Coeficiente de Presión Interna (GCpi). Los valores de GCpi se encuentran en la Sección 6.5.11 y en la Figura B.6.5-2. El edificio se considera cerrado y está situado en zona de no ciclones, por lo cual GCpi = ± 0.18 Presión neta para SPRFV: p = q GCp – qi (G Cpi) (B.6.5-15) p = q 0.85 Cp – 295.06 (± 0.18) q = qz, para paredes a barlovento evaluada a una altura z sobre el terreno q = qh, para paredes a sotavento, paredes de costado y cubierta evaluado a una altura h qi = qh para paredes a barlovento, paredes de costado, paredes a sotavento y cubierta de edificios cerrados Los cálculos se realizan de la siguiente manera: Para pared a barlovento: a la altura de 6.0 m, q = 272.36 N/m², entonces p = 272.36 (0.85) (0.80) – 295.06(± 0.18) p = 185.20 – 53.11 = 132.09 N/m², con (+) presión interna p = 185.20 + 53.11 = 238.31 N/m², con (-) presión interna Presión para SPRFV: viento perpendicular al caballete Presión Neta N/m² (+GCpi) (-GCpi)

. Superficie

z (m)

Pared Barlovento 0-4.5 . 6.0 . 9.0 Pared sotavento todas Paredes laterales todas Barlovento Techo Techo a sotavento

q(N/m²) 259.75 272.36 292.50 295.06 295.06 295.06 295.06

qh = 295.06 N/m² (GCp) = (± 0.18)

G

CP

0.85 0.8 0.85 0.8 0.85 0.8 0.85 - 0.5 0.85 -0.7 0.85 - 0.48 0.04 0.85 - 0.52

123.84 132.09 146.11 -176.44 -227.30 -177.44 -147.53 -183.53

229.42 238.31 251.69 -70.86 -121.72 -71.86 253.75 -77.30

qh (GCpi) = 53.11 N/m²

III.5 Calcular la fuerza de viento en la cubierta de un domo El domo esta localizado en Armenia, Quindio. Región II de viento V = 22 m/s (80 km/h) Rugosidad del Terreno: Plano, No obstruida Exposición: D El diámetro es de 25.0 m, la altura de la parte cilíndrica es de 7.0 m y la altura del techo del domo es 10.0 m, o sea D = 25.0 m, hD = 7.0 m y f = 10.0 m La presión por velocidad del viento se halla con la ecuación: qz = 0.613 Kz Kzt Kd V² I B.6.5.13

82

De la figura B.6.5.13 se muestra el domo y los valores de GCp

°

' θ, grados

Coeficiente de Presión Externa Para Domos con Base Circular Presión Negativa Presión Positiva Presión Positiva 0 – 90 0 – 60 61 - 90

GCp

-0.9

+0.9

+0.5

Notas: 1. Los valores de GCp para ser usados con q( hD +f) donde hD + f es la altura a la cresta del domo 2. Los signos positivos y negativos significan presiones y succiones actuando sobre las superficies, respectivamente. 3. Cada componente se diseñará para las presiones y succiones máximas. 4. Los valores aplican para 0.0 ≤ hD / D ≤ 0.5, 0.2 ≤ f / D ≤ 0.5 5. θ = 0° en la base del domo, θ = 90° en el centro del punto más alto del domo, f es medida desde la base del domo hasta el tope. Como

hD / D = 7.5 / 25 = 0.3

f / D = 10 / 25 = 0.4

Se puede aplicar esta figura

Kzt = 1.0 terreno plano, no obstruido Kd = 0.95 tanque redondo

I = 1.15 Categoría III

qz = 0.613 Kz Kzt Kd V² I = 0.613 x kz x 1.0 x 0.95 x 22^2 x 1.15 = 324.13 kz kN / m^2 Exposición es D Factor de Ajuste por Altura del Edificio y Exposición, λ Altura Media del Exposición qz kN / m^2 Edificio (m) D 7,5 1.61 521.85 9,0 1.66 538.06 10,5 1.70 551.02 12,0 1.74 563.99 13,5 1.78 576.95 15,0 1.81 586.68 16,5 1.84 596.40 17.5 1.85 600.00 interpolando 18,0 1.87 606.12 Presión negativa GCp = - 0.9, entonces para la altura de la presión en kN/m^2 es: q7.5 = - 469.66 q15.0 = 528.01

