Dimensionamento de Galpão Industrial

[pic 1]    RESUMO EXPANDIDO DO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

ANÁLISE E DIMENSIONAMENTO DE GALPÃO DE AÇO EM DUAS ÁGUAS

FERREIRA, M. F. & MEGIATTO, M. H., Faculdades Integradas Einstein de Limeira

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RESUMO

Edificações em aço apresentam diversas vantagens quando se buscam soluções seguras e viáveis economicamente. O uso crescente da estrutura metálica para a concepção de galpões industriais motivou o presente trabalho, que tem como objetivo o dimensionamento de um galpão industrial em aço do tipo duas aguas, utilizando o software mCalc3D 4.0 da empresa Stabile.. O galpão hipotético, localizado na cidade de Limeira, São Paulo, tem as seguintes dimensões: 49 metros de comprimento por 18 metros de largura, com pé direito de 9 metros. O dimensionamento e feito com o lançamento das informações no software, que de maneira automática lança as cargas na estrutura modelada, calculando os esforços que os elementos construtivos receberão. Possibilita assim, a escolha dos perfis mais adequados para resistir às solicitações.

Keywords: Estrutura metálica, Galpão industrial, Dimensionamento.

1 INTRODUÇÃO

O mercado da construção civil nos dias atuais está inserido em um ambiente bastante competitivo. A busca constante pela inovação e o avanço tecnológico, permitem cada vez mais que empresas do setor atendam as demandas dos seus clientes com soluções resistentes, economicamente viáveis e executadas nos prazos determinados. Diante desta necessidade, as construções em aço, ou seja, estruturas metálicas se mostram bastante atrativas.

As vantagens do aço em substituição ao concreto armado alteram todo planejamento e reformula o processo construtivo, como: menor preço, economia nas fundações, menor consumo de revestimento, rapidez de execução e maior lucratividade do investimento. (BELLEI, 2004).

Uma das edificações que mais se utilizam do aço em sua implantação são os galpões industriais. Conforme Chaves (2007) ilustra alguns elementos principais, no arranjo de um galpão industrial. (Figura 1).

Figura 1– Arranjo de um galpão industrial leve

[pic 2]

Fonte: Chaves, 2007.

2 METODOLOGIA

Realizamos o dimensionamento do galpão industrial de duas aguas, utilizando o software mCalc3D 4.0 da empresa Stabile.

2.1 Dados do projeto

Galpão hipotético, localizado na cidade de Limeira/SP. Serão adotados os seguintes valores, conforme ilustração das figuras 2 e 3:

• Vão Transversal (Largura): 18 metros.
• Vão Longitudinal (Comprimento): 49 metros.
• Altura (pé direito): 9 metros.
• Área: 882 m².
• Cobertura: Telha de aço do tipo trapezoidal.
• Caimento da cobertura: 27%.
• Aberturas: Dois portões de 5,0 x 5,0 metros de altura, sendo um na frente e o outro no fundo do galpão. Sete janelas de 2 metros de largura x 1 metro de altura em cada lateral, sendo uma a cada inter-tesoura.

Para o fechamento será adotado alvenaria de 3,0 metros de altura, e acima telhas metálicas de 6,50 metros.

Figura 2 – Vista frontal (medidas em metros, sem escala)

[pic 3]

Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 3 – Vista lateral (medidas em metros, sem escala)

[pic 4]

Fonte: Autoria própria, 2019.

2.2 Dimensionamento

A metodologia aplicada pelo software mCalc3D 4.0  é a dos estados limites de utilização, seguindo as especificações presentes nas normas NBR 8800/2008, NBR 14762/2010 e NBR 6123/1988.

No software, através do peso próprio, da sobrecarga, das áreas de aberturas e dimensões da construção, é gerado um relatório das forças que os ventos impõem sobre a estrutura, e esse relatório apresenta os coeficientes que serão utilizados para distribuição das cargas.

As cargas referentes ao peso próprio, sobrecarga e vento, são distribuídas sobre a estrutura após a realização da geometria (planta do galpão). Depois que a geometria está pronta, ocorre a distribuição das ações sobre a estrutura, porem é necessário efetuar as combinações entre as ações que possam atuar simultaneamente, e escolher a situação mais danosa.

Depois de definidas as combinações e ações que a estrutura deverá suportar, é realizado o dimensionamento de todos os elementos que compõem o galpão. Como o software possibilita que cada barra seja dimensionada com as medidas que o calculista planejar, é aconselhável agrupar as barras de acordo com a função que a mesma desempenhara, padronizando assim os perfis adotados para cada elemento.

Para este trabalho, os elementos foram organizados em 14 grupos para serem dimensionados:

• Banzo superior.
• Banzo inferior.
• Montante.
• Diagonal.
• Linha de corrente do telhado.
• Contraventamento horizontal.
• Contraventamento vertical.
• Diagonais do telhado.
• Mão francesa.
• Terça.
• Colunas.
• Longarina de fechamento.
• Corrente de fechamento.
• Diagonais de fechamento.

Para a escolha dos perfis a serem adotados, é definido o tipo do perfil e então selecionado as dimensões que o mesmo terá. Deve-se então, realizar a análise a estrutura, a fim de verificar se as dimensões adotadas para as barras atendem a solicitação que está sendo imposta pelas ações sobre a estrutura.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Quando a estrutura está dimensionada, o software mcalc3D 4.0 apresenta os relatórios de dimensionamento e também o relatório da análise linear.

Quanto ao relatório de dimensionamento, são apresentadas as informações de cada barra presente na estrutura e também dos perfis que foram adotados, apresenta dados sobre a resistência de cálculo e a relação entre a solicitação de cálculo e a de resistência, para os seguintes esforços:

• Normal.
• Cortante no eixo Y.
• Cortante no eixo Z.
• Momento em torno do eixo X.
• Momento em torno do eixo Y.
• Momento em torno do eixo Z.

No relatório de análise linear, são apresentados os deslocamentos em todos os nós da estrutura, de acordo com cada combinação analisada.

O quadro 1, traz as informações quanto ao tipo de perfil usado para os elementos que compõem a estrutura, além de apresentar informação sobre o tipo de aço utilizado, o comprimento total e também o peso total de cada perfil na estrutura.