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NORMA CHILENA NCh 431-2010INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION INN-CHILE

Disefio estructural - Cargas de nieveStructural design - Snow loads

Primera edicion : 2010

CINCOPYRIGHT INSTITUTO NACIONAL DE N ORMALIZACION - INN Prohibida reproducci6n y vente Direcci6n : MaHas Cousino N 64, 6 Piso, Santiago, ChileWeb : www.inn.clMiembro de : ISO (International Organization for Standardization) COPANT (Cornision Panamericana de Normas Tecnicas)

http://www.inn.cl/http://www.inn.cl/

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Disefio estructural - Cargas de nieve

PrearnbuloEI Instituto Nacional de Normalizaci6n, INN, es el organismo que tiene a su cargo elestudio y preparaci6n de las normas tecnicas a nivel nacional. Es miembro de laINTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISIONPANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esosorganismos.Esta norma se estudi6 a traves del Cornite Tecnico Diseiio estructural, para establecer losvalores mfnimos de sobrecargas de nieve que se deben emplear en el disefio deconstrucciones ubicadas en el territorio nacional, excluido el territorio Antartico Chileno.

Para la elaboraci6n de esta norma no se ha tomado en consideraci6n la NormaInternacional ISO 4355:1998 Bases for design of structures - Determination of snowloads on roofs debido a la necesidad de mantener la concordancia y los criterios de disefioadoptados en otras normas del area.En la elaboraci6n de esta norma se ha tomado en consideraci6n la norma ASCE/SEI 7-05Minimum design loads for buildings and other structures adernas de antecedentesestadfsticos nacionales de precipitaciones de nieve.La norma NCh431 ha side preparada por la Divisi6n de Normas del Instituto Nacional deNormalizaci6n, y en su estudio el Co mite estuvo ccnstituido por las organizaciones ypersonas naturales siguientes:Alfonso Larrafn Vial y Asociaci6n Ltda.AMCS Ltda.ARA Worley ParsonsIngenieria y Construcci6n ALBRO Ltda.Instituto Nacional de Normalizaci6n, INNMinisterio de Vivienda y Urbanismo - DITEC

Alfonso Larrafn V.Christian Schnaidt M.Ivan Darrigrande E.David Campusano B.Eduardo Sanhueza R.Daniel Sunico H.

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NCh431RCP Ingenierfa Ltda.Universidad de Chile - IDIEM

Rodrigo Concha P.Luis JilVladimir Torrens F.

EI Anexo A no forma parte de la norma, se inserta solo a titulo informativo.Esta norma anulara y reemplazara, cuando sea declarada Norma Chilena Oficial, a lanorma NCh431.0f1977 Construcci6n - Sobrecargas de nieve, declarada Oficial de laRepublica por Decreto Supremo N1669, de fecha 15 de noviembre de 1977, delMi nisterlo de Obras Publlcas, publicado en el Diario Oficial del 14 de diciembre de 1977.Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Ncrrnalizaclon, ensesion efectuada el 30 de noviembre de 2010.

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Disefio estructural - Cargas de nieve

1 Alcance y campo de apllcaclon1.1 Esta norma establece los valores mfnimos de las sobrecargas de nieve que se debenemplear en el diseiio de construcciones ubicadas en el territorio nacional, excluido elterritorio Antartico Chileno.1.2 Esta norma se aplica para el diseiio de estructuras de aquellas construcciones quepuedan estar expuestas a cargas de nieve.

2 Referencias normativasLos documentos referenciados siguientes son indispensables para la aplicacion de estanorma. Para referencias con fecha, solo se aplica la edicion citada. Para referencias sinfecha se aplica la ultima ediclcn del documento referenciado (incluyendo cualquierenmienda).NCh432NCh3171

Diseiio estructural- Gargas de viento.Diseiio estructural - Disposiciones generales y combinaciones de cargas.

