Geração de cargas de vento sobre uma cúpula com base circular segundo a EN 1991-1-4 no RFEM

Lagerhalle mit Kuppel auf kreisrunder Basis

Carga de vento na parede

Para as superfícies da parede, a carga de vento é determinada de acordo com [1] , Capítulo 7.9. Descreve os coeficientes de pressão externa para cilindros circulares dependendo do número de Reynolds, da rugosidade e da esbelteza da superfície. No caso do armazém apresentado na Figura 01, o número de Reynolds resulta em 3,35 × 10 ⁷ para uma pressão de velocidade de 0,70 kN/m². Com base em [1], Figura 7.27, os coeficientes de pressão externa para o número de Reynolds de 1,00 × 107 são utilizados por aproximação. Estes são necessários no RFEM para definir o fator de carga como função do ângulo de rotação α.

Ermittlung der Reynolds-Zahl und der daraus resultierenden Außendruckbeiwerte

Para definir uma carga variável ao longo do perímetro, pode utilizar o tipo "Carga variável livre", que pode ser encontrado no menu "Inserir" → "Carga". Na caixa de diálogo correspondente, pode seleccionar primeiro as superfícies da parede e definir a direcção de projecção. O vento atua no eixo Z local da superfície, por isso é necessário ajustar a direção da carga em conformidade. Deve selecionar a posição de carga de forma a que todas as paredes fiquem rodeadas com a projeção do plano. Como valor da carga, a pressão da velocidade é definida de acordo com [1], Cap. 4.5, ou de acordo com o documento nacional de aplicação. Uma vez que a carga ao longo do perímetro não é constante, pode seleccionar a caixa de selecção 'Alongo do perímetro: Variante'. Variável ... "ativado. Assim, é possível definir um fator de carga em qualquer ângulo ao longo do perímetro, o que fatoriza o valor de carga da caixa de diálogo anterior. Para o fator k_α , pode adotar diretamente o coeficiente de pressão externa (c_pe ) para o respetivo ângulo. A forma mais simples é preparar um documento no Excel e depois importar os parâmetros utilizando a Importação do Excel. Antes de confirmar a entrada, tem de ser definidos o eixo de rotação e o ângulo inicial.

Caixa de diálogo para cargas variáveis livres

Para verificar visualmente as cargas aplicadas, recomendamos selecionar a caixa de seleção "Distribuição da carga" no Navegador de resultados (ver Figura 04). Para este controlo, é suficiente calcular uma iteração para o caso de carga correspondente. Isto poupa tempo no caso de estruturas maiores com uma malha de EF fina. A precisão da distribuição de cargas depende da malha de EF. Quanto mais fina for a malha de EF, mais precisos serão os valores de carga.

Lastverteilung entlang des Umfangs

Carga de vento na cúpula

[1], Cap. 7.2.8 especifica os coeficientes de pressão externa para cúpulas com base retangular e circular. No caso de cúpulas com base circular, os coeficientes de pressão externa devem ser considerados constantes ao longo de qualquer plano perpendicular à direção do vento. Como pode ver na [1], Figura 7.12, os coeficientes de pressão externa podem ser aplicados a três áreas (A, B e C). As áreas intermédias podem estar sujeitas a uma interpolação linear. O coeficiente de pressão externa tem um valor de -0,65 para a área A, -0,80 para a área B e -0,25 para a área C (ver Figura 5). De acordo com [1], Expressão 5.1, o resultado da pressão do vento para uma pressão de velocidade de 0,70 kN/m² é -0,46 kN/m² para a área A, -0,56 kN/m² para a área B e -0,18 kN/m² para a área C .

Coeficientes de pressão externa para cúpulas com bases circulares

Esta carga pode ser definida facilmente no RFEM utilizando cargas retangulares livres, que podem ser geradas no menu "Inserir" → "Cargas". Além de definir o plano de projeção e a direção da carga, é possível considerar uma função linear para a distribuição de cargas, que abrange a interpolação entre as áreas individuais conforme mencionado no parágrafo anterior. Agora, são criadas duas cargas retangulares livres. Um é designado para a área A até B e o segundo para a área B até C (ver Figura 6).

Dialog Box for Free Rectangular Load

A função de distribuição de carga pode ajudá-lo a controlar a carga de vento aplicada. Para uma melhor documentação do efeito de carga, pode opcionalmente criar um corte (ver Figura 7).

Load Distribution on Dome

Load Distribution on Dome and Walls

Mais informação

As cúpulas são muito sensíveis à ação do vento, especialmente se forem feitas de uma membrana ou casca e se o diâmetro da cúpula for muito grande (por exemplo, em estádios) [2]. Neste caso, não é suficiente considerar apenas a carga de vento, é necessário analisar as distribuições de tensões adicionais. Uma vez que [1] não descreve todos os efeitos desfavoráveis do vento, os coeficientes de pressão do vento devem ser verificados através de ensaios em túnel de vento no modelo. Por isso, também pode considerar os efeitos da posição da cúpula (para os edifícios circundantes, por exemplo).