Carregamento de acordo com a norma EN 1991-1-4 e segurança contra o capotamento de garrafas cilíndricas

Coeficiente de segurança contra capotamento O elemento estrutural corre o risco de capotar.
Coeficiente de segurança contra capotamento = 1: O momento de estabilidade e o momento de derrubamento são iguais. O modelo é instável e não pode ser descartada a possibilidade de capotamento.
Coeficiente de segurança contra capotamento 1: O modelo não corre o risco de capotar.

Exemplo

Como exemplo, existe um cilindro circular com um diâmetro de 2,5 m e uma altura de 6 m. Está localizado na zona de carga de vento 2 com a categoria de terreno 3.

Carregamento de vento

Valor fundamental da velocidade de base:
v_b0 = 25,0 m/s

Fator direcional:
c_dir = 1

Coeficiente de estação:
c_estação = 1

Densidade do ar à pressão atmosférica de 1013 hPa e T = 10° C:
ρ = 1,25 kg/m³

Viscosidade cinemática do ar:
ν = 15 ∙ 10 ^-6 m ²/s  

Velocidade de base:
v_b = c_dir ∙ c_estação ∙ v_b0 = 25,0 m/s

Pressão de velocidade básica:
q_b = 1/2 ∙ ρ ∙ v_b ² = 0,391 kN/m²

Pressão de velocidade de pico:
q_p = 1,5 ∙ q_b = 0,586 kN/m²

Velocidade de pico:

Rugosidade de superfície equivalente:
k = 0,2 mm (aço galvanizado)

Relação entre rugosidade equivalente e largura da superfície:
k/b = 8 ∙ 10 ^-5

Número de Reynolds:

Coeficiente de força de cilindros sem fluxo de extremidade livre:

Esbelteza efetiva:
λ = l/b = 2,4

Fator de efeito final:
ψ_λ = 0,65

Coeficiente de estrutura:
c_s c_d = 1

Área de referência:
A_ref = l ∙ b = 15 m²

Coeficiente de força:
c_f = c_f0 ∙ ψ_λ = 0,498

Força do vento:
F_w = c_s c_d ∙ c_f ∙ q_p ∙ A_ref = 4,377 kN

Carga de superfície devido ao vento:
F_w = F_w/A_ref = 0,29 kN/m²

Fator de estabilidade devido a capotamento

Altura do cilindro circular:
h = 6 m

Distância entre apoios:
a = 1,35 m

Peso próprio:
FG =_18,495 kN

Momento de derrubamento:
M_K = F_w ∙ h/2 = 13,13 kNm

Momento de estabilidade:
M_S = F_G ∙ a/2 = 12,48 kNm

Coeficiente de segurança contra capotamento:
η = M_S/M_K = 0,95

Se utilizar o RFEM para o cálculo, pode reconhecer a partir da posição das resultantes que estão na sua extensão por trás da borda invertida do cilindro circular. Assim sendo, o modelo ficaria instável se os apoios não estivessem adicionalmente protegidos contra arrancamento.

Lage der Resultierenden