Projeto de uma Galpão

ROTEIRO PARA ELABORAÇÃO DA AVALIAÇÃO A3 UNIDADE CURRICULAR Estruturas de madeira e estruturas metálicas 0011042 Prof Valdi Henrique Spohr Palhoça SC 20241 1 INTRODUÇÃO Conforme o Plano de ensino desta UC a avaliação contínua está diretamente ligada à realização do trabalho pedagógico e se concretiza no acompanhamento do processo de ensino e aprendizagem por várias formas Constituise de momentos e instrumentos imprescindíveis utilizados pelo professor para que as metas de compreensão sejam atingidas A avaliação de desempenho A3 com o objetivo de refletir sobre o seu nível de compreensão das habilidades de sua área de estudos e competências desenvolvidas na Unidade Curricular ao longo do semestre tem como resultado do processo composto por uma variedade de feedbacks para o atingimento das metas de compreensão e a concretização dos desempenhos parciais e consequente construção do desempenho final valendo 40 pontos 2 DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO Cada grupo deverá elaborar o projeto da estrutura de um Galpão com as seguintes características O galpão será para uso industrial para deposito de fertilizantes sendo localizado em terreno plano da região portuária da cidade de ImbitubaSC A estrutura deverá ser dimensionada com perfis laminados pilares e vigas com perfil W com contraventamentos com laterais em X com perfis tipo cantoneiras laminadas e contraventamentos da cobertura com tirantes de barras redondas roscadas Por se tratar de um ambiente agressivo a cobertura deverá ser composta de telhas do tipo fibrocimento e as terças deverão ser dimensionadas com vigas de madeira Adotar o peso próprio da estrutura metálica de 025kNm² e que todas as ligações serão com parafusos de alta resistência Considerar os apoios dos pilares engastados ou rotulados conforme o modelo da Figura 1 ou de acordo com a necessidade do seu projeto Aberturas Considerar que duas faces opostas ao vento são igualmente permeáveis e as outras faces impermeáveis conforme prevê a ABNT NBR61232024 Figura 1 Modelo de galpão Fonte Galpões para Usos Gerais CBCA 21 FORMAÇÃO DOS GRUPOS Trabalho em equipes de no máximo 5 alunos composições diferentes somente em casos excepcionais e com autorização expressa dos professores 22 GEOMETRIA DO GALPÃO As dimensões do galpão conforme a figura 2 serão determinadas da seguinte forma para cada grupo LU55 usando o RA do 1º aluno do grupo B U5532 usando o RA do 2º aluno do grupo HQ21 usando o RA do 3º aluno do grupo Ordenar os nomes dos alunos em ordem alfabética Onde U e Q são em metros U o último algarismo do RA do aluno Q o número de algarismos do RA do aluno Figura 2 Geometria do galpão Fonte do Autor Qualquer problema dúvida ou ocorrência não contemplada neste regulamento deverá ser encaminhada ao professor presencial da UC 23 RELATÓRIO Na data determinada no item 3 cada grupo deverá entregar de forma digital em um arquivo único PDF o relatório e os desenhos do projeto contendo 1 Introdução 11 Determinação das dimensões da estrutura 2 Metodologia de cálculo e resultados 21 Cálculo das ações atuantes na estrutura ELU e ELS 23 Análise de deslocabilidade no ELS e prédimensionamento do pórtico 22 Análise estrutural do pórtico e determinação dos esforços nas vigas e pilares no ELU 23 Dimensionamento e verificações para a coluna 24 Dimensionamento e verificações para as vigas 25 Dimensionamento das terças 26 Dimensionamento de placas de base e chumbadores 27 Dimensionamento dos elementos do contraventamento da cobertura 28 Dimensionamento dos elementos do contraventamento