Ex 5 carga vento galpão

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Profa. Dra. Rosilene de Fátima Vieira 1
 
EXERCÍCIO 1) Para o edifício industrial com telhado duas águas da Figura 1 determinar as 
ações devidas ao vento que agem na estrutura, com a finalidade de projeto. 
Dados: Inclinação do telhado θ =200; 
Localização da estrutura: Cuiabá-MT; 
Terreno plano; 
Altura das obstruções consideradas 1,0m; 
Indústria com baixo fator de ocupação. 
Figura 1 
Resolução: 
 
Para se determinar as ações devidas ao vento que agem na estrutura acima 
podemos organizar uma série de etapas baseadas na norma NBR 6123 (Forças devidas ao 
vento em edificações). 
 
1. VELOCIDADE CARACTERÍSTICA (Vk) 
 
Baseado nos dados do projeto e das características da região em que se localiza a 
estrutura pode-se determinar a velocidade característica, Vk, onde: 
 
Vk=Vo.S1.S2.S3 (Pg. 04) 
 
• Sendo, Vo a velocidade básica (rajada de 3s, excedida em média 1 vez em 50 anos, a 
10m acima do terreno em campo aberto e plano - determinada pelo gráfico das 
Isopletas). (Pg. 06) 
• S1, S2 e S3 são fatores relacionados à topografia, rugosidade do terreno e estatística 
de segurança, respectivamente. 
 
a) Velocidade Básica vo 
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Pelo gráfico das Isopletas (NBR 6123) a região de Cuiabá-MT (ANEXO C – NO11 – 
Pg.46) está localizada entre as velocidades de 30m/s e 35m/s. A determinação da 
velocidade básica fica a critério do calculista. Adotamos Vo=35m/s (Hipótese crítica). 
 
b) Fator S1 
O fator S1 é determinado pela topografia da região próxima a edificação, no caso 
para terreno plano S1=1,0. (Pg.05) 
 
c) Fator S2 
O fator S2 considera o efeito combinado da rugosidade do terreno, da variação de 
velocidade do vento com a altura da edificação e das dimensões da estrutura. 
Neste exemplo numérico temos a altura das obstruções = 1m, logo, pelo item 5.3.1 da 
NBR6123 estamos trabalhando na Categoria II. (Pg.08) 
A Figura 2 apresenta a superfície frontal para VENTO 0o e VENTO 90o. 
 
 
Figura 2 
 
Onde: a=30m; b=10m; H=Altura da parede + b/2 . tag 20o=5+5tag 20o= 6,82m. 
VENTO 0o => Como a maior dimensão L horizontal ou vertical da superfície frontal (L=10m) 
não excede 20m, pelo item 5.3.2 da NBR6123 temos a Classe A. (Pg.09) 
VENTO 90o => Como a maior dimensão L horizontal ou vertical (L=30m) esta entre 20 m e 
50 m, pelo item 5.3.2 da NBR6123 temos a Classe B. (Pg.09) 
 
Através da Figura 1 têm-se os valores de Za=5,0m (paredes) e Zb=6,82m (cobertura) 
que serão utilizados com os dados anteriores na Tabela 2 - Fator S2 (NBR6123), onde 
chegaremos aos valores de S2. (Pg.10) 
 
VENTO 0o 
S2 (Za)=0,94 => Categoria II, Classe A 
S2 (Zb)=0,962 (por interpolação linear) => Categoria II, Classe A 
 
Interpolação linear para S2 (Zb): 
 
Z=5m ___S2=0,94 
Zb=6,82m ___S2=? 
Z=10m ___S2=1,0 
 
962,0S
510
582,6
94,00,1
94,0S
2
2
==>
−
−
=
−
−
 
 
VENTO 90o 
S2 (Za)=0,92 => Categoria II, Classe B 
S2 (Zb)=0,942 (por interpolação linear) => Categoria II, Classe B 
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Interpolação linear para S2 (Zb): 
 
