a aÇÃo do vento em galpÕes industriais de duas Águas

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A AÇÃO DO VENTO EM GALPÕES INDUSTRIAIS DE DUAS ÁGUAS

CONFORME A ABNT NBR 6123:1988

Natália de Souza Santos 1 - UNITOLEDO

Prof ͦ Emerson Alexandro Bolandim 2 - UNITOLEDO

RESUMO

Em edificações leves, como os galpões estruturados em aço para usos gerais,

normalmente as forças devido à ação do vento prevalecem sobre as demais, e são as principais

causas de colapso neste tipo de estrutura. Para a determinação destas, faz-se necessária a

definição da posição geográfica, do relevo e obstáculos no entorno do edifício, bem como a sua

forma e dimensões da estrutura que se deseja analisar. Para que o projeto deste tipo de estrutura

seja prático e, esteja dentro dos requisitos aceitáveis de segurança, a norma brasileira ABNT

NBR 6123:1988 apresenta uma metodologia simplificada, tendo como base procedimentos

analíticos e coeficientes empíricos, obtidos por meio de medições em campo e resultados de

modelos reduzidos em túnel de vento. O objetivo deste trabalho é apresentar tal metodologia de

cálculo por meio de uma aplicação prática, apontando os pontos mais relevantes na

determinação das forças resultantes devidas ao vento neste tipo de estrutura.

Palavras-chave: Ação do vento; Estruturas de aço; Galpões industriais.

_________________________________________________

1 Graduanda em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Toledo (2018) 2 Mestre em Engenharia Civil pela USP (2011)

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1. Introdução

Os galpões ou edifícios industriais são construções, normalmente estruturadas em aço,

geralmente de um único pavimento, constituídos de sistemas estruturais compostos por pórticos

planos regularmente espaçados, com cobertura superior apoiada em sistemas de terças e vigas

ou tesouras e treliças, com grandes áreas cobertas e destinadas para uso comercial (lojas,

estacionamentos, centros de distribuição, centro de convenções, entre outros), uso industrial,

agrícola ou outras aplicações (PRAVIA; DREHMER; JÚNIOR 2010, p.10).

Um dos grandes desafios deste tipo de construção em aço, está relacionado a ação do

vento, pois por serem estruturas leves, com grandes vãos e possuírem uma grande área de

fechamento, ficam suscetíveis à grandes forças devido às ações variáveis desta natureza, que

podem facilmente provocar a ruína da estrutura, caso estas não sejam devidamente analisadas.

Segundo Ching, Onouye e Zuberbuler (2014 apud Nascimento et al., 2016, p. 5), os

principais efeitos que o vento pode causar a uma estrutura são as solicitações laterais. Esses

efeitos são a combinação da pressão direta, pressão de sucção e esforços de fricção. A pressão

direta ocorre quando a superfície esta perpendicular a direção do vento. Já a pressão de sucção

acontece quando a superfície é “puxada”, o que pode levar a danos principalmente em coberturas

e fachadas. Por fim, as forças de fricção longitudinal surgem, devido às forças de atrito que são

geradas pelo fenômeno da fricção, que ocorre quando o ar em movimento não para ao atingir a

edificação e o fluxo se distribui em torno da mesma.

Entretanto, com os avanços da Engenharia do Vento, cada vez mais estudos sobre o

assunto estão sendo disseminados pelo mundo. Gerando uma visão mais crítica, e resultando na

elaboração de procedimentos e normas cada vez mais confiáveis para o dimensionamento da

ação do vento em edificações.

Nos Estados Unidos, por exemplo, existe a ASCE 7-10, que apresenta para a

determinação da ação do vento três procedimentos: o primeiro método, chamado de

simplificado, o segundo é o analítico, e a edificação não se enquadrando em nenhum dos dois

métodos anteriores, a norma recomenda o terceiro método, o Túnel de Vento.

Na Europa, existe o EN-1991-1.4, cujo enquadramento da edificação depende de

parâmetros como posição geográfica, condições topográficas e meteorológicas, dimensões e

características da estrutura.

3

No Brasil, existe a norma ABNT NBR 6123:1988, que apresenta procedimentos para o

cálculo e levantamento das forças devidas ao vento em edificações, cujo procedimento é escopo

do presente trabalho.

