CTE SE-AE: Acciones de viento

3.3 Viento

3.3.1 Generalidades

  1. La distribución y el valor de las presiones que ejerce el viento sobre un edificio y las fuerzas resultantes dependen de la forma y de las dimensiones de la construcción, de las características y de la permeabilidad de su superficie, así como de la dirección, de la intensidad y del racheo del viento.
  2. Las disposiciones de este Documento Básico no son aplicables a los edificios situados en altitudes superiores a 2.000 m. En estos casos, las presiones del viento se deben establecer a partir de datos empíricos disponibles.
  3. En general, los edificios ordinarios no son sensibles a los efectos dinámicos del viento. Este Documento Básico no cubre las construcciones de esbeltez superior a 6, en las que sí deben tenerse en cuenta dichos efectos.

3.3.2 Acción del viento

  1. La acción de viento, en general una fuerza perpendicular a la superficie de cada punto expuesto, o presión estática, qe puede expresarse como:
    qe = qb · ce · cp
    (3.1)

    siendo:
    • qb: la presión dinámica del viento. De forma simplificada, como valor en cualquier punto del territorio español, puede adoptarse 0,5 kN/m2. Pueden obtenerse valores más precisos mediante el anejo D, en función del emplazamiento geográfico de la obra, según la figura siguiente:
      zonas de viento
      Presión dinámica del viento

    • ce: el coeficiente de exposición, variable con la altura del punto considerado, en función del grado de aspereza del entorno donde se encuentra ubicada la construcción. Se determina de acuerdo con lo establecido en 3.3.3. En edificios urbanos de hasta 8 plantas puede tomarse un valor constante, independiente de la altura, de 2,0.
    • cp: el coeficiente eólico o de presión, dependiente de la forma y orientación de la superficie respecto al viento, y en su caso, de la situación del punto respecto a los bordes de esa superficie; un valor negativo indica succión. Su valor se establece en 3.3.4 y 3.3.5.
  2. Los edificios se comprobarán ante la acción del viento en todas direcciones, independientemente de la existencia de construcciones contiguas medianeras, aunque generalmente bastará la consideración en dos sensiblemente ortogonales cualesquiera. Para cada dirección se debe considerar la acción en los dos sentidos. Si se procede con un coeficiente eólico global, la acción se considerará aplicada con una excentricidad en planta del 5% de la dimensión máxima del edificio en el plano perpendicular a la dirección de viento considerada y del lado desfavorable.
  3. La acción de viento genera además fuerzas tangenciales paralelas a la superficie. Se calculan como el producto de la presión exterior por el coeficiente de rozamiento, de valor igual a 0,01 si la superficie es muy lisa, por ejemplo de acero o aluminio, 0,02 si es rugosa como en el caso de hormigón, y 0,04 si es muy rugosa, como en el caso de existencia de ondas, nervadura o pliegues. En las superficies a barlovento y sotavento no será necesario tener en cuenta la acción del rozamiento si su valor no supera el 10% de la fuerza perpendicular debida a la acción del viento.

3.3.3 Coeficiente de exposición

  1. El coeficiente de exposición tiene en cuenta los efectos de las turbulencias originadas por el relieve y la topografía del terreno. Su valor se puede tomar de la tabla 3.4, siendo la altura del punto considerado la medida respecto a la rasante media de la fachada a barlovento. Para alturas superiores a 30 m los valores deben obtenerse de las expresiones generales que se recogen en el Anejo D2. Para paneles prefabricados de gran formato el punto a considerar es su punto medio.
  2. En el caso de edificios situados en las cercanías de acantilados o escarpas de pendiente mayor de 40º, la altura se medirá desde la base de dichos accidentes topográficos.
  3. A efectos de grado de aspereza, el entorno del edificio se clasificará en el primero de los tipos de la tabla 3.4 al que pertenezca, para la dirección de viento analizada.

Tabla 3.4. Valores del coeficiente de exposición ce

Entorno (grado de aspereza) Altura del punto considerado (m)
3 6 9 12 15 18 24 30
I Borde del mar o de un lago, con una superficie de agua en la dirección del viento de al menos 5 km de longitud 2,4 2,7 3,0 3,1 3,3 3,4 3,5 3,7
II Terreno rural llano sin obstáculos ni arbolado de importancia 2,1 2,5 2,7 2,9 3,0 3,1 3,3 3,5
III Zona rural accidentada o llana con algunos obstáculos aislados, como árboles o construcciones pequeñas 1,6 2,0 2,3 2,5 2,6 2,7 2,9 3,1
IV Zona urbana en general, industrial o forestal 1,3 1,4 1,7 1,9 2,1 2,2 2,4 2,6
V Centro de negocio de grandes ciudades, con profusión de edificios en altura 1,2 1,2 1,2 1,4 1,5 1,6 1,9 2,0
  • Anexo D.2 Coeficiente de exposición
  1. El coeficiente de exposición ce para alturas sobre el terreno, z, no mayores de 200 m, puede determinarse con la expresión:
    ce = F · (F + 7·k)
    (D.2)

