Vento Coeficientes Aerodinâmicos

Transcrição

1 Sabesp Vento Coeficientes Aerodinâmicos Estruturas de Pontes 2 Profº Douglas Couri Jr.

2 Coeficientes Aerodinâmicos Coeficientes de pressão interna - Cpi; Coeficientes de pressão externa - Cpe; Coeficientes de forma - Ce; Coeficientes de arrasto - Ca.

3 Coeficientes de Pressão Interna (Cpi) Aplicado para edificações permeáveis e impermeáveis; Faces impermeáveis: compostas por lajes, cortinas de concreto, paredes em alvenaria, pedra, tijolos, blocos de concreto e afins desprovidas de portas, janelas, ou qualquer outro tipo de abertura; Demais elementos construtivos em vedações como portas, janelas e telhas são considerados permeáveis mesmo que fechados - por conta de frestas, juntas, vãos e possibilidade de ruptura; A NBR considera como índice de permeabilidade típico de uma edificação com portas e janelas fechadas, entre 0,01% e 0,05%; Aplicado diretamente à edificações cujo índice de permeabilidade não ultrapasse 30%.

4 Coeficientes de Pressão Interna (Cpi) Valores Edificações com duas faces opostas permeáveis e as outras duas faces impermeáveis: Com vento perpendicular à uma face permeável, Cpi = +0,2; Com vento perpendicular à uma face impermeável, Cpi = -0,3; Para edificações com quatro faces impermeáveis, Cpi = - 0,3 ou Cpi = 0,0; (deve-se aplicar a situação mais desfavorável) Para edificações com quatro faces permeáveis, Cpi = - 0,2 ou Cpi = 0,0; (deve-se aplicar a situação mais desfavorável) Na página 13 da NBR há exemplos para demais situações

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6 Coeficientes de Pressão Externa (Cpe) Os efeitos de pressão externa ocorrem à barlavento das paredes paralelas à direção da incidência de vento; Os efeitos de pressão externa se estendem por um comprimento igual a 20% da menor dimensão entre a altura e o menor lado da edificação; Deve-se estudar separadamente para as direções 0 e 90º; Os coeficientes de pressão externa para edificações retangulares são apresentados na Tabela 4 da NBR 6123, juntamente aos coeficientes de forma. Os coeficientes para coberturas com duas águas em edificações retangulares constam na Tabela 5.

7 Coeficientes de Forma (Ce) Pela sua característica natural, ao incidir em um objeto o vento provoca efeitos de sucção; Além disso, mesmo nas partes onde há pressão, a incidência do vento não é uniforme isto ocorre devido às proporções da edificação; Exemplo teórico - Vento incidindo em uma placa plana: A barlavento: a pressão de cálculo total (1,0x) incide no centro da placa e reduz à medida que se aproxima das bordas até chegar a 0,0; A sotavento: a sucção é uniforme e equivale à 0,5 da pressão de cálculo; Logo, conclui-se que a pressão total incidindo no centro da placa equivale a 1,5x a pressão de cálculo.

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9 Aplicação: Importante: Caso a/b estejam entre 3/2 e 2, interpolar coeficientes linearmente; Partes A3 e B3 para vento a 0º: Se a/b = 1; (A3 e B3) = (A2 e B2); Se a/b 2; Ce = - 0,2; Se 1 < a/b < 2; interpolar Ce; Positivo (+) = Pressão; Negativo (-) = Sucção.

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11 Aplicação: Importante: No caso da face inferior de beirais (Detalhe 1), o Ce equivale ao da parede correspondente; Cobertura de lanternins: Cpe = -2,0; Partes I e J para vento a 0º: Se a/b = 1; (I e J) = (F e H); Se a/b 2; Ce = - 0,2; Se 1 < a/b < 2; interpolar Ce; Positivo (+) = Pressão; Negativo (-) = Sucção.

12 Coeficiente de Arrasto (Ca) Trata-se de um coeficiente que representa a soma vetorial de todas as direções de vento em uma edificação, gerando a carga resultante de vento para a direção estudada; O coeficiente de arrasto é aplicado à formula: Fa = Ca. q. Ae, onde: Fa = Força de arrasto; q = Carga de vento; Ae = Área frontal da edificação; São extraídos um coeficiente para cada direção de vento estudada, tomados em função das dimensões (Comprimento x Altura x Largura) da edificação; Utilizados para verificar: Estabilidade global e efeitos de 2ª ordem; Viabilidade de edifícios de grande porte; A NBR 6123 apresenta um ábaco que pode ser utilizado para o cálculo de coeficientes de arrasto de edificações paralelepipédicas; Edificações com formatos diferenciados devem ser submetidas à ensaios de túnel de vento.

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15 Caso a edificação se encontre em grandes centros metropolitanos, o vento se comporta como alta turbulência, diminuindo a sucção à sotavento, e consequentemente o coeficiente de arrasto; Para tanto, a NBR 6123 disponibiliza um ábaco específico para o cálculo do coeficiente de arrasto: