Cálculo de Treliça Para Implantação Em Barracão Industrial Rev6
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Lusa Patsis Alves
CLCULO DE TRELIA PARA IMPLANTAO EM BARRACO INDUSTRIAL
CURITIBA 2014
PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DO PARAN CAMPUS CURITIBA
CURSO ENGENHARIA CIVIL
ESCOLA POLITCNICA
-
Lusa Patsis Alves
CLCULO DE TRELIA PARA IMPLANTAO EM BARRACO INDUSTRIAL
Trabalho apresentado para o
curso de Engenharia Civil da
Pontifcia Universidade Catlica
do Paran (PUCPR) para a
disciplina de Ao e Madeira
Prof.: Roberto Borges
Frana
CURITIBA 2014
-
SUMRIO
1. Introduo ............................................................................................ 1
2. desenvolvimento .................................................................................. 2
2.1 Obra ..................................................................................................... 2
2.2 Descrio ............................................................................................. 2
2.3 rea da cobertura ................................................................................ 2
2.4 Espaamento entre prtico .................................................................. 2
2.5 Classificao de galpo ....................................................................... 3
2.6 Elementos Estruturais .......................................................................... 3
2.7 Cargas ................................................................................................. 4
2.7.1 Cargas Permanentes........................................................................ 4
2.7.2 Sobrecargas ..................................................................................... 5
2.8 Clculo de Vento ................................................................................. 5
2.8.1 Clculo do vento transversal ............................................................ 6
2.8.1.1 Clculo Transversal, com altura de 3m e largura 16m. Com tempo
de 3,42 s, interpolado entre 3 e 5 segundos. .......................................................... 7
2.8.1.2 Clculo Transversal, com altura de 6m e largura 16m. Com tempo
de 3,42 s, interpolado entre 3 e 5 segundos. .......................................................... 7
2.8.1.3 Clculo Transversal, com altura de 9m e largura 16m. Com tempo
de 3,42 s, interpolado entre 3 e 5 segundos. .......................................................... 7
2.8.1.4 Clculo Transversal, com altura de 11,2999m e largura 16m. Com
tempo de 3,42 s, interpolado entre 3 e 5 segundos. ............................................... 8
2.8.2 Clculo de vento longitudinal ............................................................ 8
2.8.2.1 Clculo Longitudinal, com altura de 3m e largura de 30m. Com
tempo de 5,599 s, interpolado entre 5 e 10 segundos. ........................................... 8
2.8.2.2 Clculo Longitudinal, com altura de 6m e largura de 30m. Com
tempo de 5,599 s, interpolado entre 5 e 10 segundos. ........................................... 9
2.8.2.3 Clculo Longitudinal, com altura de 9m e largura de 30m. Com
tempo de 5,599 s, interpolado entre 5 e 10 segundos. ........................................... 9
-
2.8.2.4 Clculo Longitudinal, com altura de 11,2999m e largura de 30m.
Com tempo de 5,599 s, interpolado entre 5 e 10 segundos. ................................... 9
2.9 Determinao dos coeficientes de presso ....................................... 10
2.9.1 Coeficientes de presso externa (Cpe) .......................................... 10
2.9.1.1 Paredes ....................................................................................... 10
2.9.1.2 Cobertura .................................................................................... 12
2.9.2 Coeficiente de presso interna (Cpi) .............................................. 13
2.10 Clculo dos esforos nas barras .................................................... 14
2.11 Combinaes. ................................................................................ 17
2.12 LIGAES PARAFUSADAS E SOLDADAS .................................. 18
3. Concluso .......................................................................................... 22
4. Referncias ....................................................................................... 23
-
1
1. INTRODUO
Esse trabalho tem por finalidade apresentar conceitos tericos e prticos de
como se fazer o dimensionamento de cobertura de um barraco industrial, como se
calcula as suas foras de vento, suas cargas prprias entre outras. Ser abordado
tambm como se faz o dimensionamento de trelias e teras, qual tipo de material
a ser utilizado, e como utilizar os dados calculados.
-
2
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 OBRA
A obra em questo vai ser o telhado de um barraco para fins industriais.
2.2 DESCRIO
Barraco industrial com dimenses de 16x30m, telhado duas guas com
10% de inclinao, com espaamento entre prticos de 6m e com altura de 10m.
Sua cobertura ser de telha do modelo trapezoidal LR 33 da Arcelor Mittal,
com espessura de 0,65 mm e altura de 33 mm,com momento de inrcia de 7,60
cm4/m, mdulo resistncia W de 2,85 cm/m, seu peso de 5,83 daN/m, com
tratamento de galvanizao a fogo.
Sero utilizadas cumeeiras do tipo (CP) LR33 da Arcelor Mittal com fixadores
de x14x7/8 com cabea inox e fita de vedao no recobrimento.
