fuerzas de viento aplicando el reglamento nsr-10 colombiano de construcción sismo-resistente [ing....

7/25/2019 Fuerzas de Viento Aplicando El Reglamento NSR-10 Colombiano de Construccin Sismo-Resistente [Ing. Basilio J.

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FUERZAS

DE

VIENTO

APLICANDO

FUERZAS DE VIENTO DEL REGLAMENTO

COLOMBIANO DE CONSTRUCCIN SISMO

RESISTENTE

NSR 10.

BASILIO J. CURBELO


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BASILIO J. CURBELO, ES INGENIERO CIVIL,GRADUADO EN LA UNIVERSIDAD DE LA HABANA, CUBA. TIENE30 AOS DE EXPERIENCIA EN DISEO DE PROYECTOS CIVILESDE CENTRALES TERMOELCTRICAS, HIDROELCTRICAS YLNEAS DE TRANSMISIN ELCTRICAS

EX-VICEPRESIDENTE DEL COMIT DE NORMALIZACINDEL CLCULO ESTRUCTURAL DE CUBA (CONCE) Y EX-PRESIDENTE DEL COMIT DE CONCRETO ESTRUCTURALDEL CONCE.

MASTER EN CIENCIAS - INGENIERA CIVIL (AMSTEAD

UNIVERSITY)(no acreditada) DOCTOR EN CIENCIAS - INGENIERA CIVIL (ASHWOOD

UNIVERSITY) (no acreditada)


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NDICE

Pagina

Prembulo 2

P.7 Zonas de amenaza elica 7

CAPTULO IALCANCE, PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS, DEFINICIONES Y

NOTACIONES 10

CAPITULO II(B.6.4) PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO 14

CAPITULO III(B.6.5) MTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALTICO 24

IV Mtodo 3 Procedimiento de Tnel de Viento como se indica en laSeccin IV (B.6.6) 82


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PREMBULO

El fin principal de este libro es ayudar a todos los tcnicos que utilizan el Reglamento Colombiano deConstruccin Sismo Resistente NSR-10para calcular las Fuerzas de Viento.A lo largo del libro cuando aparezca el Reglamento, nos estamos refiriendo alReglamento Colombiano deConstruccin Sismo Resistente NSR-10.

Se ha mantenido la secuencia de la numeracin de las secciones, figuras, tablas y la redaccin delReglamentopara la mejor compresin del mismo

La informacin del Reglamento ha sido tomado del Diario Oficial de Colombia No. 47663 del 26 demarzo de 2010, decreto 926 de 2010 y de la modificacin de ese decreto, con el decreto 092 de 17 deenero de 2011 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Ambiental.

Se recomienda tener una copia delCaptulo B.6. Fuerzas de Viento del Reglamento,para trabajar con estelibro.

Cuando aparezca alguna indicacin entre ( ), nos estamos refiriendo al Reglamento

A lo largo del libro cuando hay informacin en color rojo, indica que se debe a las modificacionesdeterminadas por el decreto 092 de 17 enero de 2011

P.1 Que es el viento?*

Se considera el viento al movimiento de las masas de aire de la atmosfera debido a la constante variacin dela temperatura, presin en la atmosfera y otros factores como la rotacin y curvatura de nuestro planeta. Latierra funciona como una gran mquina trmica que transforma parte del calor solar en energa cintica delviento. La energa elica tiene como ventajas la de ser inagotable, gratuita y no lesiva al medio ambiente, perocuenta tambin con los grandes inconvenientes de ser dispersa y aleatoria. Bajo la accin de la presin, el airede la atmsfera se desplaza de un lugar a otro a diferentes velocidades, dando lugar al viento. Las causas

principales del origen del viento son: la radiacin solar que es ms importante sobre la lnea del Ecuador queen los polos, la rotacin de la tierra que provoca desviaciones hacia la derecha en el Hemisferio Norte y hacia

la izquierda en el Hemisferio Sur y por ltimo las perturbaciones atmosfricas.Los vientos huracanados pueden causar destruccin parcial o total a estructuras tales como casas, navesindustriales, edificios, puentes, instalaciones marinas, torres de transmisin elctrica y anuncios, entre otros.El potencial de daos ocasionados por el viento est directamente relacionado con su velocidad, la cual puede

provocar prdidas econmicas importantes a la infraestructura. Las prdidas econmicas que se puedenpresentar son las producidas por el dao a la infraestructura y las prdidas debidas a la falta de operacin dealgunos servicios como la interrupcin de energa elctrica, obstruccin de carreteras, mal estado dehospitales y centros de atencin inmediata y cierre temporal de negocios entre otros.

P.2 Origen del viento*

El sol irradia calor que se trasmite en el espacio y alcanza a la atmosfera terrestre. La superficie de la Tierrano recibe por igual la misma energa, la superficie que se encuentra en el ecuador se calienta ms por la

accin solar que la de los polos debido a que recibe ms cantidad de radiacin por unidad de superficie. Estoorigina que se produzca intercambios trmicos entre las zonas ms calientes y las ms fras para establecer elequilibrio: el aire caliente se desplaza hacia los polos y el aire frio hacia el ecuador. De este modo, las masasde aire se nivelan y suavizan el clima en la Tierra y establecen los principios de la circulacin general. Al

presentarse el movimiento del aire caliente hacia arriba se genera un centro de baja presin, el cual absorbe elaire frio de la atmosfera, fortaleciendo este ciclo.

La energa calorfica de la radiacin solar es la que genera todos los procesos meteorolgicos y climticos quese dan en la Tierra. Al incidir sobre el planeta, atraviesa el gas atmosfrico sin apenas calentarlo; en cambio s


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calienta la superficie terrestre que es la que finalmente transmite el calor al aire atmosfrico en contacto conella.En el caso de los ciclones, en un centro de bajas presiones el viento tiende a desplazarse hacia el centro,donde se acumula y asciende verticalmente. Al elevarse, la masa de aire se expande, pierde energa y seenfra. Si se dan las condiciones de temperatura y humedad necesarias, el vapor de agua del aire se condensagenerando las nubes. En los centros de alta presin o anticiclones ocurre lo contrario, el viento tiende adispersarse desde el centro del sistema hacia el exterior, se produce un movimiento descendente y comoconsecuencia una compresin y un calentamiento. Esto explica que en los anticiclones no hay nubes.

P.3 Estructuras sometidas a la accin del viento*

Una estructura que se encuentra ubicada dentro de un campo de viento, est sujeta a fuerzas aerodinmicas,las cuales se distribuyen sobre y a travs de la estructura dependiendo de sus caractersticas; estas fuerzasaerodinmicas ocasionan presiones y succiones sobre los elementos que recubren la estructura y estos a su vezsobre los elementos resistentes. Si se considera que el viento esta soplando en direccin perpendicular a lafachada anterior de la estructura, esta se presiona directamente y las rfagas de viento se desvan por amboscostados y por el techo ocasionando fuerzas de succin en el techo, las paredes laterales y la fachada.Cuando el viento logra romper las ventanas y puertas de la fachada, el flujo de aire entra violentamente alinterior de la edificacin, incrementando las fuerzas de succin en las paredes y el techo de la estructura,ocasionando que este se dae de manera severa o que colapse.

La manera en que una estructura se comporta dentro de un flujo de viento depende de varios factoresrelacionados con sus caractersticas y propiedades estructurales, entre las ms importantes se encuentran elrea de aberturas, dimensiones, esbeltez, forma y tipo de la cubierta, material de construccin, irregularidades,forma geomtrica, entre otras.


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Figura 1.3 Presiones totales, locales e internas (Mehta K, 2008)

* Tesis para obtener el grado maestro de ingeniera (estructu ra) Sandr a Rosio Quir oga Cuellar . Tomado

por i nternet

P.4 Comportamiento de la Fuerza de Viento sobre el SPRFV y sobre los Componentesy Revestimientos

Las fuerzas de vientos sobre el SPRFV y sobrelos Componentes y Revestimientos son diferentes, debido aque hay grandes diferencias en sus dimensiones, caractersticas dinmicas y comportamiento de losfenmenos dominantes. La fuerza de viento sobre el SPRFV es calculada sobre la base de la respuestaelstica del edificio completo ante la fluctuacin de la fuerza del viento.

La fuerza de viento sobre los Componentesy Revestimientos es calculada sobre la base de la fluctuacin dela fuerza de viento actuando sobre una pequea parte del edificio, pero juega un rol importante en la

proteccin de los espacios interiores contra la destruccin de la fuerza de vientos fuertes. Por lo tanto, eldiseo de la resistencia de ambas partes debe ser tomadas con los mismos cuidados. Los factores quegeneralmente se consideran en la fluctuacin de la fuerza de viento son los siguientes:

a) La turbulencia del viento (fluctuacin temporal y espacial del viento)

b) Generacin de vrtice en la zona dbil del edificio

c) Interaccin entre la vibracin del edificio y el flujo del aire que lo rodea

La fluctuacin de la presin del viento se modifica y sus caractersticas dinmicas no son uniforme en todaslas partes de la superficie del edificio, por lo cual se debe evaluar la carga de viento en el SPRFVbasado en elcomportamiento de todo el edificio y para los Componentes y Revestimientos el comportamiento en las

partes individuales. Para la mayora de los edificios, el efecto de la fluctuacin de la fuerza del viento

generada por la turbulencia, predomina. En este caso, la carga horizontal del viento sobre el SPRFV en ladireccin a lo largo del viento es importante. En el caso de edificios flexibles, es necesario tambin consideraren la direccin perpendicular de la direccin el viento y la torsin. Para la carga en el techo, la fluctuacin de


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la fuerza del viento causada por la separacin del flujo desde el borde el techo a veces predomina, por lo cualla carga de viento en el SPRFVse divide en dos partes: la carga horizontal en el SPRFV y la carga de viento

turbulencia del viento

direccin de la vibracin

a) Fluctuacin de la fuerza del viento causada por la turbulencia del viento

direccin de la vibracin

vrtices

b) Fluctuacin de la fuerza del viento causada por la generacin de vrtice en la zona dbil del edificio

en el techo delSPRFV. Lo anteriorsepuede resumir en el siguiente grfico: En la direccin del viento

carga horizontal perpendicular a la direccin

Carga de viento sobre SPRFV carga torsional

carga del viento en el techo

Carga de viento

Carga de viento en Componentes y Revestimiento

Carga de viento sobre SPRFV

Mtodo simplificado

Carga de viento en Componentes y Revestimiento

P.5 Distribucin de la presin del viento en la superficie de un edificio rectangular.

La distribucin de la presin del viento en una superficie de un edificio rectangular no es simtrico, auncuando el flujo del viento sea perpendicular (normal) a la superficie del edificio, por lo cual la fuerza delviento en la direccin transversal y torsional no son cero, cuando la fuerza del viento a lo largo de la direccindel flujo es un mximo. Este efecto debe ser considerado al calcular la carga del viento.


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P.6 Direccionalidad del Viento.

La intensidad de la velocidad del viento en una construccin vara en cada direccin con la localizacingeogrfica y los efectos de la topografa, por lo cual las caractersticas de las fuerzas del viento actuandosobre un edificio varia con la direccin del viento. Las cargas de viento deben ser consideradas en cadadireccin

(B.6.6.4.1)L imitaci ones en velocidades de viento La variacin de velocidades bsicas de viento con ladireccin no se deben permitir a menos que el anlisis para velocidades de viento este de acuerdo a losrequisitos de la seccin (B.6.5.4.2)

P.7 Zonas de amenaza elica


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CIUDAD REGIN CIUDAD REGIN

MOCOA CALI 3 TUNJA 1

MIT 3 YOPAL 4CCUTA 1 BOGOT 2SAN JOS DEL GUAVIARE 3 VILLAVICENCIO 4PUERTO CARREO 3 ARMENIA 2PUERTO INRIDA 3 QUIBD 1SINCELEJO 2 MEDELLN 4BARRANQUILLA 5 PEREIRA 2SANTA MARTA 5 POPAYN 4SAN ANDRS Y NEIVA 3PROVIDENCIA 5 FLORENCIA 3CARTAGENA 5 PASTO 3ARAUCA 3 MANIZALES 1

IBAGU 3MONTERA 2VALLEDUPAR 3BUCARAMANGA 1


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CAPTULO I

ALCANCE, PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS, DEFINICIONES YNOTACIONES

A continuacin se presentan mtodos para calcular las fuerzas de viento con que debe disearse el sistema

principal de resistencia de fuerzas de viento (SPRFV) de las edificaciones, sus componentes y elementos derevestimiento. El presente libro (Captulo B.6) no es aplicable a estructuras que se salgan del alcance de laLey 400 de 1997 o del alcance del Reglamento NSR-10Cuando existan resultados experimentales, obtenidos en tneles de viento, stos pueden usarse en lugar de losespecificados en este captulo, siempre y cuando reciban la aprobacin de la Comisin Asesora Permanente

para el Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes.

