Resumo prova 1 - VENTOS

Prévia do material em texto

Mecânica Aplicada 
Ventos – NBR 6123 
 Tipos de vento 
 
Vento a Barlavento: pressiona a estrutura Vento Paralelo: Produz um efeito de sucção, puxando a 
levando-a na direção do vento estrutura na direção perpendicular ao vento 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vento a Sota-Vento: Produz um esforço de sucção Vento com pressão interna: preciosa a estrutura a levando 
Sobre a estrutura pundodo-a na direção do vento tanto na direção e sentido do vento quando na direção 
perpendicular 
 
 
 
Vento com sucção interna: succiona a estrutura a puxando tanto na direção e sentido do vento quando na direção 
perpendicular 
 
 
 
Os efeitos do vendo sobre um a estrutura com uma 
altura consideravelmente elevada deve ser 
considerada, como não uniformes, uma vez que o 
vento age de forma mais agressiva em maiores 
alturas, logo quando maior a construção maior é a 
forma com que o vento a atinge. Um exemplo disso 
é ilustrado na figura ao lado 
 
 
 
 
 
 
 
Observação: O vento é causado por diversos fatores meteorológicos e para fim de cálculo deve ser 
considerado como um fenômeno de caráter aleatório. Para projeto deve-se considerar a direção do vento 
que seja mais desfavorável para a estrutura. O vento é um fenômeno aleatório que pode ser descrito pela 
como uma variável aleatório que segue a distribuição de Gumbel (ilustrada abaixo), que nada mais é que 
o log(x) onde x segue uma distribuição de Weibull. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A pressão dinâmica do vento é dada por 𝑞𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 = 0,613 ∗ 𝑉𝑘 onde 𝑉𝑘 é a velocidade característica 
 𝑉𝑘 dado em m/s e 𝑞𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜 em N/m2 
𝑉𝑘 é obtido dado referencias de valores medidos próximos da região onde será construída a estrutura. 
E depende de 4 fatores: 1) do local da edificação 
 2) do tipo de terreno (plano, em aclive, morro etc.) 
 3) da altura da edificação, rugosidade do terreno (tipo e altura dos obstáculos na 
vizinhança) 
 4) da finalidade da edificação (hospitalar, residência etc.) 
 
Para determinar 𝑉𝑘 usa-se a seguinte equação 
 
Vk=V0 * S1 * S2 * S3 onde: 𝑉0 = Velocidade básica obtida no gráfico de isopletas (pag. 6 NBR 6123) 
 S1 = Fator topográfico (1 para terrenos planos, caso contrário pag. 5 NBR 6123 
encontra-se S1 com base na inclinação do terreno 𝜃) 
 S2 = Para cálculo do fator usa a equação 𝑆2 = 𝑏 ∗ 𝐹𝑟(𝑧/10)
𝑝 (pag. 9 NBR 6123) 
 S3 = Fator estatístico (dado pela tabela 3 pag. 10 NBR 6123) 
 
 
Ilustração do gráfico de isopletas usado na obtenção de V0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fator S1 - Fator topográfico 
𝑆1(𝑧) = 1,0 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝜃 ≤ 3° onde: Z = altura medida a partir da superfície 
𝑆1(𝑧) = 1,0 + (2,5 −
𝑍
𝑑
 ) ∗ 𝑡𝑔(𝜃 − 3°) 𝑝𝑎𝑟𝑎 6° ≤ 𝜃 < 17° do terreno considerado 
𝑆1(𝑧) = 1,0 + (2,5 −
𝑍
𝑑
 ) ∗ 0,31 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝜃 ≥ 45° d=diferença de nível entre a base e o 
 
 topo do talude ou morro 
 𝜃 = inclinação média do talude ou 
 encosta do morro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fator S2 - Fator rugosidade 
Considera as particularidades da edificação em relação a sua dimensão e a presença ou não de obstáculos no redor 
dela. São consideradas cinco categorias: 
Categoria I – Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5km de extensão, medida na direção e sentido 
do vento incidente. Exemplos: Mar calmo, Lagos e rios, pântanos sem vegetação 
Categoria II – Terrenos abertos em nível ou aproximadamente com poucos obstáculos isolados, tais como árvores 
e edificações baixas. Exemplos: zonas costeiras planas, pântanos com vegetação rala e campos de aviação, 
pradarias e charnecas e fazendas sem sebes e muros. 
Categoria 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 campo, fazendas com sebes e muros, subúrbios 
a considerável distância do centro, com casas baixas e esparsas. 
Categoria IV – Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestais, industriais ou 
urbanizados. Exemplos: zonas de parques bosques com muitas florestas, cidades pequenas e seus arredores, 
subúrbios densamente construídos de grandes cidades, áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas. A 
cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m 
Categoria 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. 
 
O tamanho da edificação influenciará diretamente no valor do turbilhão da rajada de vento e assim é preciso agora 
definir três classes de edificações: 
Classe A –Todas as unidades de vedação, seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação. 
Toda edificação ou parte da edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal não 
exceda 20 metros. 
Classe B –Toda edificação ou parte da edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície 
frontal esteja entre 20 e 50 metros. 
Classe C –Toda edificação ou parte da edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície 
frontal exceda 50 metros. 
 
 
Para cálculo do S2 utiliza-se a seguinte formula: 𝑆2 = 𝑏 ∗ 𝐹𝑟(𝑧/10)
𝑝 
Onde: Z é a altura acima do terreno 
 Fr fator de rajada correspondente à categoria II 
 
 
 b parâmetro de correção da classe de edificação (tabela 1 da pág. 9) 
 p parâmetro meteorológico (tabela 1 da pág. 9) 
 
Fator S3 Fator estatístico 
Este fator tem seu valor tabelado com base no tipo de edificação, é mensurado com base na probabilidade de que 
o vento atinja a estrutura atingindo a velocidade básica considerada. (tabela 3 págs. 10) 
 
Coeficiente de pressão e de forma 
Para encontrar este valor deve-se consultar a norma na pagina 14 e realizar o calculo das proporções entre as 
dimensões, isso ditara o qual alto ou baixo será o coeficiente de pressão. Para encontrar as relações basta substituir 
as dimensões do projeto nas formulas apresentadas, no caso h é a altura, b é a base e a é a profundidade. Tendo 
encontrado esses valores é possível localizar na tabela 4 os valores para C, A1, A2, B1, B2, B3 e D tanto a 0° quanto a 
90° que são os ângulos críticos onde são atingidas as maiores pressões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desenvolvido por Cláudio Estevam L da Silva, aluno do curso Bacharel em Engenharia Mecânica no Centro 
Universitário do Sul de Minas (UNIS-MG) e aluno do curso bacharelado interdisciplinar em ciência e 
economia (BICE) com especialização em ciências atuarias na Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL) 
campus Varginha onde também é monitor da disciplina de estatística e desenvolve projetos de pesquisa 
focados na área de experimentação e simulação, assim como machine learning e data science.