Caderno de Exercícios Construções

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
	
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV
CAMPUS III - LAGES
			
	
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV
CURSO DE ENGENHARIA FLORESTAL
PROFESSOR DR. RODRIGO FIGUEIREDO TEREZO
CADERNO DE EXERCÍCIOS DE CONSTRUÇÕES PARA
 ENGENHARIA FLORESTAL
LAGES
			
	
2016
	
Caderno de Exercícios – Construções para Enga Florestal	 	 		 19/11/2018
Prof. Rodrigo Figueiredo Terezo		 			 e-mail: rodrigo.terezo@udesc.br
Depto. de Engenharia Florestal		 Tel: (49)3289-9111
		 
SUMÁRIO
1. Resistência dos Materiais
1.1- Duas forças são aplicadas ao suporte da figura. 
	a) Determine o diâmetro da barra AB, sabendo-se que e o C.S.=3,3.
	b) O pino C é feito de aço com . Determine o diâmetro do pino C sendo C.S. = 3,3.
	c) Determinar a espessura da chapa de apoio C, sabendo-se que a tensão admissível de esmagamento é 300 MPa.
1.2 -	 a) Determinar a tensão na Barra AB e a tensão na barra BC
	b) Determinar o diâmetro do pino A e do pino C (pino A: e no pino C: .
1.3- Calcular a espessura das juntas de dilatação de um piso em concreto para um pátio de depósito coberto de 50m de largura por 100m de comprimento. Considerar ∆t = 40°C. Haverá juntas de dilatação a cada 10m nas duas direções. 
1.4- Calcular a espessura das juntas de dilatação de um piso em concreto para um pátio industrial coberto de 40m de largura por 80m de comprimento. Considerar ∆t = 45°C.
1.5 - É necessário dimensionar uma cisterna para acumular água da chuva. Esta água armazenada poderá ser utilizada para irrigação em viveiro florestal. O volume de água a ser armazenado é de 7.500 m³. A altura da cisterna será de 1,50 m e a largura de 20,0 m. Verifique se o solo resistirá ao peso desta cisterna, caso contrário, redimensione as dimensões da cisterna. Dados:
A resistência admissível do solo é de 0,87 kgf/cm²; 
A densidade da água de chuva é de aproximadamente 1.000 kgf/m³;
1.6 - Determine a máxima força que pode ser aplicado num console em madeira de 2ª categoria da espécie ipê-amarelo.
20
20
5
10
15
P máx
Dimensões em cm
1.7 - Dois vagões de trem estão conectados através da ligação mostrada na figura abaixo. Determine se o parafuso e as chapas de aço são resistentes a força P = 2.400 kN.
Dados: Para a chapa σúltimo = 600 MPa e coef. de segurança de 3,5. 
Para o parafuso τúltimo = 460 MPa e coef. de segurança de 3,6.
1.8 - Você foi contratado para dimensionar um palete em madeira. Verifique se a dimensão da tábua é compatível com a carga para transporte de materiais. Dados: madeira de eucalipto; Flecha limite de L/200. 
1.9 - Sua camionete pifou numa estrada no meio de um plantio de eucalipto. Será necessário reboca-lo até uma oficina por meio da ajuda de um trator. Qual o diâmetro do cambão de eucalipto necessário para rebocar seu veículo que pesa 1.700 kgf?
2. Dimensionamento de vigas
2.1 - Verifique se a viga de madeira de eucalipto abaixo suporta o carregamento distribuído de q = 500 kgf/m.
Dados: 			
			 	
2.2 - Determine as dimensões de uma viga de aroeira que deve suportar o carregamento abaixo.
Dados: 			
					
