Memorial de Cálculo: Galpão em Aço

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CENTRO DE ENGENHARIAS CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL ESTRUTURAS EM AÇO MEMORIAL DE CÁLCULO GALPÃO EM AÇO Ariadne Marilyn da Silveira Pelotas 28 de dezembro de 2020 2 SUMÁRIO 1 DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E CAPACIDADE DA MONOVIA 3 2 MATERIAIS E CARACTERÍSTICAS DA EDIFICAÇÃO 3 21 DEFINIÇÃO DE DIMENSÕES DA TRELIÇA 3 3 VENTO 4 7 7 4 TRELIÇA E PILARES 8 41 CARGAS 8 42 ESFORÇOS 9 43 DIMENSIONAMENTO BANZOS SUPERIORES 21 44 DIMENSIONAMENTO BANZOS INFERIORES 23 45 DIMENSIONAMENTO MONTANTES E DIAGONAIS 25 46 DIMENSIONAMENTO PILARES 27 5 DIMENSIONAMENTO DAS TERÇAS 30 51 CARGAS 30 52 COMBINAÇÕES E ESFORÇOS 30 53 DIMENSIONAMENTO DA TERÇA METÁLICA 30 6 DIMENSIONAMENTO MONOVIA 32 7 LIGAÇÕES DA TRELIÇA 35 8 DIMENSIONAMENTO VIGA 36 9 REFERÊNCIAS 38 3 1 DIMENSÕES DA EDIFICAÇÃO E CAPACIDADE DA MONOVIA Para a definição das dimensões da edificação e capacidade nominal da monovia foi utilizado o número de matrícula de acordo com as equações fornecidas na diretriz do projeto A posição referente a cada dimensão calculada foi locada de acordo com o projeto arquitetônico base fornecido 2 MATERIAIS E CARACTERÍSTICAS DA EDIFICAÇÃO As propriedades dos materiais utilizados para dimensionamento seguem critérios fornecidos pela diretriz assim foi feito uso de Aço estrutural ASTM A36 para perfis Parafusos de alta resistência ASTM A325 Telhas térmicas trapezoidal de núcleo isolante PIR e espessura 50 mm 21 DEFINIÇÃO DE DIMENSÕES DA TRELIÇA Para um prédimensionamento assertivo foi utilizado critérios recomendados pelo professor orientador do projeto em período síncrono da disciplina Terças metálicas foram posicionadas levando em consideração um espaçamento máximo de 2 metros onde obrigatoriamente a primeira terça deve ser locada a 20 centímetros do centro da cumeeira e a última entre 40 a 60 centímetros do eixo do pilar de canto da edificação Dados Matrícula 17102451 Variável Valor Unidade Descrição a 4 Antepenúltimo número de matrícula p 5 Penúltimo número de matrícula u 1 Último número de matrícula A 740 m Dimensão A 7a B 850 m Dimensão B 7p C 610 m Dimensão C 6u D 220 m Dimensão D 2 11 Q 21 kN Capacidade nominal da monovia 1ax10 p L0 2330 m Largura na direção 0 L90 3050 m Largura na direção 90 He 1055 m 580 altura dada D Ht 4 sendo último escolhido espaçamento de 50 centímetros Para elementos montantes o critério de apoio nos pilares intermediários foi respeitado Prédimensionamento das Dimensões da Treliça Variável Valor Unidade Descrição Requisitos H1 050 m Altura da base da treliça H2 205 m Cateto em relação aos banzos superiores Ht 255 m Altura total da treliça L 1165 m Largura da simetria da treliça i 1760 Inclinação Para telha utilizada mínimo de 6 Ht Máximo 291 m Relação 2L8 Ht Mínimo 155 m Relação 2L15 α 998 α 5 a 15 Espaçamento Terças 1 1372 m Espaçamento Terças 2 1403 m Nº de terças 1 3 barras Número de barras entre o centro e o pilar de apoio Nº de terças 2 5 barras Número de barras entre o pilar de apoio e extremidade 3 VENTO Para a consideração de esforços devido ao vento foi utilizada como base a NBR 6123 Forças devido ao vento em edificações Por se tratar de uma edificação onde não há presença de elementos diafragma como lajes fezse necessária a análise de efeitos locais do vento para paredes e cobertura 5 Vento Variável Valor Unidade Descrição Requisitos Localização Pelotas RS Localização onde a edificação será construída esse dimensionamento não deve ser considerado para outra localização Vo 4700 ms Velocidade básica do vento Mapa das isopletas Figura 1 NBR 6123 S1 100 Fator topográfico Terreno plano ou pouco acidentado S2 084 Fator de rugosidade do terreno Classe B 20 a 50m a maior dimensão e Categoria IV p Z10m tabela 2 NBR 6123 S3 100 Fator estatístico Grupo 2 da tabela 3 NBR 6123 vk 3948 ms Velocidade Característica vk Vo S1 S2 S3 q 096 kNm² Pressão dinâmica do vento q 0613 vk² L0 2330 m Largura na direção 0 b para análise L90 3050 m Largura na direção 90 a para análise He 1055 m Altura total da edificação h 850 m h para análise onde h é He H2 da treliça Essa dimensão deve considerar a altura inferior do telhado hb 036 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 