Dimensionamento Da Cobertura de Um Posto de Combustível

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC

CENTRO TECNOLGICO CTC

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL ECV

MARCUS CORTINHAS DE CARVALHO

DIMENSIONAMENTO DA COBERTURA DE UM POSTO

DE COMBUSTVEL

Florianpolis

2014

MARCUS CORTINHAS DE CARVALHO

DIMENSIONAMENTO DA COBERTURA DE UM POSTO

DE COMBUSTVEL

Trabalho de concluso de curso apresentado

ao Curso Engenharia Civil da Universidade

Federal de Santa Catarina para a obteno do

grau de bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Leandro Fleck Fadel

Miguel.

Florianpolis

2014

Ficha de identificao da obra elaborada pelo autor, atravs do Programa de Gerao Automtica da Biblioteca Universitria da UFSC.

Carvalho, Marcus Cortinhas de Dimensionamento da cobertura de um posto de combustivel/ Marcus Cortinhas de Carvalho ; orientador, Leandro FadelMiguel - Florianpolis, SC, 2014. 243 p.

Trabalho de Concluso de Curso (graduao) -Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnolgico.Graduao em Engenharia Civil.

Inclui referncias

1. Engenharia Civil. 2. dimensionamento estrutural . 3.cobertura de um posto de combustivel. 4. estruturametlica. I. Fadel Miguel, Leandro. II. UniversidadeFederal de Santa Catarina. Graduao em Engenharia Civil.III. Ttulo.

SUMRIO

1 INTRODUO .............................................................................................................................. 7

1.1 OBJETIVO GERAL .............................................................................................................. 7

1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS .............................................................................................. 7

2 REVISO DE LITERATURA ...................................................................................................... 9

2.1 O AO NA CONSTRUO CIVIL ..................................................................................... 9

2.2 PROPRIEDADES MECNICAS DOS AOS ESTRUTURAIS ................................... 10

2.2.1 Propriedades fsicas gerais ....................................................................................... 10

2.2.2 Ductilidade ................................................................................................................... 11

2.2.3 Fragilidade ................................................................................................................... 11

2.2.4 Resilincia e Tenacidade .......................................................................................... 11

2.2.5 Dureza .......................................................................................................................... 12

2.2.6 Fadiga ........................................................................................................................... 12

2.2.7 Corroso ...................................................................................................................... 12

2.2.8 Tenses Residuais ..................................................................................................... 13

2.3 ELABORAO DE UM PROJETO ESTRUTURAL ...................................................... 13

2.3.1 Mtodo das Tenses Admissveis ........................................................................... 14

2.3.2 Mtodo dos Estados Limites ..................................................................................... 15

2.3.3 Condies de segurana em estruturas metlicas ............................................... 17

2.3.4 Aes ............................................................................................................................ 18

2.3.5 Combinaes de aes ............................................................................................. 19

2.3.6 Resistncias ................................................................................................................ 21

2.3.7 Peas tracionadas ...................................................................................................... 22

2.3.8 Peas comprimidas .................................................................................................... 24

2.3.9 Peas fletidas .............................................................................................................. 27

3 CONCEPO ESTRUTURAL ................................................................................................. 30

3.1 CARACTERSTICAS DO POSTO DE COMBUSTVEIS ............................................. 30

3.2 LANAMENTO DA ESTRUTURA ................................................................................... 30

3.3 CARREGAMENTOS .......................................................................................................... 32

3.3.1 Permanente ................................................................................................................. 33

3.3.2 Sobrecarga .................................................................................................................. 33

3.3.3 Vento ............................................................................................................................ 33

3.4 DIMENSIONAMENTO ESTRUTURA SECUNDRIA .................................................. 41

3.4.1 Tapamento da cobertura ........................................................................................... 41

3.4.2 Teras ........................................................................................................................... 42

3.4.3 Tirantes ........................................................................................................................ 54

3.5 ANLISE DA ESTRUTURA PRINCIPAL ........................................................................ 57

3.5.1 Trelia 01 e 04 ............................................................................................................ 58

3.5.2 Trelia 02 e 03 ............................................................................................................ 71

3.5.3 Trelia 05 ..................................................................................................................... 74

3.5.4 Trelia 06 ..................................................................................................................... 85

3.5.5 Trelia 07 e 08 .......................................................................................................... 100

3.5.6 Trelia 09, 10 e 11 .................................................................................................... 107

3.5.7 Trelia 12, 13 e 14 .................................................................................................... 126

3.5.8 Dimensionamento das colunas .............................................................................. 145

3.5.9 Dimensionamento dos chumbadores e placa de base ....................................... 153

4 CONCLUSO ........................................................................................................................... 156

5 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................................................... 158

ANEXOS ............................................................................................................................................ 159

ANEXO A - Projeto Arquitetnico do Posto de Combustvel ................................................. 160

ANEXO B Catlogo Comercial de Telhas Metlicas ........................................................... 161

ANEXO C Catlogo Comercial de Perfis Metlicos............................................................. 162

APNDICES ...................................................................................................................................... 163

APNDICE A Dimensionamento da Estrutura ..................................................................... 164

NDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Valores dos coeficientes externos ................................................................... 37

Tabela 2 - Coeficientes de presso .................................................................................... 39

Tabela 3 - Coeficientes Ce ................................................................................................... 40

Tabela 4 - Esforos solicitantes ........................................................................................... 46

Tabela 5 - Verificao de combinao de esforo ........................................................... 52

Tabela 6 - Valores esforos solicitantes trelias 01 e o4 ................................................ 62

Tabela 7 - Esforos solic.e cap. de resistncia por barra Trelias 01, 02, 03 e 04 .... 70

Tabela 8 - Valores esforos solicitantes trelias 02 e 03 ................................................ 73

Tabela 9 - Valores esforos solicitantes trelia 05 ........................................................... 76

Tabela 10 - Esforos solic.e cap. de resistncia por barra Trelia 05 .......................... 84

Tabela 11 - Valores esforos solicitantes trelia 06 ......................................................... 87

Tabela 12 - Esforos solicitantes e cap. de resistncia por barra Trelia 06 .............. 99

Tabela 13 - Valores esforos solicitantes trelias 07 e 08 ............................................ 102

Tabela 14 - Esforos solicitantes e cap. de resistncia por barra Trelias 07 e 08 .. 106

Tabela 15 - Valores esforos solicitantes trelias 09, 10 e 11 ..................................... 109

Tabela 16 - Esforos solic.e cap. de resistncia por barra Trelias 09, 10 e 11 ....... 125

Tabela 17 - Valores esforos solicitantes trelias 12, 13 e 14 ..................................... 128

Tabela 18 - Esforos solic. e cap. de resistncia por barra Trelias 12, 13 e 14 ...... 144

Tabela 19 - Esforos solicitantes nas colunas ................................................................ 146

Tabela 20 - Verificao de combinaes de esforos ................................................... 152

NDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Diagrama tenso-deformao de um ao carbono ........................................ 10

Figura 2 - Diagrama ................................................................................................ 27

Figura 3 Distribuio estrutural escolhida (vista superior) ........................................... 32

Figura 4 - Distribuio estrutural escolhida (vista frontal) ............................................... 32

Figura 5 - Esquema demonstrativo barlavento ................................................................. 38

Figura 6 - Esquema demonstrativo sotavento .................................................................. 38

Figura 7 - Esquema demonstrativo barlavento ................................................................. 40

Figura 8 - Esquema demonstrativo sotavento .................................................................. 40

Figura 9 - Distribuio das teras e tirantes ...................................................................... 43

Figura 10 - Disposio das teras com carregamento do vento .................................... 44

Figura 11 - Eixo de maior inrcia ........................................................................................ 45

Figura 12 - Eixo de menor inrcia ....................................................................................... 46

Figura 13 - Disposio dos tirantes (medidas em metros) ............................................. 56

Figura 14 - distribuio trelias ............................................................................................ 57

Figura 15 - Esquema de distribuio de cargas. .............................................................. 58

Figura 16 - Carregamento 1 Trelia 01 e 04 ................................................................ 61




Figura 20 - Trelia 01 ............................................................................................................ 62

Figura 21 - Carregamento 1 Trelias 02 e 03 .............................................................. 72




Figura 25 - Carregamento 1 Trelia 05 ......................................................................... 75








Figura 33 - Carregamento 1 Trelias 07 e 08 ............................................................ 101




Figura 37 - Carregamento 1 Trelias 09, 10 e 11 ...................................................... 108








Figura 45 - Placa de base e chumbadores ...................................................................... 155

RESUMO

A alta resistncia do ao em seus diversos estados de tenso agrega s estruturas

metlicas o suporte a grandes esforos e vos. Esta vantagem permite que, apesar

da rea relativamente pequena das suas sees e da densidade elevada, os

elementos de ao de uma estrutura possam ser mais leves e esbeltos do que

elementos de concreto armado. O presente trabalho tem como objetivo principal

apresentar o dimensionamento da estrutura metlica de cobertura de um posto de

combustvel. Com aproximadamente 395,00 m de rea, este empreendimento est

localizado s margens da Rodovia BR-101, km 224+920m, no municpio de Palhoa

- SC. De modo a suportar as solicitaes de utilizao, e garantir plenas condies

de uso e integridade estrutural, o dimensionamento seguiu os clculos indicados na

norma NBR 8800/08 - Projeto e execuo de estruturas de ao de edifcios. Alm do

dimensionamento, tambm fazem parte deste trabalho a apresentao as pranchas

de projetos, consideraes tericas e prticas, e memorial de clculo.

Palavras-chave: Posto de combustvel. Dimensionamento estrutural. Estrutura

metlica.

