Influencia de las fuerzas de viento basado en un análisis virtual CFD de túnel de viento y su análisis comparativo según la normativa E.020 y ASCE/SEI 7-16 en la respuesta estructural de edificios altos en la ciudad de Lima

Abstract

El estudio de las interacciones de las corrientes de viento y su influencia en edificios de gran altura es la premisa principal de la presente investigación. Misma ciudad clasificada como tipo C, por la presencia escasa de edificios considerados sumamente altos. Por otra parte, el presente artículo aborda un segundo tema de suma importancia que es la imperiosa necesidad de cubrir una creciente demanda de viviendas por parte de las familias peruanas en un contexto donde en la ciudad ya no existen terrenos disponibles para construir edificaciones de tipo horizontal, quedando por ese motivo como única alternativa la construcción de edificios de tipo vertical. Asimismo, para poder construir edificios de tales dimensiones como parte de los criterios para el diseño estructural se evalúa la incidencia de cargas sísmicas como eje principal de la estructura. En contraparte, a partir de los resultados alcanzados en esta investigación se realizaron ensayos simulados y controlados de túneles de viento virtuales a los modelos propuestos de los edificios tipo, para esto se utilizó la función de análisis CFD del software Robot Structural, el cual permite simular de forma muy cercana a las condiciones ambientales reales y los resultados son bastante precisos. Asimismo, también se tomó en cuenta para el diseño de los edificios los lineamientos del código americano ASCE 7/16 el cual es utilizado en USA para el diseño de edificios altos en zonas afectadas por huracanes de gran intensidad y capacidad destructiva.

The study of the interactions of wind currents and their influence on high-rise buildings is the main premise of this research. The city itself is classified as type C, due to the scarce presence of buildings considered extremely tall. On the other hand, this article addresses a second issue of utmost importance, which is the urgent need to cover a growing demand for housing by Peruvian families in a context where there is no longer land available in the city to build horizontal buildings, leaving the construction of vertical buildings as the only alternative. Likewise, in order to construct buildings of such dimensions, as part of the criteria for structural design, the incidence of seismic loads is evaluated as the main axis of the structure. On the other hand, based on the results achieved in this research, simulated and controlled tests of virtual wind tunnels were carried out on the proposed models of the type buildings, using the CFD analysis function of the Robot Structural software, which allows simulating very close to the real environmental conditions and the results are quite accurate. Likewise, the design of the buildings also took into account the guidelines of the American code ASCE 7/16, which is used in the USA for the design of tall buildings in areas affected by hurricanes of great intensity and destructive capacity.