2. VENTO

2.1 Definição

O vento pode ser definido como o movimento de massas de ar no sentido horizontal, que

é ocasionado pela diferença de pressão e temperatura entre duas regiões.

Regiões com maior disponibilidade de energia radiante apresentam ascensão de massas

de ar formando os chamados centros de baixa pressão. Regiões mais frias, com menor

disponibilidade energética, apresentam estagnação das massas de ar junto à superfície formando

os centros de alta pressão. O vazio deixado pela massa de ar aquecido, que ascende e forma um

centro de baixa pressão, é sempre preenchido pelo ar oriundo dos centros de alta pressão,

impulsionando o deslocamento horizontal do ar (MARIN et al., 2008) – vide Figura 01.

2.2 Ação do vento nas edificações

“A ação do vento em edificações depende necessariamente de dois aspectos:

meteorológicos e aerodinâmicos.” (GONÇALVES et al., 2004, p. 11). Este primeiro tem por

Figura 01 - Processo de formação dos ventos.

Fonte: Adaptado de ÁLVARO, I. R. (2015)

4

objetivo, através de análises de local, tipo de terreno, rugosidade do terreno, altura da edificação

e tipo de ocupação, determinar a velocidade de vento que será considerada no projeto. Já os

aspectos aerodinâmicos, são referentes a forma da edificação.

Para melhor visualização da alteração da trajetória do vento ao incidir sobre um edifício

com cobertura de duas águas, podem ser utilizadas linhas de fluxo. O esquema a seguir permite

também, verificar de forma intuitiva, os carregamentos de vento no entorno da edificação – vide

Figura 02.

3. ABNT NBR 6123:1988 – Forças devidas ao vento em edificações

3.1 Definição

Esta norma, publicada em 1988, e corrigida em 2013, apresenta recomendações à

respeito da consideração das forças devidas à ação estática e dinâmica do vento, para efeitos do

cálculo de edificações, mostrando ainda algumas orientações gerais relativas às dimensões da

estrutura ou localização fora do comum, apontando referências a serem utilizadas e estudos

especiais a serem realizados para a determinação das forças atuantes devido ao vento e seus

efeitos.

Figura 02 – Linhas de fluxo representando a trajetória do vento.

Fonte: Adaptado de GONÇALVES et al (2004).

5

3.2 Procedimento para a determinação da pressão dinâmica do vento

3.2.1 Velocidade básica do vento V0

O procedimento para a determinação das forças devidas ao vento parte da definição da

velocidade básica do vento (V0), definida pela norma, como a velocidade de uma rajada de três

segundos de duração, a dez metros de altura, em campo aberto e plano, ultrapassada em média,

uma vez a cada 50 anos, obtida a partir do mapa de isopletas, conforme Figura 03 a seguir.

Esta velocidade multiplicada pelos fatores de S1, S2 e S3, definidos adiante, resultam na

velocidade característica do vento.

3.2.2 Fator topográfico S1

O S1, fator topográfico, leva em consideração as variações do relevo do terreno:

• terrenos planos ou fracamente acidentados: S1 = 1,0;

• taludes e morros:

- taludes e morros alongados nos quais pode ser admitido um fluxo de ar

bidimensional soprando no sentido indicado na Figura 04;

- no ponto A (morros) e nos pontos A e C (taludes): S1 = 1,0;

Figura 03 – Mapa de isopletas do vento.

Fonte: Autor (2018).

6

- no ponto B: S1 = S1(z)

𝜃 ≤ 3°: 𝑆1(𝑧) = 1,0 (3.1)

6° ≤ 𝜃 ≤ 17°: 𝑆1(𝑧) = 1,0 + (2,5 −𝑧

𝑑) tg(θ-3°)≥1,0 (3.2)

𝜃 ≥ 45°: 𝑆1(𝑧) = 1,0 + (2,5 −𝑧

𝑑) 0,31 ≥ 1,0 (3.3)

onde,

z = altura medida a partir da superfície do terreno no ponto considerado

d = diferença de nível entre a base e o topo do talude ou morro

θ = inclinação média do talude ou encosta do morro

nota: entre A e B e entre B e C, o fator S1 é obtido por interpolação linear.

