TRABALHO DE AÇO

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE SANTARÉM
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
EDINELSON MÁGNO VIEIRA
NEUCIVAN DOS SANTOS MOREIRA
LUCAS BARBOSA MENEZES
THAIS KEMELLA B. MORAIS
RODRIGO DOS SANTOS MOTA
SILVESTRE ASSUNÇÃO DOS SANTOS
VICTOR GIULIANNO DE A. G. FREIRE
pROJETO DE GALPÃO INDUSTRIAL
SANTARÉM
2017/2
EDINELSON MÁGNO VIEIRA
NEUCIVAN DOS SANTOS MOREIRA
LUCAS BARBOSA MENEZES
THAIS KEMELLA B. MORAIS
RODRIGO DOS SANTOS MOTA
SILVESTRE ASSUNÇÃO DOS SANTOS
VICTOR GIULIANNO DE A. G. FREIRE
pROJETO DE GALPÃO INDUSTRIAL
Trabalho apresentado como requisito para obtenção de nota no grau 2 do curso de bacharel em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Luterano de Santarém.
Professor: Engº. Civil MSc. Nadir. 
SANTARÉM
2017/2
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Simulação do vento nas edificações	7
Figura 2 - Ação combinada do vento a barlavento com o vento a sota-vento	7
Figura 3 - Cargas mínimas de vento	8
Figura 4 - Formula para determinação da pressão dinâmica	8
Figura 5 - exemplificando da ação do vento	9
Figura 6 - Fórmula para determinação da Velocidade Característica	9
Figura 7 - Isopleta	10
Figura 8 - Classes de relevo do terreno	10
Figura 9 - Categorias de Rugosidade do terreno	11
Figura 10 - Classes de Edifícios em função de suas dimensões	11
Figura 11 - Fator Rugosidade S2	12
Figura 12- Determinação do Fator Estatístico S3 conforme os Grupos de ocupação.	13
Figura 13 - Planta de Locação	14
Figura 14Denominação das efetividades das forças	13
Figura 15 - Vento a 0º	 Figura 16 - Vento a 90º	14
Figura 17 - Vento 0°	 Figura 18 - Vento 90°	14
Figura 19 - Relação carga de vento a 0º	13
Figura 20 - Relação carga de vento a 0º	13
Figura 21 - Relação carga de vento a 90º	14
Figura 22 - Relação carga de vento a 90º	14
Figura 23 - Legenda do visual ventos	15
Figura 24 - Resulta da carga do vento	16
Figura 25 - Pressão do na direção 0º	17
Figura 26 - Cargas encontradas nas áreas de influencia	18
Figura 27 - Carga dos pórticos	19
Figura 28 - Valores sugeridos pela norma NBR8800/2008	20
Figura 29 - Carregamento Permanente	21
Figura 30 - Carga acidental	21
Figura 31 - Pórtico com sua carga	23
Figura 32 - Força axial	23
Figura 33 - Força Cortante	24
Figura 34 - Momento fletor	24
Figura 35 – Deslocamento	25
Figura 36 - Dado da Tesoura	27
Figura 37 - Ilustração da tesoura	27
Figura 38 - Esquema do projeto	27
Figura 39 - Calha retangular	30
Figura 40 – Exemplo de caixas de areia em (planta baixa e corte).	32
Figura 41 - Planilha desenvolvida especialmente para este projeto	33
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Coeficiente de rugosidade	30
Tabela 2 - Área de cobertura para condutores verticais de sessão circular.	31
Tabela 3 - Escoamento	31
Tabela 4 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões sem L/min).	33
	
