Cargas de vento e proteção contra cargas de vento: guias de planeamento para sistemas de caminho de cabos
As cargas de vento estão entre os impactos relacionados com o clima nos edifícios e nos componentes da construção. Estas influências podem atuar tanto na horizontal como na vertical e têm o potencial de afetar significativamente a estabilidade e integridade dos edifícios e das infraestruturas de engenharia. A intensidade das respetivas cargas de vento deve ser avaliada separadamente pelo instalador para cada projeto de construção e depende de diversos fatores. Entre estes fatores contam-se, por exemplo: a localização, a direção do vento, as superfícies, a forma do telhado, bem como a dimensão e as medidas do edifício em questão.
As regiões com condições semelhantes são definidas como zonas de carga do vento, de acordo com a norma EN 1991-1-4. Em combinação com o anexo nacional correspondente, esta norma válida a nível europeu (também designada por Eurocódigo) estabelece parâmetros fundamentais para a determinação das ações do vento natural sobre edifícios e obras de engenharia. Os anexos nacionais contêm as disposições que vão além dos regulamentos dos Eurocódigos e que, até agora, estavam previstas nas normas nacionais.
| Zona | Velocidade do vento em m/s | Pressão da limitação de velocidade em kN/m² |
| 1 | 22,5 | 0,32 |
| 2 | 25,0 | 0,39 |
| 3 | 27,5 | 0,47 |
| 4 | 30,0 | 0,56 |
Velocidades básicas e pressões das velocidades
| Categoria de terreno (GK) | Definição |
| Categoria de terreno 1 | Mar aberto, lago com pelo menos 5 km de área livre na direção do vento e terreno plano e liso, sem obstáculos |
| Categoria de terreno 2 | Terrenos com sebes, quintas isoladas, casas ou árvores, por exemplo, zonas agrícolas |
| Categoria de terreno 3 | Subúrbios, zonas industriais ou comerciais e florestas |
| Categoria de terreno 4 | Áreas urbanas em que pelo menos 15% da superfície esteja ocupada por edifícios cuja altura média excede os 15 m |
Categorias de terreno de acordo com a DIN EN 1991-1-4/NA
Utilização de tampas em espaço aberto: ter em conta as forças mecânicas externas
Na instalação de tampas em espaço aberto, é importante ter em conta que estas estão sujeitas a forças mecânicas externas. Entre estes contam-se, por exemplo, o vento, a neve e a água. Estas cargas adicionais não são tidas em contas pela norma internacional DIN EN 61537 e, por conseguinte, devem ser avaliadas separadamente para cada projeto na construção. A responsabilidade por isso recai sobre o instalador. A sua avaliação constitui a base para medidas de segurança adicionais, que visam garantir uma instalação elétrica estável e segura a longo prazo.
Quando se utilizam tampas em espaço aberto em condições de vento forte, existe o risco de estas serem levantadas devido a diferenças nas condições de pressão. Por isso, é necessário tomar medidas de segurança adequadas para prevenir possíveis danos e minimizar os riscos.
A OBO oferece uma vasta gama de soluções que garantem uma fixação adicional, mesmo em condições de vento forte. A escolha do sistema adequado depende tanto do projeto de construção específico como da localização. Teremos todo o prazer em aconselhá-lo.
Como garantir a segurança em caso de carga de vento elevada
Para a fixação resistente às intempéries das tampas e para a proteção contra a carga do vento, podem ser utilizadas várias cintas metálicas e de aperto. Estas garantem uma fixação particularmente robusta e resistente – mesmo com fortes cargas de vento. Para tal, a OBO fornece, entre outras, as seguintes soluções:
Cintas de aperto
O em aço galvanizado, aço inoxidável ou com revestimento adicional de plástico, é extremamente robusta e resistente à abrasão. É testada quanto à resistência de tração (kN) em função da espessura do material e está disponível em várias cores. As larguras de 8 e 15 milímetros permitem uma adaptação flexível a diferentes caminhos de cabos, caminhos de cabos tipo escada e volumes de cabos. Com a ajuda dos fechos adequados para cintas de aperto SBV e da ferramenta de aperto 576, as cintas de aperto podem ser instaladas de forma simples, rápida e segura.
