Generación de cargas de viento en cúpula con base circular según EN 1991-1-4 en RFEM

Lagerhalle mit Kuppel auf kreisrunder Basis

Carga de viento en la pared

Para las superficies de las paredes, la carga de viento se determina de acuerdo con [1] , Capítulo 7.9. Describe los coeficientes de presión externa para cilindros circulares según el número de Reynolds, la rugosidad y la esbeltez de una superficie. En el caso del almacén que se muestra en la figura 01, el número de Reynolds da como resultado 3,35 × 10 ⁷ para una presión de velocidad de 0,70 kN/m². Con base en [1], figura 7.27, los coeficientes de presión externa para el número de Reynolds de 1,00 × 107 se utilizan por aproximación. Estos son necesarios en RFEM para definir el factor de carga en función del ángulo de rotación α.

Ermittlung der Reynolds-Zahl und der daraus resultierenden Außendruckbeiwerte

Para definir una carga que varía a lo largo del perímetro, puede utilizar el tipo "Carga variable libre", que se encuentra en el menú "Insertar" → "Carga". En el cuadro de diálogo correspondiente, puede seleccionar primero las superficies de la pared y definir la dirección de proyección. El viento actúa sobre el eje z local de la superficie, por lo que es necesario ajustar la dirección de la carga en consecuencia. Debe seleccionar la posición de la carga para que todos los muros estén rodeados por la proyección del plano. Como valor de carga, la presión de velocidad se define según [1], Cap. 4.5, o según el documento de solicitud nacional. Dado que la carga a lo largo del perímetro no es constante, puede seleccionar la casilla de verificación 'A lo largo del perímetro: variando'. Variable ... "activada. Por lo tanto, es posible definir un factor de carga en cualquier ángulo a lo largo del perímetro, que factoriza el valor de carga del cuadro de diálogo anterior. Para el factor k_α , puede adoptar el coeficiente de presión externa (c_pe ) para el ángulo respectivo directamente. La forma más sencilla es preparar un documento en Excel y luego importar los parámetros utilizando la importación de Excel. Antes de confirmar la entrada, se debe definir el eje de rotación y el ángulo inicial.

Cuadro de diálogo para cargas variables libres

Para comprobar visualmente las cargas aplicadas, recomendamos seleccionar la casilla de verificación "Distribución de carga" en el Navegador de resultados (ver Figura 04). Para este control, es suficiente calcular una iteración para el caso de carga correspondiente. Esto ahorra tiempo en el caso de estructuras más grandes con una fina malla de EF. La precisión de la distribución de carga depende de la malla de EF. Cuanto más fina sea la malla de EF, más precisos serán los valores de carga.

Lastverteilung entlang des Umfangs

Carga de viento en la cúpula

[1], cap. 7.2.8 especifica los coeficientes de presión externa para cúpulas con base rectangular y circular. En el caso de las cúpulas de base circular, los coeficientes de presión externa deben considerarse constantes a lo largo de cualquier plano perpendicular a la dirección del viento. Como puede ver en [1], Figura 7.12, los coeficientes de presión externa se pueden aplicar a tres áreas (A, B y C). Las áreas intermedias pueden someterse a una interpolación lineal. El coeficiente de presión externa tiene un valor de -0,65 para el Área A, -0,80 para el Área B y -0,25 para el Área C (ver Figura 5). Según [1], expresión 5.1, el resultado de la presión del viento para la presión de velocidad de 0,70 kN/m² es -0,46 kN/m² para el área A, -0,56 kN/m² para el área B y -0,18 kN/m² para el área C .

Coeficientes de presión externa para domos con bases circulares

Esta carga se puede definir fácilmente en RFEM utilizando cargas rectangulares libres, que se pueden generar en el menú "Insertar" → "Cargas". Además de definir el plano de proyección y la dirección de la carga, es posible considerar una función lineal para la distribución de la carga, que cubre la interpolación entre las áreas individuales como se menciona en el párrafo anterior. Ahora, se crean dos cargas rectangulares libres. Uno está designado para el Área A a B, el segundo para el Área B a C (ver Figura 6).

Dialog Box for Free Rectangular Load

La función de distribución de carga puede ayudarlo a controlar la carga de viento aplicada. Para una mejor documentación del efecto de carga, opcionalmente puede crear una sección (ver Figura 7).

Load Distribution on Dome

Load Distribution on Dome and Walls

Más información

Las cúpulas son muy sensibles a la acción del viento, especialmente si están construidas con membrana o concha y si el diámetro de la cúpula es muy grande (por ejemplo en estadios) [2]. En este caso, no es suficiente considerar solo una carga de viento, sino que se deben analizar las distribuciones de esfuerzos adicionales. Dado que [1] no describe todos los efectos desfavorables del viento, los coeficientes de presión del viento deben verificarse mediante pruebas en túnel de viento en el modelo. Por lo tanto, también puede considerar los efectos de la posición de la cúpula (para los edificios circundantes, por ejemplo).