Cálculo do carregamento da tempestade

Nesta etapa será apresentada e discutida os esforços ocorridos nos galpões durante a tempestade. Suas dimensões e características foram utilizados conforme o Quadro 4, os dados foram disponibilizados durante a pesquisa de campo realizados com os proprietários dos galpões. Para caracterização dos resultados foram selecionados dois galpões, um galpão com valores acima de 100 mil reais de prejuízo, e outro com valores abaixo de 100 mil reais de prejuízos.

As empresas selecionadas para a comparação foram representas pelo Galpão 21 (valor abaixo de 100 mil reais) e empresa 13 (valor acima de 100 mil reais), seus dados foram extraídos da pesquisa de campo e os dados faltantes foram solicitados para o responsável de cada galpão através de contato por telefone.

Para o cálculo dos esforços do vento durante a tempestade, foi utilizado o valor do vento encontrado na Tabela 9, nesta tabela utilizou-se o valor mensurado e corrigido para o pior momento da tempestade, sendo o valor de 50 m/s, tendo os mesmos critérios de norma para ventos a 10 metros de altura do solo e duração de 3 segundos.

Para gerar os esforços nas paredes e telhado provocado pelo vento ao galpão, foi utilizado o programa Visualventos (Pravia, 2008), sendo este um software para cálculo de esforço devido ao vento de edificações com planta retangular e telhado a duas águas, segundo NBR 6123/1988.

Outro ponto em destaque, são as aberturas dominantes presentes nos dois galpões, como critério da NBR 6123/1988, os dois galpões possuíam portões no barlavento, sendo sua área igual ou superior a soma das demais áreas das outras

aberturas (janelas, portões), assim estes galpões serão calculados com este critério de abertura dominante no barlavento no programa Visualventos.

Esses resultados serão apresentados de forma que represente a característica geral. O Quadro 3 representa os dados utilizados no Visualventos para a execução do programa:

Quadro 3 - Dados dos galpões utilizados no Visualventos.

Descrição / Empresas Galpão 13 - Acima de 100 mil Galpão 21 - Abaixo 100 mil

D im e n sõe s Comprimento (m) 36 30 Largura (m) 15 25 Altura (m) 6 6

Espaçamento das tesouras

(m) 5 5 Inclinação do telhado 15° 15° Á re as d as Ab e rtu ra Face A1 0,00 m² 1,50 m² Face A2 0,00 m² 1,50 m² Face A3 0,00 m² 1,50 m² Face B1 0,00 m² 1,50 m² Face B2 0,00 m² 1,50 m² Face B3 0,00 m² 1,50 m² Face C1 7,50 m² 13,00 m² Face C2 7,50 m² 13,00 m² Face D1 7,50 m² 2,50 m² Face D2 7,50 m² 2,50 m² Fato r t o p o gr áfi co

S1 Terreno plano ou fracamente

acidentado;

Terreno plano ou fracamente acidentado;

S2

Categoria III: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, (centros de grandes cidades,

complexos industriais bem desenvolvidos)

Categoria II: Terrenos abertos, poucos obstáculos isolados (Pradaria, planícies, campo

aberto)

S3

Edificações e instalações industriais com baixo fator de

ocupação (depósitos, silos, construções rurais, etc.)

Edificações e instalações industriais com baixo fator de

ocupação (depósitos, silos, construções rurais, etc.) Velocidade Básica do vento,

conforme tabela 9 50 m/s 50 m/s

Cpi utilizado

Abertura dominante em uma face, as outras faces de igual

permeabilidade

- Abertura dominante na face de barlavento -> Cpi = 0,10

Abertura dominante em uma face, as outras faces de igual

permeabilidade

- Abertura dominante na face de barlavento -> Cpi = 0,10 Fonte: Elaboração dos autores, 2017.

Após o preenchimento dos dados no programa Visualventos, foram obtidos os valores das cargas de vento geradas no telhado e paredes dos galpões, tais valores são apresentados na Tabela 11.

Tabela 11 - Dados gerados pelo Visualventos para vento a 50m/s.

(Continua)

Galpão 13 Galpão 21

Velocidade básica do vento Vo = 50,00 m/s

Fator Topográfico (S1)

Terreno plano ou fracamente acidentado S1 = 1,00

Fator de Rugosidade (S2) Categoria III

Classe B

Parâmetros retirados da Tabela 2 da

NBR6123/88 que relaciona Categoria e Classe b = 0,94 Fr = 0,98 p = 0,10 S2 = b * Fr *(z/10)exp p S2 = 0,94 * 0,98 *(8,01/10)exp 0,10 S2 = 0,90 Fator Estático (S3) Grupo 3 S3 = 0,95

Coeficiente de pressão externa Paredes

Vento 0°

Velocidade básica do vento Vo = 50,00 m/s

Fator Topográfico (S1)

Terreno plano ou fracamente acidentado S1 = 1,00

Fator de Rugosidade (S2) Categoria II

Classe B

Parâmetros retirados da Tabela 2 da

NBR6123/88 que relaciona Categoria e Classe b = 1,00 Fr = 0,98 p = 0,09 S2 = b * Fr *(z/10)exp p S2 = 1,00 * 0,98 *(9,35/10)exp 0,09 S2 = 0,97 Fator Estático (S3) Grupo 3 S3 = 0,95