vertical 3 Conclusões 4 Referências bibliográficas 5 Anexos Projeto estrutural I Planta de locação da estrutura II Planta da estrutura da cobertura III Elevação do pórtico principal IV Elevação Lateral V Vista 3D VI Detalhe dos apoios e chumbadores 3 AVALIAÇÃO A avaliação se dará mediante a entrega do trabalho e observância de todos os itens solicitados no relatório e no projeto O mesmo deve ser enviado na forma digital até a data de 19062024 conforme calendário acadêmico através do email valdispohranimaeducacaocombr A não observância da data de entrega do trabalho implica na automática perda de 20 pontos da nota a cada 24 horas de atraso A nota da avaliação A3 40 pontos se dará através das notas atribuídas aos elementos avaliativos conforme descrito abaixo 1 Introdução 1 ponto 2 Metodologia de cálculo e resultados 22 pontos 3 Conclusões 1 ponto 4 Referências bibliográficas 1 ponto 5 Anexos Projeto estrutural 15 pontos Qualquer problema dúvida ou ocorrência não contemplada neste documento deverá ser analisada pelos professores da UC 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 A A B B C C D D 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 700 ELEVAÇÃO LATERAL 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 A A B B C C D D 250 60 73 ELEVAÇÃO DO PÓRTICO PRINCIPAL 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 A A B B C C D D 700 250 PLANTA DA ESTRUTURA DA COBERTURA UNISUL UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA RICARDO RA 1072021324 DAVID RA 1072224139 HELOISA RA 1072320784 ESTRUTURAS DE MADEIRA E ESTRUTURAS METÁLICAS RELATÓRIO DE CÁLCULO Prof Valdi Henrique Spohr SUMÁRIO 1 Introdução 3 11 Determinação das dimensões da estrutura 4 2 Metodologia de cálculo e resultados 4 21 Cálculo das ações atuantes 4 22 Análise estrutural do pórtico e determinação dos esforços nas vigas e pilares ELU 8 23 Análise de deslocabilidade no ELS e prédimensionamento do pórtico 18 24 Dimensionamento e verificações para a coluna 20 25 Dimensionamento e verificações para as vigas 20 26 Dimensionamento e verificações para as terças 21 27 Dimensionamento e verificações para os tapamentos 21 28 Dimensionamento e verificações para os perfil do travamento frontal em X 22 29 Dimensionamento e verificações das barras de contraventamento da cobertura 22 3 Conclusão 23 3 1 Introdução Este relatório detalha o dimensionamento da estrutura de um Galpão com as seguintes características O galpão para uso industrial para deposito de fertilizantes sendo localizado em terreno plano da região portuária da cidade de Imbituba SC A estrutura foi dimensionada com perfis laminados pilares e vigas com perfil W com contraventamentos com laterais em X com perfis tipo cantoneiras laminadas e contraventamentos da cobertura com tirantes de barras redondas roscadas Por se tratar de um ambiente agressivo a cobertura ser composta de telhas do tipo fibrocimento e as terças foram dimensionadas com vigas de madeira O peso próprio da estrutura foi considerado como 025 KNm² As aberturas são Duas faces opostas ao vento são igualmente permeáveis e as outras faces impermeáveis conforme prevê a ABNT NBR61232024 Figura 1 Imagens ilustrativa do galpão Fonte Galpões para Usos Gerais CBCA 4 11 Determinação das dimensões da estrutura 1º aluno DAVID RA 1072224139 2º aluno HELOISA RA 1072320784 3º aluno RICARDO RA 1072021324 𝐵 9 5 5 70 𝑚 𝐿 9 5 5 3 2 253 𝑚 25 𝑚 𝐻 10 2 1 6 𝑚 Figura 2 Dimensões principais do Galpão Fonte Autores 2 Metodologia de cálculo e resultados 21 Cálculo das ações atuantes As ações atuantes no galpão serão as de peso próprio