Estruturas Metálicas
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- Maria de Belem Figueiroa Neves
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1 Estruturas Metálicas DIMENSIONAMENTO, DETALHAMENTO E QUANTIFICAÇÃO DA TESOURA METÁLICA Edilberto Borja/Marcio Varela
2 NOMENCLATURA COBERTURA METÁLICA PEND. SEC. TERÇAS PERNA PENDURAL PRINCIPAL ESCORA OU DIAGONAL LINHA
3 GALPÃO COBERTURA EM TRELIÇA METÁLICA 4,00 m 4,00 m 4,00 m
4 GEOMETRIA DA TRELIÇA 6,18 m A 6,00 m B 1,50
5 Área de Influência do TELHADO 4,00 6,18 0,40
6 GEOMETRIA DA TRELIÇA 6,18 1,88 1,68 0,75 1,125 1,50 1,55 6,00
7 PERFIS COMUMENTES UTILIZADOS TERÇAS LINHA, PERNA, PENDURAL PEND. SEC. ESCORAS
8 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS Distância: Função do comprimento máximo das telhas; Catálogo fabricante. O tipo de telha, geralmente, vem especificada em projeto; Geralmente, o tipo de telha, vem especificado em projeto; TABELA PRÁTICA - PRÉ-DIMENSIONAMENTO DOS PERFIS METÁLICOS (ADOTAR INICIALMENTE PARA OS ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DA TRELIÇA)
9 Distância entre as Tesouras Até 4,00 m PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS d Dimensões b c t A cm² P Kg/m I x I y 3,04 4,90 3,85 41,18 10,38 2,66 4,37 3,43 37,25 9, ,28 3,81 2,99 33,01 8,52 1,90 3,23 2,54 28,46 7,43 1,52 2,63 2,07 23,51 6,20 Chapa dobrada
10 Entre 4,00 e 5,00 m PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS d Dimensões b c t A cm² P Kg/m I x I y 3,42 7,09 5,56 107,17 23,13 3,04 6,39 5,02 97,83 21, ,66 2,28 5,67 4,93 4,45 3,87 87,80 77,21 19,36 17,21 1,90 4,16 3,27 66,05 14,87 1,52 3,38 2,65 54,16 12,32 Chapa dobrada
11 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS Entre 5,00 e 6,00 m d Dimensões b c t A P I x I y cm² Kg/m 4,76 12,98 10,19 423,49 57,70 4,18 11,59 9,10 382,46 52,08 3,80 10,65 8,36 354,67 48,83 3,42 9,69 7,60 325,63 45, ,04 8,70 6,83 295,19 41,53 2,66 7,69 6,04 263,19 37,42 2,28 6,66 5,23 229,93 33,03 1,90 5,61 4,40 195,38 28,36 1,52 4,53 3,56 159,20 23,35 Chapa dobrada
12 Tabela Perfis em U enrijecido b d t x y c 6,20 23,51 2,07 2,63 1,52 7,43 28,46 2,54 3,23 1,90 8,52 33,01 2,99 3,81 2,28 9,50 37,25 3,43 4,37 2,66 10,38 41,18 3,85 4,90 3, ,32 54,16 2,65 3,38 1,52 14,87 66,05 3,27 4,16 1,90 17,21 77,21 3,87 4,93 2,28 19,36 87,80 4,45 5,67 2,66 21,35 97,83 5,02 6,39 3,04 23,13 107,17 5,56 7,09 3, ,35 159,20 3,56 4,53 1,52 28,36 195,38 4,40 5,61 1,90 33,03 229,93 5,23 6,66 2,28 37,42 263,19 6,04 7,69 2,66 41,53 295,19 6,83 8,70 3,04 45,32 325,63 7,60 9,69 3,42 48,83 354,67 8,36 10,65 3,80 52,08 382,46 9,10 11,59 4,18 57,70 423,49 10,19 12,98 4, Kg/m cm² t c b d I y I x P A Dimensões
13 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS Acima de 7,00 m
14 > 7,00 a 10,0 m PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS
15 Acima de 10,00 m PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS
16 Acima de 10,00 m PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA TERÇAS
