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05/09/2018 1 Cabo Frio, 2018 UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA – UVA DEPARTAMENTO D ENGENHARIA CIVIL AÇÃO DO VENTO NAS ESTRUTURAS 05/09/2018 2 INTRODUÇÃO • Para efeito de cálculo, é adotado o vento como uma carga estática. Deve-se considerar a estrutura já concluída, bem como o conjunto de suas partes; • A consideração da ação do vento é obrigatória, segundo as normas NBR 6118(2014) e NBR8800 (2012) ; • O procedimento de cálculo das forças devido ao vento nas edificações deve ser feito segundo à NBR6123/88. Falhas pela ação do vento G Coberta em colapso no interior do Ceará 05/09/2018 3 Falhas pela ação do vento Falha de torre de transmissão pela ação do vento Falhas pela ação do vento Falha do prédio Real Class ocorrida pela ação Ação combinada de cargas verticais e de vento – Pará Trecho do relatório técnico do acidente elaborado pelo CREA/ UFPA: Considerando as recomendações normativas para dimensionamento de estruturas de concreto, para carregamentos verticais e para o vento, observou-se que o projeto estrutural executado não atendia tais recomendações, sendo a situação mais crítica referente à atuação do vento; 05/09/2018 4 Falhas pela ação do vento Caso do edifício Real Class - PA Determinação da velocidade Básica do Vento • A velocidade básica do vento V0 , é a velocidade de uma rajada de 3s, excedida em média uma vez em 50 anos, a 10m acima do terreno, em campo aberto e plano ( NBR6123/88); • A velocidade do vento é obtida a partir do gráfico de isopletas, em função da localização geográfica da edificação. 05/09/2018 5 DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE BÁSICA DO VENTO VELOCIDADE CARACTERÍSTICA DE VENTO 05/09/2018 6 FATOR TOPOGRÁFICO S1 RUGOSIDADE DO TERRENO, DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E ALTURA SOBRE O TERRENO (S2 ) • O fator S2 considera a rugosidade do terreno(categoria), as dimensões da edificação (classe) e altura em relação ao terreno (Z) e é calculado pela expressão: 𝑆2 = 𝑏𝐹𝑟 𝑍 10 𝑝 05/09/2018 7 RUGOSIDADE DO TERRENO, DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E ALTURA SOBRE O TERRENO (S2 ) Categoria do relevo CATEGORIA DO TERRENO DESCRIÇÃO CAT. - I Superfícies lisas de grandes dimensões,com mais de 5 km de extensão,medida na direção e sentido do vento incidente. Ex.: Mar calmo;lagos e rios; pântanos sem vegetação. CAT. - II Terrenos aberto em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados,tais como árvores e edificações baixas. Ex.: Zonas costeiras planas;Pântanos com vegetação rala; Campos de aviação; Pradarias e charnecas; Fazendas sem sebes ou muros. A cota média do topo dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 1,0m. CAT. - III Terrenos planos ou ondulados com obstáculos,tais como sebes e muros, poucos quebra- ventos de árvores, edificações baixas e esparsas. Exemplos: Granjas e casas de campos, com exceção das partes com matos; fazendas com sebes e/ou muros; subúrbios a considerável distância do centro, com casas baixas e esparsas. CAT. - IV Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. Exemplos: zonas de parques e bosques com muitas árvores; cidades pequenas e seus arredores;subúrbios densamente construídos de grandes cidades; áreas indústriais plena ou parcialmente desenvolvidas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m. Esta categoria também inclui zonas com obstáculos maiores e que ainda não possam ser consideradas na categoria V. CAT. - V Terrenos cobertos por obstáculos numerosos ,grandes,altos e pouco espaçados. Exemplos: Florestas com árvores altas, de copas isoladas; centros de grandes cidades; complexos industriais bem desenvolvidos. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25 m. RUGOSIDADE DO TERRENO, DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E ALTURA SOBRE O TERRENO (S2 ) Classe da edificação 05/09/2018 8 RUGOSIDADE DO TERRENO, DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E ALTURA SOBRE O TERRENO (S2 ) Parâmetros meteorológicos RUGOSIDADE DO TERRENO, DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E ALTURA SOBRE O TERRENO (S2 ) 05/09/2018 9 FATOR ESTATÍSTICO Fator ligado à segurança necessária para edificação sob ação de cargas de vento. Lembrando, a velocidade básica de vento V0 é função da velocidade de vento numa recorrência de 50 anos. AÇÃO DO VENTO NAS ESTRUTURAS 05/09/2018 10 AÇÃO DO VENTO NAS ESTRUTURAS TERMINOLOGIA DOS VENTOS ATUANTES 05/09/2018 11 TERMINOLOGIA DOS VENTOS ATUANTES COEFICIENTES DE FORMA 05/09/2018 12 COEFICIENTES DE FORMA E DE PRESSÃO COEFICIENTES DE FORMA APLICADO A TELHADOS 05/09/2018 13 ENSAIOS EM TÚNEL DE VENTO Museu do Amanhã: https://www.youtube.com/watch?v=eQFaxxmbAlI Funcionamento do Túnel de vento: https://www.youtube.com/watch?v=a9cT77hsOpU EXEMPLO - EDIFÍCIOS Seja uma edificação comercial com 50 metros de altura, situado num terreno plano, em Passo Fundo RS. As dimensões em planta do edifício encontra-se na representação abaixo: 05/09/2018 14 EXEMPLO - EDIFÍCIOS Passo Fundo 𝑉0 = 45 𝑚/𝑠 EXEMPLO - EDIFÍCIOS Logo: Classe tipo B 05/09/2018 15 Exemplo - Edifícios Categoria do Terreno Categoria II Exemplo - Edifícios Fator S3 = 1,0 05/09/2018 16 Exemplo - Edifícios Assim, as constantes do problema serão: A análise da pressão do vento atuante é feita ao longo da altura do edifício. Para este caso, a análise será feita a cada 10 metros. Exemplo - Edifícios Fator de rugosidade do terreno S2 Para o 1º trecho: 𝑆2 = 1𝑥0,98𝑥 10 10 0,9 𝑆2 = 0,98 Somente será diferente de 1 na cat. II 05/09/2018 17 Exemplo - Edifícios Coeficiente de arrasto ( 𝐶𝑎) de baixa turbulência Coef. De arrasto paralelepipédicas em vento - NBR 6123 ( fig. 4) Exemplo - Edifícios 05/09/2018 18 Exemplo - Edifícios Exercício Proposto Refazer o exemplo apresentado anteriormente, considerando para as divisões o pé direito padrão para edificações ( 3,0 metros). Adote a =b = 30 m. 05/09/2018 19 EXEMPLO - EDIFÍCIOS Exemplo 02 Considerando uma edificação comercial composta por três pavimentos ( térreo + 2 pavimentos-tipo) a ser construída na cidade de Salvador – BA. A obra será construída numa região densamente ocupada, no centro da cidade. O terreno apresenta topografia plana. EXEMPLO 2 05/09/2018 20 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 21 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 22 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 23 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 24 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 25 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 26 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2 05/09/2018 27 EXEMPLO 2 EXEMPLO 2
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