3 Terminos, definiciones y simbologia3.1 Termlnos y definiciones3.1.1 carernbano: trozo de hielo largo y acabado en punta, que se forma cuando secongela el agua que gotea (de una cubierta)3.1.2 punto de congelaci6n: temperatura a la que un Ifquido se solidifica debido a unareduccion de temperatura, en el caso del agua el punto de conqelacion es aoc (32F)

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T e m p e r a t u r asobre O DC

T e m p e r a t u r abajo O C

,Un d ique de h ie lo se podr'ia fo rm ar cuando:

H a y n i e v e s a b r e e l t e r h o L a t e m p e r a tu r a e x t e r i o r p r a m e d i a es b a j a O O ( L a t e m pe r a tu r a d e l a s u p e r f i c i e d e l t e c h o e s t a s a b r e0(, en su p u n to mas a l t o y es r a bajo O O ( ensu p u n t a m a s b a j o

C o m o se fo rm a es to :1 S u be l a c a l e fa cc io n d e l i n fe ri o r a t r av e s d e l a ti e a y c a l i e n t al a s u p e rf i c ie d e l t e ch o2

L a n i e v e e n l a p a r t e c a l i e n t e d e l t e r h o s e d e r r i t e y f l u y eh a r i a a b a j o h a s t a q u e a l c a n z a l a p a r t e d e l t e c h o q ue e s t ab a j o l o s O C . E l a gu a se c a n g e l a e n un d i q u e d e h i e l o

3 E l dique crete a m edida que se a lim en t a p a r l a nieved e r r e t i d a , p e r o e l a g u a t r a s e l d iq u e p e rm a n e c e l i q u i d a4 E ve n t u a lm e n te , e l a 9 u a e n c u e n t r a g r i e t a s e n l a c u b i e r t ay f t u y e d e n t r o d e l a t i c u , d e s d e d o n d e s e p o d r i a f i l t r a ra t r a v e s d e l t e c h o y l a s p a r e d e s

A g u ade r re t ida

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NCh4313.2 SimbologfaC, Factor de exposiclon determinado a partir de Tabla 4.C, Factor de pendiente determinado a partir de Figura 1.C1 = Factor terrnico determinado a partir de Tabla 2.hb := Altura de la carga de nieve balanceada determinada por la division de P s por r .

expresada en metros (rn).he Altura llbre desde 1 0 mas alto de la carga de nieve balanceada hasta:

1) el punto mas cercano en el techo superior adyacente;2) el borde superior del parapeto; 03) el punto mas alto de una proveccion de la nieve sobre el techo, expresada

en metros (m).li d := Altura de nieve acumulada por arrastre de viento, expresada en metros (m).ho Altura de una obstruccion sobre la superficie del techo, expresada en metros (m).I := Factor de importancia determinado a partir de Tabla 3.L "" Longitud del techo paralela a la linea de cumbrera, expresada en metros (m).

1" := Longitud del techo a barlovento mas alia de la acumulacion de nieve por arrastrede viento, expresada en metros (rn).Pd =

PI

P g ;:;;

P.

s : : : : :S =

Intensidad maxima de sobrecarga de acurnulacion de nieve por arrastre delviento, expresada en kilonewton por metro cuadrado (kN/m2).Carga de nieve en techos pianos (se considera techo plano si su pendiente esmenor 0 igual que 5), expresada en kilonewton por metro cuadrado (kN/m2).Carga basics de nieve, determinada a partir de Tabla 1 0 par un analisis especialdel sitio, expresada en kilonewton por metro cuadrado (kN/m2).Carga de nieve en techos con pendiente, expresada en kilonewton por metrocuadrado (kN/m2).Distancia de separaci6n entre edificios, expresada en metros (m).Distancia horizontal del techo inclinado que se tiene al elevar en 1 unidad.

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NCh43111 1 ::: : Espesor de la nieve acumulada por arrastre de viento, expresada en metros (m).W Distancia horizontal entre el alero y la cumbrera, expresada en metros Irnl.e :; Pendiente del techo en la zona de sotavento, expresada en grados (0).r Peso especifico de la nieve, determinada sequn ecuaci6n 3, expresada en

kilonewton por metro cubico (kN/m3).

4 Carga basica de nieve, e,La distribuci6n y la magnitud de la carga de nieve sobre una construcci6n, 0 en particularsobre una cubierta, depende del clima del lugar, del tipo de precipitaci6n, del relieve delentorno, de la forma de la cubierta, de los efectos del viento, y de los intercambiosterrnlcos entre las superficies exteriores de la edificaci6n.Las cargas basicas de nieve, P g, que se deben usar para determinar la carga de nieve dedisefio para techos, se determina sequn 1 0 indicado en Tabla 1 para las distintas zonas delpars. Las cargas basicas de nieve para sitios con elevaciones sobre los lfmites indicadosen Tabla 1 deben ser aprobadas par la Autoridad Competente. La determinaci6n de lascargas basicas de nieve para estos lugares se deben basar en un analisis estadfstico devalores extremos de datos disponibles en la vecindad del lugar, usando un valor conun 2 % de probabilidad anual de que este valor sea excedido (intervalo de 50 ariospromedio de recurrencia).

Tabla 1 - Cargas basicas de nieve, Pg, expresada en kilonewton por metro cuadrado (kN/m2)o kilogramo por metro cuadrado (kg/m2) 1)

Altitud Latitud geo gratica (sur) del lugarM 17 .26 26 - 29 29 - 32 32 - 34 34.36 36 - 38 38 - 42 420 _48 48 - 55

o a 300 0 0 0 0,25 0.25 0,25 0,25 0,25 0.50125j21 125)') (25J2I (25J21 125J (50)300 a 0 0 0 0,25 0,25 0,25 0.25 0.25 1,25600 (25J (251 (25) (25) (25) (125J600 a 0 0,25 0,25 0.50 0,75 0,75 0.75 0,50 1,25BOO (25) (25) (50) (75J (75) (75) (50) 1125J800 a 0 0,25 0,25 0.75 1,00 1,00 1,00 1,00 1,251000 (25) (25) (75) 1100J (100J (100J (100J (125)1000 a 0 0,25 0,25 1,00 1,50 1.50 1.50 1,50 311250 125J 1251 (100J 1150) (1501 (150) (15011 250 a 0 0,25 0.25 2,00 3,00 3.00 3,00 2,00 311 500 125) 125J (200J (300) (300) (300J (20011 500 a 0 0,25 0,25 3,00 7,00 14,5 4,50 3,00 3)1 750 (25) (25J (300) (70014) (1 450J41 (450J (300)1 750 a 0 0,50 0,50 4,00 B,60 16,2 6,00 31 312000 (501 (50) (400) (860141 (1 620)4' (600)2000 a 31 1,00 2,00 5,90 11,00 18,75 31 31 312500 (1001 (200)41 (590)" {t t 00)41 (1 875J412500 a 31 2,00 2,60 8,80 31 22,7 31 31 3)3000 (200) (260J4I lBBO)" (2270J31

(continua]

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NCh431Tabla 1 Cargas biisicas de nieve, Pg, expresada en kilonewton por metro cuadrado (kN/m2)

o kilogramo por metro cuadrado (kg/m2) 1)

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NCh431Tabla 2 - Determinaci6n del factor C1

Condici6n termica" C,Todas las estructuras, excepto las lndlcedas a continuaci6n 1,0Estructuras justo sobre el punto de congelamiento y otras estructuras 1,1expuestas al frio, techos ventllados en que la resistencia termica (valor RJentre el espacio ventilado y el espacio caluroso es mayor que 4,4 [K x m2fW ]Estructuras no calef accio nadas y/ o mantenidas intencionalmente bajo el 1,2punto de congelamientoInvernaderos expuestos continuamente a altas temperaturas, con un techo 0,85que posee una resistencia terrnlca menor que 0,4 [K x m2/W]aJ Estas condiciones deben ser representativas a las condiciones invernales durante la

vida U t i ! de Ia estructura.

Tabla 3 - Determinacion del factor ICatego ria) I

I 0,8II 1,0III 1.1IV 1,2

aJ Ver NCh3171.

Tabla 4 - Determinacion del factor de exposlcion Ce0)

Categoria del terreno'" Exposlclon de techos"Totalmente expuesto Parcialmente expuesto Protegidos

B 0,9 1,0 1,2C 0,9 1,0 UD 0,8 0,9 1,0

Areas rnorrtafiosas 0.7 0,8 N /Aazotadas por vientosa l La elecci6n del coeficiente esta relacionada con las condiciones durante la vida Litil de la estructura, y s610

se puede escoger un coeficiente para el techo de cada estructura.b) Ver NCh432.

