Post on 16-Nov-2015
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Perfis metlicos e
Mtodo dos Estados-
limites
Daniel ALMEIDA SEIXAS
Engenheiro Civil UFMG/ENPC
Estruturas Metlicas
Centro Universitrio UNA
02 de maro de 2015
Posso construir no Brasil com norma
estrangeira?
E = 200.000 Mpa = 0,3
G = ?
Convenes NBR 8800:2008
1. Na aula anterior...
2. Perfis Laminados e Perfis Soldados;
3. Padro comercial de perfis
4. Aes Permanentes, variveis e
excepcionais;
5. Mtodo dos Estados-limites.
6. Na proxima aula...
PLANO DE AULA
Na aula anterior...
Trs propriedades essenciais em elementos ESTRUTURAIS de ao: Resistncia
mecnica
Ductilidade
Soldabilidade
Vantagens e desvantagens das estruturas metlicas
Categorias de ao:
Ao-carbono
Ao de baixa liga e alta resistncia
Ao resistncia corroso atmosfrica
Na aula anterior...
Perfis Laminados e Perfis Soldados
Mtodo dos Estados-limites
Perfis Laminados e Soldados
Padro Comercial de perfis
Categorias de aes
Perfis Laminados: obtidos por meio do processo de transformao mecnica de metais chamado laminao. o O formato do metal alterado para torn-lo
adequado sua aplicao. o No caso do ao estrutural, a laminao
comumente feita a quente.
Perfis Soldados: obtidos por meio de ligao continua, por meio de solda eltrica de dois ou mais perfis laminados. o So usados geralmente quando se necessitam de
perfis mais resistentes que os perfis laminados disponveis ou ento para gerar um formato diferente dos disponveis.
Perfis Laminados Perfis mais comuns no Brasil:
o Chapas CH 16, CH 25...
CHAPAS
Espessura (mm)
Massa (kg/m2)
4,75 37,3
6,3 49,5
8 62,8
9,5 74,6
12,5 98,1
16 126
19 149
22,4 176
25 196
Mtodo dos Estados-limites
Perfis Laminados e Soldados
Padro Comercial de perfis
Categorias de aes
Perfis Laminados Perfis mais comuns no Brasil:
o Perfil I de faces inclinadas I 127 x 14,8
o Perfil U U 152,4 x 12,2
o Cantoneiras (perfil L) L 76,2 x 6,35
o Perfis I e H de faces paralelas W 310 x 93
o Barras redondas
Lisa: Tirantes ou contraventamentos
Nervuradas: armadura de concreto
Mtodo dos Estados-limites
Perfis Laminados e Soldados
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Categorias de aes
Perfis Laminados
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Perfis Laminados e Soldados
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Categorias de aes
Perfis Soldados Perfis mais comuns no Brasil:
o Os perfis soldados mais utilizados no Brasil so os I e os H:
Srie CS (coluna soldada)
Srie VS (viga soldada)
Srie CVS (coluna-viga soldada)
Srie PSM (perfil soldado monossimtrico)
o Nomeclatura sigla + altura + massa/comprimento
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Perfis Laminados e Soldados
Padro Comercial de perfis
Categorias de aes
Padro Comercial de Perfis
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Padro Comercial de perfis
Categorias de aes
Padro Comercial de Perfis
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Perfis Laminados e Soldados
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Categorias de aes
Padro Comercial de Perfis
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Aes permanentes, variveis e excepcionais
Ao: qualquer influncia ou conjunto de influncias capaz de produzir estados de tenso, deformao ou
movimento de corpo rgido em uma estrutura
Trs tipos de aes:
o Permanentes
o Variveis
o Excepcionais
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Aes permanentes, variveis e excepcionais
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Aes permanentes Peso prprio dos elementos
constituintes da estrutura. Peso prprio de todos os
elementos de construo permanentemente suportados pela estrutura pisos, paredes fixas, coberturas, forros, revestimentos e acabamentos.
Peso prprio de instalaes, acessrios e equipamentos permanentes.
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Aes variveis Sobrecargas de utilizao devidas
ao peso das pessoas. Sobrecargas de utilizao devidas
ao peso de objetos e materiais estocados.
Sobrecargas provenientes de cargas de equipamentos especficos ar condicionado, elevadores.
Sobrecargas provenientes de empuxos de terra, de gua, do vento e de variao de temperatura.
Vento: NBR 6123:1988 velocidade bsica do vento em todo territrio nacional
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Significado dos valores das aes Os valores das aes, fornecidos por normas e
especificaes, de modo geral, so os chamados valores caractersticos.
Para as aes permanentes, o valor caracterstico , o valor mdio, muito prximo do valor mximo.
Para as variveis, o valor caracteristico , corresponde ao valor que tem entre 25 e 35% de probabilidade de ser ultrapassado no sentido desfavorvel, durante a vida til da edificao.
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Mtodo dos Estados-limites FUNDAMENTO
o O dimensionamento adequado de estrutura deve garantir a segurana e a capacidade de desempenhar a sua funo.
o Para isso vamos obedecer a norma que determina um mtodo de clculo especfico.
o O mtodo dos estados-limites utiliza uma sistemtica de verificao da estrutura em situaes extremas (estado-limite ultimo e estado-limite de servio).
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Mtodo dos Estados-limites ESTADOS-LIMITES ULTIMOS (ELU)
o Ruptura por trao axial; o Escoamento por trao ou compresso; o Instabilidade por compresso axial; o Formao de rotula plastica por flexo; o Etc...
