AULA 03

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Estruturas de aço
Aula 3: Ação do vento e combinações �nais
Apresentação
O conteúdo complexo da nossa terceira aula é a ação do vento. Sua determinação segue a NBR 6123:1988. Veremos que,
com as ações permanentes acidentais, determinadas na aula anterior, e a ação do vento, pode-se encontrar os valores de
dimensionamento, por meio das combinações dos esforços solicitantes, dos elementos estruturais.
Objetivos
Determinar as ações do vento para estrutura de aço conforme a NBR 6123:1988;
Calcular os esforços solicitantes para o dimensionamento dos elementos de aço;
Explicar como se elabora as combinações dos esforços solicitantes.
A ação do vento nas estruturas de aço
O vento, de forma simpli�cada, é o deslocamento de massas de ar
decorrente das diferenças de pressões na atmosfera. Esse
deslocamento exerce uma pressão na estrutura que deverá ser
considerada, em princípio, como força atuante na estrutura.
Deve-se sempre considerar o vento como ação nas estruturas, entre elas as estruturas de aço, pois o peso das estruturas de
aço é leve, gerando grandes deslocamentos ou a perda de estabilidade (local ou global). A ação do vento pode provocar,
inclusive, deformações permanentes ou até mesmo a ruina das estruturas.
 Efeito da ação do vento em estruturas prismáticas.
O conforto dos usuários nas edi�cações é outro aspecto que você deve considerar nos projetos estruturais de aço,
principalmente quando se refere às oscilações devido ao deslocamento da estrutura.
Esta determinação é bem complexa e não será objeto deste conteúdo. Nosso principal objetivo é determinar a intensidade do
vento, para minimizar seus efeitos, entre eles, as deformações e deslocamentos.
Para a determinação da força do vento, é necessário identi�car a velocidade característica do vento que atuará na estrutura.
A NBR 6123:1988 prevê que o cálculo da velocidade característica deverá ser:
V = V .S .S .Sk 0 1 2 3
Onde:
V - Velocidade básica (contido no mapa das isopletas – �gura 13).
S - Fator topográ�co.
S - Fator de rugosidade do terreno (dimensões e altura da edi�cação).
S - Fator estatístico.
0
1
2
3
 Isopleta para a determinação da velocidade básica do vento, destaca a região sul com as maiores velocidades, 50m/s (180km/h), e a região norte e nordeste com velocidades
menores do que 30m/s (108km/h).
Fator topográ�co - S
Para de�nir o fator topográ�co, deve-se considerar três situações:
Terreno plano ou pouco ondulado.
Talude.
Morro.
1
As três possibilidades correspondem aos pontos A, B e C da �gura 15.
No caso:
O ponto A seria um terreno plano.
O ponto B seria um aclive em que há aumento da velocidade do vento.
O ponto C seria correspondente a uma situação de vale protegido em que há a diminuição da velocidade do vento.
Característica topográ�cas – fator topográ�co – S1
 Topografia de implantação da construção, conf. figura 02 da NBR 6123:1988
Para os pontos A e C adotar S =1,0.
Para o ponto B temos:
1
(z)  =  1, 0S1
(z)  =  1, 0 +(2, 5  −   )  × tag (θ  −   ) ≥ 1S1
z
d
30
(z)  =  1, 0 +(2, 5  −   )  × 0, 31 ≥ 1S1
z
d
para θ  <  30
para    ≤  θ  ≤  60 170
para θ  ≥  345
Portanto, para terrenos planos, utiliza-se S =1, para vales protegidos S =0,9 e, �nalmente, para morros, utilizam-se as
expressões conforme NBR 6123:1988.
1 1
O quadro, a seguir, auxiliará na determinação do coe�ciente S para situações do ponto B.1
 Valores de S1 para situação em B (talude e morro) conforme NBR 6123:1988
Fator rugosidade – S2
O fator de rugosidade considera as particularidades da edi�cação em relação à sua dimensão e à presença ou não de
obstáculos no redor da mesma.
De acordo com a NBR 6123:1988, são consideradas 5 categorias:
Clique nos botões para ver as informações.
Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5km de extensão, medidas na direção e sentido do vento incidente.
Exemplos: Mar calmo, lagos e rios, pântanos sem vegetação.
Categoria I 
Terrenos abertos em nível ou aproximadamente, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edi�cações baixas.
Exemplos: Zonas costeiras planas, pântanos com vegetação rala e campos de aviação, pradarias e charnecas e fazendas
