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Dipl.-Ing. (BA) Markus Baumgärtel

2017-11-07

Determinação do coeficiente de força das cargas de barra resultantes para estruturas reticuladas planas a partir de cargas de vento

Für ein einfaches Beispiel eines Fachwerkbinders soll gezeigt werden, wie die Windbelastung in Abhängigkeit von der Völligkeit des Fachwerkes ermittelt werden kann.

Vento perpendicular à estrutura

Abmessungen des Rahmens

Velocidade de base v_b = 25,0 m/s
Pressão de velocidade básica q_b = 0,39 kN/m²
Pressão da velocidade de pico

q_{p} (z) = 1, 7 \cdot q_{b} \cdot {(\frac{z}{10})}^{0, 37} = 1, 7 \cdot 0, 39 \cdot {(\frac{7, 5}{10})}^{0, 37} = 0, 596 kN / m ²

Fórmula 1

Coeficiente de força cf para estruturas trianguladas:

c_{f} = c_{f, 0} \cdot Ψ_{λ}

Fórmula 2

Determinação do coeficiente de força c_f,0 para estruturas trianguladas sem efeito final através da relação de solidez φ

Relação de solidez:

φ = \frac{A}{A_{C}}

Fórmula 3

Onde
A = soma das áreas projetadas das barras
A_C = l ⋅ b = área envolvida da face considerada

Relação da área da treliça:

A = 2, 828 m \cdot 0, 1 m \cdot 5 + 2, 0 m \cdot 0, 05 m \cdot 4 + 2, 0 m \cdot 0, 1 m \cdot 2 +

10 m \cdot 0, 2 m \cdot 2 = 6, 214 m ²

A_{C} = 10 m \cdot 2 m = 20 m ²

Fórmula 4

Anzeige der Parameter zur Bestimmung der Völligkeit in RFEM/RSTAB

Relação de solidez:

φ = \frac{6, 214 m ²}{20 m ²} = 0, 3107

Fórmula 5

Após a obtenção da relação de solidez, o coeficiente de força c_f,0 de 1,6 pode ser lido na norma EN 1991-1-4, Figura 7.33 [1] , por exemplo.

Fator de força básica cf, 0

Também é necessário definir a esbelteza efetiva do elemento estrutural para determinar o fator de efeito final Ψ_λ.

Esbelteza efetiva λ (Tabela 7.16 → BS EN 1991-1-4 [2] )

λ = 2 \cdot \frac{10 m}{2 m} = 10 < 70 \to 10 ist maßgebend

Fórmula 6

Utilizando os valores anteriormente calculados, o fator de efeito final Ψ_λ de 0,95 pode ser lido no diagrama da Figura 7.36 da norma.

Fator de redução Ψλ

Utilizando este fator, é obtido o seguinte coeficiente de força:

c_{f} = c_{f, 0} \cdot Ψ_{λ} = 1, 6 \cdot 0, 95 = 1, 52

Fórmula 7

Cálculo da carga de vento resultante da estrutura triangulada

Opção 1: carga estática equivalente F_w

F_{w} = c_{f} \cdot q_{p} (z) \cdot A_{ref}

Fórmula 8

Onde
A_ref = área projetada

F_{w} = 1, 52 \cdot 0, 596 kN / m ² \cdot 6, 214 m ² = 5, 63 kN

Fórmula 9

Opção 2: Carregar como cargas de barra de carga de superfície

F_{w 1} = 1, 52 \cdot 0, 596 kN / m ² = 0, 91 kN / m ²

Fórmula 10

Para distribuir esta carga de superfície no RFEM/RSTAB apenas para as barras, é necessário selecionar a opção "Vazio, apenas nas barras" em Área de aplicação de carga. Após introduzir a carga e clicar em [OK], a soma da carga a ser aplicada é novamente apresentada numa janela de informação.

Autor

O Eng. Baumgärtel presta apoio a clientes da Dlubal Software.

Ligações

Referências

Eurocódigo 1: Ações em estruturas - Parte 1-4: Ações gerais, Cargas de vento; BS EN 1991-1-4:2010-12
Deutsches Institut für Normamung eV (DIN). (2010). Anexo nacional – Parâmetros determinados a nível nacional – Eurocódigo 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten; DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12

Downloads

Ficheiro de modelo do RSTAB

244 KB

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