[091] Acción de viento

Estamos realizando en clase un proyecto en estructura de acero para almacén de chatarra, tipo marquesina a dos aguas, y a la hora de dimensionar las correas, después de calcular las sobrecargas de uso y nieve, nos encontramos con el problema que con el viento, en la tabla D.11 en SE-AE 37, aparecen los coeficientes de presión para cuando el viento sopla por un lateral, y no para cuando sopla de frente. Los profesores tampoco lo tienen nada claro y no saben como actuar. No sabemos si en este caso se desprecia la acción del viento o no. Por otra parte en 3.3.2.3, SE-AE 8, dice que el viento genera fuerzas tangenciales que para obtenerlas, hay que multiplicar por 0.01, 0.02 ó 0.04 la fuerza perpendicular para calcualar la de rozamiento y si es inferior a 10% se desprecia, pero según estos coeficientes nunca será superior al 4%. Estas dudas nos aparecen y no sabemos como proceder. No sé si este es el medio más adecuado para preguntar estas cuestiones, así que rogaría que si este no es el medio me lo indicaran.

Respuesta

El cálculo de los elementos estructurales principales puede (y debería) hacerse con los coeficientes de fuerza del Eurocódigo nº 1 (UNE-EN 1991-1-4:2007) y las fijaciones y elementos secundarios con los coeficientes de presión neta del DB (son los mismos que los del EC). El cálculo de los elementos principales puede hacerse con los coeficientes del DB, pero se sobredimensiona algo la estructura.

Respecto a la dirección de la acción (ángulo θ), los coeficientes para marquesinas a dos aguas son independientes de dicha dirección, no así el coeficiente de obstrucción φ. La representación de esto en el DB es mejorable y lo trataremos como errata en el futuro.

En cuanto a la segunda cuestión (fuerzas tangenciales) es cierto que, tal como está redactado el DB, parece que la fuerza de rozamiento es un porcentaje de la acción perpendicular a las superficies, y no es así. La acción tangencial es la componente "horizontal" (paralela a la superficie considerada) de la acción del viento sobre las superficies, al igual que lo que habitualmente llamamos presión es la componente "vertical" (perpendicular a la superficie) de dicha acción. Lo que sucede habitualmente es que esta componente suele ser despreciable frente a la acción perpendicular sobre otros paramentos del edificio. Es decir, la acción tangencial debida al viento sobre los paramentos verticales (y horizontales) paralelos a la dirección del viento (zonas A, B y C en paramentos verticales, tabla D.3 y zonas F, G, H e I de los paramentos horizontales, tabla D.4 y posteriores) es mucho menor que la acción directa sobre los paramentos verticales (zonas D y E)

La fuerza tangencial en el sentido del viento es (expresión 5.7 en el eurocódigo):

Ffr = cfr · qp (ze) · Afr

Al ser muy pequeños los coeficientes de rozamiento (cfr = 0,04 en el peor de los casos, entre uno y dos órdenes de magnitud comparado con los coeficientes presión,cp) el área de referencia tiene que ser enorme para que el efecto sea significativo. En edificios ni siquiera se adopta el área completa, sino una pequeña fracción.

En el caso de las marquesinas la cosa cambia un poco, ya que no hay paramentos verticales en el sentido perpendicular al viento, pero la acción suele ser tan pequeña que es despreciable en comparación con las propias cargas de viento o nieve perpendiculares a la estructura.