4. Acciones En El Predimensionado Estructura Norma Asce 7

1

El seminario empezará en unos instantes….

ÍNDICE • •

MARCO NORMATIVO INTERNACIONAL CLASIFICACIÓN DE LAS ACCIONES

• •

ACCIONES PERMANENTES ACCIONES VARIABLES

• • • •

CARGA VIVA “LIVE LOADS” INSTALACIONES CARGA DE NIEVE CARGA DE VIENTO • •

PARÁMETROS BÁSICOS EJEMPLO NAVE INDUSTRIAL.

• OTTO RODRIGO: UN CASO DE ÉXITO

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• OTTO RODRIGO: UN CASO DE ÉXITO

MÁSTER INTERNACIONAL DE ESTRUCTURAS METÁLICAS Y MIXTAS EN EFIFICACIÓN CON NORMATIVAS EUROPEAS Y AMERICANAS

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MÁSTER INTERNACIONAL DE ESTRUCTURAS METÁLICAS Y MIXTAS EN EFIFICACIÓN CON NORMATIVAS EUROPEAS Y AMERICANAS

• OTTO RODRIGO: UN CASO DE ÉXITO

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• OTTO RODRIGO: UN CASO DE ÉXITO

MÁSTER INTERNACIONAL DE ESTRUCTURAS METÁLICAS Y MIXTAS EN EFIFICACIÓN CON NORMATIVAS EUROPEAS Y AMERICANAS

• OTTO RODRIGO: UN CASO DE ÉXITO

MÁSTER INTERNACIONAL DE ESTRUCTURAS METÁLICAS Y MIXTAS EN EFIFICACIÓN CON NORMATIVAS EUROPEAS Y AMERICANAS

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7 MARCO NORMATIVO INTERNACIONAL •

AMERICA

Acero: AISC-360 Acciones: ASCE-7 “Minimum Design Loads for Builgings and Other Structures”

EUROPA-ESPAÑA Acero: CTE-DB-SE-A EAE EC-3 Acciones:CTE-DB-SE-AE

8 CLASIFICACIÓN DE LAS ACCIONES según su duración en el tiempo….

Acciones permanentes:

actúan a lo largo de toda la

vida útil del edificio. Existen también acciones permanentes de valor no constante, como el pretensado, que están siempre presentes aunque cambie su magnitud. Como ejemplos tenemos

los

pesos

propios

de

los

construcción, cerramientos y pavimentos.

materiales

de

Acciones variables:

son aquellas que cambian durante la

vida del edificio. Incluyen las sobrecargas de uso o cargas vivas relativas a los ocupantes, las acciones climáticas y las acciones térmicas o reológicas. Como valor característico de las acciones variables se adopta un valor con una determinada

probabilidad de no ser superado en un periodo de referencia específico o bien, en los casos en los que se desconozca la correspondiente distribución estadística, un valor nominal.

9 ACCIONES PERMANENTES CARGA MUERTA “3. Dead loads, soil loads and hydrostatic pressure ASCE-7 - La carga muerta se refiere, básicamente, al peso propio de los elementos estructurales y los cerramientos, así como tabiquerías, carpinterías y revestimientos en el caso de entreplantas. Estas cargas son conocidas como cargas muertas (“Dead loads”). - En el capítulo 3 ASCE7 no encontramos tablas de referencia de pesos de materiales utilizados en construcción. Por ello, consultamos la normativa Colombiana NSR-10 Capítulo B3.3, donde encontramos pesos de referencia. Pesos aproximados… La definición de pesos propios en un proyecto de nave industrial siempre es un paso con ciertas incertidumbres, no obstante, algunos órdenes de magnitud pueden extraerse para naves en situaciones y de características **NOTA: La tabiquería puede no ser considerada como carga permanente. Si

normales: Correas continuas tipo “Z”:

0,04 – 0,10 kN/m²

Correas continuas tipo RHS:

0,05 – 0,14 kN/m²

Correas continuas tipo IPE:

0,05 – 0,15 kN/m²

Chapa sandwich in-situ:

0,12 – 0,20 kN/m²

Panel sandwich:

0,14 – 0,25 kN/m²

existe la posibilidad de cambiar de ubicación, la tabiquería se considera como carga viva. Por ejemplo: oficinas. Se localizan en la tabla C3-1 “Minimum Design Dead Loads” de la ASCE7.

