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Eliseu Cunha
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AUTOMAÇÃO DE PROJETOS DE TRELIÇAS METÁLICAS PLANAS Manual de Operação v. 3.01 AutoMETAL – Automação de Projetos de Treliças Metálicas Planas MANUAL DE OPERAÇÃO P. 2 2 Apresentação O AutoMETAL é um programa desenvolvido especialmente para servir de ferramenta em projetos de treliças metálicas planas. Sua origem está ligada à Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP, onde foi inicialmente adotado nas disciplinas da área de estruturas metálicas. O objetivo deste manual é apresentar todas as ferramentas do AutoMETAL ao usuário ainda não familiarizado como o software. O programa trabalha em ambiente Windows95 (ou superior) e todas as suas etapas são integradas. Ou seja, apenas utilizando-se o AutoMETAL é possível saltar do lançamento da geometria ao dimensionamento dos perfis sem a necessidade de utilizar ferramentas externas. Com o programa é possível criar automaticamente geometrias, lançar carregamentos e combinações, calcular os esforços e dimensionar as seções das barras seguindo as normas brasileiras, tanto para perfis laminados quanto em chapa dobrada. Os esforços calculados podem ser facilmente obtidos facilitando inclusive o trabalho de verificação dos resultados em caso de dúvida. Ou seja, embora tenha sido fruto de um trabalho árduo de testes e verificações nem os autores nem os distribuidores assumem quaisquer responsabilidades sobre a utilização do AutoMETAL. Este manual descreve todo o funcionamento do AutoMETAL. A primeira parte consiste na apresentação dos passos para a instalação, configuração e registro do programa. A segunda uma apresentação geral de todas as funções disponíveis e por fim, na terceira parte, tem-se apresentados dois exemplos numéricos calculados pelo AutoMETAL, explorando também algumas facilidades de comunicação de dados como, por exemplo, a interface com o AutoCAD. AutoMETAL – Automação de Projetos de Treliças Metálicas Planas MANUAL DE OPERAÇÃO P. 3 3 Índice Tópico Pg. 1. Introdução 03 2. Instalação 05 2.1. Registro 06 2.2. Configurações do Windows™ 07 3. Funcionamento 09 3.1. Lançamento de Geometrias 10 3.1.1. Geração Automática 10 3.1.2. Entrada Manual 18 3.1.3. Importação do AutoCAD R.14™ 19 3.2. Definição dos Apoios e Pilares 21 3.3. Lançamento dos Carregamentos 24 3.3.1. Cobertura 24 3.3.1.1 Carregamentos Automáticos 24 3.3.1.2 Carregamentos Manuais 26 3.3.2. Pilares 27 3.4. Combinações dos Carregamentos 29 3.5. Cálculos dos Esforços e Reações 30 3.5.1. Salvar Respostas em Planilhas 30 3.5.2. Respostas Via Tela 30 3.6. Dimensionamento dos Perfis 32 3.6.1. Grupos de Barras 32 3.6.2. Contraventamentos 35 3.6.3. Escolha dos Perfis 37 3.7. Verificação de Perfis 42 3.8. Alteração dos Bancos de Dados dos Perfis 45 4. Exemplos Numéricos 47 4.1. Exemplo 01 47 4.2. Exemplo 02 65 AutoMETAL – Automação de Projetos de Treliças Metálicas Planas MANUAL DE OPERAÇÃO P. 4 4 1. Introdução A ambição que motivou o desenvolvimento do AutoMETAL foi obter um programa que reduzisse drasticamente o tempo de projeto de estruturas treliçadas planas e, sobretudo, que fosse simples de operar. Alcançado ou não este objetivo em sua plenitude o AutoMETAL indiscutivelmente é de operação muitos simples, seguindo realmente a seqüência de um projeto. Todo o projeto pode ser executado via tela, sem a necessidade de criação de um arquivo de dados ( embora isto seja perfeitamente possível). A qualquer momento os dados correntes podem ser salvos para posterior modificação (via tela ou arquivo). Como dito, o AutoMETAL foi especialmente desenvolvido para ser aplicado em projetos