Análise numérica e experimental da ação do vento em estruturas em cascas de formas livres

Abstract

Este trabalho realiza uma analise numerica e experimental do comportamento de estruturas em cascas de formas livres sob a acao do vento. Inicialmente foram gerados modelos computacionais de formas otimizadas, sendo uma casca de planta pentagonal e outra hexagonal. Na sequencia foram construidos modelos fisicos reduzidos em laboratorio e submetidos a uma serie de ensaios em tunel de vento. E, finalmente foram realizadas simulacoes numericas dessas estruturas submetidas a acao do vento utilizando o programa computacional ANSYS-CFX do Laboratorio de Informatica da FEC-UNICAMP. Os modelos fisicos reduzidos analisados foram gerados utilizando o software ANSYS e o programa computacional desenvolvido por Vizotto (1993), e construidos no Laboratorio de Automacao e Prototipagem para Arquitetura e Construcao (LaPAC) da FEC-UNICAMP, utilizando inicialmente isopor de alta densidade, que foi posteriormente empregado para execucao de formas de concreto armado para moldar os modelos finais em material composto por fibra de vidro e resina, para serem ensaiados no tunel de vento do Laboratorio de Conforto Ambiental e Fisica Aplicada (LaCAF) da FEC-UNICAMP. Os testes no tunel de vento do LaCAF foram realizados em dezesseis fases, sendo compostas por analises para obtencao dos coeficientes de pressao externa e interna, com ventos em regime laminar e turbulento, a 0o e 36o para a casca com forma de planta pentagonal, e a 0o e 30o para a casca com forma de planta hexagonal. Para analises por meio de simulacao fluidodinâmica computacional pelo ANSYS-CFX, foi realizada inicialmente uma analise comparativa para os resultados dos coeficientes de pressoes externas de um modelo de cupula sobre o terreno da NBR 6123:1988. O software ANSYS-CFX demonstrou otima eficiencia na configuracao realizada, apresentando resultados muito proximos aos da norma brasileira, e essa configuracao tambem foi utilizada na validacao fisica entre os ensaios no tunel de vento e as simulacoes pelo ANSYS-CFX. E sugerida a utilizacao dos dados finais na elaboracao de normas especificas e uma configuracao adequada e segura dentro das caracteristicas consideradas para a utilizacao do software ANSYS-CFX como ferramenta para obtencao de coeficientes de pressoes. Abstract