Cálculo para carga de viento
ASCE 7-05
Datos :
Co ≔ “II”
Categoria de ocupación:
h≔6 m
Altura de la estructura
Exp ≔ “B”
Tipo de Exposición
km
= 77.609 mph
V ≔ 124.9 ――
hr
Velocidad Básica del viento
G ≔ 0.85
Factor de ráfaga
Kd ≔ 0.85
Factor de exposición a la presión de velocidades
Descripción de relieve:
Trelieve ≔ “a”
Tipo de relieve:
a - Escarpe
b - Cordillera 2D
c - Colina 3D
Lh ≔ 28 m
Distancia a barlovento de la cresta hasta donde la diferencia de
elevación del terreno es la mitad de la altura de la colina o escarpe.
H ≔ 10 m
Altura de la colina o escarpa en relación con el terreno a barlovento
xpos ≔ “b”
Ubicación de obra con respecto a la cresta:
a - antes de la cresta
b - después de la cresta
x≔0 m
Distancia (barlovento o sotavento) de la cresta a la obra
z≔0 m
Altura sobre el nivel del suelo local
Calculos:
Factor de importancia
(a) Si
Co ＝ I
→
IW ＝ 0.87
(b) Si
Co ＝ II
→
IW ＝ 1.00
(c) Si
Co ＝ III
o
Co ＝ IV
∴
→
IW ＝ 1.15
IW = 1
Factor de relación para cálculo de K1
(a) Si ― ≤ 0.50
H
Lh
→
ϕtopo ＝ 0.85
H
Lh
→
Lh
ϕtopo ＝ 0.72 ⋅ ―
H
(b) Si ― > 0.50
∴
ϕtopo = 0.853
Factor K1, para calculo de Kzt
∴
[Fig. 6-4]
⎛H⎞
K1 ≔ ϕtopo ⋅ ⎜―⎟ = 0.3
⎝ Lh ⎠
Factor de atenuación horizontal
[Fig. 6-4]
(a) Si el relieve es escarpado y la obra se encuentra antes de la cresta
→
(b) Si el relieve es escarpado y la obra se encuentra despues de la cresta →
(c) Si el relieve es Cordillera 2D o Colina 3D
∴
μ ＝ 1.5
[Fig. 6-4]
≤μ
(a) Si ――
||x||
Lh
→
||x|| ⎞
⎛
K2 ＝ ⎜1 - ――⎟
μ ⋅ Lh ⎠
⎝
||x||
Lh
→
K2 ＝ 0
∴
μ＝4
μ = 4.0
Factor K2, para calculo de Kzt
>μ
(b) Si ――
→
μ ＝ 1.5
K2 = 1
Factor de atenuación vertical
[Fig. 6-4]
Factor de atenuación vertical
[Fig. 6-4]
(a) Si el relieve es escarpado
→
γ ＝ 2.5
(b) Si el relieve es Cordillera 2D
→
γ＝3
(c) Si el relieve es Colina 3D
→
γ＝4
∴
γ = 2.5
Factor K3, para calculo de Kzt
K3 ≔ e
γ⋅z
-――
Lh
= 1.000
[Fig. 6-4]
Exponente de la ley de potencia de la velocidad de ráfaga 3 seg
(a) Si
Exp ＝ “B”
→
α ＝ 7.0
(b) Si
Exp ＝ “C”
→
α ＝ 9.5
(c) Si
Exp ＝ “D”
→
α ＝ 11.5
∴
α = 7.0
[Tabla 6-2]
Altura nominal de la capa límite atmosférica utilizada
(a) Si
Exp ＝ “B”
→
zg ＝ 365.76 m
(b) Si
Exp ＝ “C”
→
zg ＝ 274.32 m
(c) Si
Exp ＝ “D”
→
zg ＝ 213.36 m
∴
zg = 365.8 m
[Tabla 6-2]
Coeficiente de exposición a la presión de la velocidad evaluada a la altura z
(a) Si
(b) Si
z ≥ 15 ft ∧ z ≤ zg
z < 15 ft
→
→
∴
⎛z⎞
Kz ＝ 2.01 ⋅ ⎜―⎟
⎝ zg ⎠
2
―
α
⎛ 15 ft ⎞
Kz ＝ 2.01 ⋅ ⎜――⎟
⎝ zg ⎠
2
―
α
Kz = 0.6
Factor topográfico
[Tabla 6-3]
[6.5.7.2]
Kzt ≔ ⎛⎝1 + K1 ⋅ K2 ⋅ K3⎞⎠ 2 = 1.702
Velocidad Presión
[6.5.10]
N ⋅ s2
kgf
= 62.55 ――
qz ≔ ⎛⎝0.613 ⋅ Kz ⋅ Kzt ⋅ Kd ⋅ V 2 ⋅ IW⎞⎠ ⋅ ――
4
m2
m
Velocidad Presión
[6.5.10]
kgf
p ≔ qz = 62.55 ――
m2
Carga sobre el Vigas
B≔5 m
B
w≔p⋅―
2
kN
w = 1.534 ――
m
kN
0.71 ⋅ w = 1.089 ――
m
kN
1 ⋅ w = 1.534 ――
m
Carga sobre el Vigas de techo
B ≔ 4.5 m
B
w≔p⋅―
2
kN
w = 1.38 ――
m
kN
0.71 ⋅ w = 0.98 ――
m
kN
1 ⋅ w = 1.38 ――
m
0
