Aula 6 Captulo 1 parte6

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA - CT 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - DEC
CIV0436 – ESTRUTURAS METÁLICAS
Capítulo 1 – Solicitações
Parte 6
Prof.: Me. Anderson Albino Ferreira
Aula de Hoje
15) Forças Devidas ao Vento;
15.3) Considerações Normativas;
15.3.9) Aplicação;
15.3.10) Coeficiente de Atrito;
15.3.11) Aplicação;
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
• Exemplo 9: Para o galpão deste curso com pórticos espaçados a cada 8m, são
conhecidos:
 Pressão dinâmica para o vento a 0⁰ (Exemplo 7, Aula 4):
 Relações geométricas (Exemplo 8, Aula 5):
 
𝑧 = 5,0𝑚 ⇒ 𝑞 = 0,2905𝑘𝑁/𝑚2
𝑧 = 7,6𝑚 ⇒ 𝑞 = 0,3226𝑘𝑁/𝑚2
𝑧 = 8,8𝑚 ⇒ 𝑞 = 0,3345𝑘𝑁/𝑚2
ℎ/𝑏 = 7,6/24 = 0,317 ⇒ ℎ/𝑏 < 1/2
𝑎/𝑏 = 56/24 = 2,33 ⇒ 2 < 𝑎/𝑏 < 4
𝑡𝑔 𝜃 = 8,8 − 7,6 /12 ⇒ 𝜃 = 5,710 ⇒ 𝜃 ≅ 50
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
• Exemplo 9: Pede-se para montar os modelos de carregamento característico com as
forças do vento para o pórtico mais solicitado com o vento a zero graus e distribuição
de carregamento trapezoidal para os casos de:
a) Sucção total;
b) Sobrepressão total;
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
• Exemplo 9 (SOLUÇÃO a):;
Pág.14
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
A A
Corte AA
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
• Exemplo 9 (SOLUÇÃO a):;
 Modelo de máxima sucção: vento a 0⁰ com 𝑐𝑝𝑖 = 0;
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
• Exemplo 9 (SOLUÇÃO b):;
Pág.14
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
A A
Corte AA
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.9 – Aplicação
• Exemplo 9 (SOLUÇÃO b):;
 Modelo de máxima sobrepressão: vento a 0⁰ com 𝑐𝑝𝑖 = −0,3;
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.10 – Coeficientes de Atrito (item 6.4, pg. 20, NBR 6123/88)
• Em alguns tipos de edificações deve ser considerada uma forças de atrito, além das
forças de sucção e sobrepressão causadas pelo vento:
 Forças na direção e sentido do vento;
 Originada por rugosidade e nervuras das telhas
ou painéis de fechamento lateral e cobertura;
• Para edificações correntes de planta retangular,
a força de atrito deve ser considerada somente
quando uma das seguintes relações se verificar:
ou
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.10 – Coeficientes de Atrito (item 6.4, pg. 20, NBR 6123/88)
• A força de atrito é dada por:
 Para ℎ ≤ 𝑙1 →
 Para ℎ > 𝑙1 →
 Em resumo:
Força de atrito 
na cobertura
Força de atrito 
nas paredes
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.10 – Coeficientes de Atrito (item 6.4, pg. 20, NBR 6123/88)
 Para ℎ ≤ 𝑙1 →
 Para ℎ > 𝑙1 →
 Onde:
 𝐶𝑓′ - Coeficiente de atrito;
 𝑞 - Pressão dinâmica do vento (obs.: pode ser um valor usado para o telhado e outro para
as paredes);
 𝑙1 - Dimensão em planta perpendicular a direção do vento;
 𝑙2 - Dimensão em planta paralela a direção do vento;
 ℎ - Altura da parede da edificação;
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.10 – Coeficientes de Atrito (item 6.4, pg. 20, NBR 6123/88)
• Os valores dos coeficientes de atrito são:
a) 𝐶𝑓′ = 0,01 para superfícies sem nervuras transversais à direção do vento;
b) 𝐶𝑓′ = 0,02 para superfícies com nervuras arredondadas (onduladas) transversais à
direção do vento;
c) 𝐶𝑓′ = 0,04 para superfícies com nervuras retangulares transversais à direção do vento;
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.11 – Aplicação
• Exemplo 10: Para o galpão deste curso, considerando o vento a 0⁰ são conhecidos:
 Pressão dinâmica (Exemplo 7, Aula 4):
 Relações geométricas (Exemplo 8, Aula 5):
 
𝑧 = 5,0𝑚 ⇒ 𝑞 = 0,2905𝑘𝑁/𝑚2
𝑧 = 7,6𝑚 ⇒ 𝑞 = 0,3226𝑘𝑁/𝑚2
𝑧 = 8,8𝑚 ⇒ 𝑞 = 0,3345𝑘𝑁/𝑚2
ℎ/𝑏 = 7,6/24 = 0,317 ⇒ ℎ/𝑏 < 1/2
𝑎/𝑏 = 56/24 = 2,33 ⇒ 2 < 𝑎/𝑏 < 4
𝑡𝑔 𝜃 = 8,8 − 7,6 /12 ⇒ 𝜃 = 5,710 ⇒ 𝜃 ≅ 50
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.11 – Aplicação
• Exemplo 10: Pede-se:
a) Montar o modelo com carregamento característico das forças do vento para a coluna de vento
mais alta, considerando o vento a zero graus e a distribuição de carregamento trapezoidal,
sendo neste caso 𝒄𝒑𝒊=−𝟎,𝟑 e estando a coluna de vento a barlavento. Considerar a coluna de
vento bi-rotulada e que a tesoura de cobertura não se apoia nas colunas de vento.
b) Calcular a reação de apoio que a coluna de vento mais alta aplica no contraventamento global;
c) Para o vento a zero graus, calcular a intensidade das forças características do vento aplicadas
no contravento global e provenientes da soma das forças de atrito e das reações de apoio das
colunas de vento a barlavento e dos pilares de extremidade. Simplificar o cálculo adotando, a
favor da segurança, para todas as colunas de vento e os pilares de extremidade (de acordo com
suas larguras de influência) a reação de apoio da coluna de vento mais alta, e calcular as forças
de atrito considerando uma pressão dinâmica para a cobertura e outra para as paredes
considerando telha trapezoidal de cima a baixo.
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.11 – Aplicação
• Exemplo 10 (SOLUÇÃO):
pag.14
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.11 – Aplicação
• Exemplo 10 (SOLUÇÃO):
 Modelo das forças do vento no contravento global:
15. Forças Devidas ao Vento
15.3.11 – Aplicação
• Exemplo 10 (SOLUÇÃO):
 Modelo das forças do vento no contravento global:
16. Resistências
• As resistências dos materiais são representadas pelos valores característicos (𝑓𝑘):
 definidos como aqueles que, em um lote de material, têm 5% de probabilidade de não
serem atingidos;
• Para estruturas metálicas o valor de 𝑓𝑘 (resistência característica) irá depender do
estado-limite último em análise:
 ELU de escoamento ou instabilidade → 𝑓𝑦 (tensão limite de escoamento);
 ELU de ruptura → 𝑓𝑢 (tensão de ruptura do aço);
• A resistência de cálculo (𝑓𝑑) da estrutura é definida pela seguinte expressão:
Item 4.8, NBR 8800-2008𝑓𝑑 =
𝑓𝑘
𝛾𝑚
16. Resistências
• Os valores dos coeficientes de segurança do aço estrutural (𝜸𝒂𝟏 e 𝜸𝒂𝟐) para as
combinações últimas normais são apresentados na tabela 3 da NBR 8800-2008 (pg.
23).