ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II
CESULBRA Centro de Ensino Superior Sul Brasileiro Especialização em Patologia das Construções
Ação do vento em estruturas Prof
Interpretação do fenômeno
Interpretação do fenômeno
Ação do vento em estruturas de grande altura • No caso de estruturas de grande altura ou que tem relação entre altura e maior dimensão em planta grande, os efeitos do vento se tornam importantes e podem desencadear situações de instabilidade em uma edificação. • O exemplo mostra o que ocorre com uma estruturas, no caso uma haste reta vertical, engastada na base e solta na ponta, sujeita inicialmente a uma carga vertical no topo e excêntrica de um valor δ0. Se a deformação na haste não for considerada, surgem momentos fletores de primeira ordem na estrutura (b) • Quando se considera a deformação da estrutura, surgem momentos fletores de segunda ordem (d) • Quando a haste é submetida à ação lateral do vento, resultam momentos fletores de segunda ordem (f), devendo também ser considerados os efeitos de primeira ordem.
•
Elementos estruturais para resistir a ação do vento • PILARES + VIGAS = PÓRTICOS
DEFORMAÇÃO DE PRIMEIRA ORDEM
VENTO
VENTO
PÓRTICOS
VENTO
Contraventamento • NBR 6118 (item 15.4.3) • Por conveniência de análise, é possível identificar, dentro da estrutura, subestruturas que, devido à sua grande rigidez a ações horizontais, resistem à maior parte dos esforços decorrentes dessas ações. Essas subestruturas são chamadas subestruturas de contraventamento. • Os elementos que não participam da subestrutura de contraventamento são chamados elementos contraventados. • Exemplos de estruturas de contraventamento – pórticos planos ou tridimensionais, caixa de elevadores e escadas, pilares-parede de concreto armado
Aspectos da Ação do Vento
Determinação da intensidade da ação do vento
Meterorológicos
• Local da edificação
▫ Situação geográfica
• Tipo de terreno
▫ Rugosidade, presença de obstáculos
▫
Aerodinâmicos
• Geometria e altura da edificação ▫ Velocidade, aerodinâmica
• Tipo de ocupação
NBR 6123:1988 • Pressão de obstrução do vento A pressão dinâmica ou de obstrução do vento, em condições normais de pressão (1 Atm = 101320MPa) e temperatura a 15º, é dada pela expressão: q = 0,613Vk2 (N/m2)
sendo a velocidade característica Vk dada por
Vk = Vo S1 S2 S3
onde:
Vo: velocidade básica do vento S1: fator topográfico S2: fator de rugosidade e dimensões da edificação S3: fator estatístico
Definições
Velocidade básica do vento V0
Mapa de isopletas de vento
Condições do gráfico de isopletas
Velocidade Característica do Vento
Fator Topográfico S1 • Considera os efeitos das variações do terreno onde a edificação será construída
Fator Topográfico S1
Fator de Rugosidade S2 • Considera as particularidades de uma edificação no que se refere às suas dimensões
Dimensões e altura da edificação - Classes
• • Considera a rugosidade média geral do terreno no qual a edificação será construída
Rugosidade do terreno – Categorias
Tabela prática fornecida pela NBR 6123: Combinando-se categoria, classe e altura da edificação
Fator estatístico S3
O fator estatístico S3 depende do uso da edificação, e é normalmente especificando a vida útil da mesma para 50 anos.
Associação de Pórticos Rotação horizontal de toda a estrutura
Pórticos planos associados em série que resistem à ação total do vento
Força de arrasto Fa • A força do vento que atua em uma superfície de uma edificação é considerada sempre perpendicular a esta e obtida por: • F = C q A a a e
sendo Ae a área frontal efetiva
Coeficiente de arrasto Ca • É um coeficiente utilizado na avaliação da força global na estrutura, sendo determinado conforme o item 6.3 da NBR 6123:1988, podendo variar de 0,7 a 2,2, dependendo da forma da edificação.
Coeficiente de arrasto • No caso de vento incidindo perpendicularmente a cada uma das fachadas de uma edificação retangular em planta, deve ser usado o gráfico 1, em função de h/l1 e l1/l2, sendo: h a altura da edificação l1 a dimensão horizontal perpendicular ao vento l2 a dimensão na direção do vento
Vento de baixa turbulência
• Em caso de zona de grande turbulência, caracterizado por grandes cidades, categorias IV e V, em que geralmente há uma redução no coeficiente, pois a sucção a sotavento é reduzida, quando sua altura não excede duas vezes a altura média das edificações vizinhas, estendendo-se a estas, na direção e no sentido do vento incidente, a uma distância mínima de: • 500m para edificação de até 40m de altura • 1000m para edificação de até 55m de altura • 2000m para edificação de até 70m de altura • 3000m para edificação de até 80m de altura
Vento de alta turbulência
Ações no Pórtico
Torção em Edifícios • NBR6123 prevê a atuação da força de arrasto com excentricidades em relação ao centro de torção: “Devem ser consideradas, quando for o caso, os efeitos de excentricidade da força de arrasto”
Excentricidades • Edificações sem efeitos de vizinhança ea = 0,075 a eb = 0,075 b • • Edificações com efeitos de vizinhança ea = 0,15 a eb = 0,15 b •
Túnel de Vento - IPT
Túnel de Vento – LAC/UFRGS
Túnel de Vento – LAC/UFRGS
Túnel de Vento LAC/UFRGS • Edifício Ocean Palace, Balneário Camboriú
Túnel de Vento LAC/UFRGS • Empreendimento Planolar Barra Tower, Balneário Camboriú
Túnel de Vento LAC/UFRGS • Empreendimento Odrebrecht Alpha Square, Alphaville, SP
Túnel de Vento LAC/UFRGS • Ponte Estaiada Octávio Frias de Oliveira, São Paulo
Definição de Vento - TQS
• http://www.tqs.com.br/images/stories/tqsconhecao
