Por Lee Johnson, atualizado em 24 de março de 2022

Todas as estruturas externas devem ser projetadas para resistir às forças do vento. Embora a física fundamental seja simples, o design do mundo real requer uma consideração cuidadosa de muitas variáveis. Para obter resultados mais precisos, a maioria dos profissionais conta com um software especializado ou uma calculadora online que incorpora todos os fatores relevantes. No entanto, uma estimativa rápida e aproximada pode ser obtida com uma fórmula básica.

O que é uma carga de vento?

Uma carga de vento é a força que o vento exerce sobre uma superfície, expressa como força total (Newtons) ou como pressão (Pascal). Na prática, o vento pode impor três forças distintas a uma estrutura:elevação (levantamento de telhados), cisalhamento (pressão horizontal que pode inclinar um edifício) e lateral carga (amplo “empurrão” que pode deslocar uma estrutura de sua fundação). Este guia concentra-se nas cargas laterais, que são o alvo mais comum dos códigos de construção.

Fórmula da velocidade do vento para forçar

A relação fundamental entre velocidade e força do vento é:

09

onde:
ρ =densidade do ar (≈1,2kg/m³ ao nível do mar e 15°C, mas varia com a altitude e a temperatura),
v =velocidade do vento (m/s),
A =área projetada exposta ao vento (m²).

A divisão pela área dá a pressão do vento:

18

No projeto, a maior velocidade do vento projetada – normalmente derivada de tabelas de códigos locais – é usada para garantir a segurança sob condições extremas.

Incorporando coeficientes de arrasto

Para superfícies não planas, a força do vento é moderada pelo coeficiente de arrasto da forma (C_d ). A equação modificada torna-se:

26

Valores típicos:placa plana≈1,0; coluna cilíndrica≈0,67; estruturas irregulares≈0,8–1,2. As tabelas padrão da ASCE7 ou Eurocode1 fornecem coeficientes para as geometrias mais comuns.

Fatores de influência adicionais

• Variação da velocidade do vento com a altura (o expoente do perfil do vento)
• Rugosidade da superfície (vidro liso versus fachada texturizada)
• Topografia e classe de terreno (planície plana vs. região montanhosa)
• Proximidade e disposição dos edifícios vizinhos (sombra do vento, canalização)
• Rigidez estrutural interna e características de amortecimento

Devido a essas complexidades, um cálculo simples é melhor utilizado para o dimensionamento preliminar. Para o projeto final, consulte o código relevante (por exemplo, ASCE7, Eurocode1) e considere um estudo em túnel de vento ou uma análise CFD se a estrutura for altamente irregular.

Para uma estimativa on-line rápida, experimente nossa Calculadora de carga de vento que incorpora dados de densidade, altura, forma e velocidade do vento local.

Crédito da imagem:GrashAlex/iStock/GettyImages