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Cálculo de resistencia al viento en estructuras pequeñas

Buenas!
Acá viene mi consulta para los que saben del tema (ing.civiles??)

En mi trabajo me encomendaron averiguar si un gabinete de 1,7*1*1m puede soportar una velocidad de viento de 40m/s sin tumbarse.
He intentado averiguarlo por dos métodos, el primero de ellos con ayuda de un programa de cálculo por elemento finito (ALGOR). El segundo por medio de ecuaciones de Estática.
En ninguno de ellos he encontrado un valor confiable o una respuesta de "Si/No".

La pregunta es:

Conocen uds. un programa que me permita calcular o visualizar la resistencia al viento de una estructura pequeña? (pequeña es...un armario, no un edificio jeje)

Gracias y saludos
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6 comentarios

@ioriometal Hace más de 2 años
todo programa de calculo implica un aprendizaje y no es la solucion, es un pproblema que se puede hacer en unos renglones, contame el calculo que hiciste a mano y capas pueda ayudarte.
@_blackday_ Hace más de 2 años
programas para calcularlo hay un montón, pero primero tenes que averiguar cual el la norma vigente en ti país, si sos argentino vas a tener que utilizar la CIRSOC 102, a fin de determinar la acción del viento sobre tu estructura (presión dinámica), este valor no sólo depende de la velocidad del viento, sino tambien de la rugosidad del lugar donde está emplazada tu estructura (si es en un llano descampado o rodeado de edificios) y de la geometría de la estructura en si (relación de lados y altura, como tambien el tipo de cubierta), la norma es cortita y fácil de interpretar, la podés encontrar en los siguientes links:
http://www.inti.gov.ar/cirsoc/pdf/area100/ReglamentoCirsoc_102_1_82.pdf
o en
http://estatico.buenosaires.gov.ar/areas/jef_gabinete/comision_decreto_1332/recomendacion_cirsoc_102_1.pdf
Una vez que hayas leído la norma y tengas medianamente claro el concepto podés recurrir a una planilla de cálculo que te de las acciones a aplicar para verificar tu estructura, hay una planilla que no he usado pero a simple vista parece servir y está posteada en T! (de paso dejale puntines que es novato):
http://www.taringa.net/posts/downloads/5438202/Planilla-excel-con-calculo-de-viento-segun-cirsoc-102.html
Teniendo las acciones en todas las caras de la estructura, tendrás que utilizar, ahora si, un programa de cálculo, a mi criterio el mejor es el SAP 2000, aunque hay varios como etabs, pplan, etc., te dejo un link del perfil de el usuario @jorge71702 que ha contribuido grandemente con esta comunidad, en sus post vas a encontrar el software y los tutoriales de infinidad de programas:
http://www.taringa.net/jorge71702/posts
También puedes usar otros programas más sencillos como son:
http://www.taringa.net/posts/downloads/6438344/p-plan-programa-de-calculo-y-dimencionamiento-de-estructuras.html
o
http://www.taringa.net/posts/downloads/9288312/Programitas-de-Calculo-de-Estructuras---Para-estudiantes.html

Espero que te sea útil la info, si tenés dudas pregunta que estamos para darte una mano.
@sascuatsh Hace más de 2 años
mandarlo a leer y entender todo el cirsoc102 de viento para lo que tiene que hacer es como nada, ya que no creo que llegue a ninguna conclusion.
el cirsoc esta hecho para resolver el empuje del viento sobre las esturcturas. entiendo que lo que necesitas e sun simple numero de si el gabinete se vuelca o no, y en edefinitiva por mas que leas y hagas el cirsoc tampoco te va a resolver eso especificamente.
(igual muy buena info _blackday_)
supongo que la mano viene mas como dice ioriometal, hacer dos cuentas y tener un resultado, segun me enseñaron en la facultad ESO es "hacer ingenieria", no justamente resolver todo con un programa.

