Carolina Vaz de Carvalho
Resumo
As normas de projeto que tratam da ação de vento em estruturas utilizam, em sua grande maioria, o método de Davenport (em diferentes versões) quando se trata de estimar a resposta de pico de edificações flexíveis na direção do vento. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre resultados obtidos de soluções numéricas nos domínios do tempo e da frequência com o intuito de avaliar o número de modos de vibração a serem incluídos na análise para se alcançar uma boa precisão nas respostas em termos de deslocamentos e esforços solicitantes de pico. As soluções no domínio da frequência são desenvolvidas em dois formatos: o de análise modal como adotado no método discreto indicado pela norma NBR 6123:1988 – Forças devidas ao Vento em Edificações, e separando-se a resposta em parcelas quase-permanente (background) e ressonante como no método de Davenport. Os métodos são aplicados a exemplos de edificações com diversas relações largura por altura. Para estes exemplos observou-se que apenas o modo fundamental é necessário para se obter a resposta de pico em termos de deslocamentos. Já para a obtenção de momento fletor e esforço cortante na base o número de modos de vibração a serem considerados depende do método escolhido no domínio da frequência. Foi verificado que para se obter os esforços flutuantes de pico através da análise modal é necessário um número maior de modos de vibração na análise se comparado ao método de separação da resposta em contribuição quasepermanente e ressonante.
Abstract
Design code procedures to evaluate the along-wind dynamic response of building structures are mostly based on Davenport´s method. This work presents a comparative study between results obtained from numerical solutions in time domain and in frequency domain aiming to evaluate the number of vibration modes to be included in the analysis in order to achieve a good precision of the responses in terms of displacements and internal forces. The frequency domain solutions are developed as purely modal analyses, as adopted by the discrete method presented by the Brazilian code NBR 6123:1988 - Wind loads on Buildings, and by splitting the response in two parts: the background and the resonant, as considered in the Davenport method. The solutions are applied to buildings examples with different width to height ratios. For these examples it was observed that only the fundamental mode is necessary to obtain the displacement peak response while for responses in terms of internal forces (bending moments and shear forces) a greater number of vibration modes must be considered which depends on the selected method.
