Conteúdos do EC 1.4 e Regulamentações Internacionais Análogascristina/EBAP/DFA-edificios-altos-EC.pdf · n=0,2. APLICAÇÃO DO EUROCÓDIGO 1.4 NO CÁLCULO DA ACÇÃO ALONG-WIND

APLICAÇÃO DO EUROCÓDIGO 1.4 NO CÁLCULO DA ACÇÃO ALONG-WIND DOVENTO SOBRE EDIFÍCIOS ALTOS

Conteúdos do EC 1.4 e Regulamentações Internacionais Análogas

•Especificações para velocidades base ou de referência para várias zonas abrangidas pelo código. Geralmente uma velocidade de referência a 10m de altura e em terreno aberto (rural);•Factores para cálculo das variações da velocidade em altura, tipo de terreno, direcção do vento, topografia, etc.;•Coeficientes de força e pressão para várias formas geométricas de edifícios;•Contabilização de efeitos dinâmicos ressonantes em edifícios flexíveis.•Contabilização de efeitos dinâmicos ressonantes em edifícios flexíveis.

Contextualização da Aplicação do EC 1.4

•H<=200m (evidencia a importância de outro tipo de análises para alturas superiores a 200m)

•Importância da informação contida nos Anexos Nacionais que caracterizam localmente as características metereológicas do comportamento do vento


Velocidade básica do vento

•A velocidade fundamental da velocidade básica do vento de referência, vb,0, é definida auma altura de 10m acima do solo numa zona de terreno aberto com vegetação baixa eobstáculos isolados de pelo menos 20 vezes a sua altura.

Estruturas temporárias

A transformação da velocidade fundamental na velocidade básica é feita pela afectação da direcção do vento e época do ano.

ANEXO NACIONAL

Valores recomendadoscdir e cseason=1.0

A velocidade é afectada do coeficiente de probabilidade

p = prob. Equivalente ao período de retorno

K=0,5 Coeficiente de forma

n=0,2


Factor de rugosidade

Velocidade média do vento

•Variação em altura

para

para

Factor de terreno


TIPOS DE TERRENO CARACTERIZADOS NO EC

ILUSTRAÇÃO DOS TERRENOS DESCRITOS NA TABELA DE RUGOSIDADES


Velocidade média do vento

•Variação em altura

Coeficiente de orografia

Quando a orografia do terreno influencia consideravelmente a velocidade do vento (alterações na ordem dos 5%), os seus efeitos deverão ser tidos em conta. Para isso (alterações na ordem dos 5%), os seus efeitos deverão ser tidos em conta. Para isso deve ser consultado o ponto 4.3.3 da EN 1991-1-4.

Quando a situação anterior não acontece, o valor recomendado é 1,0


Intensidade da turbulência do vento

kl é o factor de turbulência e deve ser considerado com o valor 1,0, salvo quando definido no DNA.

Pressão de pico do vento em escoamento livre

Função da velocidade média do vento e da amplificação devido à turbulência. Analogia com o RSA (vm+14 m/s)


Factor de exposição

Esta quantidade adimensional caracteriza a amplificação do vento à cota z (incluindo a Esta quantidade adimensional caracteriza a amplificação do vento à cota z (incluindo a componente flutuante) comparativamente com a velocidade básica do vento a 10m de altura e num terreno de vegetação curta (classe II)

Em casos de rugosidade baixa (zonas costeiras) e grandes alturas como estão sujeitos os edifícios altos, o coeficiente de exposição chega a atingir valores de 5 unidades. Note-se por isto a amplitude das pressões em função das alturas e rugosidades


Cálculo da Acção do Vento - ALONGWIND

O cálculo da acção do vento é efectuado num ponto de referência ze, definido consoante a estrutura de acordo com a figura

A acção do vento é calculada pela pressão dinâmica do vento em escoamento livre qp

multiplicada pela área de referência do elemento estrutural que é carregada pela acção do vento.

