Sabesp

Vento – Coeficientes Aerodinâmicos

Estruturas de Pontes 2

Profº Douglas Couri Jr.

Coeficientes Aerodinâmicos • Coeficientes de pressão interna - Cpi;

• Coeficientes de pressão externa - Cpe;

• Coeficientes de forma - Ce;

• Coeficientes de arrasto - Ca.

Coeficientes de Pressão Interna (Cpi) • Aplicado para edificações permeáveis e impermeáveis;

• Faces impermeáveis: compostas por lajes, cortinas de concreto, paredes em alvenaria, pedra, tijolos, blocos de concreto e afins desprovidas de portas, janelas, ou qualquer outro tipo de abertura;

• Demais elementos construtivos em vedações como portas, janelas e telhas são considerados permeáveis – mesmo que fechados - por conta de frestas, juntas, vãos e possibilidade de ruptura;

• A NBR considera como índice de permeabilidade típico de uma edificação com portas e janelas fechadas, entre 0,01% e 0,05%;

• Aplicado diretamente à edificações cujo índice de permeabilidade não ultrapasse 30%.

Coeficientes de Pressão Interna (Cpi) – Valores • Edificações com duas faces opostas permeáveis e as outras duas faces

impermeáveis:

• Com vento perpendicular à uma face permeável, Cpi = +0,2; • Com vento perpendicular à uma face impermeável, Cpi = -0,3;

• Para edificações com quatro faces impermeáveis, Cpi = - 0,3 ou Cpi = 0,0; (deve-se aplicar a situação mais desfavorável)

• Para edificações com quatro faces permeáveis, Cpi = - 0,2 ou Cpi = 0,0; (deve-se aplicar a situação mais desfavorável)

• Na página 13 da NBR há exemplos para demais situações

Coeficientes de Pressão Externa (Cpe) • Os efeitos de pressão externa ocorrem à barlavento das paredes paralelas à

direção da incidência de vento;

• Os efeitos de pressão externa se estendem por um comprimento igual a 20% da menor dimensão entre a altura e o menor lado da edificação;

• Deve-se estudar separadamente para as direções 0 e 90º;

• Os coeficientes de pressão externa para edificações retangulares são

apresentados na Tabela 4 da NBR 6123, juntamente aos coeficientes de forma. Os coeficientes para coberturas com duas águas em edificações retangulares constam na Tabela 5.

Coeficientes de Forma (Ce) • Pela sua característica natural, ao incidir em um objeto o vento provoca

efeitos de sucção;

• Além disso, mesmo nas partes onde há pressão, a incidência do vento não é uniforme – isto ocorre devido às proporções da edificação;

• Exemplo teórico - Vento incidindo em uma placa plana:

A barlavento: a pressão de cálculo total (1,0x) incide no centro da placa e reduz à medida que se aproxima das bordas até chegar a 0,0; A sotavento: a sucção é uniforme e equivale à 0,5 da pressão de cálculo; Logo, conclui-se que a pressão total incidindo no centro da placa equivale a 1,5x a pressão de cálculo.

• Aplicação:

• Importante:

• Caso a/b estejam entre 3/2 e 2, interpolar coeficientes linearmente;

• Partes A3 e B3 para vento a 0º: • Se a/b = 1; (A3 e B3) = (A2 e B2); • Se a/b ≥ 2; Ce = - 0,2; • Se 1 < a/b < 2; interpolar Ce;

• Positivo (+) = Pressão; • Negativo (-) = Sucção.

• Aplicação:

• Importante:

• No caso da face inferior de beirais (Detalhe 1), o Ce equivale ao da parede correspondente;

• Cobertura de lanternins: Cpe = -2,0;

• Partes I e J para vento a 0º:

• Se a/b = 1; (I e J) = (F e H); • Se a/b ≥ 2; Ce = - 0,2; • Se 1 < a/b < 2; interpolar Ce;

• Positivo (+) = Pressão; • Negativo (-) = Sucção.

Coeficiente de Arrasto (Ca) • Trata-se de um coeficiente que representa a soma vetorial de todas as direções de

vento em uma edificação, gerando a carga resultante de vento para a direção estudada;

• O coeficiente de arrasto é aplicado à formula: Fa = Ca . q . Ae, onde: • Fa = Força de arrasto; • q = Carga de vento; • Ae = Área frontal da edificação;

• São extraídos um coeficiente para cada direção de vento estudada, tomados em

função das dimensões (Comprimento x Altura x Largura) da edificação;

• Utilizados para verificar: • Estabilidade global e efeitos de 2ª ordem; • Viabilidade de edifícios de grande porte;

• A NBR 6123 apresenta um ábaco que pode ser utilizado para o cálculo de

coeficientes de arrasto de edificações paralelepipédicas;

• Edificações com formatos diferenciados devem ser submetidas à ensaios de túnel de vento.

• Caso a edificação se encontre em grandes centros metropolitanos, o vento se comporta como alta turbulência, diminuindo a sucção à sotavento, e consequentemente o coeficiente de arrasto;

• Para tanto, a NBR 6123 disponibiliza um ábaco específico para o cálculo do coeficiente de arrasto: