1 INTRODUCCIÓN
Todo edificio o estructura y cada uno de sus elementos y componentes deberán diseñarse y construirse para resistir los efectos del viento determinados de acuerdo con los requisitos de estas Normas. El viento se supondrá actuando en cualquier dirección horizontal. No se considerará ninguna reducción de la presión del viento por la protección de estructuras adyacentes.
Las estructuras sensibles a efectos dinámicos, tales como los edificios con una relación entre altura y la menor dimensión en planta mayor de cinco, las estructuras sensibles a oscilaciones producidas por viento, como es la generación de vórtices, y los edificios con una altura mayor de 120 metros, deberán diseñarse de acuerdo a las recomendaciones del Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad.
En general, cualquier estructura podrá diseñarse de acuerdo a las recomendaciones del Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad, utilizando, por supuesto, las velocidades de viento que en dichas recomendaciones se especifican para la ciudad de Guadalajara. 2 DEFINICIONES
VELOCIDAD BÁSICA DEL VIENTO es la velocidad de viento de la milla más rápida asociada con una probabilidad anual de 0.02, medida en un punto a 10 metros sobre el nivel del terreno para una superficie con categoría de exposición C.
EXPOSICIÓN B categoría de exposición en un zona con edificios, bosques ó irregularidades superficiales que cubren un 20 por ciento del área que se extiende 1.6 kilómetros ó más del sitio.
EXPOSICIÓN C categoría de exposición en una zona con terreno plano y en general abierto que se extiende 0.8 kilómetros o más del sitio en un cuadrante completo.
VELOCIDAD DE VIENTO DE LA MILLA MAS RÁPIDA es la velocidad sostenida máxima promedio de viento basada en el tiempo requerido para que una muestra de aire de una milla de longitud pase por un punto fijo.
ABERTURAS son los vanos y huecos en los muros exteriores de la estructura. Todas las puertas y ventanas así como otros vanos deberán considerarse como aberturas a menos que tales aberturas y sus marcos se detallen y diseñen de manera específica para resistir las cargas en elementos y componentes de acuerdo con las recomendaciones de estas Normas.
ESTRUCTURA O ENTREPISO PARCIALMENTE CERRADO es una estructura o nivel que tiene más del 15 por ciento de proyección de área abierta en barlovento y en la cual el área de las aberturas en otras proyecciones de área es menor a la mitad de la proyección de barlovento.
ESTRUCTURA O ENTREPISO ABIERTO se considera estructura abierta a la que tenga 85 por ciento o más de aberturas en todos sus lados, con respecto a toda su superficie exterior.
3 NOMENCLATURA
Los siguientes símbolos y notaciones se aplican a las recomendaciones de estas Normas. Ce = Coeficiente combinado de altura, exposición, y factor de ráfaga y que se presenta en la
Tabla B.
Cq = Coeficiente de presión para la estructura ó una parte de ella según se indica en la Tabla D. Iw = Factor de importancia que se muestra en la Tabla C.
Par = Presión de diseño por viento, kg/m².
qs = presión estática de viento a la altura estándar de 10 metros que se presenta en la Tabla A. 4 VELOCIDAD BÁSICA DE VIENTO
La velocidad básica mínima de viento, como se especifica en el Artículo 121 del Reglamento de Construcción del Municipio de Zapopan, no deberá de ser menor a 125 km/h. En áreas designadas como especiales por la Dirección General de Obras Públicas ó en donde los registros y el terreno indiquen velocidades mayores de viento para un periodo de retorno de 50 años, estos valores mayores se considerarán como los valores de velocidad básica mínima del viento.
5 EXPOSICIÓN
Un grado de exposición deberá ser asignado a cada sitio para el que una estructura ó edificio se vaya a diseñar.
6 PRESIONES DE VIENTO PARA DISEÑO
Las presiones de diseño por viento para edificios y estructuras, así como sus elementos y componentes, deberán determinarse para cualquier altura de acuerdo con la siguiente ecuación:
P = Ce Cq qs Iw ( 1 )
7 MARCOS PRIMARIOS Y SISTEMAS RESISTENTES A CARGAS 7.1 Generalidades
Los marcos primarios ó sistemas resistentes a las cargas de toda estructura deberán diseñarse para las presiones calculadas empleando la Ecuación 1 y los coeficientes de presión Cq obtenidos de
cualquiera de los métodos de diseño 1 ó 2 que se presentan a continuación .Además, el diseño de la estructura completa y su sistema primario de resistencia a las cargas deberán cumplir las disposiciones de diseño estructural del Reglamento.
