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Memorial de CálculoMemorial de CálculoMemorial de CálculoMemorial de Cálculo Página 2 Conteúdo 1. CARACTERÍSTICAS ..................................................................................................................................... 3 2. DIMENSIONAMENTO DAS LAJES DO MESANINO .................................................................................... 3 3. CARGAS ADOTADAS PARA O CÁLCULO DOS PÓRTICOS ..................................................................... 4 4. ANÁLISE DO PÓRTICO PRINCIPAL ............................................................................................................ 8 5. ANÁLISE PÓRTICO COM O MEZANINO ................................................................................................... 13 6. DIMENSIONAMENTO DAS TELHAS DE COBERTURA E DE TAPAMENTO ........................................... 16 7. DIMENSIONAMENTO DO CONTRAVENTAMENTO ................................................................................. 17 8. DIMENSIONAMENTO DA COLUNA DE TAPAMENTO ............................................................................. 22 9. DIMENSIONAMENTO DAS TERÇA,VIGAS DE TAPAMENTO E TIRANTES ............................................ 23 10. DIMENSIONAMENTO DAS PEÇAS QUE COMPÕEM A TESOURA ......................................................... 26 11. DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS DAS COLUNAS DO PÓRTICO PRINCIPAL ......................... 28 12. DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS DAS COLUNAS DO PÓRTICO COM MEZANINO ................ 28 13. PERFIL DE LIGAÇÃO ENTRE AS COLUNAS INFERIORES E A SUPERIOR .......................................... 29 14. COLUNAS DO MEZANINO ......................................................................................................................... 29 15. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................ 36 16. ANEXOS ...................................................................................................................................................... 37 Página 3 PROJETO DE UM EDIFICIO INDUSTRIAL EM ESTRUTURA METÁ LICA 1. CARACTERÍSTICAS 1.1 Dados e dimensões gerais: -Vão entre eixos de colunas dos pórticos : 23m -Vão da ponte rolante (centro a centro de trilhos):21.3m -Comprimento: 8x6m=48m -Altura: 10m -Altura do topo do trilho: 7.8m -Espaçamento entre colunas: 6m -Capacidade da ponte rolante 200kN -Cobertura em chapa de aço galvanizado trapezoidal. -Tapamento frontal: Alvenaria na região que está o mezanino e chapa de aço galvanizada trapezoidal no restante. -Tapamento posterior: Alvenaria de blocos cerâmicos até a altura de 2m e chapa de aço galvanizado trapezoidal no restante. -Tapamento lateral : Alvenaria de blocos cerâmicos até a altura de 2m, com venezianas logo acima e no lanternin,no restante será usada chapa de aço galvanizado trapezoidal(Com exceção de um trecho onde será usada chapa translúcida trapezoidal para dar iluminação; a mesma será usada nas venezianas). 1.2 Sistema estrutural -Transversal-Formado por pórticos treliçados bi-apoiados -Longitudinal- Pela colocação de contra-ventamentos Verticais e Horizontais. Os esquemas da arquitetura e da estrutura estão apresentados no anexo 1 1.3 Especificações Toda a estrutura será em aço ASTM A36,exceto chumbadores e tirantes em SAE 1020, terças e vigas de tapamento em CF24 ou AS70-G33. Aço fy KN/cm2 fu KN/cm2 ASTM A36 SAE 1020 CF24,AS&)-G33 ≥ 25,0 ≥ 24,0 ≥ 23,5 ≥ 40,0 ≥ 38,7 ≥ 38,0 Solda - Eletroduto E-70XX-Fu=70Ksi=49.2kN/cm2 Parafusos - Ligações principais ASTM A325-F - Ligações secundárias ASTM A307 - 1.4 Normas Adotadas -NBR 8800: Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios. -NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações 2. DIMENSIONAMENTO DAS LAJES DO MESANINO Para o dimensionamento das lajes do mezanino foi adotada a laje tipo Steel Deck CE-75 da Codeme;o resumo das cargas e das dimensões das lajes são mostradas nas tabelas abaixo: Página 4 Lajes do piso do mezanino: Laje Vão Sobrecarga Divisórias Revest. Peso próprio Total Total Dados da laje escolhida (kN/m²) (kN/m²) (kN/m²) (sem peso próprio) L1 2,15 3,00 1,00 2,27 4,00 6,27 e=0,8-h=13 L2 1,90 3,00 1,00 2,27 4,00 6,27 e=0,8-h=13 L3 1,95 3,00 1,00 2,27 4,00 6,27 e=0,8-h=13 L4 2,15 3,00 1,00 2,27 4,00 6,27 e=0,8-h=13 L5 1,90 3,00 1,00 2,27 4,00 6,27 e=0,8-h=13 L6 1,95 3,00 1,00 2,27 4,00 6,27 e=0,8-h=13 L7 2,15 2,00 1,00 2,27 3,00 5,27 e=0,8-h=13 L8 1,90 2,00 1,00 2,27 3,00 5,27 e=0,8-h=13 L9 1,95 2,00 1,00 2,27 3,00 5,27 e=0,8-h=13 L10 1,95 2,00 1,00 2,27 3,00 5,27 e=0,8-h=13 L11 1,55 2,00 1,00 2,27 3,00 5,27 e=0,8-h=13 L12 3,00 2,00 0,80 1,00 2,27 3,80 6,07 e=0,8-h=13 L13 3,00 2,00 0,80 1,00 2,27 3,80 6,07 e=0,8-h=13 Lajes do teto do mezanino Laje Vão Sobrecarga Divisórias Revest. Peso próprio Total Total Dados da laje escolhida (kN/m²) (kN/m²) (kN/m²) (sem peso próprio) L1 3,55 2,00 1,00 2,32 3,00 5,32 e=1,25-h=13 L2 3,55 2,00 1,00 2,32 3,00 5,32 e=1,25-h=13 L3 3,55 2,00 1,00 2,32 3,00 5,32 e=1,25-h=13 L4 3,55 2,00 1,00 2,32 3,00 5,32 e=1,25-h=13 L5 3,55 2,00 1,00 2,32 3,00 5,32 e=1,25-h=13 L6 3,55 2,00 1,00 2,32 3,00 5,32 e=1,25-h=13 3. CARGAS ADOTADAS PARA O CÁLCULO DOS PÓRTICOS 3.1 CARGA PERMANENTE (CP) As taxas correspondentes a cada parte da estrutura foram estimadas conforme a tabela 6.1 da ref[1] considerando o galpão do tipo leve e as mesmas estão apresentadas na tabela abaixo: a.1 Cobertura Peso próprio da estrutura 0,15 kN/m2 Telha (aço Zincado t=0,5mm) 0,05 kN/m2 Total 0,20 kN/m2 a.2-Fechamento laterais e frontais Peso próprio da estrutura 0,30 kN/m2 Telhas, brises e acessórios 0,05 kN/m2 Total 0,35 kN/m2 � Para os demais elementos da estrutura serão considerados seus pesos próprios � Para o pórtico com mezanino alem das cargas especificadas acima serão consideradas ainda as reações das lajes sobre as vigas. 