Você já conhece o Software Visualventos? Neste artigo você vai entender melhor o funcionamento e a importância da ação do vento nas estruturas. Além disso, você vai aprender como baixá-lo e utilizá-lo de forma eficiente em seus projetos.
Tudo sobre o Software VisualVentos
A preocupação com prazos e custos faz com que projetos sejam realizados de maneira rápida, mas sem uma análise adequada de todos os pontos que regem a segurança da edificação, e assim, em um momento futuro, possam vir a falhar em certos fatores cruciais para a estabilidade do edifício.
Um projeto tem que ser elaborado de modo a resguardar a edificação de todas as maneiras, tendo como principal critério a segurança.
Todas as etapas de um projeto devem ser realizadas atentamente para evitar qualquer falha quanto aos fatores que solicitam a estrutura.
Um ponto importante na elaboração de um projeto é a ação do vento na estrutura. Em determinadas ocasiões o vento é um dos principais fatores para a análise estrutural da construção, como em: edifícios altos, pontes, coberturas, galpões, dentre outros.
Desta forma, visando a segurança estrutural, é sempre necessário um estudo que possibilite a obtenção de informações técnicas sobre a ação do vento em estruturas.
Dentre os diferentes procedimentos existentes que possibilitam o cálculo da resistência estrutural aos ventos, o VisualVentos é um dos mais fáceis de ser utilizado.
O programa computacional VisualVentos, que tem por objetivo a determinação de forças devidas ao vento em edificações de planta retangular e telhados a duas águas, de acordo com as especificações normativas da NBR6123:1987.
Este programa é mais uma iniciativa do projeto etools da Universidade de Passo Fundo, objetivo de projetar e construir programas computacionais de uso livre (freewares) para serem usados como elementos pedagógicos na aprendizagem de análise e dimensionamento de estruturas ou outras áreas da engenharia assim como elemento efetivo de uso profissional para atualização permanente da construção do conhecimento na área de estruturas e áreas correlatas.
A utilização desta utilização desta ferramenta agiliza o processo manual de dimensionamento, bem como proporciona aos alunos de graduação maior motivação para estudar e discutir conceitos e assuntos referentes às disciplinas de estrutura, ou até mesmo profissionais, que queiram se adequar às novas exigências de norma, podem fazer uso da mesma.
Como baixar e instalar?
Como citado, se trata de um software de livre acesso, sendo assim gratuito de acesso público.
Para realizar o download, basta acessar o site da plataforma do etools da Universidade de Passo Fundo clicando neste link: http://www.etools.upf.br.
Após realizar o cadastro na plataforma, clique em “downloads”, localizado na aba à esquerda na tela, e siga os passos comuns de instalação de um software.
Como utilizar o VisualVentos?
Desenvolvido em linguagem Delphi, com base na plataforma Windows, o software trabalha utilizando menus em abas, permitindo a visualização da sequência lógica de funcionamento e de cadastro de dados, como podemos observar na Fig. 1.
Cada aba ativada abre uma janela que exige do usuário o fornecimento de valores, que devem ser digitados ou selecionados, para que posteriormente sejam associados ao cálculo das cargas de vento. A seguir são apresentadas informações acerca de cada uma dessas abas:
- Geometria da estrutura: Nessa tela devem ser fornecidos os dados da geometria da edificação; observa-se que para o telhado é possível dar ou o ângulo de inclinação do mesmo, ou a altura em relação a parte superior da parede;
- Velocidade dos ventos: Com base na Norma Brasileira NBR-6123:1988, a velocidade básica do vento, V0, é a velocidade de uma rajada de três segundos, excedida em média uma vez em 50 anos, a 10 metros acima do terreno, em campo aberto e plano. A Norma coloca à disposição valores de velocidades básicas, da região brasileira, na forma de isoietas
- Fator topográfico (S1): Este fator leva em consideração o aumento ou a diminuição da velocidade básica de acordo com a topografia do terreno. A NBR-6123:1988 considera as três seguintes situações: Terreno plano ou pouco ondulado (S1 = 1,0); taludes e morros (S1 = depende do ângulo de inclinação do talude) e vales profundo protegidos do vento (S1 = 0,9);
- Fator rugosidade do terreno (S2): Para determinação do fator S2 são consideradas a rugosidade média geral do terreno e a dimensão da edificação. A NBR-6123:1988 estabelece cinco categorias, em função da rugosidade do terreno: Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão, medida na direção e sentido do vento incidente; terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas em que obstáculos tem altura média abaixo de 1,0 metros; terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como muros, em que obstáculos tem altura média de 3,0 metros; terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada em que obstáculos tem altura média de 10 metros; e terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados, em que obstáculos tem altura média de 25 metros ou mais;
