Los efectos del viento rodean las estructuras, causando fuerzas en los muros y, a veces, penetrando en los edificios si existen huecos. La compleja arquitectura de los edificios y los requisitos de las normas para el viento hacen de la determinación de las cargas de viento uno de los principales desafíos para los ingenieros estructurales.
Área estándar y de aplicación
La armonización de las normas en Europa ha convertido a EC 1 en la norma actual en muchos países europeos. El Eurocódigo 1 establece las reglas y métodos de cálculo para la acción del viento en edificios de menos de 200 m de altura. La Norma EN 1991-1-4 también especifica las reglas para chimeneas, torres de celosía y puentes (puentes de carretera, puentes grúa y pasarelas). A diferencia de otros Eurocódigos, cada país tiene su propio Anejo Nacional para EC 1. Están, entre otras, las zonas de viento (mapa geográfico) y otros coeficientes.
Coeficiente de presión - General
Cada muro de un edificio está expuesto al viento en dos caras (las caras interior y exterior). La presión del viento en el edificio se amortigua o amplifica, dependiendo del tamaño de la superficie a la que se aplica el viento, sus huecos y el tipo de impacto en los paramentos (sobrepresión o depresión). Para cualquier estructura, recomendamos determinar estos dos efectos: presión externa y presión interna.
Como se supone que muchos edificios están cerrados, la presión interna del viento puede ser insignificante.
Coeficiente de presión interna - Cpi
El coeficiente de presión interna cpi depende del tamaño y la disposición de las aberturas en el edificio. Aquí, estamos hablando de aberturas permanentes (como huecos, conductos de chimeneas, etc.).
Si, en al menos dos caras de un edificio (fachada o cubierta), el área total de aberturas en cada cara representa el 30% o más del área total de la cara, las reglas definidas en 7.3 y 7.4 del EC 1 (cubiertas aisladas ) debe aplicarse.
El coeficiente de presión interna se puede determinar en unos pocos pasos (ver figura 01).
Caso práctico: Hangar industrial abierto
Dimensiones:
aberturas
Determinación del porcentaje de áreas de abertura de cada cara
| Área de la cara | Área de huecos | Porcentaje | |
|---|---|---|---|
| Pan largo 0 ° | 80 m 2 | 24,00 m 2 | 30% |
| Pan largo de 180 ° | 80 m 2 | 18,00 m 2 | 23% |
| Piñón-90 ° | 47,5 m 2 | 9,00 m 2 | 19% |
| Piñón + 90 ° | 47,5 m 2 | 3,75 m 2 | 7,9% |
| Pendiente de 0 ° | 104,4 m 2 | 0,00 m 2 | 0% |
| Pendiente de 180 ° | 104,4 m 2 | 0,00 m 2 | 0% |
Al examinar las áreas de las aberturas, ninguna cara tiene más del 30% de área abierta. Por lo tanto, estamos en presencia de un edificio sin una cara dominante.
Cálculo del ancho e
Conclusión Cuando e ≥ d (la profundidad del edificio es d = 10 m), no hay zona C.
Cálculo de h/d
Zonas de lectura
donde cpe es negativo.
Informe de apertura
Coeficiente de lectura cpi
- Si se lee cpi en la curva correspondiente para cada configuración de viento y abertura.
- Si cpi se obtiene por interpolación lineal entre las dos curvas para cada configuración.
Interpolación para determinar cpi
Para edificios con una cara dominante , es decir, un edificio con una cara en la que el área es el doble del tamaño de todas las demás:
- cpi = 0,75 ⋅ cpe si las áreas de huecos de la cara dominante son el doble del tamaño de los otros huecos
- cpi = 0,9 ⋅ cpe si las áreas de aberturas de la cara dominante son tres veces el tamaño de las otras aberturas
En la mayoría de los casos (para edificios comunes), sin un conocimiento preciso de la distribución de los huecos, la norma recomienda el uso de valores extremos cpi = +0,2 (sobrepresión) y cpi = 0,3 (depresión).
Consideración del coeficiente de presión interna en RFEM
En los generadores de carga de viento de RFEM, el valor del coeficiente de presión interna se puede introducir después de que se haya determinado. Estos datos se consideran durante la creación automática de las cargas.
Base de datos de conocimientos