    F = k ln (max (z,Z) / L)
    (D.3)
    siendo k, L, Z parámetros característicos de cada tipo de entorno, según la tabla D.2

    Tabla D.2 Coeficientes para tipo de entorno

    Grado de aspereza del entorno Parámetro
    k L(m) Z(m)
    I Borde del mar o de un lago, con una superficie de agua en la dirección del viento de al menos 5 km de longitud 0,156 0,003 1,0
    II Terreno rural llano sin obstáculos ni arbolado de importancia 0,17 0,01 1,0
    III Zona rural accidentada o llana con algunos obstáculos aislados, como árboles o construcciones pequeñas 0,19 0,05 2,0
    IV Zona urbana en general, industrial o forestal 0,22 0,3 5,0
    V Centro de negocio de grandes ciudades, con profusión de edificios en altura 0,24 1,0 10,0

3.3.4 Coeficiente eólico de edificios de pisos

  1. En edificios de pisos, con forjados que conectan todas las fachadas a intervalos regulares, con huecos o ventanas pequeños practicables o herméticos, y compartimentados interiormente, para el análisis global de la estructura, bastará considerar coeficientes eólicos globales a barlovento y sotavento, aplicando la acción de viento a la superficie proyectada del volumen edificado en un plano perpendicular a la acción de viento. Como coeficientes eólicos globales, podrán adoptarse los de la tabla 3.5.

    Tabla 3.5. Coeficiente eólico en edificios de pisos

    Coeficiente eólico Esbeltez en el plano paralelo a viento
    < 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 ≥ 5,00
    Coeficiente eólico de presión, cp 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8
    Coeficiente eólico de succión, cs -0,3 -0,4 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7

    Para otros casos y como alternativa al coeficiente eólico global se podrá determinar la acción de viento como resultante de la que existe en cada punto, a partir de los coeficientes eólicos que se establecen en del Anejo D.3 para diversas formas canónicas, aplicando los de la que presente rasgos más coincidentes con el caso analizado, considerando en su caso la forma conjunta del edificio con los medianeros.

  2. En edificios con cubierta plana la acción del viento sobre la misma, generalmente de succión, opera habitualmente del lado de la seguridad, y se puede despreciar.
  3. Para análisis locales de elementos de fachada o cerramiento, tales como carpinterías, acristalamientos, aplacados, anclajes, o correas, la acción de viento se determinará como resultante de la que existe en cada punto, a partir de los coeficientes eólicos que se establecen en el Anejo D.3 en el sentido indicado anteriormente
  • Anexo D.3 Coeficientes de presión exterior
  1. Los coeficientes de presión exterior o eólico, cp, dependen de la dirección relativa del viento, de la forma del edificio, de la posición de elemento considerado y de su área de influencia.
  2. En las tablas D.3 a D.13 se dan valores de coeficientes de presión para diversas formas simples de construcciones, obtenidos como el pésimo de entre los del abanico de direcciones de viento definidas en cada caso. En todas ellas la variable A se refiere al área de influencia del elemento o punto considerado. El signo " indica que el valor es idéntico al de la casilla superior. Cuando se aportan dos valores de distinto signo separados, significa que la acción de viento en la zona considerada puede variar de presión a succión, y que deben considerarse las dos posibilidades. En todas las tablas puede interpolarse linealmente para valores intermedios de las variables. Los valores nulos se ofrecen para poder interpolar.
  3. Para comprobaciones locales de elementos de fachada o cubierta, el área de influencia será la del propio elemento. Para comprobaciones de elementos estructurales subyacentes, el área de asignación de carga. Si la zona tributaria del elemento se desarrolla en dos o más zonas de las establecidas en las tablas, como es el caso de análisis de elementos estructurales generales, el uso de los coeficientes tabulados opera del lado de la seguridad, toda vez que no representan valores simultáneos de la acción de viento.
  4. Para elementos con área de influencia A, entre 1 m2 y 10 m2, el coeficiente de presión exterior se puede obtener mediante la siguiente expresión:
    cpe,A = cpe,1 +(cpe,10 – cpe,1)· log10A
    (D.4)

    siendo:
    cpe,10: coeficiente de presión exterior para elementos con un área de influencia A ≥ 10 m2
    cpe,1: coeficiente de presión exterior para elementos con un área de influencia A ≤ 1 m2
  5. En caso de construcciones con forma diferente de las aquí establecidas, deberá procederse por analogía, considerando, si es preciso, que el volumen está formado por la construcción considerada y las medianeras.


