projeto de trelica metalica plana de galpao industrial

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
ESTRUTURAS METÁLICAS I 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE TRELIÇA METÁLICA 
PLANA DE GALPÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
 
Boa Vista – RR, 
Julho de 2009 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
ESTRUTURAS METÁLICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE TRELIÇA METÁLICA 
PLANA DE GALPÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
ALUNO: Adriel Carlos Batista dos Santos 
 Ítalo Harry Cunha Chitlal 
 Ricardo de Melo Rocha 
 Otaniel Mendes de Souza Junior 
PROF.: Dr. Leon Tolstoi Salles Ferreira. 
 
 
 
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PROJETO: PROJETO DE TRELIÇA METÁLICA 
PLANA DE GALPÃO INDUSTRIAL 
DISCIPLINA: ESTRUTURAS METÁLICAS 
 
 
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SUMÁRIO 
1. Dados do Projeto ......................................................................................................................... 2 
2. Determinação da Velocidade Característica do Vento ................................................................ 2 
2.1. Velocidade básica do vento .......................................................................................... 2 
2.2. Fator topográfico S1 ...................................................................................................... 3 
2.3. Rugosidade do terreno, fator S2 .................................................................................... 3 
2.4. Fator estatístico S3 ........................................................................................................ 4 
2.5. Velocidade característica do vento ............................................................................... 4 
3. Pressão Dinâmica ........................................................................................................................ 4 
4. Coeficientes de Pressão ............................................................................................................... 5 
4.1. Coeficientes de pressão e de forma, externos, para paredes ......................................... 5 
4.2. Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhado ......................................... 7 
4.3. Coeficiente de pressão e de forma, internos, para telhado ......................................... 10 
4.3.1. Valores resultantes................................................................................................... 10 
4.3.2. Combinações ........................................................................................................... 11 
4.3.3. Combinações mais nocivas ...................................................................................... 12 
4.3.4. Determinação do carregamento devido ao vento .................................................... 13 
4.4. Dimensionamento das Terças ..................................................................................... 14 
4.4.1. Coeficiente para calculo das telhas e vigas de tampamento .................................... 14 
4.4.2. Carregamento nas telhas da cobertura ..................................................................... 14 
4.4.3. Dimensionamento das terças ................................................................................... 15 
4.4.3.1. Combinação dos carregamentos ........................................................................... 15 
4.4.3.2. Esforços internos solicitantes ............................................................................... 15 
4.5. Cálculo da tesoura ...................................................................................................... 16 
5. Carregamento ............................................................................................................................ 16 
5.1. Peso próprio ................................................................................................................ 16 
5.2. Sobre carga ................................................................................................................. 17 
5.3. Vento .......................................................................................................................... 18 
5.3.1. Caso 1 ...................................................................................................................... 18 
5.3.2. Caso 2 ...................................................................................................................... 18 
5.4. Esforços nas barras ..................................................................................................... 19 
5.4.1. Carregamento – peso próprio .................................................................................. 19 
5.4.2. Carregamento – sobrecarga ..................................................................................... 20 
5.4.3. Carregamento – vento – caso 1 ............................................................................... 21 
5.4.4. Carregamento – vento – caso 2 ............................................................................... 22 
6. Verificações para os perfis selecionados ................................................................................... 25 
6.1.1. Verificação de perfis sob compressão ..................................................................... 25 
6.1.2. Verificação de perfis sob tração .............................................................................. 25 
6.2. Dimensionamento da ligação das barras nas chapas do Gusset ................................. 27 
6.2.1. Dimensionamento das soldas .................................................................................. 27 
6.2.2. Verificação da ligação das barras na chapa de Gusset (Nó T) ................................ 27 
6.3. Detalhamento Gusset .................................................................................................. 28 
 
 
 
 
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PROJETO: PROJETO DE TRELIÇA METÁLICA 
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DISCIPLINA: ESTRUTURAS METÁLICAS 
 