Onde: o esforo solicitante de clculo o esforo resistente de clculo
Condio de dimensionamento:
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Como calcular o esforo solicitante do situao crtica do elemento estrutural?
Mtodo dos Estados-limites
Determinao dos esforos solicitantes de clculo
o Aes permanentes + 1 ao varivel
1 = , + ,
o Aes permanentes + 2 (ou mais) aes variveis
1 = , + ,, + ,,
2 = , + ,, + ,,
Qual fator de reduo para as aes variveis secundrias?
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Mtodo dos Estados-limites Ao Local / Tipo de Elemento / Detalhamento
Aes variaveis causadas pelo uso e
ocupao, exceto sobrecarga nas
coberturas
Em locais em que no ha pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos perodos de tempo, nem
elevadas concentraes de pessoas como, por exemplo, na maioria das edificaes residenciais
0,5
Em locais em que ha pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos perodos de tempo, ou elevadas concentraes
de pessoas como, por exemplo, na maioria das edificaes comerciais, de escritrios e de acesso publico
0,7
Em bibliotecas, arquivos, depsitos, oficinas e garagens 0,8
Sobrecarga nas coberturas
- 0,8
Vento - 0,6
Temperatura Variaes uniformes de temperatura em relao mdia anual
local 0,6
Carga movel e seus efeitos dinmicos
Em passarelas de pedestres 0,6
EM vigas de rolamento de pontes rolantes 1
Em pilares e outros elementos ou subestruturas que suportam vigas de rolamento de pontes rolantes
0,7
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Fator de combinao
(reduo) das aes variveis
Mtodo dos Estados-limites Determinao dos esforos solicitantes de
clculo: introduo de segurana na combinao ultima de aes
o As aes participantes de uma combinao precisam ser majoradas pelos chamados coeficientes de ponderao das aes.
o Essas majoraes existem para levar em conta as incertezas envolvendo os valores caractersticos estipulados, assim como as incertezas provenientes da anlise estrutural idealizada.
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Mtodo dos Estados-limites Determinao dos esforos solicitantes de clculo:
introduo de segurana na combinao ultima de aes
= ,
=1
+ 11, + 0 . ,
=2
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Mtodo dos Estados-limites
Determinao dos esforos resistentes de clculo
=
coeficiente de ponderao da
resistncia
Ao
Concreto = 1,40
1 = 1,10
2 = 1,35
ELU relacionados ao escoamento ou instabilidade (flambagem)
ELU relacionados ruptura
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Mtodo dos Estados-limites ESTADOS-LIMITES DE SERVIO (ELS)
o So aqueles relacionados capacidade da estrutura de desempenhar satisfatoriamente as funes s quais se destina.
o Deve-se garantir: Aparncia Funcionalidade Conforto Bom estado dos equipamentos
Estados-limites de servio mais comuns: Deslocamento vertical (flecha) das vigas Deslocamento horizontal do edificio
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Mtodo dos Estados-limites
ESTADOS-LIMITES DE SERVIO o De forma geral,
certos deslocamentos determinados a partir de uma combinao de aes (vide prximo slide) no podem superar valores mximos permitidos pela NBR 8800.
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Mtodo dos Estados-limites Determinao dos deslocamentos
Ao Local / Tipo de Elemento / Detalhamento 1
Aes variveis causadas pelo
uso e ocupao,
exceto sobrecarga nas
coberturas
Em locais em que no ha pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos periodos de tempo, nem elevadas concentraes de pessoas como, por exemplo, na maioria das edificaes residenciais
0,4
Em locais em que ha pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos periodos de tempo, ou elevadas concentraes de
pessoas como, por exemplo, na maioria das edificaes comerciais, de escritorios e de acesso publico
0,6
Em bibliotecas, arquivos, depositos, oficinas e garagens 0,7
Sobrecarga nas coberturas
- 0,7
Vento - 0,3
Temperatura Variaes uniformes de temperatura em relao mdia anual local 0,5
Carga movel e seus efeitos dinmicos
Em passarelas de pedestres 0,4
EM vigas de rolamento de pontes rolantes 0,8
Em pilares e outros elementos ou subestruturas que suportam vigas de rolamento de pontes rolantes
0,6
= ,
=1
+ 1, + 1 . ,
=2
Valor do deslocamento
provocado pela ao permanente
Valor do deslocamento
provocado pela ao varivel
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Exerccio Resolvido
Uma viga de edificio comercial est sujeita a momentos fletores gerados por diferentes cargas:
Tipo de esforo Momento fletor
Peso prprio da estrutura metlica (p. variab.) Mg1 = 10 kNm
Peso prprio de outros elementos no metlicos (p. variab.) Mg2 = 50 kNm
Ocupao da estrutura Mq = 30 kNm
Vento Mv = 20 kNm
Calcule o momento fletor solicitante de clculo.
Exercicio de fixao Quais so os dois estados-limite que devem ser
considerados no dimensionamento das estruturas metlicas? Explique cada um deles.
Considere uma viga bi apoiada (vo = 3,00 m) de ed. residencial que absorve os seguintes carregamentos distribudos:
Tipo de esforo Carga distribuda
Peso prprio da estrutura metlica (p. variabilidade) 10 kN/m
Peso prprio de outros elementos no metlicos (g. variabilidade) 50 kN/m
Ocupao da estrutura 30 kN/m
Vento 20 kN/m
Calcule o momento fletor solicitante de clculo.