- Terreno B: areas urbanas, suburban as y boscosas.- Terreno C: terrenos abiertos con obstaculos dispersos, con alturas generalmente menores que 0,1 m.

lneluva campos abiertos, planicies y superficies con agua.Terreno D: planicies, areas sin obstaculos y superficies con agua fuera del peligro de huracanes. Estacategoria incluye planicies con lodos, salares pianos y hielos eternos.

cJ Definiciones de los tipos de exposiciones de techos:- Totalmente expuesto: techos expuestos total mente, sin resguardo de terreno, edificios mas altos 0

arboles. Techos que contengan piezas grandes de equipo mecanico , parapetos que aumentan la alturade la carga de nieve balanceada hb u otras obstrucciones no se consideran en esta categorfa.

- Protegidos: techos ubicados entre coniferos calificados como obstaculos u obstrucciones.- Parcialmente protegidos: techos que no se encuentren en ninguna de las dos categorias anteriores.

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NCh4315.2 Valores minimos de Pf para tech os de pendiente bajaLos valores mfnimos de P i' se deben aplicar a techos con una sola pendiente, conpendientes menores que 150 techos triangulares y pi rami dales, con pendientes menoresque el mayor valor entre 2,38 (0,5f12) y (21,3/W + 0,5), con W en metros, y techoscurvos donde el anqulo vertical desde los aleros al coronamiento sea menor que 10.

6 Carga de nieve en techos inclinados, p s6.1 Calculo de carga de nieve en techos inclinados, p sPara las cargas de nleve que actuan sobre una superficie lnclinada, se debe asumir queestes actuan en la proyecci6n horizontal a esa superficie. La carga de nieve en techosinclinados, P , se obtiene de multiplicar la carga de nieve en techos pianos, P i' por el factorde pendiente C :s

P s = c, x P f (2)Los valores de C para techos call dos, frfos, curves, y multiples, son determinadosssegun 6.2 a 6.5. EI factor termico, C, de Tabla 2 determina si un techo es calido 0 frio.IValores de superficies lisas, deben ser usados s610 cuando la superficie del techo seencuentre sin obstrucciones y con el espacio suficiente disponible bajo el alero para quetoda la nieve deslizante pueda ser depositada en ese lugar. Un techo debe ser consideradosin obstrucciones si es que no existen objetos que impidan que la nieve deslice. Dentro delas superficies lisas, se deben considerar a los metales, fibrocementos, vidrios ymembranas bituminosas, de goma y plasticas con superficie suave. Membranas conaridos incrustados 0 con superficie granular mineral no deben ser consideradas suaves.Tejas de asfalto, madera y batidos, no deben ser consideradas lisas.6.2 Factor de pendiente de techo calldo, C,Para techos calidos [C I ::::;; 1,0 determinado sequn Tabla 2 con una superficie lisa sinobstrucciones, que permiten que la nieve deslice fuera de los aleros, el factor dependiente C debe ser determinado usando la ltnea punteada en Figura 1 al], siempre quespara techos calidos no ventilados, su resistencia termica (valor R) sea mayor 0 igualque 5,3C x m2/W y para techos calidos ventilados su valor R sea mayor 0 igualque 3,5C x m2/W. EI aire exterior debe poder circular libre bajo un techo ventilado, desdesus aleros hasta la cumbre. Para techos calidos que no cumplan las condiciones antesmencionadas, se debe usar la lfnea continua de Figura 1 a) para determinar el factor dependiente Cs

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NCh4316.3 Factor de pendiente de techo frio, c . ~Los techos trtos son aquellos can C > 1,0 determinado sequn Tabla 2. Para techosIcon C1 = 1,1 y superficies lisas sin obstrucciones, que permlten que la nieve deslice fuerade los aleros, el factor de pendiente C debe ser determinado usando la linea punteada ensFigura 1 b). Para el resto de los techos frios can C = 1,1, se debe utilizar la lineaIcontinua de Figura 1 b) para determinar el factor de pendiente C. Para techos frros consC = 1,2 y superficies lisas sin obstrucciones, que permiten que la nieve deslice fuera(de los aleros, el factor de pendlente C debe ser determinado usando la linea punteadasen Figura 1 c). Para el resto de los tech as frfos can C = 1,2, se debe utilizar la linea(continua de Figura 1 c) para determinar el factor de pendiente C.s6.4 Factor de pendiente de techos curves. c . ~Sectores de techos curvos que posean una pendiente mayor que 70, deben serconsideradas libres de carga de nieve (es decir C = 0). Cargas balanceadas deben sersdeterminadas segun los diagramas de cargas balanceadas de Figura 2 can C determinadossequn la curva apropiada de Figura 1.

