VE0310 | Cuboide retangular Eurocódigo - cálculo da pressão do vento utilizando Cp,10 e Cp,1

Descrição

No atual exemplo de validação, investigamos o valor da pressão do vento para o dimensionamento estrutural geral (_Cp,10 ) e revestimento de fachada (_Cp,1 ) de edifícios de planta retangular EN 1991-1-4. {%7#Refer [1]]]. Existem casos tridimensionais sobre os quais iremos explicar mais na próxima parte.

Encontrar as configurações mais precisas e compatíveis em relação aos dados de entrada, tais como modelos de turbulência, perfis de velocidade do vento, intensidades de turbulência, condições da camada limite, ordem de discretização etc., é um dos pontos-chave da simulação CFD. O ponto importante é que o Eurocódigo não cobre a informação necessária para uma simulação numérica, como uma simulação CFD. fornecemos aqui configurações do RWIND compatíveis em relação ao exemplo da forma cúbica do Eurocódigo. Diversas fórmulas e diagramas são utilizados para o cálculo estático da carga de vento, o que é demonstrado nas seguintes secções.

Solução analítica e resultados

Existem categorias tridimensionais para o cuboide retangular devido à relação de h/d como apresentado na figura 1 ( EN 1991-1-4 Tabela 7.1). Os dados de entrada e as suposições para cada caso dimensional são ilustradas na parte seguinte.

01 Figura 1: Categorias de dimensão do cuboide retangular no Eurocódigo

Para o primeiro caso (Figura 2), o edifício retangular (h/d=5) é considerado em relação às zonas definidas (Figura 3) para cada elevação e dados de entrada. Além disso, a categoria de terreno dois é considerada para criar o perfil de velocidade do vento e turbulência, que é apresentado na tabela seguinte; ao mesmo tempo, são analisados valores constantes da intensidade de turbulência para calcular os valores de pressão do vento.

02 Figura 2: Tipo de torre central cubóide retangular (h/d=5)

03 Figura 3: Definição de zonas para cada elevação do cuboide retangular de torre

Os resultados do valor da pressão do vento para C_p,1 e C_p,10 são obtidos em relação a diferentes zonas, relações dimensionais e intensidades de turbulência. Para o primeiro caso, que é a forma cúbica de arranha-céus (h/d=5), os resultados são apresentados nas figuras 4 e 5. Os resultados mostram que existe uma boa concordância quando é considerado o perfil de turbulência real ou alta (por exemplo, 25%).

04 Figura 4: Valor da pressão do vento para diferentes zonas com base em Cp,1 e Cp,10 (caso h/d=5)

05 Figura 5: Resultados de simulação de vento para intensidade de turbulência de 25% e perfil de turbulência real no Eurocódigo (caso h/d=5)

Para cada zona, é possível obter um valor de pressão máxima que pode ser equivalente ao valor da pressão do vento utilizando Cp,1 para revestimento ou fachada e um valor de pressão média que pode ser equivalente ao valor da pressão do vento utilizando Cp,10 para dimensionamento estrutural geral (Figura 6).

06 Figura 6: Como obter valores médios e máximos das pressões do vento para cada zona no RWIND

Para o caso seguinte, é considerado um edifício retangular de dimensão média (h/d=1) para os dados de entrada e as zonas definidas (Figura 7 e 8) que são apresentadas na seguinte imagem e tabela:

07 Figura 7: Cuboide retangular de elevação média (h/d=1)

08 Figura 8: Definição de zonas e direção do vento para cuboide retangular de dimensão média (h/d=1)

Para o segundo caso, que é a forma de cubo ascendente médio (h/d=1), os valores de C_p,10 e C_p,1 são demonstrados na Figura 9, 10. Os resultados mostram que existe uma boa concordância quando é considerado o perfil de turbulência real assim como o de turbulência alta (por exemplo, 25%).

09 Figura 9: Valor da pressão do vento para diferentes zonas utilizando Cp,10 (caso h/d=1)

10 Figura 10: Valor da pressão do vento para diferentes zonas com base em Cp,1 (caso h/d=1)

11 Figura 11: Valor da pressão do vento para diferentes zonas com base em Cp,1 e Cp,10 (caso h/d=1)

Para o último caso, é considerado o edifício retangular de planta curta (h/d=0,25) para os dados de entrada e as zonas definidas (Figura 11 a 13), que são apresentadas nas seguintes imagens e tabela:

12 Figura 12: Cuboide retangular de elevação curta (h/d=0,25)

13 Figura 13: Definição de zonas de vento e direção para o cubo ascendente baixo (h/d

Para o último caso, que é um edifício baixo de planta retangular (h/d=0,25), os valores de C_p,1 e C_p,10 são apresentados nas figuras 14 a 16. Os resultados mostram que existe uma boa concordância quando é considerado o perfil de turbulência real ou de alta turbulência (por exemplo, 25%).

14 Figura 14: Valor da pressão do vento para diferentes zonas utilizando Cp,10 (caso h/d=0,25)

15 Figura 15: Valor da pressão do vento para diferentes zonas com base em Cp,1

16 Figura 16: Valor da pressão do vento para diferentes zonas com base em Cp,1 e Cp,10 (caso h/d=0,25)

Conclusão

Os resultados mostram uma boa concordância para os dimensionamentos estrutural geral (C_p10 ) e para o dimensionamento de revestimentos ou fachadas (C_p1 ) dos edifícios retangulares. Com base nos resultados, em geral, é melhor considerar o valor recomendado da intensidade de turbulência como um perfil de turbulência Eurocódigo real ou escolher valores mais altos (tais como I = 25%) para diferentes zonas e relações dimensionais. Pode ser observado aumentando a altura do cuboide retangular e os números de Reynolds do fluxo, os resultados seriam mais precisos. Por isso, em particular em estruturas de elevada altura, podemos esperar previsões muito boas para o cálculo da pressão do vento em análises estruturais e de fachadas.

Além disso, o modelo de cuboide retangular com as configurações recomendadas está disponível para download aqui: