Projeto de Armação para Telhado com Telhas Cerâmicas

61 Projeto da armação de um telhado para coberturas com telhas cerâmicas 611 Dados a Projeto arquitetônico Desenhos 61 e 62 b Cobertura Telhas cerâmicas tipo marselha c Materiais Todas as peças serão de madeira serrada de 2ª categoria dicotiledônea Classe de Resistência C30 carregamentos de longa duração classes de umidade 3 a 4 Parafusos de aço fyf 240 MPa γs 11 fyd 218 MPa d Forro Eucatex isolante espessura 12 mm peso das chapas de Eucatex 04 kNm² tarugamento de confira classe C25 ρ 550 kgm³ peso específico 55 kNm³ e Beiral Largura do centro da parede 070 m 612 Esquema estrutural e especificações a Esquema estrutural Figura 63 1 Espaçamento entre tesouras a 250 m 2 Vão teórico das tesouras tesoura Howe ℓ 6 painéis de 140 m 840 m 3 Inclinação 26 49 h ℓ4 b Especificações 1 Telhas peso 0028 kNunidade quantidade 15 unidadesm² 2 Madeira adotamos pela NBR 7190 1997 dicotiledônea classe C30 21 Peso específico aparente ρ 800 kgm³ peso específico 8 kNm³ 22 Resistência característica de compressão paralela às fibras fk 30 MPa Kmod 07 x 08 x 08 0448 νwc 14 Resistência de compressão paralela às fibras de projeto fd Kmod fk yw 96 MPa Resistência de compressão normal às fibras fc90f0k 025 Resistência de compressão inclinada às fibras fa f0fg0 f0 sen²α fg0 cos²α 23 Resistência característica de cisalhamento paralelo às fibras fvk 5 MPa Resistência de cálculo f00d 010f0d 09 MPa 24 Módulo de elasticidade Ecm 14500 MPa Eef Kmod Ecm 6500 MPa c Cargas 1 Carga permanente Composição e fórmula de Howe 2 Carga acidental de vento NBR 6123 1988 outras NBR 6120 1980 Localização terreno situado na região urbana de Bauru SP Figura 61 Planta sem escala Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira Projetos 613 Projeto da armação 6132 Cálculo das cargas unitárias a Carga permanente 1 Peso próprio da tesoura e contraventamento Fórmula de Howe gr 002451033 kNm² gr 002451 033 840 00924 01 kNm² 2 Cobertura composição Telhas 15 028 042 kNm² Ripas0015 005 8 3 002 kNm² Caibros005 006 8 2 005 kNm² Absorção da água pluvial 30 do peso das telhas 012 kNm² g 061 kgfm² de superfície inclinada Carga equivalente em projeção horizontal gc gcosα 061090 0665 kNm² 3 Forro composição Chapascatálogo04 kNm² Tábuas022 0025 55 2 06 kNm² Sarrafos005 002 55 3 03 kNm² Travessas010 002 55 102 kNm² gF 15 kNm² b Carga acidental de vento 1 Ação externa 2 Ação interna Como não existe uma construção impermeável ao vento vamos admitir para facilitar o raciocínio apenas a abertura de uma porta escapando da complexidade ocasionada pelas demais Figura 66 Admitindo a construção hermeticamente fechada isto é sem influência das frestas ou aberturas das portas e janelas Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira Projetos Dados de entrada Tabela 4 da NBR 6123 1988 Telhado qce Tabela 5 da NBR 6123 1988 Dados de entrada θ 26 não consta da Tabela 5 Como os valores de θ não devem ser interpolados para os valores de Ce adotaremos os valores mais desfavoráveis para θ 20 e θ 30 b 3 840 3 280 a 4 1775 4 444 h 400 b 840 048 h b 1 2 θ 20 y h 400 m y 015 b 126 m Adotado nas arestas e zonas de elevadas sucções Caderno de Projetos em Telhados em Estruturas de Madeira Vent θ 26 Para vedacões e elementos estruturais isolados Projetos a 90 EF 04 GH 04 a 0 EG 07 FH 06 Vent θ 90 Cq 04 x 055 022 kNm2 Cq 06 x 055 033 kNm2 Pressão externa Condições mais desfavoráveis θ 0 044 kNm2 0385 kNm2 044 kNm2 θ 90 Face inferior Face superior b 840 0385 022 0605 kNm2 Coeficientes de pressão interna NBR 6123 1988 item 62 cq 011 kNm² c 02 III cq 0651 kNm² c 03 IV Figura 614 e Ação do vento Condições mais desfavoráveis 1ª hipótese Sucção I III 0605 kNm² 0495 kNm² 0495 kNm² 2ª hipótese Sobrepressão ver considerações