Trabalho Acadêmico - Cálculo de Estruturas de Madeira Serrada para Cobertura

UNIVERSIDADE ENGENHARIA CIVIL SEU NOME AQUI TRABALHO DE ESTRUTURA S DE MADEIRA CIDADE ESTADO 07 0 6 202 2 SUMÁRIO 1 DADOS INICIAIS 2 2 DIMENSÕES GEOMÉTRICA DA COBERTURA 4 21 Dados do aluno 4 22 Escolha da Tesoura 4 23 Distância entre terças 4 24 Distância entre tesouras 5 3 CARGAS ATUANTES 7 31 Cargas devido ao vento 7 311 Pressão dinâmica 8 312 Coeficientes de pressão externa nas paredes 8 313 Coeficiente de pressão externa no telhado 9 314 Coeficiente de pressão externa para telhado 9 315 Coeficiente de pressão interna 10 316 Cargas finais de vento no pórtico 10 32 Cargas permanentes e de utilização 11 321 Peso próprio da tesoura 11 322 Peso próprio da terça 11 323 Peso das cargas permanentes 11 324 Carga acidental de utilização 11 325 Resumo das cargas solicitantes 11 33 Esforços permanentes na treliça 12 34 Esforços variáveis na treliça 12 35 Esforços de vento de sobrepressão na treliça 13 36 Esforços de vento de sucção na treliça 13 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14 DADOS INICIAIS O presente memorial descritivo tem por objetivo além da prévia descrição da respectiva estrutura fixar normas específicas para a construção de estrutura em madeira serrado para um a cobertura O sistema estrutural adotado é composto de elementos estruturais em madeira serrada Para maiores informações sobre os materiais empregados dimensionamento e especificações deve se consulta r o projeto executivo d a estrutura Normas utilizadas NBR 719 0 1997 Projetos de estruturas de madeira NBR 61201980 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações NBR 61231988 Forças devidas ao vento em edificações NBR 86812003 Ações e segurança nas estruturas Procedimento Softwares utilizados Autodesk Auto C ad versão 20 22 Ftool versão 400 Todos os cálculos executados no projeto estrutural atendem as especificações mínimas exigidas pelas normativas vigentes Todos os cálculos executados no projeto da estrutura de madeira consideram o uso de madeira serrada com cargas solicitantes de longa duração classe de umidade da madeira de 12 e madeira de segunda categoria devido à falta de classificação mecânica O aço das ligações tem resistência ao escoamento igual a 250MPa para parafusos e 600MPa para pregos A madeira utilizada é a Cambará DIMENSÕES GEOMÉTRICA DA COBERTURA Dado s d o aluno A ssim a apresentação do galpão apresentado se dá por Terreno plano Comprimento 9 0 0 metros Largura 9 0 0 metros Inclinação do telhado 3 5 Altura 315 metros Com a bertura s para janelas e portas Espaçamento das terças e treliças adotados em função dos vãos Escolha da Tesoura O critério de escolha da tesoura a ser adotada na estrutura tem como base o fato de que para vãos maiores a tesoura Pratt é mais econômica de forma que se definiu a tesoura adotada segundo o critério abaixo se b14mTesoura Howe se b14mTesoura Pratt Deste modo como o vão a ser vencido pela treliça tem 9 00 metros adotase a tesoura Howe Distância entre terças Para a determinação da distância entre terças d t optouse por adotar peças medianamente esbeltas Para tal utilizouse a classificação de acordo com o índice de esbeltez a seguir λ40Peça curta 40λ80Peça medianamente esbelta 80λ140Peça esbelta λ140Não permitido Onde λ é o comprimento efetivo de flambagem dividido pelo menor raio de giração da seção O comprimento efetivo de flambagem por sua vez é a distância entre terças d t a ser determinada Foi estabelecido que o índice de esbeltez λ é igual ou próximo a 80 que é o valor limite para peças medianamente esbeltas A determinação da distância entre as terças varia com o tipo de telha trabalhado e é fundamental para o dimensionamento da estrutura uma vez que só assim será possível montar os carregamentos presentes no projeto e calcular as forças críticas nas barras Para realizar o dimensionamento das peças inicialmente fazse necessário a conferência quanto a flambagem das peças Para a conferência utilizase a equação abaixo NBR71901997 De modo que os cálculos sejam compatíveis com as dimensões reais do galpão é preciso que o valor de d t corresponda a um número inteiro de divisões do banzo superior Para isso calculouse o comprimento do banzo inferior Portanto o espaçamento das terças é d t B n 9 0 6 15 0 m Distância entre tesouras O cálculo distância entre tesouras é feit o definindose uma ligação por entalhe entre os banzos superior e inferior com o máximo