El momento de volteo en la base de la estructura, ó de cualquiera de sus elementos primarios resistentes a cargas laterales, no deberá exceder de dos tercios del momento resistente debido a carga muerta. Para una estructura completa con una relación de altura a ancho de 0.5 ó menor en la dirección del viento y con una altura máxima de 18 metros, la combinación de los efectos de levantamiento y volteo podrán ser reducidos en un tercio. El peso del relleno sobre la cimentación se podrá emplear en el cálculo de los momentos resistentes por carga muerta.
7.2 Método 1 ( Método de las Fuerzas Normales )
El método 1 deberá ser utilizado para el diseño de marcos rígidos con cubiertas inclinadas, aunque también podrá ser usado para cualquier estructura. En el método de las fuerzas normales, la presión del viento deberá suponerse actuando perpendicularmente a todas las superficies exteriores en forma simultánea. Para la presión en las cubiertas y en muros de sotavento, Ce deberá calcularse a la altura media de la cubierta.
7.3 Método 2 ( Método del Área Proyectada )
El método 2 podrá emplearse en cualquier estructura con una altura menor a 60 metros exceptuando en las que tengan cubiertas inclinadas. Este método puede usarse en la determinación de la estabilidad de cualquier estructura con una altura menor a los 60 metros. En el método del área proyectada, las presiones horizontales deberán suponerse actuando sobre el total de la proyección vertical del área de la estructura, y las presiones verticales deberán suponerse actuando simultáneamente sobre el total del área proyectada horizontalmente.
8 ELEMENTOS Y COMPONENTES DE LAS ESTRUCTURAS
Las presiones de diseño por viento en cada elemento o componente de una estructura deberán determinarse con la Ecuación 1 y los valores de Cq se obtendrán de la Tabla D, y deberán aplicarse perpendicularmente a la superficie. Para las fuerzas de empuje el valor de Ce se obtendrá de la Tabla B en base a la altura media del techo ó azotea y se aplicarán en la totalidad de la altura de la estructura. Cada elemento ó componente deberá diseñarse para la más severa de las siguientes cargas :
1. Las presiones determinadas empleando valores de Cq para elementos y componentes actuando en la totalidad del área tributaria del elemento.
2. Las presiones determinadas empleando valores de Cq para áreas locales en discontinuidades como los bordes, cumbreras y rodillas. Estas presiones locales deberán aplicarse en un tramo de 3 metros medidos desde la discontinuidad ó de 0.1 veces el claro más corto de la estructura, lo que resulte menor.
Las presiones obtenidas en las secciones 7 y 8 de esta Norma no deberán combinarse. 9 TORRES DE ESTRUCTURA ABIERTA
Las torres de radio y otras estructuras de celosía deberán diseñarse y construirse para soportar las presiones de viento especificadas en esta Norma, pero incrementando las presiones multiplicándolas por el factor de forma presentado en la Tabla D.
10 OTRAS ESTRUCTURAS
Los invernaderos, edificios agrícolas, canceles y cercas de hasta 3.60 metros de altura deberán diseñarse de acuerdo con estas Normas. Sin embargo, tres cuartas partes de qs, pero no menos de
50 kg/m², podrán sustituirse por el valor de qs en la Ecuación 1. Las presiones en áreas locales de las discontinuidades no necesitan ser consideradas.
11 CATEGORÍAS DE OCUPACIÓN
Para el propósito del diseño de resistencia al viento, las estructuras deberán catalogarse en alguna de las categorías de ocupación listadas en la Tabla C. Esta tabla proporciona los factores de importancia, Iw, para cada categoría.
TABLA A. PRESIÓN ESTÁTICA DE VIENTO ( qs ) A UNA ALTURA ESTÁNDAR DE 10 METROS
Velocidad básica de viento ( km/h ) 125 Presión qs ( kg/m² ) 75.8
TABLA B. COEFICIENTE COMBINADO DE ALTURA, EXPOSICIÓN Y FACTOR DE RÁFAGA ( Ce )
Altura sobre el terreno circundante (metros) Exposición B Exposición C 0 - 5.0 0.64 1.08 7.5 0.71 1.18 10.0 0.78 1.25 12.5 0.84 1.32 15.0 0.89 1.37 17.5 0.94 1.42 20.0 0.98 1.46 25.0 1.05 1.54 30.0 1.12 1.60 35.0 1.18 1.66 50.0 1.33 1.80 65.0 1.46 1.90 90.0 1.63 2.05 120.0 1.80 2.19