Como é calculada a velocidade característica do vento?

Considerar os esforços de vento durante a análise da estrutura é imprescindível para garantir que ela terá um bom desempenho ao longo da sua vida útil. Nesta série de artigos explicarei como este cálculo é realizado e implementado pelo Eberick, de modo a esclarecer os principais pontos desta análise.

• Como é calculada a velocidade característica do vento? (este artigo)
• Como calcular as forças de vento?
• Como o Eberick aplica as cargas de vento?
• Exemplo do cálculo das cargas de vento.

Como é calculada a velocidade característica do vento?

O efeito do vento é considerado no Eberick segundo as recomendações da norma NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações. Desta maneira, o cálculo se aplica a edificações de formato mais trivial, como especifica o item 1.2 dessa norma. O cálculo das cargas de vento pode ser feito em três etapas distintas. A primeira delas consiste em determinar a velocidade característica do vento, que depende da sua velocidade básica e de fatores de ponderação S1, S2 e S3. A velocidade característica do vento é definida pela equação:

A velocidade básica do vento pode ser definida de acordo com o diagrama de isopletas de vento, também disponível na norma NBR6123. 

O fator S₁ pode assumir três valores diferentes, a depender do tipo de terreno em que será construída a edificação. A NBR6123 lista:

• S₁ = 1.1: encostas e cristas de morros em que ocorre aceleração do vento. Vales com efeito de afunilamento.
• S₁ = 0.9: vales profundos, protegidos de todos os ventos.
• S₁ = 1.0: demais casos.

O fator S₂ reúne disposições sobre a rugosidade do terreno e dimensões da edificação. Primeiramente, é necessário determinar a categoria de rugosidade do terreno segundo o item 5.3.1 da mesma norma:

• Categoria I: mar calmo, lagos, rios, etc.
• Categoria II: zonas costeiras, fazendas, pântanos com vegetação rala, etc.
• Categoria III: granjas, subúrbios, fazendas, casas de campo, etc.
• Categoria IV: zonas de parques, bosque, cidades pequenas, zonas industriais, etc.
• Categoria V:  florestas, centros de grandes cidades, etc.

Além disso, deve-se determinar a classe do edifício, que é determinada de acordo com as suas dimensões:

• Classe A: toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m
• Classe B: toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 m e 50 m.
• Classe C: toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 m.

Com base nestas informações, podemos determinar o valor de S₂ de acordo com a equação abaixo. Os parâmetros b, p e F_r podem ser determinados de acordo com a classe e a categoria definidas, por meio da Tabela 1.

O fator S3 é um fator estatístico e considera o grau de segurança requerido e a vida útil da edificação. Seu valor é definido de acordo com as seguintes categorias:

Com base nestas informações, já será possível determinar o valor de V_k . Feito isto, podemos definir as forças que serão aplicadas em cada pavimento da edificação, assunto que será abordado no próximo artigo da série, Como calcular as forças de vento?