Vigas de rolamento.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    1/46

    VIGAS DE ROLAMENTO

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    2/46

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    3/46

    PONTE ROLANTE

    Viga de rolamento

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    4/46

    PONTE ROLANTE - EXEMPLOS

    em viga nica

    em viga dupla

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    5/46

    PONTE ROLANTE TIPOS DE COMANDO

    Controle pendente

    Controle remoto

    Cabine

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    6/46

    PONTE ROLANTE

    Componentes do sistema de elevao e transporte

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    7/46

    VIGAS DE ROLAMENTO

    Sees transversais tpicas

    HT a fora proveniente da acelerao/frenagem do trole

    HL a fora proveniente da acelerao/frenagem da ponte

    (excentricidade acidental)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    8/46

    Solicitao:

    - flexo no plano vertical- flexo no plano horizontal- toro

    Alternativas de projeto:

    1 - sem sistema deconteno lateral

    2 com sistema de conteno lateral(viga de frenagem)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    9/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - AES

    Permanentes: peso prprio da viga de rolamento, trilho, acessrios defixao dos trilhos e viga de frenagem

    Variveis: ponte rolante (peso total da ponte incluindo trole edispositivos de iamento) mais carga iada

    Trata-se de uma ao dinmica, portanto deve ser majorada

    por um coeficiente de impacto ()(ABNT NBR 8800:2008 B.4.4)

    = 1,25 para pontes rolantes comandadas de uma cabine

    = 1,10 para pontes rolantes comandadas por controlependente ou controle remoto

    Foras horizontais decorrentes da movimentao do trole e da ponte

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    10/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - AES

    Variveis: foras horizontais decorrentes damovimentao do trole e da ponte(ABNT NBR 8800:2008 B.7.2)

    Fora transversal ao caminho de rolamento (HT):

    proveniente da movimentao do trole

    Para pontes rolantes comandadas por controle pendente ou

    controle remoto, a fora transversal ao caminho de rolamento

    a ser aplicada no topo do trilho, de cada lado, deve ser igual a

    10% da soma da carga iada com o peso do trole e dosdispositivos de iamento

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    11/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - AES

    Variveis: foras horizontais decorrentes damovimentao do trole e da ponte(ABNT NBR 8800:2008 B.7.2)

    Fora longitudinal ao caminho de rolamento (HL):

    proveniente da movimentao da ponte

    A fora longitudinal ao caminho de rolamento, a ser aplicada

    no topo do trilho, de cada lado, deve ser igual a 10% da soma

    das cargas verticais mximas das rodas (no majoradaspelo impacto)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    12/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Estados-limites ltimos

    - momento fletor

    - fora cortante

    - foras localizadas

    - fadiga (aes com grande nmero de ciclos)

    Escoamento local da alma (web local yielding)

    Enrugamento da alma (web crippling)

    Flambagem lateral da alma (web sidesway buckling)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    13/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Foras localizadas (ABNT NBR 8800:2008 5.7)

    Escoamento local da alma (web local yielding)ABNT NBR 8800:2008 5.7.3

    1

    1,10( )w w y

    Rda

    t fF

    w

    2( )w T fsh t

    Para vigas de rolamento adota-se = 45 , portanto:

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    14/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Foras localizadas (ABNT NBR 8800:2008 5.7)

    Escoamento local da alma (web local yielding)ABNT NBR 8800:2008 5.7.3

    1

    1,10( )w w y

    Rda

    t fF

    w

    2( )w T fsh t

    Para vigas de rolamento adota-se = 45 , portanto:

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    15/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Foras localizadas (ABNT NBR 8800:2008 5.7)

    Enrugamento da alma (web crippling)ABNT NBR 8800:2008 5.7.4

    Fora concentrada (reao de apoio)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    16/46

    Para = 45 resulta

    2n Th

    (web crippling)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    17/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Foras localizadas (ABNT NBR 8800:2008 5.7)

