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FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL “CONS. ALGACYR MUNHOZ MAEDER” PROJETO EXECUTIVO: DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE COBERTURA EM MADEIRA RA 51444208 - ARLINDO ALVES RA 51440130 - JESSICA MOURA RA 51442728 - NATHALIA SANTOS Presidente Prudente - SP 2016 FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL “CONS. ALGACYR MUNHOZ MAEDER” PROJETO EXECUTIVO: DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE COBERTURA EM MADEIRA RA 51444208 - ARLINDO ALVES RA 51440130 - JESSICA MOURA RA 51442728 - NATHALIA SANTOS Trabalho Bimestral, apresentado a Faculdade Conselheiro Algacyr Munhoz Maeder, Curso de Engenharia Civil, Universidade do Oeste Paulista, para disciplina EMMII. Professora: Larissa Queiroz Minillo Presidente Prudente - SP 2016 RESUMO Projeto executivo: Dimensionamento estrutural de cobertura em madeira Este trabalho, intitulado - "Projeto executivo: Dimensionamento estrutural de cobertura em madeira" - teve como objetivo elaborar o desenho técnico de uma cobertura, com estrutura em madeira, de um galpão rural localizado na cidade de Presidente Prudente, São Paulo, que tenha resistência equivalente as solicitantes necessárias. Palavras-chave: Madeira. Treliça. Dimensionamento. ABSTRACT Executive design: The dimensioning of a wooden structure roof This project, titled "Executive Design: The dimensioning of a wooden structure roof", aimed to elaborate the technical design of a wooden structure roof of a rural shed located in the city of Presidente Prudente, São Paulo, which has equivalent resistance with necessary applicants. Keywords: wood. Trellis. Sizing. LISTA DE TABELAS TABELA 01 - Caracteristicas técnicas da telha 9 TABELA 02 - Caracteristicas da madeira 9 TABELA 03 - Cargas permanentes em cada nó (daN) 17 TABELA 04 - Cargas variaveis em cada nó (vento) 20 TABELA 05 - Combinação carga permanente +vento de sobrepressão(daN) 22 TABELA 06 - Combinação carga permanente+vento de sucção 0°(daN) 24 TABELA 07 - Combinação carga permanente+vento de sucção 90°(daN) 25 TABELA 08 - Esforços normais em cada elemento estrutural da treliça(daN) 27 LISTA DE FIGURAS FIGURA 01 - Projeção do galpão e geometria da estrutura 8 FIGURA 02 - Detalhe do nó da Cumeeira 10 FIGURA 03 - Detalhe da ligação entre o banzo superior e inferior 11 FIGURA 04 - Distância entre as terças 11 FIGURA 05 - Identificação dos nós e barras da treliça 12 FIGURA 06 - Distância entre as tesouras 12 FIGURA 07 - Caracteristicas geométricas e carregamentos da terça 14 FIGURA 08 - Decomposição das forças em "X" e "Y" 14 FIGURA 09 - Coeficientes internos, externos e combinados 18 FIGURA 10 - Combinação das forças variáveis e permanentes 20 FIGURA 11 - Combinação Carga permanente + vento de sobrepressão 22 FIGURA 12 - Combinação Carga permanente + vento de sucção 0° 23 FIGURA 13 - Combinação Carga permanente + vento de sucção 90° 25 FIGURA 14 - Esforços normais para carga permanente + vento de sobrepressão (KN) 26 FIGURA 15 - Esforços normais para carga permanente + vento de sucção0°(KN) 26 FIGURA 16 - Esforços normais para carga permanente + vento de sucção90°(KN) 26 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 8 2 RESTRIÇÕES DO PROJETO 8 3 DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA DA ESTRUTURA 10 ?????????????????????????????? 10 ??????????????????????????????? 12 4 CARGAS ATUANTES NAS ESTRUTURAS 13 ??????????????????????????????????????????? 13 4.2 Peso da telha (P.telha) 13 4.3 Carga acidental 13 5 CÁLCULOS DOS MOMENTOS FLETORES 14 5.1 Momentos fletores em "X" (Mx,d) 14 5.2 Momentos fletores em "Y" (My,d) 14 6 CÁLCULO DA ESTABILIDADE 15 7 CÁLCULO DAS FORÇAS NOS NÓS 16 8 CÁLCULO DAS FORÇAS NOS NÓS DEVIDO AO VENTO 17 ???????????????????????????????????? 17 ???????????????????????????????? 18 ?????????????????????????????????????????????? 