	
INTRODUÇÃO
Galpões são construções em aço geralmente de um único pavimento constituídos de sistemas estruturais compostos por pórticos regularmente espaçados, com cobertura superior apoiada em sistemas de terças e vigas ou tesouras e treliças, com grandes áreas cobertas e destinadas para uso comercial, industrial, agrícola ou outras aplicações. Os galpões, do ponto de vista arquitetônico e estrutural, caracterizam-se por serem edifícios com vãos mais generosos que os demais, pois esse é um pré-requisito da existência desse tipo de edifício: espaços sem obstrução. O presente trabalho tem como objetivo estudar e dimensionar um tipo específico de galpão, que neste caso é um galpão de 20mx60m duas águas em estrutura de aço e cobertura metálica com vão livre de 60,0 metros e com pórticos montados a cada 5,98 metros e altura até o beiral de 10m. Serão avaliadas as ações atuantes na estrutura para o dimensionamento dos elementos estruturais e contraventamentos.
A estrutura de um galpão, para fins de análise, pode ser decomposta em três partes:
Estrutura principal;
Estrutura secundária de apoio da cobertura e fechamentos laterais;
Contraventamentos horizontais e verticais. 
Estrutura principal;
Estrutura horizontal = vão entre pilares 
Estrutura vertical = os próprios pilares
Estrutura secundária de apoio da cobertura e fechamentos laterais; 
As telhas mais usadas para galpões são metálicas, por sua praticidade e leveza. 
Quando se necessita de isolação acústica e térmica, as telhas metálicas usadas são as denominadas “telhas sanduiche”. 
Estas telhas são duplas, com uma camada de material isolante entre elas (normalmente poliestireno ou poliuretano).
Contraventamentos horizontais e verticais.
Essa força lateral oriunda do deslocamento lateral devido à flambagem deve ser encaminhada, por algum dispositivo para os apoios. O contraventamento horizontal é constituído das terças e barras em diagonais, formando uma espécie de treliça nos planos superiores da cobertura.
INFLUÊNCIA DO VENTO NAS EDIFICAÇÕES 
As considerações para determinação das forças devidas ao vento são regidas e calculadas de acordo com a NBR 6123/1988 “Forças devidas ao vento em edificações”.Figura 1 - Simulação do vento nas edificações
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014Figura 2 - Ação combinada do vento a barlavento com o vento a sota-vento
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014
Produz um esforço de pressão sobre o componente à barlavento, empurrando-o na direção e sentido do vento e também produz um esforço de sucção sobre o componente à sota-vento, puxando-o na direção e sentido do vento
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014Figura 3 - Cargas mínimas de vento
Caso prático de ação do vento sobre uma edificação
De acordo com a norma brasileira NBR-6123 - Forças Devido ao Ventos em Edificações - a pressão exercida pelo vendo sobre as partes das edificações deve ser calculada com a fórmula: 
Figura 4 - Formula para determinação da pressão dinâmica
	Fórmula para determinação da Pressão Dinâmica.
q = 0,613 Vk2
ONDE:
q = Pressão Dinâmica em N/m2
VK = Velocidade Caracterísitca em m/s
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014
A Velocidade Característica depende de uma série de fatores como a região do Brasil, a topografia (planos, vales, montanhas), a densidade de ocupação (muitos prédios) e características construtivas do edifício.Figura 5 - exemplificando da ação do vento
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014
Figura 6 - Fórmula para determinação da Velocidade Característica
	: 
Vk = V0 X S1 X S2 X S3
ONDE:
VK = Velocidade Caracterísitca em m/s.
V0 = Velocidade Básica da Região;
S1 = Fator Topográfico;
S2 = Fator Rugosidade;
S3 = Fator Probabilístico.
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014
Determinação da Velocidade Básica do Vento - V0: 
De acordo com a NBR-6123, a velocidade básica do vento, Vo, é a velocidade de uma rajada de 3 segundos, excedida em média uma vez em 50 anos, a 10 metros acima do terreno, em campo aberto e plano. 
Para quem está acostumado a pensar em km/h, isto é, em quilômetros por hora, uma velocidade básica V0 = 30 m/s equivale a uma velocidade básica V0 = 108 km/h.
Figura 7 - Isopleta
	QUADRO 3: Isopletas, isto é, curvas de igual velocidade básica V0, em metros por segundo, conforme a norma NBR-6123. 
As curvas representam as máximas velocidades médias.
Determinação do Fator Topográfico - S1: 
De acordo com a NBR-6123, o Fator Topográfico, S1, é determinado em função do relevo do terreno.
Figura 8 - Classes de relevo do terreno
	S1
	TIPO DE RELEVO DO TERRENO
	1,0
	Terreno Plano ou fracamente acidentado
	VARIÁVEL
	Taludes e Morros
	0,9
	Vales Profundos e protegidos de ventos de qualquer direção.
Fonte: Reginaldo Abreu, 2014
Para mais detalhes sobre a determinação do Fator Topográfico, ver o item 5.2 da norma NBR-6123. A norma recomenda que casos de combinação de vales e montanhas com dificuldades de se estabelecer a direção predominante dos ventos que seja feita ensaio em Túnel de Vento.  
Determinação do FatorRugosidade - S2: 
De acordo com a NBR-6123, os terrenos podem ser classificados em uma das categorias seguintes: 
Figura 9 - Categorias de Rugosidade do terreno
	CATEGORIA
	TIPO DE SUPERFÍCIE DO TERRENO
	I
	Superfícies Lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km de extensão, medida na direção e sentido do vento incidente.
	I I
	Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas. Obstáculos com altura média abaixo de 1,0 metros.
	I I I
	Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como sebes e muros, poucos quebra-ventos. Obstáculos com altura média de 3,0 metros.
	IV
	Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial o urbanizada. Altura média dos obstáculos de 10 metros.
	V
	Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e pouco espaçados. Obstáculos com altura média de 25 metros ou mais.
Além das características de rugosidade do terreno, devemos levar em consideração as dimensões do edifício: 
Figura 10 - Classes de Edifícios em função de suas dimensões 
	CLASSE
	DIMENSÕES DO EDIFÍCIO
	A
	Todas as unidades de vedação, seus elementos de fixação e peças individuais de estruturas sem vedação. 
Toda edificação na qual a maior dimensão horizontal ou vertical seja inferior a 20 metros.
	B
	Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 e 50 metros.
	C
	Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 metros.
Fonte: NBR-6123
Juntando a Categoria do Terreno com a Classe do Edifício, entramos na tabela seguinte, obtendo o Fator Rugosidade S2 para diversas alturas de edifício: 
Figura 11 - Fator Rugosidade S2
	ALTURA
z(m)
	CATEGORIA DE RUGOSIDADE DO TERRENO 
	