 
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1. Dados do Projeto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cidade: Manaus 
Vb: 30 m/s 
i: 27% 
2. Determinação da Velocidade Característica do Vento 
2.1. Velocidade básica do vento 
Consultando o Anexo C e a figura 1 da NBR 6123/1988, temos os seguintes valores 
para a cidade de Manaus: 
 Latitude: 03°09’ S 
 Longitude: 59°59’ W 
 Altitude: 84 m 
Correspondentes a uma velocidade (V0) de aproximadamente 30 m/s. 
Figura 1 – Detalhes da Construção 
 
 
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2.2. Fator topográfico S1 
Considerando que Manaus é localizada, em sua maioria, em terreno plano ou fracamente 
acidentado, temos o valor de (NBR 6123/1988, item 5.2). 
2.3. Rugosidade do terreno, fator S2 
 Direção do vento a 0° 
 Dimensão frontal: 20 m; 
 ; 
 Classe A: devido a largura não exceder 20 m; 
 Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstáculos numerosos e 
poucos espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. 
Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos: 
 
 
 
É calculado o valor S2 pela seguinte fórmula: 
 
É calculado o fator S2 para as seguintes alturas: 
 
 
 
Adotar apenas os valores de S2 para 5 e 10 m. 
 Direção do vento a 90° 
 Dimensão frontal: 30 m; 
 ; 
 Classe B: pois a largura está entre 20 e 50 m; 
 Categoria IV: caracterizado como terreno cobertopor obstáculos numerosos e 
poucos espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. 
Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos: 
 
 
 
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É calculado o fator S2 para as seguintes alturas: 
 
 
 
Adotar apenas os valores de S2 para 5 e 10 m. 
2.4. Fator estatístico S3 
Consultando a tabela 3 da NBR 6123/1988, a edificação é classificada no Grupo 2 com 
o valor de S3 igual a 1,00. 
2.5. Velocidade característica do vento 
Segundo o item 4.1, letra b é dada a fórmula para o cálculo das velocidades 
características. 
 
 Na direção do vento a 0° 
Para 
Para 
 Na direção do vento a 90° 
Para 
Para 
 
3. Pressão Dinâmica 
Segundo o item 4.2, letra c é dada a fórmula para o cálculo das pressões dinâmicas. 
 
 Na direção do vento a 0° 
Para 
Para 
 Na direção do vento a 90° 
 
 
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Para 
Para 
4. Coeficientes de Pressão 
4.1. Coeficientes de pressão e de forma, externos, para paredes 
Como , da tabela 4 (NBR 6123/1988) temos que 
 
 
 
 
Valores de Ce para 
 Cpe médio 
A1 e B1 A2 e B2 A3 e B3 C D A B C1 e D1 C2 e D2 -0,9 
-0,8 -0,5 -0,35 +0,7 -0,4 +0,7 -0,4 -0,8 -0,4 
 
Os valores de A3 e B3 foram interpolados linearmente de acordo com a tabela 4 (NBR 
6123/1988), pois gerando o valor acima. 
 Coeficientes de pressão de vento à 0° 
Para A1 e B1: 
Para A2 e B2: 
Para A3 e B3: 
Para Cpe médio: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Coeficientes de pressão de vento à 90° 
Para C1 e D1: 
Para C2 e D2: 
Para Cpe médio: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Coeficientes de pressão externos em parede com vento à 0° 
Figura 3 – Coeficientes de pressão externos em parede com vento à 90° 
 
 
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4.2. Coeficientes de pressão e de forma, externos, para telhado 
Como , da tabela 5 (NBR 6123/1988) e , temos os seguintes 
parâmetros: 
ϴ 
Valores de Ce para Cpe médio 
 
 
EF GH EG FH IJ 
15° -1,0 -0,4 -0,8 -0,6 -0,4 -1,4 -1,2 - -1,2 
 
O valor de FH foi interpolado linearmente de acordo com a tabela 5 (NBR 6123/1988). 
 Coeficientes de pressão de vento à 0° 
 
Comprimento de E e G: 
 
Comprimento de F e H: 
Comprimento de IJ: 15m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4– Coeficientes de pressão externos em telhado com vento à 0° 
 