- Fator Estatístico (S3): De acordo com a NBR-6123, o fator estatístico é baseado em conceitos estatísticos e considera o grau de segurança requerido e a vida útil da edificação, sendo categorizado em 5 grupos: Edificações cuja ruína total ou parcial pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a pessoas após uma tempestade destrutiva, tais como hospitais, quartéis de bombeiros e de forças de segurança, centrais de comunicação, etc. (S3 = 1,10); edificações para hotéis e residências e edificações para comércio e indústria com alto fator de ocupação (S3 = 1,00); edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação, tais como depósitos, silos, construções rurais, etc. (S3 = 0,95); vedações, tais como telhas, vidros, painéis de vedação, etc. (S3 = 0,88); e edificações temporárias, tais como estruturas em construção (S3 = 0,83);
- Coeficiente de pressão externa (Cpe): A fim de simplificar o dimensionamento das estruturas a NBR 6123:1988 indica a utilização dos coeficientes que são valores médios do coeficiente de pressão para respectiva superfície da edificação;
- Coeficientes de pressão interna (Cpi): O coeficiente de pressão interna está relacionado ao fato de que as paredes e/ou a cobertura de edificações em condições normais de serviço ou como consequência de danos, poderem possuir aberturas (portas, janelas, básculas, frestas, entre outros) por onde o ar pode entrar ou sair, modificando-se as condições ideais supostas nos ensaios;
- Combinações: Por fim, o programa ilustrará e calculará as piores combinações de ações devido ao vento.
Apresentação dos resultados
Com base nas características da estrutura, relevo e ventos, pode-se então determinar os coeficientes de pressão externa e interna e, consequentemente, calcular a força de vento resultante que atua em uma superfície. A Fig. 2 apresenta a forma como é apresentado os resultados gerados pelo software.
Análise Estrutural e Projetos de Estruturas Metálicas
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Entenda mais sobre Análise Estrutural
Análise estrutural é um campo da engenharia que se concentra na análise e avaliação do comportamento estrutural de um objeto ou sistema. Isso inclui a identificação de forças, deformações e deslocamentos que ocorrem em uma estrutura, bem como a determinação da capacidade de carga e estabilidade da estrutura.
A análise estrutural pode ser usada em uma ampla variedade de aplicações, desde a avaliação de edifícios e pontes até a análise de componentes de aeronaves e satélites.
É uma ferramenta fundamental na concepção e construção de estruturas seguras e confiáveis.
Existem várias técnicas de análise estrutural, cada uma das quais é adequada para diferentes tipos de problemas.
Algumas das técnicas mais comuns incluem análise de tensão, análise de deformação, análise de elementos finitos e análise de estabilidade.
A análise de tensão é usada para avaliar a distribuição de forças internas em uma estrutura. Isso envolve a determinação das tensões máximas e mínimas que ocorrem em uma estrutura, bem como a identificação de pontos críticos onde a tensão é mais alta.
A análise de tensão é útil na avaliação da capacidade de carga de uma estrutura e na identificação de áreas que possam ser frágeis ou sujeitas a falhas.
A análise de deformação é usada para avaliar a deformação de uma estrutura sob diferentes cargas.
Isso envolve a determinação de quanto uma estrutura se deforma em resposta a diferentes cargas, bem como a identificação de pontos críticos onde a deformação é mais alta.
A análise de deformação é útil na avaliação da estabilidade e rigidez de uma estrutura.
A análise de elementos finitos é uma técnica computacional usada para modelar e analisar estruturas complexas. Isso envolve a divisão da estrutura em elementos menores, que são então analisados individualmente. A análise de elementos finitos é útil na avaliação de estruturas complexas que podem ser difíceis de analisar por outros métodos.
A análise de estabilidade é usada para avaliar a estabilidade de uma estrutura. Isso envolve a determinação da capacidade de uma estrutura de resistir a cargas laterais, como vento ou terremotos. A análise de estabilidade é útil na avaliação de estruturas que possam ser sujeitas a condições extremas.
Em geral, a análise estrutural é uma ferramenta importante na concepção e construção de estruturas seguras e confiáveis. Os engenheiros estruturais usam várias técnicas de análise estrutural para avaliar o comportamento de uma estrutura e garantir que ela seja projetada para resistir a diferentes tipos de cargas.