	I
	II
	III
	IV
	V
	
	CLASSE
	CLASSE
	CLASSE
	CLASSE
	CLASSE
	
	A
	B
	C
	A
	B
	C
	A
	B
	C
	A
	B
	C
	A
	B
	C
	≤ 5
	1,06
	1,04
	1,01
	0,94
	0,92
	0,89
	0,88
	0,86
	0,82
	0,79
	0,76
	0,73
	0,74
	0,72
	0,67
	10
	1,1
	1,09
	1,06
	1
	0,98
	0,95
	0,94
	0,92
	0,88
	0,86
	0,83
	0,8
	0,74
	0,72
	0,67
	15
	1,13
	1,12
	1,09
	1,04
	1,02
	0,99
	0,98
	0,96
	0,93
	0,9
	0,88
	0,84
	0,79
	0,76
	0,72
	20
	1,15
	1,14
	1,12
	1,06
	1,04
	1,02
	1,01
	0,99
	0,96
	0,93
	0,91
	0,88
	0,82
	0,8
	0,76
	30
	1,17
	1,17
	1,15
	1,1
	1,08
	1,06
	1,05
	1,03
	1
	0,98
	0,96
	0,93
	0,87
	0,85
	0,82
	40
	1,2
	1,19
	1,17
	1,13
	1,11
	1,09
	1,08
	1,06
	1,04
	1,01
	0,99
	0,96
	0,91
	0,89
	0,86
	50
	1,21
	1,21
	1,19
	1,15
	1,13
	1,12
	1,1
	1,09
	1,06
	1,04
	1,02
	0,99
	0,94
	0,93
	0,89
	60
	1,22
	1,22
	1,21
	1,16
	1,15
	1,14
	1,12
	1,11
	1,09
	1,07
	1,04
	1,02
	0,97
	0,95
	0,92
	80
	1,25
	1,24
	1,23
	1,19
	1,18
	1,17
	1,16
	1,14
	1,12
	1,1
	1,08
	1,06
	1,01
	1
	0,97
	100
	1,26
	1,26
	1,25
	1,22
	1,21
	1,2
	1,18
	1,17
	1,15
	1,13
	1,11
	1,09
	1,05
	1,03
	1,01
	120
	1,28
	1,28
	1,27
	1,24
	1,23
	1,22
	1,2
	1,2
	1,18
	1,16
	1,14
	1,12
	1,07
	1,06
	1,04
	140
	1,29
	1,29
	1,28
	1,25
	1,24
	1,24
	1,22
	1,22
	1,2
	1,18
	1,16
	1,14
	1,1
	1,09
	1,07
	160
	1,3
	1,3
	1,29
	1,27
	1,26
	1,25
	1,24
	1,23
	1,22
	1,2
	1,18
	1,16
	1,12
	1,11
	1,1
	180
	1,31
	1,31
	1,31
	1,28
	1,27
	1,27
	1,26
	1,25
	1,23
	1,22
	1,2
	1,18
	1,14
	1,14
	1,12
	200
	1,32
	1,32
	1,32
	1,29
	1,28
	1,28
	1,27
	1,26
	1,25
	1,23
	1,21
	1,2
	1,16
	1,16
	1,14
	250
	1,34
	1,34
	1,33
	1,31
	1,31
	1,31
	1,3
	1,29
	1,28
	1,27
	1,25
	1,23
	1,2
	1,2
	1,18
	300
	 
	 
	 
	1,34
	1,33
	1,33
	1,32
	1,32
	1,31
	1,29
	1,27
	1,26
	1,23
	1,23
	1,22
	350
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	1,34
	1,34
	1,33
	1,32
	1,3
	1,29
	1,26
	1,26
	1,26
	400
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	1,34
	1,32
	1,32
	1,29
	1,29
	1,29
	420
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	1,35
	1,35
	1,33
	1,3
	1,3
	1,3
	450
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	1,32
	1,32
	1,32
	500
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	1,34
	1,34
	1,34
Determinação do Fator Estatístico - S3: 
De acordo com a NBR-6123, o Fator Estatístico S3 é baseado em conceitos estatísticos, e considera o grau de segurança requerido e a vida útil da edificação. 
Figura 12- Determinação do Fator Estatístico S3 conforme os Grupos de ocupação.
	GRUPO
	DESCRIÇÃO
	FATOR S3
	1
	Edificações cuja ruína total ou parcial pode afetar a segurança ou possibilidade de socorro a pessoas após uma tempestade destrutiva (hospitais, quartéis de bombeiros e de forças de segurança, centrais de comunicação, etc.)
	1,10
	2
	Edificações para hotéis e residências. Edificações para comércio e indústria com alto fator de ocupação.
	1,00
	3
	Edificações e instalações industriais com baixo fator de ocupação (depósitos, silos, construções rurais, etc.)
	0,95
	4
	Vedações (telhas, vidros, painéis de vedação, etc.)
	0,88
	5
	Edificações temporárias. Estruturas dos grupos 1 a 3 durante a construção.
	0,83
Dados do galpão
Galpão Industrial medindo 20X60 metros e 10m metros de altura em terreno plano, baixa vegetação, no município de Santarém:
Determinação da Velocidade Básica V0:
Consultando as Isopletas, vemos que a cidade de Santarém está localizada ente as isopletas 30 m/s.
Determinação do Fator Topográfico S1: Determinação do Fator Rugosidade S2: Inclinação do telhado 15%
Coluna: perfil metálico Classe rugosidade 4 Ligações solda E70
Indicices pluviométricos 138mm/h
Planta de Locação
Figura 13 - Planta de Locação
Fonte: Arquivo Pessoal, 2017
MEMORIAL DE CÁLCULO
Cálculo da ação do vento
Dados Geométricos
b = 20,00 m
a = 60,00 m
b1 = 2 * h
b1 = 2 * 10,00
b1 = 20,00m
ou
b1 = b/2
b1 = 20,00/2
b1 = 10,00m
Adota-se o menor valor, portanto
b1 = 10,00 m
a1 = b/3
a1 = 20,00/3
a1 = 6,67m
ou
a1 = a/4
a1 = 60,00/4
a1 = 15,00m
Adota-se o maior valor, porém a1 <= 2 * h
2 * 10,00 = 20,00 m
Portanto
a1 = 15,00 m
a2 = (a/2) - a1
a2 = (60,00/2) - 15,00
a2 = 15,00 m
h = 10,00 m
h1 = 1,55 m
ß = 8,81 °
d = 5,98 m
 