3.2 CARGA ACIDENTAL(CA) � Na cobertura 0,15kN/m2 � Nas terças 0,15kN/m2 e uma carga concentrada de 1kN aplicada sobre uma terça numa posição entre seus apoios e eqüidistante destes (neste caso, metade da distancia entre os pórticos).Da mesma forma deverá ser considerada uma carga concentrada no banzo superior da treliça. � No passadiço será considerada uma carga distribuída de 2 kN/m2. Página 5 � Nos elementos mezanino serão consideradas as cargas sobre eles chegam devido à sobrecarga das lajes. 3.3 VENTO A ação do vento será considerada segundo as recomendações da NBR6123: � Localidade: Viçosa-MG. 3.3.1 Pressão dinâmica -Velocidade básica do vento V 0: V0=32.5m/s -Fator topográfico S1: S1=1,0(terreno plano fracamente acidentado); -Fator de rugosidade S2; -Categoria IV-(Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados); -Classe B (Para edificação)–Maior dimensão =48m(Entre 20 e 50m); -Classe A –(Para telhas e vedação) -Altura máxima do edifício acima do terreno: H(m) S2(Telhas e vedação) S2(Edificação) 9 0,85 0,82 13.5 0,89 0,86 -Fator Estatístico S3: S3=1,00(Edificação industrial com alto fator de ocupação); S3=0,88(Telhas/vedações) -Velocidade característica do vento V k: Vk=V0xS1xS2xS3 Edificação Vk1=32.5x1,0x0,82x1,0=26,65m/s; Vk2=32.5x1,0x0,86x1,0=27,95m/s; Telhas/vedações Vk1=32.5x1,0x0,85x0,88=24,31/s; Vk2=32.5x1,0x0,89x0,88=25,45m/s; 3.3.2 Pressão Dinâmica q(em N/m2): q=0,613Vk 2 Edificação: q1=0,613x26,65 2=435,37N/m2=0,43kN/m2 q2=0,613x27,95 2=478,88N/m2=0,48kN/m2 9.0 4.5 q1 q2 Telhas e Vedação: q1=0,613x24,31 2=362,27N/m2=0,36kN/m2 q2=0,613x25,45 2=397,04N/m2=0,40kN/m2 3.3.3 Coeficiente depressão e de forma, externos -Coeficientes para paredes laterais: Página 6 -0,5 +0,7 vento α=90° -0,5 -0,9 -0,9 -0,5 11,5m C2C1 A B D2D1 D1 A2 -0,3 vento α=0° -0,8 C +0,7 -0,4 -0,2 A1 A3 -0,4 -0,2 -0,8 B3 B2 B1 24,0m 12,0m a/b>2 -Coeficiente de pressão e de forma, externos para o telhado: a=48m b=23m α 1 2 3 4E F G H I J X Y Y Y X=12m Y=3,45m Altura relativa: h/b=10/23=0,43<1/2 θ=10° a=48m b=23m b=23m h=9m α h/b=9,0/23=0,39 h/b<0,5 a/b=48/23=2,09 2<a/b<4 Valores de Ce Para α A1 - B1 A2 - B2 C D 0° -0,8 -0,4 +0,7 -0,3 α A B C1 - D1 C2 - D2 90° +0,7 -0,5 -0,9 -0,5 Página 7 θ Ce Cpemédio α =90° α =0º Ações localizadas E-F G-H E-G F-H 1 2 3 4 10° -1,2 -0,4 -0,5 -0,6 -1,4 -1,4 *-1.2 -1,2 -Nas regiões I e J; Ce=-0,2 -Na cobertura do lanternim Cpemédio=-0,2 *Para α=90° Cpe=-1,2 e para α =0° Cpe=-0,6(Adota-se o maior dos dois) -Coeficientes de pressão interna de acordo com de acordo com a NBR-6123: De acordo com o anexo D da norma teremos: Cpi=-0,5 e Cpi=-0,8 ,para α =90° e α =0° respectivamente(Devido à presença do lanternim), porem por questões de segurança usaremos para α=0° Cpi=-0,3 valor recomendado pela norma para paredes com quatro faces igualmente permeáveis. O esquema dos pórticos com os coeficientes de pressão está mostrado na figura abaixo: 1,2 0,4 0,8 0,8 0,7 0,5 I Ce--- α=90° 0,80,8 II Ce--- α=0° 0,5 III Cpi-- VI=I+III 1,2 0,7 0,1 0,00,3 IV Cpi-- α=90° α=0° 0,5 0,5 0,5 V=II+IV 0,5 Para a combinação com as demais cargas usaremos o carregamento V e VI. 3.3.4 Cargas de vento em cada pórtico q1 q2 q4 q3 d=Espaçamento entre os pórticos qn=d(m)x g(kN/m 2)xcoef dxq Vento 1=qxCoef V Vento 2=qxCoef IV q1=6x0,43=2,58 2,58x0,5=1,29kN/m 2,58x1,2=3,10kN/m q2=6x0,48=2,88 2,88x0,5=1,44 kN/m 2,88x0,7=2,02 kN/m q3=6x0,48=2,88 2,88x0,5=1,44 kN/m 2,88x-0,1=-0,29 kN/m q4=6x0,43=2,58 2,58x0,5=1,29 kN/m 2,58x0=0,0 kN/m 3.4 PONTE ROLANTE -Dados da ponte rolante: -Ponte rolante Duobox (Tabela da Munck) -Capacidade nominal (carga içada) -C.I -------200kN -Vão (distancia entre trilhos)---------------------21,30m -Carga máxima por roda(qmáx)--------------------152kN -Carga mínima por roda(qmín)--------------------60,8kN -Distancia entre rodas--------------------------------3,60m -Força horizontal transversal (H T) De acordo com o item 3.5.1.3 do anexo B da NBR 8800 HT será o maior dos seguintes valores: a)10% da soma da carga içada com o peso do trole e os dispositivos de içamento; b)5% da soma da carga içada com o peso total da ponte incluindo o trole e dispositivo de içamento; c)15% da carga içada (Segundo Bellei 1994) Página 8 Como não temos os dados suficientes para fazer as duas primeiras verificações adotaremos o resultado da terceira,ou seja: HT=15%C.I.