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1, 0

O ,B5 ' \ \\\ T o d a s l a s 0 1 r a s\ supe rfic ie s\\\\\Superfides l i s a s s in \obst rucnonas can \R . ( 5 ,3 - ) p a r a l e th e s \n o v e n ti la d o s 0 \R~ 3,S l'J I!)para le the s \v en tilado s \ ~

NCh431

1 ,0

O ,B

0 ,6

0 ,4

0 ,2

0 ,0 ~~ __L_-L__~~ __~~ __~~

0,6[s

0 ,4

0 ,2

30 60P en die nte d e te ch o

a) Techos c~lidos con Ct:s; 1.0

o

1 .0

O ,B

0 ,6[5

0 ,4

0 ,2

9 0

\1 5 ' \ \\\\\\\\\\S up erf ic ies Iisas sin \o b s truc ciene s \ \\"

\1 0 ' \ \\ T odas la s o tras\ supe r fic ie s\\\\\\

Superfic ie s lis as sin \\obs truccion e s \\\"

o 30' 60P en die nfe d e fe ch o

bl Techos frios con Ct= 1,1

9 0 '

O 3 0 60P en die nte d e fe ch o

c) Tachosfrios con Ct= 1,29 0

Figura 1 - Determinaci6n del factor Cs

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Cargabalsncsads

P ar t e d e l l s c h o d e n d a [s = 1 ,0de F i g u r a 1

l p ue d e i n cl u ir t o d D e! t e c t l O lP r (If.

~~d-~~-L~~~~L-'-~~~~-L~~~L-~ 0A le r o s I u m b r s r a A t e r o s

C8I'{JS V i e n to . .. .. ..desbslaTlC88da l'

Aleros

O.~:PI('''I(.

C u n b r e r a A l e r o s

Cargaba/sncs8da

C 8 1 ' { J 8dBSba /anceada

Caso 1 - Pendiente en aleros70

)Ii U h l i z a r la p e n d i e n f e d e l o s a l e r o s p a r a d e t e r m in a r [5e n e s t e p u n t a** U t l l i z ar l a pendlen te d e 3 0 p a ra d ete rm in a r [ s e n e s t e p u n t o Distr ibucicn a l t e r n a t i v a s i h a y o t r o r e c h o c o l i n d a n te

10Figura 2 - Cargas balanceadas y desbalanceadas para techos curves

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NCh4316.5 Factor de pendiente para techos de placas con plieges multiples, techos enforma de dientes de sierra y techos de bovedas de canon, C,Estos techos deben tener un factor C = 1,0, sin reducciones en las cargas de nievesdebido a la pendiente W s = = Pf),6.6 Barreras de hielo y carambenos a 10 largo de los alerosDos tipos de techos calidos que drenan el agua sobre los aleros deben ser capaces desostener una carga uniformemente distribuida de 2 x Pr en todos los sectoressobresalientes: aquellos que son no ventilados y con un valor de R menorque 5,3C x m2/W y aquellos que son ventilados y poseen un valor de R menorque 3,5C x m2/W. Ninguna otra carga, excepto cargas muertas se deben presentar en eltecho cuando esta carga uniformemente distribuida es aplicada.

7 Cargas parcialesEI efecto de tener algunos vanos con cargas de nieve balanceadas y el resto de los vanoscargados con la mitad de la carga de nieve balanceada debe ser investigado sequn 7.1y 7.2.7.1 Sistema de vigas continuasLos sistemas de vigas continuas deben ser investigados para los efectos de los tresestados de carga mostrados en Figura 3.

Caso 1: Carga de nieve totalmente balanceada en su vane exterior y la mitad de lacarga de nieve balanceada en el resto de sus vanos.

Caso 2: La mitad de la carga de nieve balanceada en su vano exterior, y carga denieve total mente balanceada, en el resto de sus vanos.

Caso 3: Todas las posibles combinaciones de cargas de nieve totalmentebalanceadas en cualquiera de dos vanos adyacentes y la mitad de la cargade nieve balanceada en el resto de sus vanos. Para este caso habran n-1combinaciones posibles, donde n es el nurnero de vanos en el sistema devigas continuas.

