MONOVIAS COM PERFIS ESTRUTURAIS GERDAU. Pedro Fereguetti Atendimento Técnico da Gerdau PERFIS ESTRUTURAIS GERDAU ARTIGO TÉCNICO 1.

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1 ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU 1. INTRODUÇÃO Amlamente utilizado na indústia, monovia é deinida como o caminho de olamento dos sistemas de içamento de cagas utilizando talhas manuais ou eléticas (igua 1 e ). O deslocamento é ealizado aoiando-se as odas do tole (igua 1), equiamento esonsável ela movimentação da talha, na aba ineio da monovia. 3. TALHAS De maneia geal, os onecedoes de talhas disonibilizam em seus catálogos as dimensões caacteísticas do equiamento (igua ), a caacidade de içamento e as cagas sobe as odas do tole. As inomações eeentes ao caminho de olamento se limitam a mosta quais são as dimensões mínimas do eil adequado à geometia das talhas, não avaliando o dimensionamento estutual da monovia adequado aa cada situação. Fig. 1 Tole / Talha Manual Fig. Talha Elética A utilização dos eis Estutuais Gedau como caminho de olamento é vantajosa em váios asectos: Amla vaiedade de bitolas: otimiza o eso da seção de aço a se utilizado como monovia; Abas lagas: Facilitam o aoio do tole na aba do eil; Comostos em aço estutual de alta esistência: eduz o eso da monovia. Esse atigo oõe onece uma visão geal aa o dimensionamento da monovia utilizando os eis Estutuais Gedau.. MONOVIAS Monovias ou caminhos de olamento odem se iados em vigas metálicas ou de conceto, em lajes, odendo também seem susensas o colunas tio mão ancesa ou simlesmente aoiadas nas etemidades atavés de colunas. Esse caminho ode se eto ou em cuva, também é comum utiliza a monovia em balanço. aa todos os casos as talhas ossuem um tole elético ou manual ojetado aa atende as necessidades do caminho de olamento e da utilização do cliente. O esente tabalho detemina citéios aa o dimensionamento de uma monovia biaoiada eta com os aoios deinidos conome a igua 3. Fig. Caacteísticas dimensionais da talha Como, atualmente, não há uma adonização da geometia dos equiamentos, eiste uma gande vaiação das caacteísticas técnicas das talhas. Devido a esse motivo, oam avaliados alguns catálogos técnicos de abicantes de talhas com o objetivo de identiica quais caacteísticas são mais comuns às talhas disoníveis no mecado. 3. REMISSAS ARA RÉ-DIMENSIONAMENTO Com base nos catálogos de onecedoes de talhas e nas caacteísticas necessáias aa o cálculo da monovia, seguem as vaiáveis consideadas aa o é-dimensionamento: vão live da monovia; caacidade de içamento da talha; quantidade e aastamento das odas do tole; osicionamento da oda do tole na monovia; eso do tole e dos disositivos de içamento; eso óio da monovia. 3.1 Citéios geais aa a veiicação da Monovia aa eeitos de cálculo, as monovias oam dimensionadas como vigas biaoiadas sem contenção lateal. As soluções aa as monovias oam oostas utilizando a séie de eis Estutuais Gedau, de maneia a se obte a seção com o meno consumo de aço aa atende a solicitação do caegamento imosto ela talha. Fig. 3 Aoio Monovia Os ocedimentos de cálculo adotados aa a veiicação da monovia oostos o esse atigo se eeem a oeações egulaes de talhas onde o caegamento é centado na alma do eil, o tole ossui no máimo quato odas e a caga devido ao imacto lateal é eesentada o um ecentual da caacidade de içamento da talha. Não é consideado nenhum esoço devido à toção. MONOVIAS COM ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU edo Feeguetti Atendimento Técnico da Gedau

