¿Cuáles son los detalles que intervienen en el diseño resistente al viento de las luminarias de mástil alto?
El diseño resistente al viento para luminarias de mástil alto implica más que simplemente seleccionar un tubo de acero más grande; abarca numerosos detalles:
1. Forma de la sección transversal del poste: Las secciones transversales circulares ofrecen el coeficiente de arrastre más bajo (0,7–1,0), seguidas de las poligonales (de 12 o 16 lados), mientras que las cuadradas presentan el más alto. Generalmente se eligen postes cónicos con secciones transversales circulares o poligonales.
2. Espesor y conicidad de la pared: El espesor de la pared disminuye gradualmente de abajo hacia arriba; el espesor en la base debe ser suficiente para soportar el momento flector máximo. La relación de conicidad suele estar entre 1:50 y 1:70.
3. Nervaduras de refuerzo: Las nervaduras de refuerzo se instalan en la conexión entre la base del poste y la brida para distribuir las concentraciones de tensión.
4. Diseño del soporte de las luminarias: Idealmente, el soporte debería utilizar una estructura de celosía para minimizar la resistencia al viento; las luminarias deberían estar dispuestas muy juntas para reducir la formación de vórtices causada por los huecos.
5. Supresión de vibraciones inducidas por vórtices: Los mástiles delgados pueden experimentar vibraciones transversales a determinadas velocidades del viento. La instalación de deflectores (aletas o quillas helicoidales) puede interrumpir la formación de vórtices.
6. Material: Se selecciona acero con una baja relación de límite elástico a resistencia a la tracción (por ejemplo, Q355B) por su resistencia superior a la fatiga.
7. Calidad de la soldadura: Las soldaduras longitudinales deben realizarse mediante soldadura automática por arco sumergido y someterse a ensayos no destructivos (UT o RT) que cumplan con un grado de calidad de Nivel II o superior.
8. Calidad de la cimentación: La cimentación debe tener el peso y la profundidad de empotramiento suficientes para evitar el vuelco.
9. Amortiguadores: Para luminarias de mástil excepcionalmente alto (>40 m), se puede instalar un amortiguador de masa sintonizado (TMD) dentro del poste para absorber la energía de vibración.
10. Pruebas en túnel de viento: Para proyectos no estándar o críticos, se deben realizar pruebas en túnel de viento utilizando modelos a escala para obtener datos precisos sobre la carga del viento.
El diseño resistente al viento debe cumplir con la norma GB 50009, Código de cargas para el diseño de estructuras de edificios, y la norma GB 50135, Código para el diseño de estructuras de gran altura. El diseño final debe estar firmado y sellado por un ingeniero estructural registrado.