hb 05 ab 131 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 1 ab 15 Relações Vento 0 Coeficientes de pressão externa Ce Variável Valor Unidade Descrição Requisitos b3 777 Considera o maior valor entre os dois que deve ser menor que 2h a4 763 02b 466 A1 e B1 08 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes A2 e B2 05 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes A3 e B3 041 Para 1 ab 2 Interporlar linearmente Para Paredes C 070 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes D 040 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes Cpe médio 090 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 EG 080 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 5 hb 05 p θ 5 Para cobertura FH 060 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 5 hb 05 p θ 5 Para cobertura IJ 048 Para 1 ab 2 Interporlar linearmente 6 Relações Vento 90 Coeficientes de pressão e forma externo Ce Variável Valor Unidade Descrição Requisitos A 070 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes B 040 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes C1 e D1 080 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes C2 e D2 040 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 4 Para Paredes EF 120 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 5 hb 05 p θ 5 Para cobertura GH 040 Relação para análise em tabelas NBR 6123 Caso 1 da tabela 5 hb 05 p θ 5 Para cobertura b2 1165 m Menor entre os dois valores 2h 1700 m Relações Coeficiente de Pressão interno Ci Variável Valor Unidade Descrição Requisitos ÁREAS PERMEÁVEIS PORTÃO 16 m² área por portão com dimensão 400x400 m com 100 de permeabilidade JANELAS 24 m² área de 30 janelas com dimensões de 200x120m com 100 de permeabilidade ACESSOS 42 m² área de 2 acessos com dimensões de 200x120m com 100 de permeabilidade BRISE 1525 m² área do brise para 10 vãos de 500x100m com 50 de permeabilidade CARGAS DE VENTO V0 Ce Ci CeCi qk L V KNm 1 1A 080 010 090 096 610 527 2 2A 080 030 050 096 610 293 V90 Ce Ci C qk L V KNm 3 1A 120 010 130 096 610 761 4 1B 120 080 200 096 610 1171 5 2A 040 010 050 096 610 293 6 2B 040 080 120 096 610 703 7 Figura Coeficientes de pressão externo Cpe Paredes Figura Coeficientes de pressão externo Cpe Cobertura 8 4 TRELIÇA E PILARES A treliça foi numerada de acordo com a ordem de leitura projetual e simetria da estrutura e dividida em lado 1 e lado 2 41 CARGAS As cargas consideradas para fins de dimensionamentos constam na tabela abaixo Cargas para o dimensionamento da treliça Variável Valor Unidade Espaçamento entre pórticos m Carga final kN Descrição g1 015 kNm 61 0915 Peso próprio da telha g2 005 kNm 61 0305 Peso próprio da terça g3 02 kNm 61 122 Peso próprio da treliça q1 025 kNm 61 1525 Carga acidental q2 21 kN 21 Carga da monovia V1 527 kNm 527 Vento 0 1 V2 293 kNm 293 Vento 0 2 V3 761 kNm 761 Vento 90 1 V4 1171 kNm 1171 Vento 90 2 V5 293 kNm 293 Vento 90 3 V6 703 kNm 703 Vento 90 4 Cargas de Vento para PilaresParedes V0 Ce Ci CeCi qk L V KNm 1 1A 080 010 090 090 610 494 2 2A 080 030 050 090 610 275 V90 Ce Ci C qk L V KNm 3 1A 070 010 060 090 610 329 4 1B 070 080 010 090 610 055 5 2A 040 010 050 090 610 275 6 2B 040 080 120 090 610 659 9 42 ESFORÇOS Para fim de análise foi lançada a estrutura em pórticos considerando treliça e pilares com cargas isoladas e combinação de ventos V3V5 e V4V6 Os esforços retirados dos modelos unifilares foram utilizados para gerar as combinações de esforços para o estado limite último ELU e estado limite de serviço ELS Figura Carregamento do pórtico com peso próprio Figura Esforços carregamento do pórtico com peso próprio 10 Figura Carregamento do pórtico com peso variável Figura Esforços carregamento do pórtico com peso variável 11 Figura Carregamento do pórtico com carga da monovia Figura Esforços carregamento do pórtico com carga da monovia 12 Figura Carregamento do pórtico com carga vento 1 Figura Esforços carregamento do pórtico com carga vento 1 13 Figura Carregamento do pórtico com carga vento 2 Figura Esforços carregamento do pórtico com carga vento 2 14 Figura Carregamento do pórtico com carga vento 3 e 5 Figura Esforços carregamento do pórtico com carga vento 3 e 5 15 Figura Carregamento do pórtico com