Lista de exercícios

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
 
 
 
Exercício 1) Para o edifício abaixo que está localizado em um terreno plano, com alto fator de 
ocupação, onde funcionará um quartel militar em Salvador, BA, determinar o momento fletor 
e o esforço cortante na base, considerando vento incidente na face de maior largura. A cota 
média dos obstáculos da vizinhança é 3,0 m. 
 
 
 
 
Dica: Para determinar o coeficiente aerodinâmico, empregar a Figura 4 da NBR 6123. 
 
 
Exercício 2) Considerando que o edifício do exercício anterior está localizado no topo de um 
talude (em cima do ponto B da Figura 2a da NBR 6123). Admitindo d = 80m e  = 30°, 
recalcular o momento fletor e o esforço cortante na base. 
 
 
Exercício 3) A placa de propaganda indicada na figura abaixo será construída em Mondaí/SC. 
Determinar todos os esforços atuantes nas seções indicadas (A, B). Considere terreno plano, 
com alto fator de ocupação. A cota média dos obstáculos da vizinhança é 3,0 m. 
 
30m 
12,5m 60m 
Vista Superior 
Vento 
Vento 
Gustavo Bourdot Back
Gustavo Bourdot Back
Gustavo Bourdot Back
Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
 
 
 
 
Dica: Para determinar os coeficientes aerodinâmicos, empregar a Tabela 10 da NBR 6123 
para o cilindro e a Tabela 16 para a placa. 
 
 
Exercício 4) A barra tracionada da figura é composta de dois perfis U 4’ x 8,4 kg/m, aço 
MR - 250. Determinar à resistência a tração. 
 
 
 
Dados do perfil U 4’ x 8,4 kg/m: 
Ag = 10,3 cm
2
 d = 101,6 mm 
b = 40,2 mm x = 11,6 mm 
tf = 7,52 mm tw = 4,67 mm 
 
 
 
 
 
C C 
Seção CC 
2,0m 
0,5m 
7,0m 
A 
B 
3,5m 
d 
 b 
y 
x 
tf (médio) 
tw 
Perfil U 
x 
e 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
 
 
 
Exercício 5) Dimensionar a cantoneira dupla AB da treliça da figura, em aço MR-250. 
Considere que a ligação possui dois parafusos de diâmetro ¾’, conforme as dimensões do 
gabarito de furação da figura e as cargas Pd e Qd de projeto (ou seja, o esforço final de projeto 
na barra AB é a simples soma das parcelas individuais da carga permanente, sobrecarga e 
vento) valem: 
 
Pd = 37,5 kN - carga permanente (peso de estrutura metálica e concreto); 
Pd = 60 kN - sobrecarga; 
Qd = 6,8 kN - vento. 
 
 
 
Obs.: O desenho está fora de escala e a chapa de ligação está ampliada em relação ao resto. 
 
 
G 
x 
ec 
180mm 
P 
solda 
 - V. de Topo - - Perfil – 
Pd 
Qd 
 
B 
A 
0,8 m 
1,5 m 1,5 m 
a) Diagrama Unifilar - elevação 
A 
A 
X 
Y 
Corte AA 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
 
 
 
Dica: Teste o perfil L 2 ½ x ¼ 
 
Exercício 6) Determinar a espessura da chapa da figura 16 para um esforço de cálculo de 
tração Pd = 850kN. Propriedades do aço: fy =300 MPa e fu = 460 MPa. Parafusos d = 19 mm. 
 
 
 
 
 
 
Exercício 7) Dimensionar a corda inferior de tesoura mostrada na Figura, em cantoneiras 
duplas de abas iguais, para aço MR-250 e para o esforço máximo de compressão de 45kN. 
 
 
 
b) Ligação proposta para as 
extremidades da barra AB. 
parafusos d = 3/4" 
70 70 
30 30 30 30 30 
[mm] 
55 
30 
55 
55 
30 
T 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
 
 
 
Dica: Cw para cantoneiras duplas vale zero. O centro de corte em cantoneiras duplas é 
localizado no encontro das abas. 
 
 
Exercício 8) Determine a resistência de cálculo a compressão da corda superior da treliça 
abaixo considerando que ela é formada por um perfil U 4’ x 8,4 kg/m e está contida 
lateralmente a cada dois nós. Algumas propriedades geométricas foram dadas no Exercício 4, 
e as demais encontram-se abaixo: 
 
Ix = 159,5 cm
4
, Iy = 13,10 cm
4
, rx = 3,97 cm, ry = 1,14 cm, e = 12,8 mm, J = 1,66 cm
4
, 
Cw = 247 cm
6
. 
 
 
 
 
Dica: Considere Kz = 1,0, pois em ambas as extremidades a rotação está restringida. 
Adicionalmente, considere Lz = 1,25m 
 
 
1,875m 1,875m 
Barras 
transversais 
1,250m 1,250m 
Barras 
transversais 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
Exercício 9) Uma diagonal de treliça tem o comprimento de 3m, sendo composta por um 
perfil em cantoneira dupla 2 L 76 x 5/16. Determinar a resistência à compressão, 
considerando que os dois perfis “L” estão dispostos em cruz e trabalham em conjunto em 
função das chapas de travejamento. Determine a distância entre as chapas de travejamento. 
As propriedades de um único perfil L 76 x 5/16 são: Ag = 11,48 cm
2
, rx = ry = 2,34 cm, 
rz = 1,50cm, rt = 2,95cm,xg = yg = 2,21 cm, 
 
Importante: Para o perfil composto em formato de cruz, Cw = 0 e o centro de corte coincide 
com o centro geométrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
y 
t 
z 
x
 
x 
y 
x 
Z 
T 
5 
Seção em cantoneiras opostas pelo 
vértice. 
t
-CORTE AA- 
A 
A 
Espaçador 
Barra de treliça em cantoneiras opostas pelo vértice. 
l l 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil 
ECV 5255 – Estruturas Metálicas I 
Lista de Exercícios I 
 
Exercício 10) Determinar a resistência de cálculo à compressão de uma coluna soldada 
engastada-livre (uma das extremidades da barra possui rotação em torno do eixo longitudinal 
e empenamento livres e a outra extremidade rotação e empenamento impedidos) com 
comprimento de 5 m com as seguintes dimensões: 
 
 
 
d = 650 mm bf = 400 mm 
tw = 8 mm tf = 9,5 mm 
 
Aço A572g50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
bf 
x 
d h 
tw 
tf 
y