10 ACCIONES PERMANENTES CARGA MUERTA - elementos no estructurales verticales En el capítulo 3 ASCE7 no encontramos tablas de referencia de pesos de materiales utilizados en construcción. Por ello, consultamos la normativa Colombiana NSR-10 Capítulo B3.3, donde encontramos pesos de referencia para elementos estructurales

ACCIONES PERMANENTES

horizontales y verticales.

.

Según el capítulo B.3.4.1 de la NSR-10

11 ACCIONES PERMANENTES CARGA MUERTA – elementos no estructurales verticales Colombiana NSR-10 Capítulo B3.3

.

Distribución uniforme

ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads” ASCE-7

Carga viva Distribución parcial

“ALTERNANCIA DE CARGAS”

.

Comparación esfuerzos en viga continua considerando distribución uniforme o parcial de carga viva de 20 kN/m

Vano sin cargar

12

13 ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads ” ASCE-7 - En edificios de oficinas o cualquier otra estructura donde la tabiquería interior pueda ser cambiada de ubicación, debe considerarse una carga mínima,

**Excepción: No es necesaria carga de tabiquería cuando la carga viva L sea superior a 3.83 kN/m2

L tabiquería > 0.72 kN /m2 Distinción entre: - Como carga viva en cubiertas ordinarias, como en naves industriales

-

Carga viva de piso “L”

tendremos: Lr > 0.96 kN/m2

-

Carga viva de cubierta “roof” “Lr”

.

Cargas vivas definidas en la Tabla 4-1 ASCE7

15 ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads” ASCE-7 Coeficiente reductor R1 según área tributaria “At”:

“REDUCCIÓN DE CARGA VIVA L ” - Los valores de carga viva tabulados en la tabla 4-1 ASCE-7 pueden reducirse mediante unos coeficientes reductores R1 y

𝟏 𝑅1 = 𝟏. 𝟐 − 𝟎. 𝟎𝟏𝟏 · 𝑨𝒕 𝟎. 𝟔

R2 según geometría del forjado o cubierta.

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴𝑡 ≤ 18.58𝑚2 𝑃𝑎𝑟𝑎 18.58𝑚2 < 𝐴𝑡 ≤ 55.74𝑚2 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴𝑡 ≥ 18.58𝑚2

𝑳𝒓 = 𝑳𝟎 · 𝑹𝟏 · 𝑹𝟐 0.58 ≤ 𝐿𝑟 ≤ 0.96

Coeficiente reductor R2 según pendiente “P”:

𝟏 𝑅2 = 𝟏. 𝟐 − 𝟎. 𝟎𝟓 · 𝟎. 𝟏𝟐 · 𝑷 𝟎. 𝟔

𝑷𝒂𝒓𝒂 𝑷 · 𝟎. 𝟏𝟐 ≤ 𝟒 𝑷𝒂𝒓𝒂 𝟒 < 𝑷 · 𝟎. 𝟏𝟐 < 𝟏𝟐 ; 𝑷𝒂𝒓𝒂 𝑷 · 𝟎. 𝟏𝟐 ≥ 𝟏𝟐

; 𝑷 ≤ 𝟑𝟑. 𝟑𝟑% 𝟑𝟑. 𝟑𝟑% < 𝑷 < 𝟏𝟎𝟎% ; 𝑷 ≥ 𝟏𝟎𝟎%

𝑳𝒓 = 𝑳𝟎 · 𝑹𝟏 · 𝑹𝟐 0.58 ≤ 𝐿𝑟 ≤ 0.96

ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads ” ASCE-7 “REDUCCIÓN DE CARGA VIVA L – “Ejemplo”

𝐿0 = 0.96

𝑘𝑁 𝑚2

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Según Table 4-1 ASCE-7

Coeficiente reductor R1 según área tributaria “At”: 𝐴𝑡 = 5 · 20 = 100 𝑚2 1 𝑅1 = 1.2 − 0.011 · 𝐴𝑡 𝟎. 𝟔

𝑹𝟏 = 𝟎. 𝟔 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴𝑡 ≤ 18.58𝑚2 𝑃𝑎𝑟𝑎 18.58𝑚2 < 𝐴𝑡 ≤ 55.74𝑚2 𝑷𝒂𝒓𝒂 𝑨𝒕 ≥ 𝟏𝟖. 𝟓𝟖𝒎𝟐

Coeficiente reductor R2 según pendiente “P”: Estructura de uso industrial.

