Capitulo10 - ventos

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01)O que significa velocidade básica do vento e como, em que condições, ela é obtida?
É a velocidade de uma rajada de três segundos de duração, excedida na média uma vez a cada 50 anos, medida a 10 metros acima do terreno, em campo aberto e plano. (Londrina> 42,5m/s=153Km/h)
02)De que forma e porque a localização geográfica de uma edificação influi na velocidade do vento?
A localização geográfica da edificação define o valor de v0, velocidade básica do vento, essa diferenciação é necessária devido à diferença entre velocidades de vento em diferentes lugares no Brasil (ver figura 1 - Isopletas da Norma NBR 6123). Gradientes térmicos geram diferença de pressão, gerando movimento do ar, ou seja, regiões mais sujeitas a variações bruscas de temperatura ficam mais sujeitas a grandes velocidades de vento.
Norte e Nordeste tem maiores velocidades que no Sul, por exemplo.
03)Qual a influência da topografia do terreno sobre a velocidade do vento em uma edificação?
A topografia do terreno onde a obra se situa afeta a velocidade básica do vento, que é determinada em terreno aberto e plano, como isso não ocorre na prática, é feito uma correção através do fator S1, denominado fator topográfico. Em fundo de vales, por exemplo, tem-se uma maior proteção contra ventos, já obstruções como taludes podem aumentar a sua velocidade.
Figura passada em sala de aula.
03)Como a altura de uma edificação influencia a velocidade do vento sobre ela?
A velocidade do vento é variável com a altura devido ao atrito da massa de ar com a superfície da terra (rugosidade). Como a velocidade básica do vento é medida a uma altura de 10 metros, faz-se a correção devido à altura da edificação através do coeficiente S2. Deve-se tomar cuidado, pois o fator S2 não leva somente em conta o efeito da altura da edificação, mas também a rugosidade do terreno e a maior dimensão do edifício.
04)Porque e como a maior dimensão de uma edificação influi sobre a ação do vento sobre ela?
A velocidade básica do vento corresponde a uma média das velocidades durante um período muito curto (não é uma velocidade instantânea). No caso, a v0 é determinada para uma rajada de intervalo de tempo de 3 segundos de duração. Se a edificação é muito longa, o vento não consegue envolve-la toda simultaneamente, durante os 3 segundos, nesse caso, a correção da velocidade básica do vento para edificações muito extensas é feita através do coeficiente S2.
05)O que significa rugosidade do terreno e como ela influi na velocidade do vento sobre a edificação? Dê exemplos de situações de alta e de baixa rugosidade.
Rugosidade do terreno são obstruções existentes no entorno da edificação que afetam a velocidade básica do vento sobre até alturas de ordem de grandeza dos obstáculos. A velocidade básica do vento é determinada em campo aberto, por isso faz-se a correção através do coeficiente S2.
A rugosidade pode ser natural (como árvores) ou não (como outros edifícios), lembrando que devem ser obstruções que possam ser comparadas em relação a altura do edifício em questão.
Exemplo: alta rugosidade: uma casa no meio de uma floresta. Região central de Londrina, muitos prédios.
Baixa rugosidade: Burj Khalifa – Dubai, pois não há nada relativamente alto ao seu redor.
A velocidade está diretamente ligado com a altura do edifício, quando maior a altura, maior será a carga de vento incidindo nas fachadas, portanto edifícios altos são enclausurados e possuem sistemas de circulação de ar mecanizados. Deve-se atentar também para as rajadas de vento pois estas são suficientes para derrubar um edifício, quando mais curta a duração da rajada, maior é a sua intensidade.
06)Por que o uso de uma edificação influi na ação do vento a ser adotada sobre ela?
A velocidade básica do vento é aquela que tem possibilidade de ser ultrapassada uma vez em 50 anos, apresentando um tempo de recorrência de 50 anos. Porém, conforme o uso da edificação esse tempo de recorrência pode ser menor ou deve ser maior. A correção da velocidade para projetos com Tr’s diferentes de 50 anos é feita através do coeficiente S3 (fator estatístico). Por exemplo: edificações para hotéis/residências e comércio/indústria com alto fator de ocupação – S3 = 1,00; edificações cuja ruína pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a pessoas após uma tempestade destrutiva (hospitais, quartéis de bombeiros e de forças de segurança, centrais de comunicação) – S3 = 1,10; já para edificações e instalações com baixo fator de ocupação (depósitos, silos, construções rurais...) – S3 = 0,95.
07)O que significa velocidade característica do vento e como ela é obtida?
É a velocidade básica do vento corrigida para as condições reais da obra. É obtida pela expressão:
Onde:
S1: Fator topográfico. Corrige o efeito da topografia.