Si hay una viga en voladizo presente en uno de estos casos, esta se debe considerarcomo un vano.

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NCh4317.2 Otros sistemas estructuralesAreas que soportan s610 la mitad de la carga de nieve balanceada se deben escoger demanera tal que se produzca el mayor efecto en los componentes que esten siendoanalizados.

T o t a l

Caso 1

T o t a lllllllllllllHCaso 2

T o t a l

Caso 3

)I( l o s a p o yo s iz q u ie rd o s s e in d i c a n ( o n s o n b r e a d n d e p u n t o s p o rq u e p u e d e n n o e x is t i r c u a n d o s e p r e se n t a e n v o l a d i z eFigura 3- Diagrams de cargas parciales para vigas continuas

8 Cargas de nieve de techo sin balancear8.1 GeneralidadesLas cargas de nieve balanceadas y desbalanceadas deben ser analizadas por separado.El viento desde todas las direcciones debe ser considerado para establecer las cargas sinbalancear.12

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NCh4318.2 Cargas de nieve sin balancear para techos triangulares y piramidales (dos ycuatro aguas respectivamente)

Para techos triangulares y piramidales, con pendientes mayores que 70 0 con pendientesmenores que el mayor valor entre 2,38 (0,5/12) Y 21,3/W + 0,5 con W en metros, lascargas de nieve sin balancear no requieren ser aplicadas. Techos con una distancia entreel alero y la cumbrera menor 0 igual que 6,1 m, que poseen vanos soportados porelementos prisrnaticos simple mente apoyados desde [a cumbrera hasta el alero, deben serdlsefiados para resistir una carga uniformemente distribuida de nieve sin balancear en [azona de sotavento igual a I x P g' Para estos techos la zona de barlovento debe estardescargada. Para el resto de los techos triangulares, la carga sin balancear debe serconsiderada 0,3 x r, en la zona de barlovento, y en la zona de sotavento, r, mas unasobrecarga rectangular de magnitud li d x r Ifs y una extension horizontal desde lacumbrera de s JS li d /3, donde hd es la altura del deposito de nieve producido por e[viento (ver Figura 3)' con I" igual a la distancia desde el alero a la cumbrera en la porcionde sotavento del techo, W, Diagramas de cargas balanceadas y desbalanceada sonpresentados en Figura 5,

. 3, 0c,0'0:; 2 .7o::;EO:::Jw 2, 4. .QI- . : : : rlD

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J J I1alanceadasOesbalanceadasW~6 .1 (m ) (ons is tem a de v iq asde te ch o

_ _ _ _ . . . z . . . . . . l - l L . l _ . J L _ 1 _ 1 ~ 1 / ' ' ' P g

Des ba l a n t e ada sO tro c as es

N O T A - C arga s de sb a la nce ada s n o n e t e s i l an se r ro ns ide r adas pa rae > 70 0 e m e n o r a t v alo r 2,38 " y 21 ,3/ W + 0,5.(W en m)

Figura 5 - Cargas balanceadas y desbalanceadas para techosde dos y cuatro aguas8.3 Cargas de nieve sin balancear para tech os curvosLos sectores de techos curvos que posean una pendiente mayor que 70, deben serconsiderados libre de carga de nieve. Si la pendiente de una linea recta entre los aleros(0 el punta de los 70, si es que se presenta) hasta la cumbrera es menor que 10 amayor que 60 0 las cargas de nieve desbalanceadas no se deben tomar en cuenta.Las cargas sin balancear deben ser determinadas sequn los diagramas de cargas de Figura 2.En todos los casos la zona de barlovento se debe considerar como libre de nieve. Si elterreno u otro techo colindante a un techo curvo del caso II 0 caso III (ver Figura 2) seencuentra a una distancia menor 0 igual que 0,91 m de sus aleros, la carga de nieve no debeser disminuida entre el punta de 30 y el alero, sino que debe permanecer constante can elvalor del punto de los 30. Esta distribuci6n se muestra en linea punteada en Figura 3.14

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NCh4318.4 Cargas de nieve sin balancear para tech os de placas con pendientes mUltiples.techos con forma de dientes de sierra y techos de b6vedas cilfndricas

