Treliças de Cobertura: Componentes e Cargas

TRELIÇAS DE COBERTURA S banzo superior I banzo inferior V barras verticais D barras diagonais N nó ou junta P painel distância entre dois nós h altura da tesoura L vão da tesoura α inclinação da tesoura TRELIÇAS DE COBERTURA 1 Ripas peças nas quais se apoiam as telhas 2 Caibros peças que se apoiam nas terças e sustenta as ripas 3 Terça viga apoiada sobre a tesoura em seus nós ou sobre a parede para sustentação dos caibros 4 Cumeeira Terça da parte mais alta do telhado 5 Contrafrechal terça da parte inferior do telhado Coberturas executas em chapas onduladas de fibrocimento alumínio ou PVC dispensam o emprego de ripas e caibros apoiandose diretamente sobre as terças TRELIÇAS DE COBERTURA 6 Frechal Viga de madeira colocada em todo o perímetro superior da parede de alvenaria para amarração e distribuição da carga concentrada da tesoura 7 Chapuz pedaço de madeira triangular destinado a suster ou apoiar a terça 8 Empena compreende a viga do banzo superior 9 Linha compreende a vida do banzo inferior 10 Pendural barra vertical central 11 Escora compreende as barras diagonais 12Pontalete barras verticais das extremidades 13 Ferragens material utilizado na ligação das peças O frechal de madeira fui substituído pelas cintas de amarração de concreto Ponto do telhado Relação entre a altura do telhado e a largura do vão O ponto do telhado varia em geral entre os limites de 12 a 18 TRELIÇAS DE COBERTURA Dimensões comerciais de madeiras serradas TRELIÇAS DE COBERTURA As treliças de cobertura estão sujeitas às seguintes cargas Cargas de gravidade peso próprio e das telhas e seu vigamento de apoio Cargas de vento sobreposição e sucção para telhas fixadas à estrutura e apenas sobreposição para telhas sem fixação TRELIÇAS DE COBERTURA As cargas de cobertura são calculadas como cargas distribuídas na superfície do telhado que se transmitem como forças concentradas aos nós das treliças por meio das terças TRELIÇAS DE COBERTURA Detalhe A e D lição por entalhe de peças comprimidas banzo superior Detalhe C ligação das barras tracionadas diagonais e banzo inferior feita por talas metálicas parafusadas PÓRTICOS Utilizado em edificações destinadas a galpões estádios de esportes estações rodoviárias Vãos variando entre 20 a 100 m Pórtico de madeira serrada Pórtico de MLC PÓRTICO ESPACIAL Sistema estrutural utilizado para edificações Construídos de grelhas planas para os pisos com suas vigas principais apoiadas em pilares Vigas secundárias Transferem as cargas verticais para as vigas principais Vigas principais Transferem as cargas recebidas para os pilares Pilares Transfere para os elementos de fundação Estruturas provisórias destinadas a suportar o peso de uma estrutura em construção até que se torne autoportante Ex fôrmas para concreto vigas para apoio de fôrmas e escoramento CIMBRAMENTO As tábuas de madeira serrada foram substituídas por chapas de madeira compensada na confecção de fôrmas para o concreto CIMBRAMENTO Madeira roliça como escora de obras de pequena altura Madeira compensada como fôrma de pilares PROPRIEDADES MECÂNICAS Responsáveis pelo comportamento da madeira quando solicitada por forças externas Analisadas segundo duas direções paralela e normal às fibras Classificadas em propriedades elásticas e de resistência A NBR 7190 determina os métodos de ensaio para a determinação