2 ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU Em caso de talhas submetidas a condições seveas ou eseciais de caegamento, cabeá ao ojetista e ao abicante do equiamento avaliaem quais os citéios devem se atendidos ela monovia. Toda a simbologia, não eseciicada no atigo, baseou-se no caítulo 3 da ABNT NBR 8800: Nomas e manuais utilizados aa o cálculo da monovia Noma Basileia ABNT NBR 8800, ojeto de estutuas de aço e de estutuas mistas de aço e conceto de ediícios, de setembo de 008. t a Noma Basileia ABNT NBR 8681, ações e seguanças das estutuas, de maço de 003. aa veiica a leão local da aba também oi consideado, Cane Manuactues Association o Ameica, Inc. (CMAA) Seciication N 7 Seciications o To Running and Unde Running Single Gide Electic Ovehead Canes Utilizing Unde Running Tolle Hoists. 3.3 aâmetos de Cálculo: a) Aço utilizado elos eis Estutuais Gedau: ASTM A57 Gau 50 com limite de escoamento mínimo ( ) de 35 Ma e módulo de elasticidade (E) de Ma. b) osição mais desavoável aa o cálculo dos esoços solicitantes. Figua 5, aa a deteminação dos momentos letoes e deomações. Figua 6, aa deteminação dos esoços cotantes e leão local da aba. 1/ L L Fig. 5 Situação mais desavoável aa veiicação do momento e deomações (caga centada) Fig. 7 Distância ente o onto cental de aoio da oda à etemidade da aba, aâmeto geomético a O aâmeto geomético a é oosto o esse atigo como: Se b (lagua da mesa) < 00 mm logo a (b )/ Se b (lagua da mesa) 00 mm logo a 60 mm. EXEMLO NUMÉRICO Seguindo as emissas listadas no item 3, seá veiicado o eil W 310 5,0 no dimensionamento da monovia de m de vão, aa o uso de uma talha com caacidade de içamento de 5 t, sendo consideado que o eso óio do conjunto tole mais os disositivos de içamento é de 1,1 t. Caacidade de içamento (LL) eso do tole e disositivos de içamento (TL) Distância do onto de alicação oda até etemidade da aba do eil (a) Númeo de odas do tole Caacteísticas da talha e monovia Comimento destavado da viga (L ) b eso óio () Tensão de escoamento ( ) Módulo de elasticidade (E) b Dados monovia 5,0 t 1,1 t 39,9 mm m 0,05 t/m 3,5 t/cm² 000 t/cm² Caacteísticas geométicas do eil W 310 5,0 Fig. 6 Situação mais desavoável aa veiicação do cotante e da leão local da alma (caga aoio) c) Coeiciente de imacto vetical: 0% d) Caga lateal: 10% da soma da caacidade nominal da talha mais eso óio do equiamento. e) Deomação máima admissível Vetical: L / 600 Hoizontal: L / 00 Onde: L Vão live da monovia. L ) Coeicientes de ondeação utilizados aa avalia as combinações de caegamento (emanente e móvel) aa: Estado Limite Último (ELU) e Estado Limite de Seviço (ELS). g) Veiicação a leão local da aba de acodo com o CMAA:7 / NBR 8800:008. De acodo com o CMAA:7, a esistência da aba à leão local é em unção da caga alicada e da distância