Ação e efeitos do vento em edifícios altos de concreto armado Parte I: Resposta Estática

Transcrição

1 Ação e efeitos do vento em edifícios altos de concreto armado Parte I: Resposta Estática Acir Mércio Loredo-Souza Marcelo Maia Rocha Laboratório de Aerodinâmica das Construções Programa de Pós -Graduação em Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande do Sul

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5 MORRO TALUDE

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7 Deflexão do vento na direção vertical

8 Turbulência da esteira

9 Efeitos de vizinhança Efeito Venturi

10 Incidência do Vento Assimetria Estrutural TORÇÃO

11 Colapso de edifício em construção com estrutura de aço Toronto, Canada

12 Ed. Meyer-Kiser Miami, E.U.A.

13 Edifício John Hancock, Boston

14 NBR Brazilian Wind Code / 1988 QUASI-STEADY APPROACH F = q (Ce Ci) A q = 0.613V 2 k V k = V o S 1 S 2 S 3 V o : basic wind speed (3s, 10m heigth, open terrain, P=0.02 annual) S 1 : topographic factor S 2 : terrain roughness, building dimensions and heigth above terrain S 3 : statistical factor

15 NBR-6123 Coeficiente de arrasto Ca para edificações paralelepipédicas em vento de baixa turbulência Fator de efeito de vizinhança: FV C na edificação com vizinhanç C na edificação isolada a FV = 1,3 (valor limite)

16 NBR-6123 A torção é calculada considerando as seguintes excentricidades, em relação ao eixo vertical geométrico: edificação sem efeitos de vizinhança: e a =0,075 a e e b =0,075 b edificações com efeito de vizinhança: e a =0,15 a e e b =0,15 b

17 NBR Brazilian Wind Code / 1988 QUASI-STEADY APPROACH F = q (Ce Ci) A q = 0.613V 2 k V k = V o S 1 S 2 S 3 V o : basic wind speed (3s, 10m heigth, open terrain, P=0.02 annual) S 1 : topographic factor S 2 : terrain roughness, building dimensions and heigth above terrain S 3 : statistical factor

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19 EXTREME WINDS IN BRAZIL Extratropical cyclones (EPS Storms) Downbursts (TS Winds) Tornadoes Hurricanes (?)

20 Furacões

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22 Temperatura crítica ~ 27ºC

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36 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 TORRES - RS 36

37 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 TORRES - RS 37

38 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 TORRES - RS 38

39 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 TORRES - RS 39

40 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 TORRES - RS 40

41 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 TORRES - RS 41

42 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 ARROIO DO SAL - RS 42

43 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 IÇARA E ARARANGUÁ - SC 43

44 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 SUL DE SANTA CATARINA 44

45 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 IÇARA - SC 45

46 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 Os números em TORRES - RS: 46

47 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de 2004 Os números em CRICIÚMA - SC: 47

48 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de

49 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de

50 Ciclone Catarina: madrugada de 28 de Março de

51 RASTRO EM NÚMEROS: 51

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53 09MAR2010

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58 10MAR2010

59 10MAR2010

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63 STORM ANITA 11MAR2010

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65 TORNADOS & MICRO- EXPLOSÕES

66 Micro-explosões

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69 Downbursts & Tornadoes Schematic of the flow fields within downbursts and tornadoes (Fujita, 1985).

