ANALISIS DE CARGAS

5/9/2018 ANALISIS DE CARGAS

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NSR98 - Capitulo 8.3- Cargas muertasCAPITULO 8.3

CARGAS MUERTAS

8.3.1 - DEFINICIONLa carga muerta cubre tcdas las cargas de elementos permanentes de construcci6n incluyendo su estructura,rnuros, PISOS, cubiertas, cielos rases, escaleras, equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas pocupacion y usc de la edificacl6n las fuerzas netas de preesfuerzo deben incluirse dentro de la carga muerta.

8.3.2 - MASA DE LOS MATERIALESAI calcular las cargas muertas deben utilizarse las densidaees de masa reales de matenales. Pueden usarse cguia los varores rnimrnos sigutentes:

Material Densidad Material OensidadAcero 7 BOOkglm~ Madera, densa, seca 7 50 kg /m ->Agua dulce 1 000 kg/m'> Madera, densidaCl baja, seea 450 kgJm~Agua marina 1 030 k g / m " Madera, densidad media, seca 6 0 0 k g /m O >Afurruruo 2700 kglm"' Mamposteria de laarillo hueco 1 300 kg / m "Asfalto 1 300 kg/m" Mamposterfa de ladrillo macizo 1 800 kg/m ~Baloosm cerarnico 2400 kg/m- Mamposteria de piedra 2200 kg/m"Cal, hidratada, compacta 730 kg/m~ Mamposterra de concreto 2 150 kg/rri~Cal, htdratada, suelta 500 kg/m" Mortero de inyecci6n para 2250 kg/mJ

rnarnpostertaCarbon (apilado) B O O kg/m" Mortero de pega para mamposteria 2100 kg/m"Cobre 9000 kg/m" Plomo 11400 kg/m->Concreto Reforzado 2400 kg/m" Tierra' Arcilla y gra\ra, seca 1 600 kg/","Concreto Simple 2 300 kg/m" Tierra Arcnta. hu meda 1750 kg/m-;Enchape Arenisca 1350 kg/m" Tierra: Arci lla, seca 1 000 kgtm-;Enchape Granito 1550 kg/m" Tierra. Are na_y_grava, hurneda 1900 kg/m"Enchape Marrnol 1 500 kg / m " Tierra: Arena y grava, seca, 1750 kg/mOaoisonadaEscorla 1 550 kgfm" Tierra Arena y grava, seca, suelta 1600 kg /m->filelo 9201< g / m " TIerra: Limo, numedo. apison ado 1550 j(gtm'>Ladrillo de Arcula, absorcion baja 2000 kg/m"' Tierra: Limo, numedo. suelto 1 2 5 0 k g /m "Ladnllo de Arcil la, absorcron media 1850 kg/m" Vldrio 2 56 0 k g /m "Ladnllo de Arcilla, absorci6n alta 1600 kg/m" Vesa,suelto 1 150 kglm"Madera, lamtnada 60 0 k g /m " Yeso, tabiero para rnuros 800 k g / m "

Debe renerse en cuenta que dentra del sistema de unidaces mternacional (81) el Kg es una unidad ce rnasa, patanto para calcular la carga muerta debida a los efectos gravltacianales que actcan sabre la mas a de los matenalesta debe multipltcarse per la aceleracion debida a la gravedad (g = 98 mls2 = = 10 mls2) , para obtener densidadesNfml. newtons por metro cutnco EI newton por definiclOJl es la fuerza que ejerce una masa de 1 kg al ser aceleradm/s2. (N ::: kg m I S2). ASi, par ejemplo para el concreto refarzado, una losa de h = 0.5 m de espesor producecarga muerta oe: m : g . h '" 2 400 I


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NSR.98 - Capitulo 8.3- cargas muertas1.20 kN /m21.00 kN /m20.18 kN /m20.30 kN/m20.22 kN /m20 .0 5 k N/m 2002 kN /m20.80 k N/ m20.022 kN /m20.15 kN /m20.05 a 0.10 k N/ m2025 kN/m20.10 a 050 kN /m20.80 a 1.00 kN/m2

EntreplSOSde madera (entresuelo, listOn, arriostramientos y cielo raso pal'letado)Pisos de baldosin de cementaPlaca ondulada de asbesto cementoCanaleta 43Canaleta 90Teja de lamina galvanlzada (zinc)Teja de alurniruoTeja de barro (incluido el mortero)Atrstado en cubiertas de concreto por mm de espesorI rnperrneabdizacionCielos rasos livianos pegados a la losaCielos rasos de yeso, suspendidosGielos rasos de maderaCielos rasos de malla y pal'lete

(120 kgf(100 kgf(1 8 k gf{3 D kgf(22 kgf(5 k gf(2 kgf(8 0 kgf(2.2 kgf(1 5 kgf /(5 a10 kgf/(25 kgf

(10 a 50 kgf(80 a100 kgf/Para otros productos debe utilizarse el peso especificado por el fabncante 0 a falta de este, debe evaluarse aexpenmentalmente.

