Dimensionamento de um galpão em aço

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ COECI - COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

JENNIFER A. WURZIUS LETÍCIA MARTINS RAQUEL WESSELING RICARDO SGARBOSSA THIAGO GRISA

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA DE AÇO

DIMENSIONAMENTO DA COBERTURA DE UM GALPÃO EM ESTRUTURA METÁLICA

TOLEDO, PR 2018

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SUMÁRIO[pic 2][pic 3]

1. FORÇA DOS VENTOS        4
2. LEVANTAMENTO E COMBINAÇÕES DE CARGAS        6
3. DIMENSIONAMENTO        15

1. TERÇA        15

1. Momento resistente        15
2. Cisalhamento da Terça        17
3. Flecha        18

1. TESOURA        19

1. Banzos superiores e inferiores        19

1. Compressão        19
2. Tração        20

1. Montantes e diagonais        21

1. Compressão        22
2. Tração        23

1. Ligações        24

REFERÊNCIAS        26

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LISTA DE FIGURAS[pic 4][pic 5]

FIGURA 1-  Mapa  de  Isopletas  com  indicação  da  região  utilizada  para  os  cálculos        4

FIGURA 2- Vento a 0° e 90° graus.        5

FIGURA 3- Tabela de perfil U Gerdau        6

FIGURA 4- Carregamento devido a ação permanente na terça.        9

FIGURA 5- Reação cortante devido a ação permanente na terça        10

FIGURA 6- Reação de momento devido a ação permanente na terça        10

FIGURA 7- Carregamento devido a ação permanente na tesoura.        11

FIGURA 8- Reação normal devido a ação permanente na tesoura        11

FIGURA 9- Reação cortante devido a ação permanente na tesoura.        12

FIGURA 10- Tabela de cantoneira Gerdau        21

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1. FORÇA DOS VENTOS

Sendo o terreno considerado plano com poucas ondulações, tem-se s1=1 (coeficiente topográfico).

Considerando o terreno plano ou ondulado com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos de árvores, edificações baixas e esparsas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 3m; Classificado no grupo B com dimensões entre 20 a 50 metros, tem-se o coeficiente s2 (fator de rugosidade do terreno e dimensões das edificações) sendo 0,90.

Já o fator estatístico (s3), edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação (depósitos, silos, construções rurais, etc.) igual a 0,95.

Vale ressaltar que, tanto para o vento a 0°, quanto para o vento a 90°, os coeficientes apresentados são os mesmos.

A velocidade básica do vento foi considerada, de acordo com o mapa de isopletas, de velocidade encontrado na Norma NBR 6123, de 47 km/h, indicado na Figura 1. Assim, o cálculo da velocidade característica para o vento a 0° e a 90°, é dado por:

Figura 1 – Mapa de Isopletas com indicação da região utilizada para os cálculos.

[pic 6]

Fonte: VisualVentos.

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Cpe médio = -1,00

Coeficiente de pressão interno Cpi 1 = -0,30

Cpi 2 = 0,00

Velocidade Característica de Vento:

𝑉𝑘 =  𝑉0 × 𝑆1 × 𝑆2 × 𝑆3

𝑉𝑘 = 47 × 1,0 × 0,90 × 0,95

Pressão Dinâmica:

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𝑉𝑘 = 40,33 𝑚/𝑠

𝑞 = 0,613 × 𝑉𝑘²

𝑞 = 0,613 × 40,33²

𝑞 = 1 𝑘𝑁/𝑚²

Figura 2 – Vento a 0° e 90°.

[pic 7]

Fonte: VisualVentos.

Logo o vento de sucção utilizado para o cálculo do trabalho foi de 757,75 N/m² e o de sobrepressão foi de 97,7 N/m².

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1. LEVANTAMENTO E COMBINAÇÕES DE CARGAS

Para o levantamento de cargas do telhado do barracão, foi considerado uma tesoura a cada 5 metros, e para cada tesoura, haverá uma área de contribuição, que gerará cargas em cada elemento da treliça. Para a composição da estrutura, foi considerada o perfil U com bitola de 12" (polegadas) e peso nominal de 30,8 kg/m.

Figura 3 - Tabela de perfil U Gerdau.

[pic 8]

Fonte: Gerdau.

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Foram calculadas então, as cargas de ações permanentes na estrutura. Essas cargas são geradas pelas telhas utilizadas na cobertura, e os contraventamentos, terças, tirantes, vigas e colunas que compõe a estrutura da treliça. As cargas consideradas, estão no Quadro 01.

Quadro 1 - Cargas consideradas.

Ações Permanentes (G)
Elemento	Carga(kN/m²)
Telha	0.1
Contraventamentos	0.05
Terças e Tirantes	0.1
Vigas e Colunas	0.2
Total Permanente	0.45
Total (Kn/m)	2.7

Fonte: Autores.

Foram calculadas em seguida, a Carga Acidental na estrutura. Essa carga acidental, é composta por uma ação acidental mínima que deve ser considerada para o cálculo da estrutura de telhados. Essa carga mínima, segundo o Anexo B da NBR 8800, que descreve sobre prescrições complementares sobre as ações causadas pelo uso e ocupação, no tópico B.5.1, onde trata sobre a sobrecarga em coberturas comuns, devem ser previstas uma sobrecarga mínima de 0,25 kN/m², em projeção horizontal, que seria referente as cargas decorrentes de instalações elétricas e hidráulicas, de isolamentos térmicos e acústicos, e eventuais peças fixadas na cobertura.