carga vento 4 e 6 Figura Esforços carregamento do pórtico com carga vento 4 e 6 16 As combinações consideradas para fim de cálculo de dimensionamento da treliça e pilares foram ELU Combinação 01 125 PP 15 Acidental 1 15 Monovia Combinação 02 125 PP 15 Monovia 07 15 Acidental Combinação 03 100 PP 14 Vento 1 Combinação 04 100 PP 14 Vento 2 Combinação 05 100 PP 14 Vento 35 Combinação 06 100 PP 14 Vento 46 ELS Combinação 07 100 PP 100 04 Acidental 1 05 Monovia Os coeficientes para as combinações últimas normais e últimas de serviço foram retirados da tabela 01 da NBR 8800 de 2008 na seção 476 17 BARRA Peso Próprio Carga Acidental Monovia V1 V2 V35 V46 ELU ELS CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 Banzos Superiores Lado 1 B1 010 010 000 010 000 010 010 029 024 024 010 024 024 014 B2 1240 1560 890 5350 2970 6510 10670 5349 4647 6250 2918 7874 13698 2309 B3 3080 3860 2400 13250 7360 15860 26170 13548 11811 15470 7224 19124 33558 5824 B4 3860 4840 3240 16650 9260 19650 32600 17331 15153 19450 9104 23650 41780 7416 B5 4170 5220 3760 18030 10020 20930 34960 19100 16751 21072 9858 25132 44774 8138 B6 4220 5300 4120 18340 10200 20900 35170 19827 17442 21456 10060 25040 45018 8400 B7 4130 5180 4380 18020 10020 20080 34110 19916 17585 21098 9898 23982 43624 8392 B8 3950 4950 4570 17310 9630 18790 32260 19613 17385 20284 9532 22356 41214 8215 B9 3710 4650 4730 16360 9100 17210 29940 19079 16986 19194 9030 20384 38206 7935 Banzos Superiores Lado 2 B1 010 010 000 010 000 000 010 029 024 024 010 010 024 014 B2 1240 1560 890 5350 2970 4180 8340 5349 4647 6250 2918 4612 10436 2309 B3 3080 3860 2400 13250 7360 10630 20940 13548 11811 15470 7224 11802 26236 5824 B4 3860 4840 3240 16650 9260 13650 26610 17331 15153 19450 9104 15250 33394 7416 B5 4170 5220 3760 18030 10020 15130 29150 19100 16751 21072 9858 17012 36640 8138 B6 4220 5300 4120 18340 10200 15790 30060 19827 17442 21456 10060 17886 37864 8400 B7 4130 5180 4380 18020 10020 15970 29990 19916 17585 21098 9898 18228 37856 8392 B8 3950 4950 4570 17310 9630 15840 29310 19613 17385 20284 9532 18226 37084 8215 B9 3710 4650 4730 16360 9100 15510 28230 19079 16986 19194 9030 18004 35812 7935 Banzos Inferiores Lado 1 I1 2430 3040 2950 3620 2010 6740 9560 12266 10898 7498 5244 11866 15814 5121 I2 610 760 1460 11330 6300 15840 24650 4154 3812 16472 9430 22786 35120 1644 I3 160 200 640 14550 8090 19380 30710 444 534 20210 11166 26972 42834 080 I4 460 580 130 15780 8770 20460 32740 1296 1035 21632 11818 28184 45376 627 I5 520 650 230 15960 8870 20250 32670 2022 1730 21824 11898 27830 45218 895 I6 430 540 480 15520 8630 19260 31330 2111 1868 21298 11652 26534 43432 886 18 I7 250 310 680 14700 8170 17810 29240 1823 1683 20330 11188 24684 40686 714 I8 010 010 830 13620 7570 16050 26650 1274 1269 19058 10588 22460 37300 429 I9 320 400 970 12150 6760 13720 23180 423 603 17330 9784 19528 32772 005 Banzos Inferiores Lado 2 I1 2430 3040 2950 3620 2010 3630 6450 12266 10898 7498 5244 7512 11460 5121 I2 610 760 1460 11330 6300 9940 18750 4154 3812 16472 9430 14526 26860 1644 I3 160 200 640 14550 8090 12850 24170 444 534 20210 11166 17830 33678 080 I4 460 580 130 15780 8770 14220 26500 1296 1035 21632 11818 19448 36640 627 I5 520 650 230 15960 8870 14800 27220 2022 1730 21824 11898 20200 37588 895 I6 430 540 480 15520 8630 14910 26990 2111 1868 21298 11652 20444 37356 886 I7 250 310 680 14700 8170 14710 26150 1823 1683 20330 11188 20344 36360 714 I8 010 010 830 13620 7570 14320 24920 1274 1269 19058 10588 20038 34878 429 I9 320 400 970 12150 6760 13710 23170 423 603 17330 9784 19514 32758 005 Montantes Lado 1 M0 000 000 2100 000 000 000 000 3150 3150 000 000 000 000 1050 M1 010 010 000 050 030 070 110 029 024 060 032 088 144 014 M2 1080 1360 900 4590 2550 5420 8990 4848 4236 5346 2490 6508 11506 2074 M3 590 740 630 2490 1380 2730 4670 2852 2519 2896 1342 3232 5948 1201 M4 290 360 490 1170 650 1030 1940 1667 1505 1348 620 1152 2426 679 M5 060 080 400 210 110 240 080 801 765 234 094 396 172 292 M6 120 150 340 580 320 1290 1740 123 191 692 328 1686 2316 010 M7 270 340 290 1240 690 2190 3160 440 287 1466 696 2796 4154 261 M8 400 510 260 1820 1010 2970 4390 915 686 2148 1014 3758 5746 474 M9 540 680 230 2420 1350 3830 5720 1404 1098 2848 1350 4822 