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A04-01
1.12.7- Coeficientes de Pressão Externa Item 6.1 pág. 12 ( Quinto Parâmetro)
A norma de vento chama os coeficientes de pressão externa de coeficientes de forma .
Neste curso = . NBR 6123-1988 Item 6.1.2 (pág.12) é é utiliza do apenas no cálculo das telhas, terças e travessas.
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A04-02
A norma recomenda, item 6.1.3 (pág.12), que para o cálculo de elementos de vedação (telhas e painéis) e painéis) e de suas fixações nas peças estruturais, deve ser usado o fator S2 correspondente à classe A, com o valor de ou é aplicável a zona em que se situa o respectivo elemento. Para o cálculo das peças peças estruturais principais (tesouras, pilares, colunas de vento, etc.) deve etc.) deve ser usado o fator correspondente a classe A, A, B ou C, com o valor de aplicável a zona em que se situa a respectiva peça estrutural, ou seja, para estas estruturas principais não se considera médi o
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A04-02
A norma recomenda, item 6.1.3 (pág.12), que para o cálculo de elementos de vedação (telhas e painéis) e painéis) e de suas fixações nas peças estruturais, deve ser usado o fator S2 correspondente à classe A, com o valor de ou é aplicável a zona em que se situa o respectivo elemento. Para o cálculo das peças peças estruturais principais (tesouras, pilares, colunas de vento, etc.) deve etc.) deve ser usado o fator correspondente a classe A, A, B ou C, com o valor de aplicável a zona em que se situa a respectiva peça estrutural, ou seja, para estas estruturas principais não se considera médi o
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Tabela 4 – Coeficientes Coeficientes de pressão externa (nas paredes) para edificações de planta retangular, pág. 14
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Notas da tabela 4: a) Para a/b entre 3/2 e 2, interpolar linearmente os coeficientes;
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Notas da tabela 4 (continuação): b) Para vento a 0o, nas partes A3 e B3, o tem os seguintes valores: - para a/b = 1, usa-se o mesmo valor das partes A2 e B2; - para a/b ≥ 2, usa-se cpe = -0,20; - para 1 < a/b < 2 interpolar linearmente.
Estas considerações valem para as outras relações h/b!
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Notas da tabela 4 (continuação): c) Para cada uma das duas incidências do vento (0 o ou 90o), o médio é aplicado a parte de barlavento das paredes paralelas ao vento, em uma distância igual a 0,2b ou h, considerando-se o menor valor entre estes dois;
Estas considerações valem para as outras relações h/b!
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OBS.: O vento também deverá ser calculado para os ângulos de 180o e -90º.
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Tabela 5 – Coeficientes Coeficientes de pressão pressão externa para telhados com duas águas simétricos em edificações de planta retangular, pág. 15
Corte AA
Corte AA A
Corte AA
A
Planta chave da cobertura
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Notas da tabela 5: a) O na face inferior do beiral é igual ao da parede correspondente;
b) Nas zonas em torno de de partes de edificações salientes ao telhado (chaminés, reservatórios, torres, etc.) deve ser considerado até uma distância igual à metade da diagonal da saliência vista em planta; c) Na cobertura de lanternins ;
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Notas da tabela 5 (continuação): (continuação): d) Para vento a zero graus, nas partes I e J o coeficiente de pressão externa tem os seguintes seguintes valores: - para a/b = 1, usa-se o mesmo valor das partes F e H; - para a/b ≥ 2, usa-se c pe = -0,2; - para 1 < a/b < 2, interpola-se linearmente.
Estas considerações valem para as outras relações h/b!
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Tabela 6 – Coeficientes de pressão externa para telhados com uma água em edificações de planta retangular, pág. 16
OBS.: Neste caso h é a altura da parede mais baixa.
