Método simplificado de cálculo de viento en CIRSOC 102-05

MÉTODO SIMPLIFICADO DE CÁLCULO DE ACCIONES DE VIENTO SEGÚN CIRSOC 102-05. Las normas nacionales de diversos países de América se basan en la ASCE-7. En particular, CIRSOC 102-2005 se basa en la ASCE-7 2005. La norma plantea 3 métodos: simplificado, analítico y túnel de viento. El método simplificado se puede aplicar a pequeños edificios y resulta de cierto interés para el cálculo manual. El método analítico es aplicable a edificios y otras estructuras siempre que tengan una forma regular, aunque los propios comentarios de CIRSOC aclaran que necesariamente se debe ser flexible en este punto. El túnel de viento se aplica únicamente en casos muy singulares. Actualmente se desarrollan también métodos de simulación por computadora. En esta ocasión nos centraremos en el primero de estos métodos. El método simplificado se puede aplicar a edificios de pisos con cubierta de plana o de pequeña pendiente (<10º) y baja altura (≤10 m), de forma regular, sin juntas de dilatación y no afectado por efectos topográficos. El punto de partida es la velocidad básica, definida en el mapa de la figura 1A del reglamento o en la lista de las principales ciudades, definida en la figura 1.B.

Fuente: Mapa de velocidades de viento de Cypecad, basado en la figura 1A de CIRSOC 102-05, y lista de ciudades recogida en la figura 1B de CIRSOC 102-05

El segundo factor determinante es la categoría de exposición, que define la aspereza del entorno, es decir, la capacidad del entorno para frenar el viento. Exposición A detrás, D en primer plano. Fuente. CIRSOC 102-05 Comentarios

Exposición B. Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas, o terrenos con numerosas obstrucciones próximas entre sí, del tamaño de viviendas unifamiliares o mayores.

Figura 3.9 Exposición B. Fuente. CIRSOC 102-05 Comentarios

Exposición C. Terrenos abiertos con obstrucciones dispersas, con alturas generalmente menores que 10 m. Esta categoría incluye campo abierto plano y terrenos agrícolas.

Figura 3.10 Exposición C. Fuente. CIRSOC 102-05 Comentarios

Exposición D. Áreas costeras planas, sin obstrucciones, expuestas al viento soplando desde aguas abiertas en una distancia de al menos 1600 m.A partir de la velocidad básica se entra en la Tabla 2 de la CIRSOC 102-05 para obtener las presiones de viento. En general en edificios de pisos resulta irrelevante la succión en la cubierta, de modo que sólo consideramos las presiones sobre paredes. La siguiente tabla resume la presión de diseño para cada velocidad básica y cada categoría de exposición.

Presión de viento de diseño (kN/m²) Fuente: Elaboración propia a partir de tabla 2 de CIRSOC 102-05

Estas presiones se multiplican por el factor de importancia, que para edificios normales, como viviendas, oficinas, hoteles, etc, es 1, por lo que se aplica directamente. Para edificios cuya falla suponga bajo riesgo para la vida humana, como pequeños almacenes o instalaciones agrícolas, el factor de importancia vale 0,87, de modo que la tabla quería así: Presión de viento de diseño (kN/m²) Fuente: Elaboración propia a partir de tabla 2 de CIRSOC 102-05

Para edificios con riesgo adicional por su alta ocupación o por la peligrosidad de sus contenidos, así como para instalaciones esenciales que deben seguir en funcionamiento en caso de catástrofe: hospitales, cuarteles, refugios de emergencia, etc. el factor de importancia vale 1,15, de modo que la tabla queda así.

Presión de viento de diseño (kN/m²) Fuente: Elaboración propia a partir de tabla 2 de CIRSOC 102-05

Ejemplo Calculamos la fuerza del viento en una estructura de una vivienda unifamiliar de planta baja y 2 plantas altas, rectangular de 8×12, situada en un área costera de Buenos Aires. Solución En Buenos Aires, la velocidad básica es de 45 m/s. El área costera sugiere categoría de exposición D, de modo que la presión de diseño es de 1,35 kN/m². Por tratarse de una vivienda el factor de importancia es 1, por lo que no es precisa corrección alguna por esta razón. Aplicando la presión de diseño por el área tributaria de cada losa tenemos la carga en cada dirección para cada planta.