1. Introdução. Palavras-chave: V17, dinâmica, vento, vento sintético

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1 Palavras-chave: V17, dinâmica, vento, vento sintético 1. Introdução Segundo a norma brasileira ABNT NBR 6123:1988 Forças Devidas ao Vento em Edificações, no vento natural existem rajadas, as quais são caracterizadas por flutuações do módulo e da orientação da velocidade instantânea do ar em torno da velocidade mé dia. Tais flutuações da velocidade podem induzir oscilações importantes na direção da velocidade média em estruturas muito flexíveis, especialmente em edificações altas e esbeltas. Essas oscilações são designadas como resposta flutuante da estrutura à carga de vento. Nesta terceira parte do conjunto de textos sobre os recursos de análise dinâmica presentes no sistema CAD/TQS serão abordadas as ferramentas de análise dos efeitos dinâmicos devidos ao carregamento de vento. Conforme exposto na Parte 1 ( -cadtqs--parte-1--introducao ), atualmente o sistema conta com duas ferramentas para análise da resposta flutuante : 1. Vento Dinâmico (ABNT NBR 6123:1988): verificação dos limites de acelerações do edifício para conforto perante a ação do vento, seguindo a metodologia de cálculo da Seção 9 "Efeitos dinâmicos devidos à turbulência atmosférica" da ABNT NBR 6123:1988; 2. Vento Sintético: avaliação dos efeitos dinâmicos do vento no edifício com base no Método do Vento Sintético criado pelo Prof. Dr. Mário Franco e adaptado pelo Eng. 1 / 13

2 Dr. Sérgio Pinheiro Medeiros. Esta análise é feita apenas no modelo de pórtico espacial. Como estas análises dependem dos modos de vibração da estrutura, é importante verificá-los e validá-los antes de validar os resultados da análise dos efeitos dinâmicos do vento. São apresentados aqui os dados de entrada para cada uma das análises e a visualização dos resultados. 2. Vento Dinâmico (ABNT NBR 6123:1988) Desde a versão 14, o sistema CAD/TQS possui o cálculo de acelerações induzidas por vento segundo o processo presente n a Seção 9 Efeitos Dinâmicos Devidos à Turbulência Atmosférica da norma ABNT NBR 6123:1988, o que permite a verificação do conforto humano em edificações perante rajadas de vento. Esse recurso é executado durante o Processamento Global do edifício e é habilitado quando s e ativa a análise dinâmica no pórtico, através de Dados do edifício > > Modelo >> Análise dinâmica. (Fig.1) 2 / 13

3 Figura Os edição fatores (Fig.2) dados de S1, 1: necessários Ativação Dados S2 e S3 do e da edifício. os para análise coeficientes calibrar Na dinâmica seção essa de Vento, arrasto análise do pórtico são para ao definidos edifício cada espacial sentido estão os dados presentes de de incidência velocidade na aba do vento. Cargas básica, da 3 / 13

4 Figura Na de vibração amortecimento. seção 2: Adicionais, Dados a serem de (Fig.3) utilizados entrada deve-se para acessar na análise, carregamento a subseção os fatores de Vibrações de vento conversão para definir força o número em massa de modos e a taxa Figura amortecimento Conforme todos interrogação perturbação os 3: modos Dados destacado e ao lado estrutura vibração entrada do na campo Fig.3, e nesse suas de o da valor modos respectivas taxa tipo de de de taxa análise amortecimento, vibração, de taxas amortecimento dinâmica de massa amortecimento. encontra-se de da vento. definida estrutura Clicando-se uma (Fig.4) aqui e tabela taxa é válido no de ponto tipos para de 4 / 13

5 Figura Após presentados noresumo Comportamento, o 4: Processamento Tipos de perturbação Global, os e resultados estruturas de e acelerações respectivas nas taxas direções de amortecimento Conforto.(Fig.5) em Estrutural, perante em em uma a ação na Serviço tabela seção do vento para ELScada sentido do vento globais X e Y são a 5 / 13

6 Figura Resumo De uma incômoda, respectivamente: acordo classificação 5: Estrutural Visualização com muito a incômoda aceleração referente dos e a resultados calculada intolerável. níveis de para percepção As de acelerações conforto cada sentido humana: perante limites de imperceptível, vento ação entre aplicado dinâmica esses perceptível, níveis no do edifício, vento são, é no feita,, e, onde vibrações é a aceleração originadas gravidade. pelo vento Na encontrado Fig.6 é apresentado em Bachmann o diagrama et al. (1995). de percepção humana a 6 / 13

