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Prof Me Nicolas Jorge Vianna Jundiaí SP 2023 CENTRO UNIVERSITÁRIO PADRE ANCHIETA FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL AÇÃO DO VENTO NAS ESTRURUAS ESTRUTURAS METÁLICAS E DE MADEIRAS REVISÃO AULA 02 Conceito de ações e segurança nas estruturas Método dos EstadosLimite Carregamentos ESTRUTURA DA AULA Ação do vento e justificativa Forças estáticas devido ao vento Coeficiente de pressão externo Coeficiente de pressão interno Exercício em aula ABNT NBR 6123 1988 ABNT NBR 6123 2023 ESCOPO Condições para consideração das forças devidas às ações estática e dinâmica do vento para efeitos de projeto de edificações em sentido amplo abrangendo edifícios torres chaminés ginásios pontes e outras obras de engenharia civil e incluindo a estrutura como um todo ou em partes componentes estruturais e acessórios ABNT NBR 6123 1988 VENTO DEFINIÇÃO Definese como sendo o movimento das massas de ar causadas por condições de pressão e temperatura na atmosfera Assim o vento é resultado da diferença de temperatura e pressão mecanismos de ventilação Considerase o vento como um fluido o qual depende necessariamente de aspectos aerodinâmicos forma e meteorológicos local tipo de terreno altura e ocupação da edificação e rugosidade do terreno EXEMPLO DE APLICAÇÃO Figura 1 Ação do vento no pórtico Fonte W Pfeil e M Pfeil 2021 Não se dispensa a análise do vento em galpões ISOPLETAS DE VELOCIDADE BÁSICA DO VENTO A velocidade básica do vento 𝑉0 é mensurada geralmente em estações meteorológicas e aeroportos Velocidade básica do vento referente à velocidade de uma rajada de 3 s com probabilidade de 63 de ser excedida em média uma vez em 50 anos Padronização Anemômetros ou anemógrafos 10 m acima do terreno Terrenos planos em campo sem obstrução Figura 2 Isopletas de velocidade básica do vento Fonte ABNT NBR 6123 1988 PROPOSTA DE ISOPLETAS DE VELOCIDADE BÁSICA DO VENTO Figura 3 Proposta de isopleta de velocidade básica Fonte Vallis 2019 Considerações dos aspectos particulares da edificação Topografia do local Rugosidade do terreno Dimensões da edificação Ocupação da edificação e riscos à vida humana VELOCIDADE CARACTERÍSTICA DO VENTO 𝑽𝒌 Fator 𝑺𝟐 Fator 𝑺𝟏 Fator 𝑺𝟑 FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟏 O fator topográfico 𝑆1 leva em conta as variações do relevo do terreno devendo admitir os seguintes valores 1 Para terreno plano e francamente acidentado adotar 𝑆1 10 2 Para vales profundos protegidos de ventos de qualquer direção adotar 𝑆1 09 3 Para taludes e morros alongados considerar No ponto A morros e nos pontos A e C taludes adotar 𝑆1 10 No ponto B 𝑆1 é uma função 𝑆1𝑧 Entre A e B e entre B e C o fator 𝑆1 é obtido por interpolação linear FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟏 Para 𝜃 3 𝑆1 𝑧 10 Para 6 𝜃 17 𝑆1 𝑧 10 25 25 𝑧 𝑑 𝑡𝑔𝜃 3 10 Para 𝜃 45 𝑆1 𝑧 10 25 25 𝑧 𝑑 031 10 Onde 𝑧 altura medida a partir da superfície do terreno no ponto considerado 𝑑 diferença de nível entre a base e o topo do talude ou morro 𝜃 Inclinação média do talude ou encosta do morro Notas Para 3 𝜃 6 e 17 𝜃 45 interpolar linearmente FATOR 𝑺𝟐 Fator que considera a rugosidade do terreno presença de obstáculos a variação da velocidade do vento com a altura acima do terreno e das dimensões da edificação ou parte da edificação em consideração Fator 𝑺𝟐 𝑆2 𝑏 𝐹𝑟 Τ 𝑧 10𝑝 Onde 𝑏 é o parâmetro de correção da classe da edificação 𝐹𝑟 é o fator de rajada correspondente à Categoria II Apesar das medições terem sido