    Flambagem lateral da alma (web sidesway buckling)ABNT NBR 8800:2008 5.7.5

    A viga de frenagem restringe o movimento

    lateral relativo entre as mesas

    Fenmeno associado ao movimento lateral relativoentre as mesas na seo de fora concentrada

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    18/46

    (web sidesway buckling)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    19/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Fadiga (ABNT NBR 8800:2008 Anexo K)

    Exemplo de falha tpica por fadiga:incio e propagao de trinca na alma

    junto a enrijecedor soldado

    Dano estrutural progressivo elocalizado que ocorre quando omaterial est submetido a ciclosprogressivos de variao de tenso

    f= (0,40 a 0,55)fu

    Curva de Whler

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    20/46

    Regime elstico

    Ruptura sob grande nmero de ciclos (N > 20.000)

    Tenses de servio(combinao frequente de fadiga)

    1,0

    0,66

    0,40

    y

    y

    f

    f

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Fadiga (ABNT NBR 8800:2008 Anexo K)

    Nenhuma verificao deresistncia fadiga necessria se

    N < 20.000 (1 ciclo/dia em 50 anos)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    21/46

    VIGAS DE ROLAMENTO - VERIFICAES

    Estado-limite de servio: deslocamento excessivo(ABNT NBR 8800:2008 Anexo C)

    i) desconsiderar o coeficiente de impacto

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    22/46

    INFORMAES ADICIONAIS

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    23/46

    boleto

    patim

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    24/46

    Sistemas de fixao do trilho

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    25/46

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    26/46

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    27/46

    Sistema de fixao do

    trilho para mesa estreita

    Nota: aceito apenas paratrilhos TR-25, 32, 37 e 45

    22

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    28/46

    Para-choque

    Fonte: Belley, I.H. Edifcios industriais em ao: projeto e clculo. Ed. Pini, 2. edio)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    29/46

    Projeto de viga de rolamento exemplo(Fonte: Belley, I.H. Edifcios industriais em ao: projeto e clculo. Ed. Pini, 2. edio)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    30/46

    VIGA DE ROLAMENTOexemplo de clculo

    Vo da viga de rolamento: L = 6,75m

    Capacidade nominal da ponte rolante: Q = 160kN

    Vo da ponte rolante: A = 15m

    Ciclos de solicitao: N < 20.000 (inferior a 1 ciclo/dia em 50 anos)

    Ao ASTM A36

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    31/46

    Escolha da seo transversal

    1 1 450mm < d < 675mm

    15 10

    d

    L

    Estimativa da altura da seo:

    Adotado d = 600mm

    Largura da mesa superior compatvel com a fixao do trilho:

    Adotando trilho TR-37: b 194+2x35=264mmf Adotado bf= 270mm

    Admitindo mesa compacta: 0,38 11f py

    E

    f

    11 12,32

    f

    f

    f

    bt mm

    t Adotado tf= 12,5mm

    bf

    d

    tf

    mesa

    alma

    solda

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    32/46

    Admitindo alma compacta: 3,76 106w py

    E

    f

    106 5, 4w

    w

    ht mm

    t Adotado tf= 6,3mm

    Seo transversal - PS 600x82

    Ag = 104cm2

    Ix = 68.226cm4

    Wx = 2.274cm3

    Zx = 2.503cm3

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    33/46

    Mximas foras nas rodas:

    sem impacto

    Admitindo comando por controle

    remoto ou controle pendente:

    Coeficiente de impacto = 1,10

    com impacto

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    34/46

    ABNT NBR 8800:2008 Anexo K

    o caso, portanto basta verificar as tenses mximas

    Fadiga

    Tenses de servio(combinao frequente de fadiga)

    1,0

    0,66

    0,40

    y

    y

    f

    f

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    35/46

    x =2

    L a

    Posio das foras para mximo momento fletor(ver anexo, p.46)

    6.750 1.350x = = 2.700

    2 2

    L amm

    max 270 .Rx kN m

    Verificao da mxima tenso normal:

    2 21,05 270= =12,5kN/cm 0,66 16,5 /

    2.274

    y

    M xf kN cm

    W

    Estimativa da ao permanente

    OK!

