Calculo de viento:

Ejemplo de Cálculo de Presiones en Naves Industriales(1ra Parte)

Cálculo de las presiones producidas por el viento en una naveindustrial con techo a dos aguas.

1. Datos:

La Nave se localiza en Ica. Su geometría y dimensiones son las indicadas en la figura.

El ejemplo servirá para analizar tres tipos de casos:

A) Cerrada, sin aberturas

B) Sin muro en la parte frontal

C) Sin muro en la parte lateral

Cada modelo con sus respectivas direcciones de viento.

Solución

2. Velocidad de Diseño

Tomando en cuenta su ubicación y considerando la estructura como permanente, del Mapa Eólico, se obtiene:

v = 55 km/h

3. Presión Dinámica

q = 0.005 v2 = 0.005 (55)2 = 15 kg/m2

A) Edificación Cerrada, Sin Abertura

A.1. Viento Transversal a la Construcción

4. Coeficientes de Presión

Los coeficientes de presión exterior son:

PARA LOS MUROS:

C1 = 0.90

C2 = -0.70

C3 = -0.50

PARA EL TECHO:

Superficie de Barlovento:

tan = f/(0.5*B) = 3/6 = 0.5 = arc tan (0.5) = 26.6°

C4 = 0.04B - 1.2 = 0.04*(26.6) - 1.2

C4 = -0.14

Superficie de Sotavento:

C5 = -0.70

Como la estructura se considera cerrada (n=0), las presiones interiores se tomarán en cuenta con el Cpi más desfavorable.

Cpi = ± 0.30

El efecto combinado de las presiones exteriores e interiores se toma aplicando:

C = Cpe - Cpi

C1 = 0.90 - (+0.3) = 0.6 ó C1 = 0.90 - (-0.30) = 1.2; C1 = 1.2C2 = -0.70 - (+0.3) = -1.0 ó C2 = -0.70 - (-0.30) = -0.4; C2 = -1.0C3 = -0.50 - (+0.3) = -0.8 ó C3 = -0.50 - (-0.30) = -0.2; C3 = -0.8C4 = -0.14 - (+0.3) = -0.44 ó C4 = -0.14 - (-0.30) = -0.16; C4 = -0.44C5 = -0.70 - (+0.3) = -1.0 ó C5 = -0.70 - (-0.30) = -0.4; C5 = -1.0

5. Presiones

Las presiones se calculan aplicando:

p = C * q

Con el valor de q ya obtenido y considerando los coeficientes de presión que produzcan el mayor efecto se tiene:

p1 = 15*1.2 = 18 kg/m2

p2 = 15*(-1.0) = -15 kg/m2

p3 = 15*(-0.8) = -12 kg/m2

p4 = 15*(-0.44) = -7 kg/m2

p5 = 15*(-1.0) = -15 kg/m2

A.2. Viento Longitudinal a la Construcción

4. Coeficientes de Presión

Los coeficientes de presión para las cubiertas son:

C6 = 0.90 C8 = -0.50

C7 = -0.70 C9 = -1.00

Las presiones interiores se consideran para n=0, con un coeficiente: Cpi = ±0.3: por lo tanto, para los efectos combinados las presiones interiores y exteriores, se tomará:

C6 = 0.9 + 0.3 = 1.2

C7 = -0.7 - 0.3 = -1.0

C8 = -0.5 -0.3 = -0.8

C9 = -1.0 - 0.3 = -1.3

5. Presiones

Los valores serán los siguientes:

p6 = 15*1.2 = 18 kg/m2 p8 = 15*(-0.8) = -12 kg/m2

p7 = 15*(-1.0) = -15 kg/m2 p9 = 15*(-1.3) = -20 kg/m2

B) Edificación Sin Muro en la Parte Frontal

B.1. Viento Transversal a la Construcción

4. Coeficientes de Presión

Como en el caso anterior:

C1 = 0.90 C4 = -0.14

C2 = -0.70 C5 = -0.70

C3 = -0.50

Debido a la abertura en un costado (paralela al viento), la presión interior se considera:

Cpi = -0.5; luego, el efecto combinado de las presiones exteriores e interiores será: C = Cpe - Cpi

C1 = 0.9 - (-0.5) = 1.4; C1 = 1.4

C2 = -0.7 - (-0.5) = -0.2; C2 = -0.7

C3 = -0.5 - (-0.5) = 0.0; C3 = -0.5

C4 = -0.14 - (-0.5) = 0.36; C4 = 0.36

C5 = -0.7 - (-0.5) = -0.2; C5 = -0.7

5. Presiones

p1 = 15*(1.4) = 21.0 kg/m2

p2 = 15*(-0.7) = -10.5 kg/m2

p3 = 15*(-0.5) = -7.5 kg/m2

p4 = 15*(0.36) = 5.4 kg/m2

p5 = 15*(-0.7) = -10.5 kg/m2

B.2. Viento Longitudinal a la Construcción

B.2.1 Abertura en el Barlovento

4. Coeficientes de Presión

C1 = -0.70

C2 = -0.50

C3 = -1.00

Las presiones interiores se consideran tomando: Cpi = ± 0.80, y el efecto combinado de las presiones interiores y exteriores es:

C1 = -0.7 - (0.8) = -1.5

C2 = -0.5 - (0.8) = -1.3

C3 = -1.0 - (0.8) = -1.8

5. Presiones:

p1 = 15* (-1.5) = -22.5 kg/m2

p2 = 15* (-1.3) = -19.5 kg/m2

p3 = 15 * (-1.8) = 27.0 kg/m2

B.2.2 Abertura en el Sotavento

4. Coeficientes de Presiones

C1 = 0.90

C2 = -0.70

C3 = -1.0

Las presiones interiores se consideran tomando:

Cpi = -0.50

El efecto combinado de presiones interiores y exteriores será:

C = Cpe - Cpi

C1 = 0.9 - (-0.5) = 1.4; C1 = 1.4

C2 = -0.7 - (-0.5) = -0.2; C2 = -0.7

C3 = -1.0 - (-0.5) = -0.5; C3 = -1.0

5. Presiones:

p1 = 15*(1.4) = 21.0 kg/m2

p2 = 15*(-0.7) = 10.5 kg/m2

p3 = 15*(-1.0) = 15.0 kg/m2

Fuente: Diseño Estructural en Acero, Luis F. Zapata Baglietto