P= 10% 𝟏 𝑅2 = 1.2 − 0.05 · 0.12 · 𝑃 0.6

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑃 · 0.12 ≤ 4 𝑃𝑎𝑟𝑎 4 < 𝑃 · 0.12 < 12 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑃 · 0.12 ≥ 12

;

; 𝑷 ≤ 𝟑𝟑. 𝟑𝟑% 33.33% < 𝑃 < 100% ; 𝑃 ≥ 100%

Finalmente:

𝐿𝑟 = 0.96·0.6·1=0.576 kN/m2

𝑳𝒓 =0.58 kN/m2

17 ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads” ASCE-7 - En algunos casos la norma también impone considerar ciertas cargas puntuales “concentradas” buscando siempre aquella distribución de cargas que genere los esfuerzos máximos. **Excepción: en las cubiertas de naves industriales estaremos exentos de considerar cargas concentradas.

. “REDUCCIÓN DE CARGA VIVA L”

Para superficies distintas a las cubiertas: 𝐿 = 𝐿0 · 𝟎. 𝟐𝟓 +

𝟒. 𝟓𝟕 𝑲𝑳𝑳 · 𝑨𝑻

𝐾𝐿𝐿 · 𝐴 𝑇 ≥ 37.2𝑚2

Condición para poder aplicar la reducción

𝐿 ≥ 0.50 · 𝐿0

En miembros que soportan un forjado

𝐿 ≥ 0.40 · 𝐿0

En miembros que soportan dos o más forjados

Cargas vivas definidas en la Tabla 4-1 ASCE7

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En la tabla 4-1 ASCE7 se distinguen tres zonas con cargas distribuidas y concentradas:

ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads” -Ejemplo

Vestíbulos y pasillos de primera planta 4.79 kN/m2

8.90 kN

2.4 kN/m2

Oficinas

8.90 kN

1. Forjado P1 Vestíbulo y pasillos: Carga distribuida en forjado bidireccional. La El edificio se resuelve con forjados bidireccionales. Se pide determinar las cargas vivas distribuidas y concentradas que aplican en los siguientes

carga concentrada especificada en la tabla 4-1 debe aplicarse en una superficie igual a 762x762mm2 y localizada de manera que se produzcan los efectos más desfavorables.

elementos estructurales: 1. Forjado P1 Vestíbulo y pasillos con forjado bidireccional 2. Forjado P2 Oficinas con forjado unidireccional

𝐿𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑖𝑑𝑎 = 𝐿0 · 0.25 +

3. Columna interior C1 𝐿𝑝𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 =

4.57

𝐾𝐿𝐿 · 𝐴 𝑇

= 𝐿0 · 0.25 +

4.57

1 · 450

= 4.79

𝑘𝑁 𝒌𝑵 · 0.46 = 𝟐. 𝟐 𝑚2 𝒎𝟐

8.9 𝑘𝑁 𝒌𝑵 = 𝟏𝟓. 𝟑 𝟐 −6 2 762 · 762 · 10 𝑚 𝒎

. 2. Forjado P2 Oficinas: Carga distribuida en forjado unidireccional, teniendo en cuenta la limitación 𝐴 𝑇 < 1.5 · 𝐿2

definida en el 4.7.6 ASCE7. La carga concentrada

especificada en la tabla 4-1 debe aplicarse en una superficie igual a 762x762mm2 y localizada de manera que se produzcan los efectos más desfavorables. 𝐴 𝑇 ≤ 1.5 · 𝐿2 = 1.5 · 52 = 37.5 𝑚2

