Fuerza de viento en edificios altos : normativa y metodología experimental

Abstract

Este trabajo se fundamenta en la necesidad de incorporar desarrollos en aerodinámica experimental al cálculo de estructuras edilicias de cierta magnitud que son sensibles a la acción del viento. En este marco, la Ingeniería de vientos viene implementando ensayos en túneles de viento con el objeto de optimizar los métodos actuales de cálculo de estructuras basados en coeficientes medios de carga. Los Reglamentos de viento, en general, presentan métodos de cálculo basados en coeficientes aerodinámicos medios, como ocurre con el Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones, CIRSOC 102 y el Manual de Diseño de Obras Civiles de México. Ambas reglamentaciones incluyen como una alternativa el procedimiento del túnel de viento y definen las condiciones de ensayos. Con respecto al análisis dinámico de estructuras, el reglamento CIRSOC 102 lo considera mediante la incorporación de un factor de efecto de ráfaga. En este trabajo se presenta el estudio analítico-experimental de las cargas de viento en edificios altos a través del cálculo y evaluación de las fuerzas aerodinámicas que se generan en el caso de vientos fuertes. En primer lugar, se realiza una evaluación a partir de valores experimentales obtenidos en dos modelos de estructuras edilicias de elevada altura ensayados en el túnel de viento de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste. Luego, se aplican los procedimientos analíticos del reglamento argentino y del Manual de Diseño mexicano, y se realiza, finalmente, un análisis comparativo de los resultados obtenidos.

This work is based on the need to incorporate developments in experimental aerodynamics to the calculation of building structures of a certain magnitude that are sensitive to the action of the wind. Within this framework, Wind Engineering has been implementing tests in wind tunnels in order to optimize the current methods for calculating structures based on average load coefficients. Wind Regulations, in general, present calculation methods based on mean aerodynamic coefficients, as occurs with the Argentine Regulation of Wind Action on Constructions, CIRSOC 102 and the Civil Works Design Manual of Mexico. Both regulations include the wind tunnel procedure as an alternative and define the test conditions. Regarding the dynamic analysis of structures, the CIRSOC 102 regulation considers it through the incorporation of a gust effect factor. In this work, analytical and experimental study of wind loads in tall buildings is presented through the calculation and evaluation of the aerodynamic forces that are generated in the case of strong winds. Firstly, an evaluation based on experimental values obtained in two models of high-rise building structures tested in the wind tunnel of the Faculty of Engineering of the Universidad Nacional del Nordeste is carried out. Then, the analytical procedures of the Argentine Code and the Mexican Design Manual are applied, and finally, a comparative analysis of the results obtained is carried out.