efetuadas em um terreno classificado na Categoria II permitese aplicálo para as demais categorias 𝑝 referese ao parâmetro meteorológico Observação Devese calcular um coeficiente 𝑆2 para cada direção de vento 0 e 90 Categoria 𝒛𝒈 m Parâmetro Classes A B C I 250 𝑏 1100 1110 1120 𝑝 0060 0065 0070 II 300 𝑏 1000 1000 1000 𝐹𝑟 1000 0980 0950 𝑝 0085 0090 0100 III 350 𝑏 0940 0940 0930 𝑝 0100 0105 0115 IV 420 𝑏 0860 0850 0840 𝑝 0120 0125 0135 V 500 𝑏 0740 0730 0710 𝑝 0150 0160 0175 RUGOSIDADE DO TERRENO Rugosidade do terreno Categoria I Superfícies lisas de grandes dimensões com mais de 5 km de extensão medida na direção e sentido do vento incidente Exemplo Mar calmo rios e lagos e pântanos sem vegetação Categoria II Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível com poucos obstáculos isolados tais como árvores e edificações baixas A cota média do topo dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 10 m Exemplo zonas costeiras planas pântanos com vegetação rala campos de aviação pradarias e charnecas fazendas sem sebes ou muros Categoria III Terrenos planos ou ondulados com obstáculos tais como sebes e muros poucos quebraventos de árvores edificações baixas e esparsas A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 30 m Exemplo granjas e casas de campo exceto as partes com matos fazendas com sebes eou muros subúrbios a considerável distância do centro com casas baixas e esparsas Categoria IV Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados em zona florestal industrial ou urbanizada A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m Observação Esta categoria também inclui zonas com obstáculos maiores e que ainda não possam ser consideradas na Categoria V Exemplo zonas de parques e bosques com muitas árvores cidades pequenas e seus arredores subúrbios densamente construídos de grandes cidades áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas Categoria V Terrenos cobertos por obstáculos numerosos grandes altos e pouco espaçados A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25 m Exemplo florestas com árvores altas de copas isoladas centros de grandes cidades complexos industriais bem desenvolvidos CLASSE DA EDIFICAÇÃO Dimensões da edificação Classe A Todas as unidades de vedação seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m Classe B Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 e 50 m Classe C Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 m FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟑 Tabela 1 Valores mínimos do fator estatístico 𝑆3 Fonte ABNT NBR 6123 1988 Grupo Descrição 𝑺𝟑 1 Edificações cuja ruína total ou parcial pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a pessoas após uma tempestade destrutiva hospitais quartéis de bombeiros e de forças de segurança centrais de comunicação etc 110 2 Edificações para hotéis e residências Edificações para comércio e indústria com alto fator de ocupação 100 3 Edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação depósitos silos construções rurais etc 095 4 Vedações telhas vidros painéis de vedação etc 088 5 Edificações temporárias Estruturas dos grupos 1 a 3 durante a construção 083 Fator estatístico que considera o tipo de edificação os riscos à vida humana grau de segurança requerido e a vida útil da edificação FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟑 PROJETO DE REVISÃO Tabela 2 Valores mínimos do fator estatístico 𝑆3 Fonte ABNT NBR 6123 2023 Consulta Nacional sem valor normativo VELOCIDADE