18 9 COMBINAÇÕES DOS ESFORÇOS VARIÁVEIS E PERMANENTES 20 ???????????????????????????????????????????????????????????????? 21 ???????????????????????????????????????????????????????????? 22 ?????????????????????????????????????????????????????????????? 24 10 CÁLCULO DOS ESFORÇOS NORMAIS SOBRE A TRELIÇA 26 ????????????????????????????????????????????????????????????? 26 ????????????????????????????????????????????????? 28 11 CONCLUSÃO 31 REFERÊNCIAS 32 1 INTRODUÇÃO O presente trabalho apresenta o dimensionamento da estrutura em madeira ?????????? para a cobertura de um ?????? localizado na zona rural de Presidente Prudente, ??? Paulo. O ?????? ??????? de ???????? de armazenamento de ?????????????????????????????????????????????????????? Todos os ???????? realizados para a ?????????? do projeto foram executados dentro das diretrizes e ?????????????? estabelecidas pelas normas vigentes NBR 7190/96 (projeto e ???????? de estruturas de madeira) e NBR 6123/88 ????????????????????????????????? 2 RESTRIÇÕES DO PROJETO O projeto ?????? atender um ?????? com 5 metros de ??????????? 17,30 metros de largura (L) e 31,50 metros de comprimento (C), como mostra a figura a seguir. A estrutura para sustentar as ?????? e as telhas ???? tipo Tesoura e para ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (h/L) = (1/6) h = 17,30*(1/6) h = 2,9 metros ??????????????????????????????????????????????????????? Fonte: Elaborado pelo grupo ????????????? (L = 17,30) x (C = 31,50) C = 31,50m L = 17 ,3 0m L /2 = 8 ,6 5m h=2,90m ? ? ? 8 O tipo de telha adotado foi Telha Ondulada 6 mm da marca Eternit. TABELA 01 - Características técnicas da telha Fonte: Catálogo Técnico - Eternit Comprimento adotado..................... Largura total.................................... Largura útil....................................... Vão livre máximo............................. Balanço longitudinal máximo........... Balanço lateral máximo................... Peso nominal................................... Número de apoios........................... ......................................1,83 metros .........................................1.100 mm .........................................1.050 mm ......................................1,69 metros ...............................................40 cm ...............................................10 cm ............................................24,4 Kg ......................................................2 A tabela a seguir traz as caracteristicas da madeira adotada, sendo Fc0,k a resistência à compressão paralela às fibras (característico); Fv,k a resistência ao cisalhamento (característico); Eco.m o módulo de deformação longitudinal paralela às fibras na deformação e ƿ aparente a densidade aparente. TABELA 02 - Características da madeira Fonte: Determinado pelo grupo Classe.............................................. Fc0,k................................................. Fv,k................................................... Eco,m................................................ ƿ aparente........................................ .................................................C-60 ...........................................600 daN .............................................80 daN .............................245.000 daN/cm² ...................................1000 daN/m³ A partir das informações sobre as dimensões da planta baixa do galpão, a relação entre sua largura e a altura da tesoura, as carcteristicas referentes a telhaadotada mais as caracteristicas da madeira utilizada na estrutura, deu-se inicio ao desenho geométrico da estrutura. 