Trabalho Acadêmico - Cálculo de Estruturas de Aço e Madeira II para Galpão de Armazenagem

1 DOCENTE DISCIPLINA ESTRUTURAS DE AÇO E MADEIRA II TRABALHO T01 VALOR 100 PONTOS DISCENTES RGA ESCOLHIDO 4 últimos dígitos 8602 1 CARACTERÍSTICAS DA OBRA 11 DIMENSÕES E PARTICULARIDADES Abaixo estão relacionados às dimensões e particularidades da edificação calculada Largura 240 m Comprimento 360 m Pédireito livre 80 m Área 864 m² Número de águas 2 Inclinação da cobertura 100 Modulação 240 m x 60 m Função Galpão de Armazenagem e Localização Unidade II da UFGD Dourados MS As Figuras 1 e 2 ilustram a edificação mostrando a altura da alvenaria e fechamento metálico vãos dimensões UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE ENGENHARIA ENGENHARIA CIVIL 2 Figura 1 Corte transversal do Galpão unidades em m 3 Figura 2 Vista em planta do Galpão unidades em m 12 ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS Aço estrutural fy 300 Mpa para perfis soldados e formados a frio ASTM A572 Grau 50 para perfis W ASTMA36 para barras redondas e cantoneiras laminadas e Ligações principais com parafusos ASTM A325 e ligações secundárias com parafusos ASTM A307 2 PROGRAMAS E FERRAMENAS UTILIZADAS Abaixo estão relacionados os programas e ferramentas utilizados no cálculo da edificação FTOOL para cálculo das ações solicitantes e Cálculo Manual dimensionamento dos perfis e ligações 4 3 NORMAS TÉCNICAS Para elaboração do projeto estrutural foram utilizadas as seguintes normas técnicas ABNT NBR 88002008 Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios ABNT NBR 8800 2008 ABNT NBR 147622010 Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio ABNT NBR 14762 2010 ABNT NBR 61231988 Forças devidas ao vento em edificações ABNT NBR 6123 1988 ABNT NBR 61201980 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações ABNT NBR 6120 1980 NBR 86812003 Ações e segurança nas estruturas ABNT NBR 8681 2003 AISCASD2005 American Institute of Steel ConstructionAllowable Stress Design AISC 2005a AISCLRFD2005 American Institute of Steel ConstructionLoad and Resistance Factor Design AISC 2005b ASTM2009 American Society for Testing Materials especificações de parafusos ASTM 2009 4 AÇÕES 41 CARGAS GRAVITACIONAIS Segue abaixo as cargas gravitacionais aplicadas no galpão onde PP é o peso próprio das estruturas metálicas e AP são as ações permanentes que podem vir a sofrer adição de peso in loco Peso Próprio das treliças 035 kNm PP Peso Próprio dos pilares 040 kNm PP Peso próprio das terças 005 kNm PP Contraventamentos 007 kNm² PP Telha trapezoidal T40 zincalume com espessura de 050mm 005 kNm² AP Utilidades 001 kNm² AP 42 SOBRECARGA SC Sobrecarga de 025 kNm² aplicada sobre a cobertura segundo a NBR 88002008 5 43 AÇÃO DO VENTO NBR 61231988 431Cálculo da Pressão Dinâmica pdin Tabela 1 Velocidade básica do vento Vk e os fatores S1 S2 e S3 Velocidade básica do vento Vo 480ms Cidade de Dourados MS Fator topográfico S1 S1 10 Terreno fracamente acidentado Fator de rugosidade S2 S2 092 Categoria II Classe B e z 100 m Fator estatístico S3 S3 095 Edificação com baixo fator de ocupação A velocidade característica do vento e a pressão dinâmica são dadas pelas equações 51 e 52 respectivamente Vk Vo x S1 x S2 x S3 ms 51 pdin 00613 Vk² kNm² 52 Tabela 2 Pressão dinâmica Altura