Vento Fatores e Pressão Dinâmica

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Roberto Dias Escobar
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1 Sabesp Vento Fatores e Pressão Dinâmica Estruturas de Pontes 2 Profº Douglas Couri Jr.

2 Vento Importantíssimo que seja considerado especialmente em estruturas esbeltas; Na estrutura, é transmitido diretamente para os pilares e paredes armadas; Influencia diretamente no GAMA-Z e esforços de 2ª ordem; NBR 6123:1988

4 Fatores que Interferem na Velocidade do Vento Período de retorno; Posição geográfica da edificação; Dimensões da edificação; Topografia ao redor; Rugosidade do terreno; Turbulência

5 Efeito Chaminé

9 Efeito Chaminé

10 Túnel de Vento

11 Cálculo da Velocidade Característica Inicia-se pelo cálculo da velocidade característica, que é a velocidade usada em projeto Velocidade básica Depende da região do país e pode ser tomada por estudos locais [m/s] Fator S2 Rugosidade do terreno, dimensões da edificação e altura sobre o terreno Velocidade característica [m/s] V k = V 0. S1. S2. S3 Fator S1 Fator topográfico Fator S3 Fator estatístico

12 Velocidade Característica Máxima velocidade média medida sobre 3 segundos que pode ser excedida em média 1 vez a cada 50 anos, a 10m sobre o nível do terreno em local plano; Pode ser extraída de estudos regionais; Pode ser extraída do mapa de isopletas em [m/s]

13 Mapa de Isopletas

14 Mapa de Isopletas da NBR 6123:1988

15 S1 - Fator Topográfico Terreno plano ou quase plano (θ < 3º): S1 = 1,0 Locais próximos à taludes e morros: Nos pontos A e C: S1 = 1,0; No ponto B: Se θ 3º: S1 = 1,0; Se 6º θ 17º: S1 (z) = 1, 0 + 2, 5 z d. tan( θ 3o ) 1, 0 Se θ 45º: S1 (z) = 1, 0 + 2, 5 z. 0, 31 1, 0 d Para terrenos com inclinação entre 3º e 45º, interpolar linearmente; Para edificações localizadas entre os pontos A e B, interpolar linearmente; Para edificações localizadas entre os pontos B e C, interpolar linearmente, porém nunca com S1 > 1,78. Vales protegidos: S1 = 0,9

16 S1 - Fator Topográfico Onde: Θ inclinação média do talude (ou morro); z altura da edificação; d diferença de nível entre topo e a base do talude (ou morro).

17 S2 - Fator de rugosidade do terreno, dimensões da edificação e altura sobre o terreno O fator S2 pode se calculado pela seguinte fórmula: S2 = b. F r. (z 10) p Onde: z é a altura da edificação; b e p são fatores retirados da Tabela 1 da norma, em relação à Categoria do terreno e Classe da edificação; Fr é o chamado fator rajada que é aplicado apenas em terrenos da Categoria II

19 S2 Categoria do Terreno Segundo a NBR 6123:1988: Categoria I: Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão, medida na direção e sentido do vento incidente. Exemplos: mar calmo, lagos e rios, pântanos sem vegetação Categoria II: Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 1,0 m. Exemplos: zonas costeiras planas, pântanos com vegetação rala, campos de aviação, pradarias e charnecas, fazendas sem sebes ou muros Categoria III: Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos de árvores, edificações baixas e esparsas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 3,0 m. Exemplos: granjas e casas de campo, com exceção das partes com matos, fazendas com sebes e/ou muros, subúrbios a considerável distância do centro, com casas baixas e esparsas.

20 Categoria IV: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m. Exemplos: zonas de parques e bosques com muitas árvores, cidades pequenas e seus arredores, subúrbios densamente construídos de grandes cidades, áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas. Esta categoria também inclui zonas com obstáculos maiores e que ainda não possam ser consideradas na categoria V. Categoria V: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25 m. Exemplos: florestas com árvores altas, de copas isoladas, centros de grandes cidades, complexos industriais bem desenvolvidos.

21 S2 Classe da Edificação Segundo a NBR 6123:1988: Classe A: Todas as unidades de vedação, seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação. Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m. Classe B: Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 m e 50 m. Classe C: Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 m (porém até 80m caso venha a exceder, consultar Anexo A da norma).

22 S2 - Fator de rugosidade do terreno, dimensões da edificação e altura sobre o terreno Outra possibilidade é aplicar a categoria do terreno e classe da edificação diretamente na Tabela 2 para obtenção do fator S2 A Tabela 2 é funciona em função da altura da edificação interpolando linearmente os valores

24 S3 Fator Estatístico

25 Cálculo da Pressão Dinâmica Inicia-se pelo cálculo da velocidade característica, que é a velocidade usada em projeto Velocidade característica [m/s] q = 0,613. V k 2 Pressão Dinâmica [N/m2] Após o cálculo da pressão dinâmica, para determinar o carregamento de vento, deve-se calcular os coeficientes de permeabilidade, forma e arrasto.

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