Calcule uma Estrutura de Madeira

ECV 177 Estruturas de Madeira Professora Márcia Lopes ROTEIRO DO TRABALHO PRÁTICO 2 Valor 10 pontos 1ª etapa 20 pontos 2ª etapa Roteiro Fazer o projeto de um galpão de 6m x 20m e pé direito de 4 m em estrutura de madeira 1 Projeto estrutural da cobertura e das colunas 2 Memorial descritivo e de cálculo a Descrição do projeto materiais e dimensões adotados tipos de ligações b Ações atuantes na estrutura ações permanentes ações variáveis sobrecarga de cobertura ações devido ao vento c Combinação das ações d Verificação de uma peça da treliça submetida à tração e Verificação de uma peça da treliça submetida à compressão f Verificação de uma terça flexão oblíqua e cortante g Verificação da coluna flexocompressão Entregas ü Os itens 1 2a 2b e 2c devem ser entregues ao final da 1ª etapa ü O projeto estrutural completo deve ser entregue ao final da 2ª etapa ü Data de entrega da 1ª etapa 2804 ü Data de entrega da 2ª etapa 2306 ü Enviar para profmarcialopesunivicosagmailcom Projeto de Estrutura de Madeira Verificacoes Estruturais Disciplina ECV 177 Estruturas de Madeira Professora Marcia Lopes Etapa 2 2d Verificacao de uma Peca da Trelica Submetida a Tracao Escolha do elemento sera analisada uma barra inferior da trelica corda inferior que normalmente e tracionada Esforco atuante Considerase um esforco axial de tracao Nd 10 kN valor esti mado com base na distribuicao dos esforcos internos da trelica obtido por metodo dos nos Verificacao a tracao Resistˆencia de calculo a tracao Rd ft A γm Onde ft 30 MPa resistˆencia caracterıstica a tracao paralela as fibras classe C30 γm 14 coeficiente de seguranca da madeira A b h 5 cm 10 cm 500 cm2 00005 m2 Rd 30 106 00005 14 15 000 14 1071 kN Conclusao Como Rd Nd a peca esta segura a tracao 2e Verificacao de uma Peca da Trelica Submetida a Compressao Escolha do elemento sera verificada uma montante vertical da trelica Esforco de compressao axial considerado Nd 7 kN Verificacao a compressao com flambagem A resistˆencia e reduzida devido ao risco de flambagem Calculase a esbeltez relativa Comprimento de flambagem l 10 m 1 Seção b 5 cm h 10 cm I bh312 510312 4167 cm4 Raio de giração i IA 4167500 091 cm 00091 m Esbeltez λ li 1000091 110 A partir da esbeltez obtémse o coeficiente de redução da resistência ex χ 05 para λ 110 Rd χfcAγm 05301060000514 536 kN Conclusão Como Rd Nd a peça não atende Devese aumentar a seção ou reduzir o comprimento de flambagem 2f Verificação de uma Terça Flexão Oblíqua e Cortante Configuração Terça biapoiada com vão de 2 m e carga distribuída q 197 kNm2 espaçamento entre terças 2 m 394 kNm Momento máximo Md ql28 394228 197 kNm Tensão normal de flexão σd MdyI com y h2 005 m I bh312 417106 m4 σd 197103005417106 236 MPa Verificação A resistência característica à flexão fbd 3014 2143 MPa não atende A seção precisa ser aumentada 2g Verificação da Coluna Flexocompressão Esforço axial de compressão Nd 20 kN Momento fletor atuante excentricidade de 5 cm Md 00520 10 kNm Tensões atuantes σN NdA 2010300005 40 MPa σM MdyI 10103005417106 1198 MPa σtotal σN σM 5198 MPa Verificação Tensão admissível 3014 2143 MPa não atende Recomendação aumentar a seção ou usar apoio fixo para reduzir o momento Projeto de Estrutura de Madeira Galpao 6m x 20m x 4m Disciplina ECV 177 Estruturas de Madeira Professora Marcia Lopes Etapa 1 1 Projeto Estrutural da Cobertura e das Colunas Este projeto tem como objetivo o dimensionamento estrutural de um galpao com estru tura em madeira utilizando criterios normativos da NBR 7190 