Abraçadeiras metálicas
Os Bandschellen MBS em metal e com fecho esférico, proporciona uma fixação fiável, capaz de resistir até a altas temperaturas e condições meteorológicas adversas. Com larguras de 7,9 e 12 milímetros, bem como vários comprimentos fixos, oferecem possibilidades de aplicação versáteis. Os Spannzange MBS-Z com dispositivo de corte integrado, garante uma instalação precisa e eficiente.
Princípios de instalação da montagem em telhado plano
Os nossos gráficos mostram a montagem em telhado plano do Gitterrinne GRM (à esquerda) e a montagem em telhado plano do Kabelrinne MSKMU sem orifícios (à direita).
Auxiliar de instalação para telhados planos Caminho de cabos em varão GRM
Colocar a UniBase 6
A deve ser colocada de acordo com o plano de disposição no telhado e, se necessário, colocar o tapete de proteção de estruturas UniBase BSM por baixo das bases. As distâncias máximas de apoio entre as bases são de 1,5 m.
Lastro da UniBase 6
A base é lastrada com blocos de pavimento comuns, com as dimensões (comprimento x largura x altura) 10x20x6 cm.
Colocar o caminho de cabos em varão GRM
Os Gitterrinne GRM é fixado à base universal UniBase 6 sem parafusos, com a ajuda do adaptador tipo 165 MBG HGRM.
Montar e ficar a tampa DGRR
A Gitterrinnendeckel DGRR é encaixada no caminho de cabos em varão e fixada com as Metallbandschellen MBS .
Download
Exemplo de cálculo estático da condução de cabos no telhado
Base de cálculo
Distância UniBase
Ao apoiar sistemas de caminho de cabos, por exemplo, na base universal UniBase, é necessário garantir que a base corresponda à largura total do sistema apoiado. Desta forma, assegura-se uma distribuição uniforme de carga e aumenta-se a estabilidade face às cargas do vento. No exemplo de cálculo estático que se segue, a distância entre cada UniBase é de 0,6 metros
Número de grampos de tampa
Por cada 3 metros de tampa, devem ser montados, pelo menos, 6 grampos de tampa.
Distância Abraçadeiras metálicas
Recomenda-se o seguinte em relação à distância entre as abraçadeiras metálicas: utilizar três abraçadeiras por tampa, a intervalos de 500, 1500 e 2500 mm, respetivamente.
Componentes do sistema utilizados
| Ref. | Tipo | Designação |
|---|---|---|
| 5403391 | UniBase 6 | Base universal, lastros, pedras até 6 cm |
| 6047655 | RKSM 630 FT | Caminho de cabos em chapa RKSM Magic, com união rápida |
| 3191032 | OTSP 6,0x40 A4 | Parafuso para aglomerado, cabeça plana, encaixe TX 25 |
| 6052656 | DRLU 300 DD | Tampa não perfurada, para caminho de cabos em chapa e tipo escada |
| 6052810 | DK DRLU A2 | Grampo para tampa, para tampas não perfuradas |
| 7203111 | MBS 100 A2 | Abraçadeira metálica |
Fórmula para comprovar a segurança da localização (deslizamento + elevação):
Wh x γQ ≤ (Gstab x γstab-Wvh x γQ ) x μ
Designações
Wh Energia eólica característica horizontal
Wvh Energia eólica característica vertical para verificação da elevação
Gstab Forças de peso estabilizadoras
YQ Fator de segurança parcial para a carga de vento
Ystab Fator de segurança parcial para forças estabilizadoras
µ Coeficiente de atrito
Cálculo da força do vento na horizontal ao nível dos caminhos de cabos
Em primeiro lugar, calcula-se a pressão do vento que atua horizontalmente sobre a parede lateral do caminho de cabos. A pressão é calculada através da multiplicação da pressão da rajada do vento, da altura lateral, do coeficiente de força, do fator de segurança e da distância entre pedras.
