17/06/ Contraventamento. Prof. Gavassoni. Prof. Gavassoni. 9.1 Introdução Contraventamento

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1 9. Contraventamento 9.1 Introdução Contraventamento 1

2 9.1 Introdução Contraventamento - Deslocamentos 9.1 Introdução Contraventamento Esforço normal nas diagonais 2

3 9.1 Introdução Contraventamento - Deslocamentos Ementa 1. Introdução 2. Cargas de Vento 3. Tipos de Contraventamento 4. Modelo Estrutural 3

4 De onde vem a carga (energia) do vento? Energia Cinética - K K = 1 mv

5 Pressão do Vento (q_ é propocional ao quadrado da velocidade (v) e massa específica do ar (ρ). ( 1 q= ρc 2 A v 2 c A é o coeficiente de arrasto arraste, ângulo de ataque do vento, forma do objeto, etc... Velocidade característica do vento v k =v 0s1s2s3 v 0 velocidade básica do vento S 1 Fator topográfico S 2 Fator rugosidade do terreno S 3 Fator estatístico 5

6 Velocidade básica do vento média da região (m/s) NBR 6123:1988 Rajada de 3 s Tr de 50 anos 10 m acima do nível do terreno Campo aberto e plano Fator S 1 Topografia : 1 terrenos planos, fracamente acidentados Topografia : 0,9 vales abrigados 6

7 Fator S 2 - rugosidade 5 Categorias de rugosidade I Superfícies lisas II Terrenos abertos com poucos obstáculos III Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, como sebes e muros; IV Terrenos cobertos com obstáculos numerosos e pouco espaçados; V Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçosos Fator S 2 - rugosidade 3 Classes de tamanho englobar toda estrutura A Edificações menores que 20 m B Edificações com dimensões entre 20 m e 50 m C Edificações com dimensões maiores que 50 m 7

8 Fator S 2 - rugosidade Chamberlain, Fator S 2 - rugosidade Chamberlain,

9 Fator S 3 - Estatístico Ex Força do Vento: Coeficiente de pressão, forma ou arrasto: F = caqa c A = c pe c pi Parede Chamberlain,2015 C p externo C p interno 9

10 Força do Vento: Perpendicular à supefície Chamberlain,2015 Coeficientes Externos (negativo é sucção e positivo é sobrepressão) Paredes de edificações retangulares: Chamberlain,

11 Coeficientes Externos (negativo é sucção e positivo é sobrepressão) Paredes de edificações retangulares: Chamberlain,2015 Coeficientes Externos (negativo é sucção e positivo é sobrepressão) Telhados de 2 águas simétricos de edificações retangulares Chamberlain,

12 Coeficientes Externos (negativo é sucção e positivo é sobrepressão) Telhados de 2 águas simétricos de edificações retangulares Chamberlain,2015 Coeficientes Externos (negativo é sucção e positivo é sobrepressão) Telhados de 2 águas simétricos de edificações retangulares Chamberlain,

13 Força do Vento: coeficiente de pressão interno Depende se às áreas são permeáveis ou impermeáveis ao vento variação da pressão interna Impermeáveis: lajes e cortinas de concreto armado ou protendido, paredes de alvenaria, de pedra, tijolos, de blocos de concreto e afins, sem portas, janelas ou quaisquer outras aberturas. Permeáveis: Os demais elementos construtivos são considerados permeáveis. A permeabilidade deve-se à presença de aberturas tais como: juntas entre painéis de vedação e entre telhas, frestas em portas e janelas, ventilações em telha e telhados, vão abertos de portas e janelas, chaminés, lanternins, etc. Força do Vento: coeficiente de pressão interno Índice de permeabilidade: Área das aberturas/ Área total Em geral entre 0,01 e 0,05% Para aplicação da avaliação da norma no máximo deve ser de 30% para uma água ou parede, exceção no caso de abertura dominante Abertura dominante: uma abertura com área maior ou igual à área das demais aberturas juntas (de toda a superfície da estrutura) exemplo vidro rompido por pressão do vento ou por objetos lançados em ventania. 13

14 Força do Vento: coeficiente de pressão interno Duas faces permeáveis opostas e iguais, as outras faces impermeáveis: -0,3qA 0,2qA 0,2qA -0,3qA Força do Vento: coeficiente de pressão interno Quatro faces igualmente permeáveis C pi =0 O pior caso! C pi pi =-0,3 14

15 Força do Vento: coeficiente de pressão interno Abertura dominante numa face, outras de igual permeabilidade Abertura dominante na face de barlavento: P=A total de aberturas em barlavento/ A total de todas as superfícies P=1 c pi =+0,1; P=1,5 c pi =+0,3; P=2 c pi =+0,5; P=3 c pi =+0,6; P>6 c pi =+0,8. pi v Barlavento C pi Força do Vento: coeficiente de pressão interno Abertura dominante numa face, outras de igual permeabilidade Abertura dominante na face de sotovento: v Barlavento C pi =C pe Sotovento 15