=0,15x200=30kN Aplicada integralmente em cada lado metade em cada roda, ou seja, HT=15kN(por roda) A força HT será transportada para o mapa de cargas da fundação das colunas sobre as quais está a viga de rolamento,sendo que irá para as fundações metade dessa carga,ou seja 7,5 kN -Força longitudinal (H L) HL=20% x Carga máxima por roda motoras e /ou próvidos de freio HL =0,20x152=30,4kN -Reação nas colunas 6m6m a b c R R 2.4m3.6m HTHT -Reação vertical Rb=R(1+2,4/6) x Coef. impacto=Rx1,4x1,25=1,75R Rbmáx=1,75x152=266kN Rbmín=1,75x60,8=106,4kN -Reação horizontal RHT b= HTx(1+2,4/6)=15x1,4=21kN 4. ANÁLISE DO PÓRTICO PRINCIPAL 4.1 Cálculo dos esforços nas barras Os deslocamentos nodais ,reações de apoio e esforços de extremidade de barra serão calculados utilizando o programa de computador “SAP 2000” . Os dados de entrada são: -Número de nós,barras e carregamentos básicos; -Coordenadas cartesianas dos nós; -Restrições Nodais ; -Incidência de barras: Nós inicial e final,área,inércia e; -Carregamentos básicos: Forças distribuídas nas barras e concentradas nos nós; -Combinações de ações. -Propriedades dos nós e das barras Abaixo temos uma figura mostrando a numeração dos nós e barras,e na seqüência uma tabela de coordenadas dos nós (A referencia para as coordenadas dos nós é o nó 1): Página 9 Página 10 Nó X(m) Y(m) Nó X(m) Y(m) Nó X(m) Y(m) 1 0,000 0,000 22 4,600 10,800 43 20,700 10,400 2 0,850 0,000 23 6,900 9,000 44 23,000 9,000 3 0,000 1,000 24 6,900 11,200 45 23,000 10,000 4 0,850 1,000 25 9,200 9,000 46 22,150 7,000 5 0,000 2,000 26 9,200 11,600 47 23,000 7,000 6 0,850 2,000 27 10,350 10,500 48 22,150 6,000 7 0,000 3,000 28 10,350 11,800 49 23,000 6,000 8 0,850 3,000 29 10,350 13,300 50 22,150 5,000 9 0,000 4,000 30 11,500 9,000 51 23,000 5,000 10 0,850 4,000 31 11,500 12,000 52 22,150 4,000 11 0,000 5,000 32 11,500 13,500 53 23,000 4,000 12 0,850 5,000 33 12,650 10,500 54 22,150 3,000 13 0,000 6,000 34 12,650 11,800 55 23,000 3,000 14 0,850 6,000 35 12,650 13,300 56 22,150 2,000 15 0,000 7,000 36 13,800 9,000 57 23,000 2,000 16 0,850 7,000 37 13,800 11,600 58 22,150 1,000 17 0,000 9,000 38 16,100 9,000 59 23,000 1,000 18 0,000 10,000 39 16,100 11,200 60 22,150 0,000 19 2,300 9,000 40 18,400 9,000 61 23,000 0,000 20 2,300 10,400 41 18,400 10,800 21 4,600 9,000 42 20,700 9,000 -Propriedades das barras: Inicialmente foram adotadas as seguintes seções transversais para as barras: Barras Posição Perfil Área (cm²) Inércia (cm4) 1 a 28 Colunas inferiores CS 300x62 79.5 4276 29 a 42 Diagonais da coluna 2L 51x51x4,8 9,16 22,2 43 a 54 Montantes da coluna 2L 51x51x4,8 9,16 22,2 55 e 56 Perfil de ligação PS* 300x51 64,37 11105 57 a 60 Coluna superior CVS 250x33 41,94 4656 61 a 84 Banzos da treliça 2L 64x64x4,8 11,60 45,0 85 a 100 Diagonais da treliça 2L 51x51x4,8 9,16 22,2 101 a 114 Montantes da treliça 2L 51x51x4,8 9,16 22,2 *Perfil que não consta das séries CS,VS,ou CVS. -Carregamentos Básicos As figuras seguintes ilustram os seis carregamentos básicos: 1- Ação Permanente 5,15 2,77 2,77 2,77 2,08 1,38 1,38 1,38 2,08 2,77 2,77 5,15 2,77 CARGAS CONCENTRADAS EM kN 7,43 9,34 9,34 7,43 Página 11 2- Sobrecarga 1,56 2,08 4,89 1,04 1,04 1,04 2,08 2,08 1,56 2,08 4,89 2,08 2,08 3,85 3,85 CARGAS CONCENTRADAS EM kN 3- Vento I 0,67 0,120,09 4,66 4,66 0,63 4,66 0,82 3,10 0,41 2,32 CARGAS DISTRIBUIDAS EM kN/m CARGAS CONCENTRADAS EM kN 0,82 0,82 2,32 0,41 3,59 0,33 0,23 0,99 0,50 0,06 0,67 0,670,12 0,06 0,330,12 4- Vento II 1,65 0,29 0,58 3,10 0,45 2,56 0,58 3,10 3,10 0,58 0,29 1,65 1,65 1,29 CARGAS CONCENTRADAS EM kN CARGAS DISTRIBUIDAS EM kN/m 1,29 0,29 1,65 2,56 0,45 0,58 3,10 3,10 0,58 0,58 3,10 0,29 1,65 Página 12 5- Frenagem +X 266 21 106,4 21 CARGAS CONCENTRADAS EM kN 6- Frenagem –X 106,4 266 21 21 CARGAS CONCENTRADAS EM kN -Combinações de ações: C1 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(2)x1,0+1,4x(3)x0,6 C2 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(2)x1,0+1,4x(4)x0,6 C3 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(2)x1,0+1,4x(3)x0,6 C4 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(2)x1,0+1,4x(4)x0,6 C5 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(2)x1,0 C6 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(2)x1,0 C7 1,0x(1)+1,4x(3) C8 1,0x(1)+1,4x(4) C9 1,0x(1)+1,5x(5) C10 1,0x(1)+1,5x(6) -Resultados Os resultados e o texto editado para a entrada de dados no programa de análise estrutural usado (Sap 2000) estão apresentados no anexo 2 Página 13 5. ANÁLISE PÓRTICO COM O MEZANINO 5.1 Cálculo dos esforços nas barras Os deslocamentos nodais ,reações de apoio e esforços de extremidade de barra serão calculados conforme o pórtico anterior. -Propriedades dos nós e das barras Abaixo temos uma figura mostrando a numeração dos nós e barras,e na seqüência uma tabela de coordenadas dos nós (A referencia para as coordenadas dos nós é o nó 1) Página 14 Os nós com numeração de 1 a 61 deste pórtico,terão as mesmas coordenadas dos nós com mesma numeração do pórtico principal,as coordenadas dos nós seguintes estão listadas na tabela abaixo: Nó X(m) Y(m) Nó X(m) Y(m) Nó X(m) Y(m) 62 7,9500 0,000 68 15,050 3,400 74 11,500 6,450 63 15,050 0,000 69 16,600 3,400 75 15,050 6,450 64 0,850 3,400 70 22,150 3,400 76 18,600 6,450 65 4,400 3,400 71 0,850 6,450 77 22,150 6,450 66 7,950 3,400 72 4,400 6,450 67 11,500 3,400 73 7,950 6,450 -Propriedades das barras: As barras com