Z=5m ___S2=0,92 
Zb=6,82m ___S2=? 
Z=10m ___S2=0,98 
 
942,0S
510
582,6
92,098,0
92,0S
2
2
==>
−
−
=
−
−
 
 
d) Fator S3 
Já o fator estatístico, S3, será definido pelo baixo fator de ocupação, na Tabela 3 - 
Valores mínimos do fator estatístico S3 (NBR6123), onde temos S3=0,95 (note que houve 
uma minoração no fator pela baixa ocupação da edificação). (Pg.10) 
 
e) Velocidade Característica Vk 
Temos agora condições de calcular a velocidade característica (Vk): 
 
Vk=Vo.S1.S2.S3 (Pg. 04) 
 
VENTO 0o 
Vka= 35. 1,0 . 0,94 . 0,95 = 31,255 m/s (para paredes) 
Vkb= 35. 1,0 . 0,962 . 0,95 = 31,987 m/s (para cobertura) 
 
VENTO 90o 
Vka= 35. 1,0 . 0,92 . 0,95 = 30,590 m/s (para paredes) 
Vkb= 35. 1,0 . 0,942 . 0,95 = 31,322 m/s (para cobertura) 
 
 
2. PRESSÃO DE OBSTRUÇÃO (q) 
 
A velocidade característica do vento permite determinar a pressão dinâmica pela 
expressão: 
 
q=0,613.Vk² (Pg.04) 
 
VENTO 0o 
qa=0,613.(31,255)²= 598,82 N/m²=0,60 kN/m² (para paredes) 
qb=0,613.(31,987)²= 627,20 N/m²=0,63 kN/m² (para cobertura) 
 
VENTO 90o 
qa=0,613.(30,590)²= 573,61 N/m²=0,57 kN/m² (para paredes) 
qb=0,613.(31,322)²= 601,39 N/m²=0,60 kN/m² (para cobertura) 
 
 
 
3. COEFICIENTES DE PRESSÃO E FORMA EXTERNOS (Ce) 
 
3.1. Paredes 
De acordo com a Tabela 04 - Coeficientes de pressão e de forma, para paredes de 
edificações de planta retangular (NBR6123), tem-se: (Pg.14) 
h=5m; b=10m; a=30m 
h/b=5/10=1/2 
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a/b=30/10=3 
 
Onde: h= altura da parede; 
a=comprimento da edificação; 
b=largura da edificação. 
 
Determina-se os coeficientes de pressão e forma externos considerando a ação do 
vento em diferentes direções (VENTO 0º e VENTO 90º). 
 
Vento a 0º Vento a 90º 
 
A1 e B1: Ce=-0,8 A: Ce=+0,7 
A2 e B2: Ce=-0,4 B: Ce=-0,5 
A3 e B3: Ce=-0,2* C1 e D1: Ce=-0,9 
C: Ce=+0,7 C2 e D2: Ce=-0,5 
D: Ce=-0,3 
 
*Nota b) Para a/b ≥ 2: Ce=-0,2 (base retangular). 
 
 
Ilustração dos coeficientes Ce, nas paredes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.2 Cobertura 
 
De acordo com a Tabela 5 - Coeficientes de pressão e forma, externos, para telhados 
com duas águas, simétricos, em edificações de planta retangular (NBR6123), tem-se:
 (Pg.15) 
h/b=1/2 
θ =20º 
 
Vento a 0º Vento a 90º 
E e G: Ce=-0,7 E, F e I : Ce=-0,4 
F e H: Ce=-0,6 G, H e J: Ce=-0,4 
I e J : Ce=-0,2* 
 
*Nota d) Para a/b ≥ 2: Ce=-0,2 (base retangular). 
 
