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

Artigo técnico

Este artigo foi traduzido pelo Google Tradutor Ver texto original

Este artigo descreve a determinação dos coeficientes de força através da utilização de uma carga de vento e o cálculo de um fator de estabilidade devido ao capotamento.

Fator de segurança de inclinação <1: Existe o risco de o componente tombar.
Fator de segurança de inclinação = 1: Momento de rigidez e momento de estol são iguais. O modelo é instável e não se pode excluir que incline.
Fator de segurança de inclinação> 1: O modelo não corre o risco de tombar.

Exemplo

O cilindro circular no exemplo tem um diâmetro de 2,5 me uma altura de 6 m. O local está localizado na zona de carga de vento 2 com a categoria de terreno 3.

Figura 01 - Carga de vento

Valor básico da velocidade básica:
v b0 = 25,0 m/s

Fator de direção:
c dir = 1

Coeficiente de estação:
c temporada = 1

Densidade do ar a 1.013 hPa de pressão de ar e T = 10 ° C:
ρ = 1,25 kg/m³

Resistência Cinemática do Ar:
ν = 15 ∙ 10 -6

Velocidade base:
v b = c dir ∙ c estação ∙ v b0 = 25,0 m/s

Pressão básica de velocidade:
q b = 1/2 ∙ ρ ∙ v b 2 = 0,391 kN/m²

Pressão de pico de velocidade:
q p = 1,5 ∙ q b = 0,586 kN/m²

Velocidade da rajada:
$${\mathrm v}_\mathrm{ze}\;=\;\sqrt{\frac{2\;\cdot\;{\mathrm q}_\mathrm p}{\mathrm\rho}}\;=\;30,619\;\mathrm m/\mathrm s$$

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

Relação entre rugosidade e largura equivalentes:
k/b = 8 ∙ 10 -5

Número de Reynolds:
$${\mathrm R}_\mathrm e\;=\;\frac{\mathrm b\;\cdot\;{\mathrm v}_\mathrm{ze}}{\mathrm v}\;=\;5,1\;\cdot\;10^6$$

Coeficiente de força de base de um cilindro com esbelteza infinita:
$${\mathrm c}_{\mathrm f0}\;=\;1,2\;+\;\frac{0,18\;\cdot\;\log\;({\displaystyle\frac{10\;\cdot\;\mathrm k}{\mathrm b}})}{1\;+\;0,4\;\cdot\;\log\;({\displaystyle\frac{{\mathrm R}_\mathrm e}{10^6}})}\;=\;0,7666$$

Esbelteza eficaz:
λ = l/b = 2,4

Fator de redução:
ψ λ = 0,65

Coeficiente de estrutura:
c s c d = 1

Superfície de referência:
A ref = l ∙ b = 15 m²

Coeficiente de força:
c f = c f0 ∙ ψ λ = 0,498

Energia eólica:
F w = c s c d ∙ c f ∙ q p ∙ A ref = 4,377 kN

Área de carga do vento:
F w = F w/A ref = 0,29 kN/m²

Fator de estabilidade devido à inclinação

Altura do cilindro circular:
h = 6 m

Distância dos apoios:
a = 1,35 m

Peso próprio:
F G = 18,495 kN

Momento de inclinação:
M K = F w ∙ h/2 = 13,13 kNm

Momento de rigidez:
M S = F G ∙ a/2 = 12,48 kNm

Fator de segurança de tombamento:
η = M S/M K = 0,95

Ao calcular através do RFEM, a posição do resultante resulta numa extensão que se encontra por trás do bordo de inclinação do cilindro circular. O modelo seria, portanto, instável se os apoios não fossem adicionalmente protegidos contra o arrancamento.

Figura 02 - Posição resultante

Literatura

[1]  Eurocódigo 1: Ações em estruturas - Parte 1-4: Ações gerais - Cargas de vento; EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 + CA: 2010
[2]Anexo nacional - Parâmetros determinados a nível nacional - Eurocódigo 1: Ações em estruturas - Parte 1-4: Ações gerais - Cargas de vento

Palavras-chave

Derrubamento Cilindro circular

Downloads

Contacto

Contacto da Dlubal

Tem alguma questão ou necessita de ajuda? Então entre em contacto com a nossa equipa de apoio técnico gratuita por e-mail, chat ou no fórum, ou então consulte as perguntas mais frequentes (FAQ).

+49 9673 9203 0

(falamos português)

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de engenharia estrutural para análises de elementos finitos (AEF) de estruturas planas e espaciais constituídas por lajes, paredes, vigas, sólidos e elementos de contacto

Preço de primeira licença
3.540,00 USD