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2017-07-23

Determinação de coeficiente de pressão interna cpi para edifícios de um andar segundo a EN 1991-1-4

O vento é a única carga climática que atua em todos os tipos de estruturas em todos os países do mundo, ao contrário da neve. A velocidade do vento depende da localização geográfica do edifício. Atualmente, esta é uma das principais razões para a necessidade de uma divisão regional (zona de vento) e de uma consideração da altitude estipulada nas normas locais; a variação das pressões dinâmicas em função da altura acima do solo para um local "normal" sem efeito de mascaramento deve também ser tida em consideração.

Os efeitos do vento envolvem as estruturas, causando forças nas paredes e, por vezes, na entrada dos edifícios, caso existam aberturas. Uma arquitetura complexa de um edifício e as exigências das normas para o vento fazem da determinação das cargas de vento um dos desafios principais para os engenheiros civis.

Norma e área de aplicação

A harmonização das normas na Europa tornou o EC 1 a norma atual em muitos países europeus. O Eurocódigo 1 estabelece as regras e os métodos de cálculo para a ação do vento em edifícios com menos de 200 m de altura. A EN 1991-1-4 especifica também as regras para chaminés, torres de treliça e pontes comuns (pontes rodoviárias, gruas e passadiços). Contrariamente a outros Eurocódigos, cada país tem o seu próprio anexo nacional para a CE 1. Existem, entre outros, as zonas de vento (mapa geográfico) e outros coeficientes.

Coeficiente de pressão - Geral

Cada parede de um edifício está exposta ao vento em duas faces (as faces interna e externa). A pressão do vento no edifício é amortecida ou ampliada, dependendo do tamanho da superfície a que o vento é aplicado, das suas aberturas e do tipo de impacto nas faces (sobrepressão ou depressão). Para qualquer estrutura, recomendamos determinar estes dois efeitos: pressão externa e pressão interna.

Como muitos edifícios estão fechados, a pressão interna do vento pode ser insignificante.

Coeficiente de pressão interna - Cpi

O coeficiente de pressão interna cpi depende do tamanho e da disposição das aberturas no edifício. Estamos a falar de aberturas permanentes (por exemplo, fendas, condutas de chaminés, etc.).

Se, em pelo menos duas faces de um edifício (fachada ou cobertura), a área total das aberturas em cada face representar 30% ou mais da área total da face, as regras definidas em 7.3 e 7.4 do EC 1 (coberturas isoladas ) tem de ser aplicado.

O coeficiente de pressão interna pode ser determinado em poucos passos (ver Figura 01).

Caso prático: hangar industrial aberto

Dimensões:
perímetro:20 m
Largura:10 m
Altura total:5,5 m
Aberturas
Portas:3 m · 3 m (4 aberturas)
  5 m · 3 m (1 abertura)
Janela:2,5 m · 1,5 m

Determinação da percentagem de áreas de abertura de cada face
Área do rostoÁrea das aberturasPercentagem
Pan longo 0 °80 m224,00 m230 %
Pan longa 180 °80 m218,00 m223 %
Pinhão-90 °47,5 m29,00 m219 %
Pinhão + 90 °47,5 m23,75 m 27,9 %
Inclinação de 0 °104,4 m20,00 m20 %
Inclinação de 180 °104,4 m20,00 m20 %

Nenhuma superfície lateral tem uma área total de aberturas que seja pelo menos duas vezes maior que a soma de todas as aberturas nas restantes superfícies laterais. Estamos assim perante um edifício sem face dominante.

Cálculo da largura e

Conclusão: Quando e ≥ d (a profundidade do edifício é d = 10 m), não existe uma zona C.

Cálculo de h/d

Ler as zonas

onde cpe é negativo.

Relatório de abertura

Coeficiente de leitura cpi
  • Se cpi é lido na curva correspondente para cada vento e configuração de abertura.
  • Se cpi é obtido por interpolação linear entre as duas curvas para cada configuração.

Interpolação para determinar cpi

Para edifícios com uma face dominante , o que significa um edifício com uma face da qual a área é o dobro do tamanho de todas as outras áreas:

  • cpi = 0,75 ⋅ cpe se as áreas de abertura da face dominante forem o dobro do tamanho das outras aberturas
  • cpi = 0,9 · cpe se as áreas das aberturas da face dominante perfazem o triplo do tamanho das outras aberturas

Na maioria dos casos (para edifícios comuns), sem um conhecimento preciso da distribuição das aberturas, a norma recomenda a utilização de valores extremos cpi = +0,2 (sobrepressão) e cpi = 0,3 (subpressão).

Consideração do coeficiente de pressão interna no RFEM

Nos geradores de carga de vento do RFEM, o valor do coeficiente de pressão interna pode ser introduzido após a sua determinação. Esses dados são então considerados durante a criação automática das cargas.


Autor

O Eng. Cosme Asseya é o CEO da filial da Dlubal Software em Paris, França. É responsável pela coordenação das atividades de vendas, marketing e apoio técnico nos países francófonos.

Ligações
Referências
  1. EN 1991-1-4: Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010.


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