ente o onto cental de aoio da oda à etemidade da aba (aâmeto a ). Mais detalhes, igua 7. t t h X R Y Y b d X d A 67,0 cm² D 317 mm b 167 mm h 91 mm d 71 mm t 7,6 mm w t 13, mm t 8,5 cm I cm.1 Deteminação dos Esoços Solicitante: W 751, cm³ Os esoços solicitantes oam calculados aa o tole osicionado na monovia conome as consideações do item 3. (b). Os coeicientes de combinação oam deteminados de acodo com a NBR 8681:003. Indeendente do númeo de odas do tole, seá consideada aenas uma caga concentada como a esultante de todo o caegamento tansmitido da talha aa a monovia. Isso devido ao ato de que as talhas consideadas o esse atigo ossuem um esaçamento ente odas muito equeno. 13,33 cm Z 8,5 cm³ I 106 cm W 1,9 cm³ 3,91 cm Z 188,0 cm³ J,5 cm

3 ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU Deomação em elação ao eio de maio inécia ( ) eso óio do eil eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável) Coeiciente de combinação de caegamento - ELU Cagas emanentes Cagas Vaiáveis Coeiciente de combinação de caegamento - ELS Cagas emanentes Cagas Vaiáveis 5 Q L 5 0, ,0073 cm 38 E I L³ 1,1 00³ 8 E I L³ 5,0 00³ 8 E I ,0 (0, ,063) + 0,8 (0,8) 0,9 cm A oça tansvesal atuante na monovia oi adotada conome o item B.7. da ABNT NBR 8800:008, que a deine como 10% da soma da caga içada com o eso do tole. 1, 1,5 1,0 0,8 Momento leto em tono do eio de maio inécia (M ) eso óio do eil eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável) 0,05 ² 8 0,10 t (1,1 1,) 1,3 t (5,0 1,) 6,0 t M 1, (0,1 + 1,3) + 1,5 (6,0) 10,99 t sd Esoço cotante em elação ao eio de maio inécia (V ) eso óio do eil eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável) 0,05 (1,1 1,) (5,0 1,) 0,10 t.m 1,3 t.m 6,0 t.m V 1, (0,1 + 1,3) + 1,5 (6,0) 10,99 t.m 0,063 cm 0,8 cm Momento leto em tono do eio de meno inécia (M ) eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável) 1,1 5,0 M 1, 0,11 + 1,5 0,5 0,9 t.m 0,1 0,11 t.m 0,1 0,5 t.m Esoço cotante em elação ao eio de meno inécia (V ) eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável) 1,1 0,1 0,11 t 5,0 0,1 0,5 t V 1, 0,11 + 1,5 0,5 0,9 t sd Deomação em elação ao eio de meno inécia ( ) eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável) aa a oça solicitante utilizada aa a veiicação da leão local da aba de acodo com o CMAA:7. As cagas atuantes seão calculadas sem a utilização dos coeicientes de majoação de caga, devido o método oosto elo CMAA:7 se basea no método das tensões admissíveis. Númeo de odas no tole eso óio do equiamento Caga Içada (Vaiável). Resistente: a) Momentos Fletoes (NBR 8800:008) O ato de modiicação aa o diagama do momento leto (Cb), calculado de acodo com o item da NBR 8800:008, é igual a 1,3. Esse ato é utilizado aa o cálculo dos momentos letoes esistentes. Momento leto esistente em tono do eio de maio inécia (M ) Flambagem lateal com toção (FLT) L b / 00/3,91 10,30 1,76 E /, 1,38 I J 7 C w ,7 J 1 I aa: C 1,3 b M Z 9,07 t.m l M ( ) W 18,1 t.m M C b / M ( M M ) 1,0 0, ,8 0,3 0,33 cm a1 L³ (1,1 0,1) 00³ 0,071 cm 8 E I L³ (5,0 0,1) 00³ 0,3 cm 8 E I Fleão local da aba (F ) F (1,3 + 6,0) / 1,83 t l l Flambagem local da mesa comimida (FLM) b / ( t ) 6,3 0,38 E / 9,1 Flambagem local da alma (FLA) Momento Resistente 0,83 E / ( ) 3,9 d / t 35,6 w M M / 6, t.m l a1 3,76 E / 90,5 5,70 E / 137, M M M / 6, t.m l a1 6 t.m 1,1 1, 1,3 t 5,0 1, 6,0 t 6 t.m 3