de estruturas de cobertura constituídas de treliças metálicas planas e pilares de sustentação (Pórticos Articulados). Os pilares são os únicos elementos que apresentam momentos fletores. Todas as barras das treliças apresentam apenas esforços axiais (tração ou compressão) e são dimensionadas como tal. As seções dos pilares não são dimensionadas nem verificadas. Após calculada a estrutura o programa irá retornar os valores das reações dos pilares e os diagramas de momento. Com estes valores as seções podem ser verificadas. Caso a solicitação seja inferior à solicitação, tudo bem, a estrutura está concluída. Caso contrário, ou seja, se os esforços solicitantes dos pilares forem inferiores às solicitações deve-se alterar a seção e, então, recalcular (e redimensionar) a estrutura. As Treliças A estruturas calculadas pelo AutoMETAL são compostas por treliças de cobertura e pelos pilares de sustentação. Treliças podem ser definidas como estruturas constituídas por barras, ligadas umas às outras através de nós perfeitamente articulados. Com isso garante-se que todos os elementos (todas as barras) apenas apresentam esforços de tração e/ou compressão. O AutoMETAL trabalha exclusivamente com estas estruturas, desde sua concepção até o dimensionamento. AutoMETAL – Automação de Projetos de Treliças Metálicas Planas MANUAL DE OPERAÇÃO P. 5 5 As treliças podem ser obtidas automaticamente com o AutoMETAL. Como será visto adiante, é possível gerar treliças de vários formatos, como duas águas com diagonais em ‘N’, com diagonais em ‘V’ (para banzos paralelos) e arcos. Estes últimos podem ser circulares, parabólicos ou de inércia variável. Cada qual com suas especificidades, todas descritas na seção Geometrias Automáticas. O cálculo dos esforços é feito pelo Métodos dos Elementos Finitos (MEF), considerando apenas esforços de tração e compressão para as barras e também momentos fletores para os pilares. O dimensionamento é feito para os estados limites últimos, de acordo com as normas brasileiras: NBR8800/86 Perfis laminados e; NBR???/2000 Perfis formados a frio (Chapas dobradas) Os Pilares Após gerada a geometria é possível inserir pilares de sustentação à estrutura, formando os pórticos articulados. Os pilares deve ser exclusivamente verticais, podendo, no entanto, apresentar excentricidades construtivas. Para criar os pilares basta indicar o nó de conexão com a cobertura (treliça), seu comprimento, excentricidade (caso exista), características geométricas da seção (área e momento de inércia) e, por fim, a característica do material (representada pelo Módulo de Elasticidade). A configuração estrutural dos pilares é a seguinte: articulado na conexão com a cobertura e engastado na base (fundações). Quanto aos carregamentos, podem receber cargas distribuídas ao longo de seu comprimento (cargas de vento, por exemplo) e cargas concentradas (horizontais e momentos fletores) na extremidade de conexão. O programa não dimensiona ou verifica os pilares. AutoMETAL – Automação de Projetos de Treliças Metálicas Planas MANUAL DE OPERAÇÃO P. 6 6 2. Instalação Abaixo tem-se apresentada a configuração mínima de hardware exigida para o funcionamento do AutoMETAL: Sistema operacional Wnsows95 ou superior; Processador Pentium ou equivalente (e.g., Celeron, AMD-K6-2, etc.); 10 Mb de espaço em disco (winchester); 16 Mb de memória RAM; Monitor de vídeo padrão SVGA com resolução mínima de 800x600 pontos e; Mouse padrão. Cumpridas as exigências acima pode-se instalar o programa. A instalação do AutoMETAL é bastante simples. Basta inserir o CD-ROM na unidade de leitura e executar o arquivo ‘seutp.exe’. A partir daí dá-se início à instalação.
