Post on 22-Nov-2015
PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DE GOIS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
DISCIPLINA: ESTRUTURAS METLICAS ENG1640 - TURMA: C01-1PROFESSOR: CLVERSON GOMES CARDOSO
MEMORIAL DE CLCULO
PROJETO DE GALPO EM ESTRUTURA METLICA
Alunos: Arleth Ferreira dos Santos Marcelo Luciano Canonico Voney Alves de Souza Iury Cardoso de Sousa SUMRIO1. INFORMAES GERAIS........................................................................31. Caractersticas do projetos.............................................................32. Localizao....................................................................................33. Materiais utilizados......................................................................34. Normas utilizadas...........................................................................42. PROJETO ARQUITETNICO..................................................................43. AOES ATUANTES NA ESTRUTURA...................................................81. Carregamentos.........................................................................82. Aes do Vento...........................................................................83.2.1. Esforo resultantes devido ao vento 0..........................93.2.2. Esforo resultantes devido ao vento 90.......................104. COMBINAES DAS AES...............................................................104.1. Combinao 1......................................................................94.2. Combinao 2......................................................................94.2.1. Representao grfica dos esforos resultantes na Combinao 2..............................................................................104.2.2. Representao grfica dos esforos resultandes na Combinao 3..............................................................................121. INFORMAES GERAIS.1.1. Caractersticas do projeto.
O projeto tata-se de um galpo de estrutura metlica, para uso geral, com as seguintes caractersticas:
Dimenses: 60 m de comprimento e 22 m de largura;
Galpo com duas guas, inclinao de 15%;
Prtico formado por pilares de alma cheia e tesouras treliadas;
Vos logitudinas de 6 m;
P direito com 6,5m;
Fechamentos laterais e frontais com alvenaria com altura de 2,50 m, apartir dessa altura fechamento com telha trapezoidal;
Estrutura da Cobertura
Beiralm1,000
Comp. das guas (Cosseno)m12,000
Comp. das guas (Hipotenusa)m12,134
Inclinao das guasGraus8,438
Altura Cumeeiram1,800
Espaamentos das TerasQnt.7
Espaamentos iguais das TerasQnt.6
Espaamentos iguais das Terasm1,74
Espaamento at a ultima Teram1,69
1.2. Localizao.
O galpo ficar localizado numa regio pouca adensada da cidade de Natal-RN.
1.3. Materiais utilizados.
Estrutura principal e secundria:Ao estrutural ASTM A-36 (Fy=250 MPa, fu=400 MPa, E=200GPa);
Soldas: Eletrodos E-70XX (Fu=485 MPa);
Cobertura: Telhas tipo Sandwich Isotelha EPS #0,43.
Fechamentos laterais e frontais: Telha trapezoidal TP-40, espessua #0.43mm, altura da onda 40mm, espaamento entre teras 2,50 m.
1.4. Normas utilizadas.
NBR 8800:2008 Projeto de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concreto de edifcios; NBR 6120:1980 Cargas para o clculo de estrutura de edifcios; NBR 6123:1988 Foras devidas ao vento em edificaes.2. PROJETO ARQUITETNICO.