(B.6.1) PROCEDIMIENTOS PERMITIDOS Las cargas de diseo para edificios y otras estructuras,incluyendo el SPRFV y todos los componentes y elementos de revestimiento de estos, se determinaran usandouno de los siguientes procedimientos:

Mtodo 1Procedimiento Simplificado, para edificios que cumplan los requisitos especificados en laSeccin(B.6.4)

Mtodo 2Procedimiento Analtico, para edificios que cumplan los requisitos especificados en la seccin(B.6.5).

Mtodo 3Procedimiento de Tnel de Viento como se especifica en la seccin (B.6.6).

(B.6.1.2) PRESIONES DE VIENTO QUE ACTAN EN CARAS OPUESTAS DE CADASUPERFICIE DEL EDIFICIOPara el clculo de las cargas de viento de diseo del SPRFV, se debertomar la suma algebraica de laspresiones que actan en caras opuestas de cada superficie del edificio.

(B.6.1.3)CARGA DE VIENTO DE DISEO MNIMALa carga de viento de diseo, determinadamediante cualquiera de los procedimientos de la seccin (B.6.1.1),no deber ser menor a la especificada acontinuacin.

(B.6.1.3.1)Sistema Pri ncipal Resistente a Cargas de Viento (SPRFV) Para una edificacin cerrada,parcialmente cerrada o para cualquier estructura, la carga de viento a usarse en el diseo de SPRFV no sermenor a la multiplicacin de 0.40 kN/m^2por el rea de la edificacin o estructura, proyectada a un planovertical normal a la direccin de viento en estudio.

(B.6.1.3.2)Componentes y RevestimientosLa presin de viento de diseo para los componentes yRevestimientos de la estructura no ser menor a una presin neta de 0.40 kN/m^2 actuando en cualquierDireccin normal a la superficie.

(B.6.2)DEFINICIONES

Las siguientes definiciones se aplican a este libro:AberturasVanos o espacios en el cerramiento del edificio, que permiten la circulacin del aire a travs del

cerramiento y que se disean como abiertos durante vientos de diseo como se define en estasespecificaciones.

Altur a de la cornisa, h La distancia desde la superficie del suelo adyacente al edificio hasta la cornisa enuna determinada pared. Si la altura de la cornisa vara a lo largo de la pared, se tomar la altura promedio.

Al tur a media de cubierta, hEl promedio de la altura hasta la cornisa y la altura hasta el punto ms elevadode la cubierta. Para cubiertas con ngulos de inclinacin menor o iguales a 10, la altura media de cubiertaser la altura de la cornisa.


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AprobadoAceptado por la autoridad competente.

rea efectiva El rea usada para determinar GCp . Para elementos de componentes y paneles derevestimiento, el rea efectiva en las figs. (B.6.5-8A) a (B.6.5-14) y en la Fig. (B.6.5-16A), (B), (C) y es lalongitud de luz multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un tercio de la longitud deltramo. Para los elementos de amarre de revestimientos, el rea efectiva de viento no ser mayor que el reatributaria de un amarre individual.

Colina Con respecto a los efectos topogrficos de la seccin (B.6.5.7), se refiere a una superficie deterreno caracterizada por un cambio notable de relieve en cualquier direccin horizontal.

Componentes y revestimientosAquellos elementos que no forman parte del sistema principal resistente afuerzas de viento, SPRFV.

Cubierta libreCubierta con una configuracin similar a la de las figs. (B.6.5-15A) a (B.6.5-15D) (a una,dos aguas o en artesa), en un edificio abierto sin paredes de cerramiento bajo la superficie del cubierta.

Edifi cio abierto Un edificio con aberturas de al menos 80% del rea en cada una de las paredes queconforman el cerramiento del edificio (fachadas y cubiertas). Se expresa esta condicin mediante la siguienteecuacin

Ao 0.8 Ag,donde:Ao = rea total de aberturas en una pared que reciba presin positiva externa, en m^2.Ag = rea total de la pared a la cual Ao hace referencia.

Edifi cio bajoEdificio cerrado o parcialmente cerrado que cumpla con las siguientes condiciones:(a) Altura media de la cubierta (h) menor o igual a 18 m (60ft).(b) Altura media de la cubierta (h) no excede la menor dimensin horizontal del edificio.

Edifi cio cerrado Un edificio que no cumpla los requerimientos de edificios abiertos o parcialmentecerrados.

Edif icio de diaf ragma simple Un edificio en el cual las cargas de viento a barlovento y sotavento setrasmiten a travs de los diafragmas de piso y cubierta hacia un mismo SPRFV, es decir no tiene separaciones

estructurales.

Estructur a o edifi cio de forma r egular Un edificio u otra estructura que no tenga geometra irregular en suforma espacial.

Estru ctur a o edif ici o rgido Un edificio u otra estructura cuya frecuencia fundamental sea mayor o igual a1Hz.

Edif icio parcialmente cerr adoUn edificio que cumpla las siguientes condiciones:(a) El rea total de aberturas en una pared que recibe presin externa positiva excede por ms de 10% a lasuma de las reas de aberturas en el rea restante del revestimiento del edificio (paredes y cubierta).(b) El rea total de aberturas en una pared que soporta cargas positivas, excede de 0.37 m^2 o 1% del reade esa pared (la que sea menor), y el porcentaje de aberturas en el rea restante del revestimiento deledificio no excede 20%.

Estas condiciones se expresan mediante las siguientes condiciones:Ao > 1.10 AoiAo 0.37m o Ao 0.01Ag,el que sea menor, y Aoi /Agi 0.20dondeAo = rea total de aberturas en una pared que reciba presin positiva externa, en m^2.Ag = rea total de la pared a la cual Ao hace referencia.Aoi = la suma de las reas de aberturas, sin incluir Ao,en la revestimiento del edificio (paredes y cubierta), enm^2.


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Agi = la suma de las reas brutas, sin incluir Ag, del revestimiento del edificio (paredes y cubierta), en m^2Edificio u otra estructura flexible Edificios u otras estructuras esbeltas con frecuencia naturalfundamental menor a 1 Hz.

Escarpe Con respecto a los efectos topogrficos de la seccin ( B.6.5.7), se refiere a un acantilado opendiente fuerte que separa dos niveles de terreno (vase Fig ( B.6.5-1)).

Factor de importancia, IFactor que tiene en cuenta el grado de amenaza a la vida humana y dao a lapropiedad.

Fuerza de di seo, FFuerza esttica equivalente usada para determinar las cargas de viento para edificiosabiertos y otras estructuras.

L iteratura reconocidaInvestigaciones publicadas o documentos tcnicos que han sido aprobados.

Materi al para vidriado Elementos de vidrio, incluyendo vidrio recocido, vidrio con recubrimientoorgnico, vidrio templado, vidrio laminado, vidrio armado, lminas de material plstico o combinaciones destos usados en vidriados

Presin de diseo, pPresin esttica equivalente usada para determinar cargas de viento para edificios.

Regiones de escombros arrastrados por el vientoLas reas dentro de regiones propensas a huracaneslocalizadas en: Dentro de 1.6 km de la lnea media del nivel mayor de la marea donde la velocidad bsica del vientoes igual o mayor de 180 km/h (50 m/s), En reas donde la velocidad bsica del viento es igual o mayor de 200 km/h (50 m/s)

Regiones propensas a hur acanesreas vulnerables a los huracanes y las costas donde la velocidad delviento bsica es mayor a 145 km/h (40 m/s).

Vidriado resistente a impactosVidriado que ha sido ensayado y probado de acuerdo con ASTM E1886 yASTM E1996 u otros mtodos de ensayo aprobados para soportar el impacto de los misiles llevados por elviento que probablemente se generarn en regiones de escombros arrastrados por el viento durante los

vientos de diseo.

Revestimiento del edificio Componentes que cierren el edificio como cubiertas, claraboyas, paredesexteriores, puertas y ventanas.

Revestimiento r esistente a impactosUn cerramiento diseado para proteger los materiales para vidriadosque ha sido ensayado y probado de acuerdo con ASTM E1886 y ASTM E1996 u otros mtodos deensayo aprobados que soporten el impacto de los misiles llevados por el viento que probablemente segenerarn en regiones de escombros llevados por el viento durante los vientos de diseo.

Sistema principal resistente a cargas de viento (SPRFV) Un conjunto de elementos estructuralesdestinado a brindar apoyo y estabilidad a la estructura en su totalidad. El sistema generalmente recibe lascargas de viento provenientes de ms de una superficie.

Velocidad bsicade viento, VComo se especifica en la seccin (B.6.5.4), es la velocidad de una rfaga de3 segundos medida 10 m por encima del suelo en la Exposicin C (Vase seccin (B.6.5.6.3).

Vidriera Vidrio o lminas traslucidas de plstico usado en ventanas, puertas, claraboyas o cerramientos.


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NOMENCLATURA

La nomenclatura siguiente comprende las variables utilizadas en el presente captulo.A = rea efectiva para viento, en m^2Af = rea de un edificio u otra estructura abierta. Puede referirse al rea normal a la direccin de viento o alrea proyectada en un plano normal a la direccin del viento, en m^2

Ag = rea bruta a la cual hace referencia Ao , en m^2Agi = la suma de las reas brutas de toda la superficie del envolvente (paredes y cubierta) sin incluir Ag , enm^2Ao = rea total de aberturas en una pared que recibe presin positiva externa, en m^2Aoi = la suma del rea de aberturas de toda la superficie del envolvente (paredes y cubierta) sin incluir Ao,enm^2Aog = rea total de aberturas en toda la superficie del cerramiento (paredes y cubierta) del edificio, en m^2Ag = rea bruta de la pared slida libre o la valla rgida, en m^2a = ancho de la zona para coeficiente de presin, en mB = dimensin horizontal del edificio medido en direccin normal a la direccin del viento, en mb = factor de velocidad media de viento horariab = factor de velocidad de rfaga de 3 segundos

Cf = coeficiente de fuerza a usarse en el clculo de cargas de viento para estructuras diferentes a edificiosCN = coeficiente de presin neta a usarse en el clculo de cargas de viento para edificios abiertosCp = coeficiente de presin externa a usarse en el clculo de cargas de viento para edificiosc = factor de intensidad de turbulenciaD = dimetro de estructura o miembro circular, en mD= profundidad de elementos sobresalientes como nervaduras y cornisas, en mF = fuerza de viento de diseo para estructuras diferentes a edificios, en NG = factor de efecto rfagaGf = factor de efecto rfaga para el SPRFV de edificios flexibles y otras estructurasGCpn = coeficiente de presin combinada para un parapetoGCp = producto del coeficiente de presin externa y el factor de efecto rfaga a usarse en la determinacin decargas de viento para edificiosGCpf = producto del coeficiente equivalente de presin externa y el factor de efecto rfaga a usarse en ladeterminacin de cargas de viento para el SPRFV de edificios bajosGCpi = producto del coeficiente de presin interna y el factor de efecto rfaga a usarse en la determinacin de

cargas de viento para edificiosgQ = factor pico para respuesta del entornogR = factor pico para respuesta de resonanciag0 = factor pico para respuesta de viento eH = altura de la colina o escarpe, en mh = altura media de un edificio o altura de cualquier otra estructura. Se debe usar la altura a la cornisa si elngulo de inclinacin e es menor o igual a 10, en m.he = altura de la cornisa en una determinada pared o altura promedio de cornisa si esta vara a los largo de laestructura.l = factor de importancialz = intensidad de turbulenciaK1, K2, K3 = factores de multiplicacin en la fig. (B.6.5-1) usados para calcular zt KKd = factor de direccionalidad de viento,