7468 697 Montantes Lado 2 M0 000 000 2100 000 000 000 000 3150 3150 000 000 000 000 1050 19 M1 010 010 000 050 030 030 070 029 024 060 032 032 088 014 M2 1080 1360 900 4590 2550 3770 7340 4848 4236 5346 2490 4198 9196 2074 M3 590 740 630 2490 1380 2240 4180 2852 2519 2896 1342 2546 5262 1201 M4 290 360 490 1170 650 1320 2230 1667 1505 1348 620 1558 2832 679 M5 060 080 400 210 110 660 820 801 765 234 094 864 1088 292 M6 120 150 340 580 320 140 310 123 191 692 328 316 314 010 M7 270 340 290 1240 690 290 1260 440 287 1466 696 136 1494 261 M8 400 510 260 1820 1010 670 2080 915 686 2148 1014 538 2512 474 M9 540 680 230 2420 1350 1010 2890 1404 1098 2848 1350 874 3506 697 Diagonais Lado 1 D1 1870 2340 1370 7940 4420 9610 15790 8090 7037 9246 4318 11584 20236 3491 D2 2110 2640 1740 8930 4960 10530 17480 9419 8231 10392 4834 12632 22362 4036 D3 970 1220 1040 4080 2270 4480 7650 4700 4151 4742 2208 5302 9740 1978 D4 420 520 710 1700 940 1490 2810 2412 2178 1960 896 1666 3514 983 D5 080 110 530 280 150 330 110 1068 1019 312 130 542 234 389 D6 150 190 420 730 400 1620 2190 143 228 872 410 2118 2916 016 D7 330 410 350 1490 830 2630 3790 536 351 1756 832 3352 4976 319 D8 470 590 300 2120 1180 3450 5100 1070 804 2498 1182 4360 6670 556 D9 630 800 270 2830 1570 4480 6690 1646 1286 3332 1568 5642 8736 815 Diagonais Lado 2 D1 1870 2340 1370 7940 4420 6270 12450 8090 7037 9246 4318 6908 15560 3491 D2 2110 2640 1740 8930 4960 7330 14270 9419 8231 10392 4834 8152 17868 4036 D3 970 1220 1040 4080 2270 3670 6840 4700 4151 4742 2208 4168 8606 1978 D4 420 520 710 1700 940 1910 3230 2412 2178 1960 896 2254 4102 983 D5 080 110 530 280 150 880 1090 1068 1019 312 130 1152 1446 389 D6 150 190 420 730 400 170 390 143 228 872 410 388 396 016 D7 330 410 350 1490 830 350 1510 536 351 1756 832 160 1784 319 D8 470 590 300 2120 1180 780 2420 1070 804 2498 1182 622 2918 556 D9 630 800 270 2830 1570 1180 3380 1646 1286 3332 1568 1022 4102 815 20 Esforços Críticos ELU ELS Final CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 Banzo Superior Máximo 029 024 21456 10060 25132 45018 014 45018 Banzo Superior Mínimo 19916 17585 024 010 010 024 8400 19916 Banzo Inferior Máximo 2111 1868 7498 5244 7512 15814 895 2111 Banzo Inferior Mínimo 12266 10898 21824 11898 28184 45376 5121 45376 Montante Máximo 4848 4236 2848 1350 4822 7468 2074 7468 Montante Mínimo 1404 1098 5346 2490 6508 11506 697 11506 Diagonal Máximo 1646 1286 10392 4834 12632 22362 815 22362 Diagonal Mínimo 9419 8231 3332 1568 5642 8736 4036 9419 BARRA ESFORÇO Peso Próprio Carga Acidental Monovia V1 V 2 V35 V46 ELU ELS Final Un CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 P1 N 1440 1810 1050 6140 3410 7440 12220 6234 5420 7156 3334 8976 15668 2689 15668 kN Pilar 1 P1 V 000 000 000 2470 1370 2070 150 000 000 3458 1918 2898 210 000 3458 kN P1 M 000 000 000 3950 2200 6040 2970 000 000 5530 3080 8456 4158 000 8456 kNm P2 N 1440 1810 1050 6140 3410 4840 9620 6234 5420 7156 3334 5336 12028 2689 12028 kN Pilar 2 P2 V 000 000 000 2470 1370 1800 3720 000 000 3458 1918 2520 5208 000 5208 kN P2 M 000 000 000 3950 2200 5610 8680 000 000 5530 3080 7854 12152 000 12152 kNm 21 43 DIMENSIONAMENTO BANZOS SUPERIORES Dimensionamento da barra Banzo Superior Dados Gerais Variável Valor Unidade Descrição fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade do Aço Gama a1 11 Coeficientes de ponderação das resistências escoamento e flambagem Gama a2 135 Coeficientes de ponderação das resistências Ruptura Nsd tração 45018 kN Esforço Solicitado Nsd compressão 19916 kN Esforço Solicitado Identificação do Perfil Perfil 76 x 76 x 95 200 mm entre cantoneiras Dados do Perfil a ser dimensionado e ligações Variável Valor Unidade Descrição h 76 cm Largura das abas to 095 cm espessura c 175 cm Área 1361 cm² área bruta Ix 749 cm4 Inércia Ix composta 17805 cm4 Inércia Wx 14 cm³ módulo de resistência elástico Wy 14 cm³ módulo de resistência elástico ix cm raio de giração iy cm raio de giração iz 147 cm raio de giração imax 292 cm raio de giração xg 226 cm Centro de gravidade yg cm Centro de gravidade ℓ 126 cm Distância entre o eixo do primeiro ao último parafuso D 20 cm Distância total das cantoneiras db 22 cm Diâmetro do parafuso da ligação Área db folga 452 cm² Diâmetro