numeração de 1 a 114 terão as mesmas propriedades das barras do pórtico principal com mesma numeração as propriedades das demais barras estão apresentadas na tabela abaixo: Barras Posição Perfil Área (cm²) Inércia (cm4) 115 a 118 Colunas do mezanino CS 300x62 79,5 13509 118 a 130 Vigas do mezanino VS 350x42 53,7 12453 *Perfil que não consta das séries CS,VS,ou CVS. -Carregamentos Básicos As figuras seguintes ilustram os seis carregamentos básicos: 1- Ação Permanente 2,77 2,77 2,082,08 2,77 9,34 2,77 7,43 5,15 2,77 1,38 1,38 1,38 5,15 9,34 2,77 7,43 16,23 27,03 30,87 27,03 30,87 26,17 26,85 20,87 75,26 16,23 22,41 30,87 30,87 14,31 27,03 2,03 3,71 0,53 6,63 0,53 CARGAS DISTRIBUIDAS EM kN/m CARGAS CONCENTRADAS EM kN 2- Sobrecarga 1 O esquema deste carregamento será o mesmo do pórtico principal(sobrecarga) 3- Vento I O esquema deste carregamento será o mesmo do pórtico principal 4- Vento II O esquema deste carregamento será o mesmo do pórtico principal 5- Frenagem +X O esquema deste carregamento será o mesmo do pórtico principal 6- Frenagem –X O esquema deste carregamento será o mesmo do pórtico principal Página 15 7- Sobrecarga 2 12,9810,798 CARGAS DISTRIBUIDAS EM kN/m CARGAS CONCENTRADAS EM kN 17,98 2,93 21,58 10,65 21,30 9,32 1,95 6,98 8,33 3,00 21,30 21,30 21,30 21,30 10,65 -Combinações de ações: C1 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(2)x1,0+1,4x(3)x0,6 C2 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(2)x1,0+1,4x(4)x0,6 C3 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(2)x1,0+1,4x(3)x0,6 C4 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(2)x1,0+1,4x(4)x0,6 C5 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(2)x1,0 C6 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(2)x1,0 C7 1,0x(1)+1,4x(3) C8 1,0x(1)+1,4x(4) C9 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(7)x1,0+1,4x(3)x0,6 C10 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(7)x1,0+1,4x(4)x0,6 C11 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(7)x1,0+1,4x(3)x0,6 C12 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(7)x1,0+1,4x(4)x0,6 C13 1,3x(1)+1,5x(5)+1,4x(7)x1,0 C14 1,3x(1)+1,5x(6)+1,4x(7)x1,0 C15 1,0x(1)+1,5x(5) C16 1,0x(1)+1,5x(6) -Resultados de análise Os resultados estão apresentados no anexo 3 Página 16 6. DIMENSIONAMENTO DAS TELHAS DE COBERTURA E DE TAP AMENTO 6.1 Telhas da cobertura Será utilizado telhas de aço zincada, do tipo PK-40/780, com espessura (t) igual à 5mm e peso próprio (G) de 0,05 kN/m². A 1 2 a) Cargas Acidental (Q) = 0,15 kN/m² Vento de sobrepressão (W1) = q(Ce + Cpi) = 0,40 ((-0,4) + (0,5)) = 0,04 kN/m² Vento de sucção (W2) = q(Cpe + Cpi) = 0,40 ((-1,4) + (-0,3)) = - 0,68 kN/m² b) Hipóteses de Carregamento 1ª hipótese (G + Q + W 1) Q GW1 ( ) ( ) 2 1 /24,0 04,001cos*15,005,0 01cos* mkNq q WQGq = +°+= +°+= & & 2ª hipótese (G + W 2) GW2 2 2 /63,0 68,01cos*05,0 01cos* mkNq Oq WGq −= −°= +°= & & c) Verificações da telha adotada Telha PERKRON – PK 40 – 780 com espessura (t) de 0,5 mm. Admitindo telhas sobre dois apoios, com distância entre apoios (L) igual a 2300 mm. Admitindo também para flechas limites: G + Q + W1 ----------------------- L / 200 G + W2 ----------------------- L / 125 Página 17 c.1) Verificação para telha com t = 0,5 mm Tensão admissível ----------------------------------------qmáx =0,95 > 0,63 Flecha máxima---- ------------------- L / 200-----------qmáx =0,65 > 0,24 Flecha mínima---- ------------------- L / 125------------qmáx =1,05 > 0,63 6.2 Telhas do tapamento lateral Será adotado o mesmo tipo de peça que foi utilizado para a cobertura (PK40-780) a) Ações atuantes Vento de sucção (W1) = q(Cpe + Cpi) = 0,36((1,0) + (-0,3)) = 0,25 kN/m² Vento de sobrepressão (W2) = q(Ce + Cpi) = 0,36 ((0,7) + (0,5)) = 0,43 kN/m² b) Flechas Limites W1 ----------------------- L / 200 W2 ----------------------- L / 125 c) Hipóteses de carregamento 1ª hipótese (W 1) q = W1= 0,25 kN/m² 1ª hipótese (W 2) q = W2= 0,43 kN/m² d) Verificações da telha adotada Telha PERKRON – PK 40 – 780 com espessura (t) de 0,5 mm. Admitindo telhas sobre dois apoios, com distância entre apoios (L) igual a 3000 mm. d.1) Verificação para telha com t = 0,5 mm Tensão admissível ----------------------------------------qmáx =0,65 > 0,43 Flecha máxima---- ------------------- L / 200-----------qmáx =0,35 > 0,18 Flecha mínima---- ------------------- L / 125------------qmáx =0,60 > 0,43 Como a telha com espessura de 0,5 mm atende aos esforços e por ser uma telha mais reforçada usaremos este tipo de telha na cobertura e nos tapamentos laterais 7. DIMENSIONAMENTO DO CONTRAVENTAMENTO 7.1 Dados Gerais - Aço – ASTM A 36 – fy = 25 kN/cm² fu = 40 kN/cm² - Vento Página 18 Vento 0° 0,7 0,3 q = 0,48 kN/m² 2/24,0 2 )3,07,0( *48,0 mkNq q V V = += - Esquema geral do tapamento frontal 75 00 25 00 60 00 4650 4650 4650 4650 4600 Colunas do Tapamento Página 19 7.2 Áreas de Influência 230046004600460046002300 ALVENARIA 20 00 80 00 20 00 A6A5A4A3A2A1 P1/2 P2/2 P3/2 P4/2 P5/2 P6/2 2 43 2 52 2 61 0,460,10*6,4 4,410,9*6,4 4,180,8*3,2 mAA mAA mAA === === === 7.3 Carregamentos São estes os carregamentos devido à atuação do vento: kNqAPP kNqAPP kNqAPP V V V 52,52/24,0*0,462/)*(2/2/ 97,42/24,0*4,412/)*(2/2/ 18,22/24,0*4,182/)*(2/2/ 343 252 161 ==== ==== ==== São estes os carregamentos devido à presença da ponte rolante: kNH L 4,30= OBS.: As cargas que solicitam a fundação das colunas de tapamento são as cargas mencionadas acima. Para a fundação dos pórticos(com contraventamento) a carga devida ao vento é de 3,17 kN (somatório das cargas dividido por 8) e devido à ponte rolante de 7,52 kN ((30,4*2)/8). 