Manual De Diseño Por Viento
Páginas: 19 (4578 palabras)
Publicado: 24 de abril de 2012
Capítulo 4
Capitulo 4
Ejemplos de aplicación
4.1
Ejercicio de aplicación número 2.
4.1.1 Descripción del problema.
Se desea obtener las presiones que el viento produce en una nave industrial con
cubierta a dos aguas. La estructura se localiza en un terreno tipo suburbano de valles
cerrados, rodeada predominantemente de viviendas de baja altura , en la ciudad de Puebla,
Pue. Sugeometría y dimensiones se muestran en la figura 4.1.
Los elementos del sistema estructural son los siguientes:
4.1.2 Estructura principal
La estructura principal consta de 12 marcos de acero colocados a cada 5 m. en la
dirección longitudinal.
68
Capítulo 4
Figura 4.1
Geometría y dimensiones del sistema estructural de la nave
industrial.
4.1.3 Procedimiento de solución.4.1.3.1 Clasificación de la estructura.
Según su importancia la estructura pertenece al Grupo B (Estructuras para las que
se recomienda un grado de seguridad moderado. Se encuentran dentro de este grupo
69
Capítulo 4
aquéllas que en caso de fallar, representan un bajo riesgo de pérdida de vidas humanas y
que ocasionarían daños de magnitud intermedia. Este es el caso de las plantasindustriales,
bodegas ordinarias, gasolineras, comercios, restaurantes, casas para habitación, viviendas,
edificios de apartamentos u oficinas, hoteles. Se incluyen también salas de reunión y
espectáculos, estructuras de depósitos).
4.1.3.2 Determinación de la velocidad de diseño.
La velocidad de diseño depende de varios parámetros; éstos se calculan como se
indica a continuación.4.1.3.3 Categoría del terreno.
De acuerdo con los datos, el terreno se clasifica dentro del Tipo 2 (Terreno cubierto
por numerosas obstrucciones estrechamente espaciadas). Se supone la rugosidad del
terreno de los alrededores es uniforme más allá de las longitudes establecidas de dicha
tabla, por lo que no es necesario considerar cambios graduales en lo referente a esta
característica.
70 Capítulo 4
4.1.3.4 Clase de estructura según su tamaño
Dadas las dimensiones de la estructura, ésta se clasificara como clase C (Según
Tabla 2.2).
4.1.3.5 Velocidad regional
Con un periodo de retorno de 50 años (para estructuras pertenecientes al Grupo B),
la velocidad regional que corresponde a Puebla es:
VR = 106 km hr
4.1.3.6
Factor de exposición.
El factor detamaño según la Tabla 2.3 para una estructura Clase C es FC = 0.90. El
factor de rugosidad y altura Frz , es constante, dado que la altura de la nave es menor que
10 metros.
10
Frz = 1.56
δ
10
Frz = 1.56
315
α
0.138
= 0.969
71
Capítulo 4
Por lo tanto,
Fα = Fc Frz
Fα = 0.90 (0.969) = 0.872
4.1.3.7
Factor de topografía
Puesto que la naveindustrial se desplantará en terreno de valles cerrados, el factor
de topografía local es FT = 0.90 .
4.1.3.8
Velocidad de diseño
Finalmente, la velocidad de diseño es:
VD = FT Fα VR
V D = 0.9 (0.872) (106) = 83.2 km / h
4.1.4 Presión dinámica de base
La altura sobre el nivel del mar de la ciudad de Puebla es de 2,150 m. y su
temperatura media anual es de 17.3 °C. La presiónbarométrica para esa altura es de 589.5
mm de Hg, según Tabla 2.5. Por tanto, el factor G vale:
72
Capítulo 4
G=
0.392 Ω
273 + τ
G=
0.392 (589.5)
273 + 17.3
= 0.796
De acuerdo con la figura 4.1 y dado que la pendiente de la cubierta ( γ = 8.2° ) es
menor a 60°, deben considerarse dos altura de la estructura, según la dirección de análisis.
Para viento paralelo a lasgeneratrices H = 7.5 m. y para viento normal a las mismas, H =
5.5 m. Sin embargo, dado que estas alturas son menores a 10 m la presión dinámica de base
en ambas direcciones es constante:
q z = 0.0048 G VD
2
q z = 0.0048 (0.796) (83.2) 2 = 26.44 km / m 2
4.1.5 Presiones de diseño
4.1.5.1 Presiones interiores de diseño
Las presiones interiores de diseño que aquí se obtengan...