de todos os componentes do galpão adotado como 025kNm² peso próprio das telhas de fibrocimento com 5mm de espessura como 012 kNm m² e cargas de vento uma vez que o galpão é de armazenamento As cargas de vento foram calculadas pelo programa VISUAL VENTOS cujo resumo dos cálculos estão abaixo Figura 3 Cálculo dos esforços de vento CARACTERÍSTICAS vo 40 ms S1 100 Terreno plano fracamente acidentado S2 104 Categoria I Classe C S3 095 Grupo 3 q 096 kNm² ESFORÇOS RESULTANTES Vento 0 Cpi 020 Vento 0 Cpi 030 Vento 90 Cpi 020 Vento 90 Cpi 030 Unidade kNm Unidade kNm Unidade kNm Unidade kNm Fonte Autores Para o Cálculo foi considerado a região de influência de cada pórtico considerando 10 espaçamentos ou seja 11 pórticos e todos serão igual tanto os centrais quantos os frontais Assim calculase a carga distribuída nas vigas devido ao peso próprio da estrutura Região de influência 7 m 125 m 875 m² Carremento de peso próprio 025 012kNm² 875 324 kNm² 6 Tendo esses valores foram feitos os cálculos para todas situações sendo 1 cálculo considerando somente as cargas de peso próprio e outros 4 cálculos considerando as 4 combinações de vento Os cálculos foram feitos colocando as majorações e os fatores de combinação já nos carregamentos isto é foi multiplicado o valor dos carregamentos conforme a tabela da NBR88002008 Figura 4 Coeficientes de ponderação Fonte NBR88002008 Figura 5 valores dos fatores de combinação Ações Ɣf2a Locais em que não há predominância de pesos e de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo nem de elevadas concentrações de pessoas b 05 04 03 Locais em que há predominância de pesos e de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo ou de elevadas concentrações de pessoas c 07 06 04 Bibliotecas arquivos depósitos oficinas e garagens e sobrecargas em coberturas ver B51 08 07 06 Vento Pressão dinâmica do vento nas estruturas em geral 06 03 0 Temperatura Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local 06 05 03 Cargas móveis e seus efeitos dinâmicos Passarelas de pedestres 06 04 03 Vigas de rolamento de pontes rolantes 10 08 05 Pilares e outros elementos ou subestruturas que suportam vigas de rolamento de pontes rolantes 07 06 04 a Ver alínea c de 4753 b Edificações residenciais de acesso restrito c Edificações comerciais de escritórios e de acesso público d Para estadolimite de fadiga ver Anexo K usar y1 igual a 10 e Para combinações excepcionais onde a ação principal for sismo admitese adotar para y2 o valor zero Fonte NBR88002008 Assim os carregamentos de peso próprio e vento serão PP 324 kNm² 125 405 kNm² 405 kNm² 125 m 324 kNm CV cv 14 08 112 cv Onde cv é o valor do carregamento distribuído cálculado pelo visual ventos 22 Análise estrutural do pórtico e determinação dos esforços nas vigas e pilares ELU Cálculo 1 peso próprio PP 324 kNm² 125 405 kNm² 405 kNm² 125 m 324 kNm Cargas Esforços Axiais kN Cortantes kN Momentos kNcm Para as simulações com cargas de vento serão feitas as simulações descontando o valor de peso próprio sem majoração e majorando as cargas de vento por exemplo 324 kNm² Peso próprio da estrutura Peso do telhado 324 kNm² 125 m 26 kNm CV 112 cv 112 671 752 kNm CD 752 kNm 26 kNm 492 kNm Vento 0 Cpi 020 Modelo de cálculo Resultados de Esforço Axial kN Resultados de Esforço Cortante kN Resultados de Momentos kNm Vento 0 Cpi 030 Modelo de cálculo Resultados de Esforço Axial kN Resultados de Esforço Cortante kN Resultados de Momentos kNm Vento 90 Cpi 020 Modelo de cálculo Resultados de Esforço Axial kN Resultados de Esforço Cortante kN Resultados de Momentos kNm