Apresentação do curso de estruturas metálicas

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Prof. Eng. Ms. José Radi Neto
CURSO DE CALCULO DE ESTRUTURAS METÁLICAS 
ENGENHARIA CIVIL
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SOBRE O PROFESSOR 
NOME:JOSÉ RADI NETO
EMAIL:joseradieng@yahoo.com.br
FORMAÇÃO ACADÊMICA
-GRADUAÇÃO:ENGENHARIA CIVIL (FIUBE) 1985
-PÓS GRADUAÇÃO:MATEMÁTICA (UFU) 1.995
-MESTRADO:ENGENHARIA DAS ESTRUTURAS (UFU) 2007
-DOUTORANDO DO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA (UFU)
ÁREA EM QUE TRABALHO
-CALCULO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO, METÁLICA E MADEIRA.
-DESENVOLVIMENTO DE PROGRAMAS COMPUTACIONAIS NA ÁREA DE CALCULO ESTRUTURAL.
-PROFESSOR DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL UFU.
-COORDENADOR DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL UNIPAC.
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MÓDULOS
MÓDULO I – CALCULO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO PARA EDIFÍCIOS 		 SEM CONSIDERAR O CONTRAVENTAMENTO.
MÓDULO I I– CALCULO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO PARA EDIFÍCIOS 	 COM CONTRAVENTAMENTO.
MÓDULO III– ESTRUTURAS METÁLICAS .
MÓDULO I V – PONTES PREMOLDADAS EM CONCRETO PROTENDIDO.
MODULO V – MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS.
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PROGRAMA DO CURSO DE CALCULO ESTRUTURAL
1-PACOTES DE PROGRAMAS
2-INSTALANDO O PROGRAMA
	
3-ELEMENTOS DE UM PROJETO ESTRUTURAL
	
4-CONHECENDO O PROJETO MODELO
	
5- PROCEDIMENTOS INICIAIS DO TRABALHO
6- TRANSMISSÃO DE CARGAS NAS ESTRUTURAS DE COBERTURA.
7- CARGAS PERMANENTES, E ACIDENTAIS.
8-LANÇAMENTO DAS ESTRUTURAS
	8.1-LANÇAMENTO DOS PILARES
	8.2-LANÇAMENTO DAS VIGAS
	8.3-LANÇAMENTO DAS TERÇAS EM COBERTURAS
 8.4-LANÇAMENTO DAS TEZOURAS EM ESTRUTURAS METÁLICAS
9-UTILIZAÇÃO DO PROGRAMA RADISTRUT2
	9.1-DIMENSIONAMENTO DE PERFIS METÁLICOS SUJEITOS A CARGA AXIAIS
	9.2-DIMENSIONAMENTO DE PERFIS METÁLICOS SUJEITOS AO MOMENTO FLETOR
	9.3-CALCULO DE FLEXAS EM PERFIS METÁLICOS LONGITUDINAIS.
	9.4-CALCULO DOS ESFORÇOS E DESLOCAMENTO NAS ESTRUTURAS.
 9.5-TEZOURAS
	 9.6-ARCOS
10-DETALHAMENTO DAS TEZOURAS
11-DETALHAMENTO DE PLANTA DE COBERTURA
12-PLANTA DOS DETALHES
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1-PACOTES DE PROGRAMAS
O pacote de programas que farão partes do curso serão os seguintes:
1 - Programa Radistrut2 (Programa desenvolvido no ambiente DELPHI para o calculo de esforços e dimensionamento de perfis metálicos)
2 – Arquivo Metálica.dwg (arquivo gerado pelo autocad que contém os blocos necessários para o desenvolvimento de um projeto estrutural).
3-Arquivo Modelo.dwg (Arquivo contendo projeto arquitetônico de galpão metálico para a execução do projeto de estruturas metálicas)
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2-INSTALANDO O PROGRAMA
Para a instalação personalizada do programa, proceda da seguinte forma:
1 - Com o cd inserido, copie a pasta metálica para o diretório c:
2 – Crie um atalho para a pasta metálica programa menu.exe.
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3-SISTEMÁTICA DO CURSO
O curso de calculo de estruturas metálicas será ministrado pelo professor, o qual irá apresentar na primeira etapa o programa, bem como as formulações por itens, na segunda etapa será elaborado o projeto modelo.
O aluno não trabalhará em classe, ficando apenas prestando atenção, anotando e tirando dúvidas do curso.
Após a conclusão do curso, o aluno deverá executar o projeto estrutural apresentado pelo professor, nos horários vagos, acompanhando a vídeo aula recebida após o final do curso.
Para receber o diploma de conclusão, é necessário que o aluno envie o projeto para o professor avaliar e assim receber o diploma.
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4-ELEMENTOS DE UM PROJETO DE ESTRUTURAS METÁLICAS
Um projeto estrutural de uma estrutura metálica é constituído pelos seguintes elementos:
1 - Planta de cobertura;
2 - Detalhamento das tezouras;
3 - Detalhamento dos pilares;
4 - Detalhe das soldas;
5 – Quadro de ferragem;
6- Ao menos dois cortes;
7- Outros elementos existentes.
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5-CONHECENDO O PROJETO MODELO
O projeto modelo será utilizado para a exemplificação e desenvolvimento de exercícios no curso.
Modelo.dwg
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6-PROCEDIMENTOS INICIAIS PARA O TRABALHO
1 - Entendimento do projeto arquitetônico, elétrico, hidráulico e incêndio;
2- Escolha dos tipos de elementos a serem utilizados como elementos estruturais.
 
