Cálculo de Treliça Para Implantação Em Barracão Industrial Rev6

Lusa Patsis Alves

CLCULO DE TRELIA PARA IMPLANTAO EM BARRACO INDUSTRIAL

CURITIBA 2014

PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DO PARAN CAMPUS CURITIBA

CURSO ENGENHARIA CIVIL

ESCOLA POLITCNICA

Lusa Patsis Alves

CLCULO DE TRELIA PARA IMPLANTAO EM BARRACO INDUSTRIAL

Trabalho apresentado para o

curso de Engenharia Civil da

Pontifcia Universidade Catlica

do Paran (PUCPR) para a

disciplina de Ao e Madeira

Prof.: Roberto Borges

Frana

CURITIBA 2014

SUMRIO

1. Introduo ............................................................................................ 1

2. desenvolvimento .................................................................................. 2

2.1 Obra ..................................................................................................... 2

2.2 Descrio ............................................................................................. 2

2.3 rea da cobertura ................................................................................ 2

2.4 Espaamento entre prtico .................................................................. 2

2.5 Classificao de galpo ....................................................................... 3

2.6 Elementos Estruturais .......................................................................... 3

2.7 Cargas ................................................................................................. 4

2.7.1 Cargas Permanentes........................................................................ 4

2.7.2 Sobrecargas ..................................................................................... 5

2.8 Clculo de Vento ................................................................................. 5

2.8.1 Clculo do vento transversal ............................................................ 6

2.8.1.1 Clculo Transversal, com altura de 3m e largura 16m. Com tempo

de 3,42 s, interpolado entre 3 e 5 segundos. .......................................................... 7





2.8.1.4 Clculo Transversal, com altura de 11,2999m e largura 16m. Com

tempo de 3,42 s, interpolado entre 3 e 5 segundos. ............................................... 8

2.8.2 Clculo de vento longitudinal ............................................................ 8

2.8.2.1 Clculo Longitudinal, com altura de 3m e largura de 30m. Com

tempo de 5,599 s, interpolado entre 5 e 10 segundos. ........................................... 8





2.8.2.4 Clculo Longitudinal, com altura de 11,2999m e largura de 30m.

Com tempo de 5,599 s, interpolado entre 5 e 10 segundos. ................................... 9

2.9 Determinao dos coeficientes de presso ....................................... 10

2.9.1 Coeficientes de presso externa (Cpe) .......................................... 10

2.9.1.1 Paredes ....................................................................................... 10

2.9.1.2 Cobertura .................................................................................... 12

2.9.2 Coeficiente de presso interna (Cpi) .............................................. 13

2.10 Clculo dos esforos nas barras .................................................... 14

2.11 Combinaes. ................................................................................ 17

2.12 LIGAES PARAFUSADAS E SOLDADAS .................................. 18

3. Concluso .......................................................................................... 22

4. Referncias ....................................................................................... 23

1

1. INTRODUO

Esse trabalho tem por finalidade apresentar conceitos tericos e prticos de

como se fazer o dimensionamento de cobertura de um barraco industrial, como se

calcula as suas foras de vento, suas cargas prprias entre outras. Ser abordado

tambm como se faz o dimensionamento de trelias e teras, qual tipo de material

a ser utilizado, e como utilizar os dados calculados.

2

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 OBRA

A obra em questo vai ser o telhado de um barraco para fins industriais.

2.2 DESCRIO

Barraco industrial com dimenses de 16x30m, telhado duas guas com

10% de inclinao, com espaamento entre prticos de 6m e com altura de 10m.

Sua cobertura ser de telha do modelo trapezoidal LR 33 da Arcelor Mittal,

com espessura de 0,65 mm e altura de 33 mm,com momento de inrcia de 7,60

cm4/m, mdulo resistncia W de 2,85 cm/m, seu peso de 5,83 daN/m, com

tratamento de galvanizao a fogo.

Sero utilizadas cumeeiras do tipo (CP) LR33 da Arcelor Mittal com fixadores

de x14x7/8 com cabea inox e fita de vedao no recobrimento.