• vales profundos, protegidos de ventos de qualquer direção: S1 = 0,9.

3.2.3 Fator de rugosidade S2

O S2, fator de rugosidade, 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.

Figura 04 – Fator topográfico S1.

Fonte: ABNT NBR 6123:1988 (1988).

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No que se refere ao item de rugosidade, a ABNT NBR 6123:1988 estabelece uma

classificação em cinco diferentes condições, onde se pode verificar em qual situação se encontra

a obra ou projeto que se está desenvolvendo. A Tabela 01 adiante apresenta as cinco diferentes

condições citadas.

Tabela 01 – Classificação de categorias de terrenos

CATEGORIA I: Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão,

medida na direção e sentido do vento incidente (mar calmo, lagos e rios, pântanos sem

vegetação).

CATEGORIA II: Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos

obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas (zonas costeiras planas, pântanos

com vegetação rala, campos de aviação, pradarias e charnecas, fazendas sem sebes ou muros).

A cota média dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 1,0 m.

CATEGORIA III: Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros,

poucos quebra-ventos de árvores, edificações baixas e esparsas (granjas e casas de campo –

com exceção das partes com matos, fazendas com sebes e/ou muros, subúrbios a considerável

distância do centro com casas baixas e esparsas). A cota média dos obstáculos é considerada

igual a 3,0 m.

CATEGORIA IV: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona

florestal, industrial ou urbanizada (zonas de parques e bosques com muitas árvores, cidades

pequenas e seus arredores, subúrbios densamente construídos de grandes cidades, áreas

industriais plena ou parcialmente desenvolvidas). A cota média dos obstáculos é considerada

igual a 10,0 m.

CATEGORIA V: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco

espaçados (florestas com árvores altas de copas isoladas, centros de grandes cidades,

complexos industriais bem desenvolvidos). A cota média dos obstáculos é considerada igual

ou superior a 25,0 m.

Quanto as dimensões da edificação, segundo Neto (2007, p. 2.10), essas são relacionadas

com a rajada de vento que deverá envolver o edifício. Quanto maior for o edifício maior deve

ser a rajada ou turbilhão que o envolverá e, por conseguinte, menor deverá ser a velocidade

Fonte: Adaptado de ABNT NBR 6123:1988 (1988)

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média do vento nessas condições. A Tabela 02 a seguir apresenta as classes existentes para

classificação da edificação.

Tabela 02 – Classificação da classe da edificação

CLASSE A: Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical não exceda

20 m.

CLASSE B: Toda edificação ou parte da edificação para a qual a maior dimensão horizontal

ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 m e 50 m.

CLASSE C: Toda edificação ou parte da edificação para a qual a maior dimensão horizontal

ou vertical da superfície frontal exceda 50 m.

O fator S2 pode ser calculado pela equação:

𝑆2 = 𝑏. 𝐹𝑟. (𝑍 10⁄ )𝑝 (3.4)

Os parâmetros b e p que permitem determinar S2 para as cinco categorias apresentadas

na Tabela 01 são apresentados na Tabela 03 a seguir.

Tabela 03 – Parâmetros para determinar o fator S2

Categoria

Zg (m)

Parâmetros

Classes

A B C

I 250 b 1,10 1,11 1,12

p 0,06 0,065 0,07

II 300

b 1,00 1,00 1,00

Fr 1,00 0,98 0,95

p 0,085 0,09 0,10

III 350 b 0,94 0,94 0,93

p 0,10 0,105 0,115

IV 420 b 0,86 0,85 0,84

p 0,12 0,125 0,135

V 500 b 0,74 0,73 0,71

p 0,15 0,16 0,175

Fonte: Adaptado de ABNT NBR 6123:1988 (1988)

Fonte: ABNT NBR 6123:1988 (1988)

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Os valores de S2 para as diversas categorias de rugosidade do terreno e classes de

dimensões das edificações definidas pela ABNT NBR 6123:1988, podem ser extraídos também,

da Tabela 2 da Norma.

3.2.4 Fator estatístico S3

O S3, fator estatístico, é baseado em conceitos estatísticos, e considera o grau de

segurança requerido e a vida útil da edificação, devendo ser obtido a partir da Tabela 04 a seguir.

