Calculo Por Viento

MANUAL PARA CALCULAR FUERZAS DEBIDO AL VIENTO EN

CALENTADORES A FUEGO DIRECTO (CAFD)

INTRODUCCION

ALCANCE

En el presente manual, se muestran los procedimientos, que se utilizan, para determinar las velocidades de diseño por viento en la República Mexicana, y las fuerzas mínimas por viento que deberán emplearse en el diseño de los diferentes tipos de estructura.

En la determinación de las velocidades de diseño solo se consideraron los efectos de los vientos que ocurren normalmente durante el año en todo el país y los causados por huracanes en las costas del pacifico del golfo de México y del caribe.

En la determinación de las velocidades de diseño por viento, quedan fuera del alcance de este manual, para las construcciones especiales, como son, puentes colgantes y estructuras marinas alejadas de la costa, y para la influencia de vientos generados por tornados, debida a que existe escasa información al respecto y por estimarlo como eventos de baja ocurrencia ya que solo se presentan en pequeñas regiones al norte del país, por lo que deberán diseñarse conforme a los lineamientos establecidos para cada caso en particular o mediante estudios experimentales que comprueben su seguridad y buen funcionamiento, en el caso de los tornados donde se considere que el efecto de los tornados es significativo, deberán tomarse las provisiones necesarias.

PROCEDIMIENTO PARA CALCULO DE FUERZAS INDUCIDAS POR VIENTO EN CAFD.

REQUISITOS GENERALES PARA EL ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

Los requisitos generales que a continuación se listan son aplicables al diseño de estructuras sometidas a la acción del viento y deberán considerarse como los mínimos indispensables.

a) Direcciones de análisis.

Las construcciones se analizarán, suponiendo que el viento puede actuar por lo menos en dos direcciones horizontales, perpendiculares e independientes entre sí. Se elegirán aquellas que representen las condiciones más desfavorables para la estabilidad de la estructura (o parte de la misma) en estudio.

b) Factores de carga y resistencia.

Se seguirán los lineamientos establecidos en el manual de diseño por viento. Sección de estructuras, Tomo I, Capítulos 1 y 2 (métodos de diseño y acciones).

c) Seguridad contra el volteo.

En éste caso, la seguridad de las construcciones se analizará suponiendo las cargas vivas que contribuyen a disminuir este efecto. Para las estructuras pertenecientes a los grupos B y C, el cociente entre el momento estabilizador y el actuante de volteo, no debe ser menor que 1.5, y para las del grupo A, no deberá ser menor que 2.0.

d) Seguridad contra el deslizamiento.

Al analizarse esta posibilidad, deberán suponerse nulas todas las cargas vivas. La relación entre la resistencia al deslizamiento y la fuerza que provoca el desplazamiento horizontal deberá ser por lo menos igual a 1.5, para las estructuras de los grupos B y C y para las del grupo A deberá ser por lo menos igual a 2.

e) Seguridad durante la construcción.

En esta etapa deberán tomarse las medidas necesarias para garantizar la seguridad de las estructuras bajo la acción de un viento de diseño, cuya velocidad corresponda a un periodo de retorno de diez años. Esta condición se aplicará también en el caso de estructuras provisionales que deban permanecer durante un periodo menor o igual a seis meses.

f) Efecto de grupo, debido a construcciones vecinas.

En todos los casos de este capítulo, se supone que la respuesta de la estructura en estudio es independiente de la influencia, favorable o desfavorable. que otras construcciones cercanas pudieran proporcionarle durante la acción del viento. La proximidad y disposición de ellas puede generar presiones locales adversas, y estas a su vez ocasionar el colapso de una o varias del grupo. Tal es el caso, por ejemplo, de un grupo de chimeneas altas que se encuentren espaciadas entre sí a menos de un diámetro y en donde la variación de presiones puede provocar problemas de resonancia. Por otra parte, cuando se trate de definir la rugosidad del terreno alrededor del sitio de desplante, los obstáculos y construcciones de los alrededores sí deben tomarse en cuenta.

g) Análisis estructural.

A fin de llevarlo a cabo, se pueden aplicar los criterios generales de análisis que se señalan en el manual de diseño por viento. Sección de Estructuras, Tomo 2, Capítulo 1 (Análisis de estructuras).

h)Interacción suelo - estructura.

Cuando el suelo del sitio de desplante sea blando o compresible, deberán considerarse los efectos que en la respuesta ante la acción del viento pueda provocar la interacción entre el suelo y la construcción. Los suelos blandos, para los cuales esta interacción es significativa, serán aquellos que tengan una velocidad media de propagación de ondas de cortante menor que 700 m/s. Asimismo, si se consideran estos efectos, se seguirán los lineamientos recomendados en el capítulo C.1.3 Diseño por sismo, inciso 3.6, en donde se establecen los métodos para definir el periodo fundamental y el amortiguamiento equivalentes de la estructura. Estas características equivalentes se utilizarán para evaluar las cargas debidas al viento y la respuesta correspondiente.

CLASIFICACION DE LOS CAFD SEGÚN SU IMPORTANCIA.

La seguridad necesaria para que una estructura dada cumpla adecuadamente con las funciones para las que se haya destinado, puede establecerse a partir de niveles de importancia o de seguridad. En la práctica, dichos niveles se asocian con velocidades del viento que tengan una probabilidad de ser excedidas y a partir de ésta se evalúa la magnitud de las solicitaciones de diseño, debidas al viento.

Atendiendo al grado de seguridad aconsejable, para un calentador a fuego directo (CAFD), ésta se clasifica dentro del Grupo “A” que establece el Reglamento de Construcción:

GRUPO A

Estructuras para las que se recomienda un grado de seguridad elevado. Pertenecen a este grupo aquéllas que en caso de fallar, causarían la pérdida de un número importante de vidas, o perjuicios económicos o culturales excepcionalmente altos; asimismo, las construcciones y depósitos cuya falla implique un peligro significativo por almacenar o contener sustancias tóxicas o inflamables, así como aquéllas cuyo funcionamiento es imprescindible y debe continuar después

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