El cálculo de cargas eólicas y sísmicas es esencial para garantizar la seguridad y estabilidad de las estructuras. El Instituto Americano de Construcción de Acero (AISC) proporciona normas y directrices para ayudar a los ingenieros a determinar con precisión estas cargas. Este artículo presenta ejemplos para ilustrar el proceso de cálculo basado en las normas de AISC.

Calculación de carga de viento

Las cargas de viento se determinan en función de factores como la velocidad del viento, la categoría de exposición y la geometría de construcción. La velocidad básica del viento se obtiene de códigos locales o datos históricos.

Por ejemplo, considere un edificio con una altura de 20 metros situado en una zona con una velocidad de viento básica de 90 mph. Utilizando la fórmula AISC, la presión del viento (q) se puede calcular como:

q = 0,00256 K]z Kr Kg V]2[ ] []

Cuando Kz] es el coeficiente de exposición, Kr] es el coeficiente de riesgo, Kg es el factor de la ráfaga, y V es la velocidad básica del viento. Sustituir los valores apropiados produce la presión del viento que actúa sobre la estructura.

Cálculo de carga sismic

Las cargas sismológicas se calculan sobre la base de la ubicación, masa y sistema estructural del edificio. Los estándares AISC hacen referencia al uso de categorías de diseño sísmico y espectros de respuesta para determinar las fuerzas laterales durante un terremoto.

Por ejemplo, una estructura en la categoría D de diseño sistémico con un período fundamental de 0,5 segundos y una aceleración espectral de 1,5g requiere calcular la fuerza sísmica como:

F]seismic = C]s W[ ]

Cuando Cs] es el coeficiente sísmico derivado del espectro de respuesta, y W es el peso de la estructura. Utilizando la aceleración espectral, la fuerza sísmica puede ser calculada con precisión para garantizar la resiliencia estructural.

Resumen de las medidas de cálculo

  • Determinar la velocidad básica del viento y los parámetros sísmicos basados en la ubicación.
  • Calcular la presión del viento utilizando fórmulas AISC.
  • Evaluar las fuerzas sísmicas utilizando espectros de respuesta y peso de construcción.
  • Aplicar combinaciones de carga según estándares AISC para el diseño.