P1 - Estruturas de Aço 2 - 2022-1

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ESTRUTURAS ESCOLA DE ENGENHARIA DA UFMG Leia atentamente toda a prova. Identifique e faça apenas o que foi pedido. BOA SORTE! 1ª PROVA DE ESTRUTURAS DE AÇO II Data: 05/05/2022 Horário: 10:00 às 12:00 1ª. Questão (20 pontos): Em um piso de edifício comercial serão utilizadas lajes maciças (10 cm de espessura) e vigas mistas de aço e concreto, conforme esquema abaixo. A construção será escorada. Os carregamentos característicos em cada piso são: - sobrecarga de 3,00 kN/m²; - peso próprio da laje igual a 3,00 kN/m²; - peso próprio das vigas de aço igual a 0,25 kN/m²; - peso próprio das divisórias igual a 1,00 kN/m²; - peso próprio do revestimento do piso igual a 0,50 kN/m². Dados: - aço estrutural ASTM A572 Gr 50 (f_y = 345 MPa, f_u = 450 MPa) - vigas VM em perfil W 460 x 52,0 - concreto: f_ck = 30 MPa e agregado graúdo de gnaisse Designação M h b t_w t_f W A massa EIXO X EIXO Y J C_w (kg/m) (mm) (mm) (mm) (mm) (cm2) (cm2) (kg/m) I_x w_x i_x S_x Z_x I_y w_y i_y S_y J c_w x x x x x x W 460 x 52,0 450 152,404 7,6 10,8 66,6 52 21370 949,817 9,1 1095,9 634 83,9 3,09 131 21,79 304837 Pede-se: a) (5 pontos) Determinar o momento solicitante de cálculo nas vigas mistas VM. Utilize os coeficientes de ponderação iguais a 1,4. b) (5 pontos) Calcular o momento resistente de cálculo da viga mista VM para interação parcial, com grau de interação mínimo. Observação: calcule o momento resistente mesmo que seja inferior ao solicitante. c) (5 pontos) Calcular o número de conectores da viga mista VM, para o grau de interação mínimo, e indicar a sua distribuição. Considere conectores pino com cabeça com diâmetro de 19 mm, altura de 80 mm e f_uc = 415 MPa. d) (5 pontos) Calcular a inércia efetiva da viga mista VM, para o grau de interação mínimo, considerando a fluência do concreto. 2ª. Questão (10 pontos): Para o piso da questão anterior, mantendo a disposição das vigas como apresentado na figura, dimensione uma laje mista com os sistemas MF-50 ou MF-75, sem escoramento, considerando a seguinte ordem de critérios: 1) fôrma de aço com a menor espessura possível; 2) menor peso próprio da laje; Observação: Não é necessário indicar a tela soldada de aço.