Vento 90 Cpi 030 Modelo de cálculo Resultados de Esforço Axial kN Resultados de Esforço Cortante kN Resultados de Momentos kNm Reações nos Apoios engastados Vento 0 Cpi 020 Vento 0 Cpi 030 Vento 90 Cpi 020 Vento 90 Cpi 030 Peso próprio Terças da cobertura dados de calculo 1 Terças espaçadas a cada 1 metro 2 Carga considerando a largura de influência e maior carga de vento na cobertura 3 Carga pontual de 125 kN do modo mais desfavorável Modelo de cálculo Resultados de Esforço Cortante kN Resultados de Momentos kNm Perfis de tapamento dados de calculo 1 espaçadas a cada 1 metro 2 Carga considerando a largura de influência e maior carga de vento na lateral Modelo de cálculo Resultados de Esforço Cortante kN 375 375 Resultados de Momentos kNm 655 Perfis do tirante em X dados de calculo 1 Carga considerando carga de vento frontal no galpão de acordo com o valor de q e a área frontal Modelo de cálculo Resultados de Esforço axial kN 1588 Perfis do tirante em X da cobertura dados de calculo 1 Carga considerando carga de vento frontal no galpão de acordo com o valor de q e a área frontal Modelo de cálculo Resultados de Esforço axial kN 72 18 23 Análise de deslocabilidade no ELS e prédimensionamento do pórtico Para a verificação de deslocamentos o resultado foi satisfatório com perfis calculados descritos nas seções seguintes O maior deslocamento em mm no pórtico atende os critérios da NBR8800 Vigas W460x60 Pilares W530x74 Terças de madeira 30cm x 10cm Tapamentos em perfis C de aço 8mm x 150mm x 350 mm Material dos pilares e Vigas Aço ASTM A572 grau 50 fy345 kNcm² Material dos perfis de tapamento e contraventamentos Aço ASTM A36 fy25 kNcm² Material das terças Madeira cambará Valores dos modelos de cálculo em mm Deslocamentos Vento 0 Cpi 020 Vento 0 Cpi 030 Vento 90 Cpi 020 Vento 90 Cpi 030 20 24 Dimensionamento e verificações para a coluna O Resumo dos cálculos e verificações dos pilares estão na tabela abaixo 25 Dimensionamento e verificações para as vigas O Resumo dos cálculos e verificações das vigas estão na tabela abaixo 21 26 Dimensionamento e verificações para as terças O Resumo dos cálculos e verificações das terças estão na tabela abaixo 27 Dimensionamento e verificações para os tapamentos O Resumo dos cálculos e verificações dos tapamentos estão na tabela abaixo 22 28 Dimensionamento e verificações para os perfil do travamento frontal em X O Resumo dos cálculos e verificações estão na tabela abaixo 29 Dimensionamento e verificações das barras de contraventamento da cobertura O Resumo dos cálculos e verificações estão na tabela abaixo 23 3 Conclusão A atividade de dimensionamento e projeto deste galpão foi extremamente proveitosa para elevar o nível dos alunos uma vez que para desenvolvimento foi consultado manuais práticos de projeto extremamente usados por engenheiros para desenvolver esse tipo de obra no cotidiano Verificouse que alguns perfis passam nos critérios ELU mas reprovam nos critérios ELS sendo necessário redimensionalos para atender o segundo critério Verificamos também pelas referencias bibliográficas que barras de contraventamentos geralmente não atendem os critérios de esbeltez da norma NBR8800 pois não se verifica esse parâmetro mas devese garantir que eles estejam tensionados na prática para operar de modo efetivo na estrutura Verificouse também na prática dos cálculos que as maiores cargas desse galpões são as de vento e que um correto levantamento dessas cargas é fundamental para elaborar um projeto econômico e seguro PLANTA DE LOCAÇÃO DA ESTRUTURA EM INBITUBASC Rua João Oliveira Filho VISTA 3D