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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA UFRR
CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
ESTRUTURAS METLICAS I
PROJETO DE TRELIA METLICA
PLANA DE GALPO INDUSTRIAL
Boa Vista RR,
Julho de 2009
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA UFRR
CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
ESTRUTURAS METLICAS
PROJETO DE TRELIA METLICA
PLANA DE GALPO INDUSTRIAL
ALUNO: Adriel Carlos Batista dos Santos
talo Harry Cunha Chitlal
Ricardo de Melo Rocha
Otaniel Mendes de Souza Junior
PROF.: Dr. Leon Tolstoi Salles Ferreira.
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DISCIPLINA: ESTRUTURAS METLICAS
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SUMRIO 1. Dados do Projeto ......................................................................................................................... 2 2. Determinao da Velocidade Caracterstica do Vento ................................................................ 2
2.1. Velocidade bsica do vento .......................................................................................... 2 2.2. Fator topogrfico S1 ...................................................................................................... 3 2.3. Rugosidade do terreno, fator S2 .................................................................................... 3
2.4. Fator estatstico S3 ........................................................................................................ 4 2.5. Velocidade caracterstica do vento ............................................................................... 4
3. Presso Dinmica ........................................................................................................................ 4
4. Coeficientes de Presso ............................................................................................................... 5 4.1. Coeficientes de presso e de forma, externos, para paredes ......................................... 5 4.2. Coeficientes de presso e de forma, externos, para telhado ......................................... 7 4.3. Coeficiente de presso e de forma, internos, para telhado ......................................... 10
4.3.1. Valores resultantes................................................................................................... 10 4.3.2. Combinaes ........................................................................................................... 11 4.3.3. Combinaes mais nocivas ...................................................................................... 12 4.3.4. Determinao do carregamento devido ao vento .................................................... 13
4.4. Dimensionamento das Teras ..................................................................................... 14 4.4.1. Coeficiente para calculo das telhas e vigas de tampamento .................................... 14
4.4.2. Carregamento nas telhas da cobertura ..................................................................... 14 4.4.3. Dimensionamento das teras ................................................................................... 15
4.4.3.1. Combinao dos carregamentos ........................................................................... 15 4.4.3.2. Esforos internos solicitantes ............................................................................... 15 4.5. Clculo da tesoura ...................................................................................................... 16
5. Carregamento ............................................................................................................................ 16 5.1. Peso prprio ................................................................................................................ 16
5.2. Sobre carga ................................................................................................................. 17 5.3. Vento .......................................................................................................................... 18 5.3.1. Caso 1 ...................................................................................................................... 18 5.3.2. Caso 2 ...................................................................................................................... 18
5.4. Esforos nas barras ..................................................................................................... 19 5.4.1. Carregamento peso prprio .................................................................................. 19 5.4.2. Carregamento sobrecarga ..................................................................................... 20 5.4.3. Carregamento vento caso 1 ............................................................................... 21 5.4.4. Carregamento vento caso 2 ............................................................................... 22
6. Verificaes para os perfis selecionados ................................................................................... 25 6.1.1. Verificao de perfis sob compresso ..................................................................... 25
6.1.2. Verificao de perfis sob trao .............................................................................. 25 6.2. Dimensionamento da ligao das barras nas chapas do Gusset ................................. 27 6.2.1. Dimensionamento das soldas .................................................................................. 27 6.2.2. Verificao da ligao das barras na chapa de Gusset (N T) ................................ 27 6.3. Detalhamento Gusset .................................................................................................. 28
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1. Dados do Projeto
Cidade: Manaus
Vb: 30 m/s
i: 27%
2. Determinao da Velocidade Caracterstica do Vento
2.1. Velocidade bsica do vento
Consultando o Anexo C e a figura 1 da NBR 6123/1988, temos os seguintes valores
para a cidade de Manaus:
Latitude: 0309 S
Longitude: 5959 W
Altitude: 84 m
Correspondentes a uma velocidade (V0) de aproximadamente 30 m/s.
Figura 1 Detalhes da Construo
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2.2. Fator topogrfico S1
Considerando que Manaus localizada, em sua maioria, em terreno plano ou fracamente
acidentado, temos o valor de (NBR 6123/1988, item 5.2).
2.3. Rugosidade do terreno, fator S2
Direo do vento a 0
Dimenso frontal: 20 m;
;
Classe A: devido a largura no exceder 20 m;
Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstculos numerosos e
poucos espaados, em zona florestal, industrial ou urbanizada.
Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos:
calculado o valor S2 pela seguinte frmula:
calculado o fator S2 para as seguintes alturas:
Adotar apenas os valores de S2 para 5 e 10 m.