posteriores IV 0165 kNm² 0165 kNm² 0275 kNm² Esquina do beiral Esquina 055 kNm² Nota Não deverá ser descontada a pressão externa da pressão interna As pressões devem ser apenas somadas Considerações sobre o efeito do vento a respeito do critério adotado Sucção No caso particular da cobertura com telhas cerâmicas quando não amarradas ou fixadas por meio de pregos na estrutura da armação do telhado a ação da sucção não tem significado O que poderá acontecer durante uma forte ventania é um destelhamento parcial permitindo a saída do fluxo de ar sem que a estrutura seja afetada Isto evidentemente não será válido para coberturas com chapas de cimentoamianto alumínio ou PVC fixadas na estrutura por meio de ganchos e parafusos Desde que o possível destelhamento da cobertura com telhas de cerâmica seja em local que não coloque em risco a integridade física de vidas humanas dispensase a amarração das telhas para inclinações inferiores a 75 Carga acidental sobrecarga Em substituição ao efeito do vento p 030 kNm² Figura 617 6133 Verificação das ripas a Dados 1 Seção adotada retangular 5 15 cm A 75 mc² Wx 515² 6 1875 cm⁴ Ix 515³ 12 140 cm² Wy 515² 6 624 cm³ Iy 515 12 156 cm⁴ 2 Distância entre ripas 033 m vão entre caibros L 05 m 3 Telhas 042 kNm² 4 Carga acidental 030 kNm² b Carga por metro linear de ripa 1 Carga permanente g g0 gc Peso próprio g0 0015 005 8 kNm3 00060 kNm linear Telhas gc 038 042 kNm2 01596 kNm linear g g0 gc 01656 kNm linear 2 Carga acidental p 030 kNm2 038 011 kNm linear 3 Componentes gx g cos α 016 090 0144 gy g sen α 016 043 0069 px p cos α 011 090 0099 py p sen α 011 043 0047 Adotandose um mesmo coeficiente ponderador para carregamentos permanentes e acidentais de 14 Mxad 14 gx pxL2 8 σMxd Mxad Wx Myd 14 gy pyL2 8 σMyd Myd Wy A verificação de estado limite último de flexão oblíqua recai em σMxd fwd kM σMyd fwd 1 ou kM σMxd fwd σMyd fwd 1 com kM 05 neste caso de seção retangular Com grande folga neste caso c Verificação da flecha estado limite de utilização Pela NBR 7190 1997 l 50 cm fadm l 200 50 200 025 cm fx 5gx l4 384EIx fy 5gy l4 384EIy fx 5 0144 504 013 f 0132 001 014 fadm fy 5 0099 504 001 Satisfaz 6134 Verificação dos caibros Na realidade tanto os caibros como as ripas deveriam ser calculados estaticamente como vigas contínuas Para simplificação do cálculo e da fiscalização e a favor da segurança consideramos como vigas simplesmente apoiadas Adotamos as dimensões e fazemos a verificação levando em conta o esforço normal solicitação à flexocompressão a Dados 1 Distância entre caibros t 050 m 2 Distância entre terças e 155 m 3 Cargas gc 0665 kNm2 peso próprio p 030 kNm2 4 sen α 043 cos α 090 5 Seção escolhida retangular 5 6 cm A 30 cm2 Wx 30 cm3 Ix 90 cm4 i 1732 cm λ e i 155 1732 8949 80 b Carga por metro linear de caibro Como vamos adotar o mesmo coeficiente de ponderação de ações 14 tanto para carga permanente como para acidental trataremos ambas juntas q p gc t 0965 050 04825 kNm linear de caibro Componentes qN q cos α 04825 090 04342 kNm linear qT q sen α 04825 043 02075 kNm linear c Esforços solicitantes 1 Momento fletor M qN e2 8 100 04342 1552 8 100 M 1304 kNcm M1d 18256 kNcm Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira Projetos 6135 Verificação das terças gcm 0665 imes 140 0931 093 extkNm3 sigmaMt sigmaMyt leq 1 extOK 1 extPeso próprio da tesoura gT 01 extkNm2 Adotase o mesmo coeficiente de ponderação 14 para cargas permanentes e acidentais para facilitar o manuseio das verificações a favor da segurança 1 Banzo superior Nmax 265 kN compressão Seção escolhida h 6 cm b 16 cm A 96 cm² Wy 96 cm³ Iy 288 cm⁴ Distância entre terças L0 155 m A excentricidade acidental mínima é de ea L0 300 0517 cm e a excentricidade inicial devida ao carregamento é nula pois não temos