B.3.4 - FACHADAS, MUROS DIVISORIOS Y PARTICIONESB.3.4.1 - FACHADAS - La carga muerta causada por las fachadas de la edificaciOn debe evaluarse como upor metro lineal sobre et elemento estructural de soporte al borce de la Josa, 0 como una carga concentraextrema exterior cuando se trate de elementos en voladizo. Pueden ernplearse los siguiente valores minimosde area de fachada alzadaFacnaoas en ladnllo tolete a la Vista y panetado en el interior .. 3.00 kN/m2Fachadas en ladrillo tolete a la vista, mas muro adosado en blocue de perforaci6nhorizontal de arciUade 100 mm de espesor, par'letado en el interior.... 4.50 kN/m2Fachadas bloque de perforacion horizontal de areilla de 120 mm de espesor,par'letado en ambas caras .. . .. .. .. 2.00 kN/m2Ventanas induye el vidrio y el marco.. . .. 0.45 kN/m2Lamina de yeso de 16 mm (SIS") protegida, al exterior, costillas de acero ylamina de yeso de 10 mm al interior.. . . . . . .. . 1.00 kN/m2Lamina de yeso de 16 mm (5/8") proteqida, mas enchape cerarnico al extenor,cosnllas de acero y lamina de yeso de 10 mm al interior " 2.50 k N/ m2Enchapes en granito; adicional ala fachada, par cada mm deespesor del enchape '" . . . .. 0 017/mm kN/m2Enchapes en marmol, adicional a la fachada, par cada mm deespesor del enchape '" .. 0.01S/mm k N/ m2Enchapes en piedra arenisca; adicional a la fachada, por cada mm deesoesor del enchape .. .. .. 0.013/mm k N/ m2Enchape ceramiCa, adicional ala fachada.... . .. . . .. 1.50 kN/m2

(300 kg(450 kg(200 kg(45 kg(100 kg(250 kg

(1 .7 /mm kg(1.5/mm kg(1.3/mm kg(150 kg

B.3.4.2- DIVISIONES Y PARTICIONES DE MATERIAlES TRADICIONAlES - La carga muerta producida padivisonce y parnciones de materiales tradrcionales, cuando estes no hacen parte del sistema estructuraevaluarse para cada PISOy se pueoe unuzarcomo carga distnbuida en las placas Si se hace dicno anal ISIS,efigurar en la memoria de calculos y adernas debe dejarse una nota expllcativa en 105 pianos. Cuando no se reanallsrs detallado pueden util izarse. como minimo, 3.0 kN /m2 (300 k ~/ m2 ) de area de placa, cuando se trate dde ladrillo bloque hueco de arcilla 0 concreto y 3.5 kN/m2 (350 kgf/m ) de area de placa, cuanco se trata de mfadnllo maCIZO,tolete, de arcilla, concreto a slhcal Estes valores hacen referencia a alturas libres de entrepisom. cuando haya una mayor altura libra deben uhlizarse valores proporcfonales a la mayor altura. Cuandohaga parte del sistema estructural su peso debe contabihzarse dentro del peso propio del elemento y se etener que usar los valores mlrurnos dados8.3.4.3 - DIVISIONES lIVIANAS - La carga muerta producida par muros divisorios y particiones Hvianaevaluarse para caoa PISOy se puede unnzar como carga dlstribulda en las placas. La determinacion demuerta debe mcunr los elementos de soporte y el espesor de las laminas de material de acabado en ambos cde la drvision Cuando el diser'io se reahce para estas divisiones livianas, debe colocarse una nota al respectolOS planes arquitectorucos como en los estructurales Pueden emplearse los s,gUlente valcres minimos.

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NSR.98 - Capitulo 8.3- Cargas muertasningun caso sa puede emplear rnenos de 0.5 kN/m2 (50 kgf /m2) de area de placa. Los valores estan definidosalturas libres de entrepiso de 2.20 rn, cuando haya una mayor altura libre deben util izarse valores proporcionales:Dlvislones m6viles de media altura (0.40 kNlm2, pero debe utilizarse el minima) .Lamina de yeso de 13 mm (1/2") en cada costado y cosunas de acero a de madera,agregar 0.04 kN/m2(4 kgf/m2) por cada mm adicional de espesor de la lamina.Lamina de madera protegida y costillas de madera, panetado sobre malla .

0.50 k N/ m2 (50 kgf /m2)0.90 kN/m2 (90 kgf/m22.00 kN/m2 (200 kgf/m2

B.3.5 EQUIPOS FIJOSDentro de las cargas muertas deben incluirse la masa correspondiente de todos los equipos fijos que esten aposabre elementos estructurales tales como ascensores, bombas hidraulicas, transformadores. equipos deacondrclonado y ventnacion y otros

B.3.6 - ACABADOSLa carga producida por los acabados de los pisos debe evaluarse para los materiales que se van a unhzar enuno de los pisos de la edificaci6n. EI valor que se utilice en terrazas y azoteas debe tener en cuenta los r,endlenque se coloquen. Cuando no se realice un anal isis detallado, puede utilizarse 1.5 kN/m2 (150 kg/m ) en pterrazas.

8.3.7 -CONSIDERACIONES ESPECIALESLos profesionales que participen en el disel"lo y la construccion y el propietario de la edificacicn deben ser conscide los valores de la cargas rnuertas utilzados en el diseno y tamar las precauciones necesanas para verificarobra Que los pesos de los rnatenales utihzados no superen los valores usados en el disel"lO.

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NSR98 - Capitulo 8.3- Csrgas muertas


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NSR-9B - Capitulo B.4 - Cargas vivasCAPITULO 8.4CARGAS VIVAS

8.4.1 - DEFINICION8.4.1.1 - Las cargas vivas so n aquellas cargas producidas par el usa y ocupaci6n de la edificaci6n y no debencargas ambientales tales como viento, sismo. ni la carga muerta.B.4.1.2 - Las cargas vivas en las cubtsrtas 5011 aquellas causadas par

(a) Matenales. equipos y trabajadores utinzadcs en el rnentemmiento de la cubierta y(b) Durante la vida de la estructura las causadas par objetes rnovues y por las personas que tengan acc

elias

B.4.2 - CARGAS VIVAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS

B.4.2.1 - CARGAS VIVAS REQUERIDAS - Las cargas vivas que sa utilicen en el disei'lo de la estructura debelas rnaxirnas cargas que se espera ocurran en ta edificaci6n debido al uso que esta va a tener. En !:)ingun casocargas vvas pueden ser rnenores que las carqas vvas rnlnlmas que se dan a continuacrorrVlvlenda 1 80 kNfm2Oficinas " 2 00 kN/m2Escaleras en oficmas y vivienda " 3.00 kNlm2Salones de Reuni6n

- Can asientos fiJos (anclados al piso) 3.00 kN/m2 (300 kgf /m2)- Sin asientos fijos __ 5.00 kN/m2 (500 kgf/m2

Hospitales- Cuartos 2.00 kNfm2 (200 kgf/m2)- Salas de operac1o'1es __ .4.00 kN/rn2 (400 kgf/m 2 )

Coliseos y Estadios~Graderias '" .4 00 kN/m2 (400 kgf /m2)- Escaleras 5.00 kN/m2 (500 kgf/m2)

Garajes- Automovrlss 2.50 kN/m2 (250 kgf/m2)- Vehiculos pesados. " '" Segun usa

Hoteles. . . . . .. . . . . 2.00 kN/m2 (200 kgf/m2)Escuelas. Coleqios y Unlversidades '''' 2.00 kN/m2 (200 kgf/m2)Bibhotecas

- Salas de lectura 200 kN/m2 (200 kgf/m2)- Depositos de iibros 500 kN/m2 (SOD kgf/m2)

Cubiertas. Azoteas y Terrazas '" la misma del resto de la edificacionCubrertas inclmadas de estructuras rnetal icas y de madera con imposibdidad

ffsica de verse sornetrdas a cargas suoenores a la aca estloulada:- Sl la pendiente es mayor del 20% 0.35 kN/m2 (35 kgf/m2)- Sl la pendrente es menor del 20% '" 050 kN/m2 (50 kgf /m2)Fabricas- Uvianas ......- Pesadas

Depositos~Livranos .- Pesados ..

Almacenes- Detal... .- Par Mayor

(180 kgf/m2)(200 kgf/m 2)(300 kgf /m2)

....................... 5.00 kN / m 2 (500 kgf /m2)

........ .. ....... . .... 10 00 kN / m 2 (1000 kgf/m 2 }..... . . . . . . .. 5.00 kN/m2 (500 kgf/m 2). . .. . 10.00 kN/m2 (1000 kgf/m 2)

................................ 350 kN/m2 (350 kgf/m2). . .. 5.00 kN/m2 (SOD kgf /m2)

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NSR~98- Capitulo S.4 - Cargas vivasB.4.2.2 - EMPUJE EN PASAMANOS Y ANTEPECHOS - Las barancas y pasamanos de escaleras y balcextenores como mteriores, y los antepechos deben disel'iarse para que resistan una fuerza horizontal dekgf) par metro lineal, aplicadas en la parte superior de la baranda, pasamanes a antepecho.B.4.3 - CARGA PARCIAL - Cuando la luz de un elemento este cargada parcialmente con la carga vivaproduciendo un efecta mas desfavorable que cuando esta cargada en la totalidad de ta luz, este efectoterrudo en cuenta en el diserioB.4.4 - IMPACTO - Guando la estructura quede sometida a carga viva generadora de impacto, la eargaincrernentarse, para efeetos de diseno. por los siqurentes porcentajes:

(a) Soportes de Elevadores y Ascensores, 100%(b)Vigas de puentes gruas can cabina de operacion y sus conexiones, 25%(c) Vigas de puentes gruas operados par control remoto y sus conexiones, 10%(d) Apayas de maquinana livlana, movida mediante motor eh~ctrico 0por un eje, 20%(e) Apoyas de rnaqu.nana de embole a movida por motor a pist6n, no menos de 50%(f) Tensores que sirvan de apayo a PISOS 0 balcones suspendidos y escaleras, 33%