70 Porto Alegre, RS 19NOV 2009 Gust Speed: 32,6m/s

71 Tramandaí, RS NOV 2009 Gust Speed: 36,8m/s

72 Tramandaí, RS NOV 2009

73 Tramandaí, RS NOV 2009

74 Tramandaí, RS NOV 2009

75 Tramandaí, RS NOV 2009

76 Tornado F1 - Tubarão, SC - 16FEV2008

77 Tornado F1 - Tubarão, SC - 16FEV2008

78 Tornado F1 - Tubarão, SC - 16FEV2008

79 Tornado de Muitos Capões (RS) - 29 de agosto de 2005 / 20:40 h, associado a passagem de uma frente fria. As áreas de instabilidades intensificaram-se no período noturno, cobrindo toda a área do município. No horário da ocorrência do fenômeno, a célula convectiva mais intensa estava sobre a área afetada. Essa frente fria também gerou chuva intensa e grande atividade de descargas atmosféricas (raio) na região de Muitos Capões. Esse tornado percorreu uma extensão de 48 km, iniciando em Capão Bonito do Sul, percorrendo toda a extensão de Muitos Capões e dissipando no município de Vacaria. O local mais afetado foi o centro da cidade de Muitos Capões, onde o rastro de destruição chegou a atingir uma largura de 290 m. Características de F2/F3.

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83 NBR Brazilian Wind Code / 1988 QUASI-STEADY APPROACH F = q (Ce Ci) A q = 0.613V 2 k V k = V o S 1 S 2 S 3 V o : basic wind speed (3s, 10m heigth, open terrain, P=0.02 annual) S 1 : topographic factor S 2 : terrain roughness, building dimensions and heigth above terrain S 3 : statistical factor

84 130x90 Honeycomb x210 Túnel de Vento Prof. Joaquim Blessmann Engine Flexible joint Ø 200 Flexible joint Simulation chamber Turntable M-IV Turntable M-III Turntable M-II Turntable M-I Ø 40 Ø 80 Ø

85 Empreendimento YUNY Leopoldo Green, São Paulo SP YUNY Incorporadora

86 Empreendimento YUNY Leopoldo Green, São Paulo SP Referência para o ângulo de incidência e área simulada no Túnel de Vento

87 Empreendimento YUNY Leopoldo Green, São Paulo SP 1. Medida de Pressões Configuração I COM Heliponto Configuração II SEM Heliponto

88 Empreendimento YUNY Leopoldo Green, São Paulo SP Exemplo de medida de pressões com transdutores elétricos

89 0º Empreendimento YUNY Leopoldo Green, São Paulo SP Comparação Carregamentos Globais

90 YUNY Leopoldo Green Diagrama de blocos para dimensionamento das fachadas

91 Incidência do Vento Assimetria Estrutural TORÇÃO

92 NBR-6123 A torção é calculada considerando as seguintes excentricidades, em relação ao eixo vertical geométrico: edificação sem efeitos de vizinhança: e a =0,075 a e e b =0,075 b edificações com efeito de vizinhança: e a =0,15 a e e b =0,15 b

93 Modelos Ensaiados Projeto Torre de Málaga Altura: 118,0 m Local: Londrina/PR Projeto: VM Garcia Eng. Contratante: GALMO Eng.

94 Análise dos Resultados Projeto Torre de Málaga

95 Modelos Ensaiados Projeto L Essence Jardins Altura: 120,1 m Local: São Paulo/SP Projeto: França & Associados Contratante: INPAR

96 Análise dos Resultados Projeto L Essence Jardins

97 Modelos Ensaiados Projeto RochaVerá Altura: 75,0 m Local: São Paulo/SP Projeto: Julio Kassoy e Mário Franco Contratante: Tishman Speyer/Método

98 Análise dos Resultados Projeto RochaVerá

99 Modelos Ensaiados Projeto SP Wellness Altura: 93,5 m Local: São Paulo/SP Projeto: Pasqua e Graziano Contratante: MATEC / TAKAOKA

100 Análise dos Resultados Projeto SP Wellness

101 Modelos Ensaiados Projeto Brascan Century Altura: 118,6 m Local: São Paulo/SP Projeto: França & Associados Contratante: Brascan

102 Análise dos Resultados Projeto Brascan Century

103 Modelos Ensaiados Projeto Cyrela Classique Altura: 72,5 m Local: São Paulo/SP Projeto: Vantec Contratante: Cyrela

104 Análise dos Resultados Projeto Cyrela Classique

105 Modelos Ensaiados Projeto Gafisa-Eldorado Altura: 142,5 m Local: São Paulo/SP Projeto: França & Associados Contratante: Gafisa