Capitulo 4
Ejemplos de aplicación
4.1
Ejercicio de aplicación número 2.
4.1.1 Descripción del problema.
Se desea obtener las presiones que el viento produce en una nave industrial con
cubierta a dos aguas. La estructura se localiza en un terreno tipo suburbano de valles
cerrados, rodeada predominantemente de viviendas de baja altura , en la ciudad de Puebla,
Pue. Sugeometría y dimensiones se muestran en la figura 4.1.
Los elementos del sistema estructural son los siguientes:
4.1.2 Estructura principal
La estructura principal consta de 12 marcos de acero colocados a cada 5 m. en la
dirección longitudinal.
68
Capítulo 4
Figura 4.1
Geometría y dimensiones del sistema estructural de la nave
industrial.
4.1.3 Procedimiento de solución.4.1.3.1 Clasificación de la estructura.
Según su importancia la estructura pertenece al Grupo B (Estructuras para las que
se recomienda un grado de seguridad moderado. Se encuentran dentro de este grupo
69
Capítulo 4
aquéllas que en caso de fallar, representan un bajo riesgo de pérdida de vidas humanas y
que ocasionarían daños de magnitud intermedia. Este es el caso de las plantasindustriales,
bodegas ordinarias, gasolineras, comercios, restaurantes, casas para habitación, viviendas,
edificios de apartamentos u oficinas, hoteles. Se incluyen también salas de reunión y
espectáculos, estructuras de depósitos).
4.1.3.2 Determinación de la velocidad de diseño.
La velocidad de diseño depende de varios parámetros; éstos se calculan como se
indica a continuación.4.1.3.3 Categoría del terreno.
De acuerdo con los datos, el terreno se clasifica dentro del Tipo 2 (Terreno cubierto
por numerosas obstrucciones estrechamente espaciadas). Se supone la rugosidad del
terreno de los alrededores es uniforme más allá de las longitudes establecidas de dicha
tabla, por lo que no es necesario considerar cambios graduales en lo referente a esta
característica.
70 Capítulo 4
4.1.3.4 Clase de estructura según su tamaño
Dadas las dimensiones de la estructura, ésta se clasificara como clase C (Según
Tabla 2.2).
4.1.3.5 Velocidad regional
Con un periodo de retorno de 50 años (para estructuras pertenecientes al Grupo B),
la velocidad regional que corresponde a Puebla es:
VR = 106 km hr
4.1.3.6
Factor de exposición.
El factor detamaño según la Tabla 2.3 para una estructura Clase C es FC = 0.90. El
factor de rugosidad y altura Frz , es constante, dado que la altura de la nave es menor que
10 metros.
10
Frz = 1.56
δ
10
Frz = 1.56
315
α
0.138
= 0.969
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Capítulo 4
Por lo tanto,
Fα = Fc Frz
Fα = 0.90 (0.969) = 0.872
4.1.3.7
Factor de topografía
Puesto que la naveindustrial se desplantará en terreno de valles cerrados, el factor
de topografía local es FT = 0.90 .
4.1.3.8
Velocidad de diseño
Finalmente, la velocidad de diseño es:
VD = FT Fα VR
V D = 0.9 (0.872) (106) = 83.2 km / h
4.1.4 Presión dinámica de base
La altura sobre el nivel del mar de la ciudad de Puebla es de 2,150 m. y su
temperatura media anual es de 17.3 °C. La presiónbarométrica para esa altura es de 589.5
mm de Hg, según Tabla 2.5. Por tanto, el factor G vale:
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G=
0.392 Ω
273 + τ
G=
0.392 (589.5)
273 + 17.3
= 0.796
De acuerdo con la figura 4.1 y dado que la pendiente de la cubierta ( γ = 8.2° ) es
menor a 60°, deben considerarse dos altura de la estructura, según la dirección de análisis.
Para viento paralelo a lasgeneratrices H = 7.5 m. y para viento normal a las mismas, H =
5.5 m. Sin embargo, dado que estas alturas son menores a 10 m la presión dinámica de base
en ambas direcciones es constante:
q z = 0.0048 G VD
2
q z = 0.0048 (0.796) (83.2) 2 = 26.44 km / m 2
4.1.5 Presiones de diseño
4.1.5.1 Presiones interiores de diseño
Las presiones interiores de diseño que aquí se obtengan...
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