sem sebes e muros.
Categoria II 
Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos de árvores, edi�cações
baixas e esparsas.
Exemplos: granjas e casas de campo, fazendas com sebes e muros, subúrbios a considerável distância do centro, com
casas baixas e esparsas.
Categoria III 
Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona �orestal, industrial ou urbanizados.
Exemplos: zonas de parques bosques com muitas �orestas, cidades pequenas e seus arredores, subúrbios densamente
construídos de grandes cidades, áreas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas. A cota média do topo dos
obstáculos é considerada igual a 10,00m.
Categoria IV 
Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados.
Exemplos: �orestas com árvores altas de copas isoladas, centros de grandes cidades, complexos industriais bem
desenvolvidos. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual ou superior a 25,00m.
Categoria V 
Característica física da edi�cação
Além das categorias vistas anteriormente, outro fator que in�uência diretamente no valor do turbilhão da rajada de vento é a
característica física da edi�cação.
Veja como a NBR 6123:1988 [22] de�ne as três classes de edi�cações:
1. Classe A
Todas as unidades de vedação, seus elementos de �xação e peças individuais de estruturas sem vedação. Toda edi�cação ou
parte da edi�cação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal não exceda 20 metros.
2. Classe B
Toda edi�cação ou parte da edi�cação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 e
50m.
3. Classe C
Toda edi�cação ou parte da edi�cação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50m.
A expressão para o cálculo de S é dado por:2
= b × × (z/10S2 Fr )
p
Com:
z – É a altura acima do terreno.
F – Fator de rajada correspondente à classe B, categoria II.
b – Parâmetro de correção da classe de edi�cação (ver quadro 10).
p – Parâmetro meteorológico (quadro 10).
r
 Parâmetro Meteorológico para o fator S (tab. 02 da NBR 6123:1988)2
 Fator S determinada para alturas convencionais NBR 6123:19882
Fator rugosidade – S3
O fator estatístico leva em consideração o tipo de edi�cação e seu grau de importância em uma cidade/comunidade, além de
observar a probabilidade de ocorrência do vento crítico no período de vida útil da construção.
Grupo Descrição S
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
3
 Valores mínimos para o fator estatístico S Tab. 3 da NBR 6123:19883
Pressão de obstrução
O valor da pressão do vento é determinado por meio do teorema de Bernoulli. Pode-se encontrar a pressão de obstrução como:
  =  0, 613. ²  (N/m²)qvento Vk
Para a determinação da força do vento, para seu cálculo nas edi�cações, deve-se considerar o coe�ciente de arrasto:
=  (  .   . (  − ))/100Fvento  qvento Ai  Ce Ci
Coe�ciente Interno (C )
A NBR 6123:1988 apresenta para edi�cações com paredes internas permeáveis, valores que podem ser adotados para o
coe�ciente de pressão interna:
duas faces opostas igualmente permeáveis; as outras duas faces impermeáveis:
Vento perpendicular a uma face permeável Cpi= +0,2
Vento perpendicular a uma face impermeável Cpi=-0,3
Quatro faces igualmente permeáveis Cpi = -0,3 ou 0, deve-se considerar o valor mais nocivo. Nenhuma das faces poderá
ter índice de permeabilidade maior que 30%, para poder usar as considerações acima expostas.
i
Coe�ciente Externo (C )e
 Quadro 13 – Coeficientes de pressão e de forma, externos, para paredes de edificações de planta retangular (Tabela 04 da NBR 6123:1988).
 Quadro 14 – Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhados com duas águas, simétricos, em edificações de planta retangular (Tabela 05 da NBR 6123:1988)
Combinações de
Esforços solicitantes
para dimensionamento
(Estado Limite Último
– ELU)
= ∑ ⋅ + ⋅Fd γg Fgk γeg Feg
Combinações
AÇÕES PERMANTENTES
Peso
próprio
de
estruturas
metálicas
Peso
próprio
de
estruturas
pré-
moldadas
Peso próprio de estruturas
moldadas no local e de
elementos construtivos
industrializados e empuxos
permanentes
Peso próprio de
elementos
construtivos
industrializados
com adições in loco
Peso próprio de
elementos
construtivos em
geral e
equipamentos
Indiretas
Normais
  1,25
  