Coeficiente de pressão externa Paredes

Vento 90°

Telhado Vento 0°

Vento 90°

Cpe médio = -1,00

Coeficiente de pressão interno Cpi 1 = 0,10

Cpi 2 = 0,10

Velocidade Característica de Vento Vk = Vo * S1 * S2 * S3 Vk = 50,00 * 1,00 * 0,90 * 0,95 Vk = 42,75 m/s Pressão Dinâmica q = 0,613 * Vk² q = 0,613 * 42,75² q = 1,12 kN/m² (Continuação) Vento 90° Telhado Vento 0° Vento 90° Cpe médio = -0,90

Coeficiente de pressão interno Cpi 1 = 0,10

Cpi 2 = 0,10

Velocidade Característica de Vento Vk = Vo * S1 * S2 * S3 Vk = 50,00 * 1,00 * 0,97 * 0,95 Vk = 46,27 m/s Pressão Dinâmica q = 0,613 * Vk² q = 0,613 * 46,27² q = 1,31 kN/m²

Esforços Resultantes Vento 0° - Cpi = 0,10 Vento 0° - Cpi = 0,10 Vento 90° - Cpi = 0,10 Vento 90° - Cpi = 0,10 (Conclusão) Esforços Resultantes Vento 0° - Cpi = 0,10 Vento 0° - Cpi = 0,10 Vento 90° - Cpi = 0,10 Vento 90° - Cpi = 0,10

Fontes: Elaboração dos autores, 2017.

A primeira análise é referente ao Vk (velocidade característica do vento), sendo no Galpão 21 o Vk 46,27 m/s e no galpão 13 Vk 42,75 m/s, a diferença do Vk é 3,52 m/s e de 8,23% a mais para o galpão 21, isto se dá por que o galpão 21 tem um valor de S2 maior (0,97) e o galpão 13 tem um valor de S2 menor (0,90), este

valores são decorrentes das dimensões da estrutura e rugosidade do terreno, neste caso galpão 21 tem dimensões maiores e está em uma pior categoria, a categoria II,

diferentemente do galpão 13 que apresenta dimensões menores e está em um terreno com mais obstáculos, categoria III.

A pressão dinâmica (q) para galpão 21 calculado em 1,31 kN/m² e galpão 13 em 1,12 kN/m², sendo a diferença de 0,19 kN/m², ou seja 17,0% a mais para Galpão 21, está diferença é diretamente ligada ao valor de Vk, pois a pressão dinâmica (q) é a função direta do quadrado de Vk, conforme visto no item c, de 2.1.3.1.

Seguindo a NBR 6123/1988, foi optado por utilizar como situação a abertura dominante no barlavento, de acordo com a norma os dois galpões possuem relação igual ou menor que 1 (um) entre a abertura dominante e a soma das demais abertura, sendo assim o Cpi utilizado nesta situação no programa Visualventos foi de 0,10, tanto para vento a 0º e 90º.

Para análise dos esforços resultantes nos galpões apresenta-se um gráfico (Figura 20) de forma mais simples e objetiva pode-se observar e comparar os valores das cargas geradas pelo vento nos dois galpões.

Figura 20: Gráfico Comparativo galpão 13 e galpão 21 para vento a Vo = 50 m/s

Fonte: Elaboração dos autores, 2017.

Ao comparar os esforços causados pelo vento a 50m/s, notamos que o galpão 21 obteve as resultantes maiores em relação ao galpão 13, visto que o galpão 21 possui dados que demonstram que está mais propício a ações de vento do que o galpão 13. Os esforços gerados nas paredes e telhado a vento de 50 m/s foi na grande parte efeitos de sucção (negativos), apenas na parede 90º -q3 obteve valores positivos (sobrepressão). Num geral, o galpão 21 apresenta valores das cargas dos ventos

-5,04 -5,04 -6,16 -2,8 3,36 -3,36 -5,91 -5,91 -7,22 -3,28 3,94 -3,28 -8 -6 -4 -2 0 2 4 Telhado 0° q1 = q2 (kN/m) Parede 0° q3 = q4 (kN/m) Telhado 90° - q1 (kN/m) Telhado 90° - q2 (kN/m) Parede 90° - q3 (kN/m) Parede 90° - q4 (kN/m)

superiores em 17,3 %, em comparação ao galpão 13, sendo que na parede 90º - q4 o galpão 13 apresentou resultados maiores, sendo a diferença de 2,4% em relação ao galpão 21.

O maior valor obtido foi no telhado 90º - q1, gerando o valor de -7,22 kN/m (efeito de sucção) no galpão 21 já galpão 13 é de -6,16 kN/m (também efeito de sucção), e o menor valor foi para o telhado 90º - q2, tendo o valor de -2,8 kN/m para o galpão 13 e -3,28 kN/m para o galpão 21.

Apesar dos galpões estarem situados na mesma cidade, as cargas geradas pelo vento podem variar consideravelmente, isto demonstra a importância do engenheiro estrutural dar ênfase a este tema, pois as cargas calculadas dos ventos estão totalmente correlacionadas as características de cada galpão (terreno, dimensões), a correta escolha dos coeficientes de forma, coeficientes pressão (interno e externos), o levantamento dos dados corretos para cada situação irá determinar cargas mais corretas ao vento, e assim evitando erros na concepção do projeto estrutural (GONÇALVES, 2004).