CMM-Accion Del Viento en Nave Industrial-CIRSOC 102

Ing Daniel A García Gei (Titular) 2003 Ing E. DAyudantes de cátedra: Ing. Luis G. Bianchi - Ing. Ricardo A. Molina.

Abril de 2003 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL MENDOZA

CONSTRUCCIONES METÁLICAS Y DE MADERA

Hoja:1 de 1

Proyecto de Reglamento CIRSOC 102 REGLAMENTO ARGENTINO DE

ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE LAS CONSTRUCCIONES

Ejercicio Nº 1 Evaluar las acciones de viento sobre una nave industrial con las siguientes características: Datos:

!" Lugar: Ciudad de Mendoza !" f = 1,50 m !" ancho: 20 m (dir. y – y) !" largo: 80 m (dir. x – x) !" altura media de la cubierta (h + f/2): 7.25 m

Z

Y

Z

X

Y

X

lx

hf

ly lxly

Resolver como parcialmente cerrado y/o cerrado empleando el Procedimiento simplificado.

• Validez del método simplificado 1) Diafragmas simples: verifica 2) Pendiente de la cubierta < 10º: verifica 3) Altura media de la cubierta del edificio ≤ 9 m: verifica 4) Edificio de forma regular: verifica 5) Edificio rígido (si H < 4 x lado menor ⇒ T < 1 seg.): verifica 6) Estructura sin juntas: verifica 7) Edificio sin efectos topográficos: verifica

1) Velocidad básica del viento (“V”) Para la Ciudad de Mendoza es V = 39, 0 m/s 2) Factor de importancia (“ΙΙΙΙ”) Se considera que la categoría del edificio es II Por lo tanto tendremos Ι = 1,00

Ver hoja Nº5 del Reglam. y también definiciones en hoja Nº3.

Ver tabla de Figura 1B

1

2

4

3

Ver tabla A-1 del Apénd. A

aniel Quiroga (JTP)

Ver tabla 1 de hoja 45

Ing Daniel A García Gei (Titular) 2003 Ing E. DAyudantes de cátedra: Ing. Luis G. Bianchi - Ing. Ricardo A. Molina.




Hoja:2 de 2



3) Categoría de exposición Exposición C: Terrenos abiertos con obstrucciones dispersas, con Alturas generalmente menores que 10 m. El coef. de exposición para la presión dinámica, para la categoría de exposición determinada, será: Kz = 0,913 4) Categoría de cerramiento (estudio hecho para el muro 2) Se está en la clasificación de parcialmente cerrado si se cumplen las siguientes condiciones: 1. A0 >>>> 1,10 A0i 2. A0 >>>> 0,4 m2 ó 0,01 Ag, el que sea menor, y A0i/Agi ≤≤≤≤ 0,20

Verificación de la primer condición Para el muro en cuestión, el área total de aberturas es 72m2 (60m2 de ventana + 12m2 de portón) ⇒ A0 = 72m2 El resto de las aberturas suman una superficie de 60m2 (40m2 en el muro 4 y 10m2 c/u de los muros 1 y 3 ⇒ Aoi = 60m2 Luego A0 = 72m2 > 1,10 A0i = 66m2 ⇒ verifica Verificación de la segunda condición Como para el muro 2 es A0 = 72m2 (> 0,4m2), lo cual representa ≅ un 13.8% (> 1% Ag = 5,2m2) de la pared total ⇒ verifica la primer parte de la segunda condición Luego, estudiando el cociente A0i/Agi para el muro 2, tendremos: A0i = Ωabert. 1 + Ωabert. 3 + Ωabert. 4 = 10m2 + 10m2 + 40m2 = 60m2 Agi = Ωmuro 1 + Ωmuro 3 + Ωmuro 4 + Ωtecho = 145 m2 + 145 m2 + 520 m2 + 1612,45 m2 = 2422.45 m2

Por último será: 2.0025.045.2422

602

20 ⟨≅=

mm

AA

gi

i ⇒ verifica la segunda

parte de la segunda condición Por todo lo anterior, es posible asegurar que, cuando se estudia el viento actuando sobre el muro 2, el edificio se clasifica como parcialmente cerrado.