	P=1700 kgf
2.3 - Dada uma viga de madeira, pede-se para verificar se a seção 7,5 x15 cm é suficiente para resistir ao esforço distribuído de 150 kgf/m e as três cargas concentradas de 150 kgf cada. Considerar o peso próprio da viga de ipê-amarelo. Flecha máxima = L/150.
Dados: Q = 150kgf/m		 	P=150 kgf 		densidade = 1,03 g/cm³
1,0
1,0
1,0
1,0
4,0 m
P
P
P
q
7,5 x 15 cm
2.4 - Para formar o apoio da viga da questão anterior, foram utilizados dois pilares de 7,5x7,5 cm de ipê-amarelo. Verifique se a viga resiste à reação dos apoios e também se os pilares de 7,5x7,5cm com 400 cm de altura são suficientes para resistirem ao carregamento transferido pela viga. Considerar pilar engastado na base e articulado no apoio da viga.
Dados: Q = 150kgf/m		 	P=350 kgf 		densidade = 1,03 g/cm³
1,0
1,0
1,0
1,0
4,0 m
P
P
P
Q
7,5 x 15 cm
R2
R1
articulado
7,5 x 7,5 cm
7,5 x 7,5 cm
2.5 - Uma viga de madeira, de 20 x 40 cm da espécie eucalipto e de 2ª categoria, deve suportar uma carga concentrada no meio do vão de 1.200 kgf e uma carga distribuída de 120 kgf/m sobre toda a extensão de seu vão de 3,00m. 
	a) Determine as reações de apoio do sistema; o esforço cortante máximo; o momento fletor máximo; e a flecha máxima na viga.
	b) Verifique se a secção 20 x 40cm é suficiente.
	c) Qual seria a flecha máxima, caso a viga fosse de secção circular com 35cm diâmetro?
Considerar o peso próprio da viga, sendo o peso específico da madeira de 1040 kgf/m³ e flecha máxima limite (Dmáx) igual a L*(1/250). 
2.6 - Você foi solicitado pelos seus funcionários para dimensionar uma viga de eucalipto roliço que deverá suportar o peso de um motor de trator. Verifique se o diâmetro de 36 cm desta viga de eucalipto é suficiente para suportar 1.200 kgf?
Dados: Flecha limite = L/200
E = 136.00 kgf/cm² 	σb = 172 kgf/cm²	 	τadm = 16,6 kgf/cm²
2.7 - Uma empresa do setor madeireiro quer vender vigas em madeira laminada colada. A empresa trabalha com madeira de eucalipto e produzirá dois modelos de viga, sendo uma de seção transversal de 6x12 cm e outra de 6x16 cm, ambas com 3,50 m de comprimento (vão). Verifique se estas vigas atendem a carga para uso em lajes residenciais. Dados:
Carga de 250 kgf/m distribuídas sobre as vigas;
σadm Flexão = 172 kgf/cm²
τadm = 16,6 kgf/cm²
Densidade de 1,04 g/cm³
Flecha limite de L/150.
2.8 - Uma viga de concreto armado deve ser dimensionada para resistir a um carregamento distribuído de: uma alvenaria, uma laje de concreto armado; e sobrecarga de fluxo de pessoas. Determine o detalhamento da armadura para esta viga de concreto armado.
Dados: Alvenaria – Altura: 2,70 m			Laje – Largura: 3,00 m
	Espessura: 0,10 m				Espessura: 0,07 m
	Densidade: 1.200 kgf/m³			Densidade: 2.300 kgf/m³
	Sobrecarga de fluxo de pessoas – 200 kgf/m² ao longo de toda a laje.
2.9 - Sua empresa de produtos em madeira para a construção civil precisa de uma viga para carga e descarga de caminhões. Esta viga será engastada na estrutura e se projeta para fora do galpão, conforme figura a seguir. Esta viga deverá suportar o peso de 500 kgf na sua extremidade. Determine a base e a altura desta viga considerando h = 2b. Dados:
Espécie – Aroeira do Sertão;
σadm Flexão = 228 kgf/cm²
τadm = 20,2 kgf/cm²
E = 152.000 kgf/cm²
Flecha limite de L/150.
2.10 - Uma viga em concreto armado está submetida a uma força P = 1.000 kgf. Verifique se a viga de 8 x 16 cm suporta o carregamento abaixo. 
Dados: Densidade do concreto = 2.500 kgf/m³
σúltimo = 350 kgf/cm² e coef. de segurança de 1,5. 
 τúltimo = 120 kgf/cm² e coef. de segurança de 2,0.
E = 220.000 kgf/cm²
L = 10 m.
Flecha limite = L/200
3. Dimensionamento de pilares; sapatas