Geometría del edificio

𝐿𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑖𝑑𝑎 = 𝐿0 · 0.25 +

𝐿𝑝𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 =

4.57 𝐾𝐿𝐿 ·𝐴𝑇

= 𝐿0 · 0.25 +

8.9 𝑘𝑁 𝒌𝑵 = 𝟏𝟓. 𝟑 𝟐 −6 2 762 · 762 · 10 𝑚 𝒎

4.57 1·37.5

𝑘𝑁

𝒌𝑵

= 2.40 𝑚2 · 0.99 = 𝟐. 𝟒 𝒎𝟐

19 ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads” -Ejemplo 3. Columna interior C1: La carga distribuida de las plantas P2, P3 y CUB es soportada por la columna C1. Por tanto, consideramos las cargas de cada planta y afectadas por la reducción que corresponda. La CUB está destinada a las instalaciones de las oficinas, y según la tabla 4-1, debe considerarse una carga viva igual a la ocupación que sirven. Por tanto, la carga viva en CUB será la misma carga de oficinas. Atención con la limitación que aplica a miembros que soportan dos o más pisos. En estos casos la reducción límite es del 40%. Por tanto, 𝐴 𝑇 = 6𝑚 · 5𝑚 · 4 𝑓𝑜𝑟𝑗𝑎𝑑𝑜𝑠 = 120𝑚2 𝐾𝐿𝐿 = 4 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 .

𝐿𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑖𝑑𝑎 = 𝐿0 · 0.25 +

4.57 𝐾𝐿𝐿 · 𝐴 𝑇

= 𝐿0 · 0.25 +

𝐿𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑖𝑑𝑎 = 𝐿0 · 0.46 = 2.4 · 0.46 = 𝟏. 𝟏

4.57 4 · 120

= 𝑳𝟎 · 𝟎. 𝟒𝟔 ≥ 𝑳𝟎 · 𝟎. 𝟒𝟎 𝒄𝒖𝒎𝒑𝒍𝒆 Coeficiente reductor KLL para cargas vivas diferentes a cubierta

𝒌𝑵 𝒎𝟐

20 ACCIONES VARIABLES CARGA VIVA “4. Live Loads” ASCE-7 “INSTALACIONES” La Tabla 3.1 de la guía “Low Rise Building Systems Manual” de la MBMA indica valores genéricos de sobrecargas en cubiertas entre 0,57 y 0,96 kN/m² en función de su área. Valores tal vez muy conservadores pero válidos a falta de otros.

Valores aproximados en instalaciones… Como valores aceptados para instalaciones comunes se pueden tomar las siguientes: Placas solares:

0,30 – 0,50 kN/m²

Equipos de aire acondicionado: 3,00 – 20,00 kN/m² Sprinklers:

0,20 – 0,30 kN/m²

Iluminación:

0,10 kN/m²

21 ACCIONES VARIABLES La nieve es la carga gravitatoria predominante en la mayoría de las

CARGA NIEVE “7. Snow Loads ” ASCE-7

naves industriales, y su acumulación la causa del colapso de muchas de ellas.

1) Carga de nieve del terreno “Pg” -según altitud y ubicación.

g “ground”

2) Cubiertas planas “Pf”

f “flat”

-La carga de nieve se obtiene como:

𝒑𝒇 = 𝟎. 𝟕 · 𝑪𝒆 · 𝑪𝒕 · 𝑰𝒔 · 𝒑𝒈 𝐶𝑒 ∶ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝐶𝑡 ∶ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑜 𝐼𝑠 ∶ 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑝𝑔 ∶ 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑛𝑖𝑒𝑣𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜

Figura 7-1 ASCE-7

22 ACCIONES VARIABLES CARGA NIEVE “7. Snow Loads” ASCE-7

𝒑𝒇 = 𝟎. 𝟕 · 𝑪𝒆 · 𝑪𝒕 · 𝑰𝒔 · 𝒑𝒈

Coeficiente de exposición “Ce” Este coeficiente depende de:

- Rugosidad B: Áreas urbanas y suburbanas, zonas boscosas o

- Categoría del Terreno (Rugosidad del terreno B, C o D)

cualquier otra zona con muchas obstrucciones cercanas y del

- Exposición de la Cubierta. (Fully exposed, partially exposed, sheltered).

tamaño mínimo de una casa unifamiliar.

