Análise de vibrações e avaliação do conforto humano de edifícios submetidos a cargas de vento via utilização de técnicas de CFD e bases de dados aerodinâmicos com testes em túnel de vento

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Deus, Leandro de Andrade de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Palavras-chave em Português: Civil engineering; Buildings - Aerodynamics; Winds; Human comfort; Structural analysis (Engineering); Computational fluid dynamics; Engenharia civil; Edifícios - Aerodinâmica; Ventos; Conforto humano; Análise estrutural (Engenharia); Fluidodinâmica computacional; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18960

A modelagem e o cálculo das cargas dinâmicas oriundas da ação do vento sobre edifícios necessitam de metodologias de análise mais elaboradas, levando-se em conta a complexidade do fenômeno, além do caráter absolutamente randômico de seu comportamento. Por outro lado, a interação das ações do vento sobre as fachadas de edifícios é preponderante e deve ser considerada ainda na fase de projeto. Cabe destacar que nas últimas décadas, o projeto e construção de edifícios altos e esbeltos têm produzido sistemas estruturais flexíveis, com baixos valores de frequência natural e, portanto, mais suscetíveis a problemas de vibrações excessivas, quando submetidos a cargas de vento não determinísticas. Assim sendo, este trabalho de pesquisa visa estudar a resposta estrutural dinâmica e avaliar os níveis de conforto humano de um edifício de concreto armado composto por 40 pavimentos, com 150 m de altura, e dimensões de piso de 30 m por 60 m. A análise dinâmica do edifício submetido a cargas dinâmicas não determinísticas de vento é realizada com base no emprego do Método da Representação Espectral (MRE). Por outro lado, para respaldar esta investigação, os coeficientes de pressão do vento foram calculados de maneiras distintas, via utilização de técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD: Computational Fluid Dynamics), a partir do uso de bases de dados aerodinâmicos das plataformas HFPI-TPU e DEDM-HR, com testes em túnel de vento; e, ainda, via emprego da norma brasileira de projeto NBR 6123. O modelo numérico desenvolvido para a análise dinâmica do edifício em estudo adota técnicas usuais de discretização presentes nas simulações do método dos elementos finitos e implementadas no programa ANSYS. As principais conclusões obtidas neste trabalho de pesquisa objetivam alertar os engenheiros civis para modificações importantes associadas à resposta dinâmica da estrutura, quando são utilizadas diferentes estratégias para avaliação dos coeficientes de pressão do vento sobre as fachadas de edifícios.