2.3 REA DA COBERTURA
A rea total da cobertura, adotando a inclinao de 10%, ir totalizar uma
rea de 482,39m.
= 30. 82 + 0.82
= ,
2.4 ESPAAMENTO ENTRE PRTICO
Com base no livro do BelleiIldony adotamos o espaamento entre
prticos de 6m, vo mdio.
-
3
2.5 CLASSIFICAO DE GALPO
2.6 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
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4
2.7 CARGAS
2.7.1 CARGAS PERMANENTES
Teras: Sero utilizadas teras de tipo U dobrado de 60x100x4.75 mm com
6000 mm de comprimento, cada tera pesa 56,15 kg, sero utilizadas 50 teras de
6000 mm de comprimento, com peso total de 2807,50 kg. Tendo-se assim
5,82kg/m.
Trelias: Sero utilizadas trelias cantoneiras de 2X3/16 com peso de 3,708
kg/m. J esta estimada na planilha abaixo o peso das soldas, parafusos e chapas
de ligaes, foi adotado 25% do peso total da estrutura. O peso prprio da trelia
de 6,05kg/m. Foram utilizadas cantoneiras em T para todas as diagonais,
montantes e banzos.
PARTE DA TRELIA
PESO (Kg)
Banzo superior 119,24
Banzo Inferior 118,65
Montantes 84,33
Diagonais 143,00
TOTAL (Kg) 581,52
Telhas: Sero utilizadas telhas de 1030x8040x0,65 mm, com 5,83kg/m.
Sero necessrias 60 telhas com peso aproximado de 48,27 kg por telha, comum
total de 2896,20kg de telhas.
Sero utilizados 30 cumeeiras de 1030x600 mm, com seu peso de 3,6kg
cada, sendo assim um total de 108 kg.
Fixao: Sero utilizados 10 fixadores (1/4-14x7/8) por telha, cada fixador
tem sua cabea de inox, ser utilizado no total 600 fixadores.
Para rufos, arremates e fixadores ser adotado um peso de 2,27 kg/m,
totalizando 1095,02kg.
-
5
2.7.2 SOBRECARGAS
Ser utilizada uma sobrecarga como utilizao da cobertura de 25,0kg/m,
mais a sobre carga da iluminao de 5,0kg/m
2.8 CLCULO DE VENTO
Ser adotada a classe A pra as medidas transversais e classe B para as
medidas longitudinais, com a categoria III e sua velocidade bsica do vento V0
igual 42 m/s.
S1= fator topogrfico do terreno, adotado valor 1,0.
S3 = fator estatstico, adotado valor 1,0, (edificaes para hotis, comrcios
e indstrias, com um alto fator de ocupao).
-
6
5,71.8 = 0,7999 10,50 + 0,7999 = , ""
1. = . . (
) ^
2. = .
3. =
4. = , .
Vt junto ao anexo A
5. =
Usando a tabela 1 e 2 da NBR 6123/1988, conseguiu-se um S2 inicial, ento
utilizou-se o mesmo na formula 5 (Indicada acima), encontrando assim o vt.
Usando esse VT encontrado na formula 4 (indicada acima), junto com o
comprimento do lado a ser estudado, foi encontrado o tempo abaixo.
Foi utilizado o mesmo sistema para calcular o tempo tanto no caso
transversal, quanto no lado longitudinal.
t = 3,42 s
Valores j interpolados:
b = 0,94; Fr = 0,9958; p = 0,10105
2.8.1 CLCULO DO VENTO TRANSVERSAL
Para o calculo do S2 na altura de 3m, foram utilizados os seguintes dados:
= , . , . (
)
, ,com o resultado, podemos ento encontrar o vk,
usando os dados na formula temos: = , . , por fim utilizamos a
formula: =,^
.
Obs: Resultados encontrados esto na tabela abaixo.
Repetem-se, os mesmos clculos indicados acima, apenas alterando a
altura, como mostra as tabelas abaixo.