B.4.5 - REOUCCION DE LA CARGA VIVAB.4.5.1 - REDUCCION DE LA CARGA VIVA POR AREA AFERENTE - Guando el area de mffuencia deestructural sea mayor a igual a 35 m2 y la carga viva sea superior a 1.80 kN/m2 (180 kgf/m2) e intenor a(300 kgffm\ la carga viva puede reduclrse utiuzando la ecuaci6n (8 441):

(B.4-1)

DondeL = Carga viva reducida, en kN/m2Garga viva sin reducir, en kNfm2Area de influencia del elemento en m2

B.4.5.1.1 - La carga viva reducida no puede ser menor del 50% de L, en elementos que soportendel 40% de L, en otros elementos.8.4.5.1.2 - EI area de influencia es igual a cuatro veces el area aterente para una columna, dos vecaferente para una viga y al area del panel para una losa armada en dos dlrecciones. Para columnaequrvale al area de los paneles de placa que toean el elemento y debe tomarse asl:

vigas centralesvigas de bordecolumnas centralescolumnas de bordecolumnas de esquina

A , = Area de dos panelesAi = Area de un panelAi = Area de cuatro panelesA, = Area de dos panelesAi = Area de un panel

Para elementos que soporten mas de un PISO deben sumarse las areas de influencia de los diferenteB.4.5.2 - REDUCCION POR NUMERO DE PISOS - Alternativamente a 10 estipulado en el numeraledlfiCIOs de cinco PISOS 0 mas la carga viva para eteetos del dise1'\o de las columnas y la cimentaci6n puedcomo la suma de las cargas vivas de cada piso rnulhphcadas par el coeficiente r correspondiente a ese PISO

r= 1.0r= 1.0 + 0.10(i-n+4)r=0.5

para i= n a i= n - 4 (cinco pisos superiores)para i = n - 5 a i= n - 8para i = n1_ 9 en adelante

Donde:= nurnaro de pisos del edificronurnero del piso danae se apnea el coeflciente rn

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NSR-98 - Capitulo 8.4 - Cargss vivas

B.4.6 PUENTES GRUAS - Efl el dlsel'io de las vigas carruera de los puentes gruas debe tenerse en cuenfuerza honzontal equivalente a por 10menos el 20% de la suma de los pesos de ta grua y la carga levantada.suma no entra et peso de las partes estactonarias del puente grua. Esta fuerza debe suponerse colocada en lsuperior de los rieles, normalmente a los mismos y debe distribuirse entre las vigas teniendo en cuenta lalateral de la estructura que soporta los neles Ademas debe tenerse en cuenta una fuerza honzontal longitaptrcada al tope del riel, igual al 10% de las cargas maximas de rueda de la grua.B.4.7 EFECTOS OINAMICOS Las estructuras expuestas a excitaciones dmarmcas producidas por et publicocomo: estadios, coliseos, teatros, gimnasios, prstas de barle, centres de reunr6n 0 sunilaree, deben ser disenadtal manera que tengan frecuencias naturales supenores a 5 Hz (pertodos naturales menores de 0.2 svib-acior-es vert'cates

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NSR-9S - Capitulo 8.5- Empuje de tierra y presion hidrostaticaCAPITULO 8.5EMPUJE DE TIERRA Y PRESION HIDROSTATICA

8.5.1 - EMPUJE EN MUROS DE CONTENCION DE SOTANOSB.5.1.1 - En el diseno de los muros de contenci6n de los s6tanos y otras estructuras aproximadamentelocalizadas bajo tierra, debe tenerse en cuenta el empuje lateral del suelo adyacente Deben tenerse en cposibJes sobrecargas tanto Vivas como muertas que pueda haber en Ja parte superior del suelo adyacenteparte 0 toda la estructura de s6tano esta por debajo del nivel freatico, el empuje debe calcularse para esuelo surnerqido y la totalidad de la presi6n tudrostatca Deben consultarse los requisltos del TftuReglamento.B.5.1.2 - EI coeficiente de empuje de tierra cebera elegirse en funci6n de las condiciones de deforrnabrhdestructura de contenci6n, pudiendose asignar el coeficiente de empuje activo cuando las estructuras tengade giro y de traslacion; en caso contra no, el coefieiente sera el de reposo 0 uno mayor, hasta el valor deljuieio del ingeniero geoteenista y de aeuerdo con las condiciones geometncas de la estructura y de loadyacentes, cumpliendo los requisites adicionales del Titulo H del Reglamento

B.5.2 - PRESION ASCENDENTE, SUBPRESION, EN LOSAS DE PISO DE SOTANOSEn el diseflo de la losa de piso del sotano y otras estructuras aproxunadarnente horizontales loealizadasdebe tenerse ell cuenta la totalidad de ta presion hidrostanca ascendente aphcada sobre el area La cpresion mcrostanca debe medrse desde el nivel freatico. La misma consideracion debe hacerse en eltanques y piscinas.