Área das aberturas
Fixas
Face A1 = 0,00 m² 
Face A2 = 0,00 m² 
Face A3 = 0,00 m² 
Face B1 = 0,00 m² 
Face B2 = 0,00 m² 
Face B3 = 0,00 m² 
Face C1 = 0,00 m² 
Face C2 = 0,00 m² 
Face D1 = 0,00 m² 
Face D2 = 0,00 m² 
Movéis
Face A1 = 0,00 m² 
Face A2 = 0,00 m² 
Face A3 = 0,00 m² 
Face B1 = 0,00 m² 
Face B2 = 0,00 m² 
Face B3 = 0,00 m² 
Face C1 = 0,00 m² 
Face C2 = 0,00 m² 
Face D1 = 0,00 m² 
Face D2 = 0,00 m²
Figura 14Denominação das efetividades das forças
Fonte: Visual Ventos 
Velocidade básica do vento
Vo = 30,00 m/s 
Fator Topográfico (S1)
Terreno plano ou fracamente acidentado
S1 = 1,00
Fator de Rugosidade (S2)
Categoria IV
Classe B
Parâmetros retirados da Tabela 2 da NBR6123/88 que relaciona Categoria e Classe
b = 0,84
Fr = 0,95
p = 0,14
S2 = b * Fr *(z/10)exp p
S2 = 0,84 * 0,95 *(11,55/10)exp 0,14
S2 = 0,81
Fator Estático (S3)
Grupo 2
S3 = 1,00
Coeficiente de pressão externa
Paredes
Vento 0°
Figura 15 - Vento a 0º							Figura 16 - Vento a 90º
Fonte: Visual ventos					Fonte: Visual ventos
Telhado
Figura 17 - Vento 0°								Figura 18 - Vento 90°
Fonte: Visual ventos						Fonte: Visual ventos
Cpe médio = -1,00
Coeficiente de pressão interno
Cpi 1 = 0,20
Cpi 2 = -0,30
Velocidade Característica de Vento
Vk = Vo * S1 * S2 * S3
Vk = 30,00 * 1,00 * 0,81 * 1,00
Vk = 24,41 m/s
Pressão Dinâmica
q = 0,613 * Vk²
q = 0,613 * 24,41²
q = 0,37 kN/m²
Esforços Resultantes
Vento 0° - Cpi = 0,20
Figura 19 - Relação carga de vento a 0º
Fonte: Visual VentosVento 0° - Cpi = -0,30
Figura 20 - Relação carga de vento a 0º
Fonte: Visual Ventos
Vento 90° - Cpi = 0,20
Figura 21 - Relação carga de vento a 90º
Fonte: Visual Ventos
Vento 90° - Cpi = -0,30
Figura 22 - Relação carga de vento a 90º 
Fonte: Visual Ventos
Figura 23 - Legenda do visual ventosLegenda
a -> maior dimensão da edificação	
a1 -> dimensão correspondente a face A1 e B1 da edificação	
a2 -> dimensão correspondente a face A2 e B2 da edificação	
b -> menor dimensão da edificação	
b1 -> dimensão correspondente a face C e D da edificação	
d -> altura do taludes ou morros para cálculo de S1	
h -> altura até o beiral da edificação	
h1 -> altura da cobertura da edificação	
p -> distância entre pórticos	
q -> pressão dinâmica do vento	
q1 -> carga do vento sobre a cobertura	
q2 -> carga do vento sobre a cobertura	
q3 -> carga do vento sobre as paredes da edificação	
q4 -> carga do vento sobre as paredes da edificação	
z -> altura pressão do vento para cálculo de S1 para taludes ou morros	
ß -> ângulo de inclinação da cobertura	
Ø -> ângulo de inclinação do taludes ou morros para cálculo de S1	
	
Cpe -> coeficiente de pressão externo	
Cpi -> coeficiente de pressão interno	
S1 -> fator topográfico	
S2 -> fator de rugosidade	
S3 -> fator estátistico	
Vk -> velocidade caracteristica do vento para cálculo	
Vo -> velocidade básica do vento	
Fonte Visual Ventos
Comparação das cargas
Figura 24 - Resulta da carga do vento
	Cargas devidas ao vento em cobertura plana de duas águas
	1 - Dados da
geometria:	2 - Cálculo da pressão dinâmica
1.1 - Dimensões em Planta	2.1 - Velocidade básica
60,00	Vo=	30,00 m/s	108,00 Km/h
2.2 - Velocidade característica	Vk= Vo.S1.S2.S3 m/s
	20,00
	S1=
	1,00
	Terreno plano ou fracamente acidentado
	2
	
1.1 - Dimensões verticais
1,55
10,00
20,00
	
4
	
Classe
	
C
	A maior dimensão horizontal ou vertical supera 50m
	
	
	
Rugosidade
	
IV
	Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. Exemplos: zonas de parques e bosques com muitas árvores; cidades pequenas e seus arredores; subúrbios densamente construídos de grandes cidades; áreas industriais plena ou
parcialmente desenvolvidas. A cota média do topo dos obstáculos é considerada igual a 10m.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	S2=
	0,76
	Para as paredes	Hmédio=	5,00
	
	
	S2=
	0,84
	Para a cobertura	Hmédio=	10,78
	1.2 - Relações de forma
	
Inclinação: 15,50%	8,81 º
a/b:	3,00
h/b:	0,50
	
Grupo
	
2
	Edificações para hotéis e residências. Edificações para comércio e indústria
com alto fator de ocupação
	
	S3=
	1,00
	
	
	
	
Vk= 22,80
Vk= 25,13
2.3 - Pressão dinâmica
Q= 31,87
Q= 38,72
	
m/s	82,08 Km/h Para as paredes
m/s	90,48 Km/h Para a cobertura Q= 0,613.Vk^2	kN/m²
kgf/m²	Para as paredes
kgf/m²	Para a cobertura
 