Tabla D.3 Paramentos verticales

tabla D3
e = min(b, 2h)

A Zona (según figura), -45º ≤ θ ≤ 45º
(m2) h/d A B C D E
≥ 10 5 -1,2 -0,8 -0,5 0,8 -0,7
1 " " " " -0,5
≤ 0,25 " "   0,7 -0,3
5 5 -1,3 -0,9 -0,5 0,9 -0,7
1 " " " " -0,5
≤ 0,25 " " " 0,8 -0,3
2 5 -1,3 -1,0 -0,5 0,9 -0,7
1 " " ·" " -0,5
≤ 0,25 " " " 0,7 -0,3
≤ 1 5 -1,4 -1,1 -0,5 1,0 -0,7
1 " " " " -0,5
≤ 0,25 " " " " -0,3


Tabla D.4 Cubiertas planas

Nota: Se considerarán cubiertas planas aquellas con una pendiente no superior a 5º

Tabla D4
e = min(b, 2h)

hp/h A Zona (seqún fiqura), -45° ≤ θ ≤ 45°
m2 F G H I
Bordes con aristas ≥ 10 -1,8 -1.2 -0,7 0,2
-0,2
≤ 1 -2,5 -2 -1.2 0,2
-0,2
Con parapetos 0,025 ≥ 10 -1,6 -1.1 -0,7 0,2
-0,2
≤ 1 -2,2 -1.8 -1.2 0,2
-0,2
0,05 ≥ 10 -1,4 -0,9 -0,7 0,2
-0,2
≤ 1 -2 -1.6 -1.2 0,2
-0,2
0,1 ≥ 10 -1.2 -0,8 -0,7 0,2
-0,2
≤ 1 -1,8 -1.4 -1.2 0,2
-0,2

Nota: Se consideran dos hipótesis: una para cada valor de zona I.


Tabla D.5 Cubiertas a un agua.

a) Dirección del viento -45º ≤ θ ≤ 45º

Tabla D5 a
e = min(b, 2h)

Pendiente de la cubierta α A (m2) Zona (según figura) -45° ≤ θ ≤ 45°
F G H
≥ 10 -1.7 -1,2 -0,6
0,0 0,0 0,0
≤ 1 -2,5 -2,0 -1,2
0,0 0,0 0,0
15º ≥ 10 -0,9 -0,8 -0,3
0,2 0,2 0,2
≤ 1 -2,0 -1,5 -0,3
0,2 0,2 0,2
30º ≥ 10 -0,5 -0,5 -0,2
0,7 0,7 0,4
≤ 1 -1,5 -1,5 -0,2
0,7 0,7 0,4
45º ≥ 10 0,0 0,0 0,0
0,7 0,7 0,6
≤ 1 0,0 0,0 0,0
0,7 0,7 0,6
60º ≥ 10 0,7 0,7 0,7
≤ 1 0,7 0,7 0,7
75º ≥ 10 0,8 0,8 0,8
≤ 1 0,8 0,8 0,8

Nota: Se consideran dos hipótesis: uno con todos los valores positivos, y otro con todos los valores negativos.

b) Dirección del viento 135º ≤ θ ≤ 225º

Tabla D5 b
e = min(b, 2h)

Pendiente de la cubierta α A (m2) Zona (según figura), 135° ≤ θ ≤ 225°
F G H
≥ 10 -2,3 -1,3 -0,8
≤ 1 -2,5 -2,0 -1.2
15º ≥ 10 -2,5 -1,3 -0,9
≤ 1 -2,8 -2,0 -1.2
30º ≥ 10 -1.1 -0,8 -0,8
≤ 1 -2,3 -1,5 -0,8
45º ≥ 10 -0,6 -0,5 -0,7
≤ 1 -1.3 -0,5 -0,7
60º ≥ 10 -0,5 -0,5 -0.5
≤ 1 -1,0 -0,5 -0.5
75º ≥ 10 -0,5 -0,5 -0,5
≤ 1 -1,0 -0,5 -0.5

c) Dirección del viento 45º ≤ θ ≤ 135º

Tabla D5 c
e = min(b, 2h)