Direo do vento a 90
Dimenso frontal: 30 m;
;
Classe B: pois a largura est entre 20 e 50 m;
Categoria IV: caracterizado como terreno coberto por obstculos numerosos e
poucos espaados, em zona florestal, industrial ou urbanizada.
Consultando a tabela 1 (NBR 6123/1988), temos:
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calculado o fator S2 para as seguintes alturas:
Adotar apenas os valores de S2 para 5 e 10 m.
2.4. Fator estatstico S3
Consultando a tabela 3 da NBR 6123/1988, a edificao classificada no Grupo 2 com
o valor de S3 igual a 1,00.
2.5. Velocidade caracterstica do vento
Segundo o item 4.1, letra b dada a frmula para o clculo das velocidades
caractersticas.
Na direo do vento a 0
Para
Para
Na direo do vento a 90
Para
Para
3. Presso Dinmica
Segundo o item 4.2, letra c dada a frmula para o clculo das presses dinmicas.
Na direo do vento a 0
Para
Para
Na direo do vento a 90
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Para
Para
4. Coeficientes de Presso
4.1. Coeficientes de presso e de forma, externos, para paredes
Como , da tabela 4 (NBR 6123/1988) temos que
Valores de Ce para
Cpe mdio A1 e B1 A2 e B2 A3 e B3 C D A B C1 e D1 C2 e D2 -0,9
-0,8 -0,5 -0,35 +0,7 -0,4 +0,7 -0,4 -0,8 -0,4
Os valores de A3 e B3 foram interpolados linearmente de acordo com a tabela 4 (NBR
6123/1988), pois gerando o valor acima.
Coeficientes de presso de vento 0
Para A1 e B1:
Para A2 e B2:
Para A3 e B3:
Para Cpe mdio:
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Coeficientes de presso de vento 90
Para C1 e D1:
Para C2 e D2:
Para Cpe mdio:
Figura 2 Coeficientes de presso externos em parede com vento 0
Figura 3 Coeficientes de presso externos em parede com vento 90
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4.2. Coeficientes de presso e de forma, externos, para telhado
Como , da tabela 5 (NBR 6123/1988) e , temos os seguintes
parmetros:
Valores de Ce para Cpe mdio
EF GH EG FH IJ
15 -1,0 -0,4 -0,8 -0,6 -0,4 -1,4 -1,2 - -1,2
O valor de FH foi interpolado linearmente de acordo com a tabela 5 (NBR 6123/1988).
Coeficientes de presso de vento 0
Comprimento de E e G:
Comprimento de F e H:
Comprimento de IJ: 15m
Figura 4 Coeficientes de presso externos em telhado com vento 0
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Os cortes AA e BB ( ) sero utilizados para o clculo dos elementos localizados,
tais como beiral, teras e telhas.
Figura 5 Coeficientes de presso externos, cortes AA, BB e CC em telhado com vento 0
Figura 6 Ce para o clculo de prtico ou trelias
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Figura 7 Coeficientes de presso internos em telhado com vento 90
Figura 8 Coeficientes de presso externos, cortes AA, BB e CC em telhado com vento 90
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Os cortes AA e BB ( ) sero utilizados para o clculo dos elementos localizados,
tais como beiral, teras e telhas.
4.3. Coeficiente de presso e de forma, internos, para telhado
Considerando os fechamentos das paredes do galpo feito em chapa de ao, que
considervel permevel segundo o item 6.2.2 da NBR 6123/1988. Assim, segundo o item 6.2.5,
para paredes internas permeveis, a presso interna pode ser considerada uniforme. Tambm ser
desprezada a presena da abertura principal do galpo (porto principal) na presena de vento
forte.
Assim, sero adotados os valores para Cpi para edificao com quatro faces igualmente
permeveis (NBR 6123/1988):
4.3.1. Valores resultantes
Ce ( )
Figura 10 - Ce ( )
Figura 9 - Ce para o clculo de prtico ou trelias
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Ce ( )
Figura 11 - Ce ( )
Ci (-0,3)
Figura 12 Ci ( )
4.3.2. Combinaes
Figura 13 Combinao A
Figura 14 Combinao B
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Figura 15 Combinao C
Figura 16 Combinao D
4.3.3. Combinaes mais nocivas
Para
Figura 17 Combinao para
Para
Figura 18 Combinao para
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4.3.4. Determinao do carregamento devido ao vento
Carga
Para
Para 5m
Para 10m
Figura 19 Carregamento para
Para
Para 5m
Para 10m
Figura 20 Combinao para
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4.4. Dimensionamento das Teras
A telha a ser utilizada na cobertura ser a telha de ao zincado de espessura de 50mm
com um peso de .
4.4.1. Coeficiente para calculo das telhas e vigas de tampamento
Cobertura
O coeficiente para o calculo das telhas de 1,4 (suco).
