CALCULO DE CARGAS DEBIDO A VIENTO
1er paso ClasificaciΓ³n de la estructura
β π
=> 5 (ππ₯πππ’π¦π)
28π 18π
= π. ππ < 5 (π‘πππ πΒΊ 1)
Nota: la estructura es de tipo 1 2do paso DeterminaciΓ³n del factor correctivo por topografΓa y rugosidad del terreno ο· Rugosidad del terreno: πΉπ ο· Tipo de topografΓa: ππ 3er paso DeterminaciΓ³n del factor de variaciΓ³n del viento vs. Altura
Nota: segΓΊn la tabla 6 rugosidad del terreno, del RNC-07, se establecen los siguientes valores: Ξ±=0.128 Ξ΄=315m
EcuaciΓ³n a utilizar π β
πβ = ( ) ππ
Si 10 m
Zona 1 Barlovento presiΓ³n π β
πβ = ( ) 10
10 0.128
πβ = ( ) 10 πβ = π
Zona 2 Barlovento presiΓ³n π β
πβ = ( ) 10
π 0.128
πβ = ( ) 10
1 0.128
πβ = ( ) 10
β π 0.128 β π 0.128
πβ = 0.74 β π 0.128
Sotavento Carga uniforme distribuida que estarΓ‘ de (0-25m) π β
πβ = ( ) 10
25/2 0.128
πβ = (
10
)
πβ = π. ππππ
Caras laterales π β
πβ = ( ) 10
25/2 0.128
πβ = (
10
)
πβ = π. ππππ
Techo π β
πβ = ( ) 10
25 0.128
πβ = ( ) 10
πβ = π. ππππ
4to paso Calculo de la velocidad regional Periodo de retorno= 200 aΓ±os Velocidad Regional = 36 m/s Dato encontrado en la tabla 5 velocidades regionales segΓΊn el RNC-07
5to paso Calculo velocidad de diseΓ±o π½π« = ππ»πΉ β πβ β π½πΉ Donde ππ· = π£ππππππππ ππ πππ πΓ±π πΉππ
=factor correctivo por topografΓa y rugosidad πβ = ππππ‘ππ ππ πππ‘ππππππππππ πππ π£ππππ‘π ππ
= π£ππππππππ ππππππππ
Donde, ππ»πΉ = π Dato encontrado en la tabla 7 factor correctivo por topografΓa y rugosidad del terreno del RNC-07. ο Barlovento Zona nΒΊ 1 (0-10m) ππ·2β1 = 1 β 1 β 36 π½π«πβπ = ππ πβπ Zona nΒΊ 2 (10-28m) ππ·2β2 = 1 β 0.74 β π 0.128 β 36 π½π«πβπ = ππ. ππ β ππ.πππ πβπ ο Sotavento ππ·π ππ‘ππ£πππ‘π = πΉππ
β πβπ ππ‘π β ππ
ππ·π ππ‘ππ£πππ‘π = 1 β 1.8553 β 36 π½π«πππππππππ = ππ. ππππ πβπ ο Laterales ππ·πππ‘ππππππ = πΉππ
β πβπππ‘ππππππ β ππ
ππ·πππ‘ππππππ = 1 β 1.8553 β 36 π½π«πππππππππ = ππ. ππππ πβπ
ο Techo π½π«πππππ = ππ»πΉ β πβπππππ β π½πΉ π½π«πππππ = π β π. ππππ β ππ π½π«πππππ = ππ. ππππ πβπ
6to paso Coeficiente de presiΓ³n para construcciones cerradas SegΓΊn la tabla NΒΊ 8 de coeficiente para construcciones cerradas
Barlovento= 0.8 Sotavento= -0.4 Lateral =-0.8 Techo Plano = -0.8
7mo paso Calculo de la presiΓ³n de diseΓ±o π·π = π. ππππ β πͺπ β π½π«π
π²π β π π
Donde: π·π = πππππππ π
π π
πππΓ±π πͺπ = πππππππππππ π