CARACTERÍSTICA 𝑉𝑘 PRESSÃO DE OBSTRUÇÃO 𝑞 𝑞 0613 𝑉𝑘 2 Onde 𝑞 pressão dinâmica do vento Nm² 𝑉𝑘 velocidade característica ms 𝑉𝑘 𝑉0 𝑆1 𝑆2 𝑆3 Onde 𝑉𝑘 Velocidade característica do vento ms 𝑉0 Velocidade básica do vento ms S1 Fator topográfico S2 Rugosidade e dimensões da edificação S3 Fator estatístico PRESSÃO DE OBSTRUÇÃO TEOREMA DE BERNOULLI O Teorema de Bernoulli é aplicado à fluidos incompressíveis e em regime permanente sendo expresso pela seguinte equação 1 2 𝜌 𝑉2 𝑃 𝜌 𝑔 𝑧 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Onde 𝜌 massa específica do fluido no contexto desta disciplina referese ao ar 𝑉 velocidade do fluido na seção de análise 𝑃 Pressão 𝑔 aceleração gravitacional 𝑧 Altura na direção da gravidade desde uma cota de referência Assumindo que os Pontos 1 e 2 estejam atuando na mesma altura temse 𝑃1 𝑃2 1 2 𝜌 𝑉1 2 𝑃1 𝑃2 𝑃2 𝑃1 𝑃 𝜌 𝑉1 2 2 𝑃 12253 𝑉𝑘 2 2 𝑞 Τ N m ² 0613 𝑉𝑘 2 𝜌𝑎𝑟 12253 kgm³ 1 atm e 15ºC AÇÃO ESTÁTICA DEVIDO AO VENTO COEFICIENTES DE FORMA COEFICIENTES DE FORÇA COEFICIENTES DE FORMA Item 422 ABNT NBR 6123 1988 COEFICIENTE DE PRESSÃO Igualando os Pontos 1 e 3 temse 1 2 𝜌 𝑉1 2 𝑃1 1 2 𝜌 𝑉3 2 𝑃3 𝑃3 𝑃1 𝑃 1 2 𝜌 𝑉1 2 1 2 𝜌 𝑉3 2 𝑃 1 2 𝜌 𝑉𝑘 2 1 𝑉3 2 𝑉𝑘 2 𝒒 Coeficiente de pressão COEFICIENTE DE PRESSÃO EXTERNO Figura 4 Pressão externa atuando na edificação sendo a considerando a variação da velocidade em cada ponto e b processo simplificado apresentado pela NBR 61231988 𝐹𝑒 𝑞 න 𝐴 𝐶𝑒𝑝 𝑑𝐴 Visto a variação da velocidade no contorno do sólido simplificase a determinação da pressão externa por meio de uma integral usando valores uniformes distribuídos em faixas A NBR 61231988 prescreve para fins de dimensionamento valores médios do Cpe os quais passam a ser chamados de Coeficientes de forma Ce permitindo simplificar o dimensionamento COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS EDIFICAÇÕES DE PLANTA RETANGULAR COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS NOTAS APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA TELHADOS MÚLTIPLOS SIMÉTRICOS TELHADOS MÚLTIPLOS ASSIMÉTRICOS APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA COBERTURAS ISOLADAS EM UMA ÁGUA COBERTURAS ISOLADAS EM DUAS ÁGUAS APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA TELHADOS EM ARCO APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA TELHADOS MÚLTIPLOS ASSIMÉTRICOS COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS TELHADOS COM DUAS ÁGUAS COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS NOTAS ZONAS DE ALTA SUCÇÃO Figura 5 Formação de vórtices na a base e b cobertura O 𝐶𝑝𝑒𝑚é𝑑𝑖𝑜 representa a zona de alta sucção nas arestas da edificação A sua aplicação visa determinar em determinadas situações os coeficientes externos para dimensionar os elementos de ligação e da estrutura secundária por exemplo terças e longarinas Elementos impermeáveis lajes e cortinas de concreto armado protendido paredes de alvenaria pedra tijolos blocos de concreto e afins sem portas janelas ou quaisquer outras aberturas A permeabilidade devese à presença de aberturas tais como juntas entre painéis de vedação e entre telhas frestas em portas e janelas ventilações em telhas e telhados vãos abertos de portas e janelas chaminés lanternins e etc Permeabilidade COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNA Se a edificação for totalmente impermeável ao ar a pressão no seu interior será invariável no tempo e independente da velocidade da corrente de ar externa ABNT NBR 6123 1988 Tolerase um índice de permeabilidade entre 001 