4.4.2. Carregamento nas telhas da cobertura
Peso prprio PP=
Sobrecarga SC=
Peso Total =
Vento (suco) =
Combinaes de carregamentos
Carregamento 1 = PP + SC = 300 N/m
Carregamento 2 = PP + vento = 482 N/m
Para o carregamento de 482 N/m, e para uma flecha mxima de L/200, o fabricante da
telha (PINHEIRO, Anexo D) fornece o vo mximo entre as teras de 3,2m.
Afastamento entre teras adotado = .
Figura 21 Disposio das teras e trelias
2,00m 2,00m 2,00m 2,00m 2,00m 2,00m
2,07m 2,07m
2,07m 2,07m
2,07m 2,07m 2,07m 2,07m 2,07m
6,00m
6,00m
6,00m
6,00m
6,00m
2 ,00m
1,00m 1,00m
20,00m
1,00m 1,00m
2,07m 1,04m1,04
m
2,00m 2,00m 2,00m
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4.4.3. Dimensionamento das teras
Ser estimada uma carga de 120 N/m para o peso prprio de teras e correntes.
PP (teras + correntes) =
PP (telhas) =
TOTAL=
SC (Sobrecarga) =
Vento =
4.4.3.1. Combinao dos carregamentos
Cargas verticais: peso prprio e sobrecarga
Carga ortogonal ao plano da cobertura: vento
(PP + SC):
(PP + vento):
4.4.3.2. Esforos internos solicitantes
As teras sero consideradas biapoiadas nas tesouras e travadas lateralmente no sentido
do eixo x atravs de correntes (barras redondas).
(PP + SC):
(PP + vento):
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Pr-dimensionamento do perfil
Adotando
Ser adotada:
4.5. Clculo da tesoura
A geometria da tesoura apresentada abaixo.
5. Carregamento
5.1. Peso prprio
O peso prprio foi determinado atravs do aplicatico FTOOL,
Figura 22 Geometria da tesoura
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5.2. Sobre carga
Figura 23 Carregamento do peso prprio
Figura 24 Resultante nos apoios
Figura 25 Carregamento do peso prprio da trelia
Figura 26 Carregamento da sobre-carga
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5.3. Vento
5.3.1. Caso 1
5.3.2. Caso 2
Figura 27 Carregamento do vento para o Caso 1
Figura 28 Resultante do carregamento do vento para o Caso 1
Figura 29 Carregamento resultante para o vento para o Caso 1
Figura 30 Carregamento do vento para o Caso 2
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5.4. Esforos nas barras
5.4.1. Carregamento peso prprio
Figura 31 Resultante do carregamento do vento para o Caso 2
Figura 32 Carregamento resultante para o vento para o Caso 2
Figura 33 Esforos normais resultantes do peso prprio
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5.4.2. Carregamento sobrecarga
Figura 34 Esforos normais resultantes da sobrecarga
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5.4.3. Carregamento vento caso 1
Figura 35 Esforos normais resultantes do vento para o caso 1
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5.4.4. Carregamento vento caso 2
Figura 36 Esforos normais resultantes do vento para o caso 2
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6. Verificaes para os perfis selecionados
Perfis:
Banzo superior e inferior: L 50 x 50 x 6,4;
Diagonais e montantes: L 44 x 44 x 6,4.
6.1.1. Verificao de perfis sob compresso
Para verificao dos perfis selecionados ser considerado as solicitaes nos trechos mais
crticas de cada perfil.
6.1.2. Trecho HI
Classificao da seo
Como , a seo compacta temos .
ndice de esbeltez reduzido
Como se trata de cantoneira, o coeficiente que reflete a influncia da flambagem ser
Como as barras tem seo transversal duplamente simtrica, temos
Para barras comprimidas temos o ndice reduzido ser
Fator de reduo para compresso
Para , temos
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Resistncia de clculo
(OK!)
6.1.3. Verificao de perfis sob trao
Para verificao dos perfis selecionados ser considerado as solicitaes nos trechos mais
crticas de cada perfil. Segue a verificao para o Trecho PQ e os outros trechos encontram-se
em seguida tabelados e calculados analogamente ao trecho descrito.
Trecho PQ
rea lquida efetiva
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Resistncia de clculo
6.2. Dimensionamento da ligao das barras nas chapas do Gusset
6.2.1. Dimensionamento das soldas
6.2.2. Verificao da ligao das barras na chapa de Gusset (N T)
6.2.2.1. Rasgamento
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(OK)
Com o dimensionamento feito, foram realizadas todas as verificaes cabveis e o
dimensionamento se mostrou satisfatrio.
6.2.3. Detalhamento do Gusset
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