Las cargas de nieve sin balancear deben ser aplicadas en techos de placas con pendientesmultiples, techos en forma de dientes de sierra y techos de b6vedas cilfndricas, con unapendiente mayor que 1.79. Sequn 6.5. C, ;;; 1.0 para estos techos. y la cargabalanceada de nieve es igual que p r : La carga de nieve sin balancear debe serincrementada con valores que van desde la mitad de la carga de nieve balanceada ubicadaentre la cumbrera y el alero, es decir 0,5 x p [' Y dos veces la carga balanceada dadaen 6.5 dlvidido por C. en el valle, es decir 2 x P f / C e : Los diagramas para cargasbalanceadas y desbalanceadas para techos en forma de dientes de sierra se muestran enFigura 6. De todas maneras, la superficie de nieve sobre el valle no debe estar a unaaltura mayor que la cumbrera. La profundidad de la nieve debe ser determinada por ladivisi6n entre la carga de nieve y la densidad de la misma (ver ecuaci6n 3).8.5 Cargas de nieve sin balancear para techos de cupulaLas cargas de nieve sin balancear deben ser aplicadas para cupulae y estructurasredondeadas similares. Las cargas de nieve, determinadas de la misma manera que paratechos curvos indicada en 8.3, deben ser aplicadas en el sector a 90 de la direcci6n delviento, visto en planta. En ambos bordes de este sector, la carga disminuye linealmente acero desde sectores de 22,5 cada uno. No se debe considerar carga de nieve en losrestantes 2250 del sector a barlovento.

IIIIIIIII I I

~ ; ) g : ' ' ' d a , I I J * t ;U i ; ;1 * t \ I I ;H I I tlI I II 1 IFigura 6 - Cargas balanceadas y desbalanceadas para tech os conforma de dientes de sierra

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NCh4319 Nieve acumulada por arrastre del viento a techos mas bajos (factoraerodinarnico)9.1 GeneralidadesLos techos deben ser disefiados para soportar cargas localizadas producidas por nieveacumulada por el arrastre del viento desde:1) sectores mas altos de la misma estructura; y2) estructuras adyacentes y caracterfsticas del terreno.

9.2 Acumulaci6n en un techo mas bajo de la misma estructuraLa acumulaci6n de nieve proveniente de un techo mas alto 0 producto del viento desdeuna direcci6n opuesta del techo en la que esta localizada la acumulaci6n. Estos dos tiposde acumulaci6n por viento (sotavento y barlovento respectivamente) son mostrados enFigura 7. La geometria de la sobrecarga debido a la acumulaci6n de nieve por acarreo esaproximadamente un trlanqulo, tal como se muestra en Figura 8. Las cargas poracumulaci6n deben ser superpuestas a las cargas de nieve balanceadas. Si he / hb esmenor que 0,2, las cargas producidas por acumulaci6n no requieren ser aplicadas.

Vientor: : ; :>A c um u l a c i o na b a r lo v e n to Es c a l o n d eb a r l o v e n t o E s ca lo n d es o t a v e n t o

A c um u l a d i i na s o t a v e n t o

Figura 7 - Acumulaci6n de niave a barlovanto y sotavento

I u

wFigura 8 - Disposici6n de cargas para techos an que e1viento arrastrala nieve hacia techos mas bajos

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NCh431Para acarreos de sotavento, la altura de la acumulaci6n de nieve por acarreo, hd debe serdeterminada directamente de Figura 4, usando el largo del techo mas alto. Para acarreosde barlovento, la altura de la acumulaci6n de nieve debe ser determinada de la manerasiguiente: se sustituye el largo del techo mas ba]o, por el valor III en Figura 4 y utilizandola altura de la acumulaci6n como % x hd . EI valor mas alto de estas dos alturas debe serutilizado para el dlsefio. Si la altura es menor 0 igual que he' el espesor de la acumulaci6n,1V, se debe considerar igual a 4 x hd y la altura de la acumulaci6n igual a h d Si la alturaes mayor que he' el espesor de la acumulaci6n, w, se debe considerar igual a 4 x lt d 2 Ihey la altura de la acumulaci6n igual a he. En ninqun caso el espesor de la acumulaci6n, WIdebe ser mayor que 8 x he. Si el espesor de la acumulaci6n es mayor al ancho del techomas bajo, la acumulaci6n se debe truncar en el borde mas lejano del techo, sin serreducida a cero en ese sector. La intensidad maxima de la sobrecarga por acumulaci6n,Pd ' igual a hd x r . donde el peso especffico esta definido sequn ecuaci6n 3.r ""0,426 x P g + 2,2 I perc no mayor que 4,7 kN/m3 (3)