005 considerando todas as janelas e portas fechadas COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 a Duas faces opostas igualmente permeáveis as outras faces impermeáveis Vento perpendicular a uma face permeável 𝐶𝑝𝑖 02 Vento perpendicular a uma face impermeável 𝐶𝑝𝑖 03 b Quatro faces igualmente permeáveis 𝐶𝑝𝑖 03 ou 𝐶𝑝𝑖 00 considerar o valor mais nocivo OBSERVAÇÃO SEMPRE CONSIDERAR PELO MENOS O ITEM A OU B AINDA QUE A EDIFICAÇÃO NÃO SE ENQUADRE PRECISAMENTE EM NENHUM DESSES ITENS COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 c Abertura dominante em uma face as outras faces de igual permeabilidade determinar os valores de 𝐶𝑝𝑖 para ventos a 0º e 90º c1 Abertura dominante na face de barlavento Proporção entre a área de todas as aberturas na face de barlavento e a área total das aberturas em todas as faces Observação Para essa situação devese abrir as áreas de entrada de vento e fechar as áreas de saída de vento o máximo possível Se 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 1000 há abertura dominante Portanto calculase o 𝐶𝑝𝑖 Se 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 1000 não há abertura dominante Portanto 𝐶𝑝𝑖 000 COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 c22 Abertura dominante na face de sotavento ou paralela ao vento Para essa situação devese o máximo possível abrir as áreas de saída de vento e fechar as áreas de entrada de vento Se 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 1000 há abertura dominante 𝐶𝑝𝑖 corresponde ao valor da média dos 𝐶𝑝𝑒 da face de análise Se 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 1000 não há abertura dominante Portanto 𝐶𝑝𝑖 000 c221 Abertura dominante na face paralela Verificar se existe possibilidade de ocorrer abertura dominante na região oposta ao local de incidência do vento Devese abrir o máximo de áreas na face oposta sotavento e fechar o máximo de áreas nas laterais c222 Abertura dominante na face paralela Verificar se existe possibilidade de ocorrer abertura dominante na região oposta ao local de incidência do vento Devese abrir o máximo de áreas nas laterais e fechar o máximo de áreas na face oposta sotavento COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 d Abertura dominante situada em zona de alta sucção externa Proporção entre a área da abertura dominante ou área das aberturas situadas nesta zona e a área total das outras aberturas situadas em todas as faces submetidas a sucções externas DETERMINAÇÃO DA CARGA DISTRIBUÍDA LINEARMENTE NO PÓRTICO As combinações mais desfavoráveis devem sequencialmente ser adotadas para determinar a carga distribuída linearmente no pórtico F Τ N m 𝐶𝑒 𝐶𝑖 𝑞 𝐿𝑖𝑛𝑓𝑙𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 EFEITO VIZINHANÇA Influência de edificações situadas nas vizinhanças daquela em estudo sendo a Deflexão do vento na direção vertical b Turbulência de esteira c Efeito Venturi METODOLOGIAS Figura 6 Ensaio de túnel de vento Fonte AECWeb 2016 Disponível em httpswwwaecwebcombrrevistamateriasensaioemtuneldeventogeradadosnao contempladospelanormadaabnt13604 Acesso 03 set 2023 Figura 7 Exemplo dos esforços atuando na estrutura simulação numérica no software ANSYS Fonte Negri 2017 EXERCÍCIO EM AULA Determinar a ação variável devida ao vento atuando nos pórticos da edificação abaixo Notas 1 Espaçamento entre pórticos de 5 m 2 Janelas móveis 3 Área de iluminação 2 m x 20 m 40 m² 4 Área de ventilação 17 m x 12 m 2040 m² 5 P1 e P2 portões com área igual a 30 m²