do parafuso Folga de 2mm nº parafusos 5 un Quantidade de parafusos usado na ligação Área total de furos 2261 cm² Área total de furos na seção 22 Dimensionamento TRAÇÃO Variável Valor Unidade Descrição Ag 2722 cm² Área bruta da cantoneira Ct 082 coeficiente de redução usado no cálculo da área líquida efetiva An 2494 cm² Área líquida Ae 2047 cm² Área efetiva bt 800 cmcm Se bt for maior que bt lim inferior a seção pode flambar antes de escoar bt lim inferior 1273 cmcm bt lim superior 2687 cmcm Ntrd esc 61864 kN escoamento da seção bruta Ntrd rup 60642 kN ruptura da seção líquida Verif NtsdNtrd 073 kNkN ou 1 Verif NtsdNtrd 074 kNkN ou 1 Dimensionamento COMPRESSÃO Flambagem Global da Peça Variável Valor Unidade Descrição Q 100 fator de redução total associado à flambagem local Kx 1 coeficiente de flambagem de barras comprimidas Nex 17837 kN força axial de flambagem elástica λo 020 índice de esbeltez reduzido χ 098 fator de redução associado à resistência à compressão Ncrd 60884 kN Resistência de cálculo Verif Ncsd Ncrd 033 kNkN 100 Flambagem Local da Aba da Cantoneira Variável Valor Unidade Descrição bt 800 bt lim 1273 Grupo AL 3 Qs Qa 100 Lx 14030 cm Maior comprimento destravado banzos 23 44 DIMENSIONAMENTO BANZOS INFERIORES Dimensionamento da barra Banzo Inferior Dados Gerais Variável Valor Unidade Descrição fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade do Aço Gama a1 11 Coeficientes de ponderação das resistências escoamento e flambagem Gama a2 135 Coeficientes de ponderação das resistências Ruptura Nsd tração 2111 kN Esforço Solicitado Nsd compressão 45376 kN Esforço Solicitado Identificação do Perfil Perfil 76 x 76 x 79 200 mm entre cantoneiras Dados do Perfil a ser dimensionado e ligações Variável Valor Unidade Descrição h 76 cm Largura das abas to 079 cm espessura c 159 cm Área 1148 cm² área bruta Ix 624 cm4 Inércia Ix composta 15181 cm4 Inércia Wx 116 cm³ módulo de resistência elástico Wy 116 cm³ módulo de resistência elástico ix cm raio de giração iy cm raio de giração iz 15 cm raio de giração imax 294 cm raio de giração xg 221 cm Centro de gravidade yg cm Centro de gravidade ℓ 126 cm Distância entre o eixo do primeiro ao último parafuso D 20 cm Distância total das cantoneiras db 22 cm Diâmetro do parafuso da ligação Área db folga 452 cm² Diâmetro do parafuso Folga de 2mm nº parafusos 5 un Quantidade de parafusos usado na ligação Área total de furos 2261 cm² Área total de furos na seção 24 Dimensionamento TRAÇÃO Variável Valor Unidade Descrição Ag 2296 cm² Área bruta da cantoneira Ct 082 coeficiente de redução usado no cálculo da área líquida efetiva An 1348 cm² Área líquida Ae 1112 cm² Área efetiva bt 962 cmcm Se bt for maior que bt lim inferior a seção pode flambar antes de escoar bt lim inferior 1273 cmcm bt lim superior 2687 cmcm Ntrd esc 5218181818 kN escoamento da seção bruta Ntrd rup 3293526161 kN ruptura da seção líquida Verif NtsdNtrd 004 kNkN ou 1 Verif NtsdNtrd 006 kNkN ou 1 Dimensionamento COMPRESSÃO Flambagem Global da Peça Variável Valor Unidade Descrição Q 100 fator de redução total associado à flambagem local Kx 1 coeficiente de flambagem de barras comprimidas Nex 1567384581 kN força axial de flambagem elástica λo 019 índice de esbeltez reduzido χ 098 fator de redução associado à resistência à compressão Ncrd 51388 kN Resistência de cálculo Verif Ncsd Ncrd 088 kNkN 100 Flambagem Local da Aba da Cantoneira Variável Valor Unidade Descrição bt 962 bt lim 1273 Grupo AL 3 Qs Qa 100 Lx 13820 cm Maior comprimento destravado banzos 25 45 DIMENSIONAMENTO MONTANTES E DIAGONAIS Dimensionamento da barra Banzo Superior Dados Gerais Variável Valor Unidade Descrição fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade do Aço Gama a1 11 Coeficientes de ponderação das resistências escoamento e flambagem Gama a2 135 Coeficientes de ponderação das resistências Ruptura Nsd tração 22362 kN Esforço Solicitado Nsd compressão 11506 kN Esforço Solicitado Identificação do Perfil Perfil 64 x 64 x 79 170 mm entre cantoneiras Dados do Perfil a ser dimensionado e ligações Variável Valor Unidade Descrição h 635 cm Largura das abas to 079 cm espessura c 143 cm Área 948 cm² área bruta Ix 354 cm4 Inércia Ix composta 9017 cm4 Inércia Wx 78 cm³ módulo de resistência elástico