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A AÇÃO DO VENTO NAS EDIFICAÇÕES - 2

De acordo com a norma brasileira NBR-6123 - Forças Devido ao Ventos em Edificações - a pressão exercida pelo vendo sobre as partes das edificações deve ser calculada com a fórmula:

QUADRO 1: Fórmula para determinação da Pressão Dinâmica.

q = 0,613 Vk2

ONDE:

q = Pressão Dinâmica em N/m2

VK = Velocidade Caracterísitca em m/s

A Velocidade Característica depende de uma série de fatores como a região do Brasil, a topografia (planos, vales, montanhas), a densidade de ocupação (muitos prédios) e características construtivas do edifício. 

QUADRO 2: Fórmula para determinação da Velocidade Característica

Vk = V0 X S1 X S2 X S3

ONDE:

VK = Velocidade Caracterísitca em m/s.

V0 = Velocidade Básica da Região;

S1 = Fator Topográfico;

S2 = Fator Rugosidade;

S3 = Fator Probabilístico.

1 - Determinação da Velocidade Básica do Vento - V0:

De acordo com a NBR-6123, a velocidade básica do vento, Vo, é a velocidade de uma rajada de 3 segundos, excedida em média uma vez em 50 anos, a 10 metros acima do terreno, em campo aberto e plano.

QUADRO 3: Isopletas, isto é, curvas de igual velocidade básica V0, em metros por segundo, conforme a norma NBR-6123. 
As curvas representam as máximas velocidades médias.

Para quem está acostumado a pensar em km/h, isto é, em quilômetros por hora, uma velocidade básica V0 = 30 m/s equivale a uma velocidade básica V0 = 108 km/h.

2 - Determinação do Fator Topográfico - S1:

De acordo com a NBR-6123, o Fator Topográfico, S1, é determinado em função do relevo do terreno.

QUADRO 4: Classes de relevo do terreno

S1

 TIPO DE RELEVO DO TERRENO
1,0 Terreno Plano ou fracamente acidentado
VARIÁVEL Taludes e Morros
0,9 Vales Profundos e protegidos de ventos de qualquer direção.

Para mais detalhes sobre a determinação do Fator Topográfico, ver o item 5.2 da norma NBR-6123. A norma recomenda que casos de combinação de vales e montanhas com dificuldades de se estabelecer a direção predominante dos ventos que seja feita ensaio em Túnel de Vento. 

3 - Determinação do Fator Rugosidade - S2:

De acordo com a NBR-6123, os terrenos podem ser classificados em uma das categorias seguintes:

QUADRO 5: Categorias de Rugosidade do terreno

CATEGORIA

 TIPO DE SUPERFÍCIE DO TERRENO
I Superfícies Lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão, medida na direção e sentido do vento incidente.
I I Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas. Obstáculos com altura média abaixo de 1,0 metros.
I I I Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos. Obstáculos com altura média de 3,0 metros.
IV Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial o urbanizada. Altura média dos obstáculos de 10 metros.
V Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados. Obstáculos com altura média de 25 metros ou mais.

Além das características de rugosidade do terreno, devemos levar em consideração as dimensões do edifício:

QUADRO 6: Classes de Edifícios em função de suas dimensões.

CLASSE

 DIMENSÕES DO EDIFÍCIO
A Todas as unidades de vedação, seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação. 
Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical seja inferior a 20 metros.
B Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 e 50 metros.
C Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 metros.

Juntando a Categoria do Terreno com a Classe do Edifício, entramos na tabela seguinte, obtendo o Fator Rugosidade S2 para diversas alturas de edifício:

QUADRO 7: Fator Rugosidade S2

ALTURA 

z

(m)