Wh1 x yQ = 0,5 kN/m2 (pressão da rajada de vento) x 60 mm (altura lateral) x 1,0 (coeficiente de força) x 1,2 (fator de segurança) x 0,6 m (distância UniBase) = 21,6 N
Cálculo das forças exercidas sobre a pedra de lastro
Para calcular o efeito da carga do vento sobre a pedra do lastro, a largura/altura da pedra é multiplicada pela pressão da velocidade das rajadas de vento, por um coeficiente de força e pelo fator de segurança.
Wh2 x γQ = 372 mm (largura da pedra) x 80 mm (altura da pedra) x 0,5 kN/m2 (pressão da rajada de vento) x 2,1 (coeficiente de força) x 1,2 (fator de segurança) = 37,5 N
Cálculo do peso do sistema
O cálculo do peso total do sistema, incluindo o caminho de cabos, a tampa e a pedra de lastro, é efetuado tendo em conta aceleração da gravidade e o fator de segurança.
Gstab x γstab = (6,12 kg/m (calha + tampa) x 0,6m (distância entre pedras) + 10 kg (peso da pedra) ) x 9,81 m/s2 (aceleração da gravidade) x 0,9 (fator de segurança) = 120,7 N
Determinar a carga de elevação
Para determinar a carga de elevação, calcula-se primeiro o comprimento exposto ao vento a partir da distância entre as pedras e da largura de cada pedra. A superfície sujeita à carga do vento é então obtida por multiplicação. Juntamente com a pressão da velocidade das rajadas, o coeficiente de força e o coeficiente de segurança, obtém-se a carga de vento de levantamento.
Wvh x γQv = (0,6 m (distância entre pedras) – 372 mm (largura da pedra)) x 300 mm (largura da calha) x 0,5 kN/m2 (pressão da rajada de vento) x 0,5 (coeficiente de força vertical) x 1,2 (fator de segurança) = 20,5 N
Certificado de segurança da localização
Em primeiro lugar, calcula-se a soma das forças dos ventos horizontais. O peso do sistema, deduzido da carga de elevação previamente calculada com o coeficiente de atrito, resulta na força estabilizadora máxima possível. Desta forma, é possível determinar, em última instância, se a segurança da localização está garantida.
Wh1 x γQ + Wh2 x γQ ≤ (Gstab x γstab – Wvh x γQv) x µ
21,6 N + 37,5 N < (120,7 N – 20,5 N) x 0,6 (coeficiente de atrito µ)
59,1 N < 60,1 N ➨ Verificação efetuada
Exemplo de normas nacionais relativas às cargas de vento e neve
Efeitos gerais - Cargas de vento | |
|---|---|
| Europa: | EN 1991-1-4 |
| Alemanha: | DIN EN 1991-1-4 |
| Bélgica: | NBN EN 1991-1-4 |
| Áustria: | ÖNORM B 1991-1-4 |
| Países Baixos: | NEN-EN 1991-1-4 |
| Suíça: | SIA 261 |
| Espanha: | CTE DB SE-AE |
| EUA: | ASCE/SEI 7-16; ASCE/SEI 7-22 |
| Índia: | IS 875-3 |
Efeitos gerais - Cargas de neve | |
|---|---|
| Europa: | EN 1991-1-3 |
| Alemanha: | DIN EN 1991-1-3 |
| Bélgica: | NBN EN 1991-1-3 |
| Áustria: | ÖNORM B 1991-1-3 |
| Países Baixos: | NEN-EN 1991-1-3 |
| Suíça: | SIA 261 |
| Espanha: | CTE DB SE-AE |
| EUA: | ASCE/SEI 7-16; ASCE/SEI 7-22 |
| Índia: | IS 875-4 |
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