π πππππππ π½π« = πππππππ
ππ
π
π π
πππΓ±π
ο Barlovento Zona nΒΊ 1 π²π β π π π²π β π = π. ππππ β π. π β πππ π
π·ππ© πβπ = π. ππππ β πͺπ β π½π«π π·ππ© πβπ
π·ππ© πβπ = ππ. ππππ ππ/ππ
Zona nΒΊ 2 π·ππ© πβπ = π. ππππ β π. π β (ππ. ππ β ππ.πππ )π π·ππ© πβπ = ππ. ππππ β (ππ.πππ )
π²π β π π
π²π β π π
ο Sotavento
π·ππππππππππ = π. ππππ β πͺπ β π½π«π
π²π β π π
π·ππππππππππ = π. ππππ β (βπ. π) β (ππ. ππππ)π π·ππππππππππ = βππ. ππππ
π²π β π π
π²π β π π
ο Caras Laterales π·ππ³ππππππππ = π. ππππ β πͺπ β π½π«π
π²π β π π
π·ππ³ππππππππ = π. ππππ β (βπ. π) β (ππ. ππππ)π π·ππ³ππππππππ = βππ. ππππ
π²π β π π
π²π β π π
ο Techo π·ππππππ = π. ππππ β πͺπ β π½π«π
π²π β π π
π·ππππππ = π. ππππ β (βπ. π) β (ππ. ππππ)π π·ππππππ = βππ. ππππ
π²π β π π
π²π β π π
Fuerza total en direcciΓ³n de anΓ‘lisis ο Calculo de la fuerza en la direcciΓ³n X barlovento
Tramo 1 ππΏππππππππππ = π·ππππππ π β π©πΏ β π―πππππ π ππΏππππππππππ = (ππ. ππππ) β (ππ) β (ππ) ππΏππππππππππ =
πππππ.ππ ππ πππππ²π
β
ππ. ππππ πππ
Tramo 2 ππ
ππΏππππππππππ = β«ππ (π·ππππππ π β π©πΏ )π
π ππ
ππΏππππππππππ = β«ππ ((ππ. ππππ β ππ.πππ ) β (ππ))π
π ππ
ππΏππππππππππ = β«ππ ((πππ. ππππ β ππ.πππ ))π
π ππΏππππππππππ =
πππ.ππππβππ.πππ π.πππ
Evaluando ππΏππππππππππ = ππΏππππππππππ =
πππ.ππππβ(ππ)π.πππ π.πππ πππππ.ππππππ ππππππ
β
πππ.ππππβ(ππ)π.πππ π.πππ
β
ππ. πππππππ
ππΏππππππππππ,πππππ = ππΏ ππππππππππβπππππ π + ππΏππππππππππβπππππ π ππΏππππππππππ,πππππ = ππ. ππππ πππ + ππ. πππππππ ππΏππππππππππβπππππ = ππ. πππππππ β
πππππππ ο Calculando el punto de aplicaciΓ³n de la fuerza en direcciΓ³n X barlovento
ππΏβππππππππππ =
(ππΏβπππππ π βππΏβπππππ π )+(ππΏβπππππ π βππΏβπππππ π ) ππΏπ»ππππβπ©πππππππππ
Tramo 1 ππΏβππππππππππ =
πππ π
ππΏβππππππππππ = ππ Tramo 2 ππ [(π·πβππππππππππ πππππ π )β(π©πΏ )β(π)]π
π
ππΏβππππππππππ = β«ππ
ππΏβππππππππππ πππππ π
ππ [(ππ.πππβππ.πππ )β(ππ)β(π)]π
π
ππΏβππππππππππ = β«ππ
ππΏβππππππππππ =
πππππ.ππππππ
ππ [(πππ.ππππβππ.πππ )]π
π β«ππ πππππ.ππππππ
ππ [(πππ.ππππβππ.πππ )]
ππΏβππππππππππ = β«ππ
π.πππ πππππ.ππππ
Evaluando
ππΏβππππππππππ =
(πππ.ππππ)β(ππ)π.πππ π.πππ πππππ.ππππ
β
(πππ.ππππ)β(ππ)π.πππ π.πππ πππππ.ππππ
ππΏβππππππππππ = ππ. ππππ ο Calculo del punto de aplicaciΓ³n total en la direcciΓ³n X barlovento
ππΏβππππππππππ =
(ππΏβπππππ π βππΏβπππππ π )+(ππΏβπππππ π βππΏβπππππ π )