9 3 DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA DA ESTRUTURA As ????????? propostas para a ????? da ????? foram de 60mm por 160mm. O ?????? entre o Banzo superior e o Banzo inferior ? de ???? o que delimita o recolhimento longitudinal minimo o valor de 14 cm e ?????? de 30 cm, segundo distribuidor. A cumeeira adotada ? a do tipo Normal de 6mm de espessura ???????????????????????????????????????????????????????? D = 3950 mm D/2 = 197,5 mm ??????????????????? ????????????????????? ????????????????????? hip = 20.8262cm 30 - 20.83 = 9.17cm (OK) ?????????????????????????????????? x = (1/(2*cos19))*(39,50-sen 19*(2*16+16)) x = 0,5288*23,8727 x = 12,62 cm ????????????????????????????????????? Fonte: Determinado pelo grupo ????????????????????????????? A B C D E Aba = 30cm 21,90 cm x=12 ,62 9,17cm 20,83cm dt =1 6c m ds =1 6c m D = 39,50cm ? ? ? 10 A B C D E a = (b/2) + {[1/(2sen α)]*[di-(ds*cos α)]} a = (6/2) + {[1/(2sen 19°)]*[16-(16*cos 19°)]} a = (3) + {[1,5358]*[0,87]} a = (3) + {1.34} = 4.34 x = a - (b/2) = 4.34 - 3 = 1.34cm FIGURA 03 - Detalhe da ligação entre o banzo superior e inferior Fonte: Determinado pelo grupo Após ter estabelecido o posicionamento da primeira e da ultima terça, foram calculadas as distâncias entre as terças intermediárias levando em consideração o comprimento total da telha (1,83 metros) e recolhimento minimo (14 cm) e máximo (30 cm) longitudonal. FIGURA 04 - Distâncias entre as terças Fonte: Determinado pelo grupo 37cm 30cm 21,87 cm 1,53m 1,28m 1,83m 1,83m 30cm 1,83m 1,83m 30cm 1,83m 1,83m 30cm 30cm1,53m 1,53m 1,53m 1,55m 0, 42 m 0, 91 m 1, 39 m 1, 88 m 2, 37 m 2, 90 m 1,45m 1,45m 1,45m 1,45m 1,60m1,25m 1,71m 2,00m 1,51m 2,37m 2,85m 1 9 ° ds=16cm di =1 6c m dt=16cm x=1,3 4cmb /2=3c m b=6c m a=4,3 4cm 1 9 ° 11 FIGURA 05 - Identificação dos nós e barras da treliça Fonte: Determinado pelo grupo A B D F H J L C E G I K M 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 37 26 27 28 29 3038 39 40 41 31 42 32 43 33 44 34 4536 35 Sabendo que o comprimento do galpão é de 31,5 metros e que a distância entre as Tesouras deve ser entre 3,5 metros e 6,00 metros, o valor adotado foi de 4,5 metros o que resulta em 8 Tesouras, como mostra a figura abaixo. FIGURA 06 - Distância entre as tesouras Fonte: Determinado pelo grupo 3.2 Distância entre as Tesouras 4,5 0m 4,5 0m 4,5 0m 4,5 0m 4,5 0m 4,5 0m 4,5 0m 31 ,50 m 17,30m (d.tesoura) 4,50m 1,54m (d.terça) Área de influência=6,93 m² Área da água = 287,28m² A'B' D'F' H'J' C'E'G'I'K' 12 4 CARGAS ATUANTES NA ESTRUTURA Como já mencionado, as dimensões propostas para a seção da terça foram de 0,06m por 0,16m da madeira escolhida que possui ƿ aparente de 1000 kg/m³. Sendo assim, o valor do Peso próprio da terça é de: PP = ƿaparente*(área da seção) PP = 1000*0,06*0,16 PP = 9,6 daN/m 4.1 Peso próprio (PP) da terça e da tesoura Para determinar a quantidade total de telhas por água, dividiu-se o comprimento pela largura útil da peça. Em seguida foi calculado o peso total das telhas assim como seu peso por área de influência. Qtde.telhas = (n°telhas.longitudinal)*(n°telhas.lateral) Qtde.telhas = 6*(31,50/1,05) Qtde.telhas = 6*30 Qtde.telhas = 180 unidades Peso Nominal da telha = 24,4 (daN) Kg Peso total das telhas = 180*24,4 Peso total das telhas = 4.392 (daN) Kg Peso da telha por m² = 4.392/287,28 Peso da telha por m² = 15,29 daN/m² Peso da telha por área de influência = 15,29*(área de influência)*1,25 (o valor 1,25 refere-se a um acréscimo de 25% provenientes de chuvas) Peso da telha por área de influência = 15,29*(6,93)*1,25 Peso da telha por área de influência = 132,45 daN (kg) P.telha = 29,43 daN/m. 4.3 - Carga acidental A Carga acidental do projeto será de 100 daN (100kg) sobre a terça, que representa 1 homem + ferramentas.Para as verificações foram necessárias as seguintes definições: 4.2 Peso da telha (P.telha) 13 d.tesoura = 4,50m Terça 100 daN PP = 9,6 daN/m P.telha = 29,43 daN/m ??????????????????????????????? FIGURA 07 - Caracteristicas geométricas e carregamento da terça Area = 16*6 = 96 cm² Ix = (6*16³)/12 = 2048 cm^4 Iy = (16*6³)/12 = 288 cm^4 Fonte: Determinado pelo grupo FIGURA 08 - Decomposição das forças em "X" e "Y" Area = 16*6 = 96 cm² Ix = (6*16³)/12 = 2048 cm^4 Iy = (16*6³)/12 = 288 cm^4 Fonte: Determinado pelo grupo