3.1- Você foi contratado por uma empresa para dimensionar postes de eletrificação rural com eucalipto roliço tratado. Determine qual é o diâmetro mínimo que os postes devem ter para suportar as cargas axiais descritas.
Dados – Poste com 700 cm de altura.
			- Espécie Eucalipto.
			- Comprimento de flambagem (λ = 140)
Cargas axiais – Transformador = 1.250 kgf
			- Cruzeta = 150 kgf
			- Conectores e acessórios = 50 kgf
3.2 - Verifique se o diâmetro de 36 cm é suficiente para um poste de eucalipto. Este poste deve suportar uma carga concentrada de 1.750 kgf (transformador, cruzetas, fios e isolantes). O poste tem 5 m de altura, engastado na base e livre no topo.
3.3 - Com base nas informações da figura abaixo, verifique pelo método das tensões admissíveis se:
	a) o pilar suporta a força indicada;
	b) se o solo suporta a carga proveniente da sapata quadrada;
Dados: Madeira de ipê-preto;densidade da madeira = 0,96 g/cm3; densidade do concreto = 2,5 g/cm³; Tensão admissível do solo = 0,95 kgf/cm²; P= 310 kgf
3.4 - Um bloco quadrado de fundação em concreto recebe uma carga de 2.500 kgf de um pilar. Verifique se sua dimensão é compatível para transmitir essa carga para o solo. Caso não seja, qual a dimensão necessária? Dado peso específico do concreto de 2.200 kgf/m3 e a resistência admissível do solo de 0,90 kgf/cm2. Dimensões em cm.
3.5 - Dimensione uma sapata retangular que irá suportar a carga de 6.350 kgf proveniente de um pilar de 20 x 30 cm. Considerar peso próprio do concreto armado de 2.500 kgf/cm²; resistência à tração do aço de 5.000 kgf/cm² e resistência admissível do solo de 2,0 kgf/cm².
3.6- Determine a carga admissível (carga axial) de um pilar de formato circular em madeira de eucalipto com 25cm de diâmetro. O pilar é engastado no apoio e articulado no ponto de aplicação da carga. A altura do pilar é de 312,5cm (Figura A).
	a) Qual seria a carga máxima, caso o pilar, ao invés de formato circular, fosse retangular e vazado em seu interior conforme Figura B (dimensões em cm).
b) Qual o valor do momento fletor no engaste, caso o pilar retangular vazado receba uma força de 30.000 kgf inclinada a 30° em sua extremidade articulada (Figura C)? Ele suportará este momento fletor e a força axial? Demonstre.
3.7 - Verifique se a coluna abaixo suporta a carga do telhado.
Dados: Espécie = eucalipto	λc = 70 				
3.8 - Verifique qual o diâmetro mínimo que a coluna abaixo deve ter para suportar a carga solicitada. λ = 140.
3.9 - Dimensione a viga, o pilar e a sapata da estrutura de concreto armado abaixo. Fazer o detalhamento da armadura de cada elemento estrutural (viga, pilar e sapata). Considerar a densidade do concreto armado igual a 2.500 kgf/m³; sobrecarga de 150 kgf/m² na laje; pilar engastado na base e na extremidade; e sapata quadrada.
3.10 – Você foi solicitado para dimensionar uma estrutura em concreto armado que deve suportar o peso de uma caixa d’água. Esta caixa d’água será usada para o sistema de irrigação de um viveiro florestal. Determine o detalhamento da armadura para a viga, pilar e sapata quadrada de concreto armado.
Dados: 	Laje – 	Largura: 3,00 m
			Espessura: 0,07 m
			Densidade: 2.500 kgf/m³
Sobrecarga (caixa d’água) – 300 kgf/m² ao longo de toda a laje. Tensão adm do terreno = 1,0kgf/cm².
Pilar(20 x20 cm) engastado na base e na extremidade.
4. Dimensionamento de telhados
4.1- Calcule as forças atuantes nas barras do telhado sendo que P = 800 kgf
 4.2 - Determinar a dimensão que a barra em madeira indicada deve ter para resistir a força de compressão. F= 2500 kgf
4.3 - Dimensionar o banzo inferior da tesoura que está submetido a uma força de tração de 8,5 tf. Considerar: σadmissível = 180 kgf/cm², E = 140.000 kgf/cm², L = 12 m.
 