7

1 INTRODUO

Largamente usado na construo civil, o ao pode estar presente como

parte das obras ou como material principal. O sistema construtivo em ao permite

liberdade no projeto de arquitetura, maior rea til, flexibilidade, compatibilidade com

outros materiais, menor prazo de execuo, racionalizao de materiais e mo-de-

obra, alvio de carga nas fundaes, garantia de qualidade, maior organizao nos

canteiros de obras e preciso construtiva.

Com a finalidade de demonstrar parte do conhecimento adquirido durante

o curso de Engenharia Civil, este trabalho apresenta o projeto estrutural de uma

cobertura metlica de um posto de combustvel, seu dimensionamento juntamente

com o embasamento terico que foi utilizado para o mesmo. So tambm

apresentadas as pranchas com os desenhos e detalhamentos necessrios para sua

execuo.

Para que a estrutura suporte as solicitaes, as quais se encontra

submetida durante sua vida til, de maneira segura, foram seguidas as seguintes

normas tcnicas: NBR 8800/2008 - Projeto e Execuo de Estruturas de Ao de

Edifcios, NBR 6120/1980 Cargas para o Clculo de estruturas de Edificaes e

NBR 6123/1988 Foras Devidas ao Vento em Edificaes.

1.1 OBJETIVO GERAL

Este trabalho tem por objetivo principal o dimensionamento de uma

estrutura metlica, com base na norma brasileira de estruturas de ao e de

estruturas mistas de ao e concreto de edifcios (norma ABNT NBR 8800:2008) de

um posto de combustvel. Os elementos que compem a estrutura sero trelias

apoiadas em pilares de perfil laminado HP.

Esta edificao comercial ser projetada para um terreno real localizado

na Rodovia BR-101 Km 224 + 920m sentido Norte, no municpio de Palhoa SC.

1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Analisar o projeto arquitetnico e realizar a concepo da estrutura metlica;

Estudo dos tipos de elementos e ligaes;

8

Anlise estrutural e dimensionamento final da estrutura, parte calculada com

auxlio do software Ftool e o restante manualmente;

Detalhamento das peas estruturais do projeto e elaborao das pranchas.

9

2 REVISO DE LITERATURA

2.1 O AO NA CONSTRUO CIVIL

Ao uma liga de ferro e carbono, com dois tipos de elementos:

elementos residuais decorrentes de do processo de fabricao, como fsforo, silcio,

enxofre e mangans, e elementos adicionados com o propsito de melhorar as

caractersticas mecnicas e fsicas do material denominados elementos de liga.

Em relao a composio qumica os aos podem ser classificados em

ao carbono, contendo teor normal de elementos residuais, e aos liga, que so

aos carbono acrescidos de elementos de liga ou apresentam altos teores de

elementos residuais.

Quanto a sua aplicao, os aos podem ser classificados em muitas

categorias, cada qual com sua caracterstica (CHIAVERINI, 1996). Como exemplo,

os aos estruturas, onde temos como requisito muito importante uma boa

ductilidade, soldabilidade e homogeneidade, alm de uma elevada relao entre

tenso resistente e a de escoamento. Tambm importante a resistncia a

corroso, obtida com um pequeno acrscimo de cobre. Os aos carbono e os aos

em baixo teor de liga ou microligados, ambos com baixo e mdio teores de carbono

so muito utilizados em estruturas. Aos estruturais com elevada resistncia so

obtidos por tratamentos trmicos ou por processos conformao.

O ao j era conhecido desde a antiguidade, mas somente aps o

surgimento de fornos que permitiram a produo em grande escala que o ao

pode substituir o ferro forjado e o ferro fundido. Por volta de 1880, foram introduzidos

os laminadores de barras.

Utilizou-se nas construes, at meados do sculo XX, quase que

exclusivamente o ao carbono com resistncia ruptura de cerca de 370Mpa. A

partir de 1950 comea o crescimento na utilizao de aos de maior resistncia. J o

emprego de aos de baixa liga, com ou sem tratamento trmico s foi difundido a

partir das dcadas de 1960/70. Atualmente as grandes estruturas modernas conto

com diversas categorias de ao, utilizando materiais de maior resistncia em pontos

com maiores tenses.

10

2.2 PROPRIEDADES MECNICAS DOS AOS ESTRUTURAIS

Para entender como uma estrutura de ao vai se comportar necessrio

que o calculista tenha conhecimento das caractersticas do ao empregado. O

engenheiro estrutural deve ter sempre em mente o diagrama de tenso-deformao,

pois com o mesmo, obtm-se informaes necessrias para entender como ser o

comportamento do ao em uma situao particular.

Na Figura 1, temos um exemplo tpico de grfico tenso-deformao de

um ao carbono, podemos observar um trecho inicial linear (reta de

proporcionalidade), pois o material ainda se encontra no regime elstico, um

segundo trecho (patamar de escoamento), onde o material apresenta uma

propriedade caracterizada pelo aumento da deformao com tenso constante,

chamada escoamento ou cedncia, por ltimo encontra-se um trecho chamado de

encruamento do ao, onde ocorre um aumento da deformao com um pequeno

aumento de tenso. A fase de encruamento no tem importncia prtica para o

projeto de estruturas metlicas a no ser para identificar o valor da tenso na qual o

metal se rompe, chamada de tenso de ruptura .

Figura 1 - Diagrama tenso-deformao de um ao carbono

2.2.1 Propriedades fsicas gerais

11

Segundo a NBR 8800, as seguintes caractersticas fsicas devem ser

adotadas em todos os aos estruturais na faixa normal de temperaturas

atmosfricas:

Mdulo de elasticidade ou Mdulo de Young, = = 200.000

Coeficiente de Poisson, = 0,3

Mdulo de elasticidade transversal, = 77.000

Coeficiente de dilatao trmica, = 12 106 por 1

Peso especfico, = 77

3

2.2.2 Ductilidade

a capacidade que o material tem em se deformar sob ao de carga.

Quando sujeitos a tenses locais elevadas, aos dcteis, sofrem deformaes

plsticas capazes de redistribuir as tenses. Este comportamento dctil permite

considerarmos uma distribuio de carga uniforme entre todos os parafusos de uma

ligao parafusada. Considerando uma viso mais ampla da estrutura, esse

comportamento plstico nos fornece avisos da atuao de cargas elevadas, gerando

grandes deformaes antes da ruptura da estrutura.

2.2.3 Fragilidade

o oposto da ductilidade. Baixas temperaturas ambientes, efeitos

trmicos locais causados, por exemplo, por solda eltrica podem fazer com que o

ao torne-se frgil.

Materiais frgeis se rompem bruscamente, sem aviso prvio, por tanto

de grande importncia o estudo das condies em que os aos tornam-se frgeis.

Inmeros acidentes com navios e pontes foram provocados pela fragilidade do ao

proveniente de procedimentos inadequado de solda (PFEIL; PFEIL, 2009).

2.2.4 Resilincia e Tenacidade

12

Estas duas propriedades podem ser definidas com a assistncia do

diagrama tenso-deformao, e esto relacionadas com a capacidade do metal de

absorver energia mecnica.

denominado mdulo de resilincia ou simplesmente resilincia a

quantidade de energia elstica que pode ser absorvida por unidade de volume do

metal tracionado (PFEIL; PFEIL, 2009). Por tanto, a capacidade que o metal tem

de devolver a energia mecnica absorvida durante o regime elstico. No diagrama

tenso-deformao a resilincia a rea do diagrama at o limite de

proporcionalidade.

J a tenacidade a energia total, tanto elstica quanto plstica, absorvida

por unidade de volume at a ruptura do metal. A tenacidade representada no

diagrama tenso-deformao pela rea total.

2.2.5 Dureza

a capacidade do ao de resistir a risco ou abraso. A dureza medida

pela resistncia que a superfcie do material oferece penetrao de uma pea de

maior dureza.

2.2.6 Fadiga

Ruptura de peas metlicas com tenses menores que as obtidas em

ensaios estticos, podem ocorrer quando as mesmas trabalham sob efeito de

esforos repetitivos em grande nmero. Este efeito chamado de fadiga do metal.

Pontos de concentrao de tenses, por exemplo, variao brusca na

forma da seo, unies por soldas e reduo da seo por corroso, reduzem a

resistncia fadiga de uma determinada pea metlica.

2.2.7 Corroso

a reao do ao com alguns elementos encontrados no ambiente em

que o mesmo est exposto. A corroso promove a perda de seo das peas,

podendo levar a pea em questo ao colapso.

13

As maneiras mais usadas para proteo dos aos contra a corroso so a

pintura e a galvanizao.

A adio de cobre na composio qumica do ao aumenta sua

resistncia corroso atmosfrica (PFEIL; PFEIL, 2009). O ao resiste corroso,

ao ser exposto ao ar, desenvolve uma pelcula (ptina) produzida pela prpria

corroso, que se transforma em uma barreira reduzindo a evoluo do processo.

2.2.8 Tenses Residuais

So as tenses que permanecem nos elementos metlicos depois da

laminao. Quando resfriados de maneira desigual, perfis metlicos laminados a

quente, podem apresentar tenses residuais, tendo em visa que a parte central da

pea resfria mais lentamente que as partes mais prximas as extremidades.

A ocorrncia de tenses residuais acelera o comportamento inelstico

quando cargas so aplicadas a elementos estruturais, ou seja, antes de tenses

nominais atingirem o patamar de escoamento, tenses de escoamento ocorrem em

partes localizadas do membro estrutural. Por causa da ductilidade do ao, em

elementos tracionados, os efeitos das tenses residuais no so significativos.

Tenses residuais no tem efeito no momento resistente para elementos fletidos

compactos, entretanto, para elementos fletidos esbeltos o momento resistente deve

ser levado em considerao. J para membros ideais ou perfeitos comprimidos, as

tenses residuais proporcionam uma queda da cara crtica terica de Euler, e para

isso a norma utiliza o conceito de curvas de flambagem.