B.5.3 - SUELOS EXPANSIVOSCuando existan suelos expansivos bajo la cunentacicn de la edifieaei6n, 0bajo losas apoyadas sobre el tcirnentacron, las losas y los otros elementos de la edrticacion, deben disenarse para que sean capaces demovuruentos que se presenten, y resistir las presiones ascendentes causadas par la expansion del suelo,suelos expansivos deben retrarse a estabihzarse debajo y en los alrededores de la edrficacion, de acuerdmdrcaciones del ingeniero geotecnlsta_ Debe consultarse el Titulo H del Reglamento

B.5.4 - ZONAS INUNDABLESEn aquellas zonas designadas por la autondad competente como inundables, el sistema estructuraJ de la edebe dlsenarse y constnnrse para que sea capaz de resisnr los efectos de f lo tacron y de desplazamiencausados par los efeetos hlcrostatlcos, hldrodlnamlcos, y de impacto de objetos flotantes.

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NSR-98 - capitulo 8.6- Fueaas de vientoCAPITULO 8.6

FUERZAS DE VIENTO

8.6.1 - ALCANCEA continua cion se presentan rnetodos para calcular las fuerzas de viento can que deben disef'iarse las edificacisus componentes. No es aplicable a las estructuras de forma 0 locahzacion especiales, las cuales reqmvesnqacion apropiada, ni a aquellas que puedan verse sornet idas a osci laciones graves inducidas por el vientestructuras de puentes. Cuando existan datos expenmentales. obtenidos en tunetes de viento, pueden usalugar de los espscificados aqui, siempre y cuando reciban la aprobaci6n de la Comisi6n Asesora PermanenteRegimen de Construccones Sisma Resistentes.

B.S.2 - DEFINICIONESLas siqurentes definiciones se aplican a este capitulo:Altura ~Altura de la edificacion par encima del terreno adyacenteAltura por encima del terreno ~La dim ension a barlovento, por enctrna del nivel general del terreno.Ancho - La menor dimension honzontat de una editicaclon. por encima del terreno adyacente, 0 el anchoelemento estructural normal a Ia direcci6n del viento. Es una dlmensi6n retacionada con la configuraci6n en plala edrf lcacronArea de e/emento de superficie - EI area de una superficie sobre ta cual se considera constante el cceficienpresion.Area frontal efectiva ~Area normal a ladireccion del viento.Barfovento - Direccion de donde vlene el viento.Coeficiente de fuerza ~Un coefic.ente adirnenstonal tal que rnultiplicado par la presion dlnarruca del viento incsabre un cuerpo y par una area aproprada, como se define en este capitulo, da la fuerza total de vtento sabrcuerpoCoeficiente de presion. La raz6n entre la presion que actua en un punta de una superficie y la presi6n dinamiviento lncidente.Frente ~DimenSion de la edificaclon normal a la direccion del vientaLongitud ~La m a y o r dimension hcnzcntal de un edificio par encirna del terreno adyacente; 0 la longitud entre ade un rniernbro estructural mdivtdual Es una dirnensron reiacionada con la conflquracion en planta de la edlficaclPermeabitidad - Relaci6n entre el area de las aberturas de una pared y el area total de ta mismaPresion dinamica del viento - La presion drnarrnca, en f1ujolibre, que produce la velocidad del viento de dlser"ioProfundidad - Dimension de ta edificacton rnedida en la direcci6n del vientoTopografia - Las caractertsticas de la superficie terrestre en .1 0 que respecta a la configuraci6n de valles y rnontaRugosidad del terreno - Las caractertsncas de la superficie terrestre en 10 relacionado con obstrucctonepequeiia escala tales como arboles y edificaciones (a diferencia de la topografia)Sotavento Drreccion hacra donde va el viento.

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NSR-98 - Capitulo B.6 - Fuerzas de viento8.6.3 - NOMENCLATURALa nomenclatura siguiente comprende las variables utilizadas en el presente capitulo.A =A~ =8 =b =Cr :;Crn =Cn =q =Cp =Cp~ =c, =d =0 =F =Fn =FI =F' =h :;H :;j" =j =k :;K =f =P =P . =p, =q =~ =S ,S~ =SJ =S~ =v =V . =w =w' =a =1 3 =1 '] =v =$ =

elementa de area superficialarea frontal efscnvamenor dimension en planta de la edificaclonfrentecoeficiente de fuerzacoeficiente de fuerza normalcoeficiente de fuerza transversalcoeficiente de arrastre per friccl6ncoeficiente de presioncoeficiente de presion extemacoeficiente de presion intemaprofundldaddiarnetrofuerzafuerza normalfuerza transversalfuerza de fricci6nalturaaltura sabre el terreneancho del miembro, sequn se indica en el diagrama pertinenteanche del miembro normal a la direccion del vientouna constantecoeficiente de recuccionlongltudpresion sabre ta superficiepresion externapresion internapresion dinarruca del vientonurnero de Reynoldscoeficiente topoqraficocoeficiente de ruqosidad, tamalio del edificio y altura sabre el terrenocoeficiente sstadlsncocoefictente que tiene en cuenta la densidad del airevelocidad del viento basico (m/s)velocidad del viento de diseno (mls)ancho del edlficloancho de un vana en edificios de varies vanesangulo del viento (con respecto a un eje dado)relacion de solidez aerodmamicacoeflciente de resguarda por apantallarruentoviscosidad cinernaticarelacion de solidez geometrlca

