Geralmente, as estruturas não são consideradas suscetíveis a vibrações se as deformações sob a ação do vento devido à ressonância de rajadas não forem aumentadas em mais de 10 % {%>
Assumindo que as turbulências dentro do fluxo de vento são muito grandes em relação às dimensões do edifício, uma distribuição estática da pressão p na geometria do edifício pode ser calculada com o RWIND Simulation de acordo com o "método quase estacionário" ou o chamado método de rajada conceito {%>
Basicamente, é assumido um campo de fluxo estacionário em torno do modelo de análise para a flutuação da velocidade turbulenta ao longo da duração da rajada {%>p, média na superfície do modelo.
A pressão induzida pelo vento resultante Δp(t) nas superfícies do modelo depende puramente da velocidade de entrada v (t).
| ρ é | Densidade de ar |
| eq | velocidade de fluxo |
| cp, média | Coeficiente de pressão médio |
| t | Hora |
Assim, o valor do vetor de velocidade de entrada v (t) é:
v (t) ² = (vx, média + vx, flutuação (t)) ² + vy, flutuação (t) ² + vz, flutuação (t) ²
Se os termos quadráticos dão apenas uma pequena contribuição, o resultado é um valor efetivo do vetor de velocidade de entrada v (t):
v (t) ² = vx, média ² + 2 ⋅ vx, média ⋅ vx, flutuação (t)
O uso da velocidade de entrada efetiva na equação da pressão induzida pelo vento resulta em:
Δp (t) = 1/2 ⋅ ρ ⋅ vx, média ² [1 + (2 ⋅ vx, flutuação (t))/vx, média ] ⋅ cp, média
Esta transformação mostra que a flutuação da pressão do vento Δp (t) depende apenas da flutuação da velocidade do vento vx, flutuação (t) na direção principal de entrada x.
Se substituir a flutuação de velocidade variável com o tempo vx, flutuação (t) pela flutuação de velocidade máxima vx, flutuação, máx , remove a variabilidade temporal do sistema.
E se comparar o termo vx, flutuação, máx/vx, média como um múltiplo g da intensidade de turbulência Iv (z),
| δeq |
Desvio padrão da velocidade média vmédia
|
| vmédia (z) | Velocidade média dependendo da altitude |
| Z | altura acima do solo |
pode -se descrever o termo entre parêntesis rectos como fator de rajada G(z). A inserção dos termos na equação de carga de vento nominal resulta em:
| ρ | Densidade de ar |
| vdizer | Velocidade média de entrada |
| G (z) | Fator de rajada dependendo da altitude |
| cp, média | Coeficiente de pressão médio |
Onde
| g | Fator para definir a duração da rajada |
| Iv (z) | Intensidade de turbulência em função da altitude |
| Z | altura acima do solo |
Por exemplo, na EN 1991-1-4, o fator g é utilizado para descrever a duração da rajada 3,5.
O RWIND Simulation calcula os valores médios das pressões pmédias na superfície do modelo dependendo de uma velocidade de entrada vx (z) através de uma solução estacionária das equações RANS utilizando o algoritmo SIMPLEC. Uma vez que os valores médios dos coeficientes de pressão cp, média é baseada na relação entre os valores de pressão média determinados pmédia para a pressão da velocidade máxima do vento não perturbada na altura da cobertura q (altura da cobertura),
cp,média = pmédia / q (altura da cobertura)
é possível utilizar a velocidade de entrada a partir da pressão da velocidade máxima do vento convertida q (z) sobre a altura para determinar as cargas de vento nominais de acordo com o conceito de rajada [1].
v(z) = √(2 ⋅ q(z) / ρ)
Esta velocidade do vento inclui assim a velocidade média do vento vmédia e a componente de flutuação máxima vflutuação. Neste caso, a intensidade de turbulência da entrada pode ser definida constantemente acima da altura para um valor muito pequeno de cerca de 5% {%>
Ao considerar os efeitos das forças atuantes em todo o edifício ou em grandes áreas de superfície, este método providencia uma aproximação muito boa para a carga de vento natural {%>
Além disso, o conceito reage muito bem mesmo para pequenas áreas parciais com incidência do vento frontal, uma vez que aqui as flutuações de pressão efetiva já estão muito bem registradas no perfil de velocidade de pico do vento {%>
Por outro lado, o sistema resulta numa convergência mais imprecisa quando comparada com a realidade para superfícies com separação de fluxo (parede lateral e traseira). É especialmente nestas zonas que a turbulência induzida pelo edifício "desvanecimento" através do cálculo da média utilizando o conceito de rajada tem um efeito maior do que o efeito de turbulência de entrada contido no perfil de velocidade de entrada.
