PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr.Francisco Adriano de Araújo 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 𝑪𝒆 . Neste curso 𝒄𝒑𝒆 = 𝑪𝒆 . NBR 6123-1988 Item 6.1.2 (pág.12) 𝑐𝑝𝑒 𝑚é𝑑𝑖𝑜 é utiliza- do apenas no cálculo das telhas, terças e travessas. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-02 A norma recomenda, item 6.1.3 (pág.12), que para o cálculo de elementos de vedação (telhas e painéis) e de suas fixações nas peças estruturais, deve ser usado o fator S2 correspondente à classe A, com o valor de 𝒄𝒑𝒆 ou 𝒄𝒑𝒆 𝒎é𝒅𝒊𝒐 aplicável a zona em que se situa o respectivo elemento. Para o cálculo das peças estruturais principais (tesouras, pilares, colunas de vento, etc.) deve ser usado o fator correspondente a classe A, B ou C, com o valor de 𝒄𝒑𝒆 aplicável a zona em que se situa a respectiva peça estrutural, ou seja, para estas estruturas principais não se considera o 𝒄𝒑𝒆 médio. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-03 Tabela 4 – Coeficientes de pressão externa (nas paredes) para edifi- cações de planta retangular, pág. 14 PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-04 Notas da tabela 4: a) Para a/b entre 3/2 e 2. interpolar linearmente os coeficientes. . Prof. para a/b = 1. o 𝑐𝑝𝑒 tem os seguintes valores: . Estas considerações valem para as outras relações h/b! .para 1 < a/b < 2 interpolar linearmente.20. usa-se cpe = -0. . nas partes A3 e B3. PEC – Estruturas Metálicas.para a/b ≥ 2. . usa-se o mesmo valor das partes A2 e B2. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-05 Notas da tabela 4 (continuação): b) Para vento a 0o. Prof. considerando-se o menor valor entre estes dois.2b ou h. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. em uma distância igual a 0. o médio é aplicado a parte de barlavento das paredes paralelas ao vento. Estas considerações valem para as outras relações h/b! . Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-06 Notas da tabela 4 (continuação): c) Para cada uma das duas incidências do vento (0o ou 90o). : O vento também deverá ser calculado para os ângulos de 180o e -90º. PEC – Estruturas Metálicas. . Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-07 OBS. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-08 Tabela 5 – Coeficientes de pressão externa para telhados com duas águas simétricos em edificações de planta retangular, pág. 15 Corte AA Corte AA A A Corte AA Planta chave da cobertura PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-09 Notas da tabela 5: a) O na face inferior do beiral é igual ao da parede correspondente; b) Nas zonas em torno 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 ; PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-10 Notas da tabela 5 (continuação): d) Para vento a zero graus, nas partes I e J o coeficiente de pressão externa tem os seguintes valores: - para a/b = 1, usa-se o mesmo valor das partes F e H; - para a/b ≥ 2, usa-se cpe = -0,2; - para 1 < a/b < 2, interpola-se linearmente. Estas considerações valem para as outras relações h/b! PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-11 Tabela 6 – Coeficientes de pressão externa para telhados com uma água em edificações de planta retangular. Prof.: Neste caso h é a altura da parede mais baixa. . Dr. 16 OBS. pág. Dr. Tabela 06 . Francisco Adriano de Araújo A04-12 Notas da tabela 6: (a) Coeficientes válidos até a profundidade igual a b/2. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. (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. para 1 < a/b < 2 deve-se interpolar linearmente. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-13 Notas da tabela 6 (adaptação do caso de duas águas para uma): (d) Para o vento a 0o nas partes I e J o coeficiente de pressão externa tem os seguintes valores: .2. .para a/b = 1 utiliza-se os mesmos valores das partes H e L.para a/b = 2 utiliza-se cpe = -0. Tabela 06 . Dr. Prof. . 2. Na prática esta fórmula não é utilizada desta maneira.Coeficiente de pressão total. Prof. PEC – Estruturas Metálicas.é a largura de influência da peça estrutural. ou seja: onde: . Francisco Adriano de Araújo A04-14 A intensidade da força resultante do vento sobre uma superfície de área 𝑨 é dada pela equação: Item 4.2 pág. 4 onde: . Dr. pois todos os modelos estruturais são carregados considerando-se que a força do vento é distribuída ao longo da estrutura. . PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-15 (kN) ∆𝒑 = 𝒄𝒑 𝒒 (𝒌𝑵/𝒎𝟐 ) (kN/m) . Prof.8 . Dr.4 pág.12. 