ação do vento - carga de obstrução e cps - 2014

Ponto de Estagnação (só ocorre a pressão estática)

Teorema de Bernoulli Para um fluido incompressível e em regime permanente

Pressões ou cargas cinética, estática e de posição

massa específica do ar

Pressão de Obstrução (q)

2 20,613 (N/m )kq V

Vk Velocidade característica

𝜌: massa específica do ar 𝜌= 1,2253 kg/m³

Teorema de Bernoulli

Pressões ou cargas cinética, estática e de posição

cpe q

Coeficiente de pressão externa (Cpe)

epP qC

e ep

A

F q c dA

área da superfície analisada

Túnel de vento

NBR 6123/1988

Cep determinado ponto a ponto em ensaios, cuja distribuição apresenta valores elevados em algumas regiões das paredes e dos telhados, fato que tornaria sua aplicação extremamente complicada. A NBR 6123/1988 prescreve, para fins de dimensionamento, valores médios do Cep, os quais passam a ser chamados coeficientes de forma Ce, permitindo simplificar o dimensionamento.

No entanto, cabe ressaltar que os valores elevados de Cep em alguns pontos não podem simplesmente ignorados. Para efeito de dimensionamento de partes da estrutura (telhas, caixilhos ou mesmo terças) é necessário adotar estes valores altos de sua aplicação extremamente complicada. A norma atribui como parâmetro para estes coeficientes, a variável Cpe médio. A explicação está na formação localizada de vórtices sobre o telhado e paredes. A figura abaixo ilustra este aspecto: A figura ilustra curvas isobáricas para um edifício em telhado tipo duas águas, obtidas em ensaios na Universidade de Iowa, Estados Unidos.

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O Laboratório de Aerodinâmica das Construções (LAC) é formado por um grupo de profissionais que aplica seu conhecimento e instalações a uma ampla gama de problemas envolvendo a ação e efeitos do vento. Suas atividades iniciaram em 1973, sendo pioneiro na América Latina. Seus objetivos identificam-se nas áreas de aplicações industriais, pesquisa e ensino em Engenharia do Vento, além de servir de base para a NBR-6123 "Forças devidas ao vento em edificações".

Túnel de vento

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O Túnel de Vento Prof. Joaquim Blessmann é extremamente versátil, garantindo um alto padrão de qualidade na simulação de ventos naturais e de ensaios em modelos reduzidos. •Efeitos estáticos e dinâmicos do vento em edificações: prognóstico de pressões, tensões, deformações, deslocamentos e características das vibrações. •Efeitos do vento em estruturas especiais: edifícios altos, torres, chaminés, pontes, linhas de transmissão, estádios e estruturas flexíveis. •Impactos sobre o meio ambiente e estudos climáticos / Poluição atmosférica / Climatização e ventilação / Agricultura / Energia eólica / Transporte A velocidade máxima de escoamento do ar dentro da câmara do túnel é de 150km/h

Túnel de vento

Tabela 4 – Coeficientes de pressão e forma, externos, para paredes de edificações de planta retangular –

Tabela 5 - Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhados com duas águas, simétricos, em edificações de planta retangular

Tabela 6 - Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhados com uma água, em edificações de planta retangular, com h/b < 2

Tabela 7 - Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhados múltiplos, simétricos, de tramos iguais, com h ≤ a'

Tabela 8 - Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhados múltiplos, assimétricos, de tramos iguais, com água menor inclinada de 60° e com h ≤ a'

Tabela 9 - Distribuição das pressões externas em edificações cilíndricas de seção circular

Tabelas da NBR6123/1988

Coeficientes externos nas partes I J são determinadas para ventos à 90° valores idênticos àqueles obtidos em EF e GH na tabela. Já para vento O°: a) Para a/b=1, adotar valores de Ce iguais aos das parte F e H b)Para a/b≥2, adotar Ce=-0,2 c) Para 1<a/b<2, obter valores de Ce por meio de interpolação linear.

