trabalho aço e madeira

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FACULDADE INGÁ
Mantida pela Unidade de Ensino Superior Ingá Ltda.
CREDENCIADA PELA PORTARIA N.º 1908/99, DE 30 DE DEZEMBRO DE 1999.
TRABALHO AÇO E MADEIRA
 Acadêmico: 
 Reinaldo Tilhaque RA: 15803.17
 
 
 Turma: 4°ano de Engenharia Civil Noturno 
 Professor: Rafael Cassimiro
Maringá, 2017
TRABALHO AÇO E MADEIRA
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Civil, da Faculdade Ingá, na disciplina de aço e madeira, como requisito parcial de avaliação do 3° bimestre, sob a orientação do Professor: Rafael Cassimiro.
 
 
 
Maringá, 2017
FLEXOCOMPRESSÃO E FLEXOTRAÇÃO
CONCEITO DE VIGA-COLUNA
As hastes dimensionadas à lexocompressão são geralmente denomjnadas vigas-colunas.Peças estruturais perfeitamente retilíneas com cargas perfeitamente centradas não exjstem na prática. As colunas apresentam imperfeições construtivas e as cargas são aplicadas com alguma excentricidade. Entretanto, para uma coluna com carga teoricamente centrada, esses efeitos, se limitados às tolerâncias de norma, estão considerados na tensão resistente com efeito de flambagem.:., e a coluna pode ser dimensionada para "compressão centrada"  Existem casos em que a carga paralela ao eixo da haste atua com excentricidade de maior importância do que as devidas a defeitos construtivos, como, por exemplo, colunas ou escoras sujeitas a cargas transversais, colunas com cargas excêntricas, colunas pertencentes a pórticos etc. O dimensionamento se faz então levando em conta o momento fletor e o esforço normal, veriicando a flambagem sob efeito das duas solicitações. A Fig. 1. 1 apresenta algumas situações possíveis. A mais simples é aquela em que a haste sob flexocompressão reta (apenas em um plano) não está sujeita à flambagem, por exemplo, por ser uma haste curta, como ilustra a Fig. 7. l a. Se a haste for esbelta e dispuser de contenção lateral no plano perpendicular ao da flexão, ela pode apresentar flambagem no modo de coluna,
Fig. 1 Exemplos de viga-coluna: (a) haste sob flexocompressão sem efeito de tlambagem; (b) haste sob flexão em torno do eixo x e compressão com flambagem no plano do momento fletor (a flambagem no outro plano é impedida pela contenção lateral); (c) haste sob compressão e flexão em tono do eixo x com flambagem lateral (fora do plano do momento), isto é, com deflexão lateral no plano x􀜛 e possível torção em tono do eixo z; (d) haste sob compressão e flexão oblíqua (em tono dos eixos x e y) com flambagem.
no plano da flexão (Fig.  l b) . Retirando a contenção lateral no plano xz, a haste fica sujeita à flambagem lateral, isto é, no plano perpendicular ao de flexão, podendo ou não incluir torção da haste A Fig. 1. l d ilustra o caso de flexão composta oblíqua (em dois planos) com flambagem.O comportamento de vigas-colunas pode ser descrito a partir de uma haste de perfil I compacto (sem flambagem local) sob compressão N e momento M, no plano da alma aplicado na sua extremidade superior.No gráfico da Fig. 2b considera-se, para uma carga N constante, a ação do momento M, crescente em função da rotação e .. da seção do topo, em torno do eixo x. Focaliza-se inicialmente o caso de coluna curta (Fig. 2a). Em regime elástico, as tensões normais são determinadas pela combinação das tensões devidas à carga N, ao momento M,, e ainda das tensões residuais. As maiores tensões ocorrem na seção do topo, e a plastificação é iniciada na mesa comprimida pelo momento. Com o acréscimo de M,, a plastiicação progride na seção do topo e nas seções vizinhas até que se atinge o momento M,  com a formação de uma rótula plástica no topo. Devido à presença do esforço normal N, a resistência M, é menor do que o momento MP de plastiicação total da seção que ocorre em vigas. No caso de coluna longa sob as mesmas condições de carga e apoios (Fig. 2c), o comportamento (ilustrado pela linha grossa na Fig. 7.2b) é inicialmente similar ao da coluna curta. Entretanto, antes de atingir a resistência da seção do topo, inicia-se o processo de flambagem em torno do eixo de menor inércia (y), isto é, fora do plano do momento fletor. Dependendo da
intensidade da carga N, esse modo de flambagem pode ser de flexão (como coluna) ou incluir torção da haste (como na lambagem lateral de vigas) . Devido ao processo de flambagem, a seção mais solicitada estará ao longo do vão e não mais no topo.
Fig. 2 Comportamento de vigas-colunas sob ação de carga N constante e momento M, crescente: (a) viga curta com p lastificação da seção de extremidade sujeita ao momento máximo; (b) gráico momento X rotação da seção extrema e diagramas de tensões; (c) coluna com flambagem fora do plano de flexão. Dois aspectos devem, então, ser abordados no projeto de vigas-colunas:
- resistência das seções;
- determinação dos esforços solicitantes decorrentes do processo de flambagem (efeitos de 2• ordem).
 