17 PRÉ-DIMENSIONAMENTO BARRAS DA TESOURA L 10 m Vão da Tesoura Chapa dobrada PERNA PENDURAL LINHA Dimensões A P I x I y d b t cm² Kg/m 3,04 4,35 3,41 37,49 6,81 2,66 3,84 3,01 33,56 6, ,28 2,32 2,61 29,49 5,37 1,90 2,80 2,20 25,10 4,55 1,52 2,23 1,77 20,53 3,70 MONTANTES Dimensões d b t A cm² P Kg/m I x I y 3,04 4,35 3,41 37,49 6,81 2,66 3,84 3,01 33,56 6, ,28 2,32 2,61 29,49 5,37 1,90 2,80 2,20 25,10 4,55 1,52 2,23 1,77 20,53 3,70
18 PRÉ-DIMENSIONAMENTO BARRAS DA TESOURA 10 < L 12,5 m Chapa dobrada PERNA PENDURAL LINHA Dimensões d b t A P I x I y cm² Kg/m 3,42 6,38 5,00 97,57 15,75 3,04 5,71 4,48 88,29 14, ,66 5,04 3,95 78,60 12,59 2,28 4,35 3,41 68,55 10,94 1,90 3,65 2,87 58,15 9,24 1,52 2,94 2,31 47,32 7,49 MONTANTES Dimensões d b t A cm² P Kg/m I x I y 3,42 6,38 5,00 97,57 15,75 3,04 5,71 4,48 88,29 14, ,66 2,28 5,04 4,35 3,95 3,41 78,60 68,55 12,59 10,94 1,90 3,65 2,87 58,15 9,24 1,52 2,94 2,31 47,32 7,49
19 PERNA PENDURAL LINHA 12,5 < L 15 m d Dimensões b t A P I x I y cm² Kg/m Chapa dobrada 4,76 4,18 11,01 9,76 8,64 7,66 338,0 303,3 23,84 21,32 3,80 8,93 7,01 279,7 19, ,42 3,04 8,09 7,23 6,35 5,68 255,3 230,1 17,87 16,08 2,66 6,37 5,00 204,1 14,24 2,28 5,49 4,31 177,4 12,35 1,90 4,60 3,61 149,9 10,42 ESCORA - MONTANTE d Dimensões b t A P I x I y cm² Kg/m 4,76 11,01 8,64 338,0 23,84 4,18 9,76 7,66 303,3 21,32 3,80 8,93 7,01 279,7 19, ,42 3,04 8,09 7,23 6,35 5,68 255,3 230,1 17,87 16,08 2,66 6,37 5,00 204,1 14,24 2,28 5,49 4,31 177,4 12,35 1,90 4,60 3,61 149,9 10,42
20 PERNA PENDURAL LINHA 15 < L 20 m d Dimensões b t A P I x I y cm² Kg/m Chapa dobrada 4,76 4,18 13,39 11,85 10,51 9,30 686,2 613,6 25,76 23,01 3,80 10,83 8,50 564,5 21, ,42 3,04 9,80 8,75 7,69 6,87 514,1 462,4 19,26 17,31 2,66 7,70 6,04 409,3 15,32 2,28 6,63 5,20 354,9 13,28 1,90 5,55 4,36 299,3 11,20 ESCORA - MONTANTE d Dimensões b t A P I x I y cm² Kg/m 4,76 13,39 10,51 686,2 25,76 4,18 11,85 9,30 613,6 23,01 3,80 10,83 8,50 564,5 21, ,42 3,04 9,80 8,75 7,69 6,87 514,1 462,4 19,26 17,31 2,66 7,70 6,04 409,3 15,32 2,28 6,63 5,20 354,9 13,28 1,90 5,55 4,36 299,3 11,20
21 PRÉ-DIMENSIONAMENTO BARRAS DA TESOURA 10 < L 12,5 m CANTONEIRA ABAS IGUAIS PENDURAIS SECUNDÁRIOS Dimensões h h t A cm² P Kg/m I x I y 3,42 6,38 5,00 97,57 15,75 3,04 5,71 4,48 88,29 14, ,66 2,28 5,04 4,35 3,95 3,41 78,60 68,55 12,59 10,94 1,90 3,65 2,87 58,15 9,24 1,52 2,94 2,31 47,32 7,49 MONTANTES Dimensões d b t A cm² P Kg/m I x I y Chapa dobrada 3,42 3,04 6,38 5,71 5,00 4,48 97,57 88,29 15,75 14, ,66 2,28 5,04 4,35 3,95 3,41 78,60 68,55 12,59 10,94 1,90 3,65 2,87 58,15 9,24 1,52 2,94 2,31 47,32 7,49
22 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA Peso Próprio das Telhas Cimento Amianto Ondulado (6 ) Alumínio Aço com pintura Epóxi 16 kgf/m² 1,5 kgf/m² 7,0 kgf/m² Carga das Telhas nas Terças Para avaliarmos as cargas provocadas pelas telhas nas terças, levamos em consideração a área de influência de cada terças. Como apresentado no exemplo a seguir.