q9.0 = -484.25 q10.5 = 495.92 q16.5 = 536.76

Presion positiva desde 0° hasta 60°

GCp = + 0.9

83

q12.0 = 507.59

q13.5 = 519.25

A 60° la altura es 12.30 m qz en kN/m^2 q7.5 = 469.66

q9.0 = 484.25 q10.5 = 495.92

q12.3 = 510.1

de 61° a 90° GCp = + 0.5 Desde 12.30 m a 17.5 m

qz en kN/m^2

13,5 15,0 16,5 17.5

+ 288.47 + 293.34 + 298.2 + 300.00 interpolando

IV Método 3 Procedimiento de Túnel de Viento como se indica en la Sección IV (B.6.6) B.6.6.1 — ALCANCE — Los ensayos de túnel de viento deben ser usados donde sea requerido de acuerdo con la sección B.6.5.2. Estos ensayos deben permitirse en lugar de los Métodos 1 y 2 para cualquier edificio o estructura B.6.6.2 — CONDICIONES DE ENSAYOS — Los ensayos de túnel de viento que empleen fluidos diferentes al aire para determinar las cargas de diseño de viento para cualquier edificio u otra estructura, deben ser realizadas de acuerdo con los requisitos de esta sección. Los ensayos para determinar las variaciones y el promedio de las fuerzas y presiones deben reunir las siguientes condiciones: B.6.6.2.1 — La capa de borde para la atmosfera natural se ha modelado teniendo en cuenta la variación de la velocidad del viento con la altura. B.6.6.2.2 — Las escalas relevantes de macro y micro-longitud de la componente longitudinal de la turbulencia atmosférica se modelan aproximadamente a la misma escala que se ha usado para modelar el edificio o la estructura. B.6.6.2.3 — El edificio u otra estructura modelada y las estructuras y topografía de los alrededores son geométricamente similares a sus contrapartes de escala natural, excepto que, para edificios bajos que reúnen las condiciones de la sección B.6.5.1, los ensayos deben ser permitidos para los edificios escalados en una sola categoría de exposición como se define en la sección B.6.5.6.3. B.6.6.2.4 — El área proyectada del edificio u otra estructura modelada y sus alrededores es menor que el 8% del área de la sección transversal de ensayo a menos que se haga una corrección por bloqueo. B.6.6.2.5 — El gradiente de presión longitudinal en la sección de ensayo del túnel de viento debe ser considerado. B.6.6.2.6 — Los efectos del número de Reynolds sobre las presiones y fuerzas se minimizan. B.6.6.2.7 — Las características de respuesta de la instrumentación del túnel de viento son consistentes con las mediciones requeridas. B.6.6.3 — RESPUESTA DINÁMICA — Los ensayos con el propósito de determinar la respuesta dinámica del edificio o de otra estructura deben estar de acuerdo con la sección B.6.6.2. El modelo estructural y el análisis respectivo deben tener en cuenta la distribución de masa, la rigidez y el amortiguamiento. B.6.6.4 — LIMITACIONES B.6.6.4.1 — Limitaciones en velocidades de viento —La variación de velocidades básicas de viento con la dirección no se deben permitir a menos que el análisis para velocidades de viento este de acuerdo a los requisitos de la sección B.6.5.4.2

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IV.1 FUNCIONAMIENTO DEL TÚNEL DE VIENTO El aire es soplado o aspirado a través de un conducto equipado con un puerto de visualización y la instrumentación donde se montan los modelos o formas geométricas para el estudio. Normalmente, el aire se mueve a través del túnel utilizando una serie de ventiladores. Para grandes túneles de viento de varios metros de diámetro, un ventilador grande no es práctico, por lo que en lugar de un conjunto de varios ventiladores se utilizan en paralelo para proporcionar suficiente flujo de aire. Debido a la gran cantidad y la velocidad de movimiento de aire necesario, los fans pueden ser alimentados por motores turbofan fijos en lugar de los motores eléctricos. El flujo de aire creado por los ventiladores que está entrando en el túnel es en sí misma altamente turbulento debido al movimiento de la cuchilla del ventilador, por lo que no es directamente útil para mediciones precisas. El aire que se mueve a través del túnel debe estar relativamente libre de turbulencias y laminar. Para corregir este problema, las paletas de aire vertical y horizontal estrechamente espaciados se utilizan para suavizar el flujo de aire turbulento antes de alcanzar el objeto de la prueba. Debido a los efectos de la viscosidad, la sección transversal de un túnel de viento es normalmente circular en lugar de cuadrada, ya que habrá una mayor constricción de flujo en las esquinas de un túnel cuadrado que puede hacer que el flujo turbulento. Un túnel circular proporciona un flujo suave. El interior frente del túnel es típicamente tan suave como sea posible, para reducir la resistencia superficial y la turbulencia que podría afectar la precisión de la prueba. Incluso las paredes lisas inducen cierta resistencia al flujo de aire, por lo que el objeto que está siendo probado por lo general se mantiene cerca del centro del túnel, con una zona de separación en blanco entre el objeto y las paredes del túnel. Hay factores de corrección para relacionar los resultados de pruebas en túnel de viento con los resultados al aire libre. La iluminación general se incrusta en las paredes circulares del túnel y brilla a través de las ventanas. Si la luz se monta en la superficie interior del túnel de una manera convencional, la bombilla generaría turbulencia como los golpes de aire a su alrededor. Del mismo modo, la observación se realiza generalmente a través de ventanillas transparentes en el túnel. En lugar de simplemente ser flujo de aire turbulento antes de alcanzar el objeto de la prueba. Debido a los efectos de la viscosidad, la sección transversal de un túnel de viento es normalmente circular en lugar de cuadrada, ya que habrá una mayor constricción de flujo en las esquinas de un túnel cuadrado que puede hacer que el flujo turbulento. Un túnel circular proporciona un flujo suave. El interior frente del túnel es típicamente tan suave como sea posible, para reducir la resistencia superficial y la turbulencia que podría afectar la precisión de la prueba. Incluso las paredes lisas inducen cierta resistencia al flujo de aire, por lo que el objeto que está siendo probado por lo general se mantiene cerca del centro del túnel, con una zona de separación en blanco entre el objeto y las paredes del túnel. Hay factores de corrección para relacionar los resultados de pruebas en túnel de viento con los resultados al aire libre. La iluminación general se incrusta en las paredes circulares del túnel y brilla a través de las ventanas. Si la luz se monta en la superficie interior del túnel de una manera convencional, la bombilla generaría turbulencia como los golpes de aire a su alrededor. Del mismo modo, la observación se realiza generalmente a través de ventanillas transparentes en el túnel .En lugar de simplemente ser discos planos, estas ventanas de iluminación y de observación pueden ser curvados para que coincida con la sección transversal del túnel y reducir aún más la turbulencia alrededor de la ventana. Se utilizan varias técnicas para estudiar el flujo de aire real alrededor de la geometría y compararlo con los resultados teóricos, que también deben tener en cuenta el número de Reynolds y el número de Mach para el régimen de funcionamiento Circuito abierto: El flujo de aire que circula por su interior describe una trayectoria recta; penetra en el circuito desde el exterior a través de la sección de entrada, que suele albergar la zona de acondicionamiento de flujo. Llega al cono de contracción donde pierde presión y gana velocidad, entrando posteriormente en la cámara de ensayo. A continuación, circula a través del difusor y la sección del propulsor, para regresar finalmente al exterior por medio de la sección de salida. Partes de un túnel de viento abierto: 1. Cámara de establecimiento: Su objetivo es enderezar y uniformizar el flujo de aire. 2. Cono de aceleración: Su función es acelerar la velocidad del flujo manteniéndolo ordenado y uniforme para posteriormente llegar a la cámara de ensayos.