RESISTÊNCIA DA SEÇÃO
Em uma certa seção de uma viga-coluna atuam o esforço normal N e o momento fletor M. Aplica-se o princípio de superposição para combinar as tensões normais r,. e r" oriundas, respectivamente, do esforço normal e do momento fletor em regime elástico. O critério de limite de resistência baseado no início de plastificação Se for permitida a plastiicação total da seção, então o limite de resistência pode ser calculado para as duas si tu ações de posição da linha neutra plástica ilustradas na figura
 
 
Fig. 3 (a) Resistência da seção limitada ao início da plastificação; (b) resistência da seção associada à plastificação total Viga-coluna com Extremos lndeslocáveis Trata-se do caso  no qual a viga-coluna com extremos indeslocáveis apresenta uma detlexão lateral 8, resultante da ação da compressão e do momento fletor. Considera-se inicialmente o caso em que são aplicados nas extremidades momentos M iguais e opostos .Sa. Sob ação desses momentos, apenas, a viga-coluna apresentaria uma deflexão primária no meio do vão. Viga-coluna com Extremidades Deslocáveis O comportamento não linear de vigas-colunas com extremidade deslocável lateralmente pode ser estudado decompondo-se em parcelas tanto a configuração deformada quanto o diagrama de momentos fletores. Os deslocamentos são desmembrado_ em uma configuração retilínea ligando os pontos extremos afastados lateralmente de 1 e uma coniguração deformada da curva ao longo da haste representada pelo deslocamento 8. O diagrama de momentos pode ser decomposto em três parcelas:
- M1 é o momento de 1 ." ordem, calculado na situação da haste indeformada;
- M. é o momento da força axial decorrente do deslocamento lateral do extremo da haste;
- M8 é o momento da força axial devido ao deslocamento do eixo da haste 8, tal qual o momento de 2." ordem da viga-coluna com apoios extremos indeslocáveis
 
MÉTODO DA AMPLIFICAÇÃO DOS ESFORÇOS SOLICITANTES
Os esforços solicitantes de projeto resultantes de análise de 2." ordem podem ser obtidos de forma aproximada aplicando-se os coeicientes 81 e 82), respectivamente.
aos resultados de duas análises lineares a serem superpostas: análise da estrutura impedida
de deslocar-se lateralmente (estrutura nt) e análise da estrutura deslocável (estrutura lt)
sujeita apenas às cargas horizontais iguais às reações obtidas na estrutura nt,
ESFORÇOS SOLICITANTES DE PROJETO
No método de análise da estabilidade de estruturas apmticadas adotado pela NBR 8800, o esforço normal resistente à compressão com flambagem (N1 ,<,) a ser aplicado nas é
calculado com base no coeficiente K de flambagem igual a 1 ,0, ou seja, o comprimento de flambagem é tomado igual ao comprimento da haste. Trata-se de uma importante simplificação em relação ao procedimento de projeto anteriormente adotado, em que K deveria ser calculado da teoria da estabilidade elástica ou de forma aproximada por meio dos ábacos de pontos alinhados (NBR 8800, 1 996). Para permitiresta simplificação no processo de verificação em estado limite último, este método impõe a determinação dos esforços internos segundo uma análise elástica com não linearidade geométrica. Devem ser considerados os efeitos que produzem acréscimos de deslocamentos laterais e que não estão explicitamente modelados tais como i mperfeições geométricas e os efeitos denominados efeitos de imperfeições de material. A calibração do método é efetuada frente aos resultados obtidos de análises inelásticas de 2." ordem que consideram a progressão da plasticidade distribuída na seção transversal e ao longo do comprimento dos elementos incluídas as tensões residuais
 
SISTEMAS DE CONTRAVENTAMENTO
Sistemas estruturais formados por treliças e pórticos dispostos em planos verticais paralelos, como é usual em cobe11uras, estruturas para galpões e para ediicações, devem
ser contraventados para garantir sua estabilidade lateral e reduzir o comprimento de flambagem das hastes comprimidas. Conforme exposto no Item 1 .9.4, nos sistemas estruturais para edificações em que as ligações viga- pilar são flexíveis, o contraventamento é essencial para restringir o deslocamento lateral dos pilares. Identiicam-se dois tipos de sistemas de contraventamento para pilares, : contenção nodal e contenção relativa. No sistema de contenção nodal, o elemento de contraventamento é conectado a um ponto da haste contra ventada e a um apoio externo tal como o encontro rígido Por isso, o controle do deslocamento é feito de forma independente dos outros pontos contraventados. Já na contenção relativa, o elemento de contraventamento é conectado a um outro ponto contraventado adjacente para oferecer restrição ao movimento lateral. a diagonal e a haste horizontal compõem o sistema de contraventamento. Entretanto, nos casos em que a haste horizontal é uma viga inserida em um sistema de piso muito rígido em seu próprio plano, a rigidez e a resistência da diagonal é que controlam o comportamento do sistema.
DIMENSIONAMENTO DO CONTRAVENTAMENTO DE COLUNAS
 
Fig. 4 0 Sistemas de contraventamento para pilares; (a) contenção nodal; (b) contenção relativa.
A coluna com imperfeição geométrica 80 está contraventada no meio do vão,
sendo este contraventamento representado pela mola de rigidez k. O diagrama de corpo livre do trecho inferior da, onde Fb,. é a força na mola. Após a
deformação, este trecho inferior pode ser representado de forma aproximada pelo diagrama da , em que o momento M0 não foi considerado e 8 é o encurtamento da mola. Escrevendo- se a equação de equilíbrio de momento em tono do ponto A Para a coluna perfeita (80 = 0),  fonece a rigidez ideal k;, necessária para que a coluna atinja a sua carga crítica Nc,. (l,) associada ao comprimento de flambagem L.