projeto de estruturas de madeira NBR 6120 acoes permanentes e variaveis e NBR 6123 acoes do vento Definicao das dimensoes da edificacao A escolha das dimensoes do galpao foi estabelecida conforme o enunciado da atividade Largura vao livre 60 metros definida pelo espacamento entre colunas onde nao havera apoio intermediario Comprimento 200 metros extensao total do galpao no sentido longitudinal Pedireito 40 metros altura das colunas verticais permitindo ventilacao ade quada e espaco para movimentacao interna Configuracao da cobertura A cobertura adotada e do tipo duas aguas o que favorece o escoamento da agua da chuva e e usual em estruturas de madeira Inclinacao da cobertura 20 Este valor foi adotado por ser uma inclinacao comum em coberturas de telha cerˆamica garantindo boa drenagem sem exceder a inclinacao crıtica recomendada pelos fabricantes Estrutura principal Trelicas planas espacadas a cada 5 metros resultando em cinco trelicas ao longo dos 20 metros do galpao Tercas Elementos horizontais apoiados sobre as trelicas responsaveis por trans mitir o peso da cobertura as trelicas Serao dispostas a cada 2 metros ao longo da agua 1 Estrutura vertical colunas As colunas terao funcao de transmitir as cargas verticais e de vento para a fundacao Serao posicionadas nos encontros das trelicas com fixacao por base metalica engastada e ligacoes superiores com chapas metalicas parafusadas 2 Memorial Descritivo e de Calculo 2a Descricao do Projeto Material da estrutura A madeira escolhida e o Eucalipto Grandis da classe de resistˆencia C30 Essa especie foi escolhida por ser amplamente disponıvel no Brasil apre sentar bom desempenho mecˆanico e atender as exigˆencias da NBR 7190 Ligacoes Serao utilizadas chapas metalicas galvanizadas e parafusos de 8 mm uma solucao eficiente e de facil execucao para estruturas de madeira As ligacoes metalicas permitem boa rigidez nas conexoes alem de resistˆencia a corrosao Geometria da cobertura A inclinacao de 20 resulta em uma altura de cumeeira de 02 30 060 m em cada lado da agua Assim a altura da cumeeira em relacao ao solo sera 40 060 460 m Cada trelica sera composta por cordas superior e inferior montantes verticais e diagonais dispostas de forma a garantir rigidez a estrutura 2b Acoes Atuantes na Estrutura Criterios normativos utilizados NBR 6120 Define as acoes permanentes peso proprio dos materiais e variaveis sobrecarga de uso NBR 6123 Define a acao do vento baseada na velocidade basica do vento con forme a localizacao da obra Acoes permanentes g Peso proprio da estrutura de madeira tercas e trelicas aproximadamente 035 kNm² Peso das telhas cerˆamicas cerca de 050 kNm² Elementos acessorios barrotes conectores forro leve 015 kNm² Total estimado g 100 kNm² Acoes variaveis Sobrecarga de cobertura conforme NBR 6120 para uso leve adotase q 025 kNm² 2 Acao do vento velocidade basica do vento adotada v0 30 ms zona I da NBR 6123 aplicavel a VicosaMG Calculo da pressao do vento p 0613 v2 0 0613 302 0613 900 5517 Nm2 055 kNm2 2c Combinacao das Acoes As combinacoes de acoes sao feitas conforme o Estado Limite Ultimo ELU utilizando os coeficientes parciais de seguranca 1 Combinacao normal peso proprio sobrecarga Fd 14 g 14 q 14 100 14 025 140 035 175 kNm2 2 Combinacao com vento peso proprio acao do vento Fd 12 g 14 p 12 100 14 055 120 077 197 kNm2 Escolha final Para dimensionamento sera considerada a situacao mais crıtica entre as duas combinacoes Neste caso a combinacao com vento 197 kNm² e a mais exigente e sera adotada para as verificacoes estruturais 3