A ESTRUTURA METÁLICA

...

---------------------------------------------------------------

- ESTUDO DE UM CASO REAL

Descrição da estrutura estudada

Cobertura de vidro em estrutura metálica sobre edifício de 10 m de altura.

Dados do perfil adotado para os cálculos

- Perfil laminado

- Massa: 15 kg/m

- Aço: ASTM A-36

- Resistência de escoamento (tração/compressão): 250 Mpa ou 25 kN/cm²

- Tensão última= 400 Mpa ou 40 kN/cm²

[pic 1]

- d=240 mm

- h=200 mm

- bf=100 mm

- Lw=20 mm

Nos cálculos desconsideramos o peso próprio das terças, pois são estruturas pequenas que não trarão impactos significativos nos resultados finais.

Dados do vidro

- Temperado

- Na estrutura há 4 placas de vidro de 2,55 m com uma espessura de 10 mm;

- Segundo o fabricante, peso por área de material: 25 kg/m²;

- Portanto, o peso do vidro por placa corresponde a: 6m*2,55m*25kg/m² = 382,50kg.

Dados adotado do vento

Segundo Blessmann (1978, p. 9 e 10) destaca que:

“o avanço do grau de refinamento dos projetos estruturais conseguido com oemprego de computadores, torna necessário um conhecimento mais preciso das cargas e dos esforços que agem sobre as estruturas; o emprego de materiais de alta resistência conduz a estruturas mais leves e mais esbeltas, nas quais a ação do vento passa a ter uma importância relativa maior, podendo inclusive surgir efeitos dinâmicos de importância, além dos efeitos estáticos; as vedações de muitas estruturas são constituídas por painéis leves, susceptíveis de serem danificados ou arrancados por fortes rajadas de vento, principalmente em partes da edificação sujeitas a fortes sucções, o que altera radicalmente as considerações iniciais do projeto”

De acordo com o conteúdo abordado em sala na disciplina de Estruturas de Edifícios I, para o vento, adotando-se um valor de 2 kN/m² está sendo considerada na estrura o efeito de barlavendo, bem como de sotavento para uma velocidade na região de Curitiba de 144 Km/h. Este valor é uma forma de simplificar o efeito do vendo sobre a estrutura.

Para o desenvolvimento dos cálculos apenas consideramos o vento agindo sobre a cobertura, ou seja, no vidro e não nos pilares, pois os últimos são estruturas esbeltas e o vento que os atinge apresenta-se como um valor insignificante.

Dados adotados da sobrecarga

Consideramos como sobrecarga na estrutura a chuva de granizo com uma força de 3 kN/m² agindo sobre o vidro.

- REPRESENTAÇÃO DA ESTRUTURA E NOMENCLATURA DAS PEÇAS

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

- DESENVOLVIMENTO DOS CÁLCULOS

- CARGAS PERMANENTES (PESO PRÓPRIO)

Cargas para treliça 1 = treliça 3

- Peso do vidro por área de material: 25 kg/m²;

- Dimensão considerada: 5,10 m por 3,00 m;

- 25 kg/m² * 3,00 m = 75 kg/m (valor do peso do vidro sobre a treliça);

- Portanto o valor da carga é 75 kg/m = 0,75 kN/m (1kg=10N).

[pic 8]

---------------------------------------------------------------

Cargas para treliça 2

- Peso do vidro por área de material: 25 kg/m²;

- Dimensão considerada: 5,10 m por 6,00 m;

- 25 kg/m² * 6,00 m= 150 kg/m (valor do peso do vidro sobre a treliça);

- Portanto o valor da carga é 150 kg/m= 1,5 kN/m (1kg=10N).

[pic 9]

Cargas para o conjunto viga e pilar (pórtico)

Cargas concentradas atuantes nas extremidades do pórtico:

- Ultilizando o peso da treliça 1=treliça 3 multiplicado pela dimensão 5,10 m= 0,75 kN/m * 5,10 m= 3,825 kN.

- Nas extremidades levar em consideração o peso de carga pilar P1=P3=0,375 kN.

- Portanto em cada extremidade está chegando uma força de: 3,825 kN + 0,375 kN= 4,2 kN.

Cargas concentradas atuantes no meio do pórtico:

- Ultilizando o peso da treliça 2 multiplicado pela dimensão 5,10 m= 1,5 kN/m * 5,10 m= 7,65 kN.

- Levar em consideração o peso de carga pilar P2 =0,375 kN.

- Portanto no centro do pórtico há uma força de: 7,65 kN + 0,375 kN= 8,025 kN.

Carga distribuída atuante no pórtico:

- A carga distribuída está aplicada na parte superior do pórtico a qual corresponde o peso próprio da “viga de aço”.

- Utilizar a massa que o fabricante forneceu 15 kg/m;

- Portanto o valor da carga é de 0,15 kN/m

- CARGA VARIÁVEL (VENTO) [pic 10]

Cargas para treliça 1 = treliça 3

- Utilizando uma pressão de vento de 2kN/m².

- Dimensão de 5,10 m por 3,00 m;

- 2 kN/m²