Pendiente de la cubierta α A (m2) Zona (según figura), 45° ≤ θ ≤ 135°
Finf Fsup G H I
≥ 10 -2,1 -2,1 -1,8 -0,6 -0,5
≤ 1 -2,4 -2,6 -2,0 -1,2 -0,5
15º ≥ 10 -1,6 -2,4 -1,9 -0,8 -0,7
≤ 1 -2,4 2,9 -2,5 -1,2 -1,2
30º ≥ 10 -1,3 -2,1 -1,5 -1 -0,8
≤ 1 -2,0 -2,9 -2,0 -1,3 -1,2
45º ≥ 10 -1,3 -1,5 -1,4 -1 -0,9
≤ 1 -2,0 -2,4 -2,0 -1,3 -1,2
60º ≥ 10 -1,2 -1,2 -1,2 -1 -0,7
≤ 1 -2,0 -2,0 -2,0 -1,3 -1,2
75º ≥ 10 -1,2 -1,2 -1,2 -1 -0,5
≤ 1 -2,0 -2,0 -2,0 -1,3 -0,5


Tabla D.6 Cubiertas a dos aguas.

a) Dirección del viento -45º ≤ θ ≤ 45º

Tabla D6 a
e = min(b, 2h)

Pendiente de la cubierta α A (m2) Zona (según figura), -45° ≤ θ ≤ 45°
F G H I J
≥ 10 -1,7 -1.2 -0,6 -0,6 -0,6
0,0 0,0 0,0 0,0 0,2
≤ 1 -2,5 -2,0 -1,2 -0,6 -0,6
0,0 0,0 0,0 0,0 0,2
15º ≥ 10 -0,9 -0,8 -0,3 -0,4 -1,0
0,2 0,2 0,2 0,0 0,0
≤ 1 -2,0 -1,5 -0,3 -0,4 -1,5
0,2 0,2 0,2 0,0 0,0
30º ≥ 10 -0,5 -0,5 -0,2 -0,4 -0,5
0,7 0,7 0,4 0,0 0,0
≤ 1 -1,5 -1,5 -0,2 -0,4 -0,5
0,7 0,7 0,4 0,0 0,0
45º ≥ 10 0,0 0,0 0,0 -0,2 -0,3
0,7 0,7 0,6 0,0 0,0
≤ 1 0,0 0,0 0,0 -0,2 -0,3
0,7 0,7 0,6 0,0 0,0
60º ≥ 10 0,7 0,7 0,7 -0,2 -0,3
≤ 1 0,7 0,7 0,7 -0,2 -0,3
75º ≥ 10 0,8 0,8 0,8 -0,2 -0,3
≤ 1 0,8 0,8 0,8 -0,2 -0,3

Nota: Se deben considerar cuatro casos en los que los valores más altos y más pequeños de todas las áreas F, G, y H se combinen con los valores más altos y más pequeños de las áreas I y J. No se permite el empleo de valores positivos y negativos sobre la misma cara (faldón).

b) Dirección del viento 45º ≤ θ ≤ 135º

Tabla D6 b
e = min(b, 2h)

Pendiente de la cubierta α A (m2) Zona (según figura), 45° ≤ θ ≤ 135°
F G H I
≥ 10 -2,1 -2,1 -1,8 -0,6
≤ 1 -2,4 -2,6 -2,0 -1,2
15º ≥ 10 -1,6 -2,4 -1,9 -0,8
≤ 1 -2,4 2,9 -2,5 -1,2
30º ≥ 10 -1,3 -2,1 -1,5 -1,0
≤ 1 -2,0 -2,9 -2,0 -1,3
45º ≥ 10 -1,3 -1,5 -1,4 -1,0
≤ 1 -2,0 -2,4 -2,0 -1,3
60º ≥ 10 -1,2 -1,2 -1,2 -1,0
≤ 1 -2,0 -2,0 -2,0 -1,3
75º ≥ 10 -1,2 -1,2 -1,2 -1,0
≤ 1 -2,0 -2,0 -2,0 -1,3

Comentarios

Muy buen aporte.
Faltaría añadir el tema de la presión interior, que puede modificar enormemente los resultados de viento y que no está nada claro. Sobre todo el tratamiento de los huecos abiertos/cerrados y demás. Que aportarais claridad a este tema sería buenísimo.
PD. Mirar el post de estructurando sobre erratas en las cargas de viento de CTE.

Ok, gracias.
Tomamos nota para próximas versiones o aplicaciones

1

Sería bueno incluir coeficientes para fachadas ventiladas

En el CTE no hay coeficientes específicos para fachadas ventiladas. En este caso pueden considerarse válidos los coeficientes de paramentos verticales (tabla D.3)

correcto