Projeto baseado em desempenho de torres metálicas sujeitas à ação do vento

• Main Author: Tessari, Rodolfo Krul
• Other Authors: Beck, André Teófilo
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2016
• Subjects: Análise probabilística; Confiabilidade estrutural; Engenharia baseada em desempenho; Engenharia de ventos baseada em desempenho; Latticed telecommunication tower; Performance-based engineering; Performance-based wind engineering; Probabilistic analysis; Structural reliability; Torre de telecomunicação
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-08032016-101647/

A Engenharia de Ventos Baseada em Desempenho (Performance-based Wind Engineering - PBWE) é uma filosofia de projeto que preconiza identificar e quantificar as incertezas envolvidas no projeto estrutural a fim de assegurar níveis previsíveis de desempenho às edificações, não mais gerenciando o risco através da clássica abordagem determinística. Contudo, devido à recente proposição da metodologia, ainda há poucos estudos relacionados à PBWE, cada qual apresentando diferentes limitações. Assim, o presente trabalho propõe uma adaptação da metodologia da Engenharia de Ventos Baseada em Desempenho à análise probabilística do comportamento de torres metálicas, avaliando diferentes modelos de cálculo para estimativa das forças do vento neste tipo de estrutura. Para tanto, investigou-se as incertezas envolvidas na caracterização do campo de ventos e da resistência estrutural e foram analisados quatro métodos distintos para a estimativa das forças de vento em torres metálicas: dois procedimentos de cálculo correspondentes à norma brasileira de ventos ABNT NBR 6123:1988 (ABNT, 1988), a metodologia de Davenport (1993) e a de Holmes (1994). Um estudo de caso envolvendo a estimativa da confiabilidade de uma torre de telecomunicação também foi conduzido. Constatou-se que ambos os procedimentos de cálculo admitidos conduzem a níveis de segurança de mesma ordem de grandeza e que a elaboração de projetos de torres considerando a direção de incidência do vento como sendo a mais desfavorável à estrutura é demasiadamente conservadora. Como contribuição, verifica-se que o projeto ótimo de torres pode ser alcançado com base no nível de segurança desejado para diferentes velocidades máxima de vento associadas a intervalos de recorrência específicos. === Performance-based Wind Engineering (PBWE) is a design philosophy that aims to identify and quantify the uncertainties involved in the structural design in order to ensure predictable performance levels to buildings, no longer managing risk through the classical deterministic approach. However, due to the recent proposal of the methodology, there are few studies related to PBWE, each presenting different limitations. Thus, this paper proposes an adaptation of the Performance-based Wind Engineering methodology to the probabilistic analysis of the behavior of steel towers, evaluating different calculation models for estimating wind forces on this type of structure. To this end, uncertainties involved in the characterization of the wind field and structural strength were investigated and four different methods for the estimation of wind forces on steel towers were analyzed: two procedures relative to the Brazilian winds standard ABNT NBR 6123:1988 (ABNT, 1988), and the methodologies of Davenport (1993) and Holmes (1994). A case study concerning the reliability estimation of a telecommunication tower was also conducted. It was found that both assumed calculation procedures lead to security levels of the same order of magnitude and that the design of towers considering that the wind always blows from the worst direction is too conservative. As a contribution, it is found that the optimum design of towers can be achieved based on the desired security level for different maximum wind speeds associated to specific recurrence intervals.