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
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Prof Me Nicolas Jorge Vianna Jundiaí SP 2023 CENTRO UNIVERSITÁRIO PADRE ANCHIETA FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL AÇÃO DO VENTO NAS ESTRURUAS ESTRUTURAS METÁLICAS E DE MADEIRAS REVISÃO AULA 02 Conceito de ações e segurança nas estruturas Método dos EstadosLimite Carregamentos ESTRUTURA DA AULA Ação do vento e justificativa Forças estáticas devido ao vento Coeficiente de pressão externo Coeficiente de pressão interno Exercício em aula ABNT NBR 6123 1988 ABNT NBR 6123 2023 ESCOPO Condições para consideração das forças devidas às ações estática e dinâmica do vento para efeitos de projeto de edificações em sentido amplo abrangendo edifícios torres chaminés ginásios pontes e outras obras de engenharia civil e incluindo a estrutura como um todo ou em partes componentes estruturais e acessórios ABNT NBR 6123 1988 VENTO DEFINIÇÃO Definese como sendo o movimento das massas de ar causadas por condições de pressão e temperatura na atmosfera Assim o vento é resultado da diferença de temperatura e pressão mecanismos de ventilação Considerase o vento como um fluido o qual depende necessariamente de aspectos aerodinâmicos forma e meteorológicos local tipo de terreno altura e ocupação da edificação e rugosidade do terreno EXEMPLO DE APLICAÇÃO Figura 1 Ação do vento no pórtico Fonte W Pfeil e M Pfeil 2021 Não se dispensa a análise do vento em galpões ISOPLETAS DE VELOCIDADE BÁSICA DO VENTO A velocidade básica do vento 𝑉0 é mensurada geralmente em estações meteorológicas e aeroportos Velocidade básica do vento referente à velocidade de uma rajada de 3 s com probabilidade de 63 de ser excedida em média uma vez em 50 anos Padronização Anemômetros ou anemógrafos 10 m acima do terreno Terrenos planos em campo sem obstrução Figura 2 Isopletas de velocidade básica do vento Fonte ABNT NBR 6123 1988 PROPOSTA DE ISOPLETAS DE VELOCIDADE BÁSICA DO VENTO Figura 3 Proposta de isopleta de velocidade básica Fonte Vallis 2019 Considerações dos aspectos particulares da edificação Topografia do local Rugosidade do terreno Dimensões da edificação Ocupação da edificação e riscos à vida humana VELOCIDADE CARACTERÍSTICA DO VENTO 𝑽𝒌 Fator 𝑺𝟐 Fator 𝑺𝟏 Fator 𝑺𝟑 FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟏 O fator topográfico 𝑆1 leva em conta as variações do relevo do terreno devendo admitir os seguintes valores 1 Para terreno plano e francamente acidentado adotar 𝑆1 10 2 Para vales profundos protegidos de ventos de qualquer direção adotar 𝑆1 09 3 Para taludes e morros alongados considerar No ponto A morros e nos pontos A e C taludes adotar 𝑆1 10 No ponto B 𝑆1 é uma função 𝑆1𝑧 Entre A e B e entre B e C o fator 𝑆1 é obtido por interpolação linear FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟏 Para 𝜃 3 𝑆1 𝑧 10 Para 6 𝜃 17 𝑆1 𝑧 10 25 25 𝑧 𝑑 𝑡𝑔𝜃 3 10 Para 𝜃 45 𝑆1 𝑧 10 25 25 𝑧 𝑑 031 10 Onde 𝑧 altura medida a partir da superfície do terreno no ponto considerado 𝑑 diferença de nível entre a base e o topo do talude ou morro 𝜃 Inclinação média do talude ou encosta do morro Notas Para 3 𝜃 6 e 17 𝜃 45 interpolar linearmente FATOR 𝑺𝟐 Fator que considera a rugosidade do terreno presença de obstáculos a variação da velocidade do vento com a altura acima do terreno e das dimensões da edificação ou parte da edificação em consideração Fator 𝑺𝟐 𝑆2 𝑏 𝐹𝑟 Τ 𝑧 10𝑝 Onde 𝑏 é o parâmetro de correção da classe da edificação 𝐹𝑟 é o fator de rajada correspondente à Categoria II