06 - Estruturas de aço - pecas fletidas - perfis - parte 01 - 2024

Prévia do material em texto

Estruturas de aço
CV49D
P R O F. M S C . G U S TAV O YO S H I O
G U S TAV OY @ U T F P R . E D U. B R
BARRAS DE AÇO SOB FLEXÃO
BARRAS DE AÇO SOB FLEXÃO
LIGAÇÕES – MODELO ESTRUTURAL
LIGAÇÕES FLEXÍVEIS
LIGAÇÕES RÍGIDAS
PROPRIEDADES DO AÇO
Regime Plástico 
COMPORTAMENTO ESTRUTURAL
Estágio último
(plástico)
Estágio elástico
Estágio inelástico
(Elástico + Plástico)
MOMENTOS FLETORES – ESTÁGIOS
Regime elástico
Regime plástico
Fonte: BEER et al. (2011)
MOMENTO DE INÍCIO DE ESCOAMENTO
Regime elástico
Momento responsável pelo início do escoamento (Mr)
𝑀𝑟 = W(𝑓𝑦 - 𝑟), sendo 𝑟 ≈ 0,3𝑓𝑦, temos: 
𝑀𝑟 = 0,7W𝑓𝑦
MOMENTO FLETOR PLÁSTICO
Regime plástico
Momento plástico (Mp )
Mp = Zxfy
FLAMBAGEM EM VIGAS
FLAMBAGEM LOCAL DE MESA
FLAMBAGEM LOCAL MESA E ALMA (FLM E FLA)
Momento plástico (Mp )
Mp = Zxfy
Momento responsável pelo início do escoamento (Mr)
𝑀𝑟 = W(𝑓𝑦 - 𝑟), sendo 𝑟 ≈ 0,3𝑓𝑦, temos: 
𝑀𝑟 = 0,7W𝑓𝑦
FLAMBAGEM LOCAL DE ALMA
FLAMBAGEM LOCAL DE MESA – PERFIS LAMINADOS DUPLAMENTE SIMÉTRICO
FLAMBAGEM LOCAL DE ALMA – PERFIS LAMINADOS DUPLAMENTE SIMÉTRICO
ANEXO H – NBR 8800:2008
FLAMBAGEM LATERAL COM TORÇÃO - FLT
FLAMBAGEM LATERAL COM TORÇÃO - FLT
VALORES DE Cb – ENSAIOS DE FLEXÃO
Fonte: Tese Luiz Alberto Araújo de Seixas Leal - UFRJ 
VALORES DE Cb – ENSAIOS DE FLEXÃO
Fonte: Tese Luiz Alberto Araújo de Seixas Leal - UFRJ 
7,6 m de vão
VALORES DE Cb – ENSAIOS DE FLEXÃO
Fonte: Umberto Ribeiro - Teste de resistência à tração na flexão a 3 e 4 pontos - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=q3akaN-FAPE
VALORES DE Cb – ENSAIOS DE FLEXÃO
OBS: Existem algumas exceções que devem ser consultadas nas metodologias descritas na NBR 8800:2008
EXEMPLO DE Cb
1 kN/m
1,5m 1,5m 1,5m 1,5m
VALORES DE Cb – ENSAIOS DE FLEXÃO
VALORES DE Cb – ENSAIOS DE FLEXÃO
𝐶𝑏 = 1,00 (de forma conservadora)
PROCESSOS PARA EVITAR FLT - CONTENÇÕES
Contenção contínua 
Contenção discreta
PROCESSOS PARA EVITAR FLT - CONTENÇÕES
Contenção contínua Contenção discreta
Comprimento 
destravado
PROCESSOS PARA EVITAR FLT - CONTENÇÕES
MOMENTO RESISTENTE DE CÁLCULO
𝑀𝑅𝑑 = 
𝑀𝑅𝑘
γ𝑎1
𝑀𝑅𝑘: menor valor de momento fletor obtido entre FLA, FLM e FLT 
EXERCÍCIO
𝐶𝑤 = 8222 𝑐𝑚6
J = 2,05 𝑐𝑚4
Verifique se a viga suporta ao momento fletor resultante da viga mostrada. Caso não atenda, defina uma solução para esse caso.
Perfil W200x15. O aço apresenta 𝑓𝑦 = 345 MPa e 𝑓𝑢 = 450 MPa. Adote E = 200 GPa e G = 77 GPa (NBR8800:2008).
Carregamentos: Fg,k= 3,8kN/m (peso próprio de estruturas metálicas), Fq1,k = 3 kN/m (variável - uso e ocupação sem elevada
concentração de pessoas), Fq2,k = 1 kN/m (variável - uso e ocupação sem elevada concentração de pessoas). Adote inicialmente
contenção lateral nos dois apoios. A viga está presa nos apoios pela alma do perfil.
