44031108 Projeto de Trelica Metalica Plana de Galpao Industrial

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA UFRR

CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ESTRUTURAS METLICAS I

PROJETO DE TRELIA METLICA

PLANA DE GALPO INDUSTRIAL

Boa Vista RR,

Julho de 2009

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA UFRR

CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ESTRUTURAS METLICAS

PROJETO DE TRELIA METLICA


ALUNO: Adriel Carlos Batista dos Santos

talo Harry Cunha Chitlal

Ricardo de Melo Rocha

Otaniel Mendes de Souza Junior

PROF.: Dr. Leon Tolstoi Salles Ferreira.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA UFRR PROJETO: PROJETO DE TRELIA METLICA


DISCIPLINA: ESTRUTURAS METLICAS

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SUMRIO 1. Dados do Projeto ......................................................................................................................... 2 2. Determinao da Velocidade Caracterstica do Vento ................................................................ 2

2.1. Velocidade bsica do vento .......................................................................................... 2 2.2. Fator topogrfico S1 ...................................................................................................... 3 2.3. Rugosidade do terreno, fator S2 .................................................................................... 3

2.4. Fator estatstico S3 ........................................................................................................ 4 2.5. Velocidade caracterstica do vento ............................................................................... 4

3. Presso Dinmica ........................................................................................................................ 4

4. Coeficientes de Presso ............................................................................................................... 5 4.1. Coeficientes de presso e de forma, externos, para paredes ......................................... 5 4.2. Coeficientes de presso e de forma, externos, para telhado ......................................... 7 4.3. Coeficiente de presso e de forma, internos, para telhado ......................................... 10

4.3.1. Valores resultantes................................................................................................... 10 4.3.2. Combinaes ........................................................................................................... 11 4.3.3. Combinaes mais nocivas ...................................................................................... 12 4.3.4. Determinao do carregamento devido ao vento .................................................... 13

4.4. Dimensionamento das Teras ..................................................................................... 14 4.4.1. Coeficiente para calculo das telhas e vigas de tampamento .................................... 14

4.4.2. Carregamento nas telhas da cobertura ..................................................................... 14 4.4.3. Dimensionamento das teras ................................................................................... 15

4.4.3.1. Combinao dos carregamentos ........................................................................... 15 4.4.3.2. Esforos internos solicitantes ............................................................................... 15 4.5. Clculo da tesoura ...................................................................................................... 16

5. Carregamento ............................................................................................................................ 16 5.1. Peso prprio ................................................................................................................ 16

5.2. Sobre carga ................................................................................................................. 17 5.3. Vento .......................................................................................................................... 18 5.3.1. Caso 1 ...................................................................................................................... 18 5.3.2. Caso 2 ...................................................................................................................... 18

5.4. Esforos nas barras ..................................................................................................... 19 5.4.1. Carregamento peso prprio .................................................................................. 19 5.4.2. Carregamento sobrecarga ..................................................................................... 20 5.4.3. Carregamento vento caso 1 ............................................................................... 21 5.4.4. Carregamento vento caso 2 ............................................................................... 22

6. Verificaes para os perfis selecionados ................................................................................... 25 6.1.1. Verificao de perfis sob compresso ..................................................................... 25

6.1.2. Verificao de perfis sob trao .............................................................................. 25 6.2. Dimensionamento da ligao das barras nas chapas do Gusset ................................. 27 6.2.1. Dimensionamento das soldas .................................................................................. 27 6.2.2. Verificao da ligao das barras na chapa de Gusset (N T) ................................ 27 6.3. Detalhamento Gusset .................................................................................................. 28




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1. Dados do Projeto

Cidade: Manaus

Vb: 30 m/s

i: 27%

2. Determinao da Velocidade Caracterstica do Vento

2.1. Velocidade bsica do vento

Consultando o Anexo C e a figura 1 da NBR 6123/1988, temos os seguintes valores

para a cidade de Manaus:

Latitude: 0309 S

Longitude: 5959 W

Altitude: 84 m

Correspondentes a uma velocidade (V0) de aproximadamente 30 m/s.

Figura 1 Detalhes da Construo




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2.2. Fator topogrfico S1

Considerando que Manaus localizada, em sua maioria, em terreno plano ou fracamente

acidentado, temos o valor de (NBR 6123/1988, item 5.2).

2.3. Rugosidade do terreno, fator S2

Direo do vento a 0

Dimenso frontal: 20 m;

;

Classe A: devido a largura no exceder 20 m;

Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstculos numerosos e

poucos espaados, em zona florestal, industrial ou urbanizada.

Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos:

calculado o valor S2 pela seguinte frmula:

calculado o fator S2 para as seguintes alturas:

Adotar apenas os valores de S2 para 5 e 10 m.

Direo do vento a 90

Dimenso frontal: 30 m;

;

Classe B: pois a largura est entre 20 e 50 m;

Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstculos numerosos e

poucos espaados, em zona florestal, industrial ou urbanizada.

Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos:




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calculado o fator S2 para as seguintes alturas:

Adotar apenas os valores de S2 para 5 e 10 m.

2.4. Fator estatstico S3

Consultando a tabela 3 da NBR 6123/1988, a edificao classificada no Grupo 2 com

o valor de S3 igual a 1,00.

2.5. Velocidade caracterstica do vento

Segundo o item 4.1, letra b dada a frmula para o clculo das velocidades

caractersticas.

Na direo do vento a 0

Para

Para


Para

Para

3. Presso Dinmica

Segundo o item 4.2, letra c dada a frmula para o clculo das presses dinmicas.


Para

Para





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Para

Para

4. Coeficientes de Presso

4.1. Coeficientes de presso e de forma, externos, para paredes

Como , da tabela 4 (NBR 6123/1988) temos que

Valores de Ce para

Cpe mdio A1 e B1 A2 e B2 A3 e B3 C D A B C1 e D1 C2 e D2 -0,9

-0,8 -0,5 -0,35 +0,7 -0,4 +0,7 -0,4 -0,8 -0,4

Os valores de A3 e B3 foram interpolados linearmente de acordo com a tabela 4 (NBR

6123/1988), pois gerando o valor acima.

Coeficientes de presso de vento 0

Para A1 e B1:

Para A2 e B2:

Para A3 e B3:

Para Cpe mdio:




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Para C1 e D1:

Para C2 e D2:

Para Cpe mdio:

Figura 2 Coeficientes de presso externos em parede com vento 0

Figura 3 Coeficientes de presso externos em parede com vento 90




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4.2. Coeficientes de presso e de forma, externos, para telhado

Como , da tabela 5 (NBR 6123/1988) e , temos os seguintes

parmetros:

Valores de Ce para Cpe mdio

EF GH EG FH IJ

15 -1,0 -0,4 -0,8 -0,6 -0,4 -1,4 -1,2 - -1,2

O valor de FH foi interpolado linearmente de acordo com a tabela 5 (NBR 6123/1988).


Comprimento de E e G:

Comprimento de F e H:

Comprimento de IJ: 15m

Figura 4 Coeficientes de presso externos em telhado com vento 0




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Os cortes AA e BB ( ) sero utilizados para o clculo dos elementos localizados,

tais como beiral, teras e telhas.

Figura 5 Coeficientes de presso externos, cortes AA, BB e CC em telhado com vento 0

Figura 6 Ce para o clculo de prtico ou trelias




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Figura 7 Coeficientes de presso internos em telhado com vento 90

Figura 8 Coeficientes de presso externos, cortes AA, BB e CC em telhado com vento 90




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Os cortes AA e BB ( ) sero utilizados para o clculo dos elementos localizados,

tais como beiral, teras e telhas.

4.3. Coeficiente de presso e de forma, internos, para telhado

Considerando os fechamentos das paredes do galpo feito em chapa de ao, que

considervel permevel segundo o item 6.2.2 da NBR 6123/1988. Assim, segundo o item 6.2.5,

para paredes internas permeveis, a presso interna pode ser considerada uniforme. Tambm ser

desprezada a presena da abertura principal do galpo (porto principal) na presena de vento

forte.

Assim, sero adotados os valores para Cpi para edificao com quatro faces igualmente

permeveis (NBR 6123/1988):

4.3.1. Valores resultantes

Ce ( )

Figura 10 - Ce ( )

Figura 9 - Ce para o clculo de prtico ou trelias




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Ce ( )

Figura 11 - Ce ( )

Ci (-0,3)

Figura 12 Ci ( )

4.3.2. Combinaes

Figura 13 Combinao A

Figura 14 Combinao B




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Figura 15 Combinao C

Figura 16 Combinao D

4.3.3. Combinaes mais nocivas

Para

Figura 17 Combinao para

Para





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4.3.4. Determinao do carregamento devido ao vento

Carga

Para

Para 5m

Para 10m

Figura 19 Carregamento para

Para

Para 5m

Para 10m





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4.4. Dimensionamento das Teras

A telha a ser utilizada na cobertura ser a telha de ao zincado de espessura de 50mm

com um peso de .

4.4.1. Coeficiente para calculo das telhas e vigas de tampamento

Cobertura

O coeficiente para o calculo das telhas de 1,4 (suco).

4.4.2. Carregamento nas telhas da cobertura

Peso prprio PP=

Sobrecarga SC=

Peso Total =

Vento (suco) =

Combinaes de carregamentos

Carregamento 1 = PP + SC = 300 N/m

Carregamento 2 = PP + vento = 482 N/m

Para o carregamento de 482 N/m, e para uma flecha mxima de L/200, o fabricante da

telha (PINHEIRO, Anexo D) fornece o vo mximo entre as teras de 3,2m.

Afastamento entre teras adotado = .

Figura 21 Disposio das teras e trelias

2,00m 2,00m 2,00m 2,00m 2,00m 2,00m

2,07m 2,07m

2,07m 2,07m

2,07m 2,07m 2,07m 2,07m 2,07m

6,00m

6,00m

6,00m

6,00m

6,00m

2 ,00m

1,00m 1,00m

20,00m

1,00m 1,00m

2,07m 1,04m1,04

m

2,00m 2,00m 2,00m




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4.4.3. Dimensionamento das teras

Ser estimada uma carga de 120 N/m para o peso prprio de teras e correntes.

PP (teras + correntes) =

PP (telhas) =

TOTAL=

SC (Sobrecarga) =

Vento =

4.4.3.1. Combinao dos carregamentos

Cargas verticais: peso prprio e sobrecarga

Carga ortogonal ao plano da cobertura: vento

(PP + SC):

(PP + vento):

4.4.3.2. Esforos internos solicitantes

As teras sero consideradas biapoiadas nas tesouras e travadas lateralmente no sentido

do eixo x atravs de correntes (barras redondas).

(PP + SC):

(PP + vento):




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Pr-dimensionamento do perfil

Adotando

Ser adotada:

4.5. Clculo da tesoura

A geometria da tesoura apresentada abaixo.

5. Carregamento

5.1. Peso prprio

O peso prprio foi determinado atravs do aplicatico FTOOL,

Figura 22 Geometria da tesoura




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5.2. Sobre carga

Figura 23 Carregamento do peso prprio

Figura 24 Resultante nos apoios

Figura 25 Carregamento do peso prprio da trelia

Figura 26 Carregamento da sobre-carga




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5.3. Vento

5.3.1. Caso 1

5.3.2. Caso 2

Figura 27 Carregamento do vento para o Caso 1

Figura 28 Resultante do carregamento do vento para o Caso 1

Figura 29 Carregamento resultante para o vento para o Caso 1

Figura 30 Carregamento do vento para o Caso 2




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5.4. Esforos nas barras

5.4.1. Carregamento peso prprio

Figura 31 Resultante do carregamento do vento para o Caso 2

Figura 32 Carregamento resultante para o vento para o Caso 2

Figura 33 Esforos normais resultantes do peso prprio




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5.4.2. Carregamento sobrecarga

Figura 34 Esforos normais resultantes da sobrecarga




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5.4.3. Carregamento vento caso 1

Figura 35 Esforos normais resultantes do vento para o caso 1




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5.4.4. Carregamento vento caso 2

Figura 36 Esforos normais resultantes do vento para o caso 2




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6. Verificaes para os perfis selecionados

Perfis:

Banzo superior e inferior: L 50 x 50 x 6,4;

Diagonais e montantes: L 44 x 44 x 6,4.

6.1.1. Verificao de perfis sob compresso

Para verificao dos perfis selecionados ser considerado as solicitaes nos trechos mais

crticas de cada perfil.

6.1.2. Trecho HI

Classificao da seo

Como , a seo compacta temos .

ndice de esbeltez reduzido

Como se trata de cantoneira, o coeficiente que reflete a influncia da flambagem ser

Como as barras tem seo transversal duplamente simtrica, temos

Para barras comprimidas temos o ndice reduzido ser

Fator de reduo para compresso

Para , temos




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Resistncia de clculo

(OK!)

6.1.3. Verificao de perfis sob trao

Para verificao dos perfis selecionados ser considerado as solicitaes nos trechos mais

crticas de cada perfil. Segue a verificao para o Trecho PQ e os outros trechos encontram-se

em seguida tabelados e calculados analogamente ao trecho descrito.

Trecho PQ

rea lquida efetiva




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Resistncia de clculo

6.2. Dimensionamento da ligao das barras nas chapas do Gusset

6.2.1. Dimensionamento das soldas

6.2.2. Verificao da ligao das barras na chapa de Gusset (N T)

6.2.2.1. Rasgamento




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(OK)

Com o dimensionamento feito, foram realizadas todas as verificaes cabveis e o

dimensionamento se mostrou satisfatrio.

6.2.3. Detalhamento do Gusset




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