2.3 REA DA COBERTURA

A rea total da cobertura, adotando a inclinao de 10%, ir totalizar uma

rea de 482,39m.

= 30. 82 + 0.82

= ,

2.4 ESPAAMENTO ENTRE PRTICO

Com base no livro do BelleiIldony adotamos o espaamento entre

prticos de 6m, vo mdio.

3

2.5 CLASSIFICAO DE GALPO

2.6 ELEMENTOS ESTRUTURAIS

4

2.7 CARGAS

2.7.1 CARGAS PERMANENTES

Teras: Sero utilizadas teras de tipo U dobrado de 60x100x4.75 mm com

6000 mm de comprimento, cada tera pesa 56,15 kg, sero utilizadas 50 teras de

6000 mm de comprimento, com peso total de 2807,50 kg. Tendo-se assim

5,82kg/m.

Trelias: Sero utilizadas trelias cantoneiras de 2X3/16 com peso de 3,708

kg/m. J esta estimada na planilha abaixo o peso das soldas, parafusos e chapas

de ligaes, foi adotado 25% do peso total da estrutura. O peso prprio da trelia

de 6,05kg/m. Foram utilizadas cantoneiras em T para todas as diagonais,

montantes e banzos.

PARTE DA TRELIA

PESO (Kg)

Banzo superior 119,24

Banzo Inferior 118,65

Montantes 84,33

Diagonais 143,00

TOTAL (Kg) 581,52

Telhas: Sero utilizadas telhas de 1030x8040x0,65 mm, com 5,83kg/m.

Sero necessrias 60 telhas com peso aproximado de 48,27 kg por telha, comum

total de 2896,20kg de telhas.

Sero utilizados 30 cumeeiras de 1030x600 mm, com seu peso de 3,6kg

cada, sendo assim um total de 108 kg.

Fixao: Sero utilizados 10 fixadores (1/4-14x7/8) por telha, cada fixador

tem sua cabea de inox, ser utilizado no total 600 fixadores.

Para rufos, arremates e fixadores ser adotado um peso de 2,27 kg/m,

totalizando 1095,02kg.

5

2.7.2 SOBRECARGAS

Ser utilizada uma sobrecarga como utilizao da cobertura de 25,0kg/m,

mais a sobre carga da iluminao de 5,0kg/m

2.8 CLCULO DE VENTO

Ser adotada a classe A pra as medidas transversais e classe B para as

medidas longitudinais, com a categoria III e sua velocidade bsica do vento V0

igual 42 m/s.

S1= fator topogrfico do terreno, adotado valor 1,0.

S3 = fator estatstico, adotado valor 1,0, (edificaes para hotis, comrcios

e indstrias, com um alto fator de ocupao).

6

5,71.8 = 0,7999 10,50 + 0,7999 = , ""

1. = . . (

) ^

2. = .

3. =

4. = , .

Vt junto ao anexo A

5. =

Usando a tabela 1 e 2 da NBR 6123/1988, conseguiu-se um S2 inicial, ento

utilizou-se o mesmo na formula 5 (Indicada acima), encontrando assim o vt.

Usando esse VT encontrado na formula 4 (indicada acima), junto com o

comprimento do lado a ser estudado, foi encontrado o tempo abaixo.

Foi utilizado o mesmo sistema para calcular o tempo tanto no caso

transversal, quanto no lado longitudinal.

t = 3,42 s

Valores j interpolados:

b = 0,94; Fr = 0,9958; p = 0,10105

2.8.1 CLCULO DO VENTO TRANSVERSAL

Para o calculo do S2 na altura de 3m, foram utilizados os seguintes dados:

= , . , . (

)

, ,com o resultado, podemos ento encontrar o vk,

usando os dados na formula temos: = , . , por fim utilizamos a

formula: =,^

.

Obs: Resultados encontrados esto na tabela abaixo.

Repetem-se, os mesmos clculos indicados acima, apenas alterando a

altura, como mostra as tabelas abaixo.