ππΏβππππππππππ πππππ =
ππΏπ»ππππβπ©πππππππππ
(πππππ.ππβπ)+(πππππ.ππππβππ.πππ) πππππππ
ππΏβππππππππππ πππππ = ππ. ππππ TABLA Zx BARLOVENTO Pz Tramo 1 Pz Tramo 2 Bx Ξz Nivel Z(m) Fx (ton) (Kg/m2) (Kg/m2) (m) (m) 0 0 49.6627 21 2 2.0858 1 4 49.6627 21 4 4.1717 2 7 49.6627 21 3 3.1288 3 10 49.6627 21 3 3.1288 4 13 52.4401 21 3 3.3037 5 16 55.303 21 3 3.4841 6 19 57.7903 21 3 3.6408 7 22 60.0004 21 3 3.7800 8 25 61.9964 21 3 3.9058 TOTAL 30.6294
Comprobando
ππΏβππππππππππ = β
ππΏβππππππππππ =
(ππ βππ ππβπ©πππππππππ
πππ.ππππ ππ.ππππ
ππΏβππππππππππ = πππ ο Fuerza en sotavento en la direcciΓ³n X
ππΏβπππππππππ = π·πβπππππππππ β π¨πΏβπππππππππ ππΏβπππππππππ = (βππ. πππ) β (ππ β ππ) ππΏβπππππππππ = βπππππ. πππ ππ ~ β ππ. ππ πππ ο Puto de aplicaciΓ³n de la fuerza en sotavento
ππΏβπππππππππ = ππΏβπππππππππ =
π― π ππ π
ππΏβπππππππππ = πππ ο Caras laterales ππΏβπππππππ = π·πβπππππππ β π¨πΏβπππππππ ππΏβπππππππ = (βππ. πππ) β (ππ β ππ) ππΏβπππππππ = βπππππ. πππ ππ ~ β ππ. ππ πππ
ο Punto de aplicaciΓ³n de la fuerza en las caras laterales
ππΏβπππππππ = ππΏβπππππππ =
π― π ππ π
ππΏβπππππππ = πππ ο Techo ππΏβπππππ = π·πβπππππ β π¨πΏβπππππ ππΏβπππππ = (βππ. πππ) β (ππ β ππ) ππΏβπππππ = βπππππ. πππ ππ ~ β ππ. ππ πππ ο Calculo de la fuerza total en X
ππ»πΏ = ππΏβπππππππππ + ππΏβππππππππππ ππ»πΏ = πππππ. πππ + πππππ. πππ ππΏπ» = πππππ. πππππ ~ππ. ππ πππ ο Punto de aplicaciΓ³n de la fuerza total en direcciΓ³n X
ππΏ = ππΏ =
(ππΏβππππππππππ βππΏβππππππππππ )+(ππΏβπππππππππ βππΏβπππππππππ ) ππΏπ» (πππππ.πππβππ)+(πππππ.πππβππ) πππππ.πππππ
ππΏ = ππ. ππππ ο Calculo del momento de volteo en la direcciΓ³n X π΄π½πΏ = ππΏπ» β ππΏ π΄π½πΏ = (πππππ. πππ) β (ππ. πππ) π΄π½πΏ = ππππππ. πππ ππ/π ~ πππ. ππ πππ/π
DeterminaciΓ³n de la fuerza total en Y ο Fuerza en laterales (barlovento)
Tramo 1 0-10m ππβπππππππ = ππΏβππππππππππ,πππππ π β
π©πΏ π©π
ππ
ππβπππππππ = (πππππ. πππ) β ( ) ππ
ππβπππππππ = ππππ. πππ ππ ~ π. ππ πππ
Tramo 2 10m- 28m ππβπππππππ = ππΏβππππππππππ,πππππ π β
π©πΏ π©π
ππ
ππβπππππππ = (πππππ) β ( ) ππ
ππβπππππππ = πππππ. πππ ππ ~ ππ. πππππ ππβπππππππ πππππ = ππβππππππππππ,πππππ π + ππβππππππππππ,πππππ π ππβπππππππ πππππ = ππππ. πππ + πππππ. πππ ππβπππππππ πππππ = πππππ. πππ ππ ~ ππ. ππ πππ
ο Calculo del punto de aplicaciΓ³n de la fuerza en direcciΓ³n Y
Tramo 1 ππβπππππππ =