Kh = coeficiente de exposicin de presin por velocidad evaluado en z = hKz = coeficiente de exposicin de presin por velocidad evaluado a la altura z.Kzt = factor topogrficoL = dimensin horizontal del edificio medida en direccin paralela a la direccin del viento, en mLh = distancia viento arriba de la cresta de la colina o escarpe en la fig. (B.6.5-1), donde la diferencia enelevacin de terreno es la mitad de la altura de la colina o escarpe, en mLz = longitud integral a escala de la turbulencia (para modelos a escala en tnel de viento), en mLr = dimensin horizontal de esquina de retorno para un muro libre o valla maciza de la fig. B.6.5-17, en ml= factor de escala de longitud integral, en mN1 = frecuencia reducida


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n1 = frecuencia natural del edificio, en Hzp = presin de diseo a usarse en el clculo de cargas de viento para edificiospL = presin de viento actuando en la cara a sotavento en la fig. B.6.5-6, en N/m^2pnet = presin neta de viento de diseo de la ec. B.6.4-2, en N/m^2pnet10 = presin neta de viento de diseo para la categora de exposicin B a h=10.0 mps = presin neta de viento de diseo de la ec. B.6.4-1, en N/m^2ps10 = presin de viento de diseo simplificada para la categora de exposicin B a h=10.0 m en la Fig.B.6.4-2pw = presin de viento actuando en la cara a barlovento en la fig. B.6.5-6, en N/m^2Q = factor de respuesta del entorno de la ec. B.6.5-4q = presin por velocidad, en N/m^2qh = presin por velocidad evaluada a la altura z = h , en N/m^2qi = presin por velocidad para la determinacin de la presin interna, en N/m^2qp = presin por velocidad en la parte superior del parapeto, en N/m^2qz = presin por velocidad evaluada a una altura zpor encima del terreno, en N/m 2R = factor de respuesta de resonancia de la ec. B.6.5-8RB, Rh , RL = valores de la ec. B.6.5-8Ri = factor de reduccin de la ec. B.6.5-14Rn = valor de la ec. B.6.5-9s = dimensin vertical de un muro libre o una valla maciza de la fig. (B.6.5-17), en m

V = velocidad bsica de viento en m/s. La velocidad bsica de viento corresponde a lavelocidad de una rfaga de 3 segundos a una altura de 10 m por encima del suelo en un terreno de categorade exposicin CVi = volumen interno sin particiones, en m3.Vz = velocidad de viento promedia por hora a una altura z m/sW = ancho del edificio; o ancho de la luz, en mX = distancia hasta el centro de presin desde el borde a barlovento, en mx = distancia tomada desde la cima en la direccin de barlovento o sotavento, en mz = altura por encima del terreno, en mz = altura equivalente de la estructura, en mzg = altura nominal de la capa atmosfrica limite usada en este cdigo.zmin = altura mnima de exposicin= exponente para la ley potencial de la velocidad de rfaga de 3 seg,

= inversa de = exponente para la ley potencial de la velocidad media horaria del viento, ec. B.6.5-12 en la tabla B.6.5-2

= coeficiente de amortiguamiento, porcentaje crtico para edificios y otras estructuras= coeficiente de rea slida vs rea bruta para muros libres, vallas macizas, vallas abiertas, torres de celosay otras estructuras de celosa= factor de ajuste por altura y exposicin del edificio= exponente para la ley potencial de la escala de longitud integral

= (vase seccin (B.6.5.8.2)= ngulo de inclinacin de la cubierta, en grados. v = cociente alto/ancho para vallas macizas


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CAPITULO II(B.6.4) PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO

(B.6.4.1)ALCANCEUn edificio cuyas cargas de viento de diseo se determinen de acuerdo con estaseccin deber cumplir las condiciones de (B.6.4.1.1) o ( B.6.4.1.2). Si solamente cumple las condiciones de(B.6.4.1.2) para el diseo de los elementos de revestimiento y componentes, el SPRFV deber disearse

usando el Mtodo 2 (Procedimiento Analtico) o el Mtodo 3 (Procedimiento de Tnel de Viento).

(B.6.4.1.1)Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) Para el diseo delSPRFV el edificio debe cumplir todas las siguientes condiciones:(a) El edificio sea de diafragma simple como se define en la seccin (B.6.2).(b) El edificio sea bajo de acuerdo con la seccin (B.6.2).(c) El edificio sea cerrado como se define en la seccin (B.6.2) y cumpla las provisiones de regiones deescombros arrastrados por el viento de acuerdo con la seccin I (B.6.5.9.3)(d) El edificio sea de forma regular como se define en la seccin I (B.6.2).(e) El edificio no sea clasificado como flexible como se define en la seccin (B.6.2).(f) Las caractersticas de respuesta del edificio sean tales que el mismo no est sujeto a cargas por viento atravs de l, a generacin de vrtices, a inestabilidad por golpeteo o aleteo, y no est ubicado en un sitio en elque se puedan presentar efectos de canalizacin o sacudimiento por la estela de obstrucciones en barlovento,que obliguen a consideraciones especiales.(g) El edificio tenga una seccin transversal aproximadamente simtrica en cada direccin y tenga unacubierta plana o cubierta a dos o cuatro aguas con ngulo de inclinacin de 45grados.(h) El edificio esta eximido de los casos de carga torsional indicados en la Nota 5 de la fig. ( B.6.5-7), oestos casos no controlan el diseo de ninguno de los elementos del SPRFV del edificio.

(B.6.4.1.2)Componentes y RevestimientosPara el diseo de los componentes y elementos derevestimiento, el edificio debe cumplir todas las siguientes condiciones:(a) La altura promedio h es igual o menor a 18.0 mb) El edificio es cerrado como se define en la seccin (B.6.2) y cumpla las provisiones de regiones de

escombros arrastradospor el vientode acuerdo con la seccin (B.6.5.9.3)(c) El edificio es de forma regular como se define en la seccin (B.6.2).(d) El edificio tiene una cubierta plana, una cubierta a dos aguas con 45grados o una cubierta a cuatroaguas con 27grados

(B.6.4.2)PROCEDIMIENTO DE DISEO(a) La velocidad bsica de viento V se determina de acuerdo con la seccin (B.6.5.4). Deber suponerse queel viento viene de cualquier direccin horizontal.(b) El factor de importancia I se determina de acuerdo con la seccin ( B.6.5.5).(c) La categora de exposicin se determina de acuerdo con la seccin ( B.6.5.6).(d) Se determina un coeficiente de ajuste por altura y exposicin, , de acuerdo con la fig. (B.6.4-2).

(B.6.4.2.1)Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) Las presiones de vientode diseo simplificado, ps , representan la presin neta (suma de presiones internas y externas) que se debeaplicar a las proyecciones horizontales y verticales de las superficies del edificio como se muestra en la fig.II.1 (B.6.4-2). Para la presin horizontal (zonas A, B, C y D), ps es la combinacin de las presiones netas a

barlovento y sotavento, ps se determinar con la siguiente Ec: ps = Kzt I PS10 (B.6.4-1)donde;= factor de ajuste por altura y exposicin, de la fig. ( B.6.4-2) (continuacin).Kzt = factor topogrfico como se define en la seccin (B.6.5.7) evaluado a la altura promedio de lacubierta, h ecuacin B.6.5-1I = factor de importancia como se define en la seccin (B.6.5.5)PS10 = presin de viento de diseo simplificada para la categora de exposicin B con h=10 mde la fig. (B.6.4-2).


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I(B.6.4.2.1.1) - Presiones Mnimas - Los efectos de carga de las presiones de viento de diseo de la seccinB.6.4.2.1 no sern menores que el caso de carga mnima de la seccin (B.6.1.3.1), suponiendo presiones ps,de +0.40 kN/m2para las zonas A, B, C y Dy de 0 kN/m^2para las zonas E, F, G y H.

(B.6.4.2.2) Elementos de Revestimiento y Componentes Para los elementos de revestimiento ycomponentes diseados usando el Mtodo Simplificado, las presiones de viento de diseo netas, pnetrepresentan la presin neta (suma de presiones internas y externas) que se debe aplicar en direccin normala cada superficie del edificio como se muestra en la fig. ( B.6.4-3).

pnet = Kzt I Pnet10 (B.6.4-2)donde;= factor de ajuste por altura y exposicin, de la fig. (B.6.4-2)Kzt = factor topogrfico como se define en la seccin (B.6.5.7) evaluado a la altura promedio dela cubierta, hl = factor de importancia como se define en la seccin (B.6.2)Pnet10 = presin neta de viento de diseo para la categora de exposicin Ba h =10.0 m Vase Fig. (6.4-3).(B.6.4.2.2.1)Presiones MnimasLas presiones de viento de diseo positivas y negativas, Pnetde la seccin B.6.4.2.2 no sern menores a +0.4 kN/m2 y -0.4 kN/m2, respectivamente.

(B.6.4.3)REVESTIMIENTO PERMEABLELas cargas de viento de diseo de la fig. ( B.6.4-3) seusarn para todos los revestimientos permeables a menos que se demuestre a travs de datos experimentales

aprobados u otra literatura reconocida, que las cargas son menores para el tipo de revestimiento que estsiendo considerado

Sistema Principal de Resistencia de Fuerza de Viento ( SPRFV)Mtodo 1 h 18.0 mFigura (B.6.4-2) Presiones de Viento de Diseo

Edificios CerradosMuros y Cubiertas


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Notas:En la grfica longitudinal la pared marcada con B debe ser C

1. Las presiones mostradas se aplican a las proyecciones verticales y horizontales para la categora deexposicin B, a una altura h = 10.0 m, I_= 1.0 y Kzt = 1.0. Para ajustar a otras condiciones se debe usar laEcuacin (B.6.4-1).

2. Los patrones de carga mostrados deben aplicarse a cada esquina del edificio y se tomara cada una como laesquina de referencia (Vase Figura (B 6.5-7)).

3. Para el diseo del SPRFV longitudinal use = 0grados, y localice la zona de borde E F, G H a la mitad delongitud del edificio.

4. Los casos de carga 1 y 2 deben verificarse para 25grados < < 45grados Se da el caso de carga 2 a 25grado solo para interpolaciones entre 25 gradosy 30grados

5. Los signos positivo y negativo significan presiones y succiones actuando sobre las superficiesrespectivamente.

6. Se permite interpolacin lineal para pendientes diferentes a las mostradas.

7. La carga total horizontal no ser menor de la determinada suponiendo ps = 0 en las zonas B y D.

8. Las zonas de presin representan lo siguiente:Zonas Horizontales de Presin Suma de las presiones netas (internas y externas) a barlovento y sotavento,en la proyeccin vertical de:AZona final del muro CZona interior del muroBZona final de la cubierta DZona interior de la cubiertaZonas Verticales de PresinSuma de las presiones netas (internas y externas), en la proyeccin horizontalde:EZona final de cubierta a barlovento GZona interior de cubierta a barloventoFZona final de cubierta a sotavento HZona interior de cubierta a sotavento

9. Cuando las zonas E o G se ubiquen en el alero del lado a sotavento del edificio, se debe usar EOHy GOHpara la presin en la proyeccin horizontal del alero. La presin de los aleros en el lado a sotavento y en loscostados ser la presin bsica de la zona.

10. Notacin:

a: 10% de la menor dimensin horizontal o 0.4h,la que sea menor. No debe ser menor al 4% de la menordimensin horizontal o 0.9m.

h:altura media de la cubierta en metros. Cuando 10grados, se usara la altura hasta el alero. :Angulo de inclinacin de la cubierta, en grados.