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). Francisco Adriano de Araújo A04-16 1. . PEC – Estruturas Metálicas.Coeficiente de Atrito Item 6. . Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-17 Para edificações correntes de planta retangular a força de atrito deve ser considerada somente quando uma das seguintes relações se verificar: ou . PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-18 A força de atrito é dada pela expressão: Item 6.2 pág.4. Prof.20 . PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof.Pressão dinâmica do vento. pode ser um valor usado para o telhado e outro para as paredes.Dimensão em planta paralela a direção do vento.Coeficiente de atrito. . .Dimensão em planta perpendicular a direção do vento. Francisco Adriano de Araújo A04-19 onde: . Dr. PEC – Estruturas Metálicas. . . .Altura da parede da edificação. Dr. PEC – Estruturas Metálicas.20 a) para superfícies sem nervuras transversais à direção do vento.4. b) para superfícies com nervuras arredondadas (onduladas) transversais a direção do vento. . c) para superfícies com nervuras retangulares transversais a direção do vento.3 pág. Francisco Adriano de Araújo A04-20 Os valores dos coeficientes de atrito são : Item 6. Prof. Dr. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-21 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. Dr.3 (ver A03-40) são conhecidos: Pressões dinâmicas: Vento 00/1800: Vento +900/-900: Coeficientes de pressão interna: e . Francisco Adriano de Araújo A04-22 Do Exemplo 1. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. b) Determinar os coeficientes de pressão total para Hipótese 01: 𝑐𝑝𝑖 = 0 com 𝑐𝑝𝑒 𝑚é𝑑𝑖𝑜 Hipótese 02: 𝑐𝑝𝑖 = −0. Dr.3 sem 𝑐𝑝𝑒 𝑚é𝑑𝑖𝑜 c) Montar os modelos de carregamentos característicos das terças para as forças do vento. sendo estas terças espaçadas de 1. PEC – Estruturas Metálicas.50m em projeção horizontal. Francisco Adriano de Araújo A04-23 Pede-se: a) Determinar os coeficientes de pressão externa e os coeficientes de pressão médios. Prof. . Consi- derar as duas hipóteses de 𝑐𝑝𝑖 e adotar três linhas de correntes. 70m. e) Montar os modelos de carregamentos característicos do pórtico típico para as forças do vento sendo os pórticos espaçados a cada 8. 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). PEC – Estruturas Metálicas. Adotar três linhas de correntes. Francisco Adriano de Araújo A04-24 d) Montar os modelos de carregamentos característicos das travessas laterais de fechamento para as forças do vento.0m. Prof. . Dr. sendo estas travessas espaçadas de 1. 𝒄𝒑𝒆 das paredes: Tabela 4 pág. Francisco Adriano de Araújo A04-25 Solução: NBR 6123-1988 a) Determinar os coeficientes de pressão externa e os coeficientes de pressão médios. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. 14 Sendo Tem-se . Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-26 Pág. Prof.14 . Dr.PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-27 cpe para as estruturas principais (pórticos e colunas de vento) . Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-28 cpe para as estruturas principais (pórticos e colunas de vento) . Prof. Dr. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-29 cpe médio para elementos de vedação e estruturas secundárias (telhas e travessas) . q = 5. Prof.710 . Francisco Adriano de Araújo A04-30 𝒄𝒑𝒆 para a cobertura: Tabela 5 pág. 15 cpe para as estruturas principais (pórticos). Dr. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. q = 5. Francisco Adriano de Araújo A04-31 cpe para as estruturas principais (pórticos). Prof.710 . PEC – Estruturas Metálicas. Dr. q = 5. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-32 cpe para as estruturas principais (pórticos).710 . Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-33 cpe médio para os elementos de vedação e as estruturas secundárias (telhas e terças) q = 5. Dr. Prof. PEC – Estruturas Metálicas.710 . . 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). Francisco Adriano de Araújo A04-34 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 cpe médio e portanto governa as forças de sucção do vento para telhas de cobertura e fechamento. Entretanto. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. terças e travessas de fechamento. Francisco Adriano de Araújo A04-35 Hipótese 01: .PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-36 Hipótese 01: . Prof. Dr. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-37 Hipótese 02: (não é crítico para as regiões de altas sucções) . PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-38 Hipótese 02: . Prof. Dr. Dr. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-39 c) Modelo de carregamento para as terças devido as forças do vento A força do vento age perpendicularmente a superfície de incidência . Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-40 No caso de obras industriais de grande porte. Prof. 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. As pressões dinâmicas são: .3. Dr. Ambas as terças também devem ter capacidade de resistir a sobrepressão do vento a 0o com cpi = -0. Dr. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-41 Para a região de alta sucção tem-se: Na terça crítica . Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-42 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: . Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-43 Vento a 900: É crítico! . PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo A04-44 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. . Prof. Dr.3. PEC – Estruturas Metálicas. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. tem-se o VE característico para as terças: Regiões de alta sucção: Regiões de sucção normal: Regiões de sobrepressão: . Francisco Adriano de Araújo A04-45 Portanto. Prof. 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 00 e a 900: . Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-46 d) Modelo de carregamento para as travessas de fechamento laterais devido as forças do vento Como o vento age perpendicular a superfície de incidência. e como as forças gravitacionais são verticais trabalha-se então com um modelo espacial. PEC – Estruturas Metálicas. para as travessas de fechamento ele aplica forças horizontais. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-47 Para o vento a 00 VE-0 . PEC – Estruturas Metálicas. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-48 Para o vento a 900 VE-90 . PEC – Estruturas Metálicas. Dr. tem-se o VE característico para as travessas laterais: VE-0 VE-90 . Francisco Adriano de Araújo A04-49 Portanto. Prof. Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-50 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 . Francisco Adriano de Araújo A04-51 Para o vento a 00/1800: Hipótese 01 .Sejam os coeficiente de pressão total: . Prof. Dr. PEC – Estruturas Metálicas. PEC – Estruturas Metálicas.Sejam os coeficientes de pressão total: . Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-52 Hipótese 02 . PEC – Estruturas Metálicas.Sejam os coeficiente de pressão total: . Francisco Adriano de Araújo A04-53 Para o vento a +900/-900: Hipótese 01 . Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-54 Hipótese 02 . Dr. PEC – Estruturas Metálicas. Prof.Sejam os coeficiente de pressão total: . tem-se o VE carac. PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. para o pórtico típico: . Francisco Adriano de Araújo A04-55 Portanto. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. . Francisco Adriano de Araújo A04-56 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. Dr. 20 Para o vento a 00: Sendo: cobertura: parede: . PEC – Estruturas Metálicas.4 pág. Item 6. Francisco Adriano de Araújo A04-57 Análise das forças de atrito lateral. Prof. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-58 A força de atrito da cobertura é distribuída em 4 áreas de influência OBS. Dr. Neste caso não há atrito para o vento a 900! . PEC – Estruturas Metálicas. PEC – Estruturas Metálicas. Prof. . ver A04-37 Hipótese 02: As colunas de vento estão espa- çadas a cada 6. Dr.80m de altura.0m e a mais alta tem 8. Francisco Adriano de Araújo A04-49 O vento crítico de oitão ocorre para. Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-60 .PEC – Estruturas Metálicas. Dr. Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-61 Colunas de vento Pilares de extremidade .PEC – Estruturas Metálicas. Francisco Adriano de Araújo 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. Dr. PEC – Estruturas Metálicas. . Prof. Francisco Adriano de Araújo A04-63 Modelo de carregamento característico para o cálculo do contravento global devido as forças do vento . PEC – Estruturas Metálicas. Prof. Dr. Francisco Adriano de Araújo A04-64 Trabalho 04: Data de Entrega até: 04/09/17 (segunda-feira) Via Sigaa Atividade . Prof. PEC – Estruturas Metálicas. Dr.