3. AES ATUANTES NA ESTRUTURA.
3.1. CarregamentosCarregamentos das Coberturas (Principal e Marquises)
Telhakgf/m5,00
Terakgf/m3,90
Linhas de Correntekgf/m1,00
Treliakgf/m4,98
Contraventamentokgf/m1,50
Ligaes%0,10
kgf/m1,64
Forrokgf/m0,00
Somatrio de cargas permanentes kgf/m18,12
Sobrecarga kgf/m25,00
3.2. Aes do vento.
A ao dos ventos na estrutura foi calcula de acordo com a NBR 6123,pelo software Visual Ventos, da Universidade de Passo Fundo. Foram adotados os seguintes dados:Velocidade bsica dos ventosV=30m/sFator topogrfico
S1=1,0Fator rugosidade
S2=0,86Fator esttico
S3=1,00Presso dinmica caracteristicaP:3.2.1. Esforos resultantes devido ao vento a 0CPI=0,20
3.2.2. Esforos resultantes devido ao vento a 90
CPI=0,20
3.2.3. Esforos resultantes devido ao vento a 0
CPI=0,30
3.2.4. Esforos resultantes devido ao vento a 90
CPI=0,30
4. COMBINAES DAS AES.
Para o carregamento total, ser adotado a pior hiptese das seguintes combinaes:Combinao 1: (1,0xPP +1,5(SC) + 1,4x0,6x(VENTO SEC)
Combinao 2: (1.0xPP + 1,4(VENTO PRINC) + 1,5x0,8(SC)
Combinao 3: ( 1,44xPP + 1,5(SC)
PP= PESO PRPRIO
SC= SOBRECARGA
Dados:
Carga Permanente: 18,12Kgf/m
Sobrecarga Total: 25Kgf/m
Vento Principal: 90
Vento Secundrio: 0
4.1 Combinao 1
Meia gua esquerda : -261,58 kgf/m
Meia gua direita: -261,58 kgf/m
Lateral esquerda: -261,58 kgf/m
Lateral direita: -261,58 kgf/m
4.2 Combinao 2
Meia gua esquerda: -384,78 kgf/m
Meia gua direita: -122,98 kgf/m
Lateral esquerda: 259,22 kgf/m
Lateral direita: -156,58 kgf/m
4.3 Combinao 3
Meia gua esquerda: 62.86 kgf/m
Meia gua direita: 62.86 kgf/m
Lateral esquerda: 62.86 kgf/m
Lateral direita: 62.86 kgf/m
Clculo das tesouras Banzo superior: 2,239m
Banzo inferior: 2.20m
v1 = 1,50*tg 15 +0,3= 0,701m d1 = 0,9375 + 0,251 = 0,971 m
v2 = 3,0 * tg 15+0,3= 1.10m d2=d3 = 1,845 + 1,005 = 2,127m
v3 = 4,5 * tg 15+0,3= 1.505m d4 = 1,875 + 2,010 = 2,748m
v4 = 6,0 * tg 15+0,3= 1,907m
v5 = 7,5 * tg 15+0,3= 2.30m
Estimativa do peso prprio pela frmula de pratt:
gT = 2,3(1 + 0,33*L)= 2,3(1 + 0,33*22)= 18.998 Kg/m = 190 N/m
Tesouras
= 190 N/m
Teras
= 60 N/m
Contraventamentos + correntes = 10 N/m
---------------------------------------
P.P.ESTRUTURA = 260 N/m
Telhas
= 40 N/m
------------------------------------------------
P.P.TOTAL = 300 N/m
P1 = 300*2,20*5 = 3.300 N
P2 = 300*2.20/2*5 = 1.650 N
Peso Prprio Ao da carga acidental nos ns.