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Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de VientoMtodo 1 h 18.0 mFigura (B.6.4-2) (Continuacin) Presiones de Viento de Diseo


Procedimiento Simplificado: Presin Bsica de Viento, ps10 (kN/m^2)(Exposicin B a una altura h = 10.0 m, Kzt = 1.0 , con I = 1.0)

Velocidad Angulo de Caso de ZonasBsica de Inclinacin carga Presiones horizontales Presiones Verticales AlerosViento m/s de la cubierta(km/h) (grados)

17 (60) A B C D E F G H EOH GOH0 a 5 1 0.11 -0.05 0.07 -0.03 -0.13 -0.00 -0.09 -0.06 -0.18 -0.1410 1 0.12 -0.05 0.08 -0.03 -0.13 -0.08 -0.09 -0.06 -0.18 -0.1415 1 0.13 -0.04 0.09 -0.02 -0.13 -0.08 -0.09 -0.06 -0.18 -0.1420 1 0.15 -0.04 0.10 -0.02 -0.13 -0.09 -0.09 -0.07 -0.18 -0.1425 1 0.13 0.02 0.10 0.02 -0.06 -0.08 -0.04 -0.06 -0.11 -0.0925 2 ---- ---- -0.02 -0.04 -0.01 -0.03 ---- ----

30 a 45 1 0.12 0.08 0.09 0.06 0.01 -0.07 0.00 -0.06 -0.04 -0.0530 a 45 2 0.12 0.08 0.09 0.06 0.05 -0.04 0.04 -0.03 -0.04 -0.05

22(80) 0 a 5 1 0.19 -0.10 0.12 -0.06 -0.23 -0.13 -0.16 -0.10 -0.32 -0.25

10 1 0.21 -0.09 0.14 -0.05 -0.23 -0.14 -0.16 -0.11 -0.32 -0.2515 1 0.24 -0.08 0.16 -0.04 -0.23 -0.15 -0.16 -0.11 -0.32 -0.2520 1 0.26 -0.07 0.17 -0.04 -0.23 -0.16 -0.16 -0.12 -0.32 -0.2525 1 0.24 0.04 0.17 0.04 -0.10 -0.14 -0.08 -0.11 -0.19 -0.1725 2 ---- --- --- --- -0.04 -0.08 -0.01 -0.05 --- ---

30 a 45 1 0.21 0.14 0.17 0.11 0.02 -0.13 0.00 -0.11 -0.07 -0.0930 a 45 2 0.21 0.14 0.17 0.11 0.08 -0.06 0.07 -0.05 -0.07 -0.09

28 (100 ) 0 a 5 1 0.29 -0.15 0.19 -0.09 -0.35 -0.20 -0.25 -0.16 -0.49 -0.3910 1 0.33 -0.14 0.22 -0.08 -0.35 -0.21 -0.25 -0.17 -0.49 -0.3915 1 0.37 -0.12 0.25 -0.07 -0.35 -0.23 -0.25 -0.18 -0.49 -0.3920 1 0.41 -0.11 0.27 -0.06 -0.35 -0.25 -0.25 -0.19 -0.49 -0.3925 1 0.37 0.06 0.27 0.06 -0.16 -0.22 -0.12 -0.18 -0.30 -0.2625 2 --- - ---- ---- ---- -0.06 -0.12 -0.02 -0.08 ---- ---

30 a 45 1 0.33 0.23 0.26 0.18 0.03 -0.20 0.01 -0.17 -0.12 -0.13ContinuacinVelocidad Angulo de Caso de ZonasBsica de Inclinacin carga Presiones horizontales Presiones Verticales AlerosViento m/s de la cubierta

(km/h) (grados)A B C D E F G H EOH GOH

28(100) 30 a 45 2 0.33 0.23 0.26 0.18 0.13 -0.10 0.11 -0.07 -0.12 -0.13

33(120) 0 a 5 1 0.42 -0.22 0.28 -0.13 -0.51 -0.29 -0.35 -0.22 -0.71 -0.5610 1 0.48 -0.20 0.32 -0.11 -0.51 -0.31 -0.35 -0.24 -0.71 -0.5615 1 0.53 -0.18 0.35 -0.10 -0.51 -0.33 -0.35 -0.25 -0.71 -0.5620 1 0.59 -0.15 0.39 -0.08 -0.51 -0.35 -0.35 -0.27 -0.71 -0.5625 1 0.53 0.08 0.38 0.09 -0.24 -0.32 -0.17 -0.26 -0.44 -0.3725 2 --- --- --- --- -0.09 -0.17 -0.03 -0.11 --- ---

30 a 45 1 0.48 0.32 0.38 0.26 0.04 -0.29 0.01 -0.25 -0.17 -0.1930 a 45 2 0.48 0.32 0.38 0.26 0.18 -0.14 0.16 -0.10 -0.17 -0.19

36(130) 0 a 5 1 0.50 -0.26 0.33 -0.15 -0.60 -0.34 -0.41 -0.26 -0.83 -0.6510 1 0.56 -0.23 0.37 -0.13 -0.60 -0.36 -0.41 -0.28 -0.83 -0.6515 1 0.62 -0.21 0.41 -0.12 -0.60 -0.39 -0.41 -0.30 -0.83 -0.6520 1 0.69 -0.18 0.46 -0.10 -0.60 -0.41 -0.41 -0.32 -0.83 -0.6525 1 0.62 0.10 0.45 0.10 -0.28 -0.38 -0.20 -0.30 -0.51 -0.4425 2 -- -- -- -- -0.10 -0.20 -0.03 -0.13 -- --

30 a 45 1 0.56 0.38 0.44 0.30 0.04 -0.34 0.01 -0.29 -0.19 -0.2230 a 45 2 0.56 0.38 0.44 0.30 0.22 -0.17 0.19 -0.12 -0.19 -0.22

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Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de VientoMtodo 1 h 18.0 mFigura (B.6.4-2) (Continuacin) Presiones de Viento de Diseo Edificios Cerrados Muros y CubiertasFactor de Ajuste por Altura del Edificio y Exposicin,

Altura Media del ExposicinEdificio (m) B C D

4,5 1.00 1.21 1.476,0 1.00 1.29 1.557,5 1.00 1.35 1.619,0 1.00 1.40 1.6610,5 1.05 1.45 1.7012,0 1.09 1.49 1.7413,5 1.12 1.53 1.7815,0 1.16 1.56 1.8116,5 1.19 1.59 1.8418,0 1.22 1.62 1.87

Componentes y RevestimientosMtodo 1 h 18.0 mFigura (B.6.4-3) Presiones de Viento de Diseo

Edificios Cerrados/ Muros y Cubiertas / Edificio Cerrado

Zonas finales Zonas interiores Zonas esquinerasCubiertaZona 2 CubiertasZona 1 CubiertaZona 3MurosZona 5 MurosZona 4

Cubierta plana Cubiertas a cuatro aguas 7 < 27 grados

Cubierta a Dos Aguas( 7 grados) Cubierta a Dos Aguas(7< 45grados


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Notas:1. Las presiones mostradas se aplican en direccin normal a la superficie, para la categora de exposicin B, auna altura, h_= 10.0 mI =1.0 y Kzt = 1.0 Para ajustar a otras condiciones se debe usar la Ecuacin (B.6.4.2).2. Los signos positivos y negativos representan presiones y succiones sobre las superficies respectivamente.3. Para cubiertas a cuatro aguas con 25, en la zona 3 se debe tratar como Zona 2.4. Para valores de reas de Viento Efectivas entre los dados, se permite interpolar o usar el valor asociado alrea de Viento efectivamente menor.5.- Notacin:a:10% de la menor dimensin horizontal o 0.4h,la que sea menor. No debe ser menor al 4% de la menordimensin horizontal o 0.9 m.h : altura media de la cubierta en metros. Cuando 10grados, se usara la altura hasta el alero. - ngulo de inclinacin de la cubierta, en grados.

Componentes y RevestimientosMtodo 1 h 18.0 m_Figura (B.6.4 -3) (Continuacin)

Presiones Netas de Viento de Diseo_Edificios Cerrados Muros y Cubiertas

Presin Neta de Viento de Diseo, pnet10 (kN/m^2)(Exposicin B a una altura h = 10.0 m, Kzt = 1.0,con I = 1.0 )

Zona rea de Velocidad Bsica de Viento V m/s (km/h)Viento Cubierta con 0 < 7 grados

Efectiva (m^2)17 (60) 22 (80) 28 (100) 33 (120) 36 (130)

1 1 0.05 -0.12 0.09 -0.21 0.14 -0.33 0.20 -0.48 0.23 -0.561 2 0.05 -0.12 0.08 -0.21 0.13 -0.32 0.18 -0.47 0.22 -0.551 5 0.04 -0.11 0.07 -020 0.12 -0.30 0.17 -0.45 0.19 -0.531 10 0.04 -0.11 0.07 -0.19 0.11 -0.30 0.15 -0.44 0.18 -0.512 1 0.05 -0.20 0.09 -0.36 0.14 -0.56 0.20 -0.80 0.23 -0.942 2 0.05 -0.18 0.08 -0.32 0.13 -0.50 0.18 -0.72 0.22 -0.842 5 0.04 -0.15 0.07 -0.27 0.12 -0.42 0.17 -0.60 0.19 -0.712 10 0.04 -0.13 0.07 -0.23 0.11 -0.36 0.15 -0.52 0.18 -0.61

3 1 0.05 -0.30 0.09 -0.54 0.14 -0.84 0.20 -1.21 0.23 -1.423 2 0.05 -0.25 0.08 -0.45 0.13 -0.70 0.18 -1.00 0.22 -1.183 5 0.04 -0.18 0.07 -0.32 0.12 -0.50 0.17 -0.73 0.19 -0.853 10 0.04 -0.13 0.07 -0.23 0.11 -0.36 0.15 -0.52 0.18 -0.61

Cubierta con 7 < 27 grados

17 (60) 22 (80) 28 (100) 33 (120) 36 (130)1 1 0.07 -0.11 0.12 -0.19 0.19 -0.30 0.28 -0.44 0.32 -0.511 2 0.06 -0.11 0.11 -0.19 0.17 -0.30 0.25 -0.43 0.29 -0.501 5 0.06 -0.10 0.10 -0.18 0.15 -0.28 0.22 -0.41 0.26 -0.481 10 0.05 -0.10 0.09 -0.18 0.14 -0.28 0.20 -0.40 0.23 -0.472 1 0.07 -0.19 0.12 -0.34 0.19 -0.53 0.28 -0.76 0.32 -0.892 2 0.06 -0.17 0.11 -0.31 0.17 -0.49 0.25 -0.70 0.29 -0.822 5 0.06 -0.16 0.10 -0.28 0.15 -0.43 0.22 -0.62 0.26 -0.73

2 10 0.05 -0.14 0.09 -0.25 0.14 -0.39 0.20 -0.56 0.23 -0.663 1 0.07 -0.28 0.12 -0.50 0.19 -0.78 0.28 -1.13 0.32 -1.323 2 0.06 -0.26 0.11 -0.47 0.17 -0.73 0.25 -1.05 0.29 -1.243 5 0.06 -0.24 0.10 -0.43 0.15 -0.67 0.22 -0.96 0.26 -1.123 10 0.05 -0.22 0.09 -0.39 0.14 -0.61 0.20 -0.88 0.23 -1.04

Cubierta con 27 < 45 grados

17 (60) 22 (80) 28 (100) 33 (120) 36 (130)1 1 0.11 -0.12 0.19 -0.21 0.30 -0.33 0.44 -0.48 0.51 -0.561 2 0.11 -0.11 0.19 -0.20 0.30 -0.31 0.43 -0.45 0.50 -0.53


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1 5 0.10 -0.11 0.18 -0.19 0.28 -0.29 0.41 -0.42 0.48 -0.501 10 0.10 -0.10 0.18 -0.18 0.28 -0.28 0.40 -0.40 0.47 -0.472 1 0.11 -0.14 0.19 -0.25 0.30 -0.39 0.44 -0.56 0.51 -0.662 2 0.11 -0.13 0.19 -0.24 0.30 -0.37 0.43 -0.53 0.50 -0.632 5 0.10 -0.13 0.18 -0.22 0.28 -0.35 0.41 -0.50 0.48 -0.592 10 0.10 -0.12 0.18 -0.21 0.28 -0.33 0.40 -0.48 0.47 -0.563 1 0.11 -0.14 0.19 -0.25 0.30 -0.39 0.44 -0.56 0.51 -0.663 2 0.11 -0.13 0.19 -0.24 0.30 -0.37 0.43 -0.53 0.50 -0.63

