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
EDIFÍCIO DE PROCESSOS
NBR 6123:1988
Velocidade Básica do Vento
Rugosidade do Terreno
Classe da edificação
Fator Topográfico S1
Fator Combinado S2
Fator Estatístico S3
Velocidade Característica Vk
Pressão Estática q (N/m²)
45m/s
Cat. II
B
1,0
1,05
1,0
47,25m/s
1368
ASCE 7-10
Risk Category
Basic Wind Speed V
Exposure Category
Sourface Roughness
Topografic Factor Kzt
Direcionality Factor Kd
Vel. Exposure Coefficient Kz
Velocity Pressure qz (N/m²)
II
45m/s
C
B
1,0
0,85
1,17
1235
TORRE METÁLICA
NBR 6123:1988
Velocidade Básica do Vento
Rugosidade do Terreno
Classe da edificação
Fator Topográfico S1
Fator Combinado S2
Fator Estatístico S3
Velocidade Característica Vk
Pressão Dinâmica q (N/m²)
45m/s
Cat. II
B
1,0
1,13
1,0
50,85m/s
1585
ASCE 7-10
Risk Category
Basic Wind Speed V
Exposure Category
Sourface Roughness
Topografic Factor Kzt
Direcionality Factor Kd
Vel. Exposure Coefficient Kz
Velocity Pressure qz (N/m²)
II
45m/s
C
B
1,0
0,85
1,398
1475
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 4356% 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 710 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]