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
A Cinta de aperto SBR 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
A Abraçadeiras metálicas 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. A Ferramenta 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 Caminho de cabos em varão GRM (à esquerda) e a montagem em telhado plano do Caminho de cabos em chapa MSKMU sem orifícios (à direita).
Auxiliar de instalação para telhados planos Caminho de cabos em varão GRM
Colocar a UniBase 6
A UniBase 6 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 UniBase 6 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
A Caminho de cabos em varão 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 Tampa do caminho de cabos em varão DGRR é encaixada no caminho de cabos em varão e fixada com as Abraçadeiras metálicas MBS
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
| Nº art. | 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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