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Notas da tabela 6: (a) Coeficientes válidos até a profundidade igual a b/2; (b) Coeficientes válidos da profundidade b/2 até a profundidade a/2; (c) Considerar valores simétricos do outro lado do eixo de simetria paralelo ao vento; Tabela 06
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Notas da tabela 6 (adaptação do caso de duas águas para uma): (d) Para o vento a 0 o nas partes I e J o coeficiente de pressão externa tem os seguintes valores: - para a/b = 1 utiliza-se os mesmos valores das partes H e L; - para a/b = 2 utiliza-se c pe = -0,2; - para 1 < a/b < 2 deve-se interpolar linearmente. Tabela 06
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A intensidade da força resultante do vento sobre uma superfície de área é dada pela equação: onde:
Item 4.2.2 pág. 4
- Coeficiente de pressão total.
Na prática esta fórmula não é utilizada desta maneira, pois todos os modelos estruturais são carregados considerando-se que a força do vento é distribuída ao longo da estrutura, ou seja: onde: - é a largura de influência da peça estrutural.
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(kN)
∆ = (/ )
(kN/m)
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1.12.8 - Coeficiente de Atrito Item 6.4 pág. 20 (Sexto Parâmetro)
Em alguns tipos de edificações alem das forças de sobrepressão e sucção causadas pelo vento também devem ser consideradas forças de atrito (força na direção e sentido do vento originada por rugosidade e nervuras das telhas ou painéis de fechamento lateral e cobertura).
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Para edificações correntes de planta retangular a força de atrito deve ser considerada somente quando uma das seguintes relações se verificar: ou .
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A força de atrito é dada pela expressão: Item 6.4.2 pág.20
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onde: - Coeficiente de atrito; - Pressão dinâmica do vento, pode ser um valor usado para o telhado e outro para as paredes; - Dimensão em planta perpendicular a direção do vento; - Dimensão em planta paralela a direção do vento; Altura da parede da edificação.
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Os valores dos coeficientes de atrito são : Item 6.4.3 pág.20 para superfícies sem nervuras transversais a) à direção do vento; b) para superfícies com nervuras arredondadas (onduladas) transversais a direção do vento; c)
para superfícies com nervuras retangulares transversais a direção do vento.
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Exemplo 1.4
O galpão da figura abaixo está localizado na cidade de Natal-RN e se destina a um depósito em uma zona industrial parcialmente desenvolvida em um terreno aproximadamente plano.
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Do Exemplo 1.3 (ver A03-40) são conhecidos: Pressões dinâmicas: Vento 00/1800:
Vento +900/-900:
Coeficientes de pressão interna: e
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Pede-se: a) Determinar os coeficientes de pressão externa e os coeficientes de pressão médios; b) Determinar os coeficientes de pressão total para Hipótese 01: = 0 com é Hipótese 02: = −0,3 sem é c) Montar os modelos de carregamentos característicos das terças para as forças do vento, sendo estas terças espaçadas de 1,50m em projeção horizontal. Considerar as duas hipóteses de e adotar três linhas de correntes;
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d) Montar os modelos de carregamentos característicos
das travessas laterais de fechamento para as forças do vento, sendo estas travessas espaçadas de 1,70m. Adotar três linhas de correntes. e) Montar os modelos de carregamentos característicos do pórtico típico para as forças do vento sendo os pórticos espaçados a cada 8,0m. f) Montar o modelo de carregamento característico para o cálculo do contravento global devido as forças do vento no oitão e forças de atrito na cobertu ra e nas paredes (adotar para a alvenaria o mesmo da telha).
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Solução: NBR 6123-1988 a) Determinar os coeficientes de pressão externa e os
coeficientes de pressão médios;
das paredes: Tabela 4 pág. 14
Sendo Tem-se
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Pág.14
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cpe para as estruturas principais (pórticos e
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colunas de vento)
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cpe para as estruturas principais (pórticos e
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colunas de vento)
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cpe médio para elementos de vedação e estruturas secundárias
(telhas e travessas)
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para a cobertura: Tabela 5 pág. 15
cpe para as estruturas principais (pórticos), q = 5,710
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cpe para as estruturas principais (pórticos), q = 5,710
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cpe para as estruturas principais (pórticos), q = 5,710
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cpe médio para os elementos de vedação e as estruturas
secundárias (telhas e terças) q = 5,710
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b) Determinar os coeficientes de pressão total Hipótese 01:
Observar que esta hipótese é crítica para os altos valores de sucções junto as arestas de paredes e coberturas representados por c pe médio e portanto governa as forças de sucção do vento para telhas de cobertura e fechamento, terças e travessas de fechamento. Entretanto, deve-se lembrar que estes valores extremamente altos de sucção não são considerados para o cálculo dos pórticos e das colunas de vento (estruturas principais).