Entenda mais sobre Estruturas Metálicas
Estruturas metálicas são estruturas que são construídas com elementos de metal, como aço e alumínio. Essas estruturas são amplamente utilizadas na construção de edifícios, pontes, torres, entre outros, devido às suas propriedades mecânicas e resistência à corrosão.
As estruturas metálicas são construídas a partir de perfis de aço ou alumínio que são unidos por meio de soldagem, parafusos ou rebites.
Esses perfis podem ser de diferentes formatos, como vigas, colunas, treliças e tirantes. A escolha do perfil depende da finalidade da estrutura e das cargas que ela deverá suportar.
Uma das principais vantagens das estruturas metálicas é a sua alta resistência e rigidez. O aço, por exemplo, tem uma resistência à tração de cerca de 450 MPa, o que significa que é capaz de suportar grandes cargas sem se deformar.
Além disso, as estruturas metálicas são relativamente leves em comparação com outras opções de materiais, como concreto armado, o que permite que sejam transportadas e montadas com mais facilidade.
Outra vantagem das estruturas metálicas é a sua durabilidade. O aço e o alumínio são resistentes à corrosão, o que significa que essas estruturas têm uma vida útil mais longa e requerem menos manutenção do que estruturas construídas com outros materiais.
Isso também as torna uma escolha ideal para ambientes industriais ou marinhos, onde a corrosão pode ser um problema significativo.
Para garantir a segurança e a eficiência das estruturas metálicas, é importante que elas sejam projetadas e construídas corretamente. Isso envolve o uso de técnicas de análise estrutural, como a análise de tensão e a análise de elementos finitos, para determinar as cargas que a estrutura será submetida e projetá-la para suportar essas cargas.
Além disso, é importante que as estruturas metálicas sejam fabricadas de acordo com as normas e padrões de segurança. O uso de soldagem, por exemplo, deve seguir as especificações da AWS (American Welding Society) para garantir que as soldas sejam seguras e resistentes.
Portanto, as estruturas metálicas são uma escolha popular na construção devido à sua resistência, rigidez, durabilidade e facilidade de montagem.
Para garantir a segurança e a eficiência dessas estruturas, é importante que elas sejam projetadas e construídas corretamente, seguindo as normas e padrões de segurança apropriados.
A importância dos Softwares na Engenharia
Os softwares são ferramentas essenciais na Engenharia, permitindo a realização de cálculos complexos, modelagem de estruturas e sistemas, análise de dados e simulações, entre outras funções.
Com a evolução da tecnologia, os softwares tornaram-se cada vez mais poderosos e acessíveis, possibilitando a otimização de projetos e processos.
A utilização de softwares na Engenharia tem inúmeras vantagens, como a redução de erros, o aumento da produtividade e a aceleração do processo de projeto. Além disso, os softwares permitem a realização de simulações e análises mais precisas, garantindo a segurança e a eficiência dos projetos.
Um exemplo de software amplamente utilizado na Engenharia é o AutoCAD, que permite a criação de desenhos em 2D e 3D de forma rápida e precisa. O Revit, por sua vez, é um software de modelagem de informações da construção (BIM) que permite a criação de modelos 3D integrados, facilitando a coordenação entre as diferentes disciplinas do projeto.
Na Engenharia Civil, o uso de softwares de análise estrutural, como o SAP2000 e o ETABS, é fundamental para a análise de edifícios, pontes e outras estruturas complexas. Esses softwares permitem a realização de análises estáticas e dinâmicas, levando em conta as cargas e as condições de contorno do projeto.
Na Engenharia Mecânica, os softwares de simulação, como o ANSYS e o SolidWorks, são essenciais para a análise de componentes e sistemas mecânicos. Esses softwares permitem a realização de análises de tensão, fadiga, vibração e outros fenômenos físicos, auxiliando na otimização do projeto.
Na Engenharia de Controle e Automação, os softwares de programação, como o MATLAB e o LabVIEW, são fundamentais para o desenvolvimento e teste de algoritmos de controle e sistemas de automação. Esses softwares permitem a realização de simulações e análises de sistemas complexos, garantindo o desempenho e a confiabilidade dos sistemas de controle e automação.
Logo, os softwares são ferramentas essenciais na Engenharia, permitindo a realização de cálculos complexos, modelagem de sistemas, análise de dados e simulações, entre outras funções.
A utilização de softwares na Engenharia traz inúmeras vantagens, como a redução de erros, o aumento da produtividade e a aceleração do processo de projeto, tornando-se cada vez mais indispensáveis no campo da Engenharia.