106 Análise dos Resultados Projeto Gafisa-Eldorado

107 Modelos Ensaiados Projeto e-tower Altura: 149,5 m Local: São Paulo/SP Projeto: França & Associados Contratante: Tecnum / Munir Abud

108 Análise dos Resultados Projeto e-tower

109 Modelos Ensaiados Projeto Mandarim Altura: 63,5 m Local: Rio de Janeiro/SP Projeto: SOMA Eng. Consultoria: Anibal Knijnik Contratante: Option

110 Análise dos Resultados Projeto Mandarim

111 Modelos Ensaiados Projeto Sundeck Altura: 56,5 m Local: Rio de Janeiro/SP Projeto: SOMA Eng. Contratante: Gafisa

112 Análise dos Resultados Projeto Sundeck

113 Modelos Ensaiados Projeto Sunset Altura: 93,3 m Local: Novo Hamburgo/RS Projeto: AXIAL Eng. Contratante: Mosmann

114 Análise dos Resultados Projeto Sunset

115 Modelos Ensaiados Projeto Estrela do Atlântico Altura: 130,24 m Local: Natal/RN Projeto: ACGM Eng. Contratante: J.P.G Natal

116 Análise dos Resultados Projeto Estrela do Atlântico

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119 Principais Constatações Para os modelos isolados as excentricidades obtidas experimentalmente (túnel de vento) foram superiores às indicadas pela NBR-6123; Recomenda-se a adoção de um valor único de excentricidade para a NBR-6123: e a /a = 0,15; adequado para edificações com secção transversal retangular as forças de arrasto indicadas pela NBR devem ser majoradas pelo fator de vizinhança (FV) A curva dos coeficientes de arrasto indicada na NBR-6123 deve ser revista; Formas distintas de secção transversal devem ser testadas em túnel de vento.

120 Efeitos de vizinhança Efeito Venturi

121 Edifício Mandarim, Rio de Janeiro - RJ Configurações testadas Vento Vento Vento Configuração I Configuração II Configuração III

122 Edifício Mandarim, Rio de Janeiro - RJ Coeficientes de força na direção X

123 Edifício Mandarim, Rio de Janeiro - RJ Análise dos Resultados

124 Edifício Mandarim, Rio de Janeiro - RJ

125 MULTIPLAN Barra Shopping Sul / Porto Alegre

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129 NBR Brazilian Wind Code OLD F = q C A NEW P = q C F V q = 0.613V k 2 C = Aerod Coeff F V = Vicinity Factor ( 1.3) V k = V o S 1 S 2 S 3 V o : basic wind speed (3s, 10m heigth, open terrain, 50year) S 1 : topographic factor S 2 : terrain roughness, building dimensions and heigth above terrain S 3 : statistical factor

130 DEVICE FOR DYNAMIC TESTS OF TALL BUILDING MODELS

131 Deslocamento horizontal normalizado - desvio padrão ( σ x / B ) Deslocamento horizontal normalizado - desvio padrão ( σ y / D ) Ângulo de torção - desvio padrão [ ] DYNAMIC TESTS - CAARC BUILDING Wind on Larger Face 0,180 0,165 0,150 Modelo BD3GDL Thepmongkorn STICK (1999) Thepmongkorn BHA (1999) Xu (1991) Kwok (1988) Melbourne (1980) Modelo Pressões 0,180 0,165 0,150 Modelo BD3GDL Thepmongkorn STICK (1999) Thepmongkorn BHA (1999) Xu (1991) Kwok (1988) Melbourne (1980) Modelo Pressões 2,500 2,000 Modelo BD3GDL Tang e Kwok (2003) Modelo Pressões 0,135 0,135 0,120 0,105 0,120 0,105 1,500 0,090 0,090 0,075 0,060 0,075 0,060 1,000 0,045 0,030 0,045 0,030 0,500 0,015 0,015 0, Velocidade Reduzida [ V H /( f X B )] 0, Velocidade Reduzida [ V H /( f y B )] 0, Velocidade Reduzida [ V H /( f Z B )] WIND

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