Atividades Praticas Supervisionadas

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A análise estática prescrita na norma brasileira é revisada através da especificação de coeficientes aerodinâmicos para edifícios de formas geométricas variadas, porem simples como galpões, primas retangulares, cúpulas, etc. A análise estática de edificações com forma geométrica mais complexa e a análise dinâmica de estruturas usualmente é realizadas através de ensaios com modelos reduzidos em túnel de vento.

A resposta dinâmica da estrutura a ação do vento depende não só de sua forma externa, mas também dos materiais empregados, do amortecimento e da rigidez da estrutura.

No primeiro dos processos de cálculo, no Capítulo 4 da NBR 6123, trata-se do Fator de Rajada que leva em conta a influenciada resposta flutuante, calculando assim a velocidade característica do vento, porém sem considerar as propriedades dinâmicas do problema analisado, admitindo assim que a ressonância não entre em ressonância com o vento.

O modelo que trata especificamente da resposta dinâmica na direção do vento médio está estipulado no capítulo 9 da NBR 6123/88. Os critérios utilizados pela norma brasileira são baseados no método de vibração aleatória proposto por Davenport, onde é levado em consideração apenas flutuações ou rajadas que produzem oscilações significativas, o que diverge de algumas outras normas, pelo fato de levarem em conta também a variação no módulo e na orientação da velocidade média do vento, Blessmann (2005). Galindez (1979) afirma que o processo para o cálculo da ação dinâmica deve se basear no método do espectro, que caracteriza estatisticamente as propriedades da turbulência atmosférica.

O modelo do espectro é destacado por Simiu/Scalan (1996) que o associam à necessidade da análise de vibrações induzidas por carregamento flutuante. A NBR 6123/88 incorpora esses conceitos e destaca que edificações com período fundamental superior a 1 s, freqüências até 1 Hz, podem apresentar importante resposta flutuante na direção do vento médio. Segundo Carril Júnior (2000) é nessa faixa de freqüência que a energia das rajadas de vento é maior. No modelo adotado pela norma brasileira, admite-se que as flutuações do vento se dêem nas freqüências naturais da estrutura, sendo possível computar as contribuições de diversos modos de vibração.

Outro modelo de características dinâmicas, que também pode ser adotado é o de quando a seção transversal da edificação for constante, distribuição de massa mais ou menos uniforme e uma altura limitada a 150m. Um fato importante a se notar nos exemplos anteriores é o de que o processo de cálculo se inicia com a obtenção das frequências naturais de vibração.

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CONSIDERAÇÕES PARA CALCULO PARA AÇÃO DE VENTO

Forças estáticas devidas ao vento

Estes esforços são determinados tendo como base velocidade básica do vento, V0, que é relacionado ao local onde a estrutura será construída. Por definição é a velocidade de uma rajada de 3s, excedida em média uma vez em 50 anos, acima de 10m do terreno, em campo aberto e plano. A norma brasileira traz as isopletas da velocidade básica no Brasil. Como regra geral, admite-se que o vento básico possa soprar de qualquer direção horizontal. Uma vez definida, a velocidade básica é multiplicada pelos fatores de ponderação S1, S2, S3 para ser obtida a velocidade característica do vento Vk, para a parte da edificação em consideração. A velocidade característica do vento permite, então, determinar a pressão dinâmica e a componente da força global na direção do vento.

Definição dos fatores de ponderação

Além dos fatores ditados a cima (S1, S2, S3), a NBR 6123 considera a velocidade básica V0 do vento que é determinada através das isopetas de velocidades básicas, as quais foram elaboradas a partir dos registros de diversas estações meteorológicas, conforme figura 4.

[pic 6]

Figura 4 – Isopetas de velocidade básica do vento Fonte: https://www.google.com.br/search?q=isopletas+de+vento&espv=2&rlz=1C1AOHY_pt-BRBR708BR708&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjG2cmT08vQAhXCFZAKHSgMCrsQ_AUICCgB&biw=1280&bih=642#imgrc=oG2IScpepHxHBM%3A

Estas velocidades são definidas como a velocidade de uma rajada de 3 segundos. Exercida em média uma vez em 50 anos, a 10 metros acima do solo em campo aberto e plano. Como regra geral é admitido que o vento básico possa soprar de qualquer direção horizontal.

Um fator a ser visto, é a velocidade característica do vento Vk, para o calculo de pressão dinâmica nas estruturas.

Vk = V0.S1.S2.S3

A velocidade de projeto Vp, corresponde à velocidade média em 10min a 10m de altura sobre o solo, em terreno aberto em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como arvores e edificações baixas:

Vp=0,69.V0.S1.S3

Fator topagráfico (S1)

O fator S1 leva em consideração a influência da topográfica local na variação da velocidade do vento. Como primeira aproximação, a NBR-6123 (1998) sugere os valores indicados no seu item 5.2, ressaltando que estes devem ser usados com precaução. Caso seja necessário um conhecimento mais preciso da influencia do relevo ou se a complexidade deste tornar a aplicação dos valores sugeridos, deve-se proceder a ensaios de modelos tograficos em túnel de vento ou a medidas anemométricas no próprio terreno, conforme figura 5.

[pic 7]

Figura 5 – Fator Topografico S1 (z) Fonte: https://www.google.com.br/search?q=fator+topografico&espv=2&rlz=1C1AOHY_pt-BRBR708BR708&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi1uNXZ0svQAhXDWpAKHeinCLcQ_AUICCgB&biw=1280&bih=642#imgrc=HFrQgD3Hw0EzXM%3A

Fator de rugosidade (S2)

De acordo com a NBR-6123 (1998), o fator S2 considera o efeito combinado da rugosidade do terreno, da variação da velocidade do vento com a altura acima do terreno e das dimensões da edificação ou parte desta. A altura considerada é tomada a partir do nível do terreno ao ponto desejado. Entretanto, pode-se dividir a altura da edificação em trechos, determinando-se S2 com base na altura medida do terreno a cota do topo de cada trecho.

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