2.3 ELABORAO DE UM PROJETO ESTRUTURAL

Os objetivos de um projeto estrutural so:

Garantia de segurana estrutural evitando-se o colapso da estrutura.

Garantia de bom desempenho da estrutura evitando-se a ocorrncia de

grandes deslocamentos, vibraes, danos locais.

O projeto estrutural pode ser resumido em trs etapas principais. Projeto

bsico ou anteprojeto, onde realizado um estudo para definir o sistema estrutural,

materiais a serem utilizados e o sistema construtivo. Clculo estrutural ou

14

dimensionamento, nesta etapa dimensionado a estrutura e tambm suas ligaes,

tendo sempre como meta garantir um bom desempenho da estrutura e sua

segurana. Por ltimo, mas no menos importante, o detalhamento, desenhos

executivos da estrutura contendo as especificaes de todos os seus componentes

(PFEIL; PFEIL, 2009).

Nas fases de dimensionamento e detalhamento, um grande nmero de

regras e de recomendaes devem ser seguidas, alm dos conhecimentos de

resistncia dos matrias e anlise estrutural (PFEIL; PFEIL, 2009). Como exemplo

de regras e de recomendaes temos: critrios de segurana, regras executivas,

limites de tolerncias para imperfeioes na execuo, padres de testes para

caracterizao dos matrias e limites dos valores de caractersticas mecnicas,

definio de nveis de carga que representem a situao mais desfavorvel, entre

outras. Atualmente podes encontrar um nmero grande de normas que nos

oferecem as exigncias mnimas para o projeto de estruturas seguras. As normas

so um conjunto de documentos oficiais para cada tipo de estrutura, onde existem

regras e especificaes utilizadas por todos os engenheiros na elaborao dos

projetos.

At meados da dcada de 1980, para calcular as dimenses da estrutura,

o critrio utilizado era o Mtodo de Tenses Admissveis. De maneira gradativa, o

Mtodo dos Coeficientes Parciais, que no Brasil conhecido como Mtodo dos

Estados Limites, passou a ser utilizado.

2.3.1 Mtodo das Tenses Admissveis

O dimensionamento de estruturas metlicas utilizando este mtodo teve

incio nos desenvolvimentos de Resistncia dos Materiais em regime elstico.

Segundo o mtodo das tenses admissveis, quando a mxima tenso solicitada

em cada seo inferior a uma tenso resistente reduzida por um coeficiente de

segurana o dimensionamento considerado satisfatrio.

< , (01)

=

, (02)

15

Onde, a tenso admissvel, a tenso de escoamento ou

tenso resistente, o coeficiente se segurana (que deve ser maior que a

unidade) e tenso mxima.

A tenso mxima calculada a partir dos esforos solicitantes (momento

fleto, esforo normal, entre outros) que so obtidos a partir da anlise em regime

elstico da estrutura para cargas em servio.

O Mtodo das Tenses Admissveis possui limitaes (PFEIL; PFEIL,

2009):

Utiliza-se de um nico coeficiente de segurana para expressar todas as

incertezas, independentemente de sua origem. Por exemplo, em geral a

incerteza quanto a um valor especificado de carga de peso prprio menor

que a incerteza associada a uma carga proveniente do uso da estrutura.

Em sua origem o mtodo previa a anlise estrutural em regime elstico com o

limite de resistncia associado ao incio de plastificao da seo mais

solicitada. No se consideravam reservas de resistncia existentes aps o

incio da plastificao, nem a redistribuio de momentos fletores causada

pela plastificao de uma ou mais sees de estrutura hiperesttica.

2.3.2 Mtodo dos Estados Limites

Este mtodo tem com essncia a resposta de uma estrutura perante a um

determinado carregamento. A resposta de tal estrutura depender da rigidez e

resistncia e tambm do tipo e magnitude das aes aplicadas. Entretanto somente

ser considerado satisfatrio quando esta resposta no ultrapasse limites de

esforos, deformaes, deslocamentos ou tenses. Estes limites so conhecidos

como estados limites e so pr-determinados por normas.

De acordo com a norma NBR 8681 (Aes e segurana nas estruturas -

Procedimentos), os estados limites de uma estrutura so aqueles a partir dos quais

a estrutura apresenta desempenho inadequado a finalidade da construo. Por

tanto, dependendo do material utilizado na estrutura, certos valores limites devem

ser respeitados para que as deformaes, deslocamentos e esforos no

excederem os limites estabelecidos por norma.

16

Os estados limites podem ser divididos em dois: estados limites ltimos e

estados limites de servio.

Estados limites ltimos (ELU).

Estes esto associados a acontecimentos externos, cargas excessivas, e

podem levar a estrutura ao colapso parcial ou total. Em estruturas metlicas os

estados limites ltimos podem ser oriundos de um ou mais dos seguintes fatores:

ruptura por fadiga, ruptura de uma ligao ou seo, perda de equilbrio como corpo

rgido, plastificao total de um elemento estrutural ou de uma seo, flambagem de

barras como um todo, entre outros.

Estados limites de utilizao ou de servio (ELS).

Uma estrutura metlica deve satisfazer as funes a que se destina, logo ao

dimensionar tal estrutura, necessrio verificar o comportamento de mesma sob a

ao das cargas em servio, o que se faz com os estados limites de utilizao.

Deve-se, por exemplo, evitar sensaes de insegurana dos usurios de uma

construo na presena de deslocamentos ou vibraes excessivas, ou tambm

prejuzos a componentes no estruturais, tais como esquadrias ou alvenarias.

Os estados limites de servios podem ser oriundos de um ou mais dos

seguintes fatores: vibraes excessivas; deslocamentos ou deformaes excessivas

que afetam a utilizao normal da estrutura; pequenos danos que comprometam o

aspecto esttico ou a durabilidade da estrutura.

Para que a estrutura atenda aos objetivos para os quais foi projetada, a

norma NBR 8800/08 estabelece que para o mtodo dos estados limites o

dimensionamento de uma estrutura exige que nenhum estado limite aplicvel seja

excedido quando a estrutura for submetida a todas as combinaes apropriadas de

aes.

Na hora de aplicar este mtodo os seguintes aspectos devem ser

considerados:

a) reconhecimento de todos os estados limites, por tanto, identificar as maneiras

pelas quais a estrutura poderia deixar de preencher os requisitos para os

quais foi projetada e modos possveis de que a mesma entre em colapso.

b) determinar para cada estado limite os nveis aceitveis de segurana,

assegurando que os mesmos no ocorram.

c) a considerao, pelo calculista da estrutura, dos estados limites significativos.

17

Para projetos de edifcios mais corriqueiros, os pontos (a) e (b) so

cobertos pelas normas, onde so indicados os estados limites que devem ser

considerados. Logo, para as estruturas comuns, o calculista responsvel pelo item

(c), frequentemente comeando pelo estado limite mais crtico.

A principal dificuldade de segurana estrutural garantir que a resistncia

da estrutura seja suficiente para suportar os efeitos ou solicitaes da mxima ao

ou combinao de aes que a estrutura pode suportar durante a fase de

construo e toda sua vida til.

Na prtica, o processo de verificao o inverso e tem por base o

conceito dos valores de clculo dos esforos atuantes, representados pela varivel

, e no conceito das resistncias de clculos, representadas pela varivel . O

carter semi-probabilstico da verificao da segurana introduzido quando

executada a transformao dos valores caractersticos das aes e das resistncias

representados por e , por meio dos coeficientes de majorao e de ponderao

respectivos transformando-os nos valores de clculo, tanto de como de .

A determinao dos valores destes coeficientes feita por meio de uma

distribuio normal de probabilidade, como ilustrado na figura anterior, onde as

aes foram afetadas pelo coeficiente e as resistncias pelo fator , coeficientes

estes obtidos por consideraes probabilsticas para cada tipo de estado limite e

geralmente como produtos de coeficientes parciais.

2.3.3 Condies de segurana em estruturas metlicas

Para projetos de estruturas metlicas no Brasil, as normas NBR

8681:2004, NBR 8800:2008 e NBR 14762 estipulam os seguintes procedimentos

para a introduo de segurana, condicionando valores para os coeficientes de

majorao das solicitaes, tipos e caractersticas das combinaes destas aes e

tambm para os coeficientes de majorao das resistncias, para cada caso de

solicitao.

Condies relativas aos estados limites ltimos (ELU):

Condies relativas aos estados limites de servio (ELS):

18

2.3.4 Aes

2.3.4.1 Aes permanentes diretas

As aes permanentes diretas so constitudas pelo peso prprio da

estrutura e pelos pesos dos elementos construtivos fixos, instalaes permanentes,

os empuxos permanentes, causados por terra e de outros materiais granulosos

quando admitidos no removveis.

2.3.4.2 Aes permanentes indiretas

As aes permanentes indiretas so constitudas pelas deformaes

impostas por retrao e fluncia do concreto, deslocamentos de apoio e

imperfeies geomtricas.

2.3.4.3 Aes variveis

Aes variveis ocorrem com valores que apresentam variaes

significativas durante a vida til da construo, como sobrecargas em pisos e

coberturas, equipamentos, divisrias, mveis, ao do vento e variao de

temperatura.

2.3.4.4 Aes excepcionais

Aes excepcionais so as que tm durao extremamente curta e

probabilidade muito baixa de ocorrncia durante a vida da construo, como

exploses, choques de veculos, incndios, enchentes e sismos excepcionais.

2.3.4.5 Coeficientes de ponderao das aes

As aes devem ser majoradas pelo coeficiente de ponderao , dado

por:

= 123 , (03)

19

Onde:

1 a parcela do coeficiente que considera a variabilidade das aes;

2 a parcela do coeficiente que considera a simultaneidade de atuao

das aes;

3 a parcela do coeficiente que considera os possveis erros de

avaliao dos efeitos das aes.