Ilustração dos coeficientes Ce, na parede e na cobertura: 
 
 Corte AA(0º) Corte BB(0º) Corte CC(0º) Corte DD(90º) 
 
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4. COEFICIENTES DE PRESSÃO INTERNA (Ci) 
Para edificações com paredes internas permeáveis (que permitem a passagem do 
vento), a pressão interna pode ser considerada uniforme. Neste caso, devem ser adotados 
os seguintes valores para Ci: 
 
a) Duas faces opostas “igualmente” permeáveis; as outras faces impermeáveis 
(essa situação ocorre quando os portões da fachada frontal estiverem fechados): 
 
 
Im
pe
rm
e
áv
e
l
Im
pe
rm
e
áv
e
l
Im
pe
rm
e
áv
e
l
Im
pe
rm
e
áv
e
l
Face permeável
Ci= + 0,2 Ci= -0,3
 
 
 
 
Vento perpendicular à Vento perpendicular à 
uma face permeável uma face impermeável 
VENTO 90o VENTO 0o 
 
b) Quatro faces “igualmente” permeáveis (essa situação ocorre quando os 
portões da fachada frontal estiverem abertos) 
Ci=-0,3 e Ci=0 para VENTO 0o e VENTO 90o 
 
c) Abertura dominante em uma face; as outras faces de “igual” permeabilidade. 
 
c1) Abertura dominante na face de barlavento. 
 
Proporção entre a área de todas as aberturas na face de barlavento e a área total das 
aberturas em todas as faces submetidas a sucção externa (Situação crítica fechando as 
saídas). 
 
VENTO 0o 
0,1333,0
2.)30.1(
4.5
A
A
A
)fechadotudocomfacesdemais(Saída
)abertotudocombarlaventoface(Entrada
Dom <=== 
 
Portanto, não há abertura dominante 
 
VENTO 90o 
0,1333,2)30.1(
2.)4.5()30.1(
A
A
A
)fechadotudocomfacesdemais(Saída
)abertotudocombarlaventoface(Entrada
Dom >=
+
== 
 
Portanto, há abertura dominante 
 
Pelo item 6.2.5c da NBR6123, tem-se Ci=+0,533 (por interpolação linear) (Pg.13) 
 
Interpolação linear para Ci: 
 
ADom=2 ___ Ci=+0,5 
ADom=2,333 ___ Ci=? 
90º 
0º 
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ADom=3 ___ Ci=+0,6 
 
533,0Ci
23
2333,2
5,06,0
5,0Ci
+==>
−
−
=
−
−
 
 
c2) Abertura dominante na face de sotavento. 
 
VENTO 0o 
0,1)inito(inf
0
4.5
A
A
A
)fechadotudocombarlaventoface(Entrada
)abertotudocomsotaventoface(Saída
Dom >>>∞=== 
 
Portanto, há abertura dominante 
 
De acordo com a NBR6123, deve-se adotar o valor do coeficiente de forma externo, 
Ce, correspondente a esta face (ver Tabela 4) como o valor do Ci. 
Ci=Ce=-0,3 
 
VENTO 90o 
0,1333,2)30.1(
2.)4.5()30.1(
A
A
A
)fechadotudocombarlaventoface(Entrada
)abertotudocomsotaventoface(Saída
Dom >=
+
== 
 
Portanto, há abertura dominante 
 
De acordo com a NBR6123, deve-se adotar o valor do coeficiente de forma externo, 
Ce, correspondente a esta face (ver Tabela 4) como o valor do Ci. 
Ci=Ce=-0,5 
 
c3) Abertura dominante em uma face paralela ao vento. 
c3.1) Abertura dominante em uma face paralela ao vento, não situada em zona de 
alta sucção externa. 
 
VENTO 0o 
0,1)inito(inf
0
))4.5(.230.1(.2
A
A
A
)fechadotudocombarlaventoface(Entrada
)abertotudocomparalelasfaces(Saída
Dom >>>∞=
+
==
 
 
Portanto, há abertura dominante 
 
De acordo com a NBR6123, deve-se adotar o valor do coeficiente de forma externo, 
Ce, correspondente a esta face (ver Tabela 4) como o valor do Ci. 
 
4,0
4
)2,0()2,0()4,0()8,0(CeCi −=−+−+−+−== 
 
VENTO 90o 
0,1333,1)30.1(
2.)4.5(
A
A
A
)fechadotudocombarlaventoface(Entrada
)abertotudocomparalelasfaces(Saída
Dom >=== 
 
Portanto, há abertura dominante 
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De acordo com a NBR6123, deve-se adotar o valor do coeficiente de forma externo, 
Ce, correspondente a esta face (ver Tabela 4) como o valor do Ci. 
 