de dentes possíveis e com suas profundidades máximas forma a absorver toda a carga de compressão numa combinação preliminar de ações para equilíbrio do nó correspondente a essa ligação entalhada Dessa forma buscase minimizar o uso de parafusos e maior utilização de entalhes O D T adotado como referência para o estudo é de 4 5 metros conforme indicado pelo docente em sala de aula para a telha em material de fibrociment o Dada esta informação é possível calcular o número de divisões necessárias para o estudo em questão dado pela equação Portanto o espaçamento das tesouras é D T A n 9 00 3 3 00 m CARGAS ATUANTES Cargas d evido a o vento Para tal resultado é utilizado inicialmente a fórmula da velocidade característica V k que é a velocidade usada em projeto V k S 1 S 2 S 3 V 0 Sendo V 0 segundo a NBR 61231988 a velocidade de uma rajada de três segundos excedida em média uma vez em 50 anos a 10 metros acima do terreno em campo aberto e plano Nesse caso encontra se na faixa de 40 ms S 1 que leva em consideração as variações do relevo do terreno S 2 é determinado definindo uma categoria rugosidade do terreno e uma classe de acordo com as dimensões da edificação As categorias são definidas de acordo com a NBR 61231988 tabela 32 S 3 é determinado pela probabilidade e risco de ruina devido ao fator estatístico No estudo de caso proposto temos Velocidade básica V 0 V 0 40 ms Para S 1 terreno plano S 1 100 Para S 2 categoria III e classe A S 2 09 1 Para S 3 indústria com alto fator de ocupação S 3 100 Velocidade característica V k V k 1009 1 10 40 0 364 0ms Pressão dinâmica q vento 0613 V k 2 0613 3 6 4 0 2 q vento 812 N m 2 Para coeficiente de pressão externa paredes 0º Relação alturalargura hb 4 0 9 0 0 444 Relação comprimento largura ab 9 0 9 0 1 00 Coeficientes de pressão externa nas paredes Vento 0 Vento 90 Coeficiente de pressão externa n o telhado Relação altura largura hb 4 0 9 0 0 44 4 θ3 5 70 Coeficiente de pressão externa para telhado Vento 0 Vento 90 Cpe médio Coeficiente de pressão interna Vento a 0 Vento a 90 Cargas finais de vento no pórtico Vento a 0 Vento a 90 Cargas permanentes e de utilização Peso próprio da tesoura Se estima o peso próprio da tesoura por g T 01 5 kN m 2 Peso próprio da terça O peso próprio da terça é dado por g t 67006 012 0 05 kNm Peso das cargas permanentes As cargas permanentes são divididas em 3 uma é o peso das telhas cerâmicas da absorção de água pluvial 1 3 dos parafusos de ligação dos caibros e ripas ficando g perm 1 13 100 060 005015010098 kN m 2 Carga acidental de utilização A cobertura deve ser projetada para uma sobrecarga de manutenção e montagem igual a q100kN m 2 Resumo das cargas solicitantes P ermanente g01 5 0 98 113 kN m 2 Utilização q100kN m 2 Máxima carga de vento de sobrepress ão v0 32 kN m 2 Máxima c arga de vento de sucção v0 73 kN m 2 A área de influência do nó da treliça mais solicitad o é igual a A inf 15 0 300450 m 2 Permanente g 113 4 5 0 00 5 300 524 kN Utilização q100 4 50 4 50 kN Vento de sobrepressão v 032 4 5 0 144 kN Vento de sucção v0 73 4 5 0 33 0 kN Esforços permanentes n a treliça Aplicando no Ftool para as cargas permanente s se obtém os m aiores esforço s nas barras da treliça Barra Máximo esforço N g kN Banzo Inferior 1871 Banzo Superior 2284 Montante 1048 Diagonal 644 Esforços variávei s n a treliça Aplicando no Ftool para as cargas variáveis se obtém os maiores esforços nas barras da treliça Barra Máximo esforço N q kN Banzo Inferior 1607 Banzo Superior 1962 Montante 900 Diagonal 553 Esforços de vento de sobrepressão n a treliça Aplicando no Ftool para as cargas de vento de sobrepressão se obtém os maiores esforços nas barras da treliça Barra Máximo esforço N v kN Banzo Inferior 514 Banzo Superior 628 Montante 288 Diagonal 177 Esforços de vento de sucção n a treliça Aplicando no Ftool para as cargas de vento de sucç ão se obtém os maiores esforços nas barras da treliça Barra Máximo esforço N v kN Banzo Inferior 1179 Banzo Superior 1439 Montante 660 Diagonal 406 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Projetos de estruturas de madeira NBR 719 0 1997 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Cargas para o cálculo de estruturas de edificações NBR 6120 1980 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Forças devidas ao vento em edificações NBR 6123 1988 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Ações e segurança nas estruturas Procedimento NBR 86812003 13