Efeito do entorno urbano sobre as ações do vento em edifícios - Bórtoli, Mario Eduardo de (2005)
Neste trabalho de pesquisa desenvolveu-se uma metodologia, através de ensaios em túnel de vento, para determinar as cargas sobre estruturas altas situadas em centros urbanos e considerando a distribuição aleatória do entorno superficial. Assim, como este estudo trata do problema da determinação de cargas de estruturas situadas em centros urbanos, produziu-se, em primeiro lugar, o campo de velocidades de fundo, caracterizado por um terreno suburbano e definido pelo Código Brasileiro NBR/6123, Terreno Categoria IV. Posteriormente, nas cercanias do modelo em estudo, adicionou-se o entorno superficial. Para contemplar as variações das cargas provocadas pelo vento no entorno rugoso, as estruturas que o conformam dimensionaram-se através da Técnica Monte Carlo. Apresenta-se um método para reproduzir o entorno superficial em zonas centrais de grandes cidades, considerando a natureza aleatória das dimensões e a separação das construções, permitindo simular campos ou processos aleatórios, neste caso o entorno, definido como um campo aleatório tridimensional, em termos da densidade de probabilidade e da densidade espectral das construções. Analisou-se a estrutura da camada limite urbana na região inferior, por meio das medições em diferentes alturas das velocidades medias e flutuantes, intensidade de turbulência, macroescala integral e escala temporal da turbulência e espectros da componente de velocidade flutuante longitudinal. A bibliografia indica que para verificar a presença da subcamada rugosa, em camada limite sobre superfície rugosa, é suficiente comprovar que as tensões de Reynolds aumentam com a altura de medição. Neste trabalho, sem haver realizado medições de Tensões de Reynolds, foi possível reconhecer a presença da subcamada rugosa através de medições e comparações em diferentes alturas de velocidades médias e valores estatísticos da componente flutuante longitudinal do escoamento médio. Verificou-se que o campo de velocidade em centro urbano é nitidamente tridimensional e que a direção do vento de fundo influi no campo de velocidade. Ademais, sugeriu-se um espectro de potência para análise dinâmica de edifícios altos expostos à ação do vento em ambientes urbanos, assim como recomendações referidas à variação de velocidade e intensidade de turbulência da componente longitudinal da turbulência. Para analisar a confiabilidade das cargas de vento sugeridas nos códigos de vento Argentino e Brasilero estudaram-se as cargas sobre dois modelos de diferentes alturas, medidas em condição de modelo isolado e situado em seis situações de entornos rugosos diferentes. As cargas medidas foram momentos de flexão na base longitudinal e transversal ao escoamento médio e momento de torção. Com os resultados obtidos, pode-se avaliar as diferenças com respeito às cargas sugeridas pelos códigos NBR 6123 e CIRSOC 102 e as variações provocadas ao modificar as rugosidades superficiais.