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2019-08-21

Fuerzas del viento debidas a la fricción

El viento que sopla paralelo a las superficies de una estructura puede generar fuerzas de fricción en estas superficies. Dieser Effekt ist vor allem meist bei sehr großen Bauwerken von Interesse.

La norma diferencia entre el muro autoportante, la cubierta (marquesina) autoportante y el edificio grande cerrado para los efectos de la fricción resultantes del viento [1].

El porcentaje de la fuerzas de fricción debidas a la fuerza total del viento se determina según la siguiente fórmula:

[1] (5.7)

Donde
cfr = coeficiente de fricción (rozamiento)
q p(ze) = es la presión máxima de velocidad en la altura de referencia ze
Afr = área de la superficie externa paralela al viento

La proporción debida a la fricción se superpone mediante una suma vectorial con las otras fuerzas del viento Fw,e (presión externa del viento) y Fw,i (presión interna del viento). Las fuerzas de fricción resultantes sólo actúan en la dirección de las componentes del viento paralelas a las superficies externas.

Los efectos de la fricción del viento en la superficie no se tienen en cuenta cuando el área total de todas las superficies paralelas (o con un ángulo pequeño) al viento es igual o menor que 4 veces el área total de todas las superficies externas perpendiculares al viento (barlovento y sotavento) [1] 5.3 (4).

  • El coeficiente de fricción cfr es 0,01 para superficies lisas tales como el acero o el hormigón sin rugosidades.
  • Para las superficies rugosas tales como el hormigón rugoso (hormigón en bruto) o superficies pavimentadas, el coeficiente de fricción cfr es 0,02.
  • Para superficies que son muy rugosas (ondulaciones, nervios o pliegues), el coeficiente de fricción cfr es 0,04.

La altura de referencia ze es la altura h del borde superior del muro y la altura del techo para las cubiertas autoportantes.

Beispiel Wand mit gewellter Oberfläche

Zona de viento 2
Categoría de terreno 2

cfr = 0,04
Longitud = 20 m
Altura de referencia ze = 2,5 m

Beispiel freistehendes Dach mit gerippter Oberfläche

Zona de viento 2
Categoría de terreno 2

cfr = 0,04
Longitud d = 7 m
Ancho b = 4 m
Altura de referencia ze = 3 m

Beispiel Halle mit gerippter Oberfläche

Zona de viento 2
Categoría de terreno 2

cfr = 0,04
Longitud d = 30 m
Ancho b = 10 m
Altura de referencia ze = 5,5 m
Área de todas las superficies paralelas al viento Atotal = 2 · 30 m · 4 m + 2 · 30 m · 5,22 m = 533,2 m²

El valor más pequeño para 2 · b o 4 · h se debe usar para la distancia y desde el borde principal de barlovento.


Autor

El Sr. Baumgärtel proporciona soporte técnico para los clientes de Dlubal Software.

Enlaces
Referencias
  1. Eurocódigo 1: Acciones en los sistemas estructurales - Parte 1-4: Acciones generales, Cargas de viento; EN 1991-1-4:2010-12
  2. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten; DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12
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