x 16 cm y 6 cm P 1 9 ° 1 9 ° P*cos19° P*sen19° Terça 5.1 Momentos fletores em "X" (Mx,d) Mx,d = ((Cp*cos19º*L²)/8)*1,4 + ((Ca*cos19º*L)/4)*0,75*1,4 (onde, Cp = P.terça + P.telha = 9,6 + 29,43 = 39,03 daN/m) (Cp = 0,3903 daN/cm) Mx,d = ((0,3903*cos19º*450²)/8)*1,4 + ((100*cos19º*450)/4)*0,75*1,4 Mx,d = 13077,71 + 11168,94 Mx,d = 24246,65 daN*cm 5.2 Momentos fletores em "Y" (My,d) My,d = ((0,3903*sen19º*450²)/8)*1,4 + ((100*sen19º*450)/4)*0,75*1,4 My,d = 4503,02 + 3845,77 My,d = 8348,79 daN*cm 14 6 CÁLCULO DA ESTABILIDADE Estabilidade em "X" ?x,Md = (Mxd*x)/Ix ?x,Md = (24246,65*8)/2048 ?x,Md = 94,71 Estabilidade em "Y" ?y,Md = (Myd*y)/Iy ?y,Md = (8348,79*3)/288 ?y,Md = 86,96 ???????????????????? ???????????????????????????????????????????? Fc0,d = (Fc0,k/1,4)*Kmod = (600/1,4)*0,56 = 240 daN (94,71/ 240) + (0,5*(86,96/ 240)) <= 1 0,58 <= 1 (ok) ??????????????????????????? Fd,util = ?Fg ?0,2*Fq ?????????????? F????????????????????????????????? F???????????????????????????????? ?????????????? F????????????????????????????????? F??????????????????????????????? ????????????????? V = (5*Fg*L^4)/(384*Eef*I) ?????????????????????????? Vx=(5*0,369*450^4)/(384*245.000*0,56*2048) ???????????????????????????????????????450200 Vx = 0,70+0,13 <= 2,25; 0,83 <= 2,25 (ok) Vy=(5*0,127*450^4)/(384*245.000*0,56*288) ?????????????????????????????????????450200 Vy = 1,72+0,31 <= 2,25; 2,03 <= 2,25 (ok) 15 AutoCAD SHX Text +Σ0,2*Fq AutoCAD SHX Text +(Fq*L³)/(48*Eef*I) <= L/200 +(18,910*450³)/(48*245.000*0,56*2048) <= +(6,511*450³)/(48*245.000*0,56*288) <= 7 CÁLCULO DAS FORÇAS NOS NÓS ???????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????? Peso total = 69,49 + 43,20 + 12,14 = 124,83 daN ???????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????? Peso total = 96,68 + 43,20 + 37,73 = 177,61 daN ???????????????????? ????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????? ????????????????????????????????????? Peso total = 105,27 + 43,20 + 52,80 = 201,27 daN ???????????????????? ???????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????? Peso total = 105,96 + 43,20 + 77,28 = 226,44 daN ????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????? Peso total= 105,27 + 43,20 + 59,81 = 208,28 daN ???????????????????? ????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????? Peso total = 105,27 + 43,20 + 67,68 = 216,15 daN 16 Área de Influência = ((1,53+0,1262)/2)*(4,50)*2 = 7,452 m² Peso próprio da telha = 7,452*15,29 = 113,94 daN Peso da terça = 9,6*4,5*2 = 86,40 daN Peso da treliça = 9,6*12,06 = 115,78 daN Peso total = 113,94 + 86,40 + 115,78 = 316,12 daN TABELA 03 - Cargas permanentes em cada nó (daN) Fonte: Determinado pelo grupo Carga no Nó L ??? ????? Telha ??????? Perm. A A' 43,20 69,49 12,14 124,83 B B' D D' F F' H H' J J' L 43,20 96,68 37,73 177,61 43,20 105,27 52,80 201,27 43,20 105,27 59,81 208,28 43,20 105,27 67,68 216,15 43,20 105,96 77,28 226,44 86,40 113,94 115,78 316,12 ???????????????????????????????????????????? Atraves da Norma NBR 6123/88, estabeleceu-se os seguintes dados: Altura da edificação (z) = 5 metros; Velocidade básica do Vento (Vo) = 40 m/s; Fator topográfico (S1) = 1,00 (terreno liso,gdes dimensões); Fator categoria do terreno e classe da edificação (S2) = 1,04 (terreno denominado de categoria I e edificação classe B, z = 5m); Fator estatistico (S3) = 0,95 (edificação denominada Grupo 3 - construções rurais). 