Wy 78 cm³ módulo de resistência elástico ix cm raio de giração iy cm raio de giração iz 124 cm raio de giração imax 243 cm raio de giração xg 188 cm Centro de gravidade yg cm Centro de gravidade ℓ 126 cm Distância entre o eixo do primeiro ao último parafuso D 17 cm Distância total das cantoneiras db 22 cm Diâmetro do parafuso da ligação Área db folga 452 cm² Diâmetro do parafuso Folga de 2mm nº parafusos 5 un Quantidade de parafusos usado na ligação Área total de furos 2261 Área total de furos na seção 26 Dimensionamento TRAÇÃO Variável Valor Unidade Descrição Ag 1896 cm² Área bruta da cantoneira Ct 085 coeficiente de redução usado no cálculo da área líquida efetiva An 17064 cm² Área líquida Ae 1452 cm² Área efetiva bt 8038 cmcm Se bt for maior que bt lim inferior a seção pode flambar antes de escoar bt lim inferior 1273 cmcm bt lim superior 2687 cmcm Ntrd esc 43090909 kN escoamento da seção bruta Ntrd rup 43016127 kN ruptura da seção líquida Verif NtsdNtrd 052 kNkN ou 1 Verif NtsdNtrd 052 kNkN ou 1 Dimensionamento COMPRESSÃO Flambagem Global da Peça Variável Valor Unidade Descrição Q 100 fator de redução total associado à flambagem local Kx 1 coeficiente de flambagem de barras comprimidas Nex 27344886 kN força axial de flambagem elástica λo 042 índice de esbeltez reduzido χ 093 fator de redução associado à resistência à compressão Ncrd 40075 kN Resistência de cálculo Verif Ncsd Ncrd 029 kNkN 100 Flambagem Local da Aba da Cantoneira Variável Valor Unidade Descrição bt 8038 bt lim 1273 Grupo AL 3 Qs Qa 100 Lx 25500 cm Maior comprimento destravado 27 46 DIMENSIONAMENTO PILARES Dimensionamento Pilares Dados Gerais Variável Valor Unidade Descrição fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade do Aço Gama a1 11 Coeficientes de ponderação das resistências escoamento e flambagem Gama a2 135 Coeficientes de ponderação das resistências Ruptura Nsd 36763 kN Carga Solicitante no Pilar Vigas Vsd 5208 kN Cortante solicitante Msd 12152 kNm Momento solicitante Msd 12152 kNcm Momento solicitante Análise de dimensionamento do perfil Identificação do Perfil CS 250 x 63 Variável Valor Unidade Descrição h 25 cm Altura do perfil A 805 cm² Área do perfil to 08 cm Espessura Alma ho 225 cm Altura Alma tf 125 cm Espessura Mesa bf 25 cm Largura Mesa Ix 9581 cm4 Inércia Wx 766 cm³ módulo de resistência elástico Wy 260 cm³ módulo de resistência elástico Zx 843 cm³ Módulo plástico bf2tf 10 Mesa hoto 281 Alma J 36 cm4 constante de torção ix 1091 cm raio de giração iy 636 cm raio de giração Iy 3256 cm4 Inércia 28 Dimensionamento COMPRESSÃO Flambagem Global da Peça Variável Valor Unidade Descrição Q 100 fator de redução total associado à flambagem local Kx 2 coeficiente de flambagem de barras comprimidas Nex 73801 kN força axial de flambagem elástica λo 165 índice de esbeltez reduzido χ 032 fator de redução associado à resistência à compressão Ncrd 58433 kN Resistência de cálculo Verif Ncsd Ncrd 063 kNkN 100 FLA Variável Valor Unidade Descrição bt 2810 bt lim 4214 Grupo AA 2 Qa 100 Lx 80000 cm Comprimento destravado FLM Variável Valor Unidade Descrição bt 1000 bt lim 1572 Grupo AL 5 bt lim sup 2875 Qs 100 bt abaixo do limite inferior Lx 80000 cm Comprimento destravado Kc 075 Flexão ALMA FLA Variável Valor Unidade Descrição λ 281 λ λp Então Mn Mpl λp 10635 MESA FLM 29 Variável Valor Unidade Descrição λ 1000 λp λ λp 1075 λr 2790 Mr 13405 kNcm momento fletor correspondente ao início do escoamento Mpl 21075 kNcm momento fletor de plastificação Mrd 1945050684 kNcm Momento resistente de cálculo MsdMrd 062 FLT Variável Valor Unidade Descrição λ 12579 λp λ λr λp 4978 Lb 80000 cm Comprimento destravado β1 002 cm1 Cw 459146875 cm6 Coeficiente de empenamento λr 17605 λ λr Mr 13405 kNcm momento fletor correspondente ao início do escoamento Mpl 21075 kNcm momento fletor de plastificação Cb 1 Caso mais crítico Mrd 1496209 kNcm MsdMrd 081 Cisalhamento Variável Valor Unidade Descrição λ 281 esbeltez λp 6957 λr 8665 Aw 20 cm² área efetiva de cisalhamento Vpl 300 kN Plastificação por cisalhamneto Vrd 27273 kN Esforço cortante resistente VsdVrd 019 30 5 DIMENSIONAMENTO DAS TERÇAS 51 CARGAS Cargas para o dimensionamento da terça Variável Valor Unidade Largura m Carga final kN Descrição g1 015 kNm 14 021 Peso