2.3.5 Combinaes de aes

De acordo com a norma NBR8800/2008, um carregamento feito pela

combinao das aes que tm probabilidade no desprezveis de atuarem

simultaneamente sobre as estruturas, durante um perodo preestabelecido.

A combinao das aes deve ser feita de forma que possam ser

determinados os efeitos mais desfavorveis para a estrutura; a verificao dos

estados limites ltimos e dos estados limites de servio deve ser realizada em

funo de combinaes ultimas e combinaes de servio, respectivamente.

2.3.5.1 Combinaes ltimas

As combinaes ltimas so classificadas em normal, especial, de

construo e excepcional.

Combinao ltima normal

As combinaes ltimas normais decorrem do uso previsto para a edificao

e aplica-se a seguinte expresso:

= (,) + 11,=1 + (0,)

=2 , (04)

Onde:

, so os valores caractersticos das aes permanentes;

1, o valor caracterstico da ao varivel considerada como principal;

, valores caractersticos das aes variveis simultneas com a ao

principal.

Combinaes ltimas especiais

20

Aplica-se a seguinte expresso:

= (,) + 11,=1 + (0,,)

=2 , (05)

Onde:

, so os valores caractersticos das aes permanentes;

1, o valor caracterstico da ao varivel especial;

, representa os valores caractersticos das aes vaiveis que podem

atuar concomitantemente com a ao varivel especial;

0, representa os fatores de combinao efetivos da cada uma das aes

variveis que podem atuar concomitantemente com a ao varivel especial 1.

Combinaes ltimas excepcionais

Aplica-se a seguinte expresso:

= (,) + ,=1 + (0,,)

=1 , (06)

Onde:

, o valor da ao transitria excepcional.

2.3.5.2 Combinaes de servio

As combinaes de servio so classificadas em quase permanente,

frequentes e raras de acordo com o tempo de permanncia na estrutura.

Combinaes quase permanentes de servio

So as que atuam durante grande parte da vida da estrutura, acima da

metade desse perodo.

= ,=1 + (2,)

=1 , (07)

Combinaes frequentes de servio

So aquelas que se repetem muitas vezes durante o perodo de vida da

estrutura, de 105 vezes em 50 anos, ou que tenham durao total igual a uma parte

no desprezvel desse perodo, da ordem de 5%.

= ,=1 + 11, + (2,)

=2 , (08)

21

Combinaes raras de servio

As combinaes raras so aquelas que podem atuar no mximo algumas

horas durante o perodo de vida da estrutura.

= ,=1 + 1, + (1,)

=2 , (09)

2.3.6 Resistncias

2.3.6.1 Valores caractersticos

As resistncias dos materiais so representadas pelos valores

caractersticos , definidos como aqueles que, num lote de material, tm

determinada probabilidade de serem ultrapassados, no sentido desfavorvel para a

segurana e admitida como sendo o valor que tem apenas 5% de probabilidade de

no ser atingido pelos do lote de material.

2.3.6.2 Valores de clculo

A resistncia de calculo de um material definida como:

=

, (10)

= 123 , (11)

Onde:

a resistncia caracterstica ou nominal;

o coeficiente de ponderao da resistncia ;

1 a parcela do coeficiente que considera a variabilidade da resistncia

dos materiais envolvidos;

2 a parcela do coeficiente que considera a diferena entre a

resistncia domaterial no corpo-de-prova e na estrutura;

3 a parcela do coeficiente que considera os desvios gerados na

construo e as aproximaes feitas em projeto do ponto de vista das resistncias.

Coeficientes de ponderao das resistncias no estado limite ultimo (ELU)

22

Os valores dos coeficientes de ponderao das resistncias ,

representados por , , so dados na tabela 3 da NBR 8800/2008. No caso do

ao estrutural, so definidos dois coeficientes, 1 2 , o primeiro para estados

limites ltimos relacionados a escoamento e instabilidade e o segundo ruptura.

Coeficientes de ponderao das resistncias no estado limite de servio

(ELS)

Para os estados limites de servio: = 1,00

2.3.7 Peas tracionadas

So chamadas de peas tracionadas as peas que esto sujeitas

solicitao de trao axial, ou traa simples. Pode-se encontrar peas tracionadas

em estruturas sob diversas formas:

Contraventamentos de tores (estais);

Tirantes de vigas armadas;

Barras tracionadas de trelias;

Tirantes ou pendurais;

Travejamentos de vigas ou colunas, geralmente com dois tirantes em forma

de X.

2.3.7.1 Comportamento de peas tracionadas

Segundo Fadel e Carqueja (2012), barras tracionadas de ao com seo

transversal uniforme comportam-se de forma muito semelhante ao modelo terico,

podendo-se geralmente admitir que as tenses se distribuam uniformemente nas

sees transversais. Neste caso, uma barra solicitada trao pode ser analisada

como se faz com um corpo de prova no ensaio de trao. Enquanto as tenses no

atingem o limite de proporcionalidade, o material tem um comportamento

semelhante ao terico elstico clssico da mecnica dos slidos.

Devido ao esforo normal de trao (N), em peas tracionadas, as

tenses normais () so somadas as tenses residuais () e cuja resultante nula

23

em cada seo. Com o aumento da fora de trao ocorre a plastificao

progressiva da seo.

A presena de furos, em ligaes, bastante comum e provocam

concentrao de tenses, o mesmo ocorre quando a seo transversal varia de

forma brusca.

As tenses aumentam diretamente com as deformaes, enquanto

estiverem dentro do limite elstico e sua distribuio ocorre de forma no uniforme,

apresentando maiores tenses nas fibras prximas ao furo.

2.3.7.2 Dimensionamento conforme NBR8800/2008

Estados limites ltimos (ELU)

Para Estado Limite ltimo (ELU), o dimensionamento deve atender o item 5.2

na NBR8800/2008:

, , , (12)

onde:

, o esforo de calcula na barra;

, o esforo resistente, menor dos dois valores.

a) Para escoamento da seo bruta:

, =

1 , (13)

b) Para ruptura da seo liquida:

, =

2 , (14)

onde:

a resistncia ao escoamento do ao;

a resistncia ruptura do ao;

1 = 1,10 , coeficiente de ponderao da resistncia relacionado a

escoamento, flambagem e instabilidade;

2 = 1,35, coeficiente de ponderao da resistncia relacionado a ruptura;

a rea bruta da seo transversal da barra;

a rea lquida efetiva da seo transversal da barra:

24

= , (15)

Clculo da rea lquida - A rea lquida de uma seo transversal

qualquer de uma barra deve ser calculada pela soma dos produtos da espessura

pela largura lquida de cada elemento, medida na direo normal ao eixo da barra.

Estado limite de servio (ELS)

Para ELS recomenda-se limitar a flexibilidade das peas (por exemplo:

vibrao, deslocamento excessivo de peas de travamentos em X, etc.) por meio da

seguinte restrio:

=

300 , (16)

Onde:

o raio de girao;

o comprimento no-travado da pea na direo em que se tomar .

2.3.8 Peas comprimidas

Peas comprimidas axialmente podem ser encontradas em componentes

de trelia, sistemas de travejamento e em pilares de sistemas contraventados de

edifcios com ligaes rotuladas.

Ao contrrio do esforo de trao que tende a retificar as peas reduzindo

o efeito de curvaturas iniciais existentes, o esforo de compresso tende a acentuar

esse efeito (PFEIL; PFEIL, 2009). Os deslocamentos laterais produzidos compem o

processo conhecido com flambagem por flexo que em geral reduz a capacidade de

cada pea em relao ao caso da pea tracionada.

As chapas componentes de um perfil comprimido podem estar sujeitas

flambagem local, que uma instabilidade caracterizada pelo aparecimento de

deslocamentos transversais chapa, na forma de ondulaes. A ocorrncia da

flambagem local depende da esbeltez da chapa

.

Dimensionamento conforme a norma NBR 8800/2008

No dimensionamento, a seguinte condio deve ser atendida:

25

, = , , (17)

onde:

, a fora axial de compresso de calculo;

, a fora axial de compresso resistente de calcula.

a) Determinao da foa axial de clculo.

, =

1 , (18)

onde:

o fator de reduo associado a resistncia compresso;

= a rea bruta da seo transversal da barra;

1 = 1,10 , coeficiente de ponderao da resistncia relacionado ao

escoamento;

a rea bruta da seo transversal;

a tenso de escoamento.

b) Fator de reduo.

O fator de reduo associado compresso, , dado por:

Para 0 1,5 = 0,6580

2

Para 0 > 1,5 =0,877

02

onde 0 o ndice esbeltez reduzido obtido a partir da formula abaixa:

0 =

, (19)

a fora axial flambagem elstica.

O ndice de esbeltez das barras comprimidas tomado como a maior relao

entre o produto e o raio de girao correspondente , portanto

, onde o

coeficiente de flambagem e o comprimento destravado, no deve ser superior a

200.

26

c) Fora normal de flambagem global elstica

A fora normal elstica de um perfil com dupla simetria ou simtrico em

relao a um ponto dada pelo menor valor obtido com a aplicao das equaes

abaixo:

flambagem por flexo em relao ao eixo principal de inrcia :

=2

()2 , (20)

flambagem por flexo em relao ao eixo principal de inrcia y:

=2

()2 , (21)

flambagem por flexo- toro em relao ao eixo longitudinal z:

= 1

02[

2

()2+ ] , (22)

onde:

o comprimento de flambagem por flexo em relao ao eixo x;

o momento de inrcia da seo transversal em relao ao eixo x;

o comprimento de flambagem por flexo em relao ao eixo y;

o momento de inrcia da seo transversal em relao ao eixo y;

comprimento de flambagem por toro, E o mdulo de elasticidade

de ao.