Apesar das medições terem sido efetuadas em um terreno classificado na Categoria II permitese aplicálo para as demais categorias 𝑝 referese ao parâmetro meteorológico Observação Devese calcular um coeficiente 𝑆2 para cada direção de vento 0 e 90 Categoria 𝒛𝒈 m Parâmetro Classes A B C I 250 𝑏 1100 1110 1120 𝑝 0060 0065 0070 II 300 𝑏 1000 1000 1000 𝐹𝑟 1000 0980 0950 𝑝 0085 0090 0100 III 350 𝑏 0940 0940 0930 𝑝 0100 0105 0115 IV 420 𝑏 0860 0850 0840 𝑝 0120 0125 0135 V 500 𝑏 0740 0730 0710 𝑝 0150 0160 0175 RUGOSIDADE DO TERRENO Rugosidade do terreno Categoria I Superfícies lisas de grandes dimensões com mais de 5 km de extensão medida na direção e sentido do vento incidente Exemplo Mar calmo rios e lagos e pântanos sem vegetação Categoria II Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível com poucos obstáculos isolados tais como árvores e edificações baixas A cota média do topo dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 10 m Exemplo zonas costeiras planas pântanos com vegetação rala campos de aviação pradarias e charnecas fazendas sem sebes ou muros Categoria III Terrenos planos ou ondulados com obstáculos tais como sebes e muros poucos quebraventos de árvores edificações baixas e esparsas A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 30 m Exemplo granjas e casas de campo exceto as partes com matos fazendas com sebes eou muros subúrbios a considerável distância do centro com casas baixas e esparsas Categoria IV Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados em zona florestal industrial ou urbanizada A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m Observação Esta categoria também inclui zonas com obstáculos maiores e que ainda não possam ser consideradas na Categoria V Exemplo zonas de parques e bosques com muitas árvores cidades pequenas e seus arredores subúrbios densamente construídos de grandes cidades áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas Categoria V Terrenos cobertos por obstáculos numerosos grandes altos e pouco espaçados A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25 m Exemplo florestas com árvores altas de copas isoladas centros de grandes cidades complexos industriais bem desenvolvidos CLASSE DA EDIFICAÇÃO Dimensões da edificação Classe A Todas as unidades de vedação seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m Classe B Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 e 50 m Classe C Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 m FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟑 Tabela 1 Valores mínimos do fator estatístico 𝑆3 Fonte ABNT NBR 6123 1988 Grupo Descrição 𝑺𝟑 1 Edificações cuja ruína total ou parcial pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a pessoas após uma tempestade destrutiva hospitais quartéis de bombeiros e de forças de segurança centrais de comunicação etc 110 2 Edificações para hotéis e residências Edificações para comércio e indústria com alto fator de ocupação 100 3 Edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação depósitos silos construções rurais etc 095 4 Vedações telhas vidros painéis de vedação etc 088 5 Edificações temporárias Estruturas dos grupos 1 a 3 durante a construção 083 Fator estatístico que considera o tipo de edificação os riscos à vida humana grau de segurança requerido e a vida útil da edificação FATOR ESTATÍSTICO 𝑺𝟑 PROJETO DE REVISÃO Tabela 2 Valores mínimos do fator estatístico 𝑆3 Fonte ABNT NBR 6123 2023 Consulta Nacional sem valor normativo VELOCIDADE