3 – Desenho dos elementos;
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7-TRANSMISSÃO DE CARGAS ENTRE OS ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE UM PROJETO DE COBERTURA METÁLICA CONVENCIONAL
			Por questões de otimização estrutural, a transmissão de cargas verticais entre os elementos estruturais de uma construção em estruturas metálicas vai do elemento de menor inércia (Telha) até o elemento de maior inércia (Pilar), ou seja, em uma cobertura metálica por exemplo é o seguinte a seqüência:
			As telhas recebem as cargas permanentes e acidentais, e as transmitem para as terças, estas por sua vês as transmitem para as vigas (Trelissas, arcos, Shed etc), as quais transmitem para os pilares, que transmitem para os blocos, que finalmente transmitem para as estacas.
			
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8-CARGAS ATUANTES NA ESTRUTURA
	As cargas atuantes em uma estrutura metálica são divididas em:
	 
 CARGAS PERMANENTES 
 
 Composta pelo peso próprio da estrutura em análise e o pêso próprio dos materiais de composição da obra. 
 
 CARGAS ACIDENTAIS
	São cargas podem ou não atuar na estrutura, e com intensidade não constante. 
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9-CARGAS ATUANTES NAS 
ESTRUTURAS METÁLICAS
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9.1-PÊSO PRÓPRIO DA ESTRUTURA
	 O peso próprio da estrutura é obtido por experiência profissional, ou mesmo por comparação com outras estruturas já existentes.
	 Como estimativa, podemos considerar uma certa classificação quanto ao tipo de galpão industrial e sua carga permanente de peso próprio através da seguinte tabela:
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9.1.2-PÊSO PRÓPRIO DO ELEMENTO DE FECHAMENTO
	 É utilizado como principal elemento de fechamento para as estruturas metálicas, as chapas ou as telhas.
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9.2-CARGA ACIDENTAL
	 As cargas acidentais podem ser classificadas em verticais e horizontais.
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9.2.1-CARGAS ACIDENTAIS VERTICAIS
O anexo B da NBR 8800 estabelece que nas coberturas comuns, não sujeitas a acúmulos de quaisquer materiais e, na ausência de especificação em contrário, deve ser prevista uma carga nominal mínima de 25 kg/m2. É, portanto, carga que não havendo outra especificação deverá ser adotada como mínima. No entanto, em Galpões Industriais de médio e pequeno porte – médio no nosso caso –, pode-se adotar uma carga acidental vertical, que denominamos sobrecarga, da ordem de 15 kg/m2. Essas cargas acidentais serão convencionadas por C.A. Assim como as cargas permanentes, as acidentais serão consideradas como de projeção Horizontais.
	
