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AÇÕES DINÂMICAS PRODUZIDAS PELO VENTO
NO PROJETO DE ESTRUTURAS DE AÇO
Diogo Cappellesso dos Santos Grid Engenahria, Curso de Eng. Civil UPF
Zacarias Martin Chamberlain Pravia D.Sc. PPGEng - UPF
INTRODUÇÃO
• Os procedimentos para determinação do efeito dinâmico devido a ação do vento da ABNT NBR 6123 e da ASCE 7:10 são discutidos e aplicados a dois exemplos de edificação esbelta, de maneira a avaliar as considerações necessárias ao projeto.
O VENTO E AS EDIFICAÇÕES
• As pressões dinâmicas definidas nas regulamentações, são na verdade tensões normais por unidade de área originadas por um dado escoamento. (BLESSMANN, 1990).
DESCRIÇÃO DAS ESTRUTURAS
Edifício de processos: adaptação de uma usina de beneficiamento de cana de açúcar
Torre metálica: reprodução de estrutura para suporte de equipamentos leves
ANÁLISE E DIMENSIONAMENTO
Edifício de processos: Modo de vibração 01: Período fundamental superior a um segundo
Torre metálica: Modo de vibração 01: Período fundamental superior a um segundo.
MÉTODO DAS FORÇAS ESTÁTICAS
NBR 6123:1988 ASCE 7-10
Velocidade Básica do vento, Vo (Isopletas) Velocidade básica do vento, V (Isopletas)
Fator topográfico, S1 Fator de direcionalidade do vento, Kd
Fator combinado S2 Rugosidade superficial
Fator estatístico S3 Categoria de exposição
Velocidade característica Fator topográfico, Kzt
Pressão dinâmica Coeficiente de pressão e exposição de velocidade
Pressão de velocidade
MÉTODO DAS FORÇAS ESTÁTICAS
NBR 6123:1988 ASCE 7-10
Vk = Vo * S1 * S2 * S3 q = 0,613 * Vk²
qz = 0,613 * Kz * Kzt * Kd * V²
MÉTODO DAS FORÇAS ESTÁTICAS
45m/s IICat. II 45m/s
B C1,0 B
1,05 1,01,0 0,85
47,25m/s 1,171368 1235
Vel. Exposure Coefficient KzVelocity Pressure qz (N/m²)Pressão Estática q (N/m²)
Fator Combinado S2Fator Estatístico S3
Velocidade Característica Vk
Risk CategoryBasic Wind Speed V
EDIFÍCIO DE PROCESSOS
Exposure CategorySourface RoughnessTopografic Factor Kzt
NBR 6123:1988 ASCE 7-10Velocidade Básica do Vento
Rugosidade do TerrenoClasse da edificaçãoFator Topográfico S1
Direcionality Factor Kd
45m/s IICat. II 45m/s
B C1,0 B
1,13 1,01,0 0,85
50,85m/s 1,3981585 1475
Topografic Factor KztFator Estatístico S3 Direcionality Factor Kd
Velocidade Característica Vk Vel. Exposure Coefficient KzPressão Dinâmica q (N/m²) Velocity Pressure qz (N/m²)
NBR 6123:1988 ASCE 7-10Velocidade Básica do Vento Risk Category
Rugosidade do Terreno Basic Wind Speed VClasse da edificação Exposure CategoryFator Topográfico S1 Sourface RoughnessFator Combinado S2
TORRE METÁLICA
MÉTODO DAS FORÇAS DINÂMICAS DEVIDAS AO VENTO
MÉTODO DAS FORÇAS DINÂMICAS DEVIDAS AO VENTO
A ASCE 7:10 define pela equação a seguir, o fator de efeito rajada para edifícios flexíveis ou dinamicamente sensíveis, na equação 26.9-10:
RESULTADOS E DISCUSSÕES
PRESSÃO DA AÇÃO DO VENTO (N/m²)
Método Edifício de processos Torre Metálica
Estático NBR 6123:1988 1368 1585
Estático ASCE 7-10 1235 1475
Dinâmico simp. NBR 6123:1988 2134 2264
Dinâmico ASCE 7-10 2149 2434
RESULTADOS E DISCUSSÕES
RESULTADOS E DISCUSSÕES
RESULTADOS E DISCUSSÕES
RESULTADOS E DISCUSSÕES
CONCLUSÕES
• Ambas as normativas apresentam pressões de vento significativamente maiores para estruturas consideradas dinamicamente sensíveis. Enquanto a NBR define coeficientes 43-56% maiores, a ASCE 7-10 é ainda mais rigorosa e considera aumentos de 74-65% para os edifícios considerados.
• A diferença entre as pressões obtidas pela NBR 6123 e ASCE 7-10 são maiores com a diminuição da frequência, o que indica que, na norma americana, esta mesma frequência tem maior potencial de interferência no valor da pressão.
CONCLUSÕES
• A altura livre do edifício também tem maior potencial de influência nos resultados obtidos pela ASCE 7-10 do que na NBR 6123.
• O aumento da altura do edifício, torne-se exponencialmente menos influente na diferença de pressão entre os métodos estáticos e dinâmicos.
• A determinação da frequência da estrutura é de fundamental importância, sobretudo porque as ações geradas por ventos de média velocidade, naturalmente mais frequentes, devem ser criteriosamente avaliadas.
Diogo Cappellasso – [email protected] Zacarias Chamberlain – [email protected]