πππ π
ππβπππππππ = ππ
Tramo 2 ππ (π·πβπππππ π )β(π©πΏ )β(π) π
π
ππβπππππππ = β«ππ
ππβπππππππ =
ππβπππππππ πππππ π
β
π©πΏ π©π
ππ (ππ.πππβ ππ.πππ )β(ππ)β(π) π
π ππ β β«ππ πππππ.πππ ππ
ππ (πππ.πππβ ππ.πππ )
ππβπππππππ = β«ππ
π.πππ πππππ.πππ
β
ππ ππ
Evaluando
ππβπππππππ = (
πππ.πππβππ.πππ π.πππ πππππ.πππ
ππβπππππππ = ππ. ππππ π
β
πππ.πππβππ.πππ π.πππ πππππ.πππ
)β
ππ ππ
ο Calculando el punto de aplicaciΓ³n total de la fuerza en lateral en la direcciΓ³n Y
(ππβπππππ π βππβπππππ π )+(ππβπππππ π βππβπππππ π )
ππβπππππππ πππππ = ππβπππππππ πππππ = ππβπππππππ
Nivel
πππππ
πππ»ππππβπππππππππ (ππππ.ππππβπ)+(πππππ.πππβππ.ππππ) πππππ.ππππππ
= ππ. πππππ
TABLA Zy BARLOVENTO Pz Tramo 1 Pz Tramo 2 By (Kg/m2) (Kg/m2) (m)
Z(m)
Ξz (m)
Fy (ton)
Yc (m)
Fy * Yc (ton/m)
0
0
49.662
-
18
2
1.7878
1
1.7878
1
4
49.662
-
18
4
3.5757
4
14.3027
2
7
49.662
-
18
3
2.6817
7
18.7722
3
10
49.662
-
18
3
2.6817
10
26.8175
4
13
-
52.439
18
3
2.8317
13
36.8122
5
16
-
55.302
18
3
2.9863
16
47.7809
6
19
-
57.789
18
3
3.1206
19
59.2915
7
22
-
59.999
18
3
3.2399
22
71.2788
8
25
-
61.995
18
3
3.3477
25
83.6933
9
28
-
63.821
18
3
3.4463
28
96.4974
TOTAL
29.6996
Comprobando
ππβπππππππ = β
ππβπππππππ =
(ππ βππ ππβπ©πππππππππ
πππ.ππππ ππ.ππππ
ππΏβππππππππππ = πππ
457.0342
ο Calculo de la fuerza en sotavento en la direcciΓ³n Y ππβπππππππππ = ππΏβπππππππππ β
π©πΏ π©π
ππβπππππππππ = (πππππ. πππ) β
ππ ππ
ππβπππππππππ = πππππ. πππππ β
ππ. ππππ πππ ο Punto de aplicaciΓ³n de la fuerza en la direcciΓ³n Y sotavento
ππβπππππππππ = ππβπππππππππ =
π― π ππ π
ππβπππππππππ = ππ. ππ ο Caras laterales ππβπππππππππ = ππΏβπππππππππ β
π©π π©πΏ
ππβπππππππππ = (πππππ. πππ) β
ππ ππ
ππβπππππππππ = πππππ. πππππ β
ππ. ππππ πππ ο Punto de aplicaciΓ³n de la fuerza
ππβπππππππ = ππβπππππππ =
π― π ππ π
ππβπππππππ = ππ. ππ
ο Calculo de la fuerza total en la direcciΓ³n Y
ππ»π = ππβπππππππππ + ππβππππππππππ ππ»π = πππππ. πππ + πππππ. ππππ πππ» = πππππ. ππππππ β
ππ. ππππ πππ ο Punto de aplicaciΓ³n de la fuerza total en direcciΓ³n X
ππ = ππ =
(ππβπππππππ βππβπππππππ )+(ππβπππππππππ βππβπππππππππ ) πππ» (πππππ.πππβππ.π)+(πππππ.πππβππ.π) πππππ.ππππππ
ππ = ππ. πππππ ο Calculo del momento de volteo en la direcciΓ³n X π΄π½π = πππ» β ππ π΄π½π = (πππππ. ππππ) β (ππ. ππππ) π΄π½π = ππππππ. ππππ
ππ π
β
πππ. ππππ πππ/π