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9.2.2-CARGAS DAS AÇÕES DO VENTO
A ação do vento nas estruturas metálicas é de fundamental importância, e para que se estabeleçam os critérios dessa análise, é preciso conhecer-se as aplicações na NBR 6123 – Forças Devidas ao Vento nas Edificações. Essas cargas especiais serão convencionadas por C.V.
Para se determinar as componentes das cargas de vento, é necessário o
conhecimento de três parâmetros iniciais. Em primeiro lugar, determina-se a denominada pressão dinâmica, que depende da velocidade do vento,
estipulada através de gráfico especifico, chamado isopletas, que determina a velocidade básica do vento medida sob condições analisadas.
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9.2.2.1-PRESSÃO DINÂMICA
CV = 0,613 . Vk2 (em N/m2)
ONDE: 
VK = V0 . S1 . S2 . S3
Vo – VelocidadeBásica do Vento
S1 – Fator Topográfico
S2 – Fator Rugosidade
S3 – Fator Estatistico
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9.2.2.1.1-VELOCIDADE BÁSICA DO VENTO (V0)
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9.2.2.1.2-FATOR TOPOGRÁFICO (S1)
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 9.2.2.1.2-FATOR DE RUGOSIDADE (S2)
CATEGORIA
CATEGORIA I: Superfícies lisas de grandes dimensões, com mais de 5 km. de
extensão, medida na direção e sentido do vento incidente (mar calmo, lagos e
rios, pântanos sem vegetação).
CATEGORIA II: Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com
poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas (zonas
costeiras planas, pântanos com vegetação rala, campos de aviação, pradarias e
charnecas, fazendas sem sebes ou muros). A cota média dos obstáculos é
considerada inferior ou igual a 1,00 m.
CATEGORIA III: Terrenos planos ou ondulados com obstáculos, tais como
sebes e muros, poucos quebra-ventos de árvores, edificações baixas e
esparsas (granjas e casas de campo – com exceção das partes com matos –,
fazendas com sebes e/ou muros, subúrbios a considerável distância do cento
com casas baixas e esparsas). A cota média dos obstáculos é considerada igual
a 3,00 m.
CATEGORIA IV: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco
espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada (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 dos obstáculos é considerada igual a
10,00 m.
CATEGORIA V: Terrenos cobertos por obstáculos numerosos, grandes, altos e
pouco espaçados (florestas com árvores altas de copas isoladas, centros de
grandes cidades, complexos industriais bem desenvolvidos). A cota média dos
obstáculos é considerada igual ou superior a 25,00 m.
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 9.2.2.1.2-FATOR DE RUGOSIDADE (S2)
CLASSE
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 9.2.2.1.2-FATOR DE RUGOSIDADE (S2)
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 9.2.2.1.3-FATOR ESTATÍSTICO (S3)
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9.3-COEFICIÊNTES AERODINÂMICOS PARA EDIFICAÇÕES CORRENTES
Uma vez determinados os esforços provenientes da pressão dinâmica, é preciso determinar de que maneira essa pressão ou carga de vento atua sobre um edifício. E essa pressão ou carga de vento age sobre uma estrutura de um edifício a partir dos Coeficientes Aerodinâmicos, que são divididos em dois tipos, no cálculo de edifícios: Coeficiente de Pressão e de Forma Externos (Ce) e Coeficiente de Pressão Interno (Cpi). Os valores desses coeficientes são determinados através de Tabelas específicas.	
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9.3.1-COEFICIÊNTES DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNO PARA PAREDES
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9.3.2-COEFICIÊNTES DE PRESSÃO E DE FORMA EXTERNO PARA TELHADOS
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9.3.3-COEFICIÊNTES DE PRESSÃO E DE FORMA INTERNO PARA TELHADOS
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10-DIMENSIONAMENTO DE PERFIS 
METÁLICOS
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Os perfis metálicos que compõem uma estrutura em estruturas metálicas estão sujeitas basicamente à tração, compressão, momento fletor, cisalhamento ou torção. 
Algumas ações aparecem em conjunto com outras (ex: flexo compressão).
Veremos a seguir o dimensionamento de cada um destes esforços separadamente.
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 10.1-TRAÇÃO 
		