Tenses nas barras das trelias devido ao peso prprio:
Esforos nas barras ao devido Vento01
PosioBarraEsforo(N)Tipo
Banzo Superior18-2119,86Compresso
24-2723,01Compresso
30-3322,40Compresso
36-3920,34Compresso
40-4117,58Compresso
Banzo Inferior2-120-------
3-1119,36Trao
4-1022,42Trao
5-921,83Trao
6-819,82Trao
Montante1-159,25Compresso
16-203,87Compresso
22-261,32Compresso
28-320,39Trao
34-381,78Trao
76,03Trao
Diagonais13-1419,74Trao
17-193,34Trao
23-250,72Compresso
29-312,68Compresso
35-374,04Compresso
7.2. Sobrecarga
Ao da sobrecarga nos ns das trelias:
Esforos nas barras devido sobrecarga:
Esforos nas barras ao devido Vento01
PosioBarraEsforo(N)Tipo
Banzo Superior18-2120,19Compresso
24-2723,38Compresso
30-3322,76Compresso
36-3920,67Compresso
40-4117,86Compresso
Banzo Inferior2-120-----
3-1119,67Trao
4-1022,79Trao
5-922,18Trao
6-820,14Trao
Montante1-159,40Compresso
16-203,93Compresso
22-261,34Compresso
28-320,40Trao
34-381,81Trao
76,13Trao
Diagonais13-1420,06Trao
17-193,39Trao
23-250,73Compresso
29-312,73Compresso
35-374,11Compresso
Vento
Caso 1 o carregamento devido ao do vento apresentado nas figuras:
V1 = (3,12*10*2,239)/2 = 349,28 N fx = v1*cos 15 = 3,49*cos15 =3.37 fy = v1*sen 15 = 3,49*sen15 =0.90
V2 = 3,12*10*2,239 = 698.56 N fx = v2*cos 15 = 6,98*cos15 =6.74
fy = v2*sen 15 = 6,98*sen15 = 1.80
fx = 5,67-5,67 = 0
fy = 0,54+0,54 = 1,08
V3 = 3,12*10*(0,32/2) = 499 N
Esforos nas barras ao devido Vento01
PosioBarraEsforo(N)Tipo
Banzo Superior18-2112,94Trao
24-2717,44Trao
30-3319,60Trao
36-3920,88Trao
40-4121,72Trao
Banzo Inferior2-120,47Trao
3-119,33Compresso
4-109,03Compresso
5-96,46Compresso
6-83,03Compresso
Montante1-155,40Trao
16-201,96Trao
22-260,13Compresso
28-321,69Compresso
34-383,06Compresso
78,65Compresso
Diagonais13-149,99Compresso
17-190,32Trao
23-253,08Trao
29-314,60Trao
35-375,80Trao
Caso 02 o carregamento devido ao do vento apresentado nas figuras:
V1 = 3,31*10*2.239/2 = 3705,545 N fx = v1*cos 15 = 3,70*cos15 = 3,57 fy = v1*sen 15 = 3,70*sen15 = 0,95
V2 = 3,31*10*2.239 = 7411,09 N fx = v2*cos 15 = 7,42*cos15 = 7,19 fy = v2*sen 15 = 7,42*sen15 = 1,92
V3 = 0,47*10*2,239/2 = 361,66 Nfx = v3*cos 15 = 3,61*cos15 = 3,48fy = v3*sen 15 = 3,61*sen15 = 0,93
V4 = 0,47*10*2,239 = 1052,33 Nfx = v4*cos 15 = 1.05*cos15 = 1,01fy = v4*sen 15 = 1,05*sen15 = 0,27
V5 =
fx = v1 - v3 = -2,48 + 0,35 = -2,13
fy = v1 - v3 = 0,57 + 0,08 = 0,65
Esforos nas barras ao devido Vento02
PosioBarraEsforo(N)Tipo
Banzo Superior185,71Trao
248,32Trao
309,59Trao
3610,33Trao
4010,82Trao
4112,86Trao
3912,39Trao
3311,68Trao
2710,48Trao
217,99Trao
Banzo Inferior219,08Compresso
322,94Compresso
420,93Compresso
517,60Compresso
613,77Compresso
89,80Compresso