Tabela 04 – Fator estatístico S3

GRUPO DESCRIÇÃO S3

1 Edificações cuja ruína total ou parcial 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, etc.)

1,10

2 Edificações para hotéis e residências, Edificações para comércio e indústria com

alto fator de ocupação 1,00

3 Edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação (depósitos,

silos, construções rurais, etc.) 0,95

4 Vedações (telhas, vidros, painéis de vedação, etc.) 0,88

5 Edificações temporários, Estruturas dos grupos 1 a 3 durante a construção 0,83

3.2.5 Velocidade característica do vento Vk

A velocidade característica do vento é calculada pela seguinte expressão:

𝑉𝑘 = 𝑉0. 𝑆1. 𝑆2. 𝑆3 (3.5)

3.2.6 Pressão dinâmica q

A pressão dinâmica pela equação:

𝑞 = 0,613. 𝑉𝑘2 (3.6)

Sendo, q em N/m2 e Vk em m/s.

3.3 Determinação dos coeficientes aerodinâmicos

Os Coeficientes Aerodinâmicos são divididos em duas categorias: Coeficientes de

Pressão e de Forma Externos (Ce) e Coeficientes de Pressão Interno (Cpi). E é a partir destes,

que a pressão dinâmica do vento, age na estrutura da edificação. Sendo, seus valores

determinados através de tabelas específicas.

Fonte: ABNT NBR 6123:1988 (1988)

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3.3.1 Coeficientes de pressão externos (Ce)

Devido as características da edificação, para definição dos coeficientes externos, serão

utilizadas as Tabelas 4 e 5 da ABNT NBR 6123:1988, que apresentam os coeficientes de pressão

e de forma, externos, para paredes de edificações de planta retangular; e os coeficientes de

pressão e de forma, externos, para telhados com duas águas, simétricos, em edificações de planta

retangular, respectivamente – vide Tabelas 05 e 06.

Tabela 05 – Coeficientes de pressão e de forma, externos, para paredes de edificações de planta retangular

Altura relativa

Valores de Ce para

Cpe

médio

𝜶 = 𝟎° 𝜶 = 𝟗𝟎°

A1 e

B1

A2 e

B2 C D A B

C1

e

D1

C2

e

D2

ℎ

𝑏≤

1

2

1 ≤𝑎

𝑏≤

3

2 -0,8 -0,5 +0,7 -0,4 +0,7 -0,4 -0,8 -0,4 -0,9

2 ≤𝑎

𝑏≤ 4 -0,8 -0,4 +0,7 -0,3 +0,7 -0,5 -0,9 -0,5 -1,0

1

2<

ℎ

𝑏≤

3

2

1 ≤𝑎

𝑏≤

3

2 -0,9 -0,5 +0,7 -0,5 +0,7 -0,5 -0,9 -0,5 -1,1

2 ≤𝑎

𝑏≤ 4 -0,9 -0,4 +0,7 -0,3 +0,7 -0,6 -0,9 -0,5 -1,1

3

2<

ℎ

𝑏≤ 6

1 ≤𝑎

𝑏≤

3

2 -1,0 -0,6 +0,8 -0,6 +0,8 -0,6 -1,0 -0,6 -1,2

2 ≤𝑎

𝑏≤ 4 -1,0 -0,5 +0,8 -0,3 +0,8 -0,6 -1,0 -0,6 -1,2

Para vento incidindo a 0°, nas partes A3 e B3 da Figura 05, a NBR 6123 (1988)

recomenda que o coeficiente de forma Ce tenha:

• Para a/b = 1: mesmo valor das partes A2 e B2;

• Para a/b ≥ 2: Ce = -0,2;

• E para 1< a/b < 2: interpolar linearmente.