O raio de girao polar da seo bruta em relao ao centro de toro, r0,

dado por:

0 = (2 + 2 + 02+ 02) , (23)

27

2.3.9 Peas fletidas

De acordo com Fadel e Carqueja, barras fletidas so barras submetidas a

cargas transversais ao seu eixo longitudinal, sujeitas ao momento fletor e esforo

cortante. A resistncia ao momento fletor das vigas pode ser afetada pela

flambagem local da mesa (FLM), pela flambagem local da alma (FLA) e pela

flambagem lateral com toro (FLT).

Flambagem local quando ocorre a perda de estabilidade das chapas

comprimidas do perfil, a qual reduz o momento resistente da seo.

Flambagem lateral com toro quando a viga perde seu equilibio no plano

principal de flexo e passa a apresentar deslocamentos laterais e rotaes de

toro.

2.3.9.1 Dimensionamento conforme a norma NBR 8800/2008

Para o clculo do momento resistente da viga a norma admite 3 regies,

como mostra a figura abaixo.

Figura 2 - Diagrama

.

Fonte: Fadel e Carqueja (2012).

Vigas curtas ( ): h a plastificao total da seo sem que ocorra

flateral. Para este caso o momento resistente obtido atravs da equao:

28

=

1=

1 , (24)

Vigas longas ( > ): ocorre flambagem lateral antes que as fibras mais

solicitadas atinjam a tenso de escoamento, onde o momento resistente

obtido atravs da equao:

=

1

1 , (25)

Vigas intermediarias ( < ): o limite de resistncia desta viga a

flambagem lateral inelstica, isto , a flambagem lateral ocorre

simultaneamente ao escoamento de algumas fibras de seo, em que o

momento resistente obtido atravs da equao:

=

1[ ( )

]

1 , (26)

um fator de modificao para diagrama de momento fletor resistente,

tratado no item 5.4.2.3 da NBR 8800/2008.

2.3.9.1.1 Resistncia ao esforo cortante

A resistncia dos materiais fornece a seguinte expresso para determinar

a tenso de cisalhamento em casos de flexo simples:

= =

, (27)

onde:

cortante na seo;

momento esttico da rea acima da linha em estudo, em relao a

linha neutra da seo;

espessura da seo na linha de estudo;

momento de inercia da seo em relao ao eixo de flexo.

2.3.9.1.2 Tenso de escoamento, ou de plastificao

Para cisalhamento puro, o critrio da energia de distoro, ou de Von

Mises, fornece:

29

(1 2)2 + 1

2 + 22 = 2

2 , (28)

Considerando 1 = a tenso de cisalhamento obtida em ensaio

simples de cisalhamento puro e assumindo como tenso principal, e 2 =

obtm-se: 62 = 2

2 = 0.58, costuma ser utilizado: = 0.6.

2.3.9.1.3 Flambagem por cisalhamento

As chapas submetidas ao cisalhamento puro apresentam flambagem

elstica quando:

, (29)

onde:

= 2

12(12)2 , (30)

= 5,0 quando a/h < 3,0;

= 5 + 5

(/)2 para os demais casos.

Dentro do mesmo procedimentos obtm-se: 1,37

onde foi

assumido: = = 0,8 (proporcionalmente) sabendo tambm que:

, 0,8 encontra-se: 1,10

.

Assim, quando:

= = 0,6 , (31)

< =

, (32)

> 1,24 (

)2

, (33)

30

3 CONCEPO ESTRUTURAL

3.1 CARACTERSTICAS DO POSTO DE COMBUSTVEIS

A estrutura a ser dimensionada possui as seguintes caractersticas:

Obra: Posto de combustveis Posto Galo.

Localidade: Rodovia BR-101 Km 224 + 920m sentido Norte, Palhoa SC.

Dimenses gerais da estrutura:

o Comprimento: 29,00 m

o Largura: 19,95 m

o Altura: 5,50 m

3.2 LANAMENTO DA ESTRUTURA

O projeto estrutural a sequncia natural do projeto arquitetnico. O

projeto arquitetnico onde so delineados o estudo da obra, sua finalidade e sua

composio. Inicia-se o projeto estrutural exatamente pela anlise do projeto

arquitetnico, seguido pela concepo estrutural, anlise de cargas e distribuio

das peas estruturais.

O lanamento de uma estrutura, ou concepo estrutural, a escolha de

um sistema estrutural que constitua a parte resistente de um edifcio. Implica na

escolha dos elementos que comporo a estrutura, assim como na determinao dos

esforos atuantes. A soluo estrutural dever atender aos requisitos arquitetnicos,

o bom desempenho estrutural e as verificaes conforme indicaes das normas

pertinentes.

preciso estabelecer uma regra coerente de trabalho a fim de obter uma

linha racional e natural na anlise do projeto. Os princpios que envolvem um projeto

estrutural de uma estrutura metlica devem obedecer ao seguinte esquema geral:

a) Anlise do projeto arquitetnico:

Dimenses de edificao;

Caractersticas da edificao;

Cobertura;

31

Caractersticas gerais da estrutura proposta.

Outras consideraes que devem ser observadas so em relao altura

do edifcio (p-direito), composio das alvenarias de vedao, telhas de tapamento

da cobertura e dos fechamentos laterais; aberturas fixas nas faces frontais e laterais

tais como portas, janelas ou ventilaes de qualquer espcie.

b) Pr-anlise estrutural:

Tipo de utilizao;

Localizao da obra;

Descrio geral;

Normas a serem seguidas;

Tipo de materiais a serem utilizados na obra, entre outros.

Sendo assim, apresenta-se uma breve descrio da obra e um esquema

da distribuio estrutural escolhida, conforme figuras 3 e 4. Cabe salientar que o

projeto arquitetnico encontra-se no Anexo A.

Descrio do projeto:

Tipo de obra: Estrutura metlica de cobertura. (cobertura posto de

combustveis);

Vo entre eixos de colunas: 10 metros (eixo X);

Vo entre eixos das colunas e edificao principal: 14,98 metros (eixo Y);

Trechos da cobertura em balao;

Cobertura em chapa de ao galvanizado.

Normas: NBR 6123 - Foras Devido ao Vento em Edificaes, NBR 6120

Cargas para Clculos de Estruturas e NBR 8800 Projetos de Estruturas

de Ao e de Estrutura Mista de Ao e Concreto de Edifcios.

32

Figura 3 Distribuio estrutural escolhida (vista superior)

Figura 4 - Distribuio estrutural escolhida (vista frontal)

3.3 CARREGAMENTOS

Tanto aes verticais como aes horizontais devem ser resistidas pelo

sistema estrutural de um edifcio. Tais aes so geradas por cargas, que podemos

classificar como permanentes e variveis dependendo das circunstncias que se

encontram as mesmas. Podemos tambm combina-las mediante a sua ocorrncia

durante a vida da construo em combinao normal, especial, excepcional e de

construo.

Combinao normal: em funo do uso que se pretende dar a obra;

33

Combinao especial: transitrio e de pequena durao;

Combinao excepcional: provem de aes excepcionais de durao

extremamente curta, muitas vezes de efeitos catastrficos;

Combinao de construo: refere-se fase de execuo da obra, ao termino

desta etapa, cessam os carregamentos que tambm so transitrios.

3.3.1 Permanente

formada pelo peso prprio de todos os elementos constituintes da

estrutura, incluindo os pesos de equipamentos e instalaes permanentes

suportados na estrutura. As aes geradas pelos diferentes materiais podem ser

pesquisadas, na ausncia de informaes mais precisas, na ABNT NBR6120 ou em

catlogos de fabricantes.

Para efeito de clculo, devido aos perfis adotados, o peso prprio de

contribuio da estrutura secundria ser adotado como de 40 N/m. Para a

estrutura principal foi adotado valor de 100 N/m.

3.3.2 Sobrecarga

De acordo com a NBR8800/2008, anexo B item B.5.1, admite-se que a

ao varivel acidental englobe as cargas resultantes de instalaes eltricas e

hidrulicas, de isolamento trmico e acstico e de pequenas peas eventualmente

fixadas na cobertura, at um limite superior de 0,05 kN/m. Conforme o anexo B item

B.5.2, o valor de sobrecarga na cobertura deve ser especificado de acordo com sua

finalidade, entretanto com um valor mnimo de 0,25kN/m. Esta ao considerada

como uma carga uniformemente distribuda atuando sobre a projeo horizontal do

telhado.

3.3.3 Vento

Como o vento tem grande importncia no dimensionamento de estruturas

metlicas, foram usadas como critrios de clculo as recomendaes da NBR

6123/1988 Foras devidas ao vento em edificaes, para o correto levantamento

das solicitaes provocadas pelo vento.

34

3.3.3.1 Velocidade bsica do vento ()

a velocidade de uma rajada de trs segundos de durao, a dez metros

de altura, em campo aberto e plano, ultrapassada, em mdia, uma vez em 50 anos.

Conforme com o mapa de isopletas, publicada na NBR 6123/1988, a

velocidade bsica do vento na regio do projeto de 43 m/s.

3.3.3.2 Fator topogrfico ()

O fator topogrfico 1 leva em considerao as variaes do relevo do

terreno, apresentando-se com caractersticas prprias para algumas diversidades,

considerando o aumento ou diminuio da velocidade do vento em funo da

topografia do terreno.

Se for necessrio um conhecimento mais preciso da influncia do relevo,

ou se a aplicao das indicaes da NBR 6123 tornar-se difcil pela complexidade

do relevo, recomendo o recurso a ensaios de modelos topogrficos em tnel de

vento ou a medidas anemomtricas no prprio terreno.

Considerando a topografia e caractersticas do entorno do local do

projeto, adotou-se ento o fator = , .

