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2018-10-31

Determinação das cargas de vento para estruturas de cobertura em consola de acordo com a EN 1991-1-4

Se uma cobertura em consola (por exemplo, uma cobertura de estação de abastecimento) tiver de ser dimensionada, é necessária uma determinação de carga de acordo com a secção 7.3 da EN 1991-1-4. Este artigo mostra o dimensionamento de uma cobertura borboleta ligeiramente inclinada, com um exemplo.

Determinação de coeficientes

Para determinar a carga, devem ser utilizados os coeficientes de força cf e os coeficientes de pressão completos cp, net de acordo com a Tabela 7.6 a Tabela 7.8. Se houver uma obstrução abaixo ou imediatamente ao lado da cobertura (por exemplo, mercadorias armazenadas), o grau de obstrução tem de ser determinado e interpolado nas tabelas entre ϕ = 0 (desobstruído) e ϕ = 1 (totalmente obstruído).

Para determinar todo o coeficiente de pressão resultante, é realizada uma classificação das superfícies semelhante à dos edifícios fechados. Isto aplica-se apenas ao dimensionamento do revestimento da cobertura e aos seus elementos de ancoragem.

Posição e forma da energia eólica resultante

Para dimensionar a estrutura de apoio, é necessário aplicar a potência eólica resultante à distância de d/4 do lado de barlavento. d é a dimensão da superfície da cobertura a favor do vento. O gráfico 7.17 apresenta seis disposições de carga possíveis dependendo do sinal do coeficiente de força.

Uma vez que a carga de vento atua como carga de superfície e não como carga nodal sobre o revestimento da cobertura e a sua posição central é de 1/4 do comprimento da cobertura, é necessário encontrar uma situação de carga apropriada que tenha isso em consideração. Tal disposição de cargas excêntricas leva a uma análise de estabilidade com carga elevada dos apoios centrais possíveis. Uma possível disposição da carga seria uma carga de superfície com a forma de uma parábola quadrada, porque o seu centro de gravidade encontra-se a 1/4 do comprimento.

Exemplo: cobertura borboleta

Comprimento = 15 m
Largura = 11,9 m
Altura do rincão/água furtada = 20 m
Inclinação da cobertura = -5 °
Carga de vento = 10,4 psf
Sem obstrução → ϕ = 0
cf = +0,3 máximo todo ϕ
cf = -0,5 mínimo ϕ = 0

Força de vento resultante

O RFEM e o RSTAB contêm os geradores de carga para edifícios fechados de planta retangular. Pode ser selecionado se a carga é aplicada apenas às paredes, à cobertura ou a todo o edifício.

As estruturas de apoio para coberturas em consola não podem ser calculadas automaticamente. No entanto, o gerador de carga com níveis pode ser utilizado após a determinação dos coeficientes.

As forças de atrito de acordo com a secção 7.5 não são consideradas neste exemplo.

Ordenada da maior carga da carga parabólica

É dada atenção apenas às posições de carga 2 e 5. As posições de carga 3 e 6 não são necessárias devido à sua simetria.

Com estas ordenadas de carga e utilizando esta equação quadrática, se necessário no Excel, os valores de carga variáveis por posição x podem ser determinados e exportados para o RFEM ou o RSTAB.


Autor

O Eng. Fröhlich presta apoio técnico aos clientes e é responsável pelo desenvolvimento de produtos para estruturas de aço.

Ligações
Referências
  1. EN 1991-1-4: Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010.
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