Efecto del viento sobre las construcciones

Caractersticas del vientoAccin del viento = carga variable Direccin horizontal Direccin de acuerdo a un eje x1 V1 = flujo medio (parte estacionaria) Accin esttica Turbulencia (carcter aleatorio) Accin dinmica

Velocidad del vientoVelocidad media

Velocidad

La velocidad del viento Nivel del suelo y rugosidad

Perfil de velocidadProceso estocstico La funcin temporal de la velocidad cuyos valores son aleatorios Velocidad de referencia Es el promedio de las velocidades instantneas (picos de rfagas) En intervalos T= 3 seg. Zo = 10 mts. Con un periodo de recurrencia de 1 ao Velocidad bsica de diseo Es el promedio de las velocidades instantneas (picos de rfagas) En intervalos T= 3 seg. Zo = 10 mts. Con la probabilidad Pm de ser excedida una vez en (m) aos Formulas empricas

Presin del vientoTeorema de BernouilliPresiones y velocidades de un fluido en movimiento

Presin dinmicaPresin dinmica Presin total () Presin total (e)

Masa esp. del aire Presin dinmica

Datos experimentales

Acciones del viento

Coeficiente de presin CE Depende de la forma de la construccin y sus proporciones Considera la construccin como un solid

Coeficiente de presinCoeficiente de presin externa Ce Coeficiente de presin interna Ci

Coeficiente de presin sobre la pared C

Coeficiente de presinsotavento

Barlovento

Accin total s/ la paredAccin total Acciones de conjunto Empuje Deriva Levantamiento Momento de torsin

Efecto de forma

Efecto entre construccin

Interaccin entre construcciones

Interaccin entre construcciones

Accin dinmica del viento

Desprendimiento alternado de vortices

Accin dinmica del vientoVortices de Karman (chimeneas) Vibraciones auto inducidas (resonancia) Golpe de martilleo (buffeting) Galope (Inestabilidad aerodinmica) Agitacin (flutter) Oscilacin por la energa contenida en las rfagas

Reglamento CIRSOC 102

Accin del viento sobre las construccionesDeterminar procedimientos y medios para obtener los valores de las acciones producidas por el viento Establecer diseos por cargas de viento para prevenir accidentes y reducir daos a la propiedad a un nivel aceptable

Tnel de vientoEnsayos en tneles de viento, conjuntamente con el reglamento actual Ensayo en tneles de viento exclusivamente. Referencias de ensayos en tneles de viento, realizados en construcciones de caractersticas anlogas a la construccin en estudio

Tnel de vientoValidez de resultados El viento natural sea representado teniendo en cuenta la variacin de velocidad con la altura. Los ensayos sobre formas curvas contemplen los efectos del numero de Reynolds. Los ensayos para determinar cargas y presiones fluctuantes contemplen la escala y la intensidad de la componente longitudinal de la turbulencia Los ensayos para determinarla respuesta dinmica de una estructura debe contemplar la simulacin de masas, longitudes, rigideces y amortiguamiento

GeneralidadesLa direccin del viento es horizontal Accin del viento = comp. esttica + comp. dinmica Componente esttica: depende de la presin esttica Componente dinmica: depende de la variacin de velocidad al enfrentar el obstculo. Clasificacin de las construcciones: Segn la forma del conjunto Segn la ubicacin en el espacio Segn la permeabilidad de sus paredes

1. 2. 3.

Determinacin de cargas reglamentarias1. Velocidad bsica de diseo (Vo)

2. Presin dinmica bsica (qo)

Determinacin de cargas reglamentarias3. Presin dinmica de calculo (qz)

Rugosidad I

Rugosidad II

Rugosidad III

Rugosidad IV

Determinacin de cargas reglamentarias4. Carga sobre la construccin

z

Las acciones de conjunto

Edificio de 29 pisos sobre un rea de 12m x 30m

Ejemplo

Velocidad del viento

Presin del viento

Carga parcial del viento s/fachada Cd y C no varan con la altura son los mismos en cualquier nivel

El ancho total de la fachada es de 30 m

Calculo de las acciones5. Accin unitaria Wz

Acciones sobre el edificio

Verificacin al volcamiento

6. Condicin esttica a cumplir

BibliografaApuntes de la ctedra Reglamento CIRSOC 102 Temas de estructuras especiales Autor: Pedro Perles