				Figura 25 - Pressão do na direção 0º
	
 Fonte: Martins Engenharia
Figura 26 - Cargas encontradas nas áreas de influencia
 
Fonte: Martins Engenharia
Figura 27 - Carga dos pórticos
	
Fonte: Martins Engenharia
	Houve uma diferença não pequena nas cargas de vento entre um método e outro optou-se por escolher o que nos dá uma margem de segurança maior.
No caso o da planilha elaborada pela Martins Engenharia. 
ANALISE ESTRUTURAL DO PORTICO
Atualmente são usados programas computacionais para modelar a estrutura, fornecendo como dados a sua geometria, carregamentos, seções pré-dimensionadas e condições de apoio, com o intuito de obter esforços e deslocamentos para verificar a conformidade das seções propostas dos elementos. A ABNT NBR 8800:2008 requer que a estrutura seja avaliada quanto à sua dissociabilidade lateral, seja com o método simplificado de amplificação dos esforços solicitantes (Anexo “D” da norma ABNT NBR 8800), seja com programas que realizem análises de segunda ordem.
Aqui será apresentada a definição de ações além das produzidas pelo vento, que já foram estimadas no item anterior. Depois será feita a análise usando um programa com capacidade de análise de segunda ordem, O Ftool.
Açao permanente (Fgi,k)
Figura 28 - Valores sugeridos pela norma NBR8800/2008
	São consideradas as seguintes ações:
	Telhas
	0,10 kN/m²
	Contraventamentos
	0,05 kN/m²
	Terças e Tirantes
	0,10 kN/m²
	Vigas e Colunas
	0,20 kN/m²
	Total permanente
	0,45 kN/m²
Fonte: NBR 8800/2008
 O carregamento distribuído linearmente sobre um pórtico é dado por 0,45 kN/m² x 10m = 4,5 kN/m,
4,50 kN/m
Figura 29 - Carregamento Permanente
Ação acidental (FQi,K) 
 
