Analisis de Viento NSR 10
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8/11/2019 Analisis de Viento NSR 10
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NSR-10
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Preparado por:Ing. Luis Garza VsquezIng. Agustn TerrerosIng. Julin VsquezIng. Luis Horacio Restrepo
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Caractersticas del edificio Teja Standing Seam
Edificio con una puerta para camiones de 4x5m y cuatro
ventanas de 2x2m en la fachada frontal. Ubicacin: Biblioteca Espaa, Medelln
Longitud de cerchas: 14m
Longitud de correas: 7.5m x 4 mdulos = 30m
Pendiente cubierta: 8 % (4.6)
Altura de enrase de la cercha (a la canal): 12m
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Geometra del edificio
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Cargas muertas y vivas Cargas muertas:
1. Teja Standing seam 0.05kN/m2
2. Instalaciones 0.05kN/m2
3. Peso propio cerchas 0.05kN/m2
4. Peso propio correas 0.05kN/m2
D = 0.20kN/m2
Cargas vivas:1. Cubierta pendiente menor a 27% (4.7) 0.5kN/m2
L = 0.5kN/m2
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Anlisis con NSR-10
PROCEDIMIENTOANALTICO
(Includos decretos decorrecciones)
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Requisitos para le uso del mtodo
analtico El edificio o estructura es de forma regular
El edificio o estructura no tiene caractersticas derespuesta que den lugar a cargas transversales de viento,generacin de vrtices, inestabilidad debida a golpeteo o
aleteo y que por su ubicacin, tampoco deben merecerconsideracin especial los efectos de canalizacin osacudimiento por la estela producida por lasobstrucciones a barlovento.
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Procedimiento de diseoa) Hallar Velocidad bsica del viento V y factor de direccin Kdb) Hallar factor de importancia I
c) Determinar para cada direccin las categoras y coeficientes de
exposicin Kzo Khd) Encontrar factor topogrfico Kzte) Hallar el factor de rfaga G o Gf, segn aplique
f) Clasificar el cerramiento
g) Determinar el coeficiente de presin interna Gcpih) Determinar el coeficiente de presin externo Cpo Gcpfi) Hallar la presin por velocidad qzo qh
j) Determinar la carga de viento de diseo p o F
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Determinacin de la velocidad del
viento V
Figura B.6.4-1 8
Estados LmiteEsfuerzos de trabajo
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Determinacin del factor de
direccionalidad Kd
9TablaB.6.5-4
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Factor de importancia I Grupo IV: (Edificaciones indispensables) Hospitales,Aeropuertos, refugios, hangares, torres de control, centralesde operacin y control de lneas vitales (Electricidad, agua,telfono)
Grupo III: (Edificaciones de servicio a la comunidad) Cuartelesde bomberos, polica, guarderas, escuelas, universidades,garajes de vehculos de emergencia
Grupo II: (Estructuras de ocupacin especial) Recintos quealberguen mas de 200 personas, almacenes y centros
comerciales de mas de 500 m, edificios gubernamentales Grupo I: (Estructuras de ocupacin normal) Todas la
estructuras cubiertas por el alcance de este reglamento , perocon no han sido incluidas en las anteriores categoras
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Factor de importancia I
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Tabla B.6.5-1
(162km/hr)
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Determinacin de coeficientes de
exposicin Kz Rugosidad del terreno:
Categora B: reas urbanas y suburbanas, zonas boscosas uotros terrenos con numerosas obstrucciones del tamao deuna vivienda.
Categora C: Terreno abierto con obstrucciones dispersas yalturas menores a 9.0 m.
Categora D: reas planas y no obstruidas y cuerpos deagua por fuera de regiones propensas a huracanes.
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Determinacin de coeficientes de
exposicin Kz Categoras de exposicin
Exposicin B: Esta se aplica cuando la rugosidad B prevalecepor una distancia de al menos 800 m o 20 veces la alturadel edificio, la que sea mayor
Exposicin C: Aplica cuando no aplican las categorias B y D
Exposicin D: Esta se aplica cuando la rugosidad Dprevalece por mas de 1500m o 20 veces la altura deledificio en al direccin de barlovento
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EXPOSICIONB
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EXPOSICIONB o C
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EXPOSICIONC
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EXPOSICIOND
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Determinacin de coeficientes deexposicin Kz
18TablaB.6.5-3
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Determinacin del factor
topogrfico Kzt
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Figura B.6.5-1
H: Altura de la colina o el escarpe, referida al terreno en barloventoLh: Distancia hacia barlovento medida desde la cresta hasta que la diferencia deelevacin del terreno es H/2
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Determinacin del factor
topogrfico KztLa colina o escarpe debe cumplir todas las siguientes condiciones La colina o escarpe esta aislada y sin obstrucciones en barlovento por otros
accidentes topogrficos de altura similar, separadas mas de 100 veces su altura 3Km, lo que sea menor+ o - H H
100H o 3Km La colina o escarpe sobresale por encima de cualquier accidente topogrfico del
terreno a barlovento por un factor de 2 mas dentro de un radio de 3 Km+ de 2x 3Km
x La estructura esta localizada en la mitad superior de la colina o cerca a la cresta del
escarpe H/Lh 0.2 H es mayor o igual a 4.5 m para la exposicin C y D y 18 metros para la exposicin B
Si no, Kzt = 1
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Clculos KztDatos:H1= 1873 mH2= 1776 mLh= 140mX= 135 mZ= 50 m > 97/2 = 48.5m (Arriba de la mitad superior, de lo
contrario, Kzt= 1)
.
