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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 – diogo_clj@hotmail.com Zacarias Chamberlain – zacarias.chamberlain@gmail.com