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3. Cámara de ensayos: Es la parte más importante del túnel. Es dónde vamos a colocar el objeto que queremos estudiar y también dónde haremos las mediciones. Es muy importante que el flujo que la atreviese sea lo más uniforme posible. 4. Difusor: Una vez el aire ya ha salido de la cámara de ensayos, el difusor reduce la velocidad del flujo mediante su perfil divergente. Nos interesa que el aire salga a la menor velocidad posible ya que la velocidad de salida irá relacionada con las perdidas energéticas del túnel. A menor velocidad, menores son las pérdidas.

5. Ventilador: Su función es crear un flujo de aire a una velocidad determinada. Normalmente llevan aparatos electrónicos para poder variar la velocidad y así realizar ensayos bajo las condiciones deseadas por los ingenieros. 6. Suelo: Es un elemento importantísimo del túnel si lo vamos a usar para ensayar vehículos con ruedas. Los existen rodantes y estáticos. Los rodantes serán mucho más precisos ya que se parecen más a la realidad. En el caso de los túneles de viento cerrados existe un conducto que une el difusor con la cámara de enderezar y uniformizar el flujo

7 DESCRIPCIÓN EQUIPO DEL LABORATORIO Es un túnel de viento del tipo circuito abierto, constituido principalmente de aluminio y soportado sobre un montaje de banco. El aire entra a través de una malla protectora que evita el ingreso de cuerpos extraños que puede llegar a dañar el equipo. A continuación se encuentra una tobera para que el flujo de aire que entra sea lo más homogéneo posible, luego se encuentra la zona de trabajo construida en plástico transparente (perspex) para permitir una mejor visualización el momento de realizar la práctica. Posterior a la zona de trabajo, un difusor conduce a un ventilador contra-rotante y también se encuentra una válvula de mariposa, la cual controla la velocidad del aire. Para la velocidad máxima que puede desarrollar el equipo se producen presiones en el orden de 5 pulgadas de agua, cuya lectura se puede realizar mediante el manómetro simple conectado al equipo. Aplicaciones del Túnel de Viento En los túneles de viento se experimenta mayoritariamente con coches y aviones, sobre todo en la Fórmula 1. No obstante en los túneles de viento también se prueban ciclistas, esquiadores, nadadores e incluso pájaros e insectos para estudiar su vuelo. Edificios Los fuertes vientos producen en los edificios de gran altura un fenómeno conocido como "La sacudida" (oscilación del edificio en la línea vertical). En todo proceso de diseño de un edificio alto, el equipo ha de tener en cuenta numerosos criterios no sólo en cuanto a la estructura de sustento propio del edificio, sino

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también en el aspecto aerodinámico y de la estática, todo ello con el fin de reducir las cargas horizontales por la acción del viento y darle al edificio una mayor estabilidad para el bienestar de sus ocupantes

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