Determinação das cargas de vento para estruturas de telhado de cobertura segundo a EN 1991-1-4

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Se a cobertura da cobertura, por exemplo a cobertura de uma estação de enchimento, deve ser dimensionada, é necessária uma determinação da carga tendo em conta a secção 7.3 da EN 1991-1-4. Este artigo mostra com um exemplo o dimensionamento de uma cobertura cavada ligeiramente inclinada.

Determinação de coeficientes

Para determinar a carga, devem ser utilizados os coeficientes de força c f e os coeficientes de pressão inteiros c p, líquido de acordo com a Tabela 7.6 a 7.8. Se existe uma obstrução abaixo ou imediatamente junto à cobertura (por exemplo, mercadorias armazenadas), o grau de obstrução tem de ser determinado e interpolado nas tabelas entre ϕ = 0 (sem obstruções) e ϕ = 1 (totalmente obstruídas).

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

Figura 01 - Classificação dos coeficientes totais de pressão de superfícies

Posição e forma da energia eólica resultante

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

Figura 02 - Arranjo de carga da força do vento resultante

Uma vez que a carga de vento atua como carga de superfície e não como carga nodal na cobertura, e a posição do centroide equivale a 1/4 do comprimento da cobertura, é necessário encontrar uma situação de carga adequada que a considere. Tal disposição de carga excêntrica conduz a uma análise de estabilidade altamente carregada de possíveis apoios centrais. Um arranjo de carga possível seria uma carga de superfície na forma de uma parábola quadrada porque seu centro de gravidade está situado em 1/4 do comprimento.

Exemplo de cobertura com canal

Comprimento = 15 m
Largura = 12 m
Altura do vale = 6 m
Inclinação do telhado = -5 °
Carga de vento = 0,5 kN / m²
Sem obstrução → ϕ = 0
c f = +0,3 no máximo todos ϕ
c f = -0,5 minimo ϕ = 0

Figura 03 - Exemplo

Força do vento resultante

O RFEM e o RSTAB contêm os geradores de carga para edifícios fechados com planta rectangular. Pode ser selecionado se a carga é aplicada apenas nas paredes, telhado ou todo o edifício.

As estruturas de apoio para coberturas de coberturas não podem ser calculadas automaticamente. No entanto, o gerador de carga com níveis pode ser utilizado após determinar os coeficientes.

Pressão do vento:
${\mathrm F}_{\mathrm w,\max}\;=\;{\mathrm c}_\mathrm f\;\cdot\;{\mathrm q}_\mathrm h(\mathrm{ze})\;\cdot\;{\mathrm A}_\mathrm{ref}\;=\;0,3\;\cdot\;0,5\;\cdot\;\frac{15\;\cdot\;12}{\cos\;5^\circ}\;=\;27,10\;\mathrm{kN}$

Sucção do vento:
${\mathrm F}_{\mathrm w,\min}\;=\;{\mathrm c}_\mathrm f\;\cdot\;{\mathrm q}_\mathrm h(\mathrm{ze})\;\cdot\;{\mathrm A}_\mathrm{ref}\;=\;-0,5\;\cdot\;0,5\;\cdot\;\frac{15\;\cdot\;12}{\cos\;5^\circ}\;=\;-45,17\;\mathrm{kN}$

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

Ordenadas de carga maiores da carga parabólica

Atenção é dada apenas para as posições de carga 2 e 5. As posições de carga 3 e 6 não são necessárias devido à simetria.

$\begin{array}{l}\mathrm q(\mathrm{Druck})\;=\;\frac{27,1}{\left({\displaystyle\frac{12}3}\right)}\;=\;6,775\;\mathrm{kN}/\mathrm m\;=\;0,45\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\\\mathrm q(\mathrm{Sog})\;=\;\frac{-45,17}{\left({\displaystyle\frac{12}3}\right)}\;=\;-11,293\;\mathrm{kN}/\mathrm m\;=\;-0,75\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\end{array}$

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

Figura 04 - Pressão do vento de carga de vento

Figura 05 - Sucção do vento de carga de vento

Palavras-chave

En 1991-1-4 Cobertura de dossel Carga de vento

Referência

[1]   EN 1991-1-4: Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-4: General actions - Wind actions

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