7.4 Análise do Contraventamento EDCBA T. LATERAL 46004650465025007500 A COBERTUTA Página 20 7.5 Determinação dos esforços de cálculo O contraventamento será calculado como treliça de altura constante. C D E α1 α2 α3 α3 1 1 2 2 3 3 4 4 7500 2500 4650 4650 4600 A B °== °== °== 22,52)65,4/6( 43,63)5,2/6( 66,38)5,7/6( 3 2 1 arctg arctg arctg α α α 7.5.1 Cálculo das Reações de Apoio Devido ao Vento: kNR PPPPPPRR A BA 67,122/)18,297,452,552,597,418,2( 2/)2/2/2/2/2/2/( 654321 =+++++= +++++== Devido à Ponte Rolante: kNHLRR BA 4,302/4,30*22/*2 ==== 7.5.2 Esforço de Cálculo Seção 1-1 Devido ao Vento: kNN RN A 28,20 67,12)66,38sen(* = == Devido à Ponte Rolante: kNN RN A 66,48 4,30)66,38sen(* = == Esforço de Cálculo: Considerando a Ponte Rolante como ação variável pri ncipal kNNd 03,9060,0*28,20*4,166,48*5,1 =+= Considerando o Vento como ação variável principal kNNd 83,7565,0*66,48*5,128,20*4,1 =+= Página 21 Seção 2-2 Devido ao Vento: kNN RN A 17,14 67,12)43,63sen(* = == Esforço de Cálculo: Devido à Ponte Rolante: kNN RHN AL 0,0 4,30)43,63sen(* = ==+ Considerando oVento como ação variável principal kNNd 84,1917,14*4,1 == Seção 3-3 Devido ao Vento: kNN PRN A 27,13 18,267,12)2/()22,52sen(* 1 = −=−= Esforço de Cálculo: Devido à Ponte Rolante: kNN RHN AL 0,0 4,30)22,52sen(* = ==+ Considerando oVento como ação variável principal kNNd 58,1827,13*4,1 == Seção 4-4 Devido ao Vento: kNN PPRN A 98,6 )97,418,2(67,12)2/2/()22,52sen(* 21 = +−=+−= Esforço de Cálculo: Devido à Ponte Rolante: kNN RHN AL 0,0 4,30)22,52sen(* = ==+Considerando oVento como ação variável principal kNNd 78,998,6*4,1 == 7.6 Dimensionamento 7.6.1 Contraventamento Lateral (Seção 1-1) Escoamento da seção bruta: 250,2 40*9,0 03,90 *9,0 **9,0 * cm f S A SfAR RR u d p dupd nttd ≥=≥ == = φ Ruptura da Parte Rosqueada: 239,7 25*75,0*65,0 03,90 *75,0*65,.0 **75,0*65,0 * cm f S A SfAR RR y d p dypd nttd ≥=≥ == = φ De acordo com a tabela 12 da NBR 8800 tem-se que barra que atende ao esforço é a de diâmetro igual à 11/4” com Ap igual a 7,92 cm². Página 22 7.6.2 Contraventamento Lateral (Seção 2-2) Escoamento da seção bruta: 255,0 40*9,0 84,19 *9,0 cm f S A u d p ≥=≥ Ruptura da Parte Rosqueada: 263,1 25*75,0*65,0 84,19 *75,0*65,0 cm f S A y d p ≥=≥ De acordo com a tabela 12 da NBR 8800 tem-se que barra que atende ao esforço é a de diâmetro igual à 5/8”com Ap igual a 1,98 cm². Adotaremos portanto para contraventamento lateral o diâmetro de 11/4”, Ap igual a 7,92 cm². 7.6.3 Contraventamento Cobertura (Seção 3-3) Escoamento da seção bruta: 251,0 40*9,0 58,18 *9,0 cm f S A u d p ≥=≥ Ruptura da Parte Rosqueada: 252,1 25*75,0*65,0 58,18 *75,0*65,0 cm f S A y d p ≥=≥ De acordo com a tabela 12 da NBR 8800 tem-se que barra que atende ao esforço é a de diâmetro igual à 5/8”com Ap igual a 1,98 cm². 7.6.4 Contraventamento Cobertura (Seção 4-4) Escoamento da seção bruta: 227,0 40*9,0 78,9 *9,0 cm f S A u d p ≥=≥ Ruptura da Parte Rosqueada: 280,0 25*75,0*65,0 78,9 *75,0*65,0 cm f S A y d p ≥=≥ De acordo com a tabela 12 da NBR 8800 tem-se que barra que atende ao esforço é a de diâmetro igual à ½”com Ap igual a 1,26 cm². Adotaremos portanto para contraventamento de cobertura o diâmetro de 5/8”, Ap igual a1,26 cm². 8. DIMENSIONAMENTO DA COLUNA DE TAPAMENTO A coluna mais solicitada é aquela que está submetida à carga de 0,92 kN/m² (carga devida ao vento). O momento causado por esta carga é de 33,12 kN.m. O momento de cálculo é portanto 1,4*33,12=46,37 kN.m. Seu comprimento Lb é igual a 1200 cm. O perfil mais econômico que satisfaz aos esforços é o CS 250x43 com Md/Rd =0,85. Página 23 9. DIMENSIONAMENTO DAS TERÇA,VIGAS DE TAPAMENTO E T IRANTES 9.1 Terças da cobertura 3,00m 3,00m 2,33m 2,33m terça terça terça pórtico pórticotirantes barra rígida qxqy q 10° e) Cargas 1ª hipótese 1,3G+1,5Q1(distribuída)+1,4x0,6V1*(direção X) 1,3G+1,5Q1(distribuída) ( direção Y) *Considerando que para α=90º atua sobre a cobertura ,ora carga de sobrepressão ora carga de sucção (Conforme mostrado no cálculo de vento para as carga ),Portanto nesta hipótese usaremos a carga de sobrepressão e na próxima será usada a carga de sucção. Terças e tirantes-----------0,06kN/m2 (estimado) Telha------------------------0,05kN/m2 G(Carga Permanente------0,11kN/m2 Q(Carga Acidental)--------0,15kN/m2 V1 (sobrepressão)-----------0,05kN/m 2 qdx=2,33x[1,4x0,6x0,05+(1,3x0,11+1,5x0,15) cos10°]=0,94kN/m qdy=2,33x(1,3x0,11+1,4x0,15)sen10°=0,14kN/m 2ª hipótese 1,0G+1,4V2*(direção X) 1,3G (direção Y) *A carga de vento será calculada para a zona de alta sucção onde a terça vai ser mais solicitada ,ou seja na região onde Cpe-Cpi=-1,4+0,3=-1,1( região 2),logo: q=1,1 x 0,48=0,53kN/m2 G(Carga Permanente)-------0,11kN/m2 V2(sucção)------------------ -0,53kN/m 2 qdx=2,33x(-0,53x1,4+1,0x0,11xcos10°)=-1,48kN/m qdy=2,33x1,3x0,11xsen10°=0,06kN/m 3ª hipótese 1,3G+1,5Q2(concentrada)* *Será