C ONCLUSÕES

Apresentou-se neste trabalho uma avaliação das respostas de modelos teórico-numéricos de estruturas de torres de seção circular sob a ação de ventos originados de tormentas EPS (ciclones extratropicais) capazes de promover o fenômeno de desprendimento de vórtices. As análises foram efetuadas por meio de dois programas computacionais de análise estrutural dinâmica desenvolvido, um no domínio do tempo (DV-Temp) e outro no domínio da frequência (DV-Freq), ambos para modelo estrutural discretizado em elementos finitos de barra. Estes programas foram especificamente desenvolvidos para análise de estruturas de seção circular sujeitas a este tipo de fenômeno. A consideração do efeito da turbulência lateral está prevista apenas no programa desenvolvido no domínio da frequência (DV-Freq).

Para validação do programa DV-Freq, foram analisadas as respostas de modelos de duas estruturas; a primeira corresponde uma estrutural real (Estrutura 1 – Torre Emley Moor) para a qual se dispunha de resultados provenientes de medições de campo, possibilitando uma validação teórico-experimental. A validação para este tipo de estrutura permitiu garantir a eficiência do programa desenvolvido (DV-Freq) para torres de geometria que apresente descontinuidade no diâmetro. A outra estrutura para validação trata-se de uma estrutura fictícia (Estrutura 3 – Chaminé 1) para qual se utilizou resultados teórico-numéricos da literatura para efeito de comparação.

A Estrutura 1 – Torre Emley Moor, permitiu confrontar as formulações 1 e 2 para parâmetro na determinação da resposta da estrutura, verificando-se que as respostas apresentam pequenas diferenças. A turbulência lateral também foi considerada na análise desta estrutura, e apresentou uma contribuição significativa para o aumento dos deslocamentos dos modos de baixa frequência.

A Estrutura 2 – Torre TECON, trata-se de uma estrutura real, utilizada para comparação teórica-experimental por meio do programa DV-Freq. Os resultados teóricos se encontraram na mesma faixa de valores obtidos para velocidades de vento que promovem vibrações induzidas por desprendimento de vórtices. Para valores menores de velocidade de vento os resultados teóricos não apresentaram uma boa comparação com os experimentais.

143 A Estrutura 3 – Chaminé 1, foi utilizada para análise comparativa entre os métodos de excitação senoidal (Ruscheweyh), o de excitação não linear com interação fluido-estrutura (Simiu e Scanlan estendido a 3D), ambos por meio do programa numérico DV-Temp, e o de excitação aleatória (Vickery e Basu) para a condição de baixa turbulência – , por meio do programa DV-Freq. Para a análise no domínio do tempo, foi observada a necessidade de considerar uma nova condição de correlação, associada às flutuações longitudinais de velocidade de vento, permitindo reproduzir a interferência da turbulência como fator redutor dos deslocamentos.

Por meio da Estrutura 4 – Chaminé 2, verificou-se a importância da consideração do 2º modo na determinação da resposta da estrutura. Apesar dos deslocamentos associados ao 1º modo de vibração serem mais expressivos, os valores de momento fletor na base consequentes do efeito de desprendimento de vórtices referentes ao 2º modo são superiores.

Foram analisados, ainda, os resultados para as mesmas estruturas (de 1 a 4) considerando os procedimentos de normas divididas em dois grupos: os métodos baseados no de Ruscheweyh e aqueles baseados no método simplificado de Vickery e Basu.

O método de Ruscheweyh e os métodos completo e simplificado de Vickery e Basu aplicados às estruturas com os mesmos valores para os parâmetros essenciais ( , ̃ , ) forneceram resultados compatíveis. A única exceção foi a torre Emley Moor para a qual o método simplificado não aplicável por apresentar variações bruscas de diâmetro e, por isso, conduz a resultados muito distintos do modelo completo.

As sugestões de modificação da proposta 1 da NBR 6123, retornaram resultados mais compatíveis com a proposta de Ruscheweyh, exceto para a Chaminé 2 para qual a proposta forneceu resultado muito superior. Já o procedimento da alternativa 1 do Eurocódigo 1, retornou valores de deslocamento no topo superiores ao obtido pelo método e Ruscheweyh, consequência dos valores sugeridos pela norma para os parâmetros de e ̃ diferentes dos valores definidos para as estruturas analisadas.

Os métodos do Eurocódigo 1 Alternativa 2 e do CICIND baseiam-se na expressão do método simplificado de Vickery desenvolvida para torres de seção constante. Quando aplicados a torres de seção variável estes métodos forneceram

144 resultados bem superiores aos do método simplificado utilizando a expressão para torres de seção variável e aos do modelo completo de Vickery. Nestes casos de seção variável estes métodos podem ser tomados, então, como conservadores.

A proposta 2 da NBR 6123 apresenta valores coerentes com o modelo simplificado, uma vez que considera as duas condições de geometria da estrutura, pequena e grande variação de diâmetro, além das mais recentes de e .

Uma visão geral do desempenho dos métodos, além da análise das 4 estruturas de concreto armado mencionadas, pode ser obtidas com gráficos de curvas de deslocamento máximo ( ) versus numéro de Scruton traçados para chaminés típicas caracterizadas pela forma modal descrita por . Estas curvas foram comparadas a resultados experimentais da literatura. Distinguem-se duas faixas de comportamento em função do numero de Scruton ( ).

Para as curvas do método simplificado de Vickery e Basu (e dos métodos normativos dele originado) fornecem resultados caracterizados por grandes deslocamentos causados por reduzidos valores de amortecimento efetivo ( ). Reproduzindo de maneira conservadora os deslocamentos comparados aos resultados experimentais analisados. Por outro lado, a curva de Ruscheweyh não contempla este tipo de comportamento instável, deixando de abranger alguns pontos experimentais.

Para a região os resultados experimentais de VICKERY e BASU (1984) se caracterizam pela relação menor do que . Nesta faixa os pontos experimentais ficam abaixo das correspondentes curvas do método simplificado de Vickery e Basu (para diferentes valores de e ) e também da curva do método de Ruscheweyh.

Para a gama de resultados experimentais analisados, observou-se que o modelo simplificado de Vickery e Basu, incorporando a influência do deslocamento no amortecimento aerodinâmico, é bem representativo, apesar de existirem pontos para os quais a curva do modelo de Ruscheweyh apresenta melhor correlação que as do modelo simplificado. Pode-se então, concluir desta comparação que o modelo simplificado de Vickery e Basu se apresenta como uma alternativa conservadora de aplicação mais geral do que o método de Ruscheweyh.

145 Como resultado final, o presente trabalho visou o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para análise, no domínio da frequência (método aleatório), de estruturas alteadas de seção circular com descontinuidade na geometria de variação do diâmetro, condição não contemplada nas hipóteses de análise por meio dos procedimentos de normas de projeto. O programa desenvolvido DV-Freq foi aplicado à Torre Emley Moor e validado por comparação a resultados experimentais e teórico- numéricos apresentados por BASU e VICKERY (1983).