A força estática do vento é transformada em força de acção induzida no edifício através do coeficiente de forma (que no EC depende das características tri-dimensionais do edifício) e do coeficiente de estrutura (structural factor cscd) que engloba a perda de correlação das pressões e a indução de efeitos dinâmicos no edifício – interacção vento-estrutura


Coeficientes de força

Os coeficientes de força definidos no EC abrangem sobretudo figuras poligonais e circulares.

Factor de fecho

Os coeficientes de força definidos no EC abrangem sobretudo figuras poligonais e circulares. Existem pequenas variantes nestas estruturas, tais como arredondamento de cantos, etc.

O coeficiente de força depende não só da estrutura mas por vezes também do número de Reynolds do escoamento incidente.

O coeficiente de força apresenta propriedades tri-dimensionais, já que o factor de fecho depende da altura e esbelteza do edifício. Por outro lado o coeficiente de força básico é propriedade apenas da secção do edifício (2D)


Structural factor - cscd

(Edifícios baixos é 1.0)

Factor de Fundo

Intensidade da turbulência

Factor de pico

Factor de Ressonância

GUST FACTOR – CONTABILIZAÇÃO DA ACÇÃO ENGLOBANDO OS EFEITOS DINÂMICOS E DE CORRELAÇÃO DAS PRESSÔES



Decomposição nas parcelas de redução cs e dinâmica cd

CONTABILIZAÇÃO DA PARCELA DE FUNDO - B

CONTABILIZAÇÃO DA PARCELA RESSONANTE - R



Factor de Fundo

b = largura do edifício

h = altura do edifício

L(ze) – escala de turbulência do vento calculada no ponto ze



Escala de comprimentos de turbulência

•Depende da rugosidade do terreno



Cálculo da componente de Ressonância

Espectro adoptado pelo regulamentopara a velocidade do vento

n – frequência de vibração (Hz)L – escala de comprimento de turbulência



Cálculo da componente de Ressonância

Decremento logarítmico do amortecimento total do edifício – ANEXO F (0.008 a 0.01 em geral)

Funções de admitância aerodinâmica



Cálculo do factor de pico – Máxima razão entre a flutuação do vento e o seu desvio padrão

T é o tempo em segundos da média da velocidade básica considerada no cálculo da velocidade média

Frequência cruzada dos fenómenos de interacção de fundo e ressonância


Cálculo das acelerações – Desvio padrão de um processo de média nula

Função de forma de vibração do modo principal “along-wind”ANEXO F

=1 para z=H

Massa generalizada para o 1º modo de vibraçãoANEXO F

Factor adimensionalRaíz quadrada do factor de ressonância

Acel=

Quanto maior o amortecimento e menor a altura => maior Kx => edifício menos susceptível às vibrações

COMPARAÇÃO DOS PRINCIPAIS REGULAMENTOS MUNDIAIS

EN 1991-1-4:2005 - Norma EuropeiaASCE 7 – Norma Norte AmericanaAS1170.2 – Norma AustralianaNBC – Norma CanadianaRLB-AIJ – Norma Japonesa

Velocidade Média do Vento

Zhou, Y., Kijewski, T., & Kareem, A. (2002). Along-Wind Load Effects on Tall Buildings: Comparative Study of Major International Codes and Standards. Journal of Structural

Engineering

(Baseado em...)

ASCE -7 AS1170.2 EC 1 RLB-AIJ3s 3s 10min 10 min

b α b α b α b α

A 0.66 0.20 0.76 0.14 0.55 0.29 0.39 0.35B 0.85 0.14 0.91 0.10 0.77 0.21 0.58 0.27C 1.00 0.11 1.04 0.07 1.00 0.16 0.79 0.20D 1.09 0.09 1.18 0.04 1.17 0.12 1.00 0.15E 1.23 0.10

Caracterização idêntica com coeficientes diferentes

ASCE -7 AS1170.2 NBC

1h 1h 1h

b ?? B ?? b ??

A 0.30 0.33 0.29 0.28 0.43 0.36

B 0.45 0.25 0.45 0.20 0.67 0.25

C 0.65 0.15 0.58 0.16 1.00 0.14

D 0.80 0.11 0.69 0.13

E


Intensidade de turbulência Velocidade normalizada Espectro da velocidade do vento



Cálculo do Factor de Rajada G (procedimento resumido)

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