CARACTERÍSTICA 𝑉𝑘 PRESSÃO DE OBSTRUÇÃO 𝑞 𝑞 0613 𝑉𝑘 2 Onde 𝑞 pressão dinâmica do vento Nm² 𝑉𝑘 velocidade característica ms 𝑉𝑘 𝑉0 𝑆1 𝑆2 𝑆3 Onde 𝑉𝑘 Velocidade característica do vento ms 𝑉0 Velocidade básica do vento ms S1 Fator topográfico S2 Rugosidade e dimensões da edificação S3 Fator estatístico PRESSÃO DE OBSTRUÇÃO TEOREMA DE BERNOULLI O Teorema de Bernoulli é aplicado à fluidos incompressíveis e em regime permanente sendo expresso pela seguinte equação 1 2 𝜌 𝑉2 𝑃 𝜌 𝑔 𝑧 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Onde 𝜌 massa específica do fluido no contexto desta disciplina referese ao ar 𝑉 velocidade do fluido na seção de análise 𝑃 Pressão 𝑔 aceleração gravitacional 𝑧 Altura na direção da gravidade desde uma cota de referência Assumindo que os Pontos 1 e 2 estejam atuando na mesma altura temse 𝑃1 𝑃2 1 2 𝜌 𝑉1 2 𝑃1 𝑃2 𝑃2 𝑃1 𝑃 𝜌 𝑉1 2 2 𝑃 12253 𝑉𝑘 2 2 𝑞 Τ N m ² 0613 𝑉𝑘 2 𝜌𝑎𝑟 12253 kgm³ 1 atm e 15ºC AÇÃO ESTÁTICA DEVIDO AO VENTO COEFICIENTES DE FORMA COEFICIENTES DE FORÇA COEFICIENTES DE FORMA Item 422 ABNT NBR 6123 1988 COEFICIENTE DE PRESSÃO Igualando os Pontos 1 e 3 temse 1 2 𝜌 𝑉1 2 𝑃1 1 2 𝜌 𝑉3 2 𝑃3 𝑃3 𝑃1 𝑃 1 2 𝜌 𝑉1 2 1 2 𝜌 𝑉3 2 𝑃 1 2 𝜌 𝑉𝑘 2 1 𝑉3 2 𝑉𝑘 2 𝒒 Coeficiente de pressão COEFICIENTE DE PRESSÃO EXTERNO Figura 4 Pressão externa atuando na edificação sendo a considerando a variação da velocidade em cada ponto e b processo simplificado apresentado pela NBR 61231988 𝐹𝑒 𝑞 න 𝐴 𝐶𝑒𝑝 𝑑𝐴 Visto a variação da velocidade no contorno do sólido simplificase a determinação da pressão externa por meio de uma integral usando valores uniformes distribuídos em faixas A NBR 61231988 prescreve para fins de dimensionamento valores médios do Cpe os quais passam a ser chamados de Coeficientes de forma Ce permitindo simplificar o dimensionamento COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS EDIFICAÇÕES DE PLANTA RETANGULAR COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS NOTAS APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA TELHADOS MÚLTIPLOS SIMÉTRICOS TELHADOS MÚLTIPLOS ASSIMÉTRICOS APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA COBERTURAS ISOLADAS EM UMA ÁGUA COBERTURAS ISOLADAS EM DUAS ÁGUAS APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA TELHADOS EM ARCO APLICAÇÕES PRECONIZADAS EM NORMA TELHADOS MÚLTIPLOS ASSIMÉTRICOS COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS TELHADOS COM DUAS ÁGUAS COEFICIENTE DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNOS NOTAS ZONAS DE ALTA SUCÇÃO Figura 5 Formação de vórtices na a base e b cobertura O 𝐶𝑝𝑒𝑚é𝑑𝑖𝑜 representa a zona de alta sucção nas arestas da edificação A sua aplicação visa determinar em determinadas situações os coeficientes externos para dimensionar os elementos de ligação e da estrutura secundária por exemplo terças e longarinas Elementos impermeáveis lajes e cortinas de concreto armado protendido paredes de alvenaria pedra tijolos blocos de concreto e afins sem portas janelas ou quaisquer outras aberturas A permeabilidade devese à presença de aberturas tais como juntas entre painéis de vedação e entre telhas frestas em portas e janelas ventilações em telhas e telhados vãos abertos de portas e janelas chaminés lanternins e etc Permeabilidade COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNA Se a edificação for totalmente impermeável ao ar a pressão no seu interior será invariável no tempo e independente da velocidade da corrente de ar externa ABNT NBR 6123 1988 Tolerase um índice de permeabilidade entre 001 005 considerando