CATEGORIA DE RUGOSIDADE DO TERRENO

I II III IV V
CLASSE CLASSE CLASSE CLASSE CLASSE
A B C A B C A B C A B C A B C
≤ 5 1,06 1,04 1,01 0,94 0,92 0,89 0,88 0,86 0,82 0,79 0,76 0,73 0,74 0,72 0,67
10 1,1 1,09 1,06 1 0,98 0,95 0,94 0,92 0,88 0,86 0,83 0,8 0,74 0,72 0,67
15 1,13 1,12 1,09 1,04 1,02 0,99 0,98 0,96 0,93 0,9 0,88 0,84 0,79 0,76 0,72
20 1,15 1,14 1,12 1,06 1,04 1,02 1,01 0,99 0,96 0,93 0,91 0,88 0,82 0,8 0,76
30 1,17 1,17 1,15 1,1 1,08 1,06 1,05 1,03 1 0,98 0,96 0,93 0,87 0,85 0,82
40 1,2 1,19 1,17 1,13 1,11 1,09 1,08 1,06 1,04 1,01 0,99 0,96 0,91 0,89 0,86
50 1,21 1,21 1,19 1,15 1,13 1,12 1,1 1,09 1,06 1,04 1,02 0,99 0,94 0,93 0,89
60 1,22 1,22 1,21 1,16 1,15 1,14 1,12 1,11 1,09 1,07 1,04 1,02 0,97 0,95 0,92
80 1,25 1,24 1,23 1,19 1,18 1,17 1,16 1,14 1,12 1,1 1,08 1,06 1,01 1 0,97
100 1,26 1,26 1,25 1,22 1,21 1,2 1,18 1,17 1,15 1,13 1,11 1,09 1,05 1,03 1,01
120 1,28 1,28 1,27 1,24 1,23 1,22 1,2 1,2 1,18 1,16 1,14 1,12 1,07 1,06 1,04
140 1,29 1,29 1,28 1,25 1,24 1,24 1,22 1,22 1,2 1,18 1,16 1,14 1,1 1,09 1,07
160 1,3 1,3 1,29 1,27 1,26 1,25 1,24 1,23 1,22 1,2 1,18 1,16 1,12 1,11 1,1
180 1,31 1,31 1,31 1,28 1,27 1,27 1,26 1,25 1,23 1,22 1,2 1,18 1,14 1,14 1,12
200 1,32 1,32 1,32 1,29 1,28 1,28 1,27 1,26 1,25 1,23 1,21 1,2 1,16 1,16 1,14
250 1,34 1,34 1,33 1,31 1,31 1,31 1,3 1,29 1,28 1,27 1,25 1,23 1,2 1,2 1,18
300       1,34 1,33 1,33 1,32 1,32 1,31 1,29 1,27 1,26 1,23 1,23 1,22
350             1,34 1,34 1,33 1,32 1,3 1,29 1,26 1,26 1,26
400                   1,34 1,32 1,32 1,29 1,29 1,29
420                   1,35 1,35 1,33 1,3 1,3 1,3
450                         1,32 1,32 1,32
500                         1,34 1,34 1,34

4 - Determinação do Fator Estatístico - S3:

De acordo com a NBR-6123, o Fator Estatístico S3 é baseado em conceitos estatísticos, e considera o grau de segurança requerido e a vida útil da edificação.

QUADRO 8: Determinação do Fator Estatístico S3 conforme os Grupos de ocupação.

GRUPO

 DESCRIÇÃO FATOR S3
1 Edificações cuja ruína total ou parcial pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a pessoas após uma tempestade destrutiva (hospitais, quartéis de bombeiros e de forças de segurança, centrais de comunicação, etc.) 1,10
2 Edificações para hotéis e residências. Edificações para comércio e indústria com alto fator de ocupação. 1,00
3 Edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação (depósitos, silos, construções rurais, etc.) 0,95
4 Vedações (telhas, vidros, painéis de vedação, etc.) 0,88
5 Edificações temporárias. Estruturas dos grupos 1 a 3 durante a construção. 0,83

5 - Exemplo Numérico:

Galpão Idustrial medindo 20X50 metros e 14 metros de altura em terreno plano, baixa vegetação, no município de Belo Horizonte:

1 - Determinação da Velocidade Básica V0:

Consultando as Isopletas do Quadro 3, vemos que a cidade de Belo Horizonte está localizada ente as isopletas 30 e 32. Interpolando, temos V0 = 32 m/s.

2 - Determinação do Fator Topográfico S1:

Consultando a tabela do Quadro 4 para terrenos planos, temos S1 = 1,0

3 - Determinação do Fator Rugosidade S2:

Consultando a tabela do Quadro 5, para terrenos planos com vegetação baixa, temos a Categoria III.

Consultando a tabela do Quadro 6 temos a Classe B.

Entranto com Catergoria III e Classe B na tabela do Quadro 7,  e altura do galpão de 14 metros, temos S2 = 0,96

4 - Determinação do Fator S3:

Consultando a tabela do Quadro 8, edifício industrial, temos S3 = 0,95. 

5 - Cálculo da Velocidade Característica VK:

VK = V0 x S1 x S2 x S3

VK = 32 x 1,0 x 0,96 x 0,95

VK = 29,184 metros por segundo.

6 - Finalmente, o cálculo da carga atuante ou Pressão Dinâmica  q:

q = 0,613 VK2

q = 0,613 X 29,1842

q = 522 N/m2

ou para quem é antigo:

q = 53 kgf/m2

A AÇÃO DO
VENTO NAS   EDIFICAÇÕES
por Watana

\RMWvento\vento2.htm em 19/03/2006, atualizado em 07/01/2013 .