3.3.3.3 Fator de rugosidade ()

O fator 2 considera o efeito combinado da rugosidade do terreno, da

variao da velocidade do vento com a altura do terreno e das dimenses da

edificao ou parte da edificao. A NBR6123/1988 estabelece uma classificao

em cinco diferentes condies onde se pode verificar em qual situao o futuro

projeto ser executado. No que se refere a altura da edificao, sabemos que em

ventos fortes, a velocidade do vento aumenta conforme sua altura em relao ao

terreno, esse aumento tambm est relacionado com as condies de rugosidade

da edificao, o nmero de obstculos naturais ou artificiais aumenta ou diminui,

mediante as condies em que se apresentam, os esforos provenientes da ao do

vento. No item das dimenses da edificao, essas esto relacionadas com a rajada

35

de vento que dever envolver o edifcio. Quanto maior for o edifcio maior deve ser a

rajada ou turbilho que o envolver e, consequentemente, menor dever ser a

velocidade mdia do vento nessas condies.

Observando o perfil do terreno e dos seus arredores, podemos classifica-

lo, quanto a rugosidade, na categoria IV: Terrenos cobertos por obstculos

numerosos e pouco espaados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. Como a

futura edificao estar dentro do intervalo de 20m e 50m, podemos classificar,

quanto as dimenses, na classe B. Utilizando a tabela de Fator de rugosidade da

NBR6123/1988, encontra-se o fator de rugosidade = , .

3.3.3.4 Fator estatstico ()

O fator 3 baseado em conceitos estatsticos, e considera o grau de

segurana requerido a vida til da edificao. A NBR6123/1988 prev como vida til

da edificao um perodo de cinquenta anos e uma probabilidade de 63% de a

velocidade do vento ser excedida ao menos uma vez durante esse perodo.

Segundo a tabela 3 valores mnimos do fator estatstico 3, para o edifcio em

questo = , , pois uma edificao para comercio com alto fator de

ocupao.

3.3.3.5 Velocidade caracterstica do vento ()

A velocidade bsica do vento multiplicada pelos fatores 1; 2; 3 para

obtermos a velocidade caracterstica do vento, a qual ser utilizada no

dimensionamento da estrutura.

= 1230 , (34)

= 43 1,00 0,83 1,00

= , /

36

3.3.3.6 Presso dinmica ()

Com a velocidade caracterstica do vento podemos calcular a presso

dinmica:

= 0,6132 , (35)

= 0,613 35,692

= 780.82 781N

2= , /

3.3.3.7 Coeficientes aerodinmicos para edificaes correntes

Assim que determinados os esforos derivados da presso do vento, se

faz necessrio determinar de que maneira essa presso de vento interage com a

edificao. A norma NBR 6123/1988 define que tais esforos atuam sobre a

estrutura a partir dos coeficientes aerodinmicos, que so divididos em dois tipos:

coeficiente de presso e de forma externos () e coeficiente de presso interno

(). Os valores destes coeficientes so determinados, para este caso, atravs do

item 8 da referida norma, coeficientes de forma para muros, placas e coberturas

isoladas.

O projeto adotado para estudo de caso deste trabalho possui como

angulao da cobertura uma declividade que no se pode enquadrar na NBR

6123/1988. Neste caso, analisamos as duas situaes mais prximas declividade

de projeto, de modo a obter os esforos mximos aos quais a estrutura poderia estar

submetida devido ao vento.

Hiptese 1: cobertura com uma gua plana

Hiptese 2: coberturas com duas guas simtricas com calha central

HIPTESE 1 Para inclinao da cobertura a =

37

Para efeito de comparao de clculos a fim de observar qual a situao

mais crtica, adotou-se a angulao do telhado como sendo de 0 graus, o que

implicaria em uma folha nica.

Neste caso, utilizou-se a Tabela 17 Coeficiente de presso em

coberturas isoladas uma gua plana da NBR 6123/1988.

Desta tabela, obtiveram-se os coeficientes de presso e forma externa

para uma cobertura isolada Cpe = 2,0.

Conforme indicaes do item 8.2.4, se faz necessrio prever uma

possvel obstruo que possa ser colocada sob a cobertura ou junto a ela. Esta deve

resistir ao do vento, na zona de obstruo, calculada para uma edificao

fechada e de mesma cobertura, com Cpi = +0,8, para obstruo na borda de

sotavento, e com Cpi = -0,3, para obstruo na borda barlavento.

Para os coeficientes externos, a angulao proposta se enquadra na

Tabela 5 da norma NBR 6123/1988, onde obtiveram-se os seguintes valores para

= 0:

Tabela 1 - Valores dos coeficientes externos

Valores de Ce para Cpe mdio

= =

EF GH EG FH -2,0

-0,8 -0,4 -0,8 -0,4

Fonte: NBR 6123/1988

Onde = ngulo de incidncia do vento sobre a estrutura da edificao.

Logo, obtiveram-se os seguintes carregamentos:

38

a) A barlavento

Figura 5 - Esquema demonstrativo barlavento

b) A sotavento

Figura 6 - Esquema demonstrativo sotavento

Para estas duas anlises (com e sem obstruo) foram observadas como

situaes mais crticas o 1 carregamento (positivo) e 2 carregamento (negativo)

sem obstruo.

HIPTESE 2 Para inclinao da cobertura a =

As especificaes para obteno do coeficiente de presso e formas para

esta primeira hiptese podem ser verificadas no item 8.2 coberturas isoladas a

guas planas.

39

Conforme a abrangncia da norma, item 8.2.3, para casos de:

Coberturas a duas guas (Tabela 18): 0,07 0,6 , 0,5 2

Onde:

= altura livre entre o piso e o nvel da aresta horizontal mais baixa da

cobertura

2 = profundidade da cobertura

= ngulo de inclinao das guas da cobertura

Conforme orientaes da norma, para esta hiptese foram encontrados

os seguintes coeficientes (de acordo com a Tabela 18 Coeficientes de presso em

coberturas isoladas a duas guas planas simtricas da norma NBR 6123/1988):

Tabela 2 - Coeficientes de presso

1 Carregamento 2 Carregamento

Cpb = 0,8 Cpb = -0,7

Cps = 0,3 Cps = -0,1


De acordo com o projeto arquitetnico, a tende zero devido a baixa

inclinao do telhado.

Conforme indicaes do item 8.2.4, se faz necessrio prever uma

possvel obstruo que possa ser colocada sob a cobertura ou junto a ela. Esta deve

resistir ao do vento, na zona de obstruo, calculada para uma edificao

fechada e de mesma cobertura, com Cpi = +0,8, para obstruo na borda de

sotavento, e com Cpi = -0,3, para obstruo na borda barlavento.

De modo a enquadrar o projeto normativa, optou-se por utilizar a Tabela

32, conforme o anexo F Informaes adicionais.

Como o caso em questo apresenta como valor de a/b = 3, os

coeficientes Ce foram obtidos por interpolao de modo que se apresentaram como:

40

Tabela 3 - Coeficientes Ce

Valores de Ce para

= =

EF GH EG FH

-0,9 -0,6 -0,2 -0,1


Onde = ngulo de incidncia do vento sobre a estrutura da edificao.

Logo, obtiveram-se os seguintes carregamentos:

a) A barlavento

Figura 7 - Esquema demonstrativo barlavento

b) A sotavento

Figura 8 - Esquema demonstrativo sotavento

41

Para estas duas anlises (com e sem obstruo) foi observada como

situao mais crtica, a obstruo sotavento.

HIPTESE MAIS CRTICA

De acordo com os resultados obtidos nas hipteses analisadas, as piores

solicitaes da cobertura em questo foram obtidas para inclinao da cobertura

= 0, conforme hiptese 1 cobertura isolada plana.

Logo o coeficiente de presso a ser utilizado para o dimensionamento da

estrutura ficou como Cp = 2,0.

3.4 DIMENSIONAMENTO ESTRUTURA SECUNDRIA

3.4.1 Tapamento da cobertura

Ser utilizado para tapamento da cobertura telhas de ao galvanizado

trapezoidal, pois a mesma foi especificada no projeto arquitetnico.

a) Cargas atuantes nas telhas:

Cargas permanentes:

Peso telha trapezoidal 40 (espessura = 0,5 mm) = 48 N/m

Carga devida ao vento atuante nas telhas (presso dinmica multiplicada

pelo , ):

Vento = 781 2 (2,0) = 1562,0 2

Sobrecarga = 250 N/m

b) Combinao de esforos:

1 = 1,25 48,0 + 1,5 250,0 = 435,0 2

2 = 1,0 48,0 1,4 1562,0 = 2138,8 2

3 = 1,25 48,0 + 1,5 250,0 1,4 0,6 1562 = 877,08 2

4 = 1,25 48,0 1,4 1562 + 1,5 0,8 250,0 = 1826,8 2

42

Como 2 contribui com o resultado mais crtico, logo, ser utilizado essa

combinao para clculo das telhas de cobertura. Conforme pode ser visto no

catlogo de telhas, Anexo B, para espessura de 0,50 mm com 4 apoios com

distncia de 1,60 m, a carga admissvel de 2500 N/m. Por tanto, foi adotado

telhas de 0,50 mm com distncia de 1,60 m entre as teras.

3.4.2 Teras

As teras so vigas colocadas na cobertura, responsveis por suportar as

chapas de tapamento, elas recebem cargas permanentes, acidentais e de vento. As

teras esto normalmente sujeitas s solicitaes de flexo dupla e

excepcionalmente a flexo simples no caso dos telhados planos.

As teras devem ter em sua composio estrutural, as linhas de corrente

(tirantes), cuja finalidade formar um apoio, diminuindo o vo terico das teras no

sentido da sua menor rigidez ou inrcia. Outro fator que pode contribuir com a

diminuio do vo terico, agora no sentido da maior inrcia do perfil, a utilizao

das denominadas mos francesas, que alm de diminurem o vo da tera,

propiciam um travamento nas vigas de cobertura.