7

2.8.1.1 CLCULO TRANSVERSAL, COM ALTURA DE 3M E LARGURA 16M. COM TEMPO DE 3,42 S, INTERPOLADO ENTRE 3 E 5 SEGUNDOS.

b 0,94

Fr 0,9958

Z 3

p 0,10105

S2 0,806021

Vk 33,85288 m/s

Q 71,62611 kgf/m


b 0,94

Fr 0,9958

Z 6

P 0,10105

S2 0,867676

Vk 36,44239

Q 80,003


b 0,94

Fr 0,9958

Z 9

P 0,10105

S2 0,905907

Vk 38,04807

Q 90,47849

8

2.8.1.4 CLCULO TRANSVERSAL, COM ALTURA DE 11,2999M E LARGURA 16M. COM TEMPO DE 3,42 S, INTERPOLADO ENTRE 3 E 5 SEGUNDOS.

b 0,94

Fr 0,9958

Z 11,2999

P 0,10105

S2 0,947683

Vk 39,80269 m/s

Q 99,0159 kgf/m

t = 6,5990s

Valores j interpolados:

b = 0,936802; Fr = 0,970406; p = 0,108198

2.8.2 CLCULO DE VENTO LONGITUDINAL

Frmula de calculo a mesma do vento transversal, apenas altera-se

os dados.

2.8.2.1 CLCULO LONGITUDINAL, COM ALTURA DE 3M E LARGURA DE 30M. COM TEMPO DE 5,599 S, INTERPOLADO ENTRE 5 E 10 SEGUNDOS.

b 0,936802

Fr 0,970406

Z 3

P 0,108198

S2 0,798044

Vk 33,51785 m/s

Q 70,21539 kgf/m

9


b 0,936802

Fr 0,970406

Z 6

P 0,108198

S2 0,860197

Vk 36,12825 m/s

Q 81,57817 kgf/m


b 0,936802

Fr 0,970406

Z 9

P 0,108198

S2 0,898774

Vk 37,7485 m/s

Q 89,05933 kgf/m

2.8.2.4 CLCULO LONGITUDINAL, COM ALTURA DE 11,2999M E LARGURA DE 30M. COM TEMPO DE 5,599 S, INTERPOLADO ENTRE 5 E 10 SEGUNDOS.

b 0,936802

Fr 0,970406

Z 11,2999

P 0,108198

S2 0,921179

Vk 38,6895 m/s

Q 93,55485 kgf/m

10

2.9 DETERMINAO DOS COEFICIENTES DE PRESSO

2.9.1 COEFICIENTES DE PRESSO EXTERNA (CPE)

2.9.1.1 PAREDES

a = 30m;

b = 16m;

h = 10m;

Portanto:

h/b = 10/16 = 0,625 h/b 3/2

a/b = 30/16 = 1,875 Interpolado

Valores de Ce Cpe

mdio = 0 = 90

A1

e B1

A2

e B2

C D A B C1

e D1

C2

e D2

-

0,9

-

0,5062

+0,7 -

0,5

+0,7 -

0,4937

-

0,9

-

0,5

-1,1

12

2.9.1.2 COBERTURA

h/b = 11,2999/16 = 0,7062 h/b 3/2

Valores de Ce Cpemdio

= 90 = 0

E

F

G

H

E

G

F

H

1

0%

-

0,9

-

0,6

-

0,9

-

0,6

-

2,0

-

2,0

-

1,5

-

1,0

Ce:

13

CPe:

2.9.2 COEFICIENTE DE PRESSO INTERNA (CPI)

Face permevel, ou seja, com vedaes adotar Cpi = +0,2

Face impermevel, ou seja, sem aberturas adotar Cpi = -0,3

Adotar o mais nocivo.

Face de barlavento utilizar Cpi = +0,1, por ex: porto.

