Edifício
que será o mais alto da região Centro-Oeste passa por ensaio em túnel de vento
no IPT
Arranha-céu terá 52 pavimentos e 175 metros de
altura no bairro Nova Suíça, em Goiânia
Luísa
Cortés, do Portal PINIweb
4/Julho/2016
O Centro de Metrologia Mecânica,
Elétrica e Fluidos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), que abriga o
túnel de vento de camada limite atmosférica, realizou uma série de ensaios
sobre esforços de vento para o projeto do Kingdom Park Residence, um edifício
de 175 metros de altura. O arranha-céu da Sim Engenharia e Empreendimentos será
o mais alto da região Centro-Oeste.
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A edificação, localizada no
bairro Nova Suíça, em Goiânia (GO), é formada por uma torre única de 52
pavimentos, que incluem dois subsolos, térreo, dois mezaninos (garagem e área
de lazer), duas coberturas duplex e 45 pavimentos tipo.
De acordo com Gabriel Borelli
Mertins, pesquisador do IPT, a construção de edifícios cada vez mais altos
implica em uma série de cálculos na concepção estrutural, como os ensaios em
túnel de vento que determinam a ação do vento das fachadas e na cobertura das
edificações. “Os ensaios na edificação foram realizados a fim de fornecer os
coeficientes de pressão”, afirma Mertins. “Estes testes permitem prever o
comportamento da estrutura face aos efeitos do vento de maneira mais próxima da
realidade, levando em conta o formato do prédio, a topografia e as construções
existentes no entorno”, continua.
Para a execução dos ensaios,
foram simuladas as características do vento no bairro em que o edifício será
construído. A referência para os testes foi a norma NBR 6123, da Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Ela estipula as condições exigíveis na
consideração das forças devidas à ação estática e dinâmica do vento, para
efeito de cálculo de edificações.
Pela norma, a rugosidade do
terreno é classificada em cinco classes e o terreno escolhido para a construção
do conjunto residencial foi considerado como pertencente à categoria IV. Isso
significa que é coberto por obstáculos numerosos e pouco espeçados, em zona
florestal, industrial ou urbanizada.
A cota média do topo dos
obstáculos nessa categoria é de dez metros; ou seja, a região é composta de
edificações e árvores de uma média de dez metros de altura, ou prédios de três
andares. A partir dessa classificação, foi possível modelar características,
como o comprimento da rugosidade, ou seja, a medida da rugosidade aerodinâmica
da superfície sobre a qual o perfil da velocidade está sendo medido.
Com a confirmação dos resultados
da simulação, foi montada a maquete da torre, em escala 1:200, com 479 tomadas
de pressão total. A instrumentação foi feita nas áreas em que serão instaladas
janelas de vidro, nas fachadas e nas quinas dos edifícios. Isso permite uma medição
mais precisa das cargas de vento.
Foram realizados dois tipos de
testes, no túnel de vento do IPT, para o edifício: o estático e o dinâmico. No
primeiro, calcula-se a determinação das cargas do vento na caixilharia,
revestimentos e momentos na fundação da edificação. Também são obtidas as
forças aerodinâmicas médias, em modelos em escala reduzida. Neles, são
determinados os coeficientes de arrasto e de sustentação.
No ensaio de resposta dinâmica,
para edificações com altura superior a 120 metros e frequência natural de
vibração menor que 0,25 Hz, são determinadas as amplitudes de vibração de
edifício sob a ação do vento.
Tal teste permite verificar as
características de conforto humano em função das vibrações do prédio, e
alcançar maior segurança no projeto estrutural. A técnica utilizada para o
ensaio foi a Integração de Pressões em Alta Frequência (High Frequency Pressure
Integration – HFPI). “Os ensaios dinâmicos permitem determinar fenômenos como o
vortex induced vibration, ou vibração induzida por vórtices, que pode acontecer
principalmente em prédios muito altos e esbeltos”, afirma Martins.
Resultados
Os maiores valores de sobrepressão no ensaio estático foram obtidos a uma altura próxima de ¾ da altura do edifício, na fachada a barlavento. Se calculado pela norma, os valores máximos estariam localizados no ponto mais alto do edifício. “Além disso, os ensaios estáticos permitem a obtenção de carregamentos locais, que podem ser muito úteis na análise e no dimensionamento de caixilhos”, lembra Martins.
Os maiores valores de sobrepressão no ensaio estático foram obtidos a uma altura próxima de ¾ da altura do edifício, na fachada a barlavento. Se calculado pela norma, os valores máximos estariam localizados no ponto mais alto do edifício. “Além disso, os ensaios estáticos permitem a obtenção de carregamentos locais, que podem ser muito úteis na análise e no dimensionamento de caixilhos”, lembra Martins.
O coeficiente de forma (Ce)
encontrado no ensaio é de -1,89 em uma das quinas da edificação, enquanto pela
norma ABNT o valor máximo seria de -1,2. “Ou seja, esse é um local onde a
caixilharia necessitará de uma melhor análise do projetista, para verificar se
haverá necessidade de maior dimensionamento”, afirma.
Quanto à análise dinâmica, as
maiores acelerações foram observadas nos pavimentos mais altos. Foi obtido um
fator de pico de 3,17, e a média quadrática da aceleração foi de 0,05 m/s²,
para um vento com velocidade média de 25,7 m/s e um período de recorrência de
dez anos. A norma da ABNT informa que a aceleração não pode exceder 0,1 m/s²
para esse mesmo período de recorrência.