 
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Os cortes AA e BB ( ) serão utilizados para o cálculo dos elementos localizados, 
tais como beiral, terças e telhas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Coeficientes de pressão externos, cortes AA, BB e CC em telhado com vento à 0° 
Figura 6 – Ce para o cálculo de pórtico ou treliças 
 
 
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Figura 7 – Coeficientes de pressão internos em telhado com vento à 90° 
Figura 8 – Coeficientes de pressão externos, cortes AA, BB e CC em telhado com vento à 90° 
 
 
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Os cortes AA e BB ( ) serão utilizados para o cálculo dos elementos localizados, 
tais como beiral, terças e telhas. 
 
 
 
 
4.3. Coeficiente de pressão e de forma, internos, para telhado 
Considerando os fechamentos das paredes do galpão feito em chapa de aço, que é 
considerável permeável segundo o item 6.2.2 da NBR 6123/1988. Assim, segundo o item 6.2.5, 
para paredes internas permeáveis, a pressão interna pode ser considerada uniforme. Também será 
desprezada a presença da abertura principal do galpão (portão principal) na presença de vento 
forte. 
Assim, serão adotados os valores para Cpi para edificação com quatro faces igualmente 
permeáveis (NBR 6123/1988): 
 
 
4.3.1. Valores resultantes 
Ce ( ) 
 
 
 
 
 
Figura 10 - Ce ( ) 
 
 
 
Figura 9 - Ce para o cálculo de pórtico ou treliças 
 
 
 
 
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Ce ( ) 
 
 
 
 
 
Figura 11 - Ce ( ) 
Ci (-0,3) 
 
 
 
 
 
Figura 12 – Ci ( ) 
 
4.3.2. Combinações 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13 – Combinação A 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14 – Combinação B 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 15 – Combinação C 
 
 
 
 
 
 
Figura 16 – Combinação D 
4.3.3. Combinações mais nocivas 
Para 
 
 
 
 
 
 
Figura 17 – Combinação para 
 
Para 
 
 
 
 
 
Figura 18 – Combinação para 
 
 
 
 
 
 
 
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4.3.4. Determinação do carregamento devido ao vento 
Carga 
 
Para 
 Para 5m 
 
 
 
 Para 10m 
 
 
Figura 19 – Carregamento para 
Para 
 
 Para 5m 
 
 
 Para 10m 
 
Figura 20 – Combinação para 
 
 
 
 
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4.4. Dimensionamento das Terças 
A telha a ser utilizada na cobertura será a telha de aço zincado de espessura de 50mm 
com um peso de . 
4.4.1. Coeficiente para calculo das telhas e vigas de tampamento 
Cobertura 
 
 
 
O coeficiente para o calculo das telhas é de 1,4 (sucção). 
4.4.2. Carregamento nas telhas da cobertura 
Peso próprio PP= 
Sobrecarga SC= 
Peso Total = 
Vento (sucção) = 
 Combinações de carregamentos 
Carregamento 1 = PP + SC = 300 N/m² 
Carregamento 2 = PP + vento = – 482 N/m² 
Para o carregamento de 482 N/m², e para uma flecha máxima de L/200, o fabricante da 
telha (PINHEIRO, Anexo D) fornece o vão máximo entre as terças de 3,2m. 
Afastamentoentre terças adotado = . 
 
Figura 21 – Disposição das terças e treliças 
2,00m 2,00m 2,00m 2,00m 2,00m 2,00m
2,07
m 2
,07m
2,07
m 2
,07m
2,07m 2,07m 2,07m 2,07m 2,07m
6,
00
m
6,
00
m
6,
00
m
6,
00
m
6,
00
m
2 ,00m
1,00m 1,00m
20,00m
1,00m 1,00m
2,07
m 1,04m1,04
m
2,00m 2,00m 2,00m
 
 
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4.4.3. Dimensionamento das terças 
Será estimada uma carga de 120 N/m² para o peso próprio de terças e correntes. 
PP (terças + correntes) = 
PP (telhas) = 
TOTAL= 
 