que haria yo? va mi ayuda:
si bien esta faltando un dato que no estas dando para poder resolver, lo voy a suponer, y es la masa o el peso del gabinete, ya que el problema de la estabilidad al volvamiento frente a la accion delviento no solo depende de las dimensiones del mismo.
supongamos que pesa 500kg
primero necesitas saber que presion se ejerce sobre la superficio o cara de mayor dimension espuesta al viento (aca si te va a servir sola LA PRIMERA parte del cirsoc 102, para calcular esa presion respecto de la velocidad del viento).
segundo con esa presion por unidad de superficie multiplicada por la superficie de la cara del gabinete en cuestion tenes la fuerza "desestabilizante" aplicada en el baricentro geometrico de esa cara.
tercero ya supusimos la fuerza "equilibrante" que es el peso del mismo.
por ultimo con una simple relacion entre momento desestabilizante (dado por la fuerza del viento x la distancia al piso) y el momento estabilizante (dado por el peso por la distancia al vertice inferior opuesto a la cara de accion del vento, osea punto de rotacion) podes sacar un factor de seguridad, si ese factor es mayor a 1 estas bien, si es menor a 1 estas mal, generalmente se toma que sea por lo menos mayor a 1,5.

si no se entiende lo pongo un poco en letras:


____1.00___
1.00 / / |
/_________/ |
| | |
| | | | 1.70
---> | | P | |
V | V | /
|_______o|/
A (punto de rotacion)

V= w * 1.7 * 1 (w es el sacas del cirsoc)
P= peso del gabinete

MD = V * 1.7 / 2 momento desestabilizante
ME = P * 1.0 / 2 momento estabilizante

CS = ME / MD > 1.5 coeficiente de seguridad

Conclusion:
- si el CS calculado te da 1.5 (o mayor) la respuesta es : SI, se la banca con cierta seguridad incluida, osea te podes quedar tranquilo ya que esa seguridad quiere decir que se banca vientos en realidad mayores a 40m/s.
- si el CS calculado te da menor a 1.5 intentaria agregarle peso o redimensionar el gabinete o amurarlo de alguna manera. por ende la respuesta es NO, no se lo banca.

ahi tenes en tres cuentas como responder por "SI/NO" de manera confiable y sin necesidad de ningun soft.

Saludos
@sascuatsh Hace más de 2 años
repito el dibujo que se chotio todo

......................____1.00___
.............1.00 / ................./.|
.................../__________/...|
..................|................. |....|
..................|...... |......... |....| 1.70
............---> |.......|..P......|....|
............V....|......V..........|../
..................|_________o|./
...................................A (punto de rotacion)

me olvide de explicar que tomo como punto de rotacion el A, creo que es obvio y se entiende porque, y luego tomo momentos respecto de ese punto, planteando el equlibrio. todo el tema es simplemente eso.
@_blackday_ Hace más de 2 años
1) la norma cirsoc 102 no solo es de aplicación en grandes estructuras, te sirve inclusive para calcular un cartel, la succión también surge de aplicar la norma, no es difícil de interpretar, y si usas la planilla de excel que te deje el link, solo vas a usar las tablas y te va a dar la presión y la succión. Esta bien hacer dos números para tener una primera aproximación, pero me da la sensación que si te dan la velocidad del viento es porque quieren que apliques la norma, sino te darían el valor de la presión y el de la succión.

2) Ojo con el coeficiente de seguridad, no es lo que te piden y su valor es muy discutible (no tiene sentido que te compliques con eso), solo te piden que digas si se tumba o no, por lo que es suficiente con verificar que el momento de vuelco sea menor que el estabilizante.

Otro de los inconvenientes aparece cuando, para evitar que el sistema sea hiperestático, planteo distintas alternativas de "sujeción" al suelo, con la disparidad de resultados que ésto arroja. Claro está que en estos casos siempre debe elegirse la más desfavorable...pero aún así desconfío un poco porque, como dije, es sólo una alternativa al caso real.



No me queda claro si vos tenes la libertad de elegir la sujeción o está definida en los planos, pero si es como un armario, el esquema que te propone @sascuatsh es el más desfavorable y equivale a tener un apoyo simple en la pata izquierda y una rotula en la pata derecha es decir que no hay hiperestaticidad, el viento desestabiliza y el peso estabiliza no hay más complicación. Ahora si te dan un esquema hiperestático tendrás que ver si la hiperestaticidad es al vuelco, quizás tenes un montón de restricciones al desplazamiento y solo una al vuelco, por lo que nuevamente volvés al caso de @sascuatsh, si no es así tirá un esquema y te orientamos.
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