  1,30
  
  1,35
  
  1,40
  
  1,50
  
  1,20
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  0
  
Especiais ou de
Construção   1,15
  
  1,29
  
  1,25
  
  1,30
  
  1,40
  
  1,20
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  0
  
Excepcional
  1,10
  
  1,15
  
  1,15
  
  1,20
  
  1,30
  
  0
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  (1,00)
  
  0
  
 Coeficiente de Majoração da carga permanente y - Tab. 1 da NBR 8800:2008g
Combinações
AÇÕES ACIDENTAIS
Efeito da temperatura Ação do vento Ações truncadas Demais ações variáveis,
incluindo as decorrentes 
do uso e ocupação
  Normais
  
  1,20
  
  1,40
  
  1,20
  
  1,50
  
  Especiais ou de Construção
  
  1,00
  
  1,20
  
  1,10
  
  1,30
  
  Excepcional
  
  1,00
  
  1,00
  
  1,00
  
  1,00
  
 Coeficiente de Majoração da carga acidental y - Tab. 1 da NBR 8800:2008g
AÇÕES
yf2
  Ações variáveis causadas pelo uso e
ocupação 
  
  Locais em que não há predominância de pesos e de
equipamentos
  que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de
elevadas
  concentrações de pessoas 
  
  0,50
  
  0,40
  
  0,30
  
  Locais em que há predominância de pesos e de equipamentos
que
  permanecem fixos por longos períodos de tempo, ou de elevadas
concentrações
  de pessoas 
  
  0,70
  
  0,60
  
  0,40
  
  Bibliotecas, arquivos, depósitos, oficinas e garagens e
  sobrecargas em coberturas
  
  0,80
  
  0,70
  
  0,60
  
  Vento
  
  Pressão dinâmica do vento nas estruturas em geral
  
  0,60
  
  0,30
  
  0
  
  Temperatura
  
  Variações uniformes de temperatura em relação
  à média anual local
  
  0,60
  
  0,50
  
  0,30
  
  Cargas móveis e seus efeitos
dinâmicos 
  
  Passarelas de pedestres
  
  0,60
  
  0,40
  
  0,30
  
  Vigas de rolamento de pontes rolantes
  
  1,00
  
  0,80
  
  0,50
  
  Pilares e outros elementos ou subestruturas
  que suportam vigas de rolamento de pontes rolantes
  
  0,70
  
  0,60
  
  0,40
  
ψ0 ψ1 ψ2
 Coeficiente de ponderação - Tab. 2 da NBR 8800:2008
ψ
 Atividade
1. Determinação das ações permanentes e acidentais na treliça padrão.
Nota: A treliça padrão é uma treliça intermediária que receberá a maior demanda de ações. Após seu dimensionamento, aplica-
se para as demais treliças idênticas do projeto. Assim, não precisam ser dimensionadas todas as treliças. Outra vantagem
desse processo é que a homogeneidade estrutural permitirá estruturas com maior resistência global.
2. Determinação da velocidade e pressão do vento para o galpão.
3. Determinação da força do vento, conforme NBR 6123:1988:
4. Determinação dos esforços solicitantes na treliça.
5. Com os resultados anteriores, é possível realizar as combinações para o dimensionamento dos elementos estruturais, como
demonstra o quadro abaixo.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8800: projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de
aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro: ABTN, 2008.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6123: Força devido ao vento em edi�cações. Rio de Janeiro:
ABTN, 1988.
Próxima aula
Dimensionamento de elementos sob tração e �exão.
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