considerada uma carga concentrada de 1kN aplicada no ponto médio da terça G(Carga Permanente)------0,11kN/m2 Q2(Carga Acidental)---------1 kN qdX=2,33x1,3x0,11xcos10°=0,33kN/m qdy=2,33x1,3x0,11xsen10°=0,06kN/m Pdx=1,5x1xcos10=1,48kN Pdy=1,5x1xsen10=0,26kN Página 24 f) Dimensionamento -Cálculo dos esforços: MX My qy 3,0m 3,0m 1ª hipótese: Mdx=0,94x6²/8=4,23kN.m Mdy=0,14x3 2/8=0,16kN.m ⇐ 2ª hipótese: Mdx=1,48x6²/8=6,66kN.m ⇐ Mdy=0,06x3 2/8=0,07kN.m 3ª hipótese: Mdx=0,33x6²/8+1,48x6/4=3,70kN.m Mdy=0,06x3 2/8=0,068kN/m C De acordo com o anexo C ,a flecha admissível para vigas bi-apoiadas suportando elementos de cobertura elásticos é de 1/180 do vão: δ=5ql4/(384EJ) (flecha) q=qx(Hipotese 1)=0,61kN/m=0,0061kN/cm Jx=190,60cm 4 E=205000MPA=20500kN/cm2 δ=(5x0,0061x6004/(384x20500x190,60)=3,07cm<600/180=3,33cm ok! 9.2 Verificação da terça da cobertura aos esforços combinados (Contraventamento) Mdx=6,66kN.m Mdy=0,16kN.m Nd=1,4x5,57=7,8kN Duplicando-se o perfil usando anteriormente os esforços serão, satisfeitos portanto usaremos um perfil reforçado com 2xU 101,6 x10,8 9.3 Verificação da escora do beiral à carga da pont e rolante HL Nd=1,5x30,4=45,6kN O perfil mais econômico que satisfaz aos esforços é um duplo laminado 2xU 152,4 x12,2 da Gerdau Página 25 9.4 Tirantes da cobertura a) Cargas q=1,3G+1,4Q G=0,11xsen10°=0,019kN/m2 Q=0,15xsen10°=0,026kN/m2 Nd=3 x 10,35(1,3 x 0,019+1,4 x 0,026)=1,9kN fy=250MPa=25kN/m2 fu=400MPa=40kN/m2 b) Resistência de cálculo ao escoamento da seção bruta 205,0 409,0 9,1 cm f S A ut d p =× = × ≥ φ c) Resistência de cálculo à ruptura da seção rosqueada 216,0 2575,065,0 9,1 75,0 cm f S A ut d p =×× = ×× ≥ φ De acordo com a tabela 12 da NBR 8800 adota-se o diâmetro de 1/2” com Ap=1,26cm 2 9.5 Vigas de tapamento lateral qy qx a) Cargas Vigas e tirantes---------0,06kN/m2 (estimado) Telha---------------------0,05kN/m2 Total(Permanente----0,11kN/m2 qy=2x0,11=0,22kN/m Vento--------------------0,52kN/m2 (Carga q1-ver cálculo de vento) qx =2x0,52=1,04kN/m b) Esforços solicitantes Mdy=1,3x0,22x3 2/8=0,31kN.m Mx=1,4x1,04x6²/8=6,55kN.m c) Verificação do perfil Será adotado o mesmo perfil das terças das cobertura δ=(5x0,0022x3004/(384x20500x18)= 0,63cm<300/180=1,67cm ok! 9.6 Tirantes do tapamento lateral Cargas Nd =1,3G=1,3x7,3x0,11=1,04kN Como o esforço encontrado é inferior ao encontrado no dimensionamento dos tirantes da cobertura,usaremos a mesma barra redonda de 1/2" 9.7 Vigas de tapamento frontal Página 26 qy qx δ=(5x0,0017x4604/(384x20500x233,1)= 3,11cm<3,33cm ok! a) Cargas Telha---------------------0,05kN/m2 Vigas -------------------0,07kN/m qy=2x0,05+0,07=0,17kN/m(Permanente) Vento--------------------=1,2x0,48=0,58kN/m2 qx=2x0,58=1,15kN/m b) Esforços solicitantes Mdy=1,3x0,17x4,6 2/8=0,59kN.m Mdx=1,4x1,15x4,6²/8=4,26kN.m c) Verificação do perfil O perfil adotado será U 101,6 x9,3 da Gerdau Md/Rd=1,0 qx=0,0017kN/cm Jy=15,5cm4 E=20500kN/cm2 10. DIMENSIONAMENTO DAS PEÇAS QUE COMPÕEM A TESOURA 5x2335 2x2300=4600 2x2300=4600 38 00 2642 30 00 10.1 Pórtico Principal 10.1.1 Banzo inferior Nd=65,67 kN Lflx=230 cm Lfly=460 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 76,2 x4,76 Nd/Rd=0,69. 10.1.2 Banzo superior Nd=90,09 kN Lflx=233,5 cm Lfly=233,5 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 63,5x4,76 Nd/Rd=0,84. Página 27 10.1.3 Diagonais externas Nd=80,45 kN Lflx=264,2 cm Lfly=264,2 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 63,5x4,76 Nd/xR=0,90. 10.1.4 Diagonais internas Nd=34,93 kN Lflx=380,0 cm Lfly=380,0 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 63,5x4,76 Nd/Rd=0,72. 10.1.5 Montantes Nd=15,67 kN Lflx=300,0 cm Lfly=300,0 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 50,8x3,17 Nd/Rd=0,60. 10.2 Pórtico com Mezanino 10.2.1 Banzo inferior Nd=65,84 kN Lflx=230 cm Lfly=460 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 76,2 x4,76 Nd/Rd=0,69.10.2.2 Banzo superior Nd=87,73 kN Lflx=233,5 cm Lfly=233,5 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 63,5x4,76 Nd/Rd=0,82. 10.2.3 Diagonais externas Nd=78,63 kN Lflx=264,2 cm Lfly=264,2 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 63,5x4,76 Nd/Rd=0,88. 10.2.4 Diagonais internas Nd=15,36 kN Lflx=380,0 cm Lfly=380,0 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 63,5x4,76 Nd/Rd=0,75. 10.2.5 Montantes Nd=15,36 kN Lflx=300,0 cm Lfly=300,0 cm O perfil que atende aos esforços de cálculo será uma cantoneira dupla de abas iguais 2L 50,8x3,17 Nd/Rd=0,60. Os perfis mencionados pertencem ao catálogo da Gerdau. Página 28 11. DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS DAS COLUNAS DO P ÓRTICO PRINCIPAL 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 2 0 0 0 14 0 0 850 11.1 Cálculo do comprimento efetivo de flambagem de acordo com o AISC(ver ref[1]) L1 L2 L3 P1 P2 I1 I2 X1 Y1 Y2 X3 X2 L1=2m P1=57kN I1=4556cm4 L2=7m P2=1029kN I2=27018cm4 Como: L2/Lt=7/(7+2)=0,8 P2/Pt=1029/(1029+57)=0,9 I1/I2=4556/27018=0,2 Temos: K1=0,625 K2=1,242 Daí, LFLX1=K1xLt=0,625x900=562,5cm LFLY1=1,00x200=200cm LFLX2=K1xLt=1,242x900=1117,8cm LFLX3=1,00x100=100cm LFLY2=1,00x700=700cm 11.2 Dimensionamento da coluna superior Nd=56,53kN Mdx=2874kN.cm Qd=28,78kN LFLX=562,5cm LFLY=200cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo é o CS 150x25 da série CS5884 11.3 Dimensionamento das colunas inferiores Nd=542,66kN Mdx=1872kN.cm Qd=19,62kN LFLX=100cm(considerando perfil isolado) LFLX=1117,8cm(considerando o conjunto) LFLY=700cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo é o CS 250x49 da série CS5884(inclusive adotando os esforços no conjunto) 11.4 Diagonais da coluna Nd=94,39kN LFLX=140cm LFLY=140cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo a cantoneira dupla 2L 50,8x4,76 da Gerdau 11.5 Montantes da coluna Nd=9,27kN LFLX=85cm LFLY=85cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo a cantoneira dupla 2L 19,05x3,17 da Gerdau 12. DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS DAS COLUNAS DO P ÓRTICO COM MEZANINO 12.1 Cálculo do comprimento efetivo de flambagem de acordo com o AISC Como os dados de entrada para o cálculo do comprimento efetivo de flambagem das colunas do pórtico com mezanino são praticamente os mesmos das colunas do pórtico principal ,portanto usaremos os mesmos comprimentos calculados neste. 12.2 Dimensionamento da coluna superior Nd=56,53kN Mdx=3774kN.cm Qd=34,45kN LFLX=562,5cm LFLY=200cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo é o CS 150x25 da série CS5884 12.3 Dimensionamento das colunas inferiores Nd=591kN Mdx=2117kN.cm Qd=25,10kN LFLX=100cm LFLY=700cm Página 29 O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo é o CS 250x49 da série CS5884 12.4 Diagonais da coluna Nd=94,17kN LFLX=140cm LFLY=140cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo a cantoneira dupla 2L 50,8x4,76 da Gerdau 12.5 Montantes da coluna Nd=18,22kN LFLX=85cm LFLY=85cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo a cantoneira dupla 2L 22,2x3,17 da Gerdau 13. PERFIL DE LIGAÇÃO ENTRE AS COLUNAS INFERIORES E A SUPERIOR Nd=41,33kN Mdx=3777kN.cm Qd=69,34kN LFLX=85cm LFLY=85cm O perfil de ligação para fins de detalhamento deverá ter a mesa superior com bfs=250mm e a mesa inferior com bfi=231 mm Verificando um perfil que satisfaça aos esforços,encontramos o VS 200x19 ,com bf=120mm<231mm,d=200mm, tw=4,75mm e tf=6,30mm;portanto o perfil de ligação terá seção indicada ao lado: 14. COLUNAS DO MEZANINO Nd=261,63 kN Mdx=917kN.cm Qd=2,96kN LFLX=340cm LFLY=680cm O perfil mais econômico que atende aos esforços de cálculo é o CS 200x34 da série CS5884 15. DIMENSIONAMENTO DA PLACA DE BASE 15.1 Coluna do Pórtico Principal 15.1.1 Solicitações de Cálculo Hx = -51,43 kN Nd= 218,85 kN Md= 280,22 kN 2/70,00,235,035,0 20 mkNfF MPafconcretonoCompressão ckC ck =⋅=⋅≤ = 15.1.2 Cálculo do Comprimento da Placa Página 30 fc T Y C/3a C 250 Hx M N e 23 0 B =2 90 40 40 20 20 L=310 ..3116 7,029 22,2806 7,0292 85,218 7,0292 85,218 /70,0 6 22 2 2 2 kocmcmL L cmkNFffazendo fB M fB N fB N L c cc ccc <= ⋅ ⋅+ ⋅⋅ + ⋅⋅ = == ⋅ ⋅+ ⋅⋅ + ⋅⋅ = 15.1.3 Cálculo de fc 2 2max 2max /25,0 3129 22,280 3129 85,218 cmkNf LB M LB N W M A N f c p c = ⋅ + ⋅ = ⋅ + ⋅ =+= 2 2min /23,0 3129 22,280 3129 85,218 cmkNfc =⋅ − ⋅ = 15.1.4 Cálculo de C ( ) ( ) cmff Lf C cc c 15,16 23,025,0 3125,0 minmax max = + ⋅= + ⋅ = 15.1.5 Cálculo da Espessura da Placa 2 1 2 22 max /06,02,12 /19,025,012,16 /70,0/25,0 cmkNxx cmkNx cmkNcmkNfc =− =∴− <= x1 x 12,2 4 C=16,2 0, 25 Página 31 22 2 1 1 2 6,02575,0/84,16 84,14 3 2 2 4 06,0 2 4 19,0 75,0/6 cmt cmKNM fMt y =⋅⋅= ⋅=⋅⋅⋅+⋅= ⋅⋅= mmtadotarcmt 1977,0 min =⇒=→ 15.1.6 Cálculo da Espessura da Placa Segundo AISC ( ) ( ) mmtadotarcmt cmtf t M cmkNPP a M cmkN H a W M A N P cmkN W M A N P cmkN W M A N P cmHBA cm HB W He p py p n Od dd O dd dd 1965,0 43,0 2525,19,0 62 2 6 25,19,0 225,0225,0 6 4 2 6 /25,0 2/25 4 1 4644 22,280 899 85,218 2/ 1 /23,0 4644 22,280 899 85,218 /25,0 4644 22,280 899 85,218 8993129 4644 6 3129 6 6/ min 22 2 2 max 2 2 2 min 2 max 2 3 22 =⇒=→ = ⋅⋅ ⋅=⇒≥ ⋅⋅=⋅ ⋅=⋅+=⋅+= = −+= −+= =−=−= =+=+= =⋅=⋅= =⋅=⋅= ≤ φ 15.1.7 Cálculo dos Chumbadores kNYaNMT cmCLa cmeCLY cmC cmkNfcmkNfSAEAço vt -81,9663,23/)13,1085,21822,280(/)( 13,1037,52/313/2/ 63,23237,5313/ 37,53/12,163/ /9/121020 22 =⋅−=⋅−= =−=−= =−−=−−= == == mm adotarT 22 0 min = ⇒<→ φ 15.1.8 Comprimento de ancoragem dos Chumbadores De acordo com a NBR 6118/2003 o comprimento de ancoragem é calculado do seguinte modo: mmm f f lb MPa f f MPaff MPaff bd yd c ctk ctd ctmctk ckctm 1,33067 78,04 43522 4 11,14,1 55,1 55,121,27,07,0 21,2203,03,0 inf, inf, 3 2 3 2 == ⋅ ⋅= ⋅ ⋅ = === =⋅=⋅= =⋅=⋅= φ γ MPaf mm aderênciamádesituação lisabarra bd 78,0 3200,1 70,0 00,1 321 3 2 1 =⋅⋅= ≤→= →= →= ηηη φη η η Página 32 15.2 Coluna do Pórtico com Mezanino 15.2.1 Solicitações de Cálculo Hx = 45,43 kN Nd= 296,07 kN Md= -269,25 kN 15.2.2 Cálculo do Comprimento da Placa ..318,18 7,029 25,2696 7,0292 07,296 7,0292 07,296 /70,0 6 22 2 2 2 kocmcmL L cmkNFffazendo fB M fB N fB N L cc ccc <= ⋅ ⋅+ ⋅⋅ + ⋅⋅ = == ⋅ ⋅+ ⋅⋅ + ⋅⋅ = 15.2.3 Cálculo de fc 2 2max 2max /34,0 3129 25,269 3129 07,296 cmkNf LB M LB N W M A N f c p c = ⋅ + ⋅ = ⋅ + ⋅ =+= 2 2min /32,0 3129 25,269 3129 07,296 cmkNfc =⋅ − ⋅ = 15.2.4 Cálculo de C ( ) ( ) cmff Lf C cc c 97,15 32,034,0 3134,0 minmax max = + ⋅= + ⋅ = 15.2.5 Cálculo da Espessura da Placa 2 1 2 22 max /09,097,11 /25,034,097,15 /70,0/34,0 cmkNxx cmkNx cmkNcmkNfc =− =∴− <= 22 2 1 1 2 8,02575,0/48,26 48,24 3 2 2 4 09,0 2 4 25,0 75,0/6 cmt cmKNM