99,69Compresso
109,10Compresso
117,26Compresso
120,12Trao
Montante12,58Trao
160,77Trao
220,86Compresso
282,20Compresso
343,41Compresso
74,71Compresso
380,10Trao
320,39Trao
260,79Trao
201,48Trao
153,34Trao
Diagonais133,94Compresso
172,19Trao
233,99Trao
295,13Trao
356,13Trao
370,18Trao
310,15Compresso
250,71Compresso
192,00Compresso
157,53Compresso
Caso 03 o carregamento devido ao do vento apresentado nas figuras:
V1 = 4,73*10*1,94/2 = 4,6 KN fx = v1*cos 15 = 4,6*cos15 = 4,48
fy = v1*sen 15 = 4,6*sen15 = 1,03
V2 = 4,73*10*1,94 = 9,2 KN fx = v2*cos 15 = 9,2*cos15 = 8,96
fy = v2*sen 15 = 9,2*sen15 = 2,06
V3 = 1,89*10*1,94/2 = 1,8 KN fx = v3*cos 15 = 1,8*cos15 = 1,75
fy = v3*sen 15 = 1,8*sen15 = 0,40
V4 = 1,89*10*1,94 = 3,7 KN fx = v4*cos 15 = 3,7*cos15 = 3,60
fy = v4*sen 15 = 3,7*sen15 = 0,83
V3 = 4,6 + 3,7 = .8,3 KN
fx = v1 - v3 = 4,48 1,75 = v1= 2,73
fy = v1 - v3 = 1,03 + 0,40 = v1= 1,43
Esforos nas barras ao devido Vento03
PosioBarraEsforo(N)Tipo
Banzo Superior1810,61Trao
2414,91Trao
3016,99Trao
3618,20Trao
4018,99Trao
4121,03Trao
3920,25Trao
3319,07Trao
2717,05Trao
2112,88Trao
Banzo Inferior218,87Compresso
326,46Compresso
424,34Compresso
520,05Compresso
614,92Compresso
810,97Compresso
912,15Compresso
1012,53Compresso
1110,80Compresso
120,29Trao
Montante14,62Trao
161,52Trao
220,91Compresso
282,83Compresso
344,56Compresso
77,97Compresso
381,05Compresso
320,25Compresso
260,74Trao
202,22Trao
155,37Trao
Diagonais137,74Compresso
172,30Trao
235,14Trao
296,87Trao
358,31Trao
372,37Trao
311,59Trao
250,45Trao
191,88Compresso
1411,31Compresso
Dimensionamento elementos teras.
Projeto de Estrutura de Ao
Planilha de clculo para dimensionamento das teras
DADOSDADOS CALCULADOS:
Peso Prprio (N/m)40Fgk0,22KN/m
Sobrecarga (N/m)250Fgk10,55KN/m
Carga devido ao vento de suco (N/m)790Fgk21,0KN/m
Espaamento das teras (m)2,2Fgw2,09KN/m
Espaamento das trelias (m)6,0Fr115,0N/m
Inclinao do Telhado ()15
Tirante no meio da tera(cm)250
DIMENSIONAMENTO DAS TERAS
OBS.: Ser estimada a carga de 60 N/m para o peso prprio de teras e tirrantes.
CARGAS PERMANENTES
Tera + Tirante (KN/m)0,06Fgk = F * LterasFgk,Y = 0,214
Telha Trapeizodal (KN/m)0,04Fgk,X =0,04948923
TOTAL (F)0,1Fgk =0,22
CARGAS ACIDENTAL - SOBRECARGA(1)
Fgk1 = F * LterasFgk1,Y =0,536
Fgk1,X =0,124
Fgk =0,5500
COMBINAES
I - Fd1 =g * Fgk
II -Fd2 =
III - Fd3 =
I - Fd1,Y = 1,083KN/m
Fd1,X = 0,250KN/m
FpD1,x =1,5KN/m
II - Fd1,Y' = -0,734KN/m
Fd1,X' = 0,235KN/m
III - Fd1,Y'' = 3,737KN/m
Fd1,X'' = 0,235KN/m
Projeto de Estrutura de Ao
Planilha de clculo para dimensionamento das teras
C1Mdx1 =712,14KNcm
Vdy1 =4,00KN
Mdy1 =28,12KNcm
C2Mdx1 =1681,69KNcm
Vdy2 =11,21KN
Mdy1 =26,45KNcm
ESCOLHA DO PERFIL
L/60-