 Segundo o Anexo “B” da NBR 8800:2008, a ação acidental em telhados não deve ser menor que 0,25kN/m². Neste caso o carregamento linearmente distribuído sobre o pórtico é 0,25kN/m² x 5m = 1,25kN /m Segundo o Anexo “B” da NBR 8800:2008, a ação acidental em telhados não deve ser menor que 0,25kN/m². Neste caso o carregamento linearmente distribuído sobre o pórtico é 0,25kN/m² x 10,00m = 2,50kN /m.
Figura 30 - Carga acidental
2,50kN /m
Força Horizontal equivalente 
(Força Nocional- Fn)
Nas estruturas de pequena deslocabilidade e média deslocabilidade, os efeitos das imperfeições geométricas iniciais devem ser levados em conta diretamente na análise, por meio da consideração de um deslocamento horizontal entre os níveis superior e inferior do galpão industrial (em edifícios seria o deslocamento interpavimento) de h/333, sendo h a altura do andar. Estes efeitos podem ser levados em conta por meio da aplicação de uma força horizontal equivalente, denominada de força nocional, igual a 0,3% do valor das cargas gravitacionais de cálculo.
Combinações para Estados Limites Últimos
As combinações últimas normais decorrem do uso previsto para a edificação, sendo se a seguinte expressão, de acordo com o item 4.7.7.2.1 e com os valores dos coeficientes de ponderação e combinação da Tabela 1 e da Tabela 2, respectivamente, da ABNT NBR 8800:2008.
FD,1= (2,50)* Fgi,k +y q1 +1,55m Fqu
FD,1= (2,50)* (4,50 kn/m)+(1,55)*(2,50kn/m)
FD,1= 15,12 kn/m
Figura 31 - Pórtico com sua carga
Fonte: Ftool,2017
Figura 32 - Força axial
Fonte: Ftool, 2017
Figura 33 - Força Cortante
Fonte: Ftool, 2017
Figura 34 - Momento fletor
Fonte: Ftool, 2017
Figura 35 – Deslocamento
fonte: Ftool, 2017
Dimensionamento dos elementos do pórtico
Os procedimentos de cálculo para o dimensionamento de perfis formam uma etapa trabalhosa e que pode consumir um tempo considerável do engenheiro estrutural.
Atualmente, com o uso comum de softwares de dimensionamento esta etapa pode ser automatizada, permitindo que o engenheiro dedique mais tempo às análises e otimização das estruturas. Ao final desta publicação é apresentado um fluxograma que ilustra, com as devidas referências à norma, todas as etapas para o dimensionamento de peças de aço submetidas à flexo-compressão.
Solicitação de cálculo
Após uma criteriosa análise sobre as tensões atuantes na estrutura, destacam-se as barras submetidas aos maiores esforços, para que sejam dimensionadas de acordo com as prescrições normativas.
(Elemento à compressão)
MSd = 206,40 kN∙m
NSd = -98,86 kN 
VSd = -32,10 kN
Pré-dimensionamento da coluna.
Bellei (2006), em seu livro sobre edifícios industriais em aço, recomenda para colunas de galpões sem ponte rolante com a seção constante um valor de altura do perfil de H/20 a H/30, sendo H a altura da coluna até o beiral. Para vigas de cobertura o autor recomenda alturas de perfis de L/50 até L/70.No projeto calculado teríamos para a altura h coluna:
Hc= 10000mm/20 = 500mm
Hy = 20000/500 = 40mm
Adota-se, portanto, o perfil CS I 550x417 para as colunas e vigas, isto é, um único perfil.
Dimensionamento e verificações para a coluna as duas terão perfis iguais, somente serão apresentados os cálculos detalhados para uma delas, porém, as verificações devem ser feitas para todas as combinações de ambas as colunas, conforme será lembrado ao final dos procedimentos de cálculo.
As propriedades geométricas do perfil podem ser obtidas em normas ou em tabelas de fabricantes siderúrgicos.
 Verificação da esbeltez:
Conforme o item 5.3.4 da ABNT NBR8800:2008, a limitação do índice de esbeltez das barras comprimidas, tomado como a maior relação entre o comprimento destravado do perfil L e o raio de giração correspondente r, não deve ser superior a 200.
Lx/rx 10000/74,9 = 133,51 < 200 OK
Ly/ry 10000/74,9 = 133,51 < 200 OK
Figura 36 - Dado da Tesoura
Fonte: Ftool, 2017
Perfil: L 76x76, Duplo U união genérica (Distância entre os perfis: 60.0 / 6.0 mm e Perfis independentes) Material: Aço (A-36)
Figura 37 - Ilustração da tesoura
Figura 38 - Esquema do projeto
CONDUTORES PLUVIAIS
Usualmente são fabricadas com chapa galvanizada dobrada e soldada. Seu formato depende da necessidade do projeto. Devem ser apoiadas de espaço em espaço, dependendo da resistência de sua seção transversal.
O fundo da calha deve ter uma inclinação mínima de 0,5%, para favorecer a limpeza interna e o escoamento da água até as caixas que alimentam os tubos de descida. A sua seção transversal útil deve ter aproximadamente 1cm² para cada metro quadrado de área de telhado. No caso de grandes coberturas, nas quais o volume de água a ser escoado pela calha é significativo, sua seção transversal pode ser tão grande que deve ser projetada com chapas mais espessas (5mm ou mais). Neste caso, é autoportante, não precisando de apoios intermediários.
Independentemente do caso considerado, as cargas provenientes das calhas (peso próprio, carga devido à água, carga de manutenção) devem ser levadas em conta no cálculo da estrutura e seus apoios.
DIMENSIONAMENTO DE DRENAGEM / ÁGUAS PLUVIAIS - NBR 10844
Área de contribuição
Figura 39 - Área de contribuição de uma água do telhado
 para uma face do telhado.
Vazão de projeto
A vazão de projeto é determinada pela fórmula:
Onde
Qp = vazão de projeto (l/min);
I = intensidade pluviométrica (mm/h); adotou-se o de Manaus
A = área de contribuição (m²).
I = 138 mm/h	
A = 645 m².
Logo para as duas faces do telhado teremos a vazão de:
Dimensionamento das calhas
As calhas podem ser dimensionadas pela fórmula de Manning-Strickle:
	Onde:
	= vazão da calha (l/min);
S = área molhada (m²);
 = raio hidráulico = S/P (m);
P = perímetro molhado (m);
i = declividade da calha (m/m); 5%
n = coeficiente de rugosidade;
K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min).
A Tabela 1 indica os coeficientes de rugosidade dos materiais normalmente utilizados na confecção de calhas.
Tabela 1 - Coeficiente de rugosidade
	MATERIAL
	n
	PLASTICO, FIBROCIMENTO, AÇO, METAIS NÃO FERROSOS
	0,011
	FERRO FUNDIDO (FoFo), CONCRETO LISO ALVENARIA REVESTIDA
	0,012
	CERÂMICA, CONCRETO NÃO LISO
	0,013
	ALVENARIA DE TIJOLO NÃO REVESTIDA
	0,015
Figura 39 - Calha retangular
						