8.1 Coeficientes de pressão e forma Altura relativa = h/b = 5/17,3 = 0,29 < 0,5 Inclinação do telhado = 19° 17 -0,7 -0,7 0,2 0,2 0,90 0,90 Cpe Cpi Cptotal 0,4 0,4 0,2 0,2 0,6 0,6 Cpe Cpi Cptotal 0,0 0,0 Cpe Cpi Cptotal 0,3 0,3 0,3 0,3 Ventos de Sucção a 0° (p/b=17,3 e h=5) Ventos de Sucção a 90° (p/b=17,3 e h=5) Ventos de Sobrepressão (p/b=17,3 e h=5) FIGURA 09 - Coeficientes internos, externos e combinados Fonte: Determinado pelo grupo 8.2 Cálculo da pressão dinâmica (q) Vk = Vo*S1*S2*S3 = 40*1*1,04*0,95 = 39,52 m/s q = Vk²/16 = (39,52²)/16 = 97,62 daN/m² 8.3 Carregamentos variáveis (vento) em cada nó Cada Força (F) foi calculada através da multiplicação da pressão dinâmica (q) com a área de influência da telha e o coeficiente de pressão equivalente. F = q*(area.infl)*Cp 18 - Nó A: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*4,545*0,9 = 399,31 daN - Nó B: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,323*0,9 = 555,53 daN - Nó D: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,9 = 604,90 daN - Nó F: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,9 = 604,90 daN - Nó H: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,9 = 604,90 daN - Nó J: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,930*0,9 = 608,86 daN - Nó L: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*7,452*0,9 = 654,72 daN - Nó L: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*7,452*0,9 = 654,72 daN - Nó J': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,930*0,9 = 608,86 daN - Nó H': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,9 = 604,90 daN - Nó F': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,9 = 604,90 daN - Nó D': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,9 = 604,90 daN - Nó B': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,323*0,9 = 555,53 daN - Nó A': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*4,545*0,9 = 399,31 daN Ventos de Sucção a 0° - Nó A: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*4,545*0,6 = 266,21 daN - Nó B: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,323*0,6 = 370,35 daN - Nó D: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,6 = 403,27 daN - Nó F: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,6 = 403,27 daN - Nó H: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,6 = 403,27 daN - Nó J: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,930*0,6 = 405,90 daN - Nó L: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*7,452*0,6 = 436,48 daN - Nó L: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*7,452*0,6 = 436,48 daN - Nó J': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,930*0,6 = 405,90 daN - Nó H': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,6 = 403,27 daN - Nó F': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,6 = 403,27 daN - Nó D': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,6 = 403,27 daN - Nó B': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,323*0,6 = 370,35 daN - Nó A': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*4,545*0,6= 266,21 daN Ventos de Sucção a 90° - Nó A: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*4,545*0,3 = 133,10 daN - Nó B: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,323*0,3 = 185,18 daN - Nó D: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,3 = 201,63 daN - Nó F: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,3 = 201,63 daN - Nó H: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,3 = 201,63 daN - Nó J: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,930*0,3 = 202,95 daN - Nó L: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*7,452*0,3 = 218,24 daN - Nó L: F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*7,452*0,3 = 218,24 daN - Nó J': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,930*0,3 = 202,95 daN - Nó H': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,3 = 201,63 daN - Nó F': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,3 = 201,63 daN - Nó D': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,885*0,3 = 201,63 daN - Nó B': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*6,323*0,3 = 185,18 daN - Nó A': F = q*(area.infl)*Cp = 97,62*4,545*0,3 = 133,10 daN Ventos de Sobrepressão a 0° 19 TABELA 04 - Cargas variáveis em cada nó (Vento) Fonte: Determinado pelo grupo ??? ???????? ??????????? ???????????? ??????????? A A' B B' D D' F F' H H' J J' L 4,545 399,31 266,21 133,10 6,323 555,53 370,35 185,18 6,885 604,90 