23 CÁLCULO DAS CARGAS NA TRELIÇA Carga das Telhas nas Terças Terça T1: Beiral para telha BRASILIT (cimento amianto), no máximo 40 cm. - Área de influência (0,40 + 1,55/2) x 4 = 4,69 m 2 - Carga: 4,69 x 16 = 75,04 kg
24 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA Carga das Telhas nas Terças Terça T2 = T3 = T4 : - Área de influência 1,55 x 4 = 6,20 m 2 - Carga: 6,20 x 16 = 99,20 kg Carga das Telhas nas Terças Terça T5 : - Área de influência (1,55/2) x 4 = 3,10 m 2 - Carga: 3,10 x 16 = 49,60 kg
25 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA Sobrecargas carga eventual sobre a cobertura Pessoas, chuva e pó acumulado 25 kgf/m² (NBR 8800/08) Carga das Telhas nas Terças Terça T1: Beiral para telha BRASILIT (cimento amianto), no máximo 40 cm. - Área de influência (0,40 + 1,55/2) x 4 = 4,69 m 2 - Carga: 4,69 x 25 = 117,25 kg
26 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA Carga das Telhas nas Terças Terça T2 = T3 = T4 : - Área de influência 1,55 x 4 = 6,20 m 2 - Carga: 6,20 x 25 = 155,00 kg Carga das Telhas nas Terças Terça T5 : - Área de influência (1,55/2) x 4 = 3,10 m 2 - Carga: 3,10 x 25 = 77,50 kg
27 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA O mesmo raciocínio deve ser utilizado para as cargas de vento e peso próprio das estrutura.
28 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA PESO DAS TERÇAS Com base na tabela 1, para distância entre tesouras de até 4m, adota-se: d Dimensões b c t A cm² P Kg/m I x I y 3,04 4,90 3,85 41,18 10,38 2,66 4,37 3,43 37,25 9, ,28 3,81 2,99 33,01 8,52 1,90 3,23 2,54 28,46 7,43 1,52 2,63 2,07 23,51 6,20 N o de terças Tamanhos dos Perfis (75 x 40 x 2,66) Peso (kgf/m) Peso total das terças por tesoura (kgf) 1 4m 3,43 3,43 x 4 x 1 = 13,72 kgf 1 x 4 x 3,43 = 13,8 kgf
29 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA PESO DAS BARRAS Perna / Linha e Pendural Comprimento das peças PEÇAS Tamanhos (m) Peso (kgf/m) Número de elementos Peso total das barras por tesoura (kgf) PERNA 6,18 LINHA 6,00 4,48 2 [(6,18 + 6,00) x 2) x 4,48] = 109,13 kgf * 109,13 / 9 = 12,13 kgf em cada nó. PENDURAL PRINCIPAL 1,50 1 * 1,50 x 4,48 = 6,72 kgf no nó central. 116 kgf
30 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA PESO DAS BARRAS Montantes Comprimento das peças PEÇAS Tamanhos (m) Peso (kgf/m) Número de elementos Peso total das barras por tesoura (kgf) M1 1,55 M2 1,68 M3 1,88 2,87 2 de cada [(1,55 + 1,68 + 1,88) x 2 x 2,87] = 29,33 kgf 29,33 / 7 = 4,20 kgf por nó do montante.
31 CÁLCULO DAS CARGAS DA TESOURA PESO DAS BARRAS Pendural secundário Comprimento das peças PEÇAS Tamanhos (m) Peso (kgf/m) Número de elementos Peso total das barras por tesoura (kgf) PS1 0,75 PS2 1,125 0,88 2 de cada [(0,75 + 1,125) x 2 x 0,88] = 6,60 kgf 7/4 = 1,75 kgf
32 Carga total na Treliça
33 Modelagem computacional Usando o FTOOL Modelar a treliça no FTOOL; Os pontos são locados seguindo a orientação do plano cartesiano, como apresentado na figura abaixo; As cargas concentradas são locadas nos nós da treliça; Os nós devem ser liberados aos esforços de flexão (rotular todos os nós).
34 Modelagem computacional Resultado
35 Modelagem computacional Resultados Membros P1 = P8 Tração (kn) -- Compressão (kn) 41,10 Utilizar esses resultados para o dimensionamento da estrutura. P2 = P7 P3 = P6 P4 = P ,70 29,70 23,90 L1 = L6 39,80 -- L2 = L5 34,70 -- L3 = L4 28,80 -- M1 -- 5,30 M2 -- 6,50 M3 -- 7,50 PS1 1,30 -- PS Pp 8,40 --
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