 Para o dimensionamento de perfis metálicos sujeito a tração, deve-se verificar apenas se a tensão atuante não ultrapassa a tensão de calculo. 
 Neste tipo de dimensionamento é comum calcularmos a área necessária, e procurar o perfil que atende este calculo. 
A TENSÃO QUE APARECE NESTA SEÇAO TRANSVERSAL É DADA PELA SEGUINTE FORMULA:
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 10.1,2-COMPRESSÃO 
		
 Para o dimensionamento de perfis metálicos sujeito a compressão, deve-se verificar além da tensão atuante de calculo com a tensão de flambagem, compararmos também com a tensão de escoamento do aço. 
A TENSÃO QUE APARECE NESTA SEÇAO TRANSVERSAL É DADA PELA SEGUINTE FORMULA:
 10.1.2.1-VERIFICAÇÃO DA RUPTURA POR ESMAGAMENTO 
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 10.1.2.2-VERIFICAÇÃO DA PEÇA PARA A FLAMBÁGEM 
PEÇAS COMPRIMIDAS COMPOSTA POR AÇOS COMUNS (S24)
OBS: O COEFICIÊNTE DE MAJORAÇÃO É IGUAL A 2
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PEÇAS COMPRIMIDAS COMPOSTA POR AÇOS ESPECIAIS (S35)
ONDE:
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 11.2-FLEXÃO 
		
 Para o dimensionamento de perfis metálicos sujeito a flexão, deve-se verificar além da tensão máxima atuante na seção do perfil, a fecha máxima em função da norma. 
 9.2.1-TENSÃO MÁXIMA NA SEÇÃO DO PERFIL 
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Para um perfil com vários tipos de apoios, a equação das flechas são:
Onde c vale:
1-Engaste-Engaste
2-Apoio-Engaste
5-Apoio-Apoio
	Onde l é o vão da peça.
 11.2.2-FLECHA MÁXIMA 
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12-TIPOS DE ESTRUTURAS
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 12.1-TRELISSAS 
		
 São chamadas de trelissas, a toda a estrutura composta por triângulos, e que tem as cargas atuantes, bem como as reações externas aplicadas nos nós.. 
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 12.2-ARCOS 
		
 São chamadas de arcos, a toda a estrutura que tem o formato de um arco.
		Os arcos provocam uma reação horizontal, e uma vertical em cada apoio, quando existe um tirante ligando estes apoios, existirá somente os esforços verticais.
		A curvatura do arco para que se tenha em qualquer ponto deste o momento igual a zero, o que torna economica a estrutura, pode ser definida em função da resistência à tração do tirante, e pode-se ter o inverso também, a partir da equação do arco, pode-se determinar a tensão de tração no cabo, e consequentemente determinar o diâmetro do mesmo,
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 12.2.1-DETERMINAÇÃO DA EQUAÇÃO DO ARCO, QUANDO SE TEM A TENSÃO MÁXIMA NO TIRANTE. 
		
 Quando se tem a tensão máxima no tirante, basta determinar a equação do arco que tem o momento fletos em qualquer parte deste igual à zero.
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APÓS ESTE ÍTEM, SERÁ FEITA UMA GRAVAÇÃO DO VÍDEO E ÁUDIO DO COMPUTADOR DO PROFESSOR, O QUAL SERÁ ENTREGUE AO ALUNO PARA O EXERCÍCIO EM CASA
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