7,0
2
)5,0()9,0(CeCi −=−+−== 
 
c3.2) Abertura dominante em uma face paralela ao vento, situada em zona de alta 
sucção externa. 
 
OBS.: Não se tem abertura dominante nesta condição, portanto não enquadramos neste 
item. 
 
Resumo dos Ci encontrados: 
 
VENTO 0o 
Ci=-0,3 
Ci=0 (CRÍTICO) 
Ci=-0,4 (CRÍTICO) 
 
VENTO 90o 
Ci=+0,2 
Ci=0 
Ci=-0,3 
Ci=+0,533 (CRÍTICO) 
Ci=-0,5 
C-=-0,7 (CRÍTICO) 
 
5. COMBINAÇÕES DOS COEFICIENTES Ce e Ci: 
 
Combinação dos coeficientes Ce e Ci nas situações mais críticas para a edificação: 
 
VENTO 0o 
Ci=0 (CRÍTICO) 
 
 CARREGAMENTO (I) 
 
 Corte AA Corte BB Corte CC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Ci=- 0,4 (CRÍTICO) 
 
 CARREGAMENTO (II) 
 
 Corte AA Corte BB Corte CC 
 
 
 
VENTO 90o 
 Ci=- 0,7 (CRÍTICO) Ci=+0,533 (CRÍTICO) 
 
 CARREGAMENTO (III) CARREGAMENTO (IV) 
 
 Corte DD Corte DD 
 
Os CARREGAMENTOS (I), (II), (III) e (IV) adotados são os mais críticos. 
 
6. AÇÕES DEVIDAS AO VENTO 
 
As ações devidas ao vento são dadas pela expressão abaixo: 
 
F=(Ce - Ci) . q . L (Pg.4) 
 
Onde: q => Pressão de obstrução (calculadas no item 2) 
(Ce - Ci) => Correção pelos coeficientes de pressão 
L = 5m => Largura de influência (Distância entre pilares) 
 
VENTO 0o 
CARREGAMENTO (I) 
FIP=(-0,8) . 0,60 . 5 = -2,4 kN/m (Parede => Sucção) 
FIC=(-0,7) . 0,63 . 5 = -2,205 kN/m (Cobertura => Sucção) 
 
CARREGAMENTO (II) 
FIIP=(+0,2) . 0,60 . 5 = +0,6 kN/m (Parede => Sobrepressão) 
FIIC=(+0,2) . 0,63 . 5 = +0,63 kN/m (Cobertura => Sobrepressão) 
 
 
 
 
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VENTO 90o 
CARREGAMENTO (III) 
FIIIP(ESQ)=(+1,4) . 0,57 . 5 = +3,99 kN/m (Parede => Sobrepressão) 
FIIIP(DIR)=(+0,2) . 0,57 . 5 = +0,57 kN/m (Parede => Sobrepressão) 
FIIIC=(+0,3) . 0,60 . 5 = +0,90 kN/m (Cobertura => Sobrepressão) 
 
CARREGAMENTO (IV) 
FIVP(ESQ)=(+0,167) . 0,57 . 5 = +0,476 kN/m (Parede => Sobrepressão) 
FIVP(DIR)=(-1,033) . 0,57 . 5 = -2,944 kN/m (Parede => Sucção) 
FIVC=(-0,933) . 0,60 . 5 = -2,799 kN/m (Cobertura => Sucção) 
 
 
 
 
 
 
Ilustração dos carregamentos finais, na edificação para finalidade de projeto 
estrutural do pórtico transversal: 
 
VENTO 0o 
 CARREGAMENTO (I) CARREGAMENTO (II) 
 
 kN/m kN/m 
 
VENTO 90o 
 CARREGAMENTO (III) CARREGAMENTO (IV) 
 
 
 kN/m kN/m 
 
 
OBS: 
Barlavento é a face da edificação onde bate o vento. 
Sotavento é a face da edificação oposta à face onde o vento bate.