fMt y =⋅⋅= ⋅=⋅⋅⋅+⋅= ⋅⋅= Página 33 mmtadotarcmt 1990,0 min =⇒=→ 15.2.6 Cálculo da Espessura da Placa Segundo AISC ( ) ( ) mmtadotarcmt cmtf t M cmkNPP a M cmkN H a W M A N P cmkN W M A N P cmkN W M A N P cmHBA cm HB W He p py p n Od dd O dd dd 1977,0 59,0 2525,19,0 675,2 75,2 6 25,19,0 75,234,0235,0 6 4 2 6 /35,0 2/25 4 1 4644 25,269 899 07,296 2/ 1 /32,0 4644 25,269 899 07,296 /34,0 4644 25,269 899 07,296 8993129 4644 6 3129 6 6/ min 22 2 2 max 2 2 2 min 2max 2 3 22 =⇒=→ = ⋅⋅ ⋅=⇒≥ ⋅⋅=⋅ ⋅=⋅+=⋅+= = −+= −+= =−=−= =+=+= =⋅=⋅= =⋅=⋅= ≤ φ 15.2.7 Cálculo dos Chumbadores kNYaNMT cmCLa cmeCLY cmC cmkNfcmkNfSAEAço vt -115,9168,23/)18,1007,29625,269(/)( 18,1032,52/313/2/ 68,23232,5313/ 32,53/97,153/ /9/121020 22 =⋅−=⋅−= =−=−= =−−=−−= == == mm adotarT 22 0 min = ⇒<→ φ 15.2.8 Comprimento de ancoragem dos Chumbadores O comprimento de ancoragem para os chumbadores correspondentes às placas de bases dos pórticos com o mezanino é o mesmo do item 1.1.8 (2,15 m). 15.2.9 Cálculo da Barra de Cizalhamento O esforço Hx de 51,43 kN que solicita a base do pórtico principal será usado no dimensionamento da barra de cizalhamento uma vez que este valor é muito próximo ao esforço Hx de 45,43 kN que solicita a base do pórtico com o mezanino. Inicialmente adotou-se espessura de 12 mm e altura h 80 mm � Esforço de Cálculo: Hd=51,43 kN � Pressão de cálculo da barra sobre o concreto: Página 34 2 12 1 2 2 /98,0 7,07,0 /22,0 829 43,51 cmkNRAA A A fR cmkNP n ckn d =⋅⇒= ⋅⋅=⋅ = ⋅ = φ φ ..koRPComo nd →⋅< φ � Cisalhamento da barra considerando uma espessura de 12 mm de espessura: ../5,13/14,2 /5,13256,09,06,0 :Re /14,2 252,1 43,51 22 2 2 kocmkNcmkNComo cmkNf tocizalhamenaosistência cmkNF yV V →< =⋅⋅=⋅⋅ = ⋅ = φ � Flexão da barra de cizalhamento: espessuradaaumentoebarradaalturadainuiçãoMComo cmkNWf cmkNZf valoresdoisdosmenoroseráfletormomentoaocálculodesistência cmkNHM d yb yb dd dim75,168360 75,16825 6 2,1 2525,19,025,1 5,20225 4 2,1 259,0 :Re 3600,743,510,7 2 2 ⇒>= ⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅ ⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅ ⋅=⋅=⋅= φ φ � Aumentando a espessura para 16 mm e diminuído a altura para 50 mm tem-se: � Pressão de cálculo da barra sobre o concreto: 2 12 1 2 2 /98,0 7,07,0 /35,0 529 43,51 cmkNRAA A A fR cmkNP n ckn d =⋅⇒= ⋅⋅=⋅ = ⋅ = φ φ ..koRPComo nd →⋅< φ � Flexão da barra de cizalhamento: ..3009,282 0,30025 6 6,1 2525,19,025,1 0,36025 4 6,1 259,0 :Re 9,2820,743,515,5 2 2 koMComo cmkNWf cmkNZf valoresdoisdosmenoroseráfletormomentoaocálculodesistência cmkNHM d yb yb dd ⇒>= ⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅ ⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅ ⋅=⋅=⋅= φ φ Página 35 55 Pd 250 30 A2 A1 h= 50 e=16 16. DIMENSIONAMENTO DA VIGA DE ROLAMENTO 16.1 Pré-dimensioamento 16.1.1 Flechas admissíveis g) Vertical: a. L/600 para vigas com pontes rolantes com capacidade menor ou igual à 20 tf; h) Lateral a. L/600 para vigas para qualquer ponte rolante. 16.1.2 Relações para pré-dimensionamento Segundo recomendações do livro do Hildony, tem-se os seguintes parâmetros para um pré- dimensionamento: bfs bfi tw tfs tfi h � Altura da Viga: 429600 14/600010/6000 600/14/10/ >> >> →>> d d LParaLdL � Mesas Comprimidas: 150300 40/600020/6000 40/20/ >> >> >> d d LbL f � Relação entre a espessura da mesa e da alma: 4≤ w f t t � Espessura mínima recomendada: mmt mmt fs w 5,12 3,6 ≥ ≥ Página 36 16.1.3 Adoção do perfil Utilizando perfil soldado VS, encontramos um perfil com seção mínima exigida pelo pré- dimensionamento que é o VS 450 x 60. Após um cálculo expedito submetendo este perfil à flexão, segundo a NBR 8800/86, verifica-se que o mesmo não atende aos esforços. O mesmo acontece com o perfil de seção máxima exigida no pré- dimensionamento, o VS 600 x 152. As verificações serão feitas para o perfil VS 700 x 105, que possui as seguintes características geométricas: mmbb mmtt mmh mmd fifs fifs 0,8 5,12 675 700 == == = = 16.1.4 Propriedades Geométricas da Seção Vertical ( ) ( ) ( ) ( ) 22 2 3 4 2 25,366125,1270 4 8,0 25,17025,132 2 4 ;0,3287, ;0,115045, ;0,134, cmZ td t tdtbZ cmWpeçadaxeixoaorelaçãoemSeçãodeMódulo cmIpeçadaxeixoaorelaçãoemInérciadeMomento cmAÁrea X f w fffX X X =⋅−⋅+−⋅=− ⋅−⋅+−⋅=− =− =− =− 16.1.5 Propriedades Geométricas da Seção Horizontal Segundo a NBR 8800 na tabela 1 da página 22, caso 6 tem-se que: mmtb w 16882121 =⋅=⋅= Na tabela abaixo 17. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] BELLEI, IIdony, Edifícios industriais em aço.Projeto e cálculo.Editora Pini Ltda. [2] ABNT, NBR 8800, Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edificios.1986. [3] ABNT, NBR 6123, Forças Devidas ao Vento em Edificações.1988. [4] ABNT, NBR 6120, Cargas para o Cálculo de Estruturas de Edificações.1982. [5] Companhia Brasileira de Projetos Industriais, Galpões para Usos Gerais.Bibliografia Técnica para o Desenvolvimento da Construção Metálica.2001. [6] Associação Brasileira da Construção Metálica, Aço na Construção .Editora Pini Ltda.1987. [7] Codeme Engenharia Ltda,Stell Deck CE 75.A Solução Definitiva em Lajes .Editora Pini Ltda. [8] Sistemas Totais de Transportes Internos S/A,Ponte Rolante.Munck. Página 37 18. ANEXOS
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