módulo 2 - dimensionamento de estruturas básico

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Mdulo 2 do curso do cbca de dimensionamento de estruturas metlicas. Nele voc encontra a teoria embasada no dimensionamento seguindo a NBR 8800/08 juntamente com exemplos.

Text of módulo 2 - dimensionamento de estruturas básico

  • Dimensionamentode Estruturas em Ao

    Mdulo2

    Parte 1

    1 parte

  • Mdulo 2: 1 ParteMezaninos estruturados em Ao

    2.1 Definio pgina 3

    2.2 Estrutura de Piso dos Mezaninos pgina 3

    2.3. Os vigamentos da estrutura de mezaninos pgina 7

    2.4. Anlise da estrutura de Mezaninos pgina 8

    2.4.1. Uso de lajes pgina 9

    2.4.2. Discusso das solues pgina 12

    2.5 Mezaninos com formas irregulares pgina 13

    Sumrio

  • Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

    3

    A palavra Mezanino uma corruptela da palavra italiana mezzanino, que diminutivo de mezzano,e que em portugus significa mediano (dic. Aurlio). Alm de poder tambm significar uma espcie de janela, o significado que nos interessa aquele de um pavimento colocado entre dois outros.

    Apesar de existirem mezaninos de concreto armado ou madeira, sua estruturao mais freqente em estrutura de ao. Isso acontece por duas razes: leveza e facilidade de execuo, principalmente se eles forem inseridos posteriormente execuoda estrutura principal.

    A arquitetura dos mezaninos pode ser das mais variadas, desde um simples retngulo a formas mais complexas, como as amebides. Os apoios do mezanino podem ser previamentedeterminados pelos apoios da estrutura principal, com pilares metlicos ou de concreto.

    A estrutura de piso dos mezaninos pode serdos mais diversos materiais:

    a. lajes pr moldadas de concreto; b. painis pr moldados de concreto protendido; c. painis de concreto celular;d. painis leves mistos de chapas cimentciase madeira.

    a. lajes pr moldadas de concreto

    O uso de laje pr-moldada de concreto armado, painis protendidos e de concreto celular, ocorre em mezaninos permanentes internos ou externos, sujeitos s intempries.

    As lajes pr-moldadas so as de menor custo, porm so mais pesadas e exige mais tempode obra devido necessidade de cura da capa

    Podem, ainda, ser determinados independen-temente da estrutura principal, sendo neste ltimo caso composto de pilares adequadamente locados sobre vigas da estrutura principal. Este o caso mais comum nos mezaninos de Shopping Center, nos quais os vigamentos da estrutura principal so previamente dimensionados para suportarem car-gas concentradas de valores limitados. Neste caso devem ser sempre consultados os regulamentosdo Shopping, quanto instalao de mezaninos.

    Normalmente, neste caso, as cargas admitidas vo de 1,0 Tf a 3,0 Tf. Esses valores vo orientar a quan-tidade e posicionamento dos pilares, resultando nos vos das vigas do mezanino.

    2.1. Definio

    2.2. Estrutura de Piso dos Mezaninos

    Vdeo 16 Mezaninos assista on-line

    Vdeo 17 Os tipos de piso assista on-line

    de concreto lanada in-loco.

  • Mdulo 2 : 1 parte

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    Figura 20a

    Figura 20b

    Figura 20c

    Figura 20d

    b. painis pr moldados de concreto protendido

    Os painis protendidos so mais caros, porm sua instalao muito rpida, cerca de 250 m por dia. Necessitam de gruas para levantamento e lana-mento sobre a estrutura.

    c. painis de concreto celular

    Os painis de concreto celular so os mais leves entre essas trs opes, podendo ser alados e lanados sobre a estrutura metlica manualmente. Entretanto, estes painis apresentam limitao de vo de 3 m.

    As lajes pr-moldadas exigem alguns cimbramen-tos durante a cura de sua capa, o que no ocorre com os painis de concreto protendido e celular.

    d. painis mistos de chapas cimentcias e madeira

    No caso do uso deste tipo de painel interessante que se estude seu melhor aproveitamento j que suas dimenses so padronizadas e no permitem adaptaes a dimenses variadas, a no ser pelo corte dos painis.

  • Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

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    Nas figuras a seguir so apresentadas, como exemplo, duas solues emque a direo adotada para os painis pode representar maior ou menorperda de material.

    Anlise da melhor direo de disposio dos painis

    Soluo 2

    Soluo1

    Figura 27a

    Figura 27b

  • Mdulo 2 : 1 parte

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    Figura 27c

    Exemplos de chapas:

    Painis cimentcios e de madeira

    Painel Masterboard - Brasilit

    Tabela de Carga mxima distribuda por painel (Kg/m)

    O Painel WALL MADEIRIT resiste at 700 Kgf/m, com mdulo de elasticidade na direo paralela de 5.218 MPa (mdia).

    Cargas Admissveis (Flecha Admissvel L/350)

    Referncias nos links:

    www.brasilit.com.brwww.eternit.com.br

    Tabela de cargas lajes alveolares protendidasLajes Alveolares protendidashttp://www.tatu.com.br/download.asp

    Painis de concreto celular autoclavadohttp://www.siporex.com.br

    Obs.: Os links apresentados acima tem carter exclusivo de exemplificar o assunto do item 2.2., no havendo qualquer responsabilidade sobre o eventual uso destes produtos.