4.4 - Determine a dimensão (seção transversal) que as peças de madeira, indicadas na tesoura abaixo, devem ter para resistir ao carregamento.
Dados: Tensão adm da madeira à compressão = 130 kgf/cm².
Tensão adm da madeira à tração = 180 kgf/cm²
P= 600 kgf
5. Ligações
5.1 - Uma peça estrutural está submetida a uma força P = 45 kN e possui uma ligação executada com 5 parafusos de Ø 16 mm. Pede-se: verificar se a peça de madeira resiste a força P e se a ligação também resiste a força P. 
Dados: Para a madeira σúltimo = 60 MPa e coef. de segurança de 1,5. 
Para o parafuso τúltimo = 160 MPa e coef. de segurança de 2,3.
5.2 - Você elaborou uma estrutura de cobertura para um galpão em madeira. Na hora de construir a cobertura, o carpinteiro só conseguiu comparar parafusos estruturais de 12 mm de diâmetro. Sabe-se que a força é de tração e de 3.500 kgf. Quantos parafusos são necessários para suportar esta força?
Dados: Para o parafuso τúltimo = 120 MPa e coef. de segurança de 4,0.
5.3 - Você elaborou uma estrutura de cobertura para um galpão em madeira. Na hora de construir a cobertura, o carpinteiro só conseguiu comprar parafusos estruturais de 12 mm de diâmetro. Sabe-se que a força de tração é de 3.500 kgf. Quantos parafusos são necessários para suportar esta força?
Dados: Para o parafuso τúltimo = 120 MPa e coef. de segurança de 2,0.
6. Projeto Elétrico
6.1 - Num eletroduto, passam três condutores fases e um neutro. Numa fase estão ligados: três lâmpadas de 100W cada, quatro tomadas de 400W e um forno elétrico de 1.600W. Na segunda fase estão ligados: duas lâmpadas de 100W e um secador de cabelo 1.000W. Na terceira fase está ligado um chuveiro elétrico de 3.800W. Dimensione os fios de cada uma dessas fases; os seus respectivos disjuntores e disjuntor geral. Ao final elabore o diagrama unifilar do quadro de disjuntores. Considerar condutor embutido na laje e temperatura ambiente de 35 ºC.
6.2- Num eletroduto, passam três condutores fases e um neutro. Numa fase estão ligados: duas lâmpadas de 100W cada, uma tomada de 400W e um forno elétrico de 1.600W. Na segunda fase estão ligados: duas lâmpadas de 100W e um secador de cabelo 1.000W. Na terceira fase está ligado um condicionador de ar de 3.600W. Dimensione os fios de cada uma dessas fases e os seus respectivos disjuntores. Considerar condutor embutido na laje e temperatura ambiente de 35 ºC.
6.3- Dimensione: Fios, Disjuntores de cada circuito e Disjuntor Geral, dos circuitos elétricos para uma oficina de manutenção de equipamentos florestais, com base nos seguintes dados levantados conforme projeto arquitetônico:
Circuito 1 – 	Quatro tomadas de 100W cada
Quatro tomadas de 360W cada
Circuito 2 – 	Oito luminárias de 160W cada
Circuito 3 – 	Uma tomada para solda de 2.800W
Dados – Máximo de 3 condutores carregados em eletroduto; temperatura ambiente com máxima de 400 C.
6.4 - Você foi solicitado para dimensionar um projeto elétrico para a residência representada pelo projeto arquitetônico abaixo. Com base em seu projeto, calcule o diâmetro da fiação, a amperagem dos disjuntores de cada circuito e do disjuntor geral, bem como o diagrama unifilar do quadro geral e de medição. 
Dados: Voltagem da rede – 220V			Temperatura ambiente de 40ºC 		
	Tomada da sala e banheiro – 300W 	Lâmpadas – 100W
Um circuito para chuveiro e outro para o restante da residência. (Dois circuitos- monofase)
6.5 - A edificação abaixo deverá ser alimentada por uma rede monofásica de 220V. Dimensionar o condutor do QD aos pontos de carga, os disjuntores D1, D2 e D3, os condutores do QM ao QD (3m), o disjuntor geral e o condutor para ramal aéreo (QM ao poste) sendo a queda de tensão permitida igual a 2%. Potência total instalada de 8.600W.
7. Projeto hidráulico
7.1- Você fornece instalações pré-fabricadas para empreendimentos florestais. Dimensione, pelo método do consumo simultâneo, o ramal de alimentação do refeitório onde se tem: 10 lavatórios de ½”; 2 tanques de ¾”; 4 pias de cozinha de ½”.
7.2 - Dimensione um ramal de distribuição de água pelo método do peso das peças utilizadas. As peças ligadas a este ramal são: um tanque; uma máquina de lavar roupa; uma máquina de lavar pratos; duas pias de cozinha e uma pia de despejo.
7.3 - Dimensione um ramal de distribuição de água pelo método do peso das peças utilizadas. As peças ligadas a este ramal são: um tanque; uma máquina de lavar roupa; uma máquina de lavar pratos; duas pias de cozinha e uma pia de despejo.
8. Memorial Descritivo e Orçamentos
8.1 - Determine o valor unitário do serviço abaixo, completando a tabela seguinte. Determine também os valores totais de material e mão de obra.
Serviço: calçada em concreto com fck = 13 MPa, espessura de 7 cm, incluindo preparo de caixa – unidade: m².
	