    R

    100R kN

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    36/46

    Posio das foras para mxima fora cortante:

    Admitindo Vmax = R = 200kN, resulta:

    2 2200= =5,3kN/cm 0,40 10 /0,63 60

    y

    w

    Vf kN cm

    A x

    OK!

    Verificao da mxima tenso de cisalhamento:

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    37/46

    Estado-limite de servio - deslocamento

    Fora desconsiderada no clculo (para simplificar)

    3 3114 675= =0,53cm / 600 1,12

    48 48 20.000 68.226x

    FL xL cm

    EI x x

    OK!

    Sem impacto

    Pontes rolantes com capacidadenominal inferior a 200kN(ABNT NBR 8800:2008 Anexo C)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    38/46

    Verificao dos estados-limites ltimos

    Aes:

    - permanente:

    Peso prprio da VR: 0,82kN/m

    Peso prprio do trilho (TR-37): 0,37kN/m

    Chapa da viga de frenagem (passadio):

    0,50kN/m2 x 0,24m = 0,12kN/m

    1,3kN/m21,3 6,75

    = 7,4 .

    8G

    xkN m

    1,3 6,75= 4, 4

    2G

    xV kN

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    39/46

    - Varivel (ponte rolante):

    = 270 .Q

    kN m

    = 200kNQ

    V

    = M + M =1,25x7,4 + 1,5x270 = 414kN.mSd G G Q QM

    = V + V =1,25x4,4 + 1,5x200 = 305kNSd G G Q Q

    V

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    40/46

    Estados-limites ltimos momento fletor

    FLM

    FLAMRk = Mpl

    Seo transversaldefinida admitindo-se

    mesa e alma compactas

    FLT

    Obs:A viga de frenagem confere conteno lateral,bem como absorve as foras horizontais

    oriundas do movimento do trole

    MRk = Mpl

    1

    2.503 25M = 56.886 .

    1,10

    pl

    Rd

    a

    M xkN cm

    M = 569kN.m > M 414 .Rd Sd kN m OK!

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    41/46

    Estados-limites ltimos fora cortante

    Admitindo-se enrijecedores transversais apenas nos apoios: a/h > 3

    =1,10 = 70vp

    y

    k Ef

    Portanto kv = 5

    =1,37 = 87v

    r

    y

    k E

    f

    575= = =91 >6,3

    w r

    w

    ht

    2

    1

    V =1,24 =378kNp plRdw a

    V

    V = 378kN > V 305Rd Sd kN OK!

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    42/46

    Estados-limites ltimos foras localizadas

    - escoamento local da alma

    1

    1,10( ) 1,10(26,9 0,63)25424 188

    1,10

    w w y

    Rd Sd

    a

    t f xF kN F kN

    OK!

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    43/46

    Estados-limites ltimos foras localizadas

    - enrugamento da alma

    341 188Rd Sd

    F kN F kN OK!

    Obs:Se no houver enrijecedor de apoio,

    recai-se em 5.7.4.2 caso b(fora prxima extremidade da barra)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    44/46

    Estados-limites ltimos foras localizadas

    - flambagem lateral da alma

    No aplicvel nesse caso devido restrio imposta pelaviga de frenagem (movimento relativo entre mesas impedidopela presena da viga de frenagem na mesa comprimida)

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    45/46

    Dimenses dos enrijecedores de apoio

    Admitindo seo compacta:lim

    0,56 15,8s

    s y

    b b E

    t t f

    7,615,8

    ss s

    bt t mm Adotado ts = 8mm

  • 8/10/2019 Vigas de rolamento.pdf

    46/46