Nota 1: el mismo análisis se debe hacer para c/u de los muros Nota 2: las acciones globales sobre la estructura se considerarán con su espacialidad. 5) Cargas de viento actuando sobre el sistema ppal. resistente a la fuerza del viento (SPRFV) Interpolando linealmente la velocidad básica del viento entre 38 y 40 m/s, teniendo en cuenta que se trata de un edificio parcialmente cerrado, la presión de viento de diseño será: Para cubierta: - 958 N/m2 Para paredes: 623 N/m2

Ver art. 5.6 hoja 15.

Ver tabla 5 (interpolando linealmente entre z = 6 y 7,5)

Ver art. 5.9 y definiciones del Cap. 2, hoja 4

Ver art. 5.9 y definiciones del Cap. 2, hoja 4
Ver tabla 2,hoja 46
aniel Quiroga (JTP)

Ing Daniel A García Gei (Titular) 2003 Ing E. Daniel Quiroga (JTP) Ayudantes de cátedra: Ing. Luis G. Bianchi - Ing. Ricardo A. Molina.




Hoja:3 de 3



Como los valores de la tabla son para exposición B, y en nuestro Caso la exposición es C, afectamos los valores de presión por el factor 1,4, entonces quedará: Cubierta: - 1341,2 N/m2 Paredes: 872,2 N/m2 Consideramos una ETT (Estructura Transversal Tipo) cada 8 m., por lo que el área tributaria de cubierta será 20 m x 8 m = 160 m2 Los valores indicados para la cubierta se basan en un área tributaria ≤ 10 m2 y como la de este ejemplo es mayor al mencionado valor, los valores se multiplican por el factor 0,8 y entonces quedará:

Cubierta: - 1073 N/m2 Paredes: 872,2 N/m2 Los signos (+) y (-) indican presiones que actúan hacia y desde la superficie exterior respectivamente. Para los 8 m de módulo elegidos se obtendrá la siguiente situación final de cálculo para el SPRFV: Cubierta: - 1073 N/m2. 8 m = - 8584 N/m ≅ - 8,58 KN/m Paredes: 872,2 N/m2. 8 m = 6977,6 N/m ≅ 6,98 KN/m 6) Carga de diseño para los elementos componentes y de Revestimiento (C y R) Interpolando linealmente la velocidad básica del viento entre 38 y 40 m/s, teniendo en cuenta que se trata de un edificio parcialmente cerrado, la presiones de viento de diseño serán las que indica la tabla para la siguiente simbología:

8 m ETT

Ver cuadro pág. 46 para Área ≥ 100 m2

valores finales

- 8,58 KN/m

y

z

6,98 KN/m

Ver tabla 3 B hoja 49





Hoja:4 de 4



h = altura media de cubierta = 6,5 m 10% de la menor dimensión horizontal = 0,1 x 20 m = 2 m 0,4 h = 0,4 x 6,5 m = 2,6 m 4% de la menor dimensión horizontal = 0,8 m ó 1 m De acuerdo a estas determinaciones obtendremos las siguientes áreas de las diferentes zonas de la cubierta: A1 = [20 m – (2 x 2 m)] x [80 m – (2 x 2 m)] = 1216 m2 A2y = [20 m – (2 x 2 m)] x 2 m = 32 m2 A2x = [76 m – (2 x 2 m)] x 2 m = 152 m2 A3 = 2 m x 2 m = 4 m2 Los valores de presiones que arroja la tabla, para la cubierta, son:

Velocidad básica del viento V (m/seg) Zona

Área efectiva de viento (m2) 38 39 40

(+)479 (+)479 (+)479 1 -814 -862 -910

(+)479 (+)479 (+)479 2 -814 -862 -910

(+)479 (+)479 (+)479

1

10 -766 -814 -862

(+)479 (+)479 (+)479 1 -1245 -1317 -1389 (+)479 (+)479 (+)479 2 -1150 -1197,5 -1245 (+)479 (+)479 (+)479