das propriedade mecânicas da madeira PROPRIEDADES ELÁSTICAS Módulo de elasticidade longitudinal E 1 Módulo de elasticidade longitudinal na compressão paralela às fibras 𝑬𝟎 2 Módulo de elasticidade longitudinal normal às fibras 𝑬𝟗𝟎 𝑬𝟗𝟎 𝑬𝟎𝟐𝟎 3 Módulo de elasticidade longitudinal na flexão 𝐸𝑀 𝑬𝑴 𝟎 𝟖𝟓𝑬𝟎 p coníferas 𝑬𝑴 𝟎 𝟗𝟎𝑬𝟎 p folhosas PROPRIEDADES ELÁSTICAS Módulo de elasticidade Transversal G 𝑮 𝑬𝟎 𝟐𝟎 Considerase que o valor de E é igual para solicitação e tração ou seja 𝐸𝑇 𝐸𝐶 A NBR 7190 não traz em seu texto nenhuma especificação a respeito do coeficiente de Poisson da madeira PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA Descrevem as resistências últimas de um material quando solicitado por uma força As propriedades de resistência são analisadas segundo duas direções paralela às fibras e normal às fibras As propriedades de resistência são Compressão Tração Cisalhamento Flexão Torção Resistência ao choque PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA COMPRESSÃO Paralela às fibras Tendência de encurtar às células da madeira ao longo do seu eixo longitudinal Grande resistência Normal às fibras Comprime as células da madeira perpendicularmente ao eixo longitudinal 25 da resistência à compressão paralela Inclinada A força age tanto paralela como perpendicularmente às fibras Adotase valores intermediários fórmula de Hankinson PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA COMPRESSÃO Fórmula de Hankinson 𝑓𝑐𝜃 𝑓𝑐0 𝑓𝑐90 𝑓𝑐0 𝑠𝑒𝑛2𝜃 𝑓90 𝑐𝑜𝑠²𝜃 Onde 𝒇𝒄𝜽 resistência à compressão para força inclinada de 𝜃 em relação às fibras da madeira 𝒇𝒄𝟎 resistência à compressão na direção das fibras 𝒇𝒄𝟗𝟎 resistência à compressão na direção perpendicular às fibras PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA TRAÇÃO Paralela às fibras Alongamento das células da madeira ao longo do eixo longitudinal Ruptura por deslizamento de células ou rompimento de paredes das fibras Baixos valores de deformaçãoelevada resistência Normal às fibras Tende a separar as células da madeira perpendicular aos seus eixos onde a resistência é baixa Deve ser evitada em projetos de estrutura PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA CISALHAMENTO Vertical Deforma as célula da madeira perpendicularmente ao eixo longitudinal Não é o mais crítico Horizontal Produz a tendência das células da madeira de separarem e escorregarem longitudinalmente Caso mais crítico Perpendicular Produz a tendência das células da madeira rolarem umas sobre as outras transversalmente ao eixo longitudinal FLEXÃO PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA Na flexão simples ocorrem quatro tipos de esforços compressão paralelas às fibras tração paralela às fibras cisalhamento horizontal compressão normal às fibras TORÇÃO Fenômeno pouco investigado em estruturas de madeira Deve ser evitado segundo a norma pois existe um risco de ruptura por tração normal às fibras decorrente do estado múltiplo de tensões atuantes RESISTÊNCIA AO CHOQUE Capacidade do material em absorver rapidamente energia de impacto A madeira tem boa capacidade de absorção de impactos PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA CLASSES DE RESISTÊNCIA Fatores de correção CONSIDERAÇÕES PARA PROJETO PROJETO ESTRUTURAL 1 Garantir a segurança da estrutura evitando o colapso 2 Garantir o bom desempenho da estrutura evitando por exemplo a ocorrência de grandes