próprio da telha g2 005 kNm 14 007 Peso próprio da terça q1 025 kNm 14 035 Carga acidental q2 1 kN 1 Peso do Montador V 192 kNm 14 269 Vento da Situação crítica com C 20 52 COMBINAÇÕES E ESFORÇOS Combinações ELU Variável Coef Valor Coef Valor Descrição Momentos Finais kNm C1 Mx 125 148 15 18 125 PP 15 Acidental 455 C1 My 125 0013 15 0015 125 PP 15 Acidental 003875 C2 Mx 125 148 14 31 125 PP 14 Montador 619 C2 My 125 0013 14 042 125 PP 14 Montador 060425 C3 Mx 100 148 14 1410 1 PP 14 Vento 2122 53 DIMENSIONAMENTO DA TERÇA METÁLICA DIMENSIONAMENTO DA TERÇA Esforços obtidos da análise e Constantes Variável Valor Unidade Descrição Msdy 6043 kNcm Msdx 2122 kNcm Momento crítico solicitado fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade do Aço 31 Análise de dimensionamento do perfil Identificação do Perfil U 152 x 122 Variável Valor Unidade Descrição h 1524 cm Altura total do perfil A 155 cm² Área bruta do perfil to 0508 cm Alma ho 135 cm Alma tf 087 cm Espessura da Aba bf 488 cm Aba Ix 546 cm4 Inércia em X Wx 717 cm³ Módulo resistente Wy 816 cm³ Módulo resistente Z 118 cm³ Atyt Acyc bf2tf 359 Aba hoto 266 Alma J 281 cm4 13 2btf³ hto³ constante de torção da seção transversal ix 594 cm Raio de giração X iy 136 cm Raio de giração y Iy 288 cm4 Inércia em Y Flexão ALMA FLA Variável Valor Unidade Descrição λ 2657 λ λp Então Mn Mpl λp 10635 MESA FLM Variável Valor Unidade Descrição λ 359 λ λp Então Mn Mpl λp 1103 FLT Variável Valor Unidade Descrição λ 10269 λ λp λp 4978 parâmetro de esbeltez correspondente à plastificação Lb 61000 cm Comprimento destravado β1 0022 cm1 Cw 281868 cm6 Coeficiente de empenamento λr 22001 parâmetro de esbeltez correspondente ao início do escoamento Mr 125475 kNcm momento fletor correspondente ao início do escoamento Mpl 2950 kNcm momento fletor de plastificação Cb 1 Caso mais crítico Mrd 220279 kNcm Momento resistente MsdMrd 096 32 6 DIMENSIONAMENTO MONOVIA Dimensionamento Monovia Cargas Variável Valor Unidade Descrição Carga monovia 21 kN Lb 610 m Comprimento destravado Pré Inércia 488381 cm4 Massa do Perfil 4610 kgm Carga do Perfil 045178 kNm Carga Pontual do Perfil 2755858 kN Carga Final Combinação 4124 kN 125 PP 12 15 Monovia Carga sem majoração 024 kN Esforços obtidos da análise e Constantes Variável Valor Unidade Descrição Vsd 2062 kN Cortante solicitada Msd 6290 kNm Momento solicitado Msd 628984 kNcm Momento solicitado fy 25 kNcm² Para aço A36 fu 40 kNcm² Para aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade Análise de dimensionamento do perfil Identificação do Perfil W 410 x 461 Tipo I Variável Valor Unidade Descrição h 403 cm Altura total do perfil A 592 cm² Área bruta do perfil to 07 cm Alma ho 381 cm Alma tf 112 cm Espessura da Aba bf 14 cm Aba Ix 15690 cm4 Inércia em X Wx 7787 cm³ Módulo resistente Wy 734 cm³ Módulo resistente Zx 8911 cm³ Módulo plástico bf2tf 603 cmcm Mesa hoto 51 cmcm Alma J 201 cm4 constante de torção da seção transversal ix 1627 cm raio de giração iy 295 cm raio de giração 33 Iy 514 cm4 Inércia em Y Flexão ALMA FLA Variável Valor Unidade Descrição λ 51 λ λp Então Mn Mpl λp 10635 MESA FLM Variável Valor Unidade Descrição λ 603 λ λp Então Mn Mpl λp 1103 FLT Variável Valor Unidade Descrição λ 20678 λ λp λp 4978 Lb 61000 cm Comprimento destravado β1 003 cm1 Cw 19725680 cm6 Coeficiente de empenamento λr 14955 λ λr Mr 1362725 kNcm momento fletor correspondente ao início do escoamento Mpl 222775 kNcm momento fletor de plastificação Cb 1 Caso mais crítico Mrd 787764 kNcm Momento resistente MsdMrd 080 Flecha 14 cm Flecha Calculada Flecha Limite 244 cm L250 Cisalhamento Variável Valor Unidade Descrição λ 51 esbeltez λp 6957 λr 8665 Aw 2821 área efetiva de cisalhamento Vpl 42315 Plastificação por cisalhamneto Vrd 52475 kN Esforço cortante resistente VsdVrd 0039 34 Dimensionamento Ligação Monovia Treliça Dados Gerais Variável Valor Unidade Descrição fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo e elasticidade do aço Gama a1 11 Gama a2 135 fyb 6350 kNcm² Para parafusos ASTM A325 db entre 16 a 24 mm fub 8250 kNcm² Para parafusos ASTM A325 db entre 16 a 24 mm Ftb1 91 kN Para parafusos ASTM A325 db 16 mm Ftb2 142 kN Para parafusos ASTM A325 db 20 mm Ftb3 176 kN Para parafusos ASTM A325 db 22 mm Ftb4 205 kN Para