403,27 201,63 6,885 604,90 403,27 201,63 6,885 604,90 403,27 201,63 6,930 608,86 405,90 202,95 7,452 654,72 436,48 218,24 ?????????????????????????????????????????????????? Devido ao fato de que os esforços dos ventos são perpendiculares ao telhado, tais cargas devem ser decompostas em componentes horizontais e verticais para então poderem ser combinadas com as cargas permmentes. As expressões a seguir já consideram as decomposições das cargas variáveis somadas as permanentes: Fy = gg x (Cp) + 0,75 x gq x (Cv) x cos(α) Fx = 0,75 x gq x (Cv) x sen(α) Sendo que: F=Força aplicada no nó [daN]; gg=coeficiente de carga permanente; gq=coeficiente de majoração para ações variáveis; 0,75=fator de redução no caso de vento de curta duração; gg =0,9 (efeitos favoráveis); gg =1,4 (efeitos desfavoráveis); gq =1,4 (ações variáveis incluindo cargas acidentais); α=19° Considerou-se tambem que Situação desfavorável é aquela que ocorre quando o esforço realizado pelo vento de sobrepressão age simultaneamente com o carregamento permanente. Quando o contrário ocorre, o esforço realizado pelo vento de sucção é compensado pela carga permanente caracterizando esta segunda situação como favorável. FIGURA 10 - Combinação das forças variáveis e permanentes Fonte: Determinado pelo grupo CpCv Fy = gg x (Cp) + 0,75 x gq x (Cv) x cos(α) Fx = 0,75 x gq x (Cv) x sen(α) α=19° 20 Nós A Fy = 1,4x(124,83) + 0,75x1,4x(133,10)xcos(19) = 306,90 daN Fx = 0,75 x 1,4 x (133,10) x sen(19) = 45,50 daN Nós B Fy = 1,4x(177,61) + 0,75x1,4x(185,18)xcos(19) = 432,50 daN Fx = 0,75 x 1,4 x (185,18) x sen(19) = 63,30 daN Nós D Fy = 1,4x(201,27) + 0,75x1,4x(201,63)xcos(19) = 481,96 daN Fx = 0,75 x 1,4 x (201,63) x sen(19) = 68,93 daN Nós F Fy = 1,4x(208,28) + 0,75x1,4x(201,63)xcos(19) = 491,77 daN Fx = 0,75 x 1,4 x (201,63) x sen(19) = 68,93 daN Nós H Fy = 1,4x(216,15) + 0,75x1,4x(201,63)xcos(19) = 502,79 daN Fx = 0,75 x 1,4 x (201,63) x sen(19) = 68,93 daN Nós J Fy = 1,4x(226,44) + 0,75x1,4x(202,95)xcos(19) = 518,50 daN Fx = 0,75 x 1,4 x (202,95) x sen(19) = 69,38 daN Nós L Fy = 1,4x(316,12) + 0,75x1,4x(218,24)xcos(19) = 659,24 daN 9.1 Primeira Situação = Carga permanente + vento de sobrepressão 21 FIGURA 11 - Combinação Carga permanente + vento de sobrepressão (daN) Fonte: Determinado pelo grupo 306,90 45,50 432,50 63,30 481,96 68,93 491,77 68,93 502,79 68,93 518,50 69,38 659,24 306,90 45,50 432,50 63,30 481,96 68,93 491,77 68,93 502,79 68,93 518,50 69,38 TABELA 05 - Combinação Carga permanente + vento de sobrepressão (daN) Fonte:Determinado pelo grupo ??? Fx (daN) Fy (daN) A B D F H J L 45,50 306,90 63,30 432,50 68,93 481,96 68,93 491,77 68,93 502,79 69,38 518,50 0,00 659,24 A' B' D' F' H' J' 518,50 502,79 491,77 481,96 432,50 306,90 -69,38 -68,93 -68,93 -68,93 -63,30 -45,50 Nós A Fy = 0,90x(124,83) - 0,75x1,4x(399,31)xcos(19) = - 284,08 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (399,31) x sen(19) = - 115,99 daN Nós B Fy = 0,90x(177,61) - 0,75x1,4x(555,53)xcos(19) = - 391,68 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (555,53) x sen(19) = - 189,91 daN 9.2 Segunda Situação = Carga permanente + vento de sucção 0° A B D F H J L A' B' D' F' H' J' 22 Nós D Fy = 0,90x(201,27) - 0,75x1,4x(604,90)xcos(19) = - 419,40 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (604,90) x sen(19) = - 206,78 daN Nós F Fy = 0,90x(208,28) - 0,75x1,4x(604,90)xcos(19) = - 413,09 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (604,90) x sen(19) = - 206,78daN Nós H Fy = 0,90x(216,15) - 0,75x1,4x(604,90)xcos(19) = - 406,00 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (604,90) x sen(19) = - 206,78 daN Nós J Fy = 0,90x(226,44) - 0,75x1,4x(608,86)xcos(19) = - 400,68 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (608,86) x sen(19) = - 208,14 daN Nós L Fy = 0,90x(316,12) + 0,75x1,4x(654,72)xcos(19) = - 365,60 daN FIGURA 12 - Combinação Carga permanente + vento de sucção 0° (daN) Fonte: Determinado