Estos niveles de exposición están definidos en las notas de la Tabla 7-2 ASCE7:

- Rugosidad C: Terreno abierto con obstrucciones dispersas de una altura menor a 9.1m. Se incluye terrenos planos y praderas. - Rugosidad D: Superficie plana, sin obstrucciones i zonas extensas con agua.

Figura 7-1 ASCE-7

23 ACCIONES VARIABLES CARGA NIEVE “7. Snow Loads ” ASCE-7

𝒑𝒇 = 𝟎. 𝟕 · 𝑪𝒆 · 𝑪𝒕 · 𝑰𝒔 · 𝒑𝒈

Coeficiente térmico “Ct” Considera la temperatura del edificio. Hay edificios que están climatizados para mantener una temperatura caliente y constante. En cambio, en otros

**NOTA: El coeficiente térmico considera un aumento de

edificios se mantiene una temperatura fría incluso por debajo de 0 grados.

hasta un 30% con Ct=1.3 en edificios en los cuales la temperatura esté por debajo de 0 grados ya que ello favorece la formación de hielo. En cambio, en edificios tipo invernadero la formación de hielo o acumulación de nieve se reduce

debido a la climatización del interior del edificio Ct=0.85.

24 ACCIONES VARIABLES CARGA NIEVE “7. Snow Loads” ASCE-7 Coeficiente de importancia “Is” El coeficiente de importancia Is está definido en la Tabla 1.5-2 ASCE7 e

𝒑𝒇 = 𝟎. 𝟕 · 𝑪𝒆 · 𝑪𝒕 · 𝑰𝒔 · 𝒑𝒈 Risk Category Se divide el uso del edificio en 4 categorías.

-

incorpora varios coeficientes: nieve, hielo-espesor, hielo-viento, sismo.

Categoría I: muy poca ocupación y su fallo no produciría pérdidas humanas.

-

Categoría IV: estructuras de mucha importancia para la supervivencia de la población.

Risk Category (I,II,III,IV) según table 1.5-1

25 ACCIONES VARIABLES CARGA NIEVE “7. Snow Loads” ASCE-7 Otros aspectos a tener en cuenta: 1)

Cubiertas con pendiente “ps”.

2)

Carga de nieve equilibradas y no equilibradas.

3)

Incremento de la carga de nieve debido a la lluvia.

4)

Deslizamiento de la nieve. Plataforma COURSES de Zigurat http://courses.e-zigurat.com/ Incremento debido a la lluvia

Deslizamiento de la nieve

26

- Capítulo 27 ASCE7 - Procedimiento Directo (Directional Procedure):

ACCIONES VARIABLES

Edificios sin limitación de altura.

CARGA VIENTO “Parámetros básicos”

- Capítulo 28 ASCE7 - Procedimiento de Envolvente (Envelope Procedure):

Edificios de poca altura. La carga de viento en naves industriales podrá definirse, en la mayoría de los casos, mediante este procedimiento.

Velocidad básica del viento “V” La velocidad básica se obtiene registrando la velocidad del viento de una ráfaga de viento de 3 segundos a 10 metros de altura en condiciones de Exposición tipo C. En función de la Categoría de Riesgo, hay que consultar unos mapas u otros definidos

en Figure 26.5-1 de ASCE7. -

Figure 26.5-1A - 1 vez cada 700 años (MRI=700años) – Risk Category II

-

Figure 26.5-1B - 1 vez cada 1700 años (MRI=1700años) – Risk Category III y IV

-

Figure 26.5-1C - 1 vez cada 300 años (MRI=300años) – Risk Category I

27 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Parámetros básicos”

Categoría de exposición “B, C o D” Para conocer la categoría de exposición (B, C, D), es necesario conocer la rugosidad del terreno (26.7.2 ASCE7): •Superficie con rugosidad B: Áreas urbanas y suburbanas, zonas boscosas o cualquier otra zona con muchas obstrucciones cercanas y del tamaño mínimo de una casa unifamiliar.