deslocamentos vibrações danos localizados etc ETAPAS DE PROJETO 1 Anteprojeto definição do sistema estrutural e materiais a serem utilizados 2 Dimensionamento definição das dimensões dos elementos da estrutura e suas ligações 3 Detalhamento elaboração de desenhos executivos da estrutura contendo as especificações de todos os seus componentes CONSIDERAÇÕES PARA PROJETO MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES um estado limite ocorre sempre que a estrutura deixa de satisfazer um de seus objetivos ESTADO LIMITE ÚLTIMO ELU está associado à ocorrência de ações excessivas e consequente colapso da estrutura ESTADO LIMITE DE SERVIÇO ELS está associado às cargas em serviço deformações excessivas vibrações excessivas desconforto ao usuário MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES ESTADO LIMITE ÚLTIMO a garantia de segurança no método dos estados imites é traduzida pela equação de conformidade para cada seção da estrutura 𝑺𝒅 𝑹𝒅 𝑹𝒅 𝒌𝒎𝒐𝒅 𝑹𝒌 𝜸𝒘 𝑆𝑑 solicitação máxima de projeto 𝑅𝑑 resistência de cálculo 𝑘𝑚𝑜𝑑 coeficiente de modificação 𝑅𝑘 resistência característica 𝜸𝒘 coeficiente de ponderação MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES AÇÕES forças que agem nas estruturas provocando esforços e deformações 1 AÇÕES PERMANENTES G apresentam pouca variação durante a vida útil da construção peso próprio da estrutura alvenaria equipamentos etc 2 AÇÕES VARIÁVEIS Q apresentam variação significativa durante a vida útil sobrecarga de utilização carga de vento neve etc 3 AÇÕES EXCEPCIONAIS E duração extremamente curta e com baixa probabilidade de ocorrer durante a vida útil terremoto furações etc Para elaboração de projeto as ações devem ser combinadas com aplicação de coeficientes que levam em conta a probabilidade de ocorrência simultânea MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES AÇÕES Combinações de ações devem prever as situações mais críticas na estrutura Para combinação de curta duração a NBR 7190 permite redução de 25 de ações dessa natureza CLASSIFICAÇÃO DAS AÇÕES MODO DE ATUAÇÃO Diretasforças Indiretas deformações DURAÇÃO Permanentes G Peso próprio Variável Q sobrecarga vento Excepcional E terremoto MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES CARREGAMENTOS CARREGAMENTO NORMAL Apenas ações de uso previsto para construção Considerase de longa duração Verificase ELU e ELS Ex Peso próprio e sobrecarga CARREGAMENTO ESPECIAL inclui ações variáveis de natureza ou intensidade especiais Efeitos relevantes para o carregamento normal Ex transporte de equipamentos pesados sobre uma ponte CARREGAMENTO EXCEPCIONAL ações de efeitos catastróficos Carregamento de duração instantânea Ex terremoto CARREGAMENTO DE CONSTRUÇÃO caso particular de carregamento onde o carregamento pode levar ao ELU Ex içamento de uma treliça MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES AÇÕES de acordo com as situações de projeto as ações são classificadas em DURADOURAS duração igual ao período de referência da construção Verificação do ELU combinações normais e ELS combinações de longa e média duração TRANSITÓRIAS duração muito menor que o período de referência Construção sujeitas a carregamentos especiais Verificar ELU e em alguns casos verificar ELS combinação média e curta duração EXCEPCIONAIS duração extremamente curta Verificase apenas o ELU COMBINAÇÃO DE AÇÕES VERIFICAÇÃO NO ELU