PROJETO DE UMA COBERTURA EM TRELIÇA DE AÇO PARA UMA EDIFICAÇÃO RETANGULAR

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Palavras-chave: Treliças de aço; dimensionamento; estado limite último.

1 INTRODUÇÃO

A cobertura é um conjunto de elementos resistentes e protetores destinados a fechar a parte superior de uma edificação. Ela funciona como elemento essencial de abrigo para os espaços internos de uma edificação. Sua forma e construção devem controlar a passagem de água, ar e calor. Deve ser estruturado de forma a vencer grandes vãos livres e suportar seu peso próprio além de outras cargas incidentes de maneira econômica. A forma de um sistema de cobertura, plano ou inclinado, desempenha papel fundamental na imagem da edificação.

A treliça de aço é um dos sistemas estruturais, mais utilizados na construção civil para vencer grandes vãos. As construções em aço podem ser totalmente projetadas e realizadas nas fábricas. Apenas a montagem ocorre no canteiro de obras, agilizando a construção podendo os serviços serem concluídos em três dias (gerando pouca sujeira, entulho e desperdício) dependendo do tamanho da obra. As desvantagens do aço, por ser metálico, ele está sujeito a corrosão e enferruja mento por conta de maresia. “Os órgãos de certificação do aço estimam uma durabilidade do material de cerca de 50 anos quando exposto a variações climáticas convencionais. Quando sofre impacto de maresia, essa resistência cai pela metade”. Além disso, ainda há pouca mão de obra qualificada para realizar pequenos consertos em coberturas de aço. O estoque de aço em lojas de material para construção também é mínimo. No geral, esse material é parte de um sistema construtivo complexo, que precisa ser projetado e encomendado com antecedência.

A instalação de coberturas de aço pode custar em média 10% a mais que as de madeira, mas não necessitam de manutenção. “O material também é menos suscetível à deterioração por umidade e ao ataque de insetos”. O mercado de aço no Brasil oferece algumas opções desse material para a construção de coberturas residenciais. Entre elas está o aço galvanizado, o zincado e o patinável (este com resistência até três vezes maior do que o aço comum ASTM A36). Essas duas últimas opções são indicadas em situações de maresia e exposição à água.

1.1 OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo a elaboração de um projeto para uma cobertura composta por treliças de aço, referente a uma edificação retangular que será utilizada como restaurante na cidade de Maringá-PR. Os cálculos e parâmetros adotados para cada etapa seguem as respectivas normas em vigência.

1.2 DESCRIÇÃO E DETALHES DO PROJETO

As características arquitetônicas do projeto são que a cobertura apresenta forro de gesso acartonado, utilização de telhas metálicas termo-acústicas com inclinação de 5%. Adotou-se o uso de Treliça Howe com perfil tipo “U” onde as diagonais são comprimidas e os montantes são tracionados. [pic 2]

[pic 3]

A cidade onde será construída, Maringá-PR, apresenta umidade relativa anual média de 64,08 %, avaliada entre os anos de 1987 a 2007 como mostra a figura 3.

[pic 4]

1.3.2.1 Combinação de ações no ELU

As solicitações podem ser combinadas no estado limite último em casos normais e transitórios (uso previsto da estrutura) e em caso de ação excepcional (uso não previsto da estrutura), conforme NBR 8800: 2008. Essa combinação é obtida pela equação 1.

- = [pic 5][pic 6]

Equação 1. Solicitações do ELU. Fonte : NBR 8800:2008

Onde:

: solicitação combinada no ELU; [pic 7]

: carga permanente; [pic 8]

:ação variável principal; [pic 9]

:ação variável usada em combinação com a primeira; [pic 10]

:coeficiente de majoração da carga permanente; [pic 11]

:coeficiente de majoração da carga variável principal; [pic 12]

:coeficiente de majoração das cargas variáveis em combinação; [pic 13]

:fator de combinação de ações.[pic 14]

Nos casos em que as ações de curta duração, como por exemplo as cargas de vento, são consideradas como carga variável principal () , minora-se o valor multiplicando por 0,75. O fator de carga e o coeficiente de majoração necessários para a combinação das ações se encontra a seguir nas tabelas 3 e 4.[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

1.3.2 Base de Cálculo Segundo NBR 8800:2008

1.3.2.1 Combinação de ações no ELU

(1) [pic 18]

Equação 1 - Solicitações do ELU. Fonte: autores, 2015.

A NBR 8822:2008, permite-se que as solicitações podem ser combinadas nos seus estado limite último em casos normais e transitórios (uso previsto da estrutura) e em caso de ação excepcional (uso não previsto da estrutura). Assim a equação (1) é utilizada nesses casos, onde:

= solicitação combinada no ELU;[pic 19]

= carga permanente;[pic 20]

= ação variável principal;[pic 21]

= ação variável usada em combinação com a primeira;[pic 22]

= coeficiente de majoração da carga permanente;[pic 23]

= coeficiente de majoração da carga variável principal;[pic 24]

= coeficiente de majoração das cargas variáveis em combinação;[pic 25]

= fator de combinação de ações.[pic 26]

Em casos onde ações de curta duração (vento em edificações) são consideradas como variável principal (Q1), multiplica-se seus valores por 0,75. Os coeficientes de majoração e fator de carga necessários para a combinação das ações estão listados nas tabelas 3 e 4 .