Segue na sequencia o esquema estrutural das teras e tirantes.

43

Figura 9 - Distribuio das teras e tirantes

3.4.2.1 Cargas atuantes nas teras

a) Cargas permanentes:

O peso prprio atuante foi estimado em 40 N/m, considerando-se as tera

e os tirantes.

O peso prprio das telhas, de acordo como catlogo comercial, de 48

N/m

Desta forma o peso prprio resultante da estrutura com as telhas,

multiplicado pela distancia entre as teras, ficar igual:

( + ). 1,6 = (40 + 48). 1,6 = 140,8 141 /

b) Sobrecarga:

Conforme a norma, a sobrecarga atuante de 250 N/m

De modo a obter-se a distribuio linear, multiplica-se pela distncia entre

as teras:

44

= 250 . 1,6 = 400 /

c) Carga de vento:

A carga de vento atuante nas telhas igual a presso dinmica

multiplicada pelo Cpe multiplicada pela distncia entre as teras.

= 781 . 2,0 . 1,6 = 2499,2 /

Como a cobertura do posto de combustvel tem uma inclinao de 3%,

ser dimensionado para flexo composta, calculando o momento resistente para os

eixos de maior e menor inrcia. Assim ser preciso definir o carregamento atuante

para as duas direes.

Figura 10 - Disposio das teras com carregamento do vento

Fonte: IBS. Galpes de usos gerais. 3 ed. RJ, 2004

Para o eixo de maior inrcia:

- Permanentes = = 141. cos 1,72 = 140,9 141 /

- Sobrecarga = = 400 . cos 1,72 = 399,82 400 /

- Vento = = 2499,20 /

Para o eixo de menor inrcia:

- Permanentes = = 141. sen 1,72 = 4,2321 4 /

- Sobrecarga = = 400 . sen 1,72 = 12,01 12 /

3.4.2.2 Combinao de aes

Para eixo de maior inercia:

45

1 = 1,25 141 + 1,5 400,0 = 776,25

2 = 1,0 141 1,4 2499,20 = 3357,88

3 = 1,25 141 + 1,5 400 1,4 0,6 2499,20 = 1323,08

4 = 1,25 141 1,4 2499,20 + 1,5 0,8 400 = 2842,63

Para eixo de menor inercia:

1 = 1,25 4 + 1,5 12 = 23,00

2 = 1,0 4 1,4 0,0 = 4,23

3 = 1,25 4 + 1,5 12 1,4 0,6 0,0 = 23,00

4 = 1,25 4 1,4 0,0 + 1,5 0,8 12 = 19,4

3.4.2.3 Esforos solicitantes

De modo a garantir maior estabilidade da estrutura, optou-se por analisar

o uso de tirantes flexveis no centro do vo entre as teras. Este dispositivo auxiliar

na reduo dos momentos no eixo de menor inrcia, ponto mais crtico da

estabilidade, conforme demonstrado nas figuras 11 e 12 na sequncia.

Figura 11 - Eixo de maior inrcia

46

Figura 12 - Eixo de menor inrcia

Como auxlio do software FTOOL, obteve-se os seguintes esforos

solicitantes para as combinaes consideradas.

Tabela 4 - Esforos solicitantes

TERAS

Foras Atuantes

Eixo de maior inrcia Eixo de menor inrcia

M (N.m) V (N) M (N.m) V (N)

2329 1901,2 17,3 35,2 Fd1

10078,2 8227,1 3,0 6,1 Fd2

3970,7 3241,3 17,3 35,2 Fd3

8529,6 6962,9 14,3 29,1 Fd4

3.4.2.4 Dimensionamento das teras

O perfil adotado deve resistir as combinaes de aes, que neste casso,

aos momentos fletores nas duas direes, para cada combinao, bem como resistir

ao momento fletor mximo e cortante mximo em cada direo. Para tanto, o perfil

escolhido foi o U6x15.60 ao ASTM A36. As propriedades geomtricas deste perfil

pode ser obtida no catlogos do fabricantes (Anexo C).

Os comprimentos de flambagem so:

Lx = 5,20 m

Ly = 2,60 m

47

Lb = 2,60 m

Lembrando que h uma linha de tirantes projetada, que reduz o

comprimento de flambagem dos perfis em torno do eixo de menor inercia e a toro.

3.4.2.4.1 Verificao flexo

- Eixo de maior inrcia:

Estado limite para flambagem local da mesa.

a) Parmetro de esbeltez:

=

= 51,7

8,71= 5,93

b) Parmetro de esbeltez correspondente plastificao:

= 0,38

= 0,38

200000

250 = 10,75

c) Parmetro de esbeltez correspondente ao escoamento:

= 0,83

= 0,83

200000

(250 0,3 250)= 28,06

Segundo o item G2.2.a) da NBR 8800/2008, para:

<

= = 101 25 = 2525 = 25,25

= 1

= 25,25

1,1= 22,96

Estado limite para flambagem local da alma.


48

=

= (152,4 8,71 2)

7,98= 16,91


= 3,76

= 3,76

200000

250 = 106,35


= 5,70

= 5,70

200000

(250)= 161,22


<

= = 101 25 = 2525 = 25,25

= 1

= 25,25

1,1= 22,96

Estado limite para flambagem lateral com toro.

a) Parmetro de esbeltez (Lb = 245 cm):

=

= 245

1,34= 182,836


= 1,76

= 1,76

200000

250 = 49,78


= 1

33 = 4,54

1 = ( )

=

(250 75)82.90

200000 4,54= 0,01598

49

= ( 0,5)

2

12[3( 0,5) + 2( )

6( 0,5) + ( )] = 1,58 104

= 1,38

1 1 + 1 +

2712

= 1,3836 4,54

1,34 4,54 0,01598 1 + 1 +

27 1,58 104 0,015982

36= 314,711

Segundo o item G2.1.c) da NBR 8800/2008, para:

< <

= = 101 25 = 2525 = 25,25

= ( ) = (25 7,5)82,90 = 20,73

Foi adotado = 1,0, pois este produz valores mais crticos.

= 1

[ ( )

]

= 1

1,1[25,25 (25,25 20,73)

182,836 49,78

314,711 49,78] = 20,8908

O momento fletor resistente de clculo em torno do eixo de maior inrcia

o menor entre:

= (; ; )

Logo:

50

= 20,8908 > , = 9,027

- Eixo de menor inrcia:



=

= 51,7

8,71= 5,93


= 0,38

= 0,38

200000

250 = 10,75


= 0,83

= 0,83

200000

(250 0,3 250)= 28,06


<

= = 24,03 25 = 600,9 = 6,01

= 1

= 6,01

1,1= 5,463

Estado limite para flambagem local da alma.


=

= (152,4 8,71 2)

7,98= 16,91


= 1,12

= 1,12

200000

250 = 31,68

51


= 1,40

= 1,40

200000

(250)= 39,60


<

= = 24,03 25 = 600,9 = 6,01

= 1

= 6,01

1,1= 5,463

O momento fletor resistente de calculo em torno do eixo de menor inrcia

o menor entre:

= (; )

Logo:

= 5,463 > , = 0,0173

3.4.2.4.2 Verificao para a combinao de esforos solicitantes:

Considerando que:

< 0,2

, ,

+ , ,

< 1,0

52

Tabela 5 - Verificao de combinao de esforo

Eixo Esforo

Maior Inrcia () 2,3290 10,0780 3,9710 8,5300

() 20,8908 20,8908 20,8908 20,8908

Menor Inrcia () 0,0173 0,0030 0,0173 0,0143

() 5,4630 5,4630 5,4630 5,4630

Verificao 0,1147 0,4830 0,1933 0,4109

3.4.2.4.3 Verificao da capacidade ao cisalhamento:

- Eixo de maior inrcia:



=

= (152,4 2 8,71)

7,98= 16,91


= 1,10

= 1,10

5 200000

250 = 69,57


= 1,37

= 1,37

5 200000

250= 86,65

Segundo o item 5.4.3.1.1 da NBR 8800/2008, para seo U fletida em

relao ao eixo central de inrcia perpendicular a alma, a fora cortante resistente

de clculo, , para < , dada por:

= = 15,24 0798 = 12,1615

= 0,6 = 0,6 12,16 25 = 182,423

53

= 1

= 182,423

1,1= 165,84

= 165,84 > , = 8,2271

- Eixo de menor inrcia:



=

= 51,66

8,71= 5,93


= 1,10

= 1,10

1,2 200000

250 = 34,08


= 1,37

= 1,37

1,2 200000

250= 42,45

Segundo o item 5.4.3.1.1 da NBR 8800/2008, para seo U fletida em relao

ao eixo central de inrcia perpendicular s mesas, a fora cortante resistente

de clculo, , para < , dada por:

= 2 = 2 5,166 0,871 = 8,999 9

= 0,6 = 0,6 9 25 = 135,00

= 1

= 135,00

1,1= 122,73

= 122,73 > , = 0,0352

54

3.4.2.4.4 Verificao da flecha

Para verificao de flecha utiliza-se combinao quase permanente de

servio:

= , +

=1

(2,,)

=1

= 0,141 + 0,6 0,400 = 0,381 /

= 54

384=

5 0,00381 4904

384 200000 632= 0,022626

=

180=

490

180= 2,72

<

Deve ser verificado tambm para vento de suco, considerando o seu

calor caracterstico.

= 54

384=

5 0,0225 4904

384 200000 632= 0,134

=

120=

490

120= 4,08

<

3.4.3 Tirantes

De acordo com a norma NBR8800/2008, para o dimensionamento de

barras de seo circular com extremidades rosqueadas verifica-se a menor

resistncia entre o escoamento da seo bruta e a ruptura da seo rosqueada.