pelo grupo 284,08 115,99 391,68 189,91 419,40 206,78 413,09 206,78 406,00 206,78 400,68 208,14 365,60 284,08 115,99 391,68 189,91 419,40 206,78 413,09 206,78 406,00 206,78 400,68 208,14 A B D F H J L A' B' D' F' H' J' 23 Nós A Fy = 0,90x(124,83) - 0,75x1,4x(266,21)xcos(19) = -151,94 daN Fx = +/- 0,75 x 1,4 x (266,21) x sen(19) = -91,00 daN Nós B Fy = 0,90x(177,61) - 0,75x1,4x(370,35)xcos(19) = -207,83 daN Fx = +/-0,75 x 1,4 x (370,35) x sen(19) = -126,60 daN Nós D Fy = 0,90x(201,27) - 0,75x1,4x(403,27)xcos(19) = -219,22 daN Fx = +/-0,75 x 1,4 x (403,27) x sen(19) = -137,86 daN Nós F Fy = 0,90x(208,28) - 0,75x1,4x(403,27)xcos(19) = -212,91 daN Fx = +/-0,75 x 1,4 x (403,27) x sen(19) = -137,86 daN TABELA 06 - Combinação Carga permanente + vento de de sucção 0° (daN) Fonte: Determinado pelo grupo ??? Fx (daN) Fy (daN) A B D F H J L -115,99 -284,08 -391,68 -419,40 -413,09 -406,00 -400,68 0,00 -365,60 -189,91 -206,78 -208,14 -206,78 -206,78 208,14 206,78 206,78 206,78 189,91 115,99 -400,68 -406,00 -413,09 -419,40 -391,68 -284,08 9.3 Terceira Situação = Carga permanente + vento de sucção 90° A' B' D' F' H' J' 24 Nós H Fy = 0,90x(216,15) - 0,75x1,4x(403,27)xcos(19) = -205,83 daN Fx = +/-0,75 x 1,4 x (403,27) x sen(19) = -137,86 daN Nós J Fy = 0,90x(226,44) - 0,75x1,4x(405,90)xcos(19) = -199,18 daN Fx = +/-0,75 x 1,4 x (405,90) x sen(19) = -138,76 daN Nós L Fy = 0,90x(316,12) - 0,75x1,4x(436,48)xcos(19) = -148,83 daN FIGURA 13 - Combinação Carga permanente + vento de sucção 90° (daN) Fonte: Determinado pelo grupo 151,94 91,00 207,83 126,60 219,22 137,86 212,91 205,83 199,18 138,76 148,83 137,86 137,86 151,94 91,00 207,83 126,60 219,22 137,86 212,91 205,83 199,18 138,76 137,86 137,86 TABELA 07 - Combinação Carga permanente + vento de sucção 90° (daN) Fonte: Determinado pelo grupo ??? Fx (daN) Fy (daN) A B D F H J L -91,00 -151,94 -207,83 -219,22 -212,91 -205,83 -199,18 0,00 -148,83 -126,60 -137,86 -138,76 -137,86 -137,86 138,76 137,86 137,86 137,86 126,60 91,00 -199,18 -205,83 -212,91 -219,22 -207,83 -151,94A' B' D' F' H' J' A B D F H J L A' B' D' F' H' J' 25 10 CÁLCULO DOS ESFORÇOS NORMAIS SOBRE A TRELIÇA Com base na ????????????? feita na FIGURA 05, todos os ???????? foram simulados em um Software Estrutural para se obter os ???????? normais sobre os Banzos superiores, os Banzos inferiores, os montantes e as diagonais. A primeira ????????? tratou da ?????????? Carga permanente + vento de ???????????? (FIGURA 10); a segunda tratou da ?????????? Carga permanente + vento de ?????? ?? (FIGURA 11); e a terceira tratou da ?????????? Carga permanente + vento de ?????? ??? (FIGURA 12). A seguir as ???? ?????????? resultantes do Software ???????????????????????????????? FIGURA 14 - ??????????????????????????????????????????????????????????????????? Fonte: Determinado pelo grupo FIGURA 15 - ???????????????????????????????????????????????????????????????? Fonte: Determinado pelo grupo FIGURA 16 - ????????????????????????????????????????????????????????????????? Fonte: Determinado pelo grupo 26 ???????????????????????????????????????????????????????????? TABELA 08 - Esforços normais em cada elemento estrutural da treliça (daN) Fonte: Determinado pelo grupo 27 Banzo Superior Barra 12 ( λ≤40 - peça curta) Fdc = 8656,6 daN (compressão) sc0,d= Fdc/A = 8656,6/96 = 90,17 daN/cm² Fc0,d= Kmod*Fc0,k/1,4 = 0,56*600/1,4 = 240 daN/cm² sc0,d < Fc0,d (ok) Fdt = 6950,2 daN (tração) st0,d= Fdt/A = 6950,2/96 = 72,40 daN/cm² Ft0,d= Kmod*Fc0,k/1,8*0,77 = 0,56*600/1,8*0,77 = 242,42 daN/cm² st0,d < Ft0,d (ok) 10.2 Verificações dos máximos esforços nas barras Banzo Inferior Barra 15 ( λ≤40 - peça curta) Fdc = 5725,6 daN (compressão) sc0,d= Fdc/A = 5725,6/96 = 59,647 daN/cm² Fc0,d= Kmod*Fc0,k/1,4 = 0,56*600/1,4 = 240 daN/cm² sc0,d < Fc0,d (ok) Fdt = 7411,8 daN (tração) st0,d= Fdt/A = 7411,8/96 = 77,21 daN/cm² Ft0,d= Kmod*Fc0,k/1,8*0,77 = 0,56*600/1,8*0,77 = 242,42 daN/cm² st0,d < Ft0,d (ok) 28 Banzo