carregamento normal Onde 𝐹𝑑 ação de projeto 𝛾𝐺 coeficiente de majoração de ações permanentes 𝐹𝐺𝑘 ação permanente 𝛾𝑄 coeficiente de majoração de ações variáveis 𝐹𝑄𝑘 ação variável 𝜓0 fator de combinação de ações 𝐹𝑑 𝑖1 𝑚 𝛾𝐺𝑖 𝐹𝐺𝑖𝑘 𝛾𝑄1 𝐹𝑄1𝑘 𝑗2 𝑛 𝛾𝑄𝑗 𝜓0𝑗 𝐹𝑄𝑗𝑘 COMBINAÇÃO DE AÇÕES VERIFICAÇÃO NO ELU carregamento especial e de construção Diferença para o carregamento normal 𝜓0𝑗𝑒𝑓 𝜓0𝑗𝑒𝑓 𝜓0𝑗 situação normal 𝜓0𝑗𝑒𝑓 𝜓2𝑗 tempo de atuação de 𝐹𝑄𝑗𝑘 for muito pequeno 𝐹𝑑 𝑖1 𝑚 𝛾𝐺𝑖 𝐹𝐺𝑖𝑘 𝛾𝑄1 𝐹𝑄1𝑘 𝑗2 𝑛 𝛾𝑄𝑗 𝜓0𝑗𝑒𝑓 𝐹𝑄𝑗𝑘 COMBINAÇÃO DE AÇÕES VERIFICAÇÃO NO ELS carregamento de longa duração utilizada no controle usual das deformações da estrutura Onde 𝐹𝐺𝑖𝑘 ação permanente 𝐹𝑄𝑗𝑘 ação variável 𝜓2𝑗 fator de combinação para ações variáveis em deslocamentos flechas 𝐹𝑑𝑢𝑡𝑖 𝑖1 𝑚 𝐹𝐺𝑖𝑘 𝑗1 𝑛 𝜓2𝑗 𝐹𝑄𝑗𝑘 Não usa coeficientes de majoração MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES Coeficientes de majoração das ações no estado limite de projeto Ações permanentes Ações variáveis Cargas permanentes Recalques e retração dos materiais diferencias 𝛾𝜖 Ações variáveis geral incluindo cargas acidentais móveis 𝛾𝑞 Variação de temperatura ambiental 𝛾𝑞 Combinação Grande variabilidade 𝛾𝑔 Pequena variabilidade 𝛾𝑔 Normal 14 10 13 10 12 0 14 12 Especial ou de construção 13 10 12 10 12 0 12 10 Excepcional 12 10 11 10 0 0 10 0 Os valores em parênteses correspondem a ações permanentes favoráveis à segurança Peso próprio de elementos de madeira classificadas estruturalmente cujo peso específico tenha coeficiente de variação não superior a 10 MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES Fatores de combinação para ELU 𝜓0 e de combinação para ELS 𝜓1 e 𝜓2 Ações em estruturas correntes 𝝍𝟎 𝝍𝟏 𝝍𝟐 Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local 06 05 03 Pressão dinâmica do vento 06 03 00 Cargas acidentais dos edifícios 𝝍𝟎 𝝍𝟏 𝝍𝟐 Locais em que não há predominância de pesos de equipamentos fixos nem elevada concentração de pessoas 05 04 03 Locais onde há predominância de pesos de equipamentos fixos ou de elevadas concentrações de pessoas 07 06 04 Bibliotecas arquivos oficinas e garagens 08 07 06 𝜓2 0 quando a ação variável principal corresponder a um efeito sísmico 𝜓1 é o coeficiente para ações variáveis de média duração 𝜓2 é o coeficiente para ações variáveis de longa duração EXEMPLO 1 Uma treliça de cobertura em madeira está sujeita aos seguintes carregamentos verticais distribuídos por unidade de comprimento Calcular as ações combinadas para o projeto no ELU Peso próprio peso cobertura G 08 kNm Carga acidental Q 15 kNm Vento de sobreposição V1 13 kNm Vento de sucção V2 18 kNm Obs para levar em conta a maior resistência da madeira a ações de curta duração vento frenagem etc nas combinações normais em que estas ações variáveis forem consideradas principais os seus valores serão reduzidos multiplicandose por 075 EXEMPLO 2 Uma viga biapoiada de jatobá está sujeita aos seguintes carregamentos Carga acidental 15 kNm Peso próprio 2kNm Encontre o valor para a combinação no ELS para verificar a deformação excessiva da viga Considerar o local sem predominância de pesos EXEMPLO 3 A presente viga está submetida aos carregamentos abaixo Peso próprio 04 kNm Cargas acidentais 01 kNm Pressão do vento 02 kNm a Encontre a combinação para avaliar deformação da viga no ELS b Encontre a combinação última normal do momento de cálculo na seção B para o ELU mais crítica