O esquema com a distribuio dos tirantes encontra-se na figura 13.

55

3.4.3.1 Dimensionamento dos tirantes

Para o dimensionamento dos tirantes foi seguido o item 6.3.2.2 da

NBR8800/2008, onde:

= 0,25 2 = 0,25 12,52

= 122,72

= 0,75 = 92,04

= rea bruta;

= rea efetiva ;

= dimetro externo da rosca da barra rosqueada.

Fora de trao resistente de calculo de uma barra de seo circular

rosqueada tracionada, item 6.3.3.1 da NBR8800/2008:

, = 2

= resistncia a ruptura do material.

, = 92,04 400

1,35= 27270,8 = 27,27

Fora de trao resistente para o escoamento da seo bruta tambm

deve ser verificada.

, = 1

= 122,72 250

1,1= 27,89

Por tanto, a resistncia a trao de , = , , pois a menor

entre as duas calculadas.

3.4.3.2 Esforos atuantes nos tirantes.

56

Carregamento:

- Peso prprio = 40 N/m

- Sobre carga = 250 N/m

= (1,25 40 + 1,5 250) sin 1,72 = 12,76 /

Figura 13 - Disposio dos tirantes (medidas em metros)

Cargas atuantes no tirante 1:

1 = (3,26 4,9) 12,76 = 203,83

1 < ,

Cargas atuantes no tirante 2:

2 =12,76 3,26 4,9

2

1,63cos 33,39

3= 66,32

2 < ,

57

3.5 ANLISE DA ESTRUTURA PRINCIPAL

A fim de se dar sustentao s cargas que atuam sobre a rea de

cobertura e transmitir essas cargas aos pilares, deve-se estabelecer a existncia de

sistemas estruturais capazes de suportar essas cargas. Inicialmente projetam-se as

teras de cobertura, cuja finalidade suportar as cargas dos tapamentos que se

apoiam sobre elas e, consequentemente, os efeitos provenientes da ao dos

ventos.

Em seguida, devem ser dimensionadas as denominadas vigas da

cobertura, cuja composio pode ser em vigas de alma cheia ou mesmo reticuladas

e que devem atender as necessidades da obra.

Para caso em questo optou-se por um conjunto de trelias para levar as

cargas das teras at os pilares. Segue abaixo figuras 7 e 8, esquema de

distribuio das trelias e o caminho que as cargas seguem at os pilares.

Figura 14 - distribuio trelias

58

Figura 15 - Esquema de distribuio de cargas.

3.5.1 Trelia 01 e 04

3.5.1.1 Cargas atuantes

Sobrecarga (SC)

Como j foi visto anteriormente o valor da sobrecarga aqui utilizada ser

de 250 N/m. Para obtermos a carga aplicada em cada n da trelia, multiplicamos

esse valor pela rea de influencia de cada n, sendo que para os ns do beiral esse

valor ser metade da carga aplicada nos outros ns, logo:

rea de influencia = 1,92 m

0,25 1.92 = 0,480

Fora devido a sobrecarga atuante por n = 0,48 kN e 0,24 kN para os

ns dos beirais.

Permanente

59

O carregamento permanente vem do peso prprio e do peso da estrutura

secundria.

- Peso estrutura secundria (PES):

Peso telhas: 48 N/m

Peso teras : 40 N/m

Peso tirantes: 40 N/m

48 + 40 + 40 = 128 /

0,128 1,92 = 0,246

Fora devido a estrutura secundria por n = 0,246 kN e 0,123 kN para os

ns dos beirais.

- Peso estrutura principal (PP):

Considerando o perfil utilizado e tambm as ligaes, obteve-se o valor

de 3,03 kN, para o peso prprio da trelia 01. Assim dividindo esse valor pelo vo da

trelia, obtemos um carregamento uniformemente distribudo de 0,317 kN/m. Assim

a carga atuante nos ns ser:

0,317 / 1.59 = 0,505

Fora devido a estrutura principal por n = 0,505 kN e 0,2525 kN para os

ns dos beirais.

Vento (V)

Para carregamento devido ao vento vai ser utilizado o valor das

combinaes mais criticas, j apresentados anteriormente, 1,562 / .

Multiplicando este valor pela rea de influencia do n:

1,562 1,92 = 2,999

Fora devido a ao do vento por n = 2,999kN e 1,499 kN para os

ns dos beirais.

60

Para estes clculos a rea da cobertura foi aproximada pela sua projeo

horizontal, j que se trata de uma cobertura de pequena inclinao (i = 3%).

3.5.1.2 Esforos solicitantes

Para obter os esforos solicitantes de clculo, ser necessrio fazer as

combinaes de aes atuantes na estrutura. As combinaes ltimas normais

decorrem do uso previsto para a edificao, usando-se a seguinte expresso, de

acordo com o item 4.7.7.2.1 e com os valores dos coeficientes de ponderao e

combinao da Tabela 1 e da Tabela 2, respectivamente, da NBR 8800:2008.

= (,) + 11,

=1

+ (0,)

=2

Foi adotado quatro hipteses de combinaes;

1 = 1,25 + 1,4 + 1,5 + 1,4 0,6

2 = 1,25 + 1,4 + 1,4 + 1,5 0,8

3 = ( + ) 1,4

4 = 1,25 + 1,4 + 1,5

Aps feito as combinaes de aes, considerando a atuao de todas as

aes adotadas em cada hiptese atuando na estrutura, o resultado dos esforos

encontrados so os valores dos esforos solicitantes para cada barra.

Segue abaixo os carregamentos combinados para cada hiptese de

clculo.

1 = 1,25 + 1,4 + 1,5 + 1,4 0,6

61

Figura 16 - Carregamento 1 Trelia 01 e 04

2 = 1,25 + 1,4 + 1,4 + 1,5 0,8


3 = ( + ) 1,4


4 = 1,25 + 1,4 + 1,5


62

Os maiores esforos solicitantes na trelia 01 esto apresentados na

tabela a seguir, a figura 13 mostra o esquema da trelia 01 adotado, com as barras

enumeradas.

Figura 20 - Trelia 01

Tabela 6 - Valores esforos solicitantes trelias 01 e o4

Compresso Trao

, (kN) , (kN)

Montante -19,50 11,80

Diagonal -12,90 21,40

Banzo superior -12,40 7,50

Banzo inferior -11,50 12,20

3.5.1.3 Dimensionamento trelias 01 e 04

Com os valores dos esforos atuantes para cada barra, ser feito o

dimensionamento trao e compresso conforme determina a norma NBR

8800/2008. Foram adotadas, para os banzos superior e inferior, cantoneiras duplas

e para as diagonais e montantes cantoneira simples. O ao das cantoneiras o

ASTM A36.

Montantes e diagonais

Tanto para montantes como para as diagonais foi adotado cantoneiras

simples L76,2x6,35 ASTM A36 e o comprimento utilizado para calculo ser de 169

cm, pois o elemento mais longo entre os montantes e diagonais. As propriedades

para cantoneira L 76,2x6,35 encontram-se no catlogo do fabricante.

a) Resistncia compresso

63

- Flambagem local (conforme NBR8800/2008, anexo F):

(

)

= 0,45

= 12,7

(

) =

7.62

0,635= 12,0

(

) < (

)

= 1

- Instabilidade elstica por flexo:

= 2 = 1,5

2 9,29 = 20,90 4

= 2

()=

220000 20,9

(1,0 169)= 144,45

-Instabilidade elstica por flexo-toro:

= + = 50 + 50 20,9 = 79,10 4

=

()=

220000 79,1

(1,0 169)= 546,68

0 = 0 ; 0 = 2(

2) = 2,56

0 = + + 0 + 0 = 4.21

=

3= 1,24 4

64

= 1

02 [

2()2

+ ]

= 1

4,212[7700 1.24]; = 0 .

= 538,70

= +

2 [1 (00

)2][

1 1 4 [1 (

00

)2]

+

]

= 337,457

o menor valor entre , por tanto = 144,45 .

0 =

=

1 9,29 25

144,45= 1,27

Para, 0 > 1,5 = 0,877

02 = 0,544

, =

1= 114,86 > , = 12,9

Deve ser verificado tambm o limite de esbeltez para barras comprimidas,

sendo o limite recomendado por norma igual a 200.

=

169

1,5= 112,67 < 200

b) Resistencia a trao

- Escoamento da seo bruta:

65

, = 1

= 9,29 25

1,1= 211,14

- Ruptura de seo lquida:

= 1

= 1 2,13

3,81= 0,44

0,6 < < 0,9 = 0,6

= + 3,5 = 0,127 + 3,5 = 0,477

= ( ) = 8,26

= = 4,96

, = 2

=4,96 40

1,35= 146,96

Resistencia da cantoneira a trao a menor entre as duas encontradas,

logo:

, = 146,96 > , = 21,40

A NBR 8800/2008 recomenda limitar o ndice de esbeltez para barras

tracionadas em 300, por tanto:

=

169

1,5= 112,667 < 300

c) Ligaes:

Para as ligaes sero usados dois parafusos de 1/2.

- Resistncia ao cisalhamento, com plano de corte passando pela rosca:

66

, = 0,4

2= (

0,4 1,27 82,5

1,35) 2 = 62,08

- Presso contato do furo.

Rasgamento:

, =1,5

2=

1,5 2,3 0,635 40

1,35 2 = 129,82

Esmagamento:

, =3,0

2=

3 1,27 0,635 40

1,35 2 = 143,36

- Resistencia a trao dos parafusos:

, =

2 2 = (

0,75 1,27 82,5

1,35) 2 = 116,417

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Dimensionamento Da Cobertura de Um Posto de Combustível