3 5 0.10 -0.13 0.18 -0.22 0.28 -0.35 0.41 -0.50 0.48 -0.593 10 0.10 -0.12 0.18 -0.21 0.28 -0.33 0.40 -0.48 0.47 -0.56Muro

4 1 0.12 -0.13 0.21 -0.23 0.33 -0.36 0.48 -0.52 0.56 -0.614 2 0.11 -0.12 0.20 -0.22 0.32 -0.35 0.46 -0.50 0.54 -0.584 5 0.11 -0.12 0.19 -0.21 0.30 -0.32 0.43 -0.47 0.50 -0.554 10 0.10 -0.11 0.18 -0.20 0.28 -0.31 0.41 -0.45 0.48 -0.5

Componentes y RevestimientosMtodo 1 h 18.0 m_Figura (B.6.4 -3) (Continuacin) Presiones Netas de Viento de Diseo

Edificios Cerrados Muros y CubiertasPresin Neta de Diseo, pnet10 (kN/m^2)

(Exposicin B a una altura h =10.0 m, Kzt = 1.0, con I = 1.0)Zona rea de Muro

VientoEfectiva Velocidad Bsica de Viento V m/s (km/h)(m2) 17 (60) 22 (80) 28 (100) 33 (120) 36 (130)

4 50 0.09 -0.10 0.16 -0.18 0.25 -0.28 0.6 -0.40 0.42 -0.475 1 0.12 -0.16 0.21 -0.28 0.33 -0.45 0.48 -0.64 0.56 -0.755 2 0.11 -0.15 0.20 -0.27 0.32 -0.41 0.46 -0.60 0.54 -0.705 5 0.11 -0.14 0.19 -0.24 0.30 -0.38 0.43 -0.54 0.50 -0.645 10 0.10 -0.12 0.18 -0.22 0.28 -0.35 0.41 -0.50 0.48 -0.585 50 0.09 -0.10 0.16 -0.18 0.25 -0.28 0.36 -0.40 0.42 -0.47

Componentes y RevestimientosMtodo 1 h 18.0 m_Figura (B.6.4 -3) (Continuacin) Presiones Netas de Viento de Diseo


Presin Neta de Diseo de Alero, pnet10 (kN/m^2)

(Exposicin B a una altura h =10.0 m, con I = 1.0Cubierta con 0 < 7 gradosZona rea de Viento Velocidad Bsica de Viento V (km/h)

Efectiva 17(60) 22(80) 28(100) 33(120) 36(130)(m^2)

2 1 -0.17 -0.31 -0.48 -0.69 -0.812 2 -017 -0.30 -0.47 -0.68 -0.792 5 -017 -0.29 -0.46 -0.66 -0.772 10 -0.16 -0.29 -0.45 -0.65 -0.763 1 -0.28 -0.51 -0.79 -1.14 -1.333 2 -0.22 -0.40 -0.62 -0.89 -1.043 5 -0.14 -0.25 -0.39 -0.57 -0.673 10 -0.08 -0.15 -0.23 -0.33 -0.39

Cubierta con 7 < 27 grados2 1 -0.22 -0.40 -0.62 -0.89 -1.05

2 2 -0.22 -0.40 -0.62 -0.89 -1.052 5 -0.22 -0.40 -0.62 -0.89 -1.052 10 -0.22 -0.40 -0 .62 -0.89 -1.053 1 -0.38 -0.67 -1.04 -1.50 -1.763 2 -034 -0.60 -0.94 -1.35 -1.593 5 -0.29 -0.52 -0.81 -1.16 -1.363 10 -0.25 -0.45 -0.70 -1.02 -1.19

Cubierta con 27 < 45 grados2 1 -0.20 -0.36 -0.56 -0.81 -0.952 2 -0.20 -0.35 -0.55 -0.79 -0.932 5 -0.19 -0.34 -0.52 -0.76 -0.89


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2 10 -0.18 -0.32 -0.51 -0.73 -0.863 1 -0.20 -0.36 -0.56 -0.81 -0.953 2 -020 -0.35 -0.55 -0.79 -0.933 5 -0.19 -0.34 -0.52 -0.76 -0.893 10 -0.18 -0.32 -0.51 -0.73 -0.86

Factor de Ajuste por Altura del Edificio y Exposicin, Altura Media del Exposicin

Edificio (m) B C D

4.5 1.00 1.21 1.476.0 1.00 1.29 1.557.5 1.00 1.35 1.619.0 1.00 1.40 1.66

10.5 1.05 1.45 1.7012.0 1.09 1.49 1.7413.5 1.12 1.53 1.7815.0 1.16 1.56 1.8116.5 1.19 1.59 1.8418.0 1.22 1.62 1.87

II.2 Ejemplo Utilizando el Mtodo 1 (Mtodo Simplificado)Sea el edificio de la figura. Determine la fuerza de viento sobre el edificioLocalizacin: Ciudad de Barranquilla. Velocidad del viento 36 m/s = 130 km/h (Regin 5)Terreno: PlanoDimensiones: 10 m x 30 m x 6 m de altura, Techo PlanoParedes de BloquesTecho: losa de concretoPuertas y ventanas protegidas al viento

Se utilizar como almacn.

Vigas con 10.0 m de luz separadas a 2.5 m

paneles de 2.0 m x 10.0 m

6 m

30 m

10 m

Solucin:

Comprobemos que se puede utilizar el Mtodo 1 (Mtodo Simplificado)a) El edificio sea de diafragma simple como se indica en la seccin. (B.6.2)

El edificio es un diafragma simpleb ) El edificio sea de baja altura de acuerdo con la seccin (B.6.2)La altura mxima es de 6 m menor de 18 mc) El edificio sea cerrado como se define en la seccin (B.6.2) y cumpla las provisiones de zonas propensas ahuracanes de acuerdo con la seccin (B.6.5.9.3)El edificio es cerrado y cumple con (B.6.5.9.3)d) El edificio sea de forma regular como se define en la seccin (B.6.2)El edificio es de forma regular


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e) El edificio no sea clasificado como flexible como de define en el inciso (B.6.2)El edificio no es flexiblef) Las caractersticas de respuesta del edificio sean tales que el mismo no est sujeto a fuerzas por viento atravs de l a generacin de vrtices, a inestabilidad por golpeo o aleteo y no est ubicado en un sitio en elque se puedan presentar efectos de canalizaciones o sacudimiento por la estela de obstrucciones en

barlovento, que obliguen a consideraciones especiales

Cumpleg) El edificio tenga una seccin transversal aproximadamente simtrica en cada direccin y tenga una cubierta

plana o cubierta a dos o cuatro aguas con ngulo de inclinacin 45La seccin es simtrica y tiene cubierta planah) El edificio est eximido de los casos de fuerzas torsionales indicado en la (Nota 5 de la figura( B.6.5-7) o estos casos no controlan el diseo de ninguno de los elementos SPRFV del edificioSe cumplePor todo lo anterior, se puede utilizar el Mtodo Simplificado

Sistema Principal de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV)Este edificio tiene un techo plano, por lo tanto el caso de fuerza 1 es comprobado

La presin de viento sobre SPRFV se halla con la siguiente frmula:

ps = Kzt I Ps10 (B.6.4-1) Factor de Ajuste por Altura y Exposicin de la figura (B.6.4-2 Continuacin)La Categora es B, De la figura III.1 (B.6.4-2) Continuacin, para h = 6.0 m, = 1.0Kzt- Factor Topogrfico como se define en la seccin (B.6.5.7) evaluado a la altura promedio de la cubierta, h

Kzt = 1.0. Es terreno planoI - Factor de Importancia I = 1.0. Vase (B.6.5.5)Pnet10presin neta de viento de diseo simplificada para la Categora de Exposicin B, conh = 10 m

ps = Kzt I Ps10 = 1.0 x 1.0 x Ps10 = Ps10En el Mtodo Simplificado, la presin del techo incluye la presin interna. La presin en la pared (muro) es lacombinacin de la fuerza a barlovento y sotavento y no se considera la presin interna

De la figura B.6.4-2, hallamos ps10, y como = Kzt = 1.0, tenemos para:

Presiones horizontales (ps) (kN/m) Presiones verticales (ps) (kN/m) Aleros (ps)(kN/m)

ZONAS

A= 0.5 B= -0.26 C= 0.33 D=-0.15 E= -0.6 F=-0.34 G=-0.41 H= -0.26 EOH =-0.83 GOH= -0.65

Clculo de a

10% = 0.1 x 10.0 = 1.0 m 0.4h = 0.4 x 6.0 = 2.4 m 4% = 0.04 x 10.0 = 0.4 m no debe ser menor de0.9m Por lo anterior a = 1.0 m

Diseo de Revestimiento y Componentespnet = Kzt I Pnet10 = 1.0 x 1.0 x 1.0 Pnet10 = Pnet10

Presiones en la ParedEl rea efectiva es la longitud de la luz multiplicada por un ancho efectivo que no debe ser menor que un


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tercio de la longitud del tramo. La pared es soportada en el diafragma del techo y el terreno, Luz = 6.0 mEl rea efectiva es A = 6.0 x 6.0 / 3 = 12.0 m

De la Figura (B.6.4-3) continuacinInterpolando tenemos:Zona 4

pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x 0.4776 = 0.4776 kN / m

pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x (- 0.5492) = - 0.5492 kN / m

Zona 5

pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x 0.4776 = 0.4776 kN / m

pnet = 1.0 x 1.0 x 1.0 x (- 0.5796) = - 0.5796 kN / m

Presiones en las vigas del techo

Estas vigas estn espaciadas a 2.5 m . Las vigas pueden estar en la Zona 1 Zona 2

Ancho en la zona 2 y 3, el menor de a = 0.1 x 10.0 = 1.0 m a = 0.4 x 6.0 = 2.4 m, a = 1.0 m.rea efectiva de las vigas. El mayor de A = 2.5 x 10.0 = 25.0 m 10 x 10.0 / 3 = 33.3 m. Setoma A = 33.3 m

Zona 3

Zona 3

Zona 1

Zona 2

h = 6 m Zona 5 Zona 4

Zona 4 Zona 5

a a

De la Figura (B.6.4-3) Continuacin, tomamos:Zona 1 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.19 = 0.19 kN/m pnet = 1.0 x 1.0 x (- 0.53) = - 0. 53 kN/ mZona 2 y 3 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.18 = 0.18 kN/m pnet = 1.0 x 1.0 x (-0.61) = - 0.61 kN/m

Presin en los paneles del techoLos paneles son de 2.0 m x 5.0 m. El rea efectiva es el mayor de: 3.0 x 2.0 = 6.0 m 3.0 x 3.0 / 3 = 4.5 mSe toma 6.0 m De la figura B.6.4-3 Continuacin con 6.0 m , tenemos:Para Zona 1 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.189= 0.189 kN/m pnet = 1.0 x 1.0 x -0.528= -0.528 kN/m

Para Zona 2 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.189= 0.189 kN/m pnet = 1.0 x 1.0 x -0.70= -0.70 kN/m

Para Zona 3 pnet = 1.0 x 1.0 x 0.189= 0.189 kN/m pnet = 1.0 x 1.0 x -0.83= -0.83 kN/m


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CAPITULO III

(B.6.5) MTODO 2 - PROCEDIMIENTO ANALTICO

(B.6.5.1)ALCANCEUn edificio cuyas cargas de viento de diseo sean determinadas de acuerdo conesta seccin deber cumplir las siguientes condiciones:

(a) El edificio o estructura sea de forma regular como se define en la seccin (B.6.2).(b) El edificio o estructura no tiene caractersticas de respuesta que den lugar a cargas transversales de viento,generacin de vrtices, inestabilidad debida a golpeteo o aleteo y que por su ubicacin, tampoco debenmerecer consideracin especial los efectos de canalizacin o sacudimiento por la estela producida por lasobstrucciones a barlovento.

(B.6.5.2)LIMITACIONESLas especificaciones de la seccin B.6.5 consideran el efecto del aumentode cargas producto de la resonancia entre rfagas y vibraciones en la direccin del viento en edificios flexiblesy otras estructuras. Los edificios o estructuras que no cumplan las consideraciones de la seccin (B.6.5.1) oaquellos que tengan forma irregular o caractersticas de respuesta inusuales, debern ser diseados usandoliteratura reconocida que documente esos efectos de las cargas de viento o debern ser diseados usando el

procedimiento de tnel de viento especificado en la seccin B.6.6.