4 ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU Momento leto esistente em tono do eio de meno inécia (M ) Flambagem lateal com toção (FLM) b / ( t ) 6,3 0,38 E / 9,1 0,83 E / ( ) 3,9 de sistemas de içamento de cagas utilizando talhas e deini aâmetos técnicos aa dimensiona coetamente todos os elementos (monovia, talha, tole etc.) que comõem esse sistema. A veiicação da leão local da aba oosta no item do CMAA 7:010, seá utilizada como um dos citéios aa a veiicação da monovia. De acodo com o osicionamento da odas do tole na aba do eil, seão veiicadas as tensões em tês ontos da aba, conome igua 8. M Z 6,9 t.m l M M / 6, t.m l a1 Momento Resistente M 5,9 t.m to b) Esoços Cotantes (NBR 8800:008) t Esoço cotante esistente em elação ao eio de maio inécia (V ) to 0 to 1 a k v 5 b 1,10 k v E / 59, 1,37 k v E / 73,8 d / t 35,6 w V 0,6 l A 0,6 d t 9,83 t w w V Vl /1,1 5,3 t V 5,3 t Esoço cotante esistente em elação ao eio de meno inécia (V ) k v 1, 1,10 k v E / 9,0 Fig. 8 Detalhe ontos veiicação da tensão admissível A tensão seá calculada em cada um desses ontos, em unção dos aâmetos geométicos C, C e C, C. X1 Y1 X Onde: b Lagua da mesa do eil em olegadas. t Esessua da mesa em olegadas. a Distância ente o onto cental de aoio da oda a etemidade da aba do eil em olegadas. F sd Caga máima solicitante aa a veiicação da leão local da aba em ki. Caegamento não majoado elos atoes de combinação. Caga máima solicitante 1,37 k v E / 36,1 b / ( t ) 6,3 7,3 1,83 t,03 ki c) Fleão Local da mesa - NBR 8800:008 O item da NBR 8800:008 detemina que a mesa de uma baa, solicitada o uma oça localizada que oduza tação na alma, deve se veiicada quanto ao estado-limite último de leão local. - CMAA 7:010 V l 0,6 Aw 0,6 b t 5,65 t V Vl /1,1 1,5 t V 1,5 t Foça Resistente a leão local da mesa (F ) F 6,5 t ² 18,81 1,1 17,1 t onto 0 onto 1 aâmetos Geométicos a 1,6 0,5 b t 6,6 0,5 6,53 C, , ,00076 e 0,9 0 1,36 C 10,108 7,08 10,108 e 1,9 X1 3,015 C 0,050 0, ,18 e 0,3 Z0 18,33 C,30 1,9 + 1,390 e 1,9 Z1 Tensões em cada um dos ontos (caga local) X1 C 13,78 ksi C X1 19,3 ksi Z0 Z1 C 6, ksi C X1,19 ksi Essa eseciicação técnica oi desenvolvida ela Cane Manuactues Association o Ameica (CMAA), uma oganização que aóia o desenvolvimento dos abicantes de talha nos Estado Unidos da Améica. O objetivo da ublicação númeo 7 do CMAA (Seciications o To Running and Unde Running Single Gide Electic Ovehead Canes Utilizing Unde Running Tolle Hoists) é ajuda os eseciicadoes (aquitetos, engenheios, abicantes e etc.) onto X 13,78 ksi Z Y0 6, ksi