m Vk ms pdin kNm² 100 447 1225 432Coeficientes de Pressão Externa Cpe Maior dimensão em planta a 360 m Menor dimensão em planta b 240 m Altura h 88 m Inclinação da cobertura i 100 hb 037 hb 12 ab 15 12 ab 2 6 Tabela 3 Pressão dinâmica nas paredes 0º Coeficientes Pressão Dinâmica kNm² A1 080 980 A2 050 613 A3 035 429 B1 080 980 B2 050 613 B3 035 429 C 070 858 D 040 490 Figura 3 Coeficientes de pressão externa Paredes 0º Tabela 4 Pressão dinâmica nas paredes 90º Coeficientes Pressão Dinâmica kNm² A 070 858 B 040 490 C1 080 980 C2 040 490 D1 080 980 D2 040 490 7 Figura 4 Coeficientes de pressão externa Paredes 90º Tabela 5 Pressão dinâmica na cobertura 0º Coeficientes Pressão Dinâmica kNm² E 080 980 G 043 525 F 032 392 H 080 980 I 043 525 J 032 392 Figura 5 Coeficientes de pressão externa Cobertura 0º Tabela 6 Pressão dinâmica na cobertura 90º Coeficientes Pressão Dinâmica kNm² E 094 1155 G 094 1155 I 094 1155 F 040 490 H 040 490 J 040 490 8 Figura 6 Coeficientes de pressão externa Cobertura 90º 433Coeficientes de Pressão Interna Cpi Áreas Portão frontal 96 m² Portões laterais 30 m² Venezianas laterais 36 m² Venezianas frontais 24 m² O cálculo dos coeficientes de pressão interna é dado pela equação 53 AentraCpeC pi AsaiCpeC pi 53 Vento incidente a 90º 3036 07C pi0013036 04C pi00196 06C pi240 6C pi Cpi 0155 Vento incidente a 90º 96 07C pi24 04C pi200130 035Cpi2 3605Cpi Cpi 0110 Vento incidente a 0º 9 24 07C pi0 019604C pi200130 05Cpi23605Cpi Cpi 0383 Pressão Dinâmica de Sobrepressão 016 x 1225 196 kNm² Pressão Dinâmica de Sucção 039 x 1225 478 kNm² 5 ESFORÇOS RESULTANTES As figuras abaixo mostram os resultantes dos esforços devido às cargas aplicadas nas tesouras pilares e terças Figura 7 Esforços resultantes do Peso Próprio da estrutura PP 10 Figura 8 Esforços resultantes das Ações Permanentes AP Figura 9 Esforços resultantes da Sobrecarga SC 11 Figura 10 Esforços resultantes devido ao Vento 0º V1 Cpe Cpi 016 Figura 11 Esforços resultantes devido ao Vento 90º V2 Cpe Cpi 016 12 Figura 12 Esforços resultantes devido ao Vento 0º V3 Cpe Cpi 039 Figura 13 Esforços resultantes devido as cargas gravitacionais terças de cobertura Figura 14 Esforços resultantes devido ao vento terças de cobertura Figura 15 Esforços resultantes devido ao vento terças de fechamento lateral 13 6 SOLICITAÇÕES NOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS As figuras abaixo mostram as solicitações nos elementos estruturais devido às cargas aplicadas nas tesouras pilares e terças 61 PESO PRÓPRIO PP Tabela 7 Solicitações nos elementos estruturais do pórtico Solicitação Banzo Superior Banzo Inferior Diagonal Montante Tração kN 266 086 038 Compressão kN 266 140 010 Figura 16 Esforços resultantes do Peso Próprio da estrutura PP 62 AÇÕES PERMANENTES AP Tabela 8 Solicitações nos elementos estruturais do pórtico Solicitação Banzo Superior Banzo Inferior Diagonal Montante Tração kN 373 120 053 Compressão kN 372 196 014 14 Figura 17 Esforços resultantes das Ações Permanentes AP 63 SOBRECARGA SC Tabela 9 Solicitações nos elementos estruturais do pórtico Solicitação Banzo Superior Banzo Inferior Diagonal Montante Tração kN 612 197 087 Compressão kN 612 322 023 Figura 18 Esforços resultantes da Sobrecarga SC 15 64 VENTO 0º V1 Cpe Cpi 016 Tabela 10 Solicitações