Sabesp

Vento – Fatores e Pressão Dinâmica

Estruturas de Pontes 2

Profº Douglas Couri Jr.

Vento • Importantíssimo que seja considerado – especialmente em estruturas

esbeltas;

• Na estrutura, é transmitido diretamente para os pilares e paredes armadas;

• Influencia diretamente no GAMA-Z e esforços de 2ª ordem;

• NBR 6123:1988

Fatores que Interferem na Velocidade do Vento • Período de retorno;

• Posição geográfica da edificação;

• Dimensões da edificação;

• Topografia ao redor;

• Rugosidade do terreno;

• Turbulência

Efeito Chaminé

Efeito Chaminé

Túnel de Vento

Cálculo da Velocidade Característica • Inicia-se pelo cálculo da velocidade característica, que é a velocidade usada

em projeto

Vk = V0 . S1 . S2 . S3

Velocidade básica Depende da região do país e pode ser tomada por estudos locais [m/s]

Fator S2 Rugosidade do terreno, dimensões da edificação e altura sobre o terreno

Fator S3 Fator estatístico

Fator S1 Fator topográfico

Velocidade característica [m/s]

Velocidade Característica • Máxima velocidade média medida sobre 3 segundos que pode ser excedida

em média 1 vez a cada 50 anos, a 10m sobre o nível do terreno em local plano;

• Pode ser extraída de estudos regionais;

• Pode ser extraída do mapa de isopletas – em [m/s]

Mapa de Isopletas

Mapa de Isopletas da NBR 6123:1988

S1 - Fator Topográfico • Terreno plano ou quase plano (θ < 3º): S1 = 1,0

• Locais próximos à taludes e morros:

• Nos pontos A e C: S1 = 1,0;

• No ponto B:

• Se θ ≤ 3º: S1 = 1,0;

• Se 6º ≤ θ ≤ 17º: 𝑺𝟏(𝒛) = 𝟏, 𝟎 + 𝟐, 𝟓 −𝒛

𝒅. 𝐭𝐚𝐧( 𝜽 − 𝟑𝒐) ≥ 𝟏, 𝟎

• Se θ ≥ 45º: 𝑺𝟏(𝒛) = 𝟏, 𝟎 + 𝟐, 𝟓 −𝒛

𝒅. 𝟎, 𝟑𝟏 ≥ 𝟏, 𝟎

• Para terrenos com inclinação entre 3º e 45º, interpolar linearmente;

• Para edificações localizadas entre os pontos A e B, interpolar linearmente;

• Para edificações localizadas entre os pontos B e C, interpolar linearmente, porém nunca com S1 > 1,78.

• Vales protegidos: S1 = 0,9

S1 - Fator Topográfico

Onde: Θ – inclinação média do talude (ou morro); z – altura da edificação; d – diferença de nível entre topo e a base do talude (ou morro).

S2 - Fator de rugosidade do terreno, dimensões da edificação e altura sobre o terreno

• O fator S2 pode se calculado pela seguinte fórmula: 𝑺𝟐 = 𝒃 . 𝑭𝒓 . (𝒛 𝟏𝟎 )𝒑

• Onde:

• z é a altura da edificação;

• b e p são fatores retirados da Tabela 1 da norma, em relação à Categoria do terreno e Classe da edificação;

• Fr é o chamado “fator rajada” que é aplicado apenas em terrenos da Categoria II

S2 – Categoria do Terreno

• Segundo a NBR 6123:1988:

• Categoria I: Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão, medida na direção e sentido do vento incidente.

• Exemplos: mar calmo, lagos e rios, pântanos sem vegetação

• Categoria II: Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada inferior ou igual a 1,0 m.

• Exemplos: zonas costeiras planas, pântanos com vegetação rala, campos de aviação, pradarias e charnecas, fazendas sem sebes ou muros

• Categoria III: Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos de árvores, edificações baixas e esparsas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 3,0 m.

• Exemplos: granjas e casas de campo, com exceção das partes com matos, fazendas com sebes e/ou muros, subúrbios a considerável distância do centro, com casas baixas e esparsas.

• Categoria IV: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10 m.

• Exemplos: zonas de parques e bosques com muitas árvores, cidades

pequenas e seus arredores, subúrbios densamente construídos de grandes cidades, áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas.

• Esta categoria também inclui zonas com obstáculos maiores e que ainda não

possam ser consideradas na categoria V. • Categoria V: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco

espaçados. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25 m.

• Exemplos: florestas com árvores altas, de copas isoladas, centros de grandes

cidades, complexos industriais bem desenvolvidos.

S2 – Classe da Edificação

• Segundo a NBR 6123:1988:

Classe A: Todas as unidades de vedação, seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação. Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m. Classe B: Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 m e 50 m. Classe C: Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 m (porém até 80m – caso venha a exceder, consultar Anexo A da norma).

S2 - Fator de rugosidade do terreno, dimensões da edificação e altura sobre o terreno

• Outra possibilidade é aplicar a categoria do terreno e classe da edificação diretamente na Tabela 2 para obtenção do fator S2

• A Tabela 2 é funciona em função da altura da edificação – interpolando linearmente os valores

S3 – Fator Estatístico

Cálculo da Pressão Dinâmica • Inicia-se pelo cálculo da velocidade característica, que é a velocidade usada

em projeto

q = 0,613 . Vk2

Após o cálculo da pressão dinâmica, para determinar o carregamento de vento, deve-se calcular os coeficientes de permeabilidade, forma e arrasto.

Velocidade característica [m/s]

Pressão Dinâmica [N/m2]