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Hipótese 01:
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Hipótese 01:
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Hipótese 02: (não é crítico para as regiões de altas sucções)
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Hipótese 02:
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c) Modelo de carregamento para as terças devido as forças do vento
A força do vento age perpendicularmente a superfície de incidência
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No caso de obras industriais de grande porte, é conveniente dimensionar uma terça para a região de alta sucção próximo as arestas do telhado e uma terça para a região de sucção normal. Ambas as terças também devem ter capacidade de resistir a sobrepressão do vento a 0 o com cpi = -0,3. As pressões dinâmicas são:
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Para a região de alta sucção tem-se :
Na terça crítica
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Para a região de sucção normal tem-se:
O vento a 00 e o vento a 900 têm tanto coeficiente de pressão total máximo como pressão dinâmica diferentes, é necessário testar estas duas opções: Vento a 00:
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Vento a 900:
É crítico!
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Tanto a terça para as regiões de altas sucções quanto a terça para as regiões de sucção normal devem ter capacidade de resistirem a sobrepressão do vento a 00 /1800 com cpi = -0,3.
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Portanto, tem-se o VE característico para as terças: Regiões
de alta sucção:
Regiões
de sucção normal:
Regiões
de sobrepressão:
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d) Modelo de carregamento para as travessas de fechamento laterais devido as forças do vento
Como o vento age perpendicular a superfície de incidência, para as travessas de fechamento ele aplica forças horizontais, e como as forças gravitacionais são verticais trabalha-se então com um modelo espacial. Os ventos a 00 e a 900 têm tanto coeficiente de pressão total máximo como pressão dinâmica diferentes, é necessário testar estas duas opções: vento a 0 0 e a 900:
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Para
o vento a 00
VE-0
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Para
o vento a 900
VE-90
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Portanto, tem-se o VE característico para as travessas laterais:
VE-0
VE-90
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d) Modelo de carregamento para o pórtico típico devido as forças do vento
Será considerado um único modelo de pórtico para os ventos críticos.
Área de influência do pórtico típico
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Para o vento a 00/1800:
Hipótese 01 - Sejam os coeficiente de pressão total:
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Hipótese
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02 - Sejam os coeficientes de pressão total:
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Para o vento a +900/-900: Hipótese
01 - Sejam os coeficiente de pressão total:
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Hipótese
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02 - Sejam os coeficiente de pressão total:
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A04-55
Portanto, tem-se o VE carac. para o pórtico típico:
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e) Modelo característico para o contravento global
O contravento global dá rigidez espacial ao galpão e resiste a tendência de tombamento causada pela força de atrito e pelo vento de oitão.
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Análise das forças de atrito lateral,
Item 6.4 pág. 20 Para
o vento a 00:
Sendo: cobertura: parede:
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A04-58
A força de atrito da cobertura é distribuída em 4 áreas de influência
OBS. Neste caso não há atrito para o vento a 90 0!
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A04-49
O vento crítico de oitão ocorre para, ver A04-37 Hipótese 02:
As colunas de vento estão espaçadas a cada 6,0m e a mais alta tem 8,80m de altura.
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A04-60
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A04-61
Colunas de vento Pilares de extremidade
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A04-62
Tem-se o vento de atrito com o vento de oitão, os quais tendem a tombar o galpão longitudinalmente e são resistidos pelo contravento global.
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Modelo de carregamento característico para o cálculo do contravento global devido as forças do vento
