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Dipl.-Ing. (BA) Markus Baumgärtel

2019-08-21

Força do vento devido a atrito

O vento que sopra paralelamente às superfícies de uma estrutura, pode gerar forças de atrito sobre essas superfícies. Este efeito é importante principalmente para estruturas muito grandes.

Na norma, é feita uma distinção entre uma parede independente, uma cobertura independente e um edifício fechado alongado para efeitos de fricção devidos ao vento {%>

Der Anteil der Reibungskraft infolge Windes an der Gesamtwindkraft wird nach folgender Formel (5.7) [1] ermittelt:

F_{fr, j} = c_{fr, j} \cdot q_{p (ze) j} \cdot A_{fr, j}

c_fr	coeficiente de atrito
q_p(ze)	Pressão de velocidade máxima na altura de referência z_e
A_fr	Superfície externa paralela ao vento

Proporção da força de atrito devido ao vento na força total do vento

A proporção devida ao atrito deve ser sobreposta pela adição vetorial com as outras forças do vento F_w,e (pressão do vento externa) e F_w,i (pressão do vento interna). As forças de atrito resultantes atuam exclusivamente na direção das forças do vento que ocorrem paralelamente às superfícies externas.

Der Ansatz der Windlast infolge Reibung kann jedoch vernachlässigt werden, wenn die Gesamtfläche aller windparallelen Oberflächen (und Flächen mit geringer Winkelabweichung zur Parallelen) gleich oder geringer ist als das 4-fache aller Flächen, die senkrecht zum Wind orientiert sind (luv- und leeseitig) [1] 5.3 (4).

Para superfícies lisas, tais como aço ou betão liso, o coeficiente de atrito c_fr é de 0,01.
Em superfícies irregulares, tais como superfícies de betão rugosas ou alcatroadas, o coeficiente de atrito c_fr é de 0,02.
Para superfícies muito rugosas (corrugadas, nervuradas ou dobradas), o coeficiente de atrito c_fr é de 0,04.

Para paredes, a altura de referência z_e é a altura h da extremidade superior da parede, para coberturas livres é a altura da cobertura.

Exemplo de uma parede com superfície ondulada

Zona de vento 2
Categoria de terreno 2
c_fr = 0,04
Comprimento d = 20 m
Altura de referência z_e = 2,5 m

\begin{array}{l} A_{fr} = 2 \cdot 2.5 m \cdot 20 m = 100 m ² \\ q_{p (ze)} = 1.7 \cdot qb = 1.7 \cdot 0.39 kN / m ² = 0.663 kN / m ² \\ F_{fr} = 0.04 \cdot 0.663 kN / m ² \cdot 100 m ² = 2.65 kN \end{array}

Parede com superfície ondulada

Exemplo de uma cobertura independente com uma superfície nervurada

Zona de vento 2
Categoria de terreno 2
c_fr = 0,04
Comprimento d = 7 m
Largura b = 4 m
Profundidade de referência z_e = 3 m

\begin{array}{l} A_{fr} = 2 \cdot 4 m \cdot 7 m = 56 m ² \\ q_{p (ze)} = 1.7 \cdot qb = 1, 7 \cdot 0.39 kN / m ² = 0.663 kN / m ² \\ F_{fr} = 0.04 \cdot 0.663 kN / m ² \cdot 56 m ² = 1.49 kN \end{array}

Cobertura em consola com superfície nervurada

Beispiel Halle mit gerippter Oberfläche

Zona de vento 2
Categoria de terreno 2
c_fr = 0,04
Comprimento d = 30 m
Largura b = 10 m
Altura de referência z_e = 5,5 m
Área de todas as superfícies paralelas ao vento A_total = 2 ⋅ 30 m ⋅ 4 m + 2 ⋅ 30 m ⋅ 5,22 m = 553,2 m²

Para a distância y a partir da extremidade principal na frente, deve ser usado o menor valor entre 2 ⋅ b ou 4 ⋅ h.

\begin{array}{l} y = 2 \cdot 10 = 20 m \\ A_{fr} = 2 \cdot (30 m - 20 m) \cdot 4 m 2 \cdot (30 m - 20 m) \cdot 5.22 m = 184.4 m ² \\ q_{p (ze)} = 2.1 \cdot q_{b} \cdot {(\frac{z}{10})}^{0.24} = 2.1 \cdot 0.39 kN / m ² \cdot {(\frac{5.5 m}{10})}^{0.24} = 0.711 kN / m ² \\ F_{fr} = 0.04 \cdot 0.711 kN / m ² \cdot 184.4 m ² = 5.245 kN \end{array}

Pavilhão com superfície nervurada

Autor

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

Ligações

Referências

Downloads

Ficheiro do modelo RFEM

1,41 MB

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