Fonte: ABNT NBR 6123:1988 (1988)

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Tabela 06 – Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhados com duas águas, simétricos, em

edificações de planta retangular

Altura

relativa 𝜽

Valores de Ce para Cpe médio

𝜶 = 𝟗𝟎° 𝜶 = 𝟎°

EF GH EG FH

ℎ

𝑏≤

1

2

0° -0,8 -0,4 -0,8 -0,4 -2,0 -2,0 -2,0 -

5° -0,9 -0,4 -0,8 -0,4 -1,4 -1,2 -1,2 -1,0

10° -1,2 -0,4 -0,8 -0,6 -1,4 -1,4 - -1,2

15° -1,0 -0,4 -0,8 -0,6 -1,4 -1,2 - -1,2

20° -0,4 -0,4 -0,7 -0,6 -1,0 - - -1,2

30° 0 -0,4 -0,7 -0,6 -0,8 - - -1,1

45° +0,3 -0,5 -0,7 -0,6 - - - -1,1

60° +0,7 -0,6 -0,7 -0,6 - - - -1,1

1

2<

ℎ

𝑏≤

3

2

0° -0,8 -0,6 -1,0 -0,6 -2,0 -2,0 -2,0 -

5° -0,9 -0,6 -0,9 -0,6 -2,0 -2,0 -1,5 -1,0

10° -1,1 -0,6 -0,8 -0,6 -2,0 -2,0 -1,5 -1,2

15° -1,0 -0,6 -0,8 -0,6 -1,8 -1,5 -1,5 -1,2

20° -0,7 -0,5 -0,8 -0,6 -1,5 -1,5 -1,5 -1,0

30° -0,2 -0,5 -0,8 -0,8 -1,0 - - -1,0

45° +0,2 -0,5 -0,8 -0,8 - - - -

60° +0,6 -0,5 -0,8 -0,8 - - - -

Figura 05 – Legenda para Tabela 05.

Fonte: Adaptado de ABNT NBR 6123:1988 (1988).

12

3

2<

ℎ

𝑏≤ 6

0° -0,8 -0,6 -0,9 -0,7 -2,0 -2,0 -2,0 -

5° -0,8 -0,6 -0,8 -0,8 -2,0 -2,0 -1,5 -1,0

10° -0,8 -0,6 -0,8 -0,8 -2,0 -2,0 -1,5 -1,2

15° -0,8 -0,6 -0,8 -0,8 -1,8 -1,8 -1,5 -1,2

20° -0,8 -0,6 -0,8 -0,8 -1,5 -1,5 -1,5 -1,2

30° -1,0 -0,5 -0,8 -0,7 -1,5 - - -

40° -0,2 -0,5 -0,8 -0,7 -1,0 - - -

50° +0,2 -0,5 -0,8 -0,7 - - - -

60° +0,5 -0,5 -0,8 -0,7 - - - -

Conforme a NBR 6123 (1988), para vento incidindo a 0°, nas partes I e J da Figura 06,

o coeficiente de forma Ce tem os seguintes valores:

• Para a/b = 1: mesmo valor das partes F e H;

• Para a/b ≥ 2: Ce = -0,2;

• E para 1 < a/b < 2: interpolar linearmente.

3.3.2 Coeficientes de pressão internos (Cpi)

Já para os coeficientes de pressão interna a Norma considera que se a edificação for

totalmente impermeável ao ar, a pressão no seu interior será invariável no tempo e independente

da velocidade da corrente de ar externa. Porém, usualmente as paredes e/ou a cobertura normais

Figura 06 – Legenda para Tabela 06.


Fonte: ABNT NBR 6123:1988 (1988)

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de serviço ou como consequência de acidentes, permitem a passagem do ar, modificando-se as

condições ideais supostas nos ensaios.

Para a determinação dos coeficientes de pressão interna vide a Tabela 07.

Tabela 07 – Coeficientes de pressão e de forma internos em edificações de planta retangular

CASO DESCRIÇÃO OU CONDIÇÃO Cpi

A Duas faces opostas igualmente permeáveis, as

outras faces impermeáveis -

A.1 Vento perpendicular a uma face permeável +0,2

A.2 Vento perpendicular a uma face impermeável -0,3

B Quatro faces igualmente permeáveis -0,3 ou 0

C Abertura dominante em uma face, as outras de

igual permeabilidade -

C.1

Abertura dominante na face de barlavento -

As = 1 +0,1

As = 1,5 +0,3

As = 2 +0,5

As = 3 +0,6

As ≥ 6 +0,8

C.2 Abertura dominante na face de sotavento Adotar o valor de Ce

correspondente a esta face

C.3 Abertura dominante em uma face paralela ao

vento

Adotar o valor de Ce


C.4 Abertura dominante não situada em zona de alta

sucção externa

Adotar o valor de Ce


C.5

Abertura dominante situada em zona de alta

sucção externa -

Ad = 0,25 -0,4

Ad = 0,50 -0,5

Ad = 0,75 -0,6

Ad = 1,0 -0,7

Ad = 1,5 -0,8

Ad ≥ 3 -0,9

Segundo a ABNT NBR 6123:1988, entende-se por:


