AÇÕES DINÂMICAS PRODUZIDAS PELO VENTO NO PROJETO DE ESTRUTURAS DE AÇO

Transcrição

1 AÇÕES DINÂMICAS PRODUZIDAS PELO VENTO NO PROJETO DE ESTRUTURAS DE AÇO Diogo Cappellesso dos Santos Grid Engenahria, Curso de Eng. Civil UPF Zacarias Martin Chamberlain Pravia D.Sc. PPGEng - UPF

2 INTRODUÇÃO Os procedimentos para determinação do efeito dinâmico devido a ação do vento da ABNT NBR 6123 e da ASCE 7:10 são discutidos e aplicados a dois exemplos de edificação esbelta, de maneira a avaliar as considerações necessárias ao projeto.

3 O VENTO E AS EDIFICAÇÕES As pressões dinâmicas definidas nas regulamentações, são na verdade tensões normais por unidade de área originadas por um dado escoamento. (BLESSMANN, 1990).

4 DESCRIÇÃO DAS ESTRUTURAS Edifício de processos: adaptação de uma usina de beneficiamento de cana de açúcar Torre metálica: reprodução de estrutura para suporte de equipamentos leves

5 ANÁLISE E DIMENSIONAMENTO Edifício de processos: Modo de vibração 01: Período fundamental superior a um segundo Torre metálica: Modo de vibração 01: Período fundamental superior a um segundo.

6 MÉTODO DAS FORÇAS ESTÁTICAS NBR 6123:1988 ASCE 7-10 Velocidade Básica do vento, Vo (Isopletas) Fator topográfico, S1 Fator combinado S2 Fator estatístico S3 Velocidade característica Pressão dinâmica Velocidade básica do vento, V (Isopletas) Fator de direcionalidade do vento, Kd Rugosidade superficial Categoria de exposição Fator topográfico, Kzt Coeficiente de pressão e exposição de velocidade Pressão de velocidade

7 MÉTODO DAS FORÇAS ESTÁTICAS NBR 6123:1988 ASCE 7-10 Vk = Vo * S1 * S2 * S3 q = 0,613 * Vk² qz = 0,613 * Kz * Kzt * Kd * V²

8 MÉTODO DAS FORÇAS ESTÁTICAS EDIFÍCIO DE PROCESSOS NBR 6123:1988 ASCE 7-10 Velocidade Básica do Vento 45m/s Risk Category II Rugosidade do Terreno Cat. II Basic Wind Speed V 45m/s Classe da edificação B Exposure Category C Fator Topográfico S1 1,0 Sourface Roughness B Fator Combinado S2 1,05 Topografic Factor Kzt 1,0 Fator Estatístico S3 1,0 Direcionality Factor Kd 0,85 Velocidade Característica Vk 47,25m/s Vel. Exposure Coefficient Kz 1,17 Pressão Estática q (N/m²) 1368 Velocity Pressure qz (N/m²) 1235 TORRE METÁLICA NBR 6123:1988 ASCE 7-10 Velocidade Básica do Vento 45m/s Risk Category II Rugosidade do Terreno Cat. II Basic Wind Speed V 45m/s Classe da edificação B Exposure Category C Fator Topográfico S1 1,0 Sourface Roughness B Fator Combinado S2 1,13 Topografic Factor Kzt 1,0 Fator Estatístico S3 1,0 Direcionality Factor Kd 0,85 Velocidade Característica Vk 50,85m/s Vel. Exposure Coefficient Kz 1,398 Pressão Dinâmica q (N/m²) 1585 Velocity Pressure qz (N/m²) 1475

9 MÉTODO DAS FORÇAS DINÂMICAS DEVIDAS AO VENTO

10 MÉTODO DAS FORÇAS DINÂMICAS DEVIDAS AO VENTO A ASCE 7:10 define pela equação a seguir, o fator de efeito rajada para edifícios flexíveis ou dinamicamente sensíveis, na equação :

11 RESULTADOS E DISCUSSÕES PRESSÃO DA AÇÃO DO VENTO (N/m²) Método Edifício de processos Torre Metálica Estático NBR 6123: Estático ASCE Dinâmico simp. NBR 6123: Dinâmico ASCE

12 RESULTADOS E DISCUSSÕES

13 RESULTADOS E DISCUSSÕES

14 RESULTADOS E DISCUSSÕES

15 RESULTADOS E DISCUSSÕES

16 CONCLUSÕES Ambas as normativas apresentam pressões de vento significativamente maiores para estruturas consideradas dinamicamente sensíveis. Enquanto a NBR define coeficientes 43-56% maiores, a ASCE 7-10 é ainda mais rigorosa e considera aumentos de 74-65% para os edifícios considerados. A diferença entre as pressões obtidas pela NBR 6123 e ASCE 7-10 são maiores com a diminuição da frequência, o que indica que, na norma americana, esta mesma frequência tem maior potencial de interferência no valor da pressão.

17 CONCLUSÕES A altura livre do edifício também tem maior potencial de influência nos resultados obtidos pela ASCE 7-10 do que na NBR O aumento da altura do edifício, torne-se exponencialmente menos influente na diferença de pressão entre os métodos estáticos e dinâmicos. A determinação da frequência da estrutura é de fundamental importância, sobretudo porque as ações geradas por ventos de média velocidade, naturalmente mais frequentes, devem ser criteriosamente avaliadas.

18 Diogo Cappellasso Zacarias Chamberlain