8.6.4 - PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR LAS FUERZAS DE VIENTO QUE ACSOBRELASESTRUCTURASB.6.4.1 DISPOSICIONES VARIAS

B.6.4.1.1 ~En una estructura es precrso calcular las fuerzas de viento que actuan sabre.(a) La estructura en conjunto(b) Los elementos estructurales indivlduales. par ejemplo paredes, techos, Y(c) Las urudades mdivlduales de revestirruento y sus elementos de conexion.

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NSR-98- Capitulo 8.6 - Fuerzas de viento8.6.4.1.2 - Edificaciones en construcci6n - Es unportante consmerar ta fuerza de viento que actue suna estructura Sin terminar, que depende del rnetodo y secuencia de construccion y que puede lIegar acritica. Es razonable suponer que la velocidad maxima del viento de drseno, V., no se presente duranteperiodo de construccion corte: y se puede usar en consecuencia un coeficiente de reducci6n S] para calcel maximo viento probable. Sin embargo, no se perrmte usar perlodos de exposicion menores de dos acon un valor minimo de SJ '" 0 88.6.4.1.3 - Las cargas producidas por el viento deben aphcarse en cualquter dlreccion

8.6.4.1.4 - EI sistema estructural de la edificacion debe ser capaz de transfenr a la cimentacion las fueproducidas por el viento8.6.4.1.5 - Los amarres 0 anclajes del matenal de cub.erta colocado dentro de una distancia 0.28 del bordelos ateros deben disenarse para una presion negativa (succlon), de 1 5 veces la presion dinamica. normalsuperficie. -

B.6.4.2 - ANALISIS SIMPLE - Si al evaluar los efedos prcducrdos par las fuerzas de viento con el anal isis simdescrito a continuacion, se encuentra que estes no son fundamentales en el disei'io, se puede adoptar el anasimple como valida, can la presion de viento calculada mediante la ecuaci6n 8.64 1 Y las tablas B 6.4-1, B 6 4B 64-3, Par el ccntrano, si !as fuerzas de viento en aiqun sentldo resultan determinantes, el drseno debara reglrseel anallsis completo como se establece en B.6.4.3 y subsiguientes.

8.6.4.2.1 - Presi6n producida por e/ viento - EI viento produce una presion(8.6.4-1)

Los valores de q para diferentes intervalos de altura se obtienen de la tabla 8.6.4-1, can base en la velocidel viento basico para el srno, definida en 8.6.52.

Tabla 8.6.41 Valores de q en kN / m 2 (1 kN/m2 = 100 kgf /m2)Altura Velocidad (kph)*(m) 60 70 80 90 100 110 1200-10 0.20 027 0.35 045 0.55 0.67 0.7910 - 20 022 030 0.40 050 062 0.75 0.8920 - 40 027 0.37 0.48 0.61 0,75 091 1 0840 - 80 033 0.45 0.59 0.74 092 1.11 1 3280 -150 0.40 054 071 0,90 1.11 134 1 59> 150 050 068 088 1 12 1.38 1 67 1 99

(*vease la figura B.6. 5-1)Tabla 8.6.4-2 - Valores de C~ para superficies verticales

Estructuras pnsmaticas con h < 2b 1.2Estructuras pnsrnaticas alargadas 1,6Superficies cilindncas 07Superficies planas de poca profundidad tales como 1 4vallas

Para los aleros en todos los casas dsbera utilizarsePara porticos ados aguas, al considerar el viento soplando paralelamente ala cumbrera se tornaraPara los edificros con uno 0mas lados abiertos se deoera ariadir -1 a a los valoresneqanvos de C, que aparecen en ta tabla B 6 4-3 para superficies mcunacasPara efectos de computar la presion del viento sabre una cubierta curva. esta debe dividrrse como rrumrnoCinCO segmentas Iguales La presion en cada segmento, posrtiva 0 negatlva, debe deterrrunarse usancevalores de C, que para la pendiente respectiva aparecen en la tabla B 6 4-3.