5 ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU Tensões atuantes não são majoadas devido essa veiicação se basea no método das tensões admissíveis. Tensões em cada um dos ontos (caga local) M 7, t.m (Caga não majoada) sd M 0,6 t.m (Caga não majoada).3 Veiicação da Seção: Momento leto: M 10,99 t.m M 6,0 t.m M / M 0, (ok) onto 0 zg M M + 1, ksi W I M 0,9 t.m M 5,9 t.m M / M 0,15 (ok) onto 1 onto zg zg M A combinação das tensões devido à leão global da monovia e à leão local devido à caga concentada, nos ontos 0, 1 e, de acodo com o item do CMAA 7:10, emite uma edução de 75% nas tensões devido ao eeito da caga concentada tansmitido elas odas (,,,,, ). W M M + 17,7 ksi I b a M I + I 13, ksi d t X1 X Y0 Y1 Y Tensões em cada um dos ontos M / M + M / M 0,57 (ok) Esoço Cotante: V 10,99 t V 5,3 t V d / V 0, (ok) V 0,9 t V 1,5 t V / V 0,0 (ok) Deomações: 0,9 cm 00 / 600 0,67 cm ma ma / 0,3 (ok) onto 0 onto 1 0,75 10,33 ksi z zg 0,75 Y0 19, ksi 0,75 X1 1,9 ksi z zg 0,75 z1 3,3 ksi 0,33 cm 00 / 00 1,0 cm ma ma / 0,33 (ok) Fleão local da aba: onto 0,75 X 10,33 ksi z zg 0,75 z 8, ksi O item do CMAA:7 detemina como deve se eita a combinação das tensões em cada um dos ontos avaliados. Conome a equação 1. Equação 1: t ( )² + ( )² + 3 ( )² Onde oi consideado 0. NBR 8800:008 F 10,99 t F 17,1 t F / F 0,6 (ok) CMAA 7:010 9,9 ksi 33 ksi / 0,91 (ok) Combinações das tensões em cada um dos ontos onto 0 onto 1 onto t ( )² + ( z )² z + 3 ( )² 5,96 ksi t ( )² + ( z )² z + 3 ( )² 9,86 ksi t ( )² + ( z )² z + 3 ( )² 9,51 ksi 9,9 ksi 5. Reeências ABNT NBR 8800:008 ojeto de Estutuas de Aço e de Estutuas mistas de Aço e Conceto de Ediícios. Cane Manuactues Association o Ameica, Inc. (CMAA) Seciication N 7, Revised 000, Seciications o To Running and Unde Running Single Gide Electic Ovehead Canes Utilizing Unde Running Tolle Hoists A máima tensão admissível nos ontos consideados, de acodo com a tabela 3..1 do CMAA 7:010, é de 0, ksi. 5

6 ERFIS ESTRUTURAIS GERDAU 1/1 6. Tabela de é-dimensionamento A tabela é uma eamenta indicada aa utilização duante a ase de oçamento, onde é comum não se ossui todas as inomações necessáias aa o dimensionamento da monovia. Com a sugestão de eis Estutuais Gedau, é ossível estima a viabilidade técnica e econômica da oba; o ojeto estutual deinitivo deve se desenvolvido o um oissional habilitado. Caacidade de içamento (t) eis é-dimensionados de acodo com os vãos e cagas indicados Esaçamento ente aoios (m) eso óio da talha (t) ,5 0,13 W ,0 W 00 6,6 W 00 31,3 W 50 3,7 W 50 38,5 W 50 38,5 W 310,5 1 0,3 W 150,5 W 00 31,3 W 50 38,5 W 310,5 W ,0 W ,8 W 360 6,0 1,5 0,3 W 00 6,6 W 00 35,9 W 50,8 W 310,5 W ,8 W 360 6,0 W 360 6,0 0,55 W 00 31,3 W 50,8 W ,8 W 360 6,0 W 360 6,0 W ,0,5 0,55 W 00 31,3 W 50,8 W 360 6,0 W 360 6,0 W ,0 (H) W ,0 3 0,95 W 50 38,5 W ,0 W 360 6,0 W ,0 W ,0 W ,0 3,75 1,05 W 310,5 W ,8 W 60 89,0 W ,0 W ,0 1,05 W 310,5 W ,8 W 60 89,0 W ,0 W ,0 5 1,1 W 310 5,0 W 360 6,0 W ,0 W ,0 W ,0 W ,0 6 1,5 W 360 6,0 W ,0 W ,0 W ,0 6,5 1,6 W 360 6,0 W 60 8,0 W ,0 W ,0 W ,0 7,5 1,6 W 60 8,0 W ,0 W ,0 8 1,9 W 60 89,0 W ,0 10 1,9 W ,0 W ,0 W ,0 W ,0 VENDAS SUDESTE SUL NORTE / NORDESTE São aulo Tel. (11) Fa (11) atendimentogedau.s@gedau.com.b Minas Geais Tel. (31) Fa (31) atendimentogedau.mg@gedau.com.b Rio de Janeio Tel. (1) Fa (1) atendimentogedau.j@gedau.com.b CENTRO-OESTE Tel. (6) Fa (6) atendimentogedau.cto@gedau.com.b Rio Gande do Sul Tel. (51) Fa (51) aaná Tel. (1) Fa (1) atendimentogedau.sul@gedau.com.b enambuco Tel. (81) Fa (81) atendimentogedau.nne@gedau.com.b