•Superficie con rugosidad C: Terreno abierto con obstrucciones dispersas de una altura menor a 9.1m. Se incluye terrenos planos y praderas. •Superficie con rugosidad D: Superficie plana, sin obstrucciones i

zonas extensas con agua. Categoría de exposición

28 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Parámetros básicos”

Coeficiente de exposición “Ce” Este coeficiente depende de: - Categoría del Terreno (Rugosidad del terreno B, C o D) - Exposición de la Cubierta. (Fully exposed, partially exposed, sheltered). Estos niveles de exposición están definidos en las notas de la Tabla 7-2 ASCE7:

Figura 7-1 ASCE-7

Categoría de exposición

29

ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Parámetros básicos”

Factor topográfico “Kzt” La aceleración del viento debido a cualquier irregularidad del terreno. Se define el factor Kzt que depende de los factores K1 , K2, y K3 que se definen en la Figure 26.8-1 de ASCE7:

𝒌𝒛𝒕 = (𝟏 + 𝑲𝟏 · 𝑲𝟐 · 𝑲𝟑 )𝟐

Factor topográfico según irregularidad del terreno

30 ACCIONES VARIABLES

Factor ráfaga “G”

CARGA VIENTO “Parámetros básicos”

Edificio abierto: Es un edificio con cada pared exterior sometida a presión positiva con un mínimo de 80% de aberturas. Debe cumplirse la condición 𝐴0 ≥ 0.8 · 𝐴𝑔 en todas las fachadas sometidas a presión positiva.

A un edificio rígido le corresponde un factor de ráfaga igual 0.85. Además, un edificio de poca altura también es considerado como rígido. De acuerdo al apartado 26.9.1 Gust-Effect Factor tenemos: • Edificio rígido y/o de poca altura

G=0.85

Edificio parcialmente cerrado: deben cumplirse las tres condiciones… - El área de aberturas de la fachada de presión positiva debe superar en un 10% al área de aberturas del resto del edificio: 𝐴𝑜 > 1.1 · 𝐴𝑜𝑖 - Debemos tener un mínimo de área de aberturas en la fachada de presión positiva. Esta condición, únicamente considera la fachada de presión positiva:

𝐴𝑜 > 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 0.37𝑚2 ; 0.01 · 𝐴𝑔 - En el resto de fachadas y cubierta, debe haber un máximo de aberturas: Requisitos para considerar edificio de poca altura

𝐴𝑜𝑖 ≤ 0.20 𝐴𝑔𝑖

31 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Parámetros básicos”

Coeficiente de presión interna “GCPi”

Este coeficiente se determina en función de la clasificación de edificio abierto, edificio parcialmente cerrado y edificio cerrado tal y como encontramos en el apartado “ 26.11 Internar Pressure Coeficient de la ASCE-7 ”:

Criterio de signos para acción viento interior

**Nota: En edificios parcialmente cerrados con mucho volumen interior, se permite

una reducción del coeficiente GCpi, multiplicando la carga de viento por el factor Ri (26.11.1.1 ASCE7)



Vi: Volumen interior sin particiones, en ft3.



Aog, :Área total de aberturas en fachadas y cubierta, en ft2.

32 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Ejemplo nave industrial”

¿Qué capítulo ASCE-7 utilizar? Recordemos: - Capítulo

27

ASCE7

-

Procedimiento

-

Nave a dos aguas.

-

L=20 m.

-

Long total= 25m.

-

Halero= 5 m.

-

Hcumbrera=6m.

-

Categoría de exposición C.

-

V=120mph.

-

Cubierta: correas Z con panel sándwich.

Directo

(Directional Procedure) : Edificios sin limitación de altura. Más genérico.

Parte 1 – Edificio de Poca Altura. Cerrado y parcialmente cerrado.

- Capítulo 28 ASCE7 - Procedimiento de Envolvente (Envelope Procedure) : Edificios de poca altura.

Parte 2 – Edificio de Poca Altura. Cerrados con diafragma simple

33 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Ejemplo nave industrial. Capítulo 28. Parte 2 ASCE-7” 𝒑𝒔 = 𝝀 · 𝑲𝒛𝒕 · 𝒑𝒔𝟑𝟎

𝒌𝑵 𝒎𝟐

𝜆 ∶ 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑦 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑔𝑜𝑟í𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝐾𝑧𝑡 ∶ 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑡𝑜𝑝𝑜𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑠30 ∶ 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 (𝐹𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎 28.6 − 1 𝐴𝑆𝐶𝐸7) Los valores ps30 se encuentran tabulados para categoría B y una altura h=30ft=9,1m. Deben corregirse con el parámetro 𝜆 para

adaptarlo a la geometría de nuestra estructura.