todas as janelas e portas fechadas COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 a Duas faces opostas igualmente permeáveis as outras faces impermeáveis Vento perpendicular a uma face permeável 𝐶𝑝𝑖 02 Vento perpendicular a uma face impermeável 𝐶𝑝𝑖 03 b Quatro faces igualmente permeáveis 𝐶𝑝𝑖 03 ou 𝐶𝑝𝑖 00 considerar o valor mais nocivo OBSERVAÇÃO SEMPRE CONSIDERAR PELO MENOS O ITEM A OU B AINDA QUE A EDIFICAÇÃO NÃO SE ENQUADRE PRECISAMENTE EM NENHUM DESSES ITENS COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 c Abertura dominante em uma face as outras faces de igual permeabilidade determinar os valores de 𝐶𝑝𝑖 para ventos a 0º e 90º c1 Abertura dominante na face de barlavento Proporção entre a área de todas as aberturas na face de barlavento e a área total das aberturas em todas as faces Observação Para essa situação devese abrir as áreas de entrada de vento e fechar as áreas de saída de vento o máximo possível Se 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 1000 há abertura dominante Portanto calculase o 𝐶𝑝𝑖 Se 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 1000 não há abertura dominante Portanto 𝐶𝑝𝑖 000 COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 c22 Abertura dominante na face de sotavento ou paralela ao vento Para essa situação devese o máximo possível abrir as áreas de saída de vento e fechar as áreas de entrada de vento Se 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 1000 há abertura dominante 𝐶𝑝𝑖 corresponde ao valor da média dos 𝐶𝑝𝑒 da face de análise Se 𝐴𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝐴𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 1000 não há abertura dominante Portanto 𝐶𝑝𝑖 000 c221 Abertura dominante na face paralela Verificar se existe possibilidade de ocorrer abertura dominante na região oposta ao local de incidência do vento Devese abrir o máximo de áreas na face oposta sotavento e fechar o máximo de áreas nas laterais c222 Abertura dominante na face paralela Verificar se existe possibilidade de ocorrer abertura dominante na região oposta ao local de incidência do vento Devese abrir o máximo de áreas nas laterais e fechar o máximo de áreas na face oposta sotavento COEFICIENTE DE PRESSÃO INTERNO Item 625 d Abertura dominante situada em zona de alta sucção externa Proporção entre a área da abertura dominante ou área das aberturas situadas nesta zona e a área total das outras aberturas situadas em todas as faces submetidas a sucções externas DETERMINAÇÃO DA CARGA DISTRIBUÍDA LINEARMENTE NO PÓRTICO As combinações mais desfavoráveis devem sequencialmente ser adotadas para determinar a carga distribuída linearmente no pórtico F Τ N m 𝐶𝑒 𝐶𝑖 𝑞 𝐿𝑖𝑛𝑓𝑙𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 EFEITO VIZINHANÇA Influência de edificações situadas nas vizinhanças daquela em estudo sendo a Deflexão do vento na direção vertical b Turbulência de esteira c Efeito Venturi METODOLOGIAS Figura 6 Ensaio de túnel de vento Fonte AECWeb 2016 Disponível em httpswwwaecwebcombrrevistamateriasensaioemtuneldeventogeradadosnao contempladospelanormadaabnt13604 Acesso 03 set 2023 Figura 7 Exemplo dos esforços atuando na estrutura simulação numérica no software ANSYS Fonte Negri 2017 EXERCÍCIO EM AULA Determinar a ação variável devida ao vento atuando nos pórticos da edificação abaixo Notas 1 Espaçamento entre pórticos de 5 m 2 Janelas móveis 3 Área de iluminação 2 m x 20 m 40 m² 4 Área de ventilação 17 m x 12 m 2040 m² 5 P1 e P2 portões com área igual a 30 m²