4,5m
FLAMBAGEM LOCAL DE MESA – PERFIS LAMINADOS DUPLAMENTE SIMÉTRICO
FLAMBAGEM LOCAL DE ALMA – PERFIS LAMINADOS DUPLAMENTE SIMÉTRICO
ANEXO H – NBR 8800:2008
PROCESSOS PARA EVITAR FLT - CONTENÇÕES
Contenção contínua Contenção discreta
Comprimento 
destravado
DESLOCAMENTOS NO ELS
𝑑²𝑦
𝑑𝑥²
= 
𝑀(𝑥)
𝐸𝐼
𝑀(𝑥): Diagrama de esforços de momento fletor
E: Módulo de elasticidade
I: Momento de inércia 
y(x): Deflexão com a variação de x
DESLOCAMENTOS - ELS
BEER, Ferdinand P.; E. JOHNSTON, Russell Jr., DEWOLF, John T.; MAZUREK, David. F.. Mecânica dos Materiais. 7. ed. McGraw-Hill, 2015. 
DESLOCAMENTOS - ELS
BEER, Ferdinand P.; E. JOHNSTON, Russell Jr., DEWOLF, John T.; MAZUREK, David. F.. Mecânica dos Materiais. 7. ed. McGraw-Hill, 2015. 
COMBINAÇÕES ESTADO LIMITE DE SERVIÇO – NBR 8800:2008
COMBINAÇÕES NOS ESTADOS LIMITES DE SERVIÇOS - ELS
Quase permanentes
Frequentes
Raras
NBR 8800:2008 – DESLOCAMENTOS MÁXIMOS EM AÇO
NBR 8800:2008 – DESLOCAMENTOS MÁXIMOS EM AÇO
EXERCÍCIO
𝐶𝑤 = 8222 𝑐𝑚6
J = 2,05 𝑐𝑚4
E = 200 GPa
Verifique o ELS em combinações raras de serviço da viga de cobertura do exercício anterior. Despreze a laje para cálculo da
flecha.
Carregamentos: Fg,k= 3,8kN/m (peso próprio de estruturas metálicas)
Fq1,k = 3 kN/m (uso e ocupação sem elevada concentração de pessoas) 
Fq2,k = 1 kN/m (uso e ocupação sem elevada concentração de pessoas)
4,5m
CISALHAMENTO – FLAMBAGEM 
Flambagem 
devido ao 
cisalhamento
𝑐𝑟 = 
𝑘2𝐸
12(1−2)(𝑏
𝑡
)2
CISALHAMENTO – FLAMBAGEM 
DIMENSIONAMENTO AO CISALHAMENTO
CISALHAMENTO LONGITUDINAL/TANGENGIAL
Seção I
Simplificadamente
 = 
𝑉
𝐴𝑎𝑙𝑚𝑎
 = 
𝑉𝑄
𝐼𝑡
CORTANTE PARA PLASTIFICAÇÃO DA SEÇÃO
Tensão de escoamento ao cisalhamento no aço:
𝑓𝑣 = 
𝑓𝑦
3
≈ 0,6 𝑓𝑦
Cortante de plastificação
𝑉𝑝𝑙 = 0,6 𝑓𝑦𝐴𝑤𝐴𝑤
CISALHAMENTO LONGITUDINAL/TANGENGIAL - SOLICITANTE
Seção I
Simplificadamente
Sd = 
𝑉
𝐴𝑤
 = 
𝑉𝑄
𝐼𝑡
DIMENSIONAMENTO AO ESFORÇO CORTANTE
𝑘𝑣 = 
5,0 para
𝑠𝑒𝑚 𝑒𝑛𝑟𝑖𝑗𝑒𝑐𝑒𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑎
ℎ
> 3
𝑎
ℎ
> (
260
ൗℎ 𝑡𝑤
)2
5 +
5
(𝑎/ℎ)2
(𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑐𝑎𝑠𝑜𝑠)
λ = 
ℎ
𝑡𝑤
EXERCÍCIO
𝐶𝑤 = 8222 𝑐𝑚6
J = 2,05 𝑐𝑚4
Verifique se existe a necessidade enrijecedores para suportar o esforço cortante da viga do exercício anterior. O Perfil utilizado é o
W200x15. Considere o ELU em condições normais. O aço apresenta 𝑓𝑦 = 345 MPa e 𝑓𝑢 = 450 MPa. Adote E = 200 GPa e G = 77
GPa (NBR8800:2008). O viga está apoiada pela alma do perfil.
4,5m4,5m
	Slide 1: Estruturas de aço CV49D
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48
	Slide 49
	Slide 50