7 Figura 6: Percepção humana a vibrações originadas pelo vento (BACHMANN et al, 1995) 3. Vento Sintético A partir da versão 17 do CAD/TQS (Pacote Pleno), é possível realizar a avaliação dos efeitos dinâmicos do vento tendo como base o Método do Vento Sintético criado por Franco (1993). Este método pressupõe a divisão do carregamento de vento na direção do fluxo em uma parcela flutuante e uma média, esta aplicada estaticamente à estrutura. A parcela flutuante, por sua vez, é dividida em uma série de 11 componentes harmônicos de fases aleatórias, com um deles de frequência ressonante com a estrutura. Esse recurso está acoplado ao visualizador de análise dinâmica de pórtico espacial. Uma vez dentro desse visualizador, deve-se acessar Timehistory >> Fazer análise no tempo (Fig. 7). 7 / 13

8 Figura análise Os definidos history (Análise, conforme dados 7: dinâmica de na Acesso de indicado respostas aba entrada Vento à na análise para no Fig. tempo) geração 8. pelo Método dos harmônicos do Vento pelo Sintético Método dentro do Vento do visualizador Sintético da janela sãode Time- Figura Então : 3. Velocidade Duração Ponderador se definem: Aba Vento básica rajada rajada para do em vento s: entrada se definido em m/s; de dados 0 (zero) para será o adotado Método o do valor Vento de Sintético 600s (10 minutos); ; 4. Correlação das velocidades na lateral: linear ou exponencial; 5. Resultado característico em função: deslocamento ou esforços. Figura vento; Definir Seleção Nó Grau 9: ou Dados de barra centro liberdade: de caso para vento rajada: determinação 0 vento; Direção deve-se do selecionar vento, característico; 1 um Direção nó da X, estrutura 2 Direção como Y. centro da rajada de Figura Para deseja,então,selecionar facilitar lançar 10: o Dados nó a o seleção centro através de rajada de do rajada nó comando de centro através vento Definir da do rajada, comando centro pode-se: Pisos, rajada isolar ativar (Fig. o 11). pavimento a numeração no qual dos nós se e 8 / 13

9 Figura É nova (9). todos combinados harmônicos Após Calcular possível Para rajada. a 11: definição cada (Fig. lançar Definição apenas Em rajada 12). seguida, dos mais para dados serão 1 do de com centro a devem-se uma mesma computados harmônicos entrada rajada, rajada. rajada definir clicando-se para 11 da Ou isolando harmônicos, rajada o dados Método seja, no 2. não da o botão do piso nova haverá os Vento quais Adicionar rajada combinação Sintético, serão relativos para clica-se automática criação aos passos no de botão uma de (6) a Figura Assim, harmônicos. osna Combinações explicados (http://www.tqs.com.br/suporte-e-servicos/biblioteca-digital-tqs/55-dinamica/296-analise-dinami ). ca-no-cadtqs--parte-2--time-history aba serão Excitações 12: Comando calculados Na Parte (Fig. aba 2(Fig. Carregamentos 15). para (Fig. Os 14). 11 cálculo 13). comandos A harmônicos combinação Os períodos são apresentados harmônicos visualizadas e e as carregamentos harmônicos fases nessas pelo dos cargas Método harmônicos é abas visualizada atuantes lançadas foram do Vento em são previamente para cada visualizad aba Sintético cada um dos um dos 9 / 13

10 Figura 13: Visualização dos carregamentos dos harmônicos 10 / 13

11 Figura 14: Visualização dos períodos e fases dos harmônicos Figura 15: Visualização da combinação dos harmônicos Antes Sintético adequadas Parte-se velocidades Método excitação É trocar necessidade abordados apresentado o tipo em na e na Vento intervalo aba e partir seguida de deslocamentos Parte aba um diagrama executar Resultados, Sintético para Amortecimento. 2. para a tempo análise (deslocamento, o a (Fig. cálculo aba junto no deve-se para 14). Resultados, domínio ao novamente. análise Devem efeitos nó, verificar conforme velocidade. ser dos tempo, Então, onde Os se definidos: carregamentos comandos as apresentado é clica-se devidos e feita taxas aceleração) nó a de análise em aos dessa amortecimentos gerados Calcular. na interesse, carregamentos e Fig. das aba a direção 14. acelereções, também pelo combinação Pode-se Método (X, modais gerados foram Y e ainda Z) estão ousem Vento pelo 11 / 13

12 Figura 16: Visualização dos resultados Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT, NBR 6123:1988 Forças Devido ao Vento em Edificações, ABNT, Rio de Janeiro, BACHMANN, H. et al. Vibration Problems in Structures: Practical Guidelines. Basel: Birkha user, 1995, 234p. BRASIL, R. M. L. R. F., SILVA, M. A., Introdução à Dinâmica das Estruturas, Blucher, São Paulo, 2013, 268p. FRANCO, M., Direct Along-Wind Dynamic Analysis of Tall Structures, Boletim Técnico da Escola Politécnica da Universidade de S 12 / 13

13 ão Paulo BT/PEF/9303, São Paulo, FRANCO, M., MEDEIROS, S. R. P., O Método do Vento Sintético Novas Considerações, TQSNews, V. 33, p , São Paulo, / 13

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