(B.6.5.2.1) Proteccin de otras edif icaciones No se harn reducciones de presiones de velocidadproducto del apantallamiento de otras estructuras aledaas o producto de las caractersticas del terreno.

(B.6.5.2.2) Revestimientos Permeables Para determinar las cargas aplicables a revestimientospermeables se usarn las especificaciones de la seccin B.6.5 a menos que se demuestre con ensayosaprobados o literatura reconocida que las cargas son menores.

III.5 (B.6.5.3)PROCEDIMIENTO DE DISEO(a) La velocidad bsica de viento V, y el factor de direccin de viento Kd se determinarn de acuerdo con laseccin B.6.5.4.(b) Elfactor de importancia l se determinar de acuerdo con la seccin B.6.5.5.(c) Se determinar para cada direccin de viento una o varias categoras de exposicin Kz y un coeficientede exposicin para la presin por velocidad Kh,de acuerdo con la seccin B.6.5.6.(d) Elfactor topogrfico Kzt , se determinar de acuerdo con la seccin B.6.5.7.(e) Elfactor de efecto de rfaga G o Gf,segn aplique, se determinar de acuerdo con la seccin B.6.5.8.(f) La clasificacin de cerramiento se determinar de acuerdo con la seccin B.6.5.9.(g) El Coeficiente de Presin Interna GCpi se determinar de acuerdo con la seccin B.6.5.11.1.(h) El Coeficiente de Presin Externo Cp o GCpf o los Coeficientes de Fuerza Cf,segn aplique, sedeterminaran de acuerdo con la seccin B.6.5.11.2 o B.6.5.11.3 respectivamente.(i) Lapresin por velocidad qz o qh , segn aplique, se determinar de acuerdo con la seccin B.6.5.10.(j) La Carga de Viento de Diseo p o F se determinar de acuerdo con las secciones B.6.5.12, B.6.5.13,B.6.5.14 y B.6.5.15, segn aplique.

(B.6.5.4) VELOCIDAD DE VIENTO BSICA La velocidad de viento bsica, V usada en ladeterminacin de las cargas de viento de diseo edificios y otras estructuras se tomar de la Fig. B.6.4-1,excepto con lo especificado en las secciones B.6.5.4.1 y B.6.5.4.2. Se supondr que el viento proviene decualquier direccin horizontal.

(B.6.5.4.1) Regiones Especial es para Viento La velocidad bsica de viento se incrementar dondeexistan registros o la experiencia indique velocidades de viento mayores que las expresadas en la fig. B.6.4-1.Terrenos montaosos, precipicios y las regiones especiales de la figura B.6.4-1 se debern estudiar paradeterminar si existen condiciones de viento inusuales. La autoridad respectiva ajustar los valores de la fig.

B.6.4-1 para reflejar velocidad de viento locales mayores. Este ajuste se debe hacer basado en informacinmeteorolgica y en una estimacin de la velocidad bsica del viento segn las especificaciones de la seccinB.6.5.4.2.


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(B.6.5.4.2)Estimacin de la Velocidad Bsica del Vi ento a parti r de Inf ormacin Cl imtica RegionalLos datos climticos regionales se pueden usar en lugar de las velocidades bsicas de viento dadas en la figuraB.6.4-1 solamente cuando la autoridad competente considere que se han cumplido las siguientes condiciones:(B.6.5.4.2.1)Se han utilizado procedimientos estadsticos aprobados para el anlisis de valores extremosen el tratamiento de los datos, y(B.6.5.4.2.2)Se han tenido en cuenta la longitud de registros, el error de muestreo, el tiempo promedio, laaltura del anemmetro, la calidad de los datos y la exposicin del terreno.(B.6.5.4.3)Limitaciones Los tornados no se han considerado en los clculos de la velocidad de viento

bsica.(B.6.5.4.4)Factor de Di reccin de Viento El Factor de Direccin de Viento, Kd , se determinar conla tabla B.6.5-4. Este factor solo aplicar cuando se use conjuntamente con las combinaciones de cargaespecificadas en las secciones B.2.3 y B.2.4.

(B.6.5.5)FACTOR DE IMPORTANCIAEl factor de importancia, I , para el edificio u otra estructuradebe determinarse de la tabla B.6.5-1. de acuerdo con los grupos de uso presentados, a continuacin

GRUPOS DE USOTodas las edificaciones deben clasificarse dentro de uno de los siguientes Grupos deUso:

Grupo IV Edificaciones indispensables Son aquellas edificaciones de atencin a la comunidad que

deben funcionar durante y despus de un sismo, y cuya operacin no puede ser trasladada rpidamente a unlugar alterno. Este grupo debe incluir:(a) Todas las edificaciones que componen hospitales clnicas y centros de salud que dispongan de servicios deciruga, salas de cuidados intensivos, salas de neonatos y/o atencin de urgencias,(b) Todas las edificaciones que componen aeropuertos, estaciones ferroviarias y de sistemas masivos detransporte, centrales telefnicas, de telecomunicacin y de radiodifusin,(c) Edificaciones designadas como refugios para emergencias, centrales de aeronavegacin, hangares deaeronaves de servicios de emergencia,(d) Edificaciones de centrales de operacin y control de lneas vitales de energa elctrica, agua,combustibles, informacin y transporte de personas y productos,(e) Edificaciones que contengan agentes explosivos, txicos y dainos para el pblico, y(f) En el grupo IV deben incluirse las estructuras que alberguen plantas de generacin elctrica deemergencia, los tanques y estructuras que formen parte de sus sistemas contra incendio, y los accesos,

peatonales y vehiculares de las edificaciones tipificadas en los literales a, b, c, d y e del presente numeral.

Grupo IIIEdif icaciones de atencin a l a comunidadEste grupo comprende aquellas edificaciones, ysus accesos, que son indispensables despus de un temblor para atender la emergencia y preservar la salud yla seguridad de las personas, exceptuando las incluidas en el grupo IV. Este grupo debe incluir:(a) Estaciones de bomberos, defensa civil, polica, cuarteles de las fuerzas armadas, y sedes de las oficinas de

prevencin y atencin de desastres,(b) Garajes de vehculos de emergencia,(c) Estructuras y equipos de centros de atencin de emergencias,(d) Guarderas, escuelas, colegios, universidades y otros centros de enseanza,(e) Aquellas del grupo IIpara las que el propietario desee contar con seguridad adicional, y(f) Aquellas otras que la administracin municipal, distrital, departamental o nacional designe como tales.

GrupoII

Estru ctur as de ocupacin especialCubre las siguientes estructuras:

(a) Edificaciones en donde se puedan reunir ms de 200 personas en un mismo saln,(b) Graderas al aire libre donde pueda haber ms de 2000 personas a la vez,(c) Almacenes y centros comerciales con ms de 500 m por piso,(d) Edificaciones de hospitales, clnicas y centros de salud, no cubiertas en A.2.5.1.1.(e) Edificaciones donde trabajen o residan ms de 3000 personas, y(f) Edificios gubernamentales.Grupo I Estructuras de ocupacin normal Todas la edificaciones cubiertas por el alcance en elReglamento, pero que no se han incluido en los Grupos II, III y IV.


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COEFICIENTE DE IMPORTANCIALos valores de I se dan en la siguiente TablaTabla

Valores del coeficiente de importancia, IGrupo de Uso Coeficiente de Importancia, I

IV 1.50III 1.25II 1.10I 1.00

(B.6.5.6) EXPOSICIN Para cada direccin de viento considerada, la categora de exposicin abarlovento se determinar con base en la rugosidad del terreno que a su vez es determinada por la topografanatural, la vegetacin y las estructuras construidas en ste.(B.6.5.6.1) Di recciones de Viento y Sectores Para cada direccin de viento seleccionada para laevaluacin de cargas de viento, se debe determinar la exposicin del edificio o la estructura para los dossectores a barlovento que se extienden a 45 a cada lado de la direccin de viento elegida. Las exposicionesen estos dos sectores se deben determinar de acuerdo con las secciones B.6.5.6.2 y B.6.5.6.3. La exposicinque produzca las mayores cargas de viento se usar para representar el viento de esa direccin.(B.6.5.6.2)Categoras de Rugosidad de Terr eno Escogiendo entre las categoras de este numeral, sedeterminar la rugosidad del terreno dentro de cada sector de 45 grados para una distancia viento arriba comose define en la seccin B.6.5.6.3. Esto se hace con el propsito de asignarle al terreno una categora de

exposicin como se define en la seccin B.6.5.6.3.Rugosidad de Terreno B reas urbanas y suburbanas, reas boscosas u otros terrenos con numerosasobstrucciones del tamao, iguales o mayores al de una vivienda unifamiliar y con poca separacin entre ellas.Rugosidad de Terreno C Terreno abierto con pocas obstrucciones y con alturas inferiores a 9.0 m. Estacategora incluye campos planos abiertos, praderas y todas las superficies acuticas en zonas propensas ahuracanes.Rugosidad de Terreno D reas planas y no obstruidas y superficies acuticas regiones propensas ahuracanes. Esta categora incluye pantanos, salinas y superficies de hielo.(B.6.5.6.3)Categoras de ExposicinExposicin B La categora de exposicin B aplica cuando la rugosidad del terreno, como se define enRugosidad de Terreno B, prevalece por una distancia de al menos 800 m o 20 veces la altura del edificio, laque sea mayor, en la direccin al viento.EXCEPCIN Para edificios cuya altura media sea menor o igual a 9.0 m, la distancia viento arriba puede

reducirse a 460 m.Exposicin CLa categora de exposicin C aplicar para todos los casos donde no apliquen las categorasB y D.Exposicin D La categora de exposicin D aplica cuando la rugosidad del terreno, como se define enRugosidad de Terreno D, prevalece por una distancia mayor a 1500 m o 20 veces la altura del edificio, la quesea mayor, en la direccin de barlovento. La categora de exposicin D se extender hacia las reas vientoabajo de las Rugosidades de Terreno B o C por una distancia de 200 m o 20 veces la altura de la edificacin,la que sea mayor.Para una edificacin que se ubique en una zona de transicin entre categoras, se usar la categora que

produzca mayores fuerzas de diseo.EXCEPCIN - Se permite usar una categora de exposicin intermedia entre las categoras anteriores en unazona de transicin, siempre y cuando esta se determine con un proceso analtico definido en la literaturareconocida.(B.6.5.6.4)

Categoras de Exposicin par a el SPRFV(B.6.5.6.4.1) Edificios y Otras Estructuras Las cargas de viento para el diseo del SPRFVdeterminadas de la fig. B.6.5-3 debern basarse en las categoras de exposicin definidas en la seccinB.6.5.6.3., para cada direccin de viento considerada.(B.6.5.6.4.2) Edif icios Bajos Las cargas de viento para el diseo del SPRFV de edificios bajos sedeterminarn usando una presin por velocidad qh basada en la categora de exposicin que produzca lasmayores cargas de viento para cualquier direccin de viento donde se usen los coeficientes de presin externaGCpf dados en la fig. B.6.5-7.


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(B.6.5.6.5)Categora de Exposicin para Componentes y Elementos de Revestimiento Las presionesde diseo para componentes y elementos de revestimiento, en edificios y otras estructuras, debern basarse enla exposicin que de por resultado las mayores cargas de viento en cualquier direccin de viento.

(B.6.5.6.6)Coefi ciente de Exposicin de Presin por velocidad Basado en la categora de exposicindeterminada en la seccin B.6.5.3, se define de la Tabla B.6.5-3 un coeficiente de exposicin de presin porvelocidad Kz o Kh, segn aplique. Para una edificacin que se ubique en una zona de transicin entrecategoras de exposicin, es decir cerca de un cambio de rugosidad de terreno, se permitir tomar valoresintermedios de Kz o Kh, siempre y cuando se determinen por medio de un mtodo racional de anlisisdefinido en la literatura reconocida.