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NSR-98 - Capitulo B.6 - Fuerzas de viento

Tabla 8.6.4-3 - Valores de Cp para superficies ;nclinadasInclinaci6n de Iacubierta Barlovento Satavento(grados)

0-100 - 0 8 - 0 510.1 - 20 a - 0.7 - 0 520.1 - 30 0 -04 - 0.530.1 - 40.0 - 0.1 - 0.540.1 - 500 + 0.2 - 0.550.1 - 60.0 + 0.5 - 0.560.1 -70.0 +07 - 0.570.1 - 80.0 +08 - 0.5

> 80 Vease la tabla 8.6.4-2Los valores de s, se determinan de acuerdo con el numeral B.6.6.2

B.6.4.3 - ANALISIS COMPLETO - Para establecer la fuerza de viento, debe procederse asl:Paso 1 - Sa busca 18 velocidad del viento basico V en el sitio de la construcci6n de acuerdo con B 6Paso 2 - La velocidad de vienta basico se multipJica por los coeficientes SI, Sl Y S" para obtener ladel vienta de diserio, V., para la parte en consideracron, de acuerda can la slguiente ecuaci6n

(B.6.4-2)Paso 3 - Para los valores de SI. Sz Y S3 siganse B 6.5.3 a B.6 5 6 La velocidad del viento deconvierte a la presion dlnarnica q, en kN/m 2 , mediante la ecuacion.

q = 0.000625 v / S~ (q en kN/m2 y V. en mls) (B.6.4-3a)q = 0.000048 v : s~(q en kN / m 2 Y V. en kph) (B.6.4-3b)Para determinar los valores de S~vease B.6.6 2

Paso 4 - La presion dinamlca q se multiplica luego par el coeficiente de presion apropiado, c; parapresi6n p ejercida sobre cualquier punta de la superficle de un edificio(8.6.4-4)

los valores negatives de c, indican succion. Puesto que la fuerza resultante sabre un elemento dela dlferencia de presi6n entre sus caras opuestas, pueden darse coeflcientes de presion diferentessuperficies externas. C pe e internas. C p o La fuerza de viento resultante sobre un elemento de superfnormalmente a esta y vale.(8.6.4-5)

en oonda A es el area de la superficieUn valor negativo de F indica que la fuerza va dlriglda hacla afuera La fuerza total del vrento, que acuna superficie. puede obtenerse sumando vecterialmente tas cargas que actuan sabre todas las supAlternativamente para hallar la fuerza total del viento sobre ta edificacron en conjunto. en vez dprocedimiento del paso 4. puede usarse un coeficiente de fuerza, Cf, cuando este se conoce La fude viento esta dada entonces por

F '=Crq A.

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NSR-98- capitulo 8.6- Fuerzas de vjentoen donde A. es el area frontal efectiva de la estructura. La direccion en ia cual actua la fuerza se Indica etablas de coeficientes de tuerza. /En B.6.7 se dan coeficientes de preston y de fuerza para vanas confiquraciones de edificl0S, y encceficientes de fuerza para estructuras sin revestir.

8.6.5 VELOCIDAD DEL VIENTO DE DISENOB.6.5.1 - GENERAL - La velocidad del viento de diser'lo se calcula mediante la ecuaci6n 8.6.4-2.B.6.5.2 - VELOCIDAD DEL VIENTO 8ASICO - La velocidad del viento basico, V. es la velocidad de rafagasegundos, que se estima sera excedida en promedio una vez cada 50 al'\os, medida a 10m de altura del terrenocampo abierto Los valores de esta velocidad deben tomarse del mapa de amenaza e6lica. figura B 651B .S .S .3 - COEFICIENTES DE VELOCIDAD DEL VIENTO - La veiocicad del viento baSICO, debe rnodrf icarse medlos coeficlentes S], Sl Y S3 para tener el1 cuenta los efeetos topograficos; de rugosldad, tarnano del ediflcio ysobre el terreno; y la Vida uti Ie irnportancia del proyecto y la densidad del aire respectivamenteB.6.5.4 - COEFICIENTE DE TOPOGRAFIA, S, - Deben utilizarse los coeficientes dados a continuaci6n:

Tabla 8.6.5-1Coeficiente de topografia SITopografia Valor de SI

(a) lodos los cas os excepto los dados en (b) y (c). 1 0(b) Laderas y cimas montai'\osas muy expuestas en

donde se sabe que el viento se acelera, y valles 1 1donde debido a su forma se concentra el viento.

(c) Valles encerrados proteqidos de todo viento. 0.9

B.6.5.5 - COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DEL TERRENO, DEL TAMANO DEL EDIFICIO Y DE ALTURA SOEL TERRENO. S: - EI efecto cornbmado de estos facto res se nene en cuenta mediante el coeficiente 52, quobtiene de la tabla 8.6.5-2 en funcion de los siguientes parametres:

B.6.5,5.1 - Rugosidad del terreno - Para los fines de estas norrnas la ruqosidad del terreno se dividecuatro cateqorlas asr

