Nota de aula 05 Dados do projeto e carregamento

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Estrutura Metálica II
Projeto de um Galpão Metálico – Dados Preliminares e Cálculo da Ação do Vento
Prof. Kuelson Rândello 
E-mail: kuelson@gmail.com
DIMENSIONAMENTO SEGUNDO A
NBR-8800:2008
NBR 6123:1988
Ação do Vento nas Estruturas 
Ação do Vento nas Estruturas
Ação do Vento nas Estruturas 
Ação do Vento nas Estruturas
Ação do Vento nas Estruturas
Fator S1:
O fator topográfico S1 leva em consideração as variações do relevo do terreno e é determinado do seguinte modo:
a) terreno plano ou fracamente acidentado: S1 = 1,0;
b) taludes e morros:
- taludes e morros alongados nos quais pode ser admitido um fluxo de ar bidimensional
- no ponto A (morros) e nos pontos A e C (taludes):
S1 = 1,0;
vales profundos, protegidos de ventos de qualquer
direção: S1 = 0,9
Ação do Vento nas Estruturas
Fator S2
O fator S2 considera o efeito combinado da rugosidade do terreno, da variação da velocidade do vento com a altura acima do terreno e das dimensões da edificação ou parte da edificação em consideração.
Ação do Vento nas Estruturas
Ação do Vento nas Estruturas
Para estudo dos elementos de vedação, é recomendado usar o fator S2 correspondente ao topo da edificação. Esta recomendação é baseada no fato de que na fachada de barlavento e nas fachadas laterais o vento é defletido para baixo, com consequente aumento da pressão dinâmica na parte inferior da edificação. Pela mesma razão, o fator S2 é considerado constante até 10 m de altura na categoria V.
Altura sobre o terreno
FATOR S3
FATOR S3
Ação do Vento nas Estruturas 
Ação do Vento nas Estruturas 
Ação do Vento nas Estruturas 
Para edificações com paredes internas permeáveis, a pressão interna pode ser considerada uniforme. Neste caso, devem ser adotados os seguintes valores para o coeficiente de pressão interna cpi
b)quatro faces igualmente permeáveis: cpi = - 0,3 ou 0 (considerar o valor mais nocivo);
Valores para Ce
Valores para Ce
b
a
DADOS PRELIMINARES
Cobertura em duas águas com tesoura em estrutura metálica;
A cobertura em telha de aço trapezoidal, 40 mm;
Declividade da cobertura 15o = 27%;
As colunas serão compostas com perfis metalicos;
Os fechamentos das faces transversais são de telhas de aço;
Segundo a NBR 6123, a construção será considerada permeável;
Os perfis serão laminados ASTM – A36.
Serão utilizados parafusos comuns: ASTM A – 307;
Será utilizado para solda: Eletrodo E60XX AWS;
Local de construção: Cidade de Porto Velho
Rugosidade do local = 4;
Pé direito: 5m Lagura da construção: 20 m
ANTEPROJETO
CÁLCULO DA AÇÃO DO VENTO
Cidade de Manaus – Vo = 30 m/s
Fator de Topografia – S1 = 1,0
Fator de Rugosidade – S2
Rugosidade – Categoria IV 
Classe B
Pé direito – 5m
b = 0,85 ; p = 0,125 e Fr = 0,98 
Z  3m – S2 = 0,72
Z = 5m – S2 = 0,76
Z = 10 m - S2 = 0,83
Fator Estatístico – S3 = 1,00
 
Velocidade Caracteristica do Vento
Vk = Vo S1S2S3
h  3m – Vk = 30x1,0x0,72x1,0 = 21,60 m/s
h = 5m – Vk = 30x1,0x0,76x1,0 = 22,80 m/s
h = 10 m - Vk = 30x1,0x0,83x1,0 = 24,90 m/s
Pressão dinâmica:
h  3m – q = 0.29 KN/m2
h = 5m – q = 0.32 KN/m2
h = 10 m - q = 0.38 KN/m2
Anteprojeto do Galpão
Coeficientes de Pressão(Cpe) e de forma externa para as paredes
Altura Relativa: Proporção em planta:
De acordo com a NBR 6123 
Vento a 90o
2h = 2x5 = 10m 
b/2 = 20/2 = 10m
Vento a 0o
b/3 = 20/3 = 6,67m
a/4 = 30/4 = 7,50m
Como a/b = 1,5 teremos que Interpolar o valor do Cpe na região A3B3
a/b = 1 --- Ce = -0.5 
a/b  2 --- Ce = -0,2 
Logo para a/b = 1,5 Cpe = -0,35
Coeficientes de Pressão(Cpe) e de forma externa para os telhados
y = h = 5m ou y = 0,15 b = 0,15x20 = 3m - portanto y = 3m (o menor entre eles)
x = b/3 = 20/3 = 6.67m ou x = a/4 = 30/4 = 7,5m então x = 7,5 m (0 maior entre eles)
Para  = 0o
Coeficientes de Pressão Interna (Cpi)
Os fechamentos do galpão serão em chapas de aço. Como simplificação desse estudo, embora existam portões, será desprezada a possibilidade de existência de uma abertura principal em qualquer face da construção quando houve vento forte.
Valores Resultantes
Ce ( = 90o ) Ce ( = 0o ) 
 
Ci (+0,2 ) Ci (-0,3) 
 
COMBINAÇÕES
CASO A - Ce ( = 90o ) + Ci (+0,2) 
 
COMBINAÇÕES
CASO B - Ce ( = 90o ) + Ci (-0,3) 
 
COMBINAÇÕES
CASO C - Ce ( = 0o ) + Ci (+0,2) 
 
COMBINAÇÕES
CASO D - Ce ( = 0o ) + Ci (-0,3) 
 
COMBINAÇÕES
Caso A Caso B 
Caso C Caso D 
 
CARREGAMENTO DEVIDO AO VENTO
Carga = q(Ce + Ci) * Área de Influência 
CASO A
h  3m – q = 0.29 KN/m2
h = 5m – q = 0.32 KN/m2
h = 10 m - q = 0.38 KN/m2
CARREGAMENTO DEVIDO AO VENTO
Carga = q(Ce + Ci) * Área de Influência 
CASO B
Carregamento Médio nos Fechamento
CARREGAMENTO OTIMIZADO DEVIDO À AÇÃO DO VENTO