(B.6.5.7)EFECTOS TOPOGRFICOS

(B.6.5.7.)Aumento de velocidad sobre Colinas o EscarpesSe deben incluir en el diseo los efectos deaumento de velocidad del viento sobre colinas aisladas, o escarpes, que constituyan cambios abruptos en latopografa general. Los edificios, las condiciones del sitio y la localizacin deben cumplir todas las siguientescondiciones:

(a) Que la colina, o escarpe est aislada y sin obstrucciones en barlovento, por otros accidentes topogrficosde altura cercana a 100 veces su altura (100H) o 3 km, la que sea menor. La distancia se debe medir

horizontalmente del punto desde el cual la alturaH de la loma, colina o escarpe se mide.(b) Que la colina, o escarpe sobresalga por encima del terreno viento arriba por un factor de 2 o ms, dentrode un radio de 3 km.(c) Que la estructura est localizada en la mitad superior de la colina o cerca de la cresta del escarpe, como semuestra en la fig. B.6.5-1.(d) Que H / Lh > 0.2 .(e) H es mayor o igual a 4.5 m para la Exposicin C y D y 18 m para la Exposicin B.

(B.6.5.7.2)Factor Topogrfi coEl efecto de aumento de velocidad de viento se incluir en el clculo decargas de viento de diseo usando el factor Kzt:Kzt = (1 + K1K2K3) (B.6.5-1)Donde K1 , K2 y K3 se dan en la Fig. B.6.5-1.

Si el sitio o la localizacin de la estructura no cumple las condiciones especificadas en la seccin B.6.5.7.1,entonces Kzt =1.0.

(B.6.5.8)FACTOR DE EFECTO RFAGA

(B.6.5.8.1)Estr ucturas RgidasPara estructuras rgidas como se definen en la seccin B.6.2, el factorde efecto rfaga se tomar como 0.85 o se calcular con la siguiente frmula:

G = 0.925[(1 + 1.7 go Iz Q ) / ( 1 + 1.7 go Iz)] (B .6.5- 2)Iz = c (10 / z) ^(1/6) (b.6.5-3)

Donde Iz Donde Iz = la intensidad de turbulencia a la altura z , donde z = la altura equivalente de la estructuradefinida como 0.6h,pero no menor a zminpara todas la alturas de edificios h. Para cada exposicin zmin y cse listan en la tabla B.6.5-2 gQ y gv se tomaran como 3.4. La respuesta del entorno Q se define como:

Q = 1 / [1 + 0.62 (B + h) / Lz)^0.63] (B.6.5-4)

Lz = l(z/10)^g (B.6.5-5)

Donde l y g son constantes definidas en la tabla B.6.5-2.


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(B.6.5.8.2) Estructur as Fl exibles o Dinmicamente Sensibles Para estructuras flexibles odinmicamente sensibles como se define en la seccin B.6.2, el factor efecto rfaga se calcular mediante laexpresin:

Gf = 0.925 [ 1+ 171 Iz (gQ^2 Q^2 +gR ^2 ^2) / (1 + 1.71gv Iz) (B.6.5-6)gQ y g0 se tomarncomo 3.4ygR se calcular con lasiguiente ecuacin:

gR = (2 In (3600 n1) + [ 0.577 / (2 In (3600 n1)] (B.6.6-7)

R, el factor de respuesta de resonancia se calcula con la siguiente ecuacin

R = [1 / ] Rn Rh RB (0.53 + 0.47 RL)] ( B.6.5-8))Rn = (7.47 Ni) / (1 + 10.1 N1)^(5/3) (B.6.5-9)N1 = n1 Lz /Vz (B.6.5-10)Rl = (1/)(1/2^2)[1 - e^(-2)] para > 0 (B.6.6-11a )Rl = 1 para = 0

Donde el subndice l en la ec. B.6-11ase tomar como h , B y L respectivamente donde h , B y L sedefinen en la seccin B.6.3.= Frecuencia natural del edificio

Rl =Rh tomando = 4.6 1h VzRl = RB tomando= 4.6n1B VzRl = _ RL tomando = 15.4 n1L Vz=porcentaje de amortiguamiento criticoVz = velocidad de viento promedia por hora a una altura z determinada con la ecuacin:

Vz = b (z / 10)^ (B.6.5-12)

Donde b y son constantes listadas en la tabla B.6.5-2 y V es la velocidad bsica del viento en m/s.

(B.6.5.8.3) Anlisis Racional En lugar de los procedimientos definidos en las secciones B.6.5.8.1 yB.6.5.8.2, se permite la determinacin del factor efecto rfaga por medio de cualquier mtodo racionaldefinido en literatura reconocida.

(B.6.5.8.4)Limitaciones Donde aparezcan en tablas coeficientes de presin y factores de efecto rfagacombinados (GCp ,GCpi , y GCpf ), no se calcular el factor efecto rfaga por separado.

(B.6.5.9)CLASIFICACIONES DE LOS CERRAMIENTOS(B.6.5.9.1)GeneralPara efectos de la determinacin de coeficientes de presin interna, todos losedificios se deben clasificar como cerrados, parcialmente cerrados o abiertos de acuerdo con la seccinB.6.2.(B.6.5.9.2)Aberturas Se deben cuantificar las aberturas en el cerramiento del edificio para determinarla clasificacin de cerramiento como se define en la seccin B.6.5.9.1.(B.6.5.9.3)Zonas propensas a huracanesLos vidrios de edificios localizados en zonas propensas ahuracanes, debern protegerse con una cobertura resistente a impacto o ser vidrios resistentes a impactos deacuerdo con los requerimientos especificados en las normas ASTM E1886 y ASTM E1996 u otros mtodosde ensayo aprobados y criterios de desempeo.

EXCEPCIONES:(a) Podrn no estar protegidos los vidrios en edificios de categora II, III o IV localizados a ms de 18.0 m porencima del nivel del suelo y a ms de 9.0 m sobre cubiertas con superficies de agregado localizados a 450 malrededor del edificio.(b) Se permiten los vidrios sin proteccin en edificios de categora I.(B.6.5.9.4) Clasifi caciones Mlti ples Si por definicin un edificio cumple con los parmetros deedificio abierto y parcialmente cerrado, se clasificar como un edificio abierto. Un edificio que nocumpla con las definiciones de edificio abierto o parcialmente cerrado se clasificar como un edificiocerrado.


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(B.6.5.10) PRESIN POR VELOCIDAD La presin por velocidad, qz, evaluada a la altura z secalcular con la siguiente expresin:qz = 0.613KzKztKdV l en (N/m2); V en m/s . (B.6.5-13)Donde Kd es el factor de direccin de viento definido en la seccin B.6.5.4.4, Kz es coeficiente de exposicinde presin por velocidad definido en la seccin B.6.5.6.6, Kzt es el factor topogrfico definido en la seccinB.6.5.7.2 yqh es la presin por velocidad calculada usando la ecuacin B.6.5-13 a la altura media de la cubierta, h .El coeficiente numrico 0.613 se usar siempre que no haya suficientes registros climticos para justificar laseleccin de otro valor.

(B.6.5.11)COEFICIENTES DE PRESIN Y FUERZA(B.6.5.11.1) Coefi ciente de Presin I nterna Los coeficientes de presin interna, GCpi , sedeterminarn de la Figura B.6.5-2 basados en la clasificacin de cerramientos determinada en la seccinB.6.5.9.(B.6.5.11.1.1)Factor de Reduccin para edif icios de gran volumen, RiPara un edificio

parcialmente cerrado que contenga un solo espacio sin particiones, el coeficiente de presin interna,GCpi , se multiplicar por el siguiente factor de reduccin, Ri :

Ri = 1.0 o Ri = 0.5 [1 + (1 / (( 1 + Vi/1000))] (B.6.5-14)

Dnde:Aog = rea total de aberturas en el cerramiento del edificio (paredes y cubiertas, en m2)Vi = volumen interno sin particiones, en m3

(B.6.5.11.2)Coefi cientes de Presin Ex terna(B.6.5.11.2.1)Sistemas Pri ncipales de Resistencia a Fuerzas de Viento Los coeficientes de presinexterna, Cp , para los Sistemas Principales de Resistencia de Fuerzas de Viento (SPRFV) se dan en las figs.B.6.5-3, B.6.5-4 y B.6.5-5. Las combinaciones entre coeficientes de presin externa y factores de efecto derfaga, GPpf para edificios bajos se dan en la fig. B.6.5-7. Los coeficientes de presin y factores de efectorfaga de la Fig. B.6.5-7 no se debern tomar por separado.(B.6.5.11.2.2)Revestimiento y ComponentesLas combinaciones entre coeficientes de presin externay los factores de efecto de rfaga, GCp , para elementos de revestimiento y componentes se dan en las figs.B.6.5-8A a B.6.5-14. Los coeficientes de presin y factores de efecto rfaga de la fig.

B.6.5-7 no se debern tomar por separado.(B.6.5.11.3)Coefi cientes de FuerzaEn las figs. B.6.5-17 a B.6.5-19 se dan coeficientes de fuerza, Cf .(B.6.5.11.4)Corni sas de cubiertas(B.6.5.11.4.1)Sistemas Principales de Resistencia a Fuerzas de Viento Los aleros a barlovento de lascubiertas se disearn con una presin positiva en la cara inferior, producto del coeficiente Cp = 0.8 y las

presiones determinadas usando las figs. B.6.5-3 y B.6.5-5.(B.6.5.11.4.2)Revestimiento y ComponentesLos aleros deben disearse para presiones determinadas a

partir de los coeficientes de presin dados en las figs. B.5.6-8B, C y D.(B.6.5.11.5)Parapetos(B.6.5.11.5.1)Sistemas Principal es de Resistencia a Fuerzas de Viento Los coeficientes de presin

para el efecto de parapetos en las cargas del SPRFV se dan en la seccin B.6.5.12.2.4.(B.6.5.11.5.2)Revestimiento y ComponentesLos coeficientes de presin para el diseo de elementosde revestimiento y componentes de parapetos se toman de las tablas de coeficientes de presin de cubiertas y

paredes como se especifica en la seccin B.6.5.12.4.4.

(B.6.5.12)FUERZAS DE VIENTO DE DISEO EN EDIFICIOS CERRADOS O ARCIALMENTECERRADOS(B.6.5.12.1)General(B.6.5.12.1.1)Convencin de SignosLas presiones positivas actan hacia la superficie en estudio y las

presiones negativas actan hacia afuera de la superficie en estudio.(B.6.5.12.1.2)Condicin de Carga Crti caLos valores de presiones internas y externas se combinarnen forma algebraica para determinar el caso de carga ms crtico.


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(B.6.5.12.1.3)reas Aferentes Mayores de 65 m2 Los elementos de revestimiento y componentes quetengan un rea aferente mayor a 65 m2 se podrn disear usando lasespecificaciones de los SPRFV.(B.6.5.12.2)Sistemas Principales de Resistencia de Fuerzas de Viento(B.6.5.12.2.1)Edi f icios Rgidos de Cual qui er Altur aLas presiones de viento de diseo para elSPRFV de edificios se determinarn mediante la ecuacin:

p = qGCp - qi GCpi (N/m2) (B.6.5-15)Donde:q = qzpara paredes a barlovento evaluadas a una altura zpor encima del terreno.q = qhpara paredes a sotavento, paredes de costado y cubiertas, evaluados a una altura h .qi = qhpara paredes a barlovento, paredes de costado, paredes a sotavento y cubiertas de edificios cerrados y

para la evaluacin de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados.qi = qz para la evaluacin de presiones internas positivas en edificios parcialmente cerrados, donde z es elnivel de la abertura ms elevada del edificio que podra afectar la presin interna positiva.Para edificios ubicados regiones en las que se pueda dar el arrastre de fragmentos por el viento, los vidrios enlos 20 m inferiores que no sean resistentes al impacto o que no estn protegidos con un elemento resistente alimpacto, debern tratarse como una abertura en el edificio de acuerdo con la seccin B.6.5.9.3. Para laevaluacin de la presin interna positiva, qi se puede evaluar en forma conservadora a la altura h(qi = qh).G = factor de efecto rfaga de la seccin B.6.5.8CP = coeficientes de presin externa de las Figs. B.6.5-3 o B.6.5-5.