Rugosidad 1 - Grandes extensiones de campo abierto, plano 0 cast plano, sin abrigo, como bocasteros, pantanos, aeropuertos. pasbzales y labrantios Sin cercas de arbustos 0 piedra.Rugosidad 2 - Terreno plano u ondulado con oostrucciones de arbustos 0 cereas alrededor decampos, can arboles en algunos sittos y una que otra edificaci6n. Como la mayoria de las zcultivadas y areas rurales con excepci6n de aquellas partes muy boscosas.Rugosidad 3 - Superficies cubiertas can numerosas obstruccianes de gran tarnano Se supone quruvel general de 105 techos y de los obstaculos es de 10 m, perc esta categoria corncrende la mayde las areas construidas diferentes de aquellas mclurdas en la categoria 4Rugosidad 4 - Superficies cubiertas per numerosas obstrucclones de gran tarnano COf! tecconstruidos a 25 0 mas metros de altura. Esta categoria cubre urucamente los centres deciuoades donee IDS emflcros son no sola mente altos Sino poco espaciados

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NSR.98 - CapItulo B.8 - FUfNZIIS de vlanto

Regl6n Velocldaddel Vlento

2 -,---1-11-..... J.~~'4-F=I,t---\,o;;.;;;:,I~[___---+---+------+~------~--I


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NSR-98- Capftulo 8.6 - Fuerzas de vientoTabla 8.6.5-2Coeficiente de rugosidad, taman a del edificio y altura sobre et terreno, S~

Rugos/dad 1 Rugosidad 2 Rugosidad3 Rugosidad4CAMPOS CON MUCHAS ZONAS CON GRAN DES '(

H CAMPOS ABIERTOS SIN CAMPOS ABIERTOS VALLAS, PUEBLOS 0 FRECUENTES( m) OBSTRUCCIONES CON VALLAS AFUERASDE OBSTRUCCIONES COMOCIUDADES CENTROS DE CIUDADCLASE CLASE CLASE ClASE

A B C A B C A B C A B C3 0.83 078 0.73 0.72 067 0.63 0.64 060 0.55 0.56 052 0.475 0.88 0.83 078 0.79 0.74 070 070 065 0.60 0.60 0.55 0.5010 100 093 0.90 095 088 0,83 078 0.74 069 067 062 0,5815 103 099 0.94 100 095 0.91 088 083 078 074 069 06420 1.06 1.01 096 1.03 0.98 0.94 095 090 0.85 0.79 075 0.7030 1.08 105 1 00 1.07 1.03 098 1 01 0.97 0.92 090 085 07940 112 108 1.03 1.10 1,06 1.01 105 1.01 0.96 097 0.93 0.B950 1.14 1.10 1 06 1.12 1.08 1.04 1.08 104 1.00 1.02 0.98 09460 1.15 1.12 1 08 1,14 1.10 104 1.10 1.06 1 02 1 05 1 02 0.9880 1 18 1.15 1.11 1,17 1,13 1.09 1.13 1.10 1.06 110 1.07 1.03100 1.20 1.17 1.13 1 19 1.16 1.12 1.16 1.12 1.09 1.13 1 10 107120 1.22 1.19 115 1,21 1.18 1 14 1 18 1.15 1 11 1 15 113 1 10140 124 1 20 1.17 122 1,19 1.16 120 1 17 1.13 117 1.15 1.12160 125 122 1 19 124 1_21 1.18 121 1 18 1.15 1.19 1.17 1.14180 126 1.23 120 1.25 1.22 1.19 1.23 1.20 1 17 1 20 1.19 1.16200 1.27 1.24 121 126 124 1.21 1.24 1 21 1 18 122 1.21 1.188.6.5.5.2 - Revestimiento y tamano del edificio - Se estabiecen [res crases a saber:

Clase A Todas las unidades de revesnrmentc , vldrierfa y cubierta y sus aditamentos, 1 0 r rusrlos r ruembros indrviduales de las estructuras sin revesnr.Clase 8 - Todos los edificios y estructuras cuya maxima dimension vertical u nonzontal, no lIegm.Clase C - Tcdos los edlficlos con drmensiones rnaxrmas, verticales u horlzontales, que sobrelos 50 m.

Para entrar a la tabla B.6-5-2, se considera la altura de la parte superior de la estructura, a SI se ppuede divldirse asra en varias partes, y caicutarse la fuerza en cada una de elias, apncandole el coeficiecorresponniente al nivel superior de cada parte. La fuerza se considera aplicada a merna alturaestructura a parte considerada, respectivamenteAl estimar la altura sabre el terreno circundante debe darse debida cons.deracion a cualquier conespecial que presente

B.6.5.6 - COEFICIENTE S3 - Este coeficiente tiene en cuenta el qraco de seguridad y de vida utll Oe la estrSegun los grupas de usa esnpulados en el numeral A.2 .S 1 , se unhzaran los slguientes valoresPara todas las editicaciones y estructuras de ocupaci6n normal correspondientes al grupo deusc I 53 = 1 00Para las edificaciones y estructuras de ocupacion especial pertenecientes al grupo de uso II ylas disenadas para prestar servicios indispensables esencratss 0 de atencion a la comunidad,correspondientes a los grupos de USa III y IV S3 = 1.05Para editlcacrcnes agricolas y estructuras de almacenarruento que par su ocupacion imphcanbaJoriesgo para la vida humana y para construcciones temporales S3 = 0 95

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ANALISIS DE CARGAS

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