parafusos ASTM A325 db 24 mm LIGAÇÃO Variável Valor Unidade Descrição db 16 cm Diâmetro do parafuso db Folga 18 cm Diâmetro do parafuso folga de 2mm Ab 20096 cm² Área bruta de 1 parafuso Abe 15072 cm² Área efetiva de 1 parafuso Ftrd 9211 kN Resistência à tração nº parafusos 2 Unidade Quantidade de parafusos Ftrd total 18421 kN Resistência à tração total Ftsd 4124 kN Solicitação de cálculo Ftsd Ftrd 022 Relação solicitado requerido 35 7 LIGAÇÕES DA TRELIÇA Dados Gerais Variável Valor Unidade Descrição fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade Gama a1 11 Gama a2 135 fyb 6350 kNcm² Para parafusos ASTM A325 db entre 16 a 24 mm fub 8250 kNcm² Para parafusos ASTM A325 db entre 16 a 24 mm Ftb1 91 kN Para parafusos ASTM A325 db 16 mm Ftb2 142 kN Para parafusos ASTM A325 db 20 mm Ftb3 176 kN Para parafusos ASTM A325 db 22 mm Ftb4 205 kN Para parafusos ASTM A325 db 24 mm Fsd 45376 kN Maior força a ser solicitada LIGAÇÃO Variável Valor Unidade Descrição db 22 cm Diâmetro do parafuso db Folga 24 cm Diâmetro do parafuso folga de 2mm Ab 37994 cm² Área bruta de 1 parafuso Abe 284955 cm² Área efetiva de 1 parafuso Ftrd 17414 kN Resistência à tração nº parafusos 5 Unidade Quantidade de parafusos Ftrd total 87070 kN Resistência à tração total Fvrd 9287 kN Resistência ao cisalhamento Fvrd total 46437 kN Resistência ao cisalhamento total μ 035 Superfícies classe A Ch 1 Para furo padrão ns 2 Unidade Planos de deslizamento Ffrk 11601 kN Resistência de ligação por atrito Ffrk total 58007 kN Resistência de ligação por atrito total Relação Solicitado Requerido 052 FtsdFtrd 098 FvsdFvrd FfskFfrk 078 36 8 DIMENSIONAMENTO VIGA DIMENSIONAMENTO DA VIGA Cargas Variável Valor Unidade Descrição Bloco concreto com reboco 22 kNm² Norma 6120 22 kNm² Comprimento crítico 740 h pré 37 cm Pré dimensionamento Expedito L20 Pé direito 480 m Carga de alvenaria 1056 kNm Massa do Perfil 86 Kgm Considerado um peso médio Carga do perfil 08428 kNm Massa do perfil x 00098 Coeficiente de majoração 125 Coeficiente para Peso Próprio Carga Lançada na Viga 1425 kNm PP 125 Carga não majorada 0114 kNcm Esforços obtidos da análise e Constantes Variável Valor Unidade Descrição Vsd 5274 kN Cortante solicitada Msd 9757 kNm Momento solicitado Msd 975652075 kNcm Momento solicitado fy 25 kNcm² Para Aço A36 fu 40 kNcm² Para Aço A36 E 20000 kNcm² Módulo de elasticidade do Aço Análise de dimensionamento do perfil Identificação do Perfil W 200 x 86 Tipo H Variável Valor Unidade Descrição h 222 cm Altura do perfil A 1109 cm² Área do perfil to 13 cm Espessura Alma ho 181 cm Altura Alma tf 206 cm Espessura Mesa bf 209 cm Largura Mesa Ix 9498 cm4 Inércia Wx 8557 cm³ módulo de resistência elástico Wy 3004 cm³ módulo de resistência elástico Zx 9842 cm³ Módulo plástico bf2tf 51 Mesa 37 hoto 121 Alma J 1422 cm4 constante de torção ix 926 cm raio de giração iy 532 cm raio de giração Iy 3139 cm4 Inércia Flexão ALMA FLA Variável Valor Unidade Descrição λ 121 λ λp Então Mn Mpl λp 10635 MESA FLM Variável Valor Unidade Descrição λ 51 λ λp Então Mn Mpl λp 1103 FLT Variável Valor Unidade Descrição λ 13910 λ λp λp 4978 Lb 74000 cm Comprimento destravado β1 001 cm1 Cw 3183099811 cm6 Coeficiente de empenamento λr 18521 λ λr Mr 1497475 kNcm momento fletor correspondente ao início do escoamento Mpl 24605 kNcm momento fletor de plastificação Cb 1 Caso crítico Mrd 1659433134 kNcm Momento resistente MsdMrd 059 Flecha 234 cm Flecha calculada Flecha Limite 296 cm L250 Cisalhamento Variável Valor Unidade Descrição λ 121 esbeltez λp 6957 λr 8665 Aw 2886 cm² área efetiva de cisalhamento Vpl 4329 kN Plastificação por cisalhamneto Vrd 226273 kN Esforço cortante resistente VsdVrd 0023 38 9 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6123 Forças devido ao vento em edificações Rio de Janeiro 1988 66 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 8800 Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios Rio de Janeiro 2008 237 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6120 Ações para o cálculo de estruturas de edificações Rio de Janeiro 2019 60 p BELLEI I H PréDimensionamento Expedito Sl ABCEM Associação Brasileira da Construção Metálica 1960 PFEIL W PFEIL M Estruturas de aço dimensionamento prático 8 ed Rio de Janeiro LTC 2008 382 p