S2: Corrige o efeito da altura, rugosidade e duração da rajada.
S3: Corrige o tempo de recorrência da rajada (depende do uso e ocupação).
08)O que significa pressão dinâmica do vento e como ela é obtida?
É a pressão exercida sobre um anteparo de dimensões infinitas, pelas massa de ar em movimento. Ainda não depende da forma da estrutura. É obtida através das equações (para vk em m/s):
		(Kgf/m²)
		(N/m²)
09)Como é obtido o carregamento que o vento exerce sobre uma estrutura a partir da pressão dinâmica? Explique os diversos coeficientes aerodinâmicos envolvidos e como eles são obtidos.
O carregamento que o vento provoca sobre a edificação depende da forma da edificação. Ele é obtido através da multiplicação da pressão dinâmica por coeficientes adimensionais denominados de:
Coeficientes de pressão externa e interna: cpe e cpi – para efeito de vento sobre as paredes, telhados e vedações das edificações, considerando o vento atuando exteriormente e interiormente à edificação, respectivamente; obtidos por tabelas da norma.
Coeficientes de arrasto: Ca – para efeito global do vento sobre edifícios altos de seção constante; obtidos através de ábacos ou ensaios em túnel de vento.
Coeficientes de atrito: Cat – para cálculo de forças paralelas ao plano de cobertura, devido a nervuras e saliências na cobertura; obtidas por equações da norma específicas para tipos de caso.
10)Considere um galpão com planta retangular e faça um esquema das pressões que o vento exerce sobre as paredes, para um ângulo de incidência paralelo a um dos lados. Comente o aspecto do diagrama de pressões em cada fachada.
	Considerando o ângulo de incidência paralelo a um dos lados do galpão, haverá pressões positivas na parede de incidência do vento e consequente sucção na parede oposta.	
11)Considere um galpão com planta retangular e um telhado de duas águas com cumeeira paralela ao lado maior. Faça um esquema do diagrama de pressões provocadas pelo vento, sobre o telhado, para cada ângulo de incidência: um paralelo à cumeeira e outro perpendicular à cumeeira. Comente, para cada caso, o aspecto do diagrama de pressões em cada água do telhado.
No caso do telhado do galpão ser pouco inclinado haverá sucção em ambos os casos de incidência do vento. Porém, se a inclinação for alta, ocorrerá pressão positiva na água de incidência do vento de 90o.
12)Ilustre a distribuição de cargas devido ao vento em um telhado em arco, com incidência de vento a 0 e a 90 graus. Comente o aspecto do diagrama em cada caso.
Em telhados em arco, assim como nos galpões, só haverá sobrepressão se a inclinação for alta, caso contrário ocorrerá apenas sucção.
13)Por que e como as aberturas nas paredes influem nas pressões internas nas paredes e na cobertura de um galpão de planta retangular? Mostre exemplos dos efeitos com aberturas a barlavento e com aberturas a sotavento.
As aberturas nas paredes de barlavento influem na pressão interna, pois permitem a entrada do vento e circulação do ar, que geram uma pressão interna nas paredes laterais e de sotavento. Em contrapartida, aberturas em paredes de sotavento provocam uma sucção no interior da edificação.14)Como são obtidas as forças provocadas pelo vento em um edifício alto?
O conhecimento dos valores pontuais das pressões nas fachadas adquire importância para análises dos elementos de vedação, como vidros e esquadrias. Para análise do edifício como um todo, importa o valor da força de arrasto que é a resultante destas pressões em todas as faces do edifício. 
A força de arrasto é dada pela expressão: 
Fa = Ca.p.Ae
Onde:
- Ca = coeficiente de arrasto.
- Ae = área frontal efetiva (é a área da projeção ortogonal da edificação sobre um plano perpendicular à direção do vento.
- p = pressão dinâmica. Para diferentes alturas, a pressão dinâmica será diferente. Isso porque o coeficiente S2, utilizado para o cálculo da velocidade característica varia conforme a altura da edificação. 
16)Indique e comente os tipos de carregamentos resultantes da ação do vento a serem considerados sobre uma cobertura isolada.
Nas coberturas isoladas a ação de vento é exercida diretamente sobre as faces superior e inferior. Um exemplo clássico é os postos de combustíveis, que a ação do vento tende a levantar a estrutura, além do atrito do vento com a superfície do telhado, que pode provocar o arrancamento de telhas.
Tipos de Carregamento:
17)Quais os efeitos de vento que devem ser considerados sobre os pilares de uma cobertura isolada com platibandas?
	Considera-se as forças horizontais (tais como as forças de atrito) que geram flexão nos pilares. (Eu não tenho nenhuma certeza sobre isso, =/)