nos elementos estruturais do pórtico Solicitação Banzo Superior Banzo Inferior Diagonal Montante Tração kN 2592 1232 159 Compressão kN 2088 1050 366 Figura 19 Esforços resultantes devido ao Vento 0º V1 Cpe Cpi 016 65 VENTO 90º V2 Cpe Cpi 016 Tabela 11 Solicitações nos elementos estruturais do pórtico Solicitação Banzo Superior Banzo Inferior Diagonal Montante Tração kN 2652 1540 410 Compressão kN 2555 1391 406 16 Figura 20 Esforços resultantes devido ao Vento 90º V2 Cpe Cpi 016 66 VENTO 0º V3 Cpe Cpi 039 Tabela 12 Solicitações nos elementos estruturais do pórtico Solicitação Banzo Superior Banzo Inferior Diagonal Montante Tração kN 180 074 029 Compressão kN 205 101 008 Figura 21 Esforços resultantes devido ao Vento 0º V3 Cpe Cpi 039 17 7 COMBINAÇÕES Abaixo estão relacionadas as combinações últimas e de serviço para o dimensionamento da estrutura 71 COMBINAÇÕES ÚLTIMAS Comb 1 125xPeso Próprio 14xAção Permanente 15xSobre Carga Comb 2 125xPeso Próprio 14xAção Permanente 15xSobre Carga 14x06xVento Comb 3 125xPeso Próprio 14xAção Permanente 15x08xSobre Carga 14xVento Comb 4 10xPeso Próprio 10xAção Permanente 15x08xSobre Carga 14xVento Comb 5 125xPeso Próprio 14xAção Permanente 14xVento e Comb 6 10xPeso Próprio 10xAção Permanente 14xVento 72 COMBINAÇÕES DE SERVIÇO Comb 1 10xPeso Próprio 10xAção Permanente 07xSobre Carga Comb 2 10xPeso Próprio 10xAção Permanente 06xSobre Carga 03xVento e Comb 3 10xPeso Próprio 10xAção Permanente 03xVento 73 SOLICITAÇÕES MÁXIMAS NOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Tabela 13 Solicitações máximas nos elementos estruturais do pórtico Elemento Solicitação Comb 1 Comb 2 Comb 3 Comb 4 Comb 5 Comb 6 Máximo Banzo Superior Tração kN 000 2228 3713 3713 3713 3713 3713 Compresão kN 1771 1944 1875 1659 1140 925 1944 Banzo Inferior Tração kN 1773 1924 1841 1625 1107 891 1924 Compresão kN 000 2146 3577 3577 3577 3577 3577 Diagonal Tração kN 571 1865 2668 2598 2432 2362 2668 Compresão kN 932 2101 2783 2670 2397 2283 2783 Montante Tração kN 252 597 800 769 696 665 800 Compresão kN 067 408 628 620 601 592 628 Tabela 14 Solicitações máximas nas terças Elemento Solicitação Comb 1 Comb 2 Comb 3 Comb 4 Comb 5 Comb 6 Máximo Terça Cob Momento Fletor kNm 43688 44780 40459 35561 20263 15365 44780 UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE ENGENHARIA ENGENHARIA CIVIL DIRETRIZES DO TRABALHO I DE ESTRUTURAS DE AÇO E MADEIRA II TRABALHO EM GRUPO DE 3 OU 4 INTEGRANTES SERÃO AVALIADOS COM NOTA ZERO TRABALHOS INDIVIDUAIS OU EM DUPLA 1 ETAPA DO TRABALHO Levantar as ações de projeto da estrutura PP AP SC e ação do vento Determinar os esforços internos por meio do software Ftool Preencher o memorial de cálculo editando as informações em amarelo o As informações de peso próprio de elementos estão indicadas no projeto 01 PP TRELIÇAS 035 kNm 02 PP PILARES 070 kNm 03 TERÇAS 005 kNm² 04 CONTRAVENTAMENTO 007 kNm² 05 TELHAS 005 kNm² 06 UTILIDADES 001 kNm² 07 SOBRECARGA DE COBERTURA NBR 88002008 025 kNm² 08 VENTO NBR 61231988 Vo 48 ms S1 1 S2 Categoria III Classe z m S3 095 Data de entrega 12092022 Entregar memorial de cálculo impresso Arquivo Ftool de cada ação PP AP SC V1 V2 V3 e projeto PDF editado via email enviar em arquivo compactado O nome do arquivo deverá ser o RGA escolhido para o trabalho Página 1 de 1