16 Força do Vento: coeficiente de pressão interno Abertura dominante numa face, outras de igual permeabilidade Abertura dominante na face paralela ao vento: v Barlavento C pi =C pe Sotovento Força do Vento: coeficiente de pressão interno Edificações relativamente estanques, com janelas fixas com pequena possibilidade de serem rompidas C pi =0 O pior caso! C pi pi =-0,2 16

17 Força do Vento: coeficiente de pressão interno Quando não for determinado o coeficiente de permeabilidade: C pi =C pe Força do Vento: coeficiente de pressão interno Edificações Cilíndricas h/d maior ou igual a 0,3 c pi =-0,8 pi h/d menor que 0,3 c pi =-0,5 pi d h Ex

18 9. 3 Tipos de Contraventamento Peças Compridas l f commons.wikimedia.org 9. 3 Tipos de Contraventamento Vento 18

19 Vento Wn, fora do plano da tesoura Falta de rigidez nesse plano Cálculo estático considera que para plano exista uma treliça Wt é pequeno, em geral a estrutura de contraventamento é esbelta e deve-se sempre procurar dispor as barras de modo que trabalhem à tração Moliterno, 2013 Contraventamento de Cumeira Moliterno, 2013 Função Equilibrar as reações de apoio horizontais da meia treliça (telhado de 4 águas) O binário H 1 e H 2 tende girar a tesoura a e esta por meio das terças arrastaria as demais. Treliça para cálculo de D1 e D2 19

20 Treliças de Cálculo Moliterno, 2013 Contraventamento de Cumeira Enrijecidas as tesouras a, b MF impede também flambagem lateral das tesouras Moliterno, 2013 As mãos francesas amarraram as demais 20

21 Contraventamento reforçado 1/4,1/2 e 3/4 do vão da treliça Moliterno, 2013 Moliterno, 2013 Contraventamentos de pórticos: Vento Longitudinal Treliça de Cálculo Moliterno, 2013 Sistema I e II amarram os pórticos Terças - M Contraventamento - D Pórticos - b Cálculo simplificado dimensionar D e verificar terça com flexocompressão B não precisa Barras E, em diagonais cruzadas para transmitir R à fundação 21

22 Contraventamentos de pórticos: Vento Transversal Moliterno, 2013 Sistema III e IV amarram os pórticos Treliça de cálculo Moliterno,

23 Oitões não fechados: deslocamentos dos pórticos a e b Moliterno, 2013 Pórticos de grande altura substituir barras E e F por treliças Moliterno,

24 Sistemas longitudinal e transversal englobados Moliterno, 2013 Diagonais econômicas, treliças com maior altura! Sistemas longitudinal e transversal englobados Vigas T Moliterno,

25 Cabos de aço Contraventamento Contraventamento de peças comprimidas Nd F 1d = 150 Equivale a uma peça com flecha inicial da ordem de 1/300 Calil Jr et al k br, 1,min = 2 2 π E α m c0, ef 3 L1 I 2 25

26 Contraventamento de peças comprimidas k br, 1,min = 2 2 π E α m c0, ef 3 L1 I 2 α m = 1+ cos π m F1 L EA d L= k 2 3 Calil Jr et al br nk br,1,min F1d kbr =, 1 k L k L= EA = k L br, 1 br,1,min, 1 LL EA br. k br =,1 Rigidez global do nó- n número de trechos contraventado EA L No caso de coberturas pode-se utilizar o dimensionamento de contraventamento de peças comprimidas para a estabilidade global das tesouras. Treliças verticais por duas diagonais, uma a cada 3 vãos Em cada nó do elemento comprimido colocar F 1d (incluindo vento) As treliças horizontais se calcula de modo semelhante, com espaçamento máximo entre elas de 20 m 1d Calil Jr et al

27 Requerimento de contraventamento: L/b (Comprimento total/ base) maior igual que 50 para peças comprimidas L/b (Comprimento total/ base) maior igual que 80 para peças tracionadas Ex Calil Jr et al Não contar com ligações de caibros e ripas para prevenir a flambagem no plano horizontal, as terças podem ser contadas caso atendam aos requisitos de rigidez anterior: Calil e Molina,

28 Não contar com ligações de caibros e ripas para prevenir a flambagem no plano horizontal, as terças podem ser contadas caso atendam aos requisitos de rigidez anterior: Calil e Molina, Modelos de Cálculo As considerações valem para todas as peças, inclusive diagonais: Calil Jr et al

29 Banzo inferior pode precisar de contraventamento caso vento em sucção seja preponderante frente às cargas gravitacionais (construções abertas com telhas fixadas nas terças) Calil Jr et al Ex