Inferior Barra 23/24 ( 40≤λ≤80 - peça média) Fd = 6472,2 daN (compressão) sNd= Fd/A = 6472,2/96 = 67,42 daN/cm² FE = π Ecoef*Iy/Lo² = π *137200*2048/270² = 38041,38 daN Md = Fd*ed ed = e1*(FE/FE-Fd) e1 = ea+ei ei = h/30 = 16/30 = 0,53 ea = Lo/300 = 270/300 = 0,9 e1 = 0,53+0,9 = 1,43 ed = 1,43*(38041,38/38041,38-6472,2) = 1,72 Md = Fd*ed = 6472,2*1,72 = 11152,72daN.cm sMd = (Md/Iy)*y = (11152,72/288)*3 = 116,17 daN/cm² (sNd/Fc0,d)+(sMd/Fc0,d) ≤ 1 (67,42/240)+(116,17/240) ≤ 1 0,76 ≤ 1 (ok) Montantes Barra 27 ( λ≤40 - peça curta) Fdc = 433,7 daN (compressão) sc0,d= Fdc/A = 433,7/96 = 4,52 daN/cm² Fc0,d= Kmod*Fc0,k/1,4 = 0,56*600/1,4 = 240 daN/cm² sc0,d < Fc0,d (ok) Fdt = 438,4 daN (tração) st0,d= Fdt/A = 438,4/96 = 4,57 daN/cm² Ft0,d= Kmod*Fc0,k/1,8*0,77 = 0,56*600/1,8*0,77 = 242,42 daN/cm² st0,d < Ft0,d (ok) 29 AutoCAD SHX Text ²*Ecoef*Iy/Lo² = π²*137200*2048/270² = 38041,38 daN = π²*137200*2048/270² = 38041,38 daN π²*137200*2048/270² = 38041,38 daN ²*137200*2048/270² = 38041,38 daN Montantes Barra 30 ( 40≤λ≤80 - peça média) Fd = 2250,9 daN (compressão) sNd= Fd/A = 2250,9/96 = 23,45 daN/cm² FE = π Ecoef*Iy/Lo² = π *137200*2048/290² = 32975,23 daN Md = Fd*ed ed = e1*(FE/FE-Fd) e1 = ea+ei ei = h/30 = 16/30 = 0,53 ea = Lo/300 = 290/300 = 0,97 e1 = 0,53+0,97 = 1,50 ed = 1,50*(32975,23/32975,23-2250,9) = 1,61 Md = Fd*ed = 2250,9*1,61 = 3623,949 daN.cm sMd = (Md/Iy)*y = (3623,949/288)*3 = 37,74 daN/cm² (sNd/Fc0,d)+(sMd/Fc0,d) ≤ 1 (23,45/240)+(37,74/240) ≤ 1 0,25 ≤ 1 (ok) Diagonais Barra 37 ( λ≤40 - peça curta) Fdc = 824,8 daN (compressão) sc0,d= Fdc/A = 824,8/96 = 8,60 daN/cm² Fc0,d= Kmod*Fc0,k/1,4 = 0,56*600/1,4 = 240 daN/cm² sc0,d < Fc0,d (ok) Fdt = 815,9 daN (tração) st0,d= Fdt/A = 815,9/96 = 8,50 daN/cm² Ft0,d= Kmod*Fc0,k/1,8*0,77 = 0,56*600/1,8*0,77 = 242,42 daN/cm² st0,d < Ft0,d (ok) 30 AutoCAD SHX Text ²*Ecoef*Iy/Lo² = π²*137200*2048/290² = 32975,23 daN = π²*137200*2048/290² = 32975,23 daN π²*137200*2048/290² = 32975,23 daN ²*137200*2048/290² = 32975,23 daN Diagonais Barra 41 ( 40≤λ≤80 - peça média) Fd = 1488,2daN (compressão) sNd= Fd/A = 1488,2/96 = 15,50 daN/cm² FE = π Ecoef*Iy/Lo² = π *137200*2048/286² = 33904,06 daN Md = Fd*ed ed = e1*(FE/FE-Fd) e1 = ea+ei ei = h/30 = 16/30 = 0,53 ea = Lo/300 = 286/300 = 0,95 e1 = 0,53+0,95 = 1,48 ed = 1,48*(33904,06/33904,06-1488,29) = 1,05 Md = Fd*ed = 1488,2*1,05 = 1562,61 daN.cm sMd = (Md/Iy)*y = (1562,61/288)*3 = 16,28 daN/cm² (sNd/Fc0,d)+(sMd/Fc0,d) ≤ 1 (15,50/240)+(16,28/240) ≤ 1 0,13 ≤ 1 (ok) ???????????? Conclui-se o trabalho com o dimensionamento de uma treliça de madeira com seção de terça e tesoura de 0,06x0,16; totalizando 8 treliças equidistantes a 4,50 metros entre si. Além de suportar seu próprio peso, a estrutura foi dimensionada para suportar todas as cargas variaveis e acidentais previstas nas normas vigentes; assim como o peso das 360 telhas divididas em duas águas (180 unidades cada). Todas as especificações das telhas foram obtidas através do catálogo técnico da empresa contratada e por fim, todos os demais baseados nas normas NBR 7581/93 e NBR 6123/88. 31 AutoCAD SHX Text ²*Ecoef*Iy/Lo² = π²*137200*2048/286² = 33904,06 daN = π²*137200*2048/286² = 33904,06 daN π²*137200*2048/286² = 33904,06 daN ²*137200*2048/286² = 33904,06 daN REFERÊNCIAS ??????????????????????????????????????????Forças devidas ao vento em edificações: NBR 6123. Rio de Janeiro, 1988. ??????????????????????????????????????????Telha ondulada de fibrocimento: NBR 7581. Rio de Janeiro, 1993. MINILLO, L. Q., E M M II - MADEIRAS. Universidade do Oeste Paulista. Faculdade ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? Paulo, novembro de 2016. CALIL JUNIOR, C., SET 406 - Estruturas de Madeira.?????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? GESUALDO, F. A. R., Estruturas de Madeira. 2003. Universidade Federal de ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 32
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