GCpi = coeficientes de presin interna de la Fig. B.6.5-2q y qi se evaluarn usando la exposicin definida en la seccin B.6.5.6.3. Las presiones se aplicarnsimultneamente en paredes a barlovento y sotavento y en cubiertas como se define en la Fig. B.6.5-3 y B.6.5-5.B.6.5.12.2.2 Edif icios Bajos Alternativamente, las presiones de viento de diseo para el SPRFV enedificios bajos se determinarn mediante la ecuacin:

P = qh [(GCpfGcpi)] en (N/m2) (B.6.5-16)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura media de la cubierta, h usando la exposicindefinida en la seccin B.6.5.6.3GCpf = coeficientes de presin externa de la Fig. B.6.5-7GCpi = coeficientes de presin interna de la Fig. B.6.5-2 B.6.5.12.2.3 Edificios Flexibles Las

presiones de viento de diseo para el Sistemas Principales

de Resistencia de Fuerzas de Viento en edificios flexibles se determinarn con la ecuacin:p = qGfCp( qi GCpi) en (N/m2) (B.6.5-17)Donde q,qi y q GCpi se definen en la seccin 6.5.12.2.1 y Gf es igual al factor de efecto rfaga como sedefine en la seccin B.6.5.8.2.(B.6.5.12.2.4)ParapetosLas presiones de viento de diseo que toman en cuenta el efecto de parapetosen el SPRFV de edificios rgidos, bajos o flexibles con cubiertas planas, a dos aguas o a cuatro aguas, sedeterminarn con la ecuacin:

pp = qpGCpn en (N/m) (B.6.5-18)Donde:pp = presin neta combinada en el parapeto producto de la combinacin de las presiones netas en lassuperficies anterior y posterior del parapeto. Los signos positivo (y negativo) significan presiones netasactuando hacia el frente del parapeto (y hacia afuera del exterior del mismo).qp = presin por velocidad evaluada en la parte ms alta del parapetoGCpn = Coeficiente de presin neta combinada

= +1.5para parapeto a barlovento= -1.0para parapeto a sotavento

(B.6.5.12.3)Casos de Car ga de Viento de Diseo El SPRFV de edificios de cualquier altura, cuyascargas de viento se hayan determinado bajo las especificaciones de las secciones B.6.5.12.2.1 y B.6.5.12.2.3,se debern disear teniendo en cuenta los casos de carga definidos en la fig. B.6.5-6. La excentricidad eparaestructuras rgidas se medir desde el centro geomtrico de la cara del edificio en cada eje (ex , ey) . Laexcentricidad epara estructuras flexibles se determinar mediante la siguiente ecuacin y se considerar paracada eje principal (ex , ey) :

e = eQ + 1.71 z [(gQ QeQ)^2 + (gR ReQ)^2 / [1.71 z (gQ Q^2) + (gR R)^2)]] (B.6.5-19)


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Donde:eQ = excentricidad epara estructuras rgidas segn la fig. B.6.5-6eR = distancia entre el centro de cortante elstico y el centro de masa para cada pisoIz , gQ, Q, gR y R se definen de acuerdo con la seccin B.6.5.8.La excentricidad e ser positiva o negativa, la que produzca el efecto de carga ms severo.EXCEPCINLos edificios de un piso de altura con h menor de 9.0 m, edificios de dos pisos o menos con

prticos de construccin liviana y edificios de dos pisos o menos diseados con diafragmas flexibles, sepueden disear solamente con los casos de carga 1 y 3 de la fig. B.6.5-6.

(B.6.5.12.4)Elementos de Revestimiento y Componentes(B.6.5.12.4.1) Edif icios Bajos y Edif icios con h 18.0 m Las presiones de viento de diseo paraelementos de revestimiento y componentes de edificios bajos y edificios con h < 18.0 m, se determinarn conla expresin:

p = qh( GCp - GCpi) en (N/m2) (B.6.5-20)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura media del edificio, h , usando la exposicin definida en laseccin B.6.5.6.3(GCp) = coeficientes de presin externa especificados en de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-13(GCpi) = coeficiente de presin interna de la Fig. B.6.5-2(B.6.5.12.4.2) Edificios con h _ 18.0 m Las presiones de viento de diseo para elementos derevestimiento y componentes de edificios con h >18.0 m, se determinarn con la ecuacin:

p = qh[(GCp)(qi GCpi) en (N/m2) (B.6.5-21)Donde:q = qzpara muros a barlovento evaluada a una altura zpor encima del terreno.q = qhpara muros a sotavento, muros laterales y cubiertas, evaluada a una altura h .qi = qhpara muros a barlovento, muros laterales, muros a sotavento y cubiertas de edificios cerrados y parala evaluacin de presiones internas negativas en edificios parcialmente cerrados.qi_ qz para la evaluacin de presiones internas positivas en edificios parcialmente cerrados, donde z es elnivel de la abertura ms alta que podra afectar la presin interna positiva del edificio. Para edificios ubicadosen regiones en las que el viento pueda arrastrar fragmentos, los vidrios que no sean resistentes al impacto oque no estn protegidos con un elemento resistente al impacto, debern tratarse como una abertura en eledificio de acuerdo con la seccin B.6.5.9.3. Para la evaluacin de la presin interna positiva, qi se puedeevaluar a la altura h= (qiqh).(GCp) = coeficiente de presin externa de la Fig. B.6.5-14.

(GCpi) = coeficiente de presin interna de la Fig. B.6.5-2.q y qi se evaluaran usando la exposicin definida en la seccin B.6.5.6.3.

(B.6.5.12.4.3) Presiones de Vi ento de Di seo Al ternati vas para Elementos de Revestimiento yComponentes en Edif icios con 18.0 m < h < 27 m Como alternativa a los requerimientos de la seccinB.6.5.12.4.2, el diseo de elementos de revestimiento y componentes de edificios con una altura media mayora 18.0 y menor de 27 m, se podrn usar los valores de las figs. B.6.5-8 a B.6.5- 14, con la condicin que larelacin altura ancho sea 1 o menor de 1 (excepto en los casos permitidos por la Nota 6 de la fig. B.6.5-14), ysi se usa la ecuacin B.6.5-20.III.64 (B.6.5.12.4.4)ParapetosLas presiones de vientos de diseo sobre elementos de revestimiento ycomponentes de parapetos se disearn con la ecuacin:

p = qp (GCpGcpi) (B.6.5-22)Donde:qp = presin por velocidad evaluada en la parte superior del parapetoGCp = coeficiente de presin externa de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-14.GCpi = coeficiente de presin interna de la fig. B.6.5-2, basado en la porosidad del revestimiento del

parapeto.Se considerarn dos casos de carga. Caso de Carga A: consiste en aplicar la presin positiva sobre muros de lafig. B.6.5-8A o de la fig. B.6.5-14 a la superficie frontal del parapeto mientras se aplica la respectiva presinnegativa de borde o de zona esquinera de las figs. B.6.5-8 a B.6.5-14 a la superficie posterior. Caso de CargaB: consiste en aplicar la presin positiva sobre muros de las figs.B.6.5-8A o la fig. B.6.5-14 a la superficie posterior del parapeto y la presin negativa sobre muros de las figs.B.6.5-8A o la Fig. B.6.5-14 a la superficie frontal del parapeto. Las zonas esquineras y bordes se tomarn de


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acuerdo con lo mostrado en las figs. B.6.5-8 a B.6.5-14. GCp se determinar para el ngulo de cubiertaapropiado y el rea de viento efectiva de las figs. B.6-11 a B.6-17. Si se presentase presin interna, se debernevaluar ambos casos de carga bajo presiones internas negativas y positivas.

(B.6.5.13)CARGAS DE VIENTO DE DISEO EN EDIFICIOS ABIERTOS CON CUBIERTAS AUNA, DOS Y AGUAS Y EN ARTESA

(B.6.5.13.1)General(B.6.5.13.1.1)Convencin de SignosLas presiones positivas actan hacia la superficie en estudio y las

presiones negativas actan hacia afuera de la superficie en estudio.(B.6.5.13.1.2)Condi cin de Car ga Crti caLos coeficientes de presin neta CNincluyen los aportes delas superficies superiores e inferiores. Se deben investigar todos los casos de carga mostrados para cadangulo de cubierta.(B.6.5.13.2)Sistemas Pr incipales de Resistencia a Fuerzas de Vi ento La presin de diseo neta parael SPRFV en cubiertas a una, dos aguas o cubiertas en artesa, se determinar por medio de la ecuacin:

p = qhGCN (B.6.5-23)qh = presin por velocidad evaluada a la altura promedio del cubierta, h , usando la exposicin, definida en laseccin B.6.5.6.3, que resulte en las mayores cargas de viento para cualquier direccin de viento del sitio.G = factor de efecto rfaga de la seccin B.6.5.8.CN= coeficiente de presin neta determinado de las figs. B.6.5-15A a B.6.5-15D.

Para cubiertas libres con un ngulomenor o igual a 5 grados, que contengan paneles de fascia, estos seconsiderarn como un parapeto invertido. El aporte de cargas al SPRFV por parte de la fascia, se determinarusando la seccin B.6.5.12.2.4 con qp igual a qh .(B.6.5.13.)3Elementos de Revestimiento y ComponentesLa presin neta de diseo para elementos derevestimiento y los componentes de cubiertas a una o dos aguas o en artesa se determinar con la ecuacin:

p = qhGCN (B.6.5-24)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura promedio del cubierta, h , usando la exposicin, definida en laseccin B.6.5.6.3, que resulte en las mayores cargas de viento para cualquier direccin de viento del sitio.G = factor de efecto rfaga de la Seccin B.6.5.8.CN = coeficiente de presin neta determinado de las figs. B.6.5-16A a B.6.5-16C.

(B.6.5.14)CARGAS DE VIENTO DE DISEO EN MUROS LIBRES Y VALLAS MACIZASLa

fuerza de viento de diseo para muros libres y vallas macizas se determinar con la ecuacin:F = qhGCf As en (N) (B.6.5-25)Donde:qh = presin por velocidad evaluada a la altura h (definida en la fig. B.6.5-17), usando la exposicin, definidaen la seccin B.6.5.6.4.1.G = factor de efecto rfaga de la seccin B.6.5.8.Cf = coeficiente de fuerza neta de la fig. B.6.5-17.As = rea bruta del muro libre y slido o la valla slida, en m2.(B.6.5.15)CARGAS DE VIENTO DE DISEO EN OTRAS ESTRUCTURASLa fuerza de vientode diseo para otras estructuras se determinar con la expresin:

F = qzGCf Af en (N) (B.6.5-26)Donde:qz = presin por velocidad evaluada a la altura z del centroide del rea Af , usando la exposicin, definida enla seccin B.6.5.6.3.G = factor de efecto rfaga de la seccin B.6.5.8.Cf = coeficientes de fuerza de las Figs. B.6.5-18 a B.6.5-19.Af s = rea proyectada normal al viento, excepto donde Cf se haya especificado para la superficie real, en m2.

(B.6.5.15.1) Estructur as y Equi pos sobre Cubiertas en Edif icios con h


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(B.6.6)MTODO 3PROCEDIMIENTO DE TNEL DE VIENTO

(B.6.6.1)ALCANCELos ensayos de tnel de viento deben ser usados donde sea requerido de acuerdocon la seccin B.6.5.2. Estos ensayos deben permitirse en lugar de los Mtodos 1 y 2 para cualquier edificio oestructura.

(B.6.6.2) CONDICIONES DE ENSAYOS Los ensayos de tnel de viento que empleen fluidosdiferentes al aire para determinar las cargas de diseo de viento para cualquier edificio u otra estructura,deben ser realizados de acuerdo con los requisitos de esta seccin. Los ensayos para determinar lasvariaciones y el promedio de las fuerzas y presiones deben reunir las siguientes condiciones:

(B.6.6.2.1)La capa de borde para la atmosfera natural se ha modelado teniendo en cuenta la variacin de lavelocidad del viento con la altura.(B.6.6.2.2) Las escalas relevantes de macro y micro-longitud de la componente longitudinal de laturbulencia atmosfrica se modelan aproximadamente a la misma escala que se ha usado para modelar eledificio o la estructura.(B.

fuerzas de viento aplicando el reglamento nsr-10 colombiano de construcción sismo-resistente [ing....

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