2

10 -862 -910 -958

(+)479 (+)479 (+)479 1 -1772 -1868 -1964 (+)479 (+)479 (+)479 2 -1485 -1581 -1677 (+)479 (+)479 (+)479

3

10 -862 -910 -958

Se toma la menor

Ver cap. 2 h3

Ver tabla 3 B hoja 50 a = 2 m es mayor

que ambos valores

3

5

5

5

54

1

2

2

3

3

2

4

3 2

a

h = 6 5 m

a

a = 2

a





Hoja:5 de 5



Suponemos que en ntra. estructuración las correas de techo están colocadas cada 1,25 m de distancia, por lo que el área tributaria de viento será: Atrib. = 1,25 m x 8 m = 10 m2 pero, por definición, el área efectiva será: Aefect. = 8 m x (8 m / 3) = 21,33 m2 Si analizamos a una correa que recibe la carga de viento del cerramiento exterior y situamos a la misma en c/u de las distintas áreas de la cubierta, tendremos la siguiente situación: Como el área efectiva de viento es de 21,33 m2 se toman los valores de presión y succión de tabla correspondientes a 10 m2. Resumen:

8 m 1,25 m

Ver cap. 2 Hoja 3

8C3

C2

C1

Correa

Elemento

Área efectiva

de viento (m2)

-766 -814 -862

Carga de diseño (N/m2)Presión Succión

38 39 40

Velocidad básica del viento V (m/seg)

2

3

Zona

21,33 (p/ 10 m2)

1

-958

-958

-910-862

-862 -910

(+)479

(+)479

38 39 40

(+)479

(+)479

(+)479

(+)479

(+)479

(+)479

(+)479





Hoja:6 de 6



Las cargas a las que va a estar sometida la correa en cada una de las situaciones serán las siguientes: para el caso de las fijaciones (elementos de sujeción), el área efect. no será mayor que el área tributaria a un sujetador individual. Luego tendremos: Af = Ss x Sc, siendo: Ss = Separación entre sujetadores = 0,22 m (para chapa ondulada) Sc = Separación entre correas = 1,25 m Af = Área efectiva de la fijación = 0,22 m x 1,25 m = 0,275 m2 Los esfuerzos a los que estarán sometidos los sujetadores serán: Qz = qz x Af, donde Qz = esfuerzo individual por cada sujetador qz = presión de viento de diseño (el máx. entre presión y succión) Qz = - 814 N/m2 x 0,275 m2 ≅ 224 N/ fijación Aquí se tomó el mayor valor de diseño (succión) para la zona 1 (la de presiones más bajas), pero en las zonas 2 y 3 habrá que colocar fijaciones más cerca (densificar) en función de los mayores valores de presión en dichas zonas. Las separaciones en cada zona serán las siguientes: Sep. Zona 1 = 0,22 m ⇒ adopto 20 cm Sep. Zona 2 = (- 814 / - 910) x 0,22 m ≅ 0,197 m ⇒ adopto 19 cm Sep. Zona 3 = (- 814 / - 910) x 0,22 m ≅ 0,197 m ⇒ adopto 19 cm Nota 1: la elección del tornillo, de la arandela y de la cabeza del

mismo, dependerán de su capacidad al arrancamiento. Nota 2: similar análisis se debe hacer para el caso de paredes.

- 814 N/m2 x 1.25 m = - 1,02 KN/m

l = 8 m

479 N/m2 x 1.25 m = 0,6 KN/m

l = 8 m

C1

- 910 N/m2 x 1.25 m = - 1,14 KN/m

l = 8 m

479 N/m2 x 1.25 m = 0,6 KN/m

l = 8 m

C2

- 910 N/m2 x 1.25 m = - 7,3 KN/m

l = 8 m

479 N/m2 x 1.25 m = 0,6 KN/m

l = 8 m

C3

l = 2 m

- 1,02 KN/m

Ver cap. 2 Hoja 3

Nomenclatura adoptada para este ejemplo

CMM-Accion Del Viento en Nave Industrial-CIRSOC 102

Documents

Transcript of CMM-Accion Del Viento en Nave Industrial-CIRSOC 102