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• Impermeáveis: elementos construtivos e de vedação: lajes e cortinas de concreto

armado ou protendido; paredes de alvenaria, de pedra, de tijolos, de blocos de

concreto e afins, sem portas, janelas ou quaisquer outras aberturas,

• Permeáveis: todos os demais elementos construtivos são considerados permeáveis

e deve-se à presença de aberturas tais como juntas entre painéis de vedação e entre

telhas, frestas em portas e janelas, ventilações em telhas e telhados, vãos abertos

de portas e janelas, chaminés, lanternins, etc.

• Barlavento: região de onde sopra o vento, em relação à edificação.

• Sotavento: região oposta àquela de onde sopra o vento, em relação à edificação.

E para o presente trabalho, foi adotada a nomenclatura:

• As: proporção entre a área de todas as aberturas na face de barlavento e a área total

das aberturas em todas as faces submetidas a sucções externas.

• Ad: proporção entre a área da abertura dominante (ou área das aberturas situadas

nesta zona) e a área total das outras aberturas situadas em todas as faces submetidas

a sucções externas.

3.3.3 Coeficientes resultantes

Após os coeficientes externos e internos serem obtidos, o coeficiente resultante é

calculado por meio da Equação (3.7) a seguir:

𝐶 = 𝐶𝑒 − 𝐶𝑝𝑖 (3.7)

Coeficientes resultantes com valores negativos correspondem a ventos de sucção,

definido pela norma brasileira como uma pressão efetiva abaixo da pressão atmosférica de

referência. Enquanto os valores positivos correspondem a ventos de sobrepressão, que conforme

a norma, é uma pressão efetiva acima da pressão atmosférica de referência – vide Figura 07.

Figura 07 - Ação externa do vento em edificações.

Fonte: LEÃO, M.; ARAGÃO, M. (2013)

15

3.4 Forças de vento resultantes

A determinação das forças de vento resultantes, para cada situação, será realizada pela

Equação (3.8) a seguir:

𝐹 = 𝐶. 𝑞 (3.8)

Onde:

F é a força por unidade de área;

C é o coeficiente de força resultante;

q é a pressão dinâmica do vento.

4. Exemplo prático

Afim de demonstrar a metodologia descrita na NBR 6123:1988, será desenvolvido um

exemplo, que consiste na determinação das forças devidas ao vento em um galpão, com

cobertura em duas águas, localizado na cidade de Araçatuba/SP, para fins de armazenamento de

materiais de construção. Com planta retangular de 21,2 m de largura e 50 m de comprimento,

com altura de 8,5 m. A cobertura terá inclinação aproximada de 15°, com fechamento apenas

nas fachadas laterais e pórticos transversais espaçados a cada 5,0 m.

4.1 Velocidade básica do vento (V0)

Para a cidade de Araçatuba (SP), conforme mapa de isopletas que consta na ABNT NBR

6123:1988, a velocidade básica de 40 m/s foi adotada.

4.2 Fator topográfico (S1)

Devido a topografia da região, o fator S1 será 1,0. Definido pela norma, para terrenos

planos ou fracamente acidentados.

4.3 Fator de rugosidade (S2)

Para um terreno de Categoria III, classe B, segundo a Tabela 03, os valores dos

parâmetros b e p, são 0,94 e 0,105 respectivamente. E calculado pela Equação (3.4):

𝑆2 = 0,94 . 0,98 . (11,34 10⁄ )0,105 = 0,93

4.4 Fator estatístico (S3)

Conforme Tabela 04, exposta anteriormente, a edificação classifica-se no grupo 03, que

possui um fator estatístico de 0,95.