Esta densidad puede ser utilizada para determinar hb dividiendo P s por r , tarnbien sepuede multiplicar por 102 para obtener la profundidad en metros.9.3 Estructuras adyacentes y caracterfsticas del terrenoLos requerimientos de 9.2 deben ser utilizados tarnbien para determinar las cargas poracumulaci6n por acarreo causadas por una estructura mas alta 0 caracterfsticas delterreno a menos de 6,1 m desde un techo. La distancia de separaci6n, s , entre el techo yestructuras adyacentes 0 caracterfsticas del terre no reduce las cargas por acumulaci6naplicadas en el techo mas bajo por un factor (6,1- s )/6,1, con s en metros.

10 Proyecciones de techosEI rnetodo indicado en 9.2 se debe utilizar para la determinaci6n de las cargas de nieveacumuladas por arrastre del viento en todos los lugares con salientes de cubierta y conparedes en parapeto. La altura de tales acumulaciones se debe considerar como % de laaltura de la acumulaci6n, (0,75 x hd ), con III igual a la longitud del techo a barlovento deproyecci6n 0 de la pared en parapeto. Si ellado de una proyecci6n de techo es menor que4,6 m de largo, no es necesario aplicar la carga de nieve acumulada por arrastre del vientoen ese lado.

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NCh43111 Nieve calda por deslizamientoLa carga originada par deslizamiento desde un techo inclinado sobre otro techo mas bajo,se debe determinar para techos lisos situados a mayor altura, can pendientes mayoresque 2%, y para otros techos altos, no lisos, can pendientes mayores que 16%. La cargatotal de nieve caida par deslizamiento, par unidad de longitud del alero, debe ser 0,4 x P fx W, donde W es la distancia horizontal desde el alero hasta la cumbrera del techo canpendiente mas alta. Esta carga se debe distribuir uniformemente sabre el techo mas bajoen una distancia de 4,6 m desde el alero del techo mas alto. Si el ancho del techo masbajo es menor que 4,6 m, la carga disminuye proporcionalmente.La carga de nieve par deslizamiento no debe ser reducida, a menos que una porci6n de lanieve del techo mas alto quede impedida de deslizar sabre el techo mas ba]o, por nieveque ya se encuentra en el techo mas bajo a porque se espera que la nieve deslicelibremente fuera del techo mas ba]o.

12 Carga de lIuvia sobre la nievePara zonas donde se tenga que P g sea 0,96 kN/m2 0 menor, pero no cera, se debeaplicar en todos los techos can pendientes (en grados) menores que WJ12, 5 , can W enmetros, una sobrecarga de 0,25 kN/m2 debida a la acci6n de la Iluvia sabre la nieve. Esteaumenta de la carga de disefio producto del efecto de la lIuvia sabre la nieve se debeaplicar s610 al caso de carga de nieve balanceada y no necesita ser usada en combinaci6ncan la acumulaci6n por viento, deslizamiento, cargas sin balancear y cargas parciales.

13 Inestabilidad por acumulaci6n de aguaLos techos deben ser disefiados para considerar la inestabilidad por acumulaci6n de agua.Para techos con una pendiente menor que 1,190, se deben investigar deformaciones parflexi6n causadas par las cargas de nieve, contemplanda la probabilidad de inestabilidadpar acumulaci6n en forma de charcos, debido alluvia sobre la nieve 0 a la nieve derretida.

14 Techos existentesLos techos existentes deben ser evaluados para incrementos de cargas de nieve,producidos par adiciones 0 alteraciones. Los duefios a representantes de los duefios de unediflclo can techo a menor altura deben ser notificados del potencial aumento en lascargas de nieve producidos par un edificio con un techo mas alto, a menos de 6,1 m.Ver Tabla 4 y 9.3.

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NCh431Anexo A

(lnformativo)

Bibl iograf fa

[1] Proposicion de sobrecargas de nieve para la Zona Central de Chile, 2008,Memoria para optar al titulo de Ingeniero Civil, Universidad de Chile, HectorRamfrez.

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