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H= H1H2 = 97H/Lh= 97/140 = 0.69 > 0.5, tomarla 0.5
X/Lhse toma como x/2H = 135/2/97 = 0.7Z/Lhse toma como z/2H = 50/2/97 = 0.26
Tipo de topografa: Loma 2D
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Determinacin del factor topogrfico
Kzt (para exposicin C, no B)
23FiguraB.6.5-1
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Determinacin del factor topogrfico
Kzt para otras exposiciones
24FiguraB.6.5-1
2321
1 KKKKzt
hL
xK
1
2 hL
z
eK
3
Ecuaciones:
1
K Se obtiene de la grfica inferior
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Determinacin del factor topogrfico Kzt
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65.05.0*3.13.130.11
1
1
h
h
LHK
LH
KK
53.05.1
7.0
11 22
KL
x
Kh
7.02
H
x
L
x
h
26.02
Hz
Lz
h
5.05.069.0 h
LH
46.026.0*3
33
eKeK hL
z
34.146.0*53.0*65.011 22321
KKKKzt
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Factor de rfaga G o Gf Para estructuras rgidas el factor de rfaga es:
G=0.85
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Para estructuras flexibles o dinmicamentesensibles Gf es:
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Clasificacin del cerramiento Edificio abierto: Estos edificios cuentan con aberturas de almenos el 80% del rea de cada una de las paredes queconforman el cerramiento del edificio ; Ao0.8Ag
Edificio parcialmente cerrado: Son los edificios que cumplenlas siguientes condiciones. El rea total de aberturas en una pared excede por mas del 10%
a la suma de las reas de aberturas en el rea restante delrevestimiento del edificio
El rea total de aberturas en una pared que soporta cargas
positivas excede 0.37 m 1% del rea de esa pared (la que seamenor) y el porcentaje de aberturas en el rea restante delrevestimiento del edificio no excede el 20%
Edificio Cerrado: Son aquellos que no cumplen con lascondiciones de edificios abiertos y parcialmente cerrados
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Tipo de
cerramientoCondicionales Definiciones
Edificio Abierto Ao 0.8 AgAo= 4x(2x2) +4x5 = 36 m, aberturas de la cara
en estudio
Edificio
Parcialmente
cerrado
Ao> 1.1 Aoi,
36m > 0.0m
Aoi= Ao = 0, aberturas totales sin incluir lacara en estudio
Ao> 0.37m ,36m > 0.37m
O
Ao> 0.01 Ag,
36m >1.72m
y
Aoi/Agi0.20
0/1312=00.20
Ag= 12x14 + (0.08x7)14/2=172 m, rea totalde la cara en estudio
Edificio
cerrado
Si no es abierto o
parcialmente
cerrado
Agi = Ag = 172 + 2x12x30 + 30x14 = 1312m2,
rea total sin incluir la cara en estudio
Clasificacin del cerramiento
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Coeficiente de presin interna GCpi
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NotasLos signos positivos y negativos significan presiones y succionesLos valores GCpideben ser utilizados con qzy qhSe debern considerar los casos de carga con succin y presin
Figura B.6.5-2
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reas aferentes mayores de 65m: Los elementos de revestimiento y componentes quetengan un rea aferente de mas de 65m se pueden disear con las condiciones de SPFRV.
Para Teja de 0.5m de ancho y suponiendo una separacin de correas de 1.6m, el anchoefectivo de la teja es el mayor de 0.5 y 1.6/3 = 0.53m. Para la correa, el mayor es 1.6 7.5/3 = 2.5m.
Aef teja= 1.6x0.53 = 0.85 m2 < 65. El coeficiente de diseo sera -2.8 +0.3
Aef correa= 7.5x2.5 = 18.75 m2 < 65 .El coeficiente de diseo sera -1.1 +0.2
CARGA DE VIENTO PARA COMPONENTES YREVESTIMIENTOS (TEJAS Y CORREAS)
Coeficientes de presin externa GCpfpara componentes y revestimientos (Teja y correas)
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Definicin de figuras para calcular los Coeficientes de presin
Parteestructura
Tipo decerramiento
Tipo deestructura
Tipo de cubierta Multiple FiguraCoeficient
e
Cubierta
Cerradooparcialmentecerrado
Ha
18.0m P = q * GCp - qi * Gcpi
B.6.5.12.4.2
q = qz , para paredes barlovento.
q = qh , para paredes a sotavento, paredeslaterales y cubiertas
qi = qh , para paredes a barlovento,sotavento, paredes laterales y cubiertas.Podra ser qz en algunos casos (Ver Norma)
Edificiobajo
soconHa