    Produto Largura (mm) Comprimento (mm) Espessura (mm) Peso Kg/m

    Masterboard Slim 1200 2400 14 18

    Masterboard Medium 1200 2400 23 23

    Masterboard Extra 1200 2400 40 32

    Distncia entreapoios (mm)

    Espessura dos painis (mm)

    14 23 40

    400 1400 4200 14000

    600 400 1200 4000

    800 - 500 1700

    1000 - 250 850

    1200 - - 500

  • Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

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    Os vigamentos que compem uma estruturade mezanino so normalmente de duas espcies:

    a. vigamento principal b. Vigamento secundrio ou nervuras.

    No caso de lajes, normalmente dispensa-se as vigas secundrias, apoiando-se a laje no vigamento principal.

    No caso dos painis mistos, h necessidade de um vigamento secundrio espaados a cada 1.250 mm. Neste caso deve-se estudar a melhor direo de distribuio desse vigamento para que se evitem recortes e perdas de material dos painis.(Ver Figura 27/27b)

    Quanto s vigas de suporte da laje, elas podem ser as mais variadas: a. perfis U de chapa dobrada;b. perfis U laminadosc. perfis I laminados;d. perfis I de chapa soldada;e. trelias compostas de perfis U de chapa dobrada e cantoneiras de chapa dobrada ou laminadas;f. viga vierendeel; g. viga vago.

    Os perfis U so usados para vigas secundrias; os perfis I para vigas secundrias de maior vo e vigas principais. Os demais tipos, trelia, vierendeel e vago so usados para vigas principais de grande vo (acima de 7 m), ou quando a soluo em perfilI tornar-se muito pesada.

    Quanto aos pilares, os perfis mais utilizados so:a. perfil tubular de chapa dobrada ou estrudado;b. perfil tubular formado por dois perfis de chapa dobrada;c. perfil I e o H, sendo estes dois ltimos paracargas mais elevadas.

    Este exerccio visa mostrar diversas possibilidades estruturais de mezanino e seus resultados quanto a custos. Parte-se de uma mesma rea de mezanino (12,0 m por 9,0 m), estruturada de diversas formas e com diversos tipos de lajes e verificam-se os custos obtidos. Os resultados dessa anlise so mostrados aps os desenhos a seguir:

    Figura22

    Figura23

    2.3. Os vigamentos da estrutura de mezanino

    2.4. Analise da estrutura deMezaninos

    Vdeo 18 Os vigamentos assista on-line

  • Mdulo 2 : 1 parte

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    Figura 24 a

    Figura 24 b

    2.4.1. Uso de lajes

    Vdeo 19 O Custo final

    Vdeo 20 A laje pr

    assista on-line

    assista on-line

    Vamos iniciar pelo lanamento da estrutura. Por se tratar de lajes sero usadas apenas vigas principais.

    As possibilidades estruturais so as seguintes:

    a) Laje pr

    a)

    b)

  • Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

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    Figura 24 d

    Figura 24 c

    Figura 25 a

    Vdeo 21 A laje alveolar assista on-line

    c)

    d)

    a)

    b) Laje protendida

  • Mdulo 2 : 1 parte

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    Figura 25 b c d

    b)

    c)

    d)

  • Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

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    Figura 26 a b c

    Vdeo 22 Os painis de concreto celular assista on-line

    c) Laje de painis de concreto celular

    a)

    b)

    c)

  • Mdulo 2 : 1 parte

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    Figura 26 d e f

    d)

    e)

    f)

  • Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

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    Figura 28 a b c d e f

    Vdeo 23 Os painis mistos assista on-line

    d) Painel Misto (Wall ou similar)

  • Mdulo 2 : 1 parte

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    2.5. Mezaninos com formas irregulares

    Vdeo 25 - Mezaninos com formas irregulares assista on-line

    3. Lajes de concreto celular

    As solues menos econmicas ficam com as lajes de concreto celular. O resultado mais econmico, para essas lajes, se d quando as lajes vencem o seu vo mximo de 3,00m e so apoiadas sobre cinco linhas de vigas com vos de 4,50 m.

    4. Painis Mistos

    Apesar de muito usados em mezaninos, os painis mistos (wall ou similar) no resultam em solues muito econmicas. No entanto, uma soluo seca e rpida de ser executada e, portanto, muitas vezes vantajosa sobre as demais. Por isso seu uso to freqente.

    Para esses painis a soluo mais econmica ocorre com lajes apoiadas com seu vo mximo de 1,25 m, sobre nervuras que vencem vos de 4,50 m, e que, por sua vez, apiam-se em trs linhas de vigas principais com vos de 4,00 m.

    Apesar de no ser muito freqente a utilizaode formas irregulares em mezaninos, possvela ocorrncia de formas diferenciadas.

    Podemos resolver esta situao de duas maneiras:

    A primeira, criando uma malha regular interna com pilares e as vigas principais, deixando que as vigas secundrias, em balano, se ocupem da resoluo da forma irregular do mezanino.

    No caso dos painis mistos de madeira e chapa ci-mentcia, cujas dimenses encontradas no mercado tm normalmente 1200 mm por 2500 mm, estes so muito leves, da ordem de 45 kgf/m, sendo, no mnimo, metade do peso das lajes mais leves (con-creto celular).

    Suportam cargas