	Unid.
	Coef.
	Preço Unit. (R$)
	Preço Total (R$)
	Cimento
	kg
	12,00
	
	
	Areia média
	m³
	0,062
	
	
	Brita 1
	m³
	0,014
	
	
	Brita 2
	m³
	0,042Ripa de 7x1 cm
	m
	2,00
	
	
	Betoneira
	h
	0,05
	
	
	Pedreiro
	h
	1,2
	
	
	Servente
	h
	1,62
	
	
	Leis Sociais e Ferramentas
	%
	100,00
	
	
	Benefícios e Despesas Indiretas
	%
	27,00
	
	
 TOTAL DO SERVIÇO =
Dados: Cimento - R$ 32,00 / 50 kg	Areia média - R$ 18,00/m³	Brita 1 - R$ 22,50/m³
Brita 2 - R$ 24,70/m³		Ripa de 7 x 1 cm – R$ 6,70/m	
Betoneira – R$ 45,00/dia (8h)	Pedreiro – R$ 50,00/dia (8h)	Servente – R$ 25,00/dia (8h)
8.2 - Você foi contratado para colocar piso cerâmico num laboratório de sementes. A área total é de 32 m². Com base na planilha e preços unitários abaixo, determine o valor total do serviço.
SERVIÇO: Cerâmica comum em placa de 20 x20 cm, assentada com pasta de cimento colante e rejuntamento com cimento branco – m². 
	Descriminação
	Unidade
	Coef.
	Preço Uni R$
	Preço Total R$
	Placa cerâmica 20x20 cm
	m²
	1,05
	
	
	Pasta de cimento colante
	kg
	4,50
	
	
	Cimento branco
	kg
	0,25
	
	
	Pedreiro
	h
	0,40
	
	
	Servente
	h
	0,22
	
	
Dados:
Placa cerâmica – R$ 17,00/m².
Pasta de cimento colante – R$ 52,00 o saco de 30 kg.
Cimento Branco – R$ 38,00 saco de 20 kg.
Pedreiro – R$ 150,00 o dia com 8 horas de trabalho.
Servente – R$ 75,00 o dia com 8 horas de trabalho.
Leis Sociais e Ferramentas – 100%.
Benefícios e Despesas Indiretas – 50%.
8.3 - Você foi solicitado para executar um muro que irá isolar uma determinada área da serraria que você construiu. Com base no Memorial Descritivo, Quantitativo de Serviços e com a Lista de Preços de materiais e mão de obra, desenvolva o Orçamento Detalhado. 
	MEMORIAL DESCRITIVO
FUNDAÇÃO
Escavação manual em terra compacta, até 1 m de profundidade, com transporte até 30 m (m³).
Lançamento e aplicação de concreto em fundações corridas, blocos não armados (m³).
ESTRUTURA
Pilar de concreto armado no traço 1:2:4 com betoneira (m³).
ALVENARIA
Argamassa de cimento e areia, sem peneirar, no traço 1:6 (m³).
Alvenaria de tijolos furados assentados com argamassa de cimento e areia de traço 1:6, espessura de 0,20 m (m²):
QUANTITATIVO DE SERVIÇOS
FUNDAÇÃO
Escavação manual em terra compacta – TOTAL: 140 m³.
Lançamento e aplicação de concreto em fundações corridas – TOTAL: 60 m³.
ESTRUTURA
Pilar de concreto armado – TOTAL: 1,35 m³.
ALVENARIA
Argamassa de cimento e areia, sem peneirar, no traço – TOTAL: 6 m³.
Alvenaria de tijolos furados assentados – TOTAL: 600 m².
LISTA DE PREÇOS			
MATERIAIS
Concreto 1:2:4 – R$ 18,00 / m³.
Ferro – R$ 31,00 / kg.
Cimento – R$ 23,00 o saco de 50kg.
Areia comum – R$ 28,00 / m³.
Tijolo 8 furos – R$ 320,00 / mil.
Lançamento – R$ 12,00 / m³.
Fôrma – R$ 14,00 / m².
Desfôrma – R$ 8,00 / m².
MÃO DE OBRA
Pedreiro – R$ 60,00 / dia.
Servente – R$ 30,00 / dia.