Dimensión “a”

Direcciones de viento a considerar Case A y B

34 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Ejemplo nave industrial. Capítulo 28. Parte 2 ASCE-7” 𝒑𝒔 = 𝝀 · 𝑲𝒛𝒕 · 𝒑𝒔𝟑𝟎

𝒑𝒔 = 𝝀 · 𝑲𝒛𝒕 · 𝒑𝒔𝟑𝟎

λ=1.26

Presión de viento a 30ft (9.1m) y categoría exposición B

35 ACCIONES VARIABLES CARGA VIENTO “Ejemplo nave industrial. Capítulo 28. Parte 2 ASCE-7” Por tanto, localizamos los valores de presión de diseño en la tabla anterior, los multiplicamos por el factor corrector λ y los cambiamos de unidades SI.

Case A “Lateral”

Case B “Hastial”

Presión de viento corregida para las diferentes zonas eólicas

36 COMBINACIÓN DE ACCIONES ASCE-7 Estados Límite Últimos (ELU) Las combinaciones básicas LRFD en ASCE7 quedan escritas como sigue de acuerdo al apartado 2. “Combinations of load” 1.4·D

Comentarios:

1.2·D + 1.6·L + 0.5·(Lr or S or R) + (0 or 0.9 or 1.6) bH

a. El factor de L será 0.5 para valores de carga viva inferiores o iguales a 4.8 kN/m2 (100 psf) a excepción de garajes y lugares de

1.2·D + 1.6·(Lr or S or R) + ((0.5 or

1.0)·aL

or 0.5·W) + (0 or 0.9 or

1.6)·bH

1.2·D + W + (0.5 or 1.0)·aL + 0.5·(Lr or S or R) + (0 or 0.9 or 1.6)·bH

D: “Dead Load”

0.9·D + E + (0 or 0.9 or 1.6)·bH

b. El factor de H será 0.9 si resiste la carga principal. El factor de H será 1.6 si contribuye a la carga principal. El factor de H será 0 si

1.2·D + E + (0.5 or 1.0)·aL + 0.2·S + (0 or 0.9 or 1.6)·bH 0.9·D + W + (0.9 or 1.6)·bH

pública concurrencia.

resiste la carga principal y no es permanente.

L “Live Load” Lr “Live Load roof” S “Snow” R “Rain” H “Lateral earth pressure Load” W “Wind Load” E “Earthquake Load”

35

Comentarios: - Los límites impuestos en el cálculo de los Estados Límites de

COMBINACIÓN DE ACCIONES ASCE-7

37

Servicio no se definen en la normativa, aunque sí se dan unos valores de referencia en Commentary Appendix 7 ASCE7.

Estados Límite en Servicio (ELS) Encontramos referencias a los límites de deformación y sus combinaciones en el Commentary Appendix 7 ASCE7.

Deformaciones verticales: Para evitar deformaciones excesivas debidas a las cargas gravitatorias (D, L, S), indicamos los límites del apartado CC.1.1 ASCE7 

Limitación histórica, L/360 en pisos, considerando la carga viva nominal.



Limitación histórica, L/240 en cubiertas, considerando la carga viva nominal.



Deformaciones superiores a L/300 son visibles y suelen afectar a los revestimientos.



Deformaciones superiores a L/200 suelen afectar a puertas, ventanas y particiones.



Las deformaciones superiores a 10mm suelen afectar a cerramientos no estructurales, a menos que se tomen medidas especiales.

Deformación horizontal relativa: Estas deformaciones se producen, principalmente, por la acción del viento. En edificios comunes, se indica un rango de deriva aceptable, entre H/600 y H/400, con el cual no se producen daños a los revestimientos. En el caso de naves industriales con revestimientos flexibles tipo panel sándwich, el límite puede considerarse inferior e igual a H/150

- Los límites impuestos son decisión del ingeniero responsable, que deberá de tomar la decisión para cada caso.

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