momento fletor mas não pode ser menor que h30 as quais somadas dão a excentricidade de primeira ordem e1 ei ea 1033 cm Como a verificação inicial indicou esbeltez excessiva é necessário aumentar o raio de giratividade mínimo justapondo uma tábua pregada de 10 25 cm levando a A 121 cm² Wy 992 cm³ Iy 496 cm⁴ i 205 cm λ e i 155 205 75 80 A verificação do estado limite último de instabilidade é feita por σNd f0d σMd f0d 088 1 onde Md Ndeℓd 5326 Kncm com ed e1FE FE Nd definida a carga de Euler FE π²E I0 L²0 13236 kN A determinação dos esforços axiais nas barras poderá ser feita lançandose mão de quaisquer dos processos abordados ou o que é mais aconselhável utilizando programas computacionais de análise estrutural Listamos aqui apenas os resultados finais das cargas axiais em cada barra para cada caso de carregamento Tabela 61 Tabela geral dos esforços Esforços kN Barras Carga Carga Carga Permanente Acidental Permanente Acidental 0 1 20 65 265 Banzo superior 1 3 16 52 212 3 5 12 4 16 0 2 18 58 238 Banzo inferior 2 4 18 58 238 4 6 11 35 145 1 4 4 4 14 54 Diagonais 3 6 5 16 66 1 2 054 0 054 Pendurais 3 4 23 06 29 5 6 75 22 97 Projetos 187 Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira 188 Projetos 189 Verificação à tração do banzo inferior Hd 3332 kN σNd Ha6x 12 4 694 MPa ftd b Junta central superior F N53 16 kN t1 4 cm x 15 cm t2 18 cm a 3 cm dpara 13 cm θ1 27 fcod 79 MPa F1 125 kN θ2 495 fcod 47 MPa F2 75 kN Verificações Compressão nos dentes F1d 175 kN σNd 73 MPa fcd F2d 105 kN σNd 097 MPa fcd Cisalhamento τ F1d6x 194 MPa fvd Projetos Caderno de Projetos de Telhados em Estruturas de Madeira Verificações Cálculo da resistência de embutimento de projeto Para esforços a 0 fe0d fc0d 096 kNcm² β t d βlim 125 f jd f ed f jd fyk γ s γ s 11 βlim 596 t 6 cm β 616 375 Embutimento na madeira β βlim Rvdd 040 t 2 β f ed 368 kN Para duas seções de corte Rvd 1472 kN Nd Espaçamentos segundo a NBR 7190 1997 de 4 diâmetros entre parafusos em linha Figura 634 Cálculo da emenda do banzo inferior Adotados 3 parafusos de 16 mm de cada lado da junta levando a αe 152 Nd 14 x 29 406 kN β βlim Rvdd 040 t 2 β f ed 368 kN Para duas seções de corte Rvd 2208 kN Nd Espaçamentos segundo a NBR 7190 1997 de 4 diâmetros entre parafusos em linha d Ligações intermediárias 1 Ligação do pendural com o banzo inferior Os pendurais intermediários são duas tábuas 25 x 15 cm adotados 2 parafusos de 16 mm levando a αe 152 Cálculo da resistência de embutimento de projeto Para esforços a 0 fe0d fc0d 096 kNcm² β t d βlim 125 f yd f ed f yd fyk γ s γ s 11 βlim 596 t 25 cm β 2516 1316 Embutimento na madeira β βlim Rvdd 040 t 2 β f ed 264 kN Para duas seções de corte Rvd 1056 kN Nd 2 Ligação do pendural com o banzo superior O cálculo é o mesmo da ligação do pendural com o banzo inferior 3 Ligação das diagonais com o banzo superior F N63 66 kN t1 3 cm t2 13 cm a 2 cm θ1 36 θ2 40 fcαd 614 MPa F1 44 kN F2 40 kN Verificações Compressão nos dentes F1d 616 kN σNd 41 MPa fcαd F2d 56 kN σNd 072 MPa fcαd 62 Projeto da armação de um telhado para coberturas com chapas onduladas de fibrocimento 621 Dados a Projeto arquitetônico desenho da Figura 638 b Cobertura Chapas onduladas de fibrocimento c Materiais Todas as peças serão de madeira serrada de 2ª categoria dicoteléo Classe de Resistência C40 carregamentos de longa duração classes de umidade 3 a 4 d Platibanda Parede de ½ tijolo altura 20 m acima do respaldo das paredes perimetrais e Local da construção zona rural de Tatuí SP 622 Especificações a Chapas onduladas de fibrocimento 1 Largura da chapa ondulada 110 m 2 Recobrimento longitudinal 014m 3 Recobrimento lateral 005 m 14 de onda 4 Cumeira normal de 15 01 kN por unidade 5 Espessura da chapa e 6 mm 013 kNm² 6 Inclinação das águas α 15 268