14

2.10 CLCULO DOS ESFOROS NAS BARRAS

17

2.11 COMBINAES.

18

2.12 LIGAES PARAFUSADAS E SOLDADAS

Tabela de parafusos

X=Plano de corte passa pelo parafuso;

N=Plano de corte no passa pelo parafuso

conecto

r

Fur

o (mm)

0,4*Ab*fub/a2(n

)

0,5*Ab*fub/a2(x

)

14,5 1957,09 2446,36

5/8 18 3015,92 3769,91

7/8 24 5361,65 6702,06

1 27 6785,84 8482,30

4 parafusos 5/8, ASTM A325

14629,81/4 = 3657,4 Fora exercida em cada parafuso

Fu = 4000Kgf/cm2

Fy = 2500Kgf/cm2

Envoltria = compresso (-14629,81)

CP+SC = -14629,81

Calculo compresso

Escoamento da Seo bruta

Nc,Rd = x*Q*Ag*fy/a1

(14629,81/0,6) = 1*1*Ag*2500/1,1

Ag = 10,728

Area liquida

An = Ag-Af

An = 10,728-(1,8*0,475)

An = 9,873

19

Area liquida efetiva

Ae = An*Ct

Ae = 9,873*1

Ae = 9,873 m2

Escoamento Seo liquida

Nt,Rd = Ae*fu/a2

Nt,Rd = 9,873*4000/1,35

Nt,Rd = 29253,33

Nt,Sd/Nt,Rd = 14629,81/29253,33

Nt,Sd/Nt,Rd = 0,50

Rasgamento furo-furo

F,crd = 1,2*lf*tx*fu/a2

F,crd = 1,2*2,3*0,475*4000/1,35

F,crd = 3884,443657,4

Rasgamento furo-borda

F,crd = 2,4*db*tx*fu/1,35

F,crd = 2,4*1,8*0,47*4000/1,35

F,crd = 60803657,4

Distancia furo borda = 40mm

Distancia furo-furo = 60mm

Largura da chapa = 51mm

Gabarito de 28mm

Calculo trao

CP+V90+SC = 13065,45

20

13065,45/4 = 3266,36 Fora exercida em cada parafuso

Fu = 4000Kgf/cm2

Fy = 2500Kgf/cm2

Maior valor de trao 13065,45

Escoamento da Seo bruta

Nc,Rd = x*Q*Ag*fy/a1

(13065,45/0,6) = 1*1*Ag*2500/1,1

Ag = 9,58

Area liquida

An = Ag-Af

An = 9,58-(1,8*0,475)

An = 8,725

Area liquida efetiva

Ae = An*Ct

Ae = 8,725*1

Ae = 8,725m2

Escoamento Seo liquida

Nt,Rd = Ae*fu/a2

Nt,Rd = 8,725*4000/1,35

Nt,Rd = 25851,85

Nt,Sd/Nt,Rd = 13065,45/25851,85

Nt,Sd/Nt,Rd = 0,505

Rasgamento furo-furo

F,crd = 1,2*lf*tx*fu/a2

F,crd = 1,2*2,3*0,475*4000/1,35

21

F,crd = 3884,443266,36

Rasgamento furo-borda

F,crd = 2,4*db*tx*fu/1,35

F,crd = 2,4*1,8*0,475*4000/1,35

F,crd = 60803266,36

Ligaes soldadas

Tabela solda

Menor espessura do metal-base

na junta (mm)

Espessura mnima da garganta

efetiva (mm)

Abaixo de 6,35 3

De 6,35 ate 12,5 5

De 12,5 ate 19 6

De 19 ate 37,5 8

De 37,5 ate 57 10

De 57 ate 152 13

Acima de 152 16

Utilizaremos solda MIG, eletrodo 70xx, solda de 6mm de garganta.

22

3. CONCLUSO

Mediante os fatos expostos, podemos observar que os dados e

clculos utilizados para se calcular trelias so pertinent4es para execuo de tal

23

4. REFERNCIAS

Ildony H. Bellei Edifcios industrias em ao.

NBR 6123/88 foras devidas aos ventos nas edificaes.

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Cálculo de Treliça Para Implantação Em Barracão Industrial Rev6