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4.5 Velocidade Característica (Vk)

Calcula-se Vk, a partir da Equação (3.5):

𝑉𝑘 = 40 . 1,0 . 0,93 . 0,95 = 35,47 𝑚/𝑠

4.6 Pressão dinâmica do vento (q)

A pressão dinâmica do vento é determinada a partir da Equação (3.6):

𝑞 = 0,613 . 35,472 = 771,23 𝑁/𝑚2(𝑜𝑢 0,771 𝑘𝑁 𝑚²⁄ )

4.7 Coeficientes aerodinâmicos

4.7.1 Coeficientes de pressão externa para as paredes (Ce)

Para a localização, na Tabela 05, dos valores de coeficientes de pressão e de forma,

primeiramente foi calculada a altura relativa:

ℎ/𝑏 = 0,40 𝑒 𝑎/𝑏 = 2,36

Portanto, serão utilizados os valores da segunda linha da Tabela 05, conforme Figura 08.

4.7.2 Coeficientes de pressão externa para os telhados (Ce)

Para a determinação dos coeficientes de pressão e de forma para os telhados, foi

verificada primeiramente, a altura relativa (h/b), e posteriormente definido os coeficientes

conforme a inclinação do telhado (θ). Os valores obtidos na Tabela 06 e a partir da condição de

a/b > 2, descrito no item 3.3.1, foram representados na Figura 09.

Figura 08 – Ce para paredes – vento a 0° (à esquerda) e vento a 90° (à direita).


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4.7.3 Coeficientes de pressão interna

Devido a configuração dos fechamentos laterais dada no exemplo, conforme Tabela 07,

Cpi 1 e Cpi 2, terão os valores 0,2 e -0,3 respectivamente.

4.7.4 Coeficientes resultantes (C)

Em posse dos coeficientes de pressão externos e internos, são feitas as combinações

destes, visto que os mesmos não atuam de forma isolada na estrutura.

Para o exemplo em questão, por simplicidade e a favor da segurança, serão abordados

apenas os pórticos localizados nas regiões com os maiores valores de Ce, pois são estas

normalmente, as mais afetadas pela ação do vento. E as combinações realizadas conforme

equação (3.7) – vide as Figuras 10, 11, 12 e 13.

4.7.4.1 Caso 01: Ce para vento 0° + Cpi 1


Figura 11 – Combinação de coeficientes – Ce para vento 0° + Cpi -0,30.


Figura 10 – Combinação de coeficientes – Ce para vento 0° + Cpi 0,20.


Figura 09 – Ce para telhados – vento a 0° (à esquerda) e vento a 90° (à direita).


18



4.8 Esforços resultantes

Para o cálculo dos esforços resultantes na pior situação, a Equação (3.8) foi utilizada, de

modo que o carregamento de atuação do vento fosse encontrado. Para determinação do

carregamento distribuído sobre os pórticos, o resultado obtido anteriormente foi multiplicado

pela distância entre pórticos. Os resultados obtidos para o modelo estão apresentados nas

Figuras 14, 15, 16 e 17.

4.8.1 Caso 01

Figura 14 – Forças resultantes – Ce para vento 0° + Cpi 0,20.


Figura 13 – Combinação de coeficientes – Ce para vento 90° + Cpi -0,30.


Figura 12 – Combinação de coeficientes – Ce para vento 90° + Cpi 0,20.


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4.8.2 Caso 02

4.8.3 Caso 03

4.8.4 Caso 04

5. Conclusão

O presente trabalho buscou apresentar de forma sucinta o procedimento de cálculo

descrito pela norma brasileira ABNT NBR 6123:1988 para a determinação das forças devidas

ao vento em galpões industriais de duas águas, demonstrando, de forma simplificada, as forças

resultantes mais críticas que podem atuar na estrutura principal desse tipo de edificação.

Figura 17 – Forças resultantes – Ce para vento 90° + Cpi -0,30.


Figura 16 – Forças resultantes – Ce para vento 90° + Cpi 0,20.


Figura 15 – Forças resultantes – Ce para vento 0° + Cpi -0,30.


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a aÇÃo do vento em galpÕes industriais de duas Águas

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