SC (Sobrecarga) = 
Vento = 
 
4.4.3.1. Combinação dos carregamentos 
 Cargas verticais: peso próprio e sobrecarga 
Carga ortogonal ao plano da cobertura: vento 
 
 
(PP + SC): 
 
(PP + vento): 
 
 
4.4.3.2. Esforços internos solicitantes 
As terças serão consideradas biapoiadas nas tesouras e travadas lateralmente no sentido 
do eixo x através de correntes (barras redondas). 
(PP + SC): 
 
(PP + vento): 
 
 
 
 
 
 
 
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 Pré-dimensionamento do perfil 
 
Adotando 
 
 
Será adotada: 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.5. Cálculo da tesoura 
A geometria da tesoura é apresentada abaixo. 
 
 
 
 
5. Carregamento 
5.1. Peso próprio 
O peso próprio foi determinado através do aplicatico FTOOL, 
Figura 22 – Geometria da tesoura 
 
 
 
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5.2. Sobre carga 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23 – Carregamento do peso próprio 
Figura 24 – Resultante nos apoios 
Figura 25 – Carregamento do peso próprio da treliça 
Figura 26 – Carregamento da sobre-carga 
 
 
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5.3. Vento 
 
5.3.1. Caso 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3.2. Caso 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 27 – Carregamento do vento para o Caso 1 
Figura 28 – Resultante do carregamento do vento para o Caso 1 
Figura 29 – Carregamento resultante para o vento para o Caso 1 
Figura 30 – Carregamento do vento para o Caso 2 
 
 
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5.4. Esforços nas barras 
5.4.1. Carregamento – peso próprio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 31 – Resultante do carregamento do vento para o Caso 2 
 
Figura 32 – Carregamento resultante para o vento para o Caso 2 
 
Figura 33 – Esforços normais resultantes do peso próprio 
 
 
 
 
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5.4.2. Carregamento – sobrecarga 
 
 
 
 
 
 Figura 34 – Esforços normais resultantes da sobrecarga 
 
 
 
 
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5.4.3. Carregamento – vento – caso 1 
 
 
 
 
 
 
Figura 35 – Esforços normais resultantes do vento para o caso 1 
 
 
 
 
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5.4.4. Carregamento – vento – caso 2 
 
 
 
 
 
 
Figura 36 – Esforços normais resultantes do vento para o caso 2 
 
 
 
 
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6. Verificações para os perfis selecionados 
Perfis: 
Banzo superior e inferior: L 50 x 50 x 6,4; 
Diagonais e montantes: L 44 x 44 x 6,4. 
 
6.1.1. Verificação de perfis sob compressão 
Para verificação dos perfis selecionados será considerado as solicitações nos trechos mais 
críticas de cada perfil. 
6.1.2. Trecho HI 
Classificação da seção 
 
 
 
 
Como , a seção é compacta temos . 
Ìndice de esbeltez reduzido 
Como se trata de cantoneira, o coeficiente que reflete a influência da flambagem será 
 
Como as barras tem seção transversal é duplamente simétrica, temos 
 
Para barras comprimidas temos o índice reduzido será 
 
Fator de redução para compressão 
Para , temos 
 
 
 
 
 
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Resistência de cálculo 
 
 (OK!) 
 
 
 
6.1.3. Verificação de perfis sob tração 
Para verificação dos perfis selecionados será considerado as solicitações nos trechos mais 
críticas de cada perfil. Segue a verificação para o Trecho PQ e os outros trechos encontram-se 
em seguida tabelados e calculados analogamente ao trecho descrito. 
 
Trecho PQ 
Área líquida efetiva 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resistência de cálculo 
 
 
 
6.2. Dimensionamento da ligação das barras nas chapas do Gusset 
 
6.2.1. Dimensionamento das soldas 
 
 
6.2.2. Verificação da ligação das barras na chapa de Gusset (Nó T) 
6.2.2.1. Rasgamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 (OK) 
 
 
Com o dimensionamento feito, foram realizadas todas as verificações cabíveis e o 
dimensionamento se mostrou satisfatório. 
6.2.3. Detalhamento do Gusset 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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