Actualización de las NTC Diseño por Viento

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Rubén Espejo Rojo
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1 Actualización de las NTC Diseño por Viento Prof. Neftalí Rodríguez Cuevas Dr. Jorge Sánchez Sesma Dr. Alberto López López Dr. Luis Esteva Maraboto Agosto 2013

2 ÍNDICE Introducción Motivación Efectos estáticos y dinámicos por viento turbulento Factor de carga por ráfagas Comparación de la fuerza estática equivalente entre diferentes códigos internacionales Conclusiones

3 INTRODUCCIÓN VIBRACIONES DE ESTRUCTURAS POR VIENTO Los efectos del viento sobre las estructuras pueden producir vibraciones que pueden alcanzar magnitudes significativas.

4 INTRODUCCIÓN Cuerpos sólidos de forma aerodinámica y con aristas Estructuras con forma aerodinámica (en inglés streamlined) Estructuras con forma de cuerpos con aristas (en inglés bluff bodies)

5 INTRODUCCIÓN

6 INTRODUCCIÓN

7 INTRODUCCIÓN

8 INTRODUCCIÓN FORMAS DE EXCITACIÓN DINÁMICA Los mecanismos que producen oscilaciones se clasifican como: Vibraciones inducidas por turbulencia (o vibraciones inducidas por ráfagas) Vibraciones inducidas por vórtices

9 INTRODUCCIÓN FORMAS DE EXCITACIÓN DINÁMICA.. Vibraciones producidas por golpeteo de la estela de una estructura sobre otra Vibraciones por mecanismos de inestabilidad, también llamadas vibraciones auto-excitadas, por ejemplo el galopeo

10 INTRODUCCIÓN Falla del puente Tacoma-Seatle en los E.U.A. el 7 Nov km/hr

11 MOTIVACIÓN ACTUALIZACIÓN DE LAS NTC DISEÑO POR VIENTO El Gobierno del Distrito Federal ha requerido a su Comité Técnico, la actualización de las Normas Técnicas Complementarias (NTC) del Reglamento de Construcciones, con el fin de mitigar los daños estructurales cuando ocurren vientos fuertes.

12 EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO CRITERIOS DE DISEÑO POR VIENTO Presión del viento sobre estructuras (NTC-DV, 2013) Pˆ 0.47 C p (F TR F V R ) 2 (ISO 4354, 2009) Pˆ 1 2 C p C dyn C exp V 2 ref (en Pa)

13 EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO Variación de la velocidad con la altura y presiones sobre estructuras

14 EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO Respuesta fluctuante Respuesta fluctuante

15 EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO EMPUJES DINÁMICOS PARALELOS A LA DIRECCIÓN DEL VIENTO Pˆ ( z) G P( z) donde: P ˆ( z) = es la fuerza estática equivalente pico o máxima a una altura z, P (z) = es la fuerza media, y G = es el factor de carga por ráfagas, el cual toma en cuenta la dinámica de las ráfagas y de la estructura

16 EFECTOS ESTÁTICOS Y DINÁMICOS POR VIENTO TURBULENTO Transformación de la respuesta del dominio del tiempo al de la frecuencia

17 FACTOR DE CARGA POR RÁFAGAS G 1 2 g I Z B R (ver G en nuevas NTC_DV)

18 COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS Tabla 1 Datos utilizados en el ejemplo Velocidad (3 s) m/s Velocidad (10 min) Velocidad (1 hora) m/s m/s Altura del edificio m (h) Ancho del edificio m (B) Profundidad del edificio (L) Amortiguamiento 0.01 Densidad del kg/m 3 edificio

19 COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS Terreno plano sin obstrucciones (campo abierto)

20 COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS Terreno con pocas obstrucciones

21 COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS Zona suburbana, edificios bajos

22 COMPARACIÓN DE LA FUERZA ESTÁTICA EQUIVALENTE CON DIVERSOS CÓDIGOS Centro de ciudades, gran densidad de edificios altos

23 CONCLUSIONES Las diferencias entre códigos provienen principalmente en la definición tanto las características del campo de vientos y de sus fluctuaciones en el tiempo, como las dinámicas de la interacción viento-estructura. De la comparativa realizada de las FEEV para casos particulares de edificios, se observa que la de menor valor son las obtenidas por las NTC actuales y las de mayor las obtenidas por el código americano, excepto en las de mayor rugosidad del terreno donde son muy similares. Las obtenidas por los códigos canadiense y eurocódigo, así como las del MDOC-DV, son muy aproximadas. Por tanto, se considera que es razonable incorporar la formulación planteada y verificada para las condiciones eólicas de la Ciudad de México, en la actualización de las NTC-DV.

24 AGRADECIMIENTOS Gobierno del Distrito Federal Dr. Luis Esteva Maraboto Coordinador del Comité Técnico

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