 1773,37 l/min
Logo > 
DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES VERTICAIS
O dimensionamento pode ser feito de acordo com a NBR 10844/89 que apresenta ábacos específicos para o dimensionamento dos condutores verticais a partir dos seguintes dados:
Qp = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm);
L = comprimento do condutor vertical (m).
O dimensionamento dos condutores verticais também pode ser feito com
emprego da tabela a seguir que fornece o diâmetro do condutor e o valor
máximo da área de telhado drenada pelo tubo.
Tabela 2 - Área de cobertura para condutores verticais de sessão circular.
	Diâmetro (mm)
	Vazão (L/s)
	Área de Contribuição (m²)
	50
	0,57
	17
	75
	1,76
	53
	100
	3,78
	114
	125
	7,00
	212
	150
	11,53
	348
	200
	25,18
	760
Fonte: Adaptado de BOTELHO & RIBEIRO Jr. (1998).
Tabela 3 - Escoamento
	Localidades
	At – Área de telhado que um bocal retangular pode escoar (m²)
	At – Área de telhado que um bocal circular pode escoar (m²)
	Belém – PA
	107,01
	136,61
	Manaus – AM
	93,33
	119,16
A quantidade de condutores (Nc) que deverão ser utilizados para cada plano do telhado através da fórmula:
Onde:
Nc: número de condutores
Ac: área de contribuição (m²)
At: área de telhado (m²)
Adotado 6 coletores para cada água do telhado, por tanto, 12 coletores no total com = 200mm.
Distância “d” entre os condutores:
Concluindo, deverá instalar 6 condutores de sessão circular em cada água
do telhado, deixando 12 m de distância entre eles.
CAIXA DE AREIA
Devem ser previstas caixas de areia nas tubulações nos seguintes casos:
Nas conexões com outra tubulação;
Mudança de declividade e/ou direção;
A cada trecho de 20 metros nos percursos retilíneos.
Em ambos os casos, em cada descida (condutor vertical) ou no pé do tubo condutor vertical deverá ser instalada uma caixa de areia. De acordo com a 10844, a ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de raio longo com inspeção caixa de areia. A Figura 3 indica um modelo desta caixa.
Figura 40 – Exemplo de caixas de areia em (planta baixa e corte).
DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES HORIZONTAIS
Tabela 4 - Capacidade de condutores horizontais de seção circular (vazões sem L/min).
	Diâmetro interno (D) (mm)
	n = 0,011
	
	0,5 %
	1 %
	2 %
	4 %
	1
	2
	3
	4
	5
	50
	32
	45
	64
	90
	75
	95
	133
	188
	267
	100
	204
	287
	405
	575
	125
	370
	521
	735
	1.040
	150
	602
	847
	1.190
	1.690
	200
	1.300
	1.820
	2.570
	3.650
	250
	2.350
	3.310
	4.660
	6.620
	300
	3.820
	5.380
	7.590
	10.800
	
	No projeto será utilizado dois condutores horizontais de 250mm.
COMPROVAÇÃO DE CALCULOS
Figura 41 - Planilha desenvolvida especialmente para este projeto
Fonte: Janderson Klay, 2017
As calhas necessárias para atender uma vazão 24,73 l/s foram dimensionadas para suportar uma vazão de até 29,56 l/s. E condutor vertical de 200mm atende a necessidade do projeto.
CONCLUSÃO
Todos os parâmetros das normas que norteiam os projetos em aço foram observados, porém não levou em consideração o custo benefício, pelo presente cálculos acima, percebe-se que os materiais suportam cargas a mais do que são necessitadas, o galpão dimensionado adotou-se o método mais conservador de dimensionamento e que garantirá sua perfeita funcionalidade e estabilidade de cargas como as de ventos e peso própria da estrutura e suas utilizações.
REFERÊNCIAS
	ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: informação e documentação - referências - elaboração. Rio de Janeiro, 2002. 24 p.
	______.NBR 7229: projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Rio de Janeiro, 1993. p. 4-7.
	______. NBR 10520: informação e documentação - citações em documentos - apresentação. Rio de Janeiro,1997. 7 p.
	______.NBR 14724: informação e documentação - trabalhos acadêmicos - apresentação. Rio de Janeiro, 2002. 7.p
	______.NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro, 2008.
	PUC Goiás, Galpões projetos propostos. Disponível em: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:f6RSlQf6rhoJ:professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/15116/material/Introdu%25C3%25A7%25C3%25A3o%2520Galp%25C3%25A3o.pdf+&cd=4&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br. Acesso em: 20 mai. 2017.
	PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA. Clima. <https://www.climatempo.com.br/noticia/2017/03/11/chuva-volumosa-em-santarem-para-9741>.Acesso em: 20 nov. 2016.