Trabalho de Estruturas Metálicas

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Problema proposto

Um galpão para uso industrial, localizado em terreno plano do distrito industrial de Palhoça, Santa Catarina tem sua cobertura sustentada por treliças metálicas. A estrutura metálica é uma treliça tipo Howe, conforme figura 1 com 14 metros de comprimento. As telhas são de fibrocimento ondulado. O galpão tem 6 metros de pé direito com comprimento total de 54 metros.

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Figura 1 - Treliça Howe

Fonte: Autores

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Ferramentas utilizadas

Para a solução do problema proposto faremos utilização de algumas ferramentas. Para a representação gráfica do galpão e das treliças, será usado o software AutoCad, da empresa AutoDesk. Para o Cálculo dos esforços nas barras será usado o Ftool, programa desenvolvido pela PUC-Rio. O Excel também poderá ser utilizado como ferramenta de cálculo em algum momento no decorrer da elaboração da resolução.

Para determinação dos ventos será utilizada a norma NBR6123/1988 e para o dimensionamento da estrutura metálica a norma NBR 8800/2008.

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Roteiro para realização do trabalho

Primeiramente precisamos reunir informações concebidas no enunciado e definir outras de responsabilidade do projetista, como o espaçamento entre as montantes, por exemplo. São esses dados iniciais indispensáveis para o desenvolvimento das demais etapas do trabalho.

Em seguida devemos determinar a ação do peso próprio da estrutura (treliça e telha). Adicionar ainda uma sobrecarga relativa à pressão do vento em suas duas direções mais críticas e outra relativa à carga acidental.

Na terceira etapa devemos fazer escolha de um perfil. Calcular os esforços em cada uma das barras para que seja possível fazer comparação de valores entre os esforços limites e os esforços aplicados.

Caso verifique-se que o primeiro perfil adotado atende a demanda solicitada encerra-se então o trabalho de dimensionamento, caso contrário arbitra-se um novo perfil e se reinicia o processo de cálculo de esforços e verificação.

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Informações levantadas e definidas

O galpão a ser calculado terá duas de suas paredes permeáveis e duas impermeáveis. Possuirá 9 vãos de 6 metros entre 11 treliças com 14, metros de largura,a altura total do mesmo será de 6,70 metros, sendo estes 6 metros de parede e outros 0,70 metros de altura da treliça. Veja na figura2 a distribuição das treliças no galpão e na figura3 as dimensões citadas anteriormente.

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Figura 2 - Distribuição de Treliças no Galpão

Fonte: Autores

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Figura 3 - Dimensões do Galpão

Fonte: Autores

A treliça arbitrada por nosso grupo possui um espaçamento entre montantes de 1,75 m, com inclinação de 10% sua altura no maior dos montantes será de 0,70 m e medidas diagonais crescentes, conforme detalhado na figura4.

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Figura 4 - Dimensões da Treliça

Fonte: Autores

Os nós de intersecção das barras foram nomeadosde1a16, conforme figura5.

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Figura 5 - Nomenclatura dos Nós

Fonte: Autores

A Telha escolhida para uso é a telha de fibrocimento ondulada da marca Brasilit, com 8 mm de espessura, na figura 6 podemos observar o desenho detalhado da mesma.

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Figura 6 - Detalhamento da Telha Utilizada

Fonte: Brasilit

Todas as ligações serão feitas por solda, conforme informado no enunciado do trabalho.

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Forças Atuantes

As forças atuantes sobre a estrutura são uma composição de ações permanentes e ações variáveis.

A ação permanente é composta de peso próprio da estrutura que é de 0,30KN/m² conforme definido no enunciado e peso da telha que é de 0,24 KN/m² conforme catálogo do fabricante.

As ações variáveis são compostas de sobrecarga e das ações dos ventos, que está definida pela norma NBR6123/1988.

Serão feitas três combinações para que haja simulação das piores situações, as combinações consistem em ações permanentes de sobrecarga; Ações permanentes, sobrecarga e vento com 0º e Ações permanentes e vento 90º.

Todos os coeficientes de ponderação e combinação de ações foram utilizados conforme rege a norma NBR8800/2008.

As ações, que não são cargas distribuídas de maneira uniforme pelo telhado serão transferidas para a estrutura da treliça de forma pontual nas 8 terças, onde as extremidades recebem menor carga,conforme representações a seguir:

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Figura 7 -

Fonte: Autores

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Figura 8 -

Fonte: Autores

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Cálculo de forças atuantes:

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Ações permanentes:

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Peso Próprio (G1)

- Coeficientes de ponderação das ações (NBR8800-2008)

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- Determinação das cargas nodais

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