Tabela 5 da NBR 6123/1988 – Coeficientes de pressão e forma, externos, para telhados com duas águas, em edificações de planta retangular

Tabela 4 da NBR 6123/1988 –Coeficientes de pressão e forma, externos, para paredes de edificações de planta retangular –

OBS1)Para vento a 0°, nas partes A3 e B3 o coeficiente de forma Ce tem os seguintes valores: 1) a/b=1: mesmo valor das partes A2 e B2 2) a/b2: Ce =-0,2 3) 1<a/b<2: interpolar linearmente

OBS2)Para a relação a/b entre 3/2 e 2, interpolar linearmente OBS3) Para cada uma das direções de incidência do vento (0° ou 90°) o coeficiente de pressão médio externo é aplicado à parte de barlavento das paredes paralelas ao vento, em uma distância igual a 0,2b ou h, considerando-se o menor destes valores.

O coeficiente de pressão interna, Cpi, diferentemente do Cpe e Ce que são considerados aspectos decorrentes da características aerodinâmicas da edificação, está diretamente associado ao fato das edificações na grande maioria, possuírem aberturas por onde o vento pode entrar e sair. O cálculo da pressão interna é feito de acordo com o item 6.2 - NBR 6123 e depende da impermeabilidade da edificação.

Elementos impermeáveis: lajes, cortinas de concreto, paredes de alvenaria sem portas, janelas ou quaisquer aberturas.

Elementos permeáveis: demais

Coeficientes de pressão e formas internos

a)Abertura a barlavento

b)Abertura a sotavento

A norma no item 6.2 define uma abertura dominante que é aquela cuja área é igual ou superior à área total das outras aberturas. O índice de permeabilidade de uma parte da edificação é definido pela relação entre a área das aberturas e a área total desta parte.

Para os casos previstos na norma, a pressão interna é considerada uniformemente distribuída no interior da edificação. Consequentemente em superfícies internas planas:

Cpi=Ci

Dimensões das aberturas Localização das aberturas Direção do vento Sinal positivo sobrepressão interna Sinal negativo sucção interna

Coeficientes de pressão e formas internos

Determinação de valores de Cpi obtidos por meio de hipóteses de aberturas em edificações conforme itens prescritos pela norma: a) 1ª hipótese: duas faces opostas permeáveis e as outras impermeáveis: a.1) vento perpendicular à face permeável .......Cpi=+0,2 a.2)vento perpendicular à face impermeável.....Cpi=-0,3 b) 2ª hipótese: quatro faces igualmente permeáveis Adotar Cpi=-0,3 ou Cpi=0 (valor mais nocivo) c) 3ª hipótese: abertura dominante com as outras faces permeáveis: c.1)existência de abertura dominante na face de barlavento: Cpi é função da relação entre

a área de abertura dominante e a área total das aberturas succionadas nas outras faces (Aad/ Aas)

Coeficientes de pressão e formas internos

Interpolar linearmente para valores intermediários

Coeficientes de pressão e formas internos

c.2)existência de abertura dominante na face de sotavento: Cpi = Ce correspondente à face de sotavento que contém esta abertura. c.3)existência de abertura dominante em uma face paralela ao vento c.3.1) não situada em zona de alta sucção externa: Cpi = Ce correspondente à face de sotavento que contém esta abertura.

Interpolar linearmente para valores intermediários

Coeficientes de pressão e formas internos

c.3.2) situada em zona de alta sucção externa: Cpi é função da relação da área de abertura dominante e a área total das aberturas succionadas externamente.

Determinação das forças estáticas devidas ao vento

A força devido ao vento depende da diferença de pressão nas faces opostas da parte da edificação em estudo (coeficientes aerodinâmicos). A NBR6123 permite calcular a variação de pressão a partir de coeficientes de pressão ou coeficientes de forma.

e iF = (C - C ) q A

e i = (C - C ) q P