-
7
2.8.1.1 CLCULO TRANSVERSAL, COM ALTURA DE 3M E LARGURA 16M. COM TEMPO DE 3,42 S, INTERPOLADO ENTRE 3 E 5 SEGUNDOS.
b 0,94
Fr 0,9958
Z 3
p 0,10105
S2 0,806021
Vk 33,85288 m/s
Q 71,62611 kgf/m
2.8.1.2 CLCULO TRANSVERSAL, COM ALTURA DE 6M E LARGURA 16M. COM TEMPO DE 3,42 S, INTERPOLADO ENTRE 3 E 5 SEGUNDOS.
b 0,94
Fr 0,9958
Z 6
P 0,10105
S2 0,867676
Vk 36,44239
Q 80,003
2.8.1.3 CLCULO TRANSVERSAL, COM ALTURA DE 9M E LARGURA 16M. COM TEMPO DE 3,42 S, INTERPOLADO ENTRE 3 E 5 SEGUNDOS.
b 0,94
Fr 0,9958
Z 9
P 0,10105
S2 0,905907
Vk 38,04807
Q 90,47849
-
8
2.8.1.4 CLCULO TRANSVERSAL, COM ALTURA DE 11,2999M E LARGURA 16M. COM TEMPO DE 3,42 S, INTERPOLADO ENTRE 3 E 5 SEGUNDOS.
b 0,94
Fr 0,9958
Z 11,2999
P 0,10105
S2 0,947683
Vk 39,80269 m/s
Q 99,0159 kgf/m
t = 6,5990s
Valores j interpolados:
b = 0,936802; Fr = 0,970406; p = 0,108198
2.8.2 CLCULO DE VENTO LONGITUDINAL
Frmula de calculo a mesma do vento transversal, apenas altera-se
os dados.
2.8.2.1 CLCULO LONGITUDINAL, COM ALTURA DE 3M E LARGURA DE 30M. COM TEMPO DE 5,599 S, INTERPOLADO ENTRE 5 E 10 SEGUNDOS.
b 0,936802
Fr 0,970406
Z 3
P 0,108198
S2 0,798044
Vk 33,51785 m/s
Q 70,21539 kgf/m
-
9
2.8.2.2 CLCULO LONGITUDINAL, COM ALTURA DE 6M E LARGURA DE 30M. COM TEMPO DE 5,599 S, INTERPOLADO ENTRE 5 E 10 SEGUNDOS.
b 0,936802
Fr 0,970406
Z 6
P 0,108198
S2 0,860197
Vk 36,12825 m/s
Q 81,57817 kgf/m
2.8.2.3 CLCULO LONGITUDINAL, COM ALTURA DE 9M E LARGURA DE 30M. COM TEMPO DE 5,599 S, INTERPOLADO ENTRE 5 E 10 SEGUNDOS.
b 0,936802
Fr 0,970406
Z 9
P 0,108198
S2 0,898774
Vk 37,7485 m/s
Q 89,05933 kgf/m
2.8.2.4 CLCULO LONGITUDINAL, COM ALTURA DE 11,2999M E LARGURA DE 30M. COM TEMPO DE 5,599 S, INTERPOLADO ENTRE 5 E 10 SEGUNDOS.
b 0,936802
Fr 0,970406
Z 11,2999
P 0,108198
S2 0,921179
Vk 38,6895 m/s
Q 93,55485 kgf/m
-
10
2.9 DETERMINAO DOS COEFICIENTES DE PRESSO
2.9.1 COEFICIENTES DE PRESSO EXTERNA (CPE)
2.9.1.1 PAREDES
a = 30m;
b = 16m;
h = 10m;
Portanto:
h/b = 10/16 = 0,625 h/b 3/2
a/b = 30/16 = 1,875 Interpolado
Valores de Ce Cpe
mdio = 0 = 90
A1
e B1
A2
e B2
C D A B C1
e D1
C2
e D2
-
0,9
-
0,5062
+0,7 -
0,5
+0,7 -
0,4937
-
0,9
-
0,5
-1,1
-
11
-
12
2.9.1.2 COBERTURA
h/b = 11,2999/16 = 0,7062 h/b 3/2
Valores de Ce Cpemdio
= 90 = 0
E
F
G
H
E
G
F
H
1
0%
-
0,9
-
0,6
-
0,9
-
0,6
-
2,0
-
2,0
-
1,5
-
1,0
Ce:
-
13
CPe:
2.9.2 COEFICIENTE DE PRESSO INTERNA (CPI)
Face permevel, ou seja, com vedaes adotar Cpi = +0,2
Face impermevel, ou seja, sem aberturas adotar Cpi = -0,3
Adotar o mais nocivo.
Face de barlavento utilizar Cpi = +0,1, por ex: porto.
-
14
2.10 CLCULO DOS ESFOROS NAS BARRAS
-
15
-
16
-
17
2.11 COMBINAES.
-
18
2.12 LIGAES PARAFUSADAS E SOLDADAS
Tabela de parafusos
X=Plano de corte passa pelo parafuso;
N=Plano de corte no passa pelo parafuso
conecto
r
Fur
o (mm)
0,4*Ab*fub/a2(n
)
0,5*Ab*fub/a2(x
)
14,5 1957,09 2446,36
5/8 18 3015,92 3769,91
7/8 24 5361,65 6702,06
1 27 6785,84 8482,30
4 parafusos 5/8, ASTM A325
14629,81/4 = 3657,4 Fora exercida em cada parafuso
Fu = 4000Kgf/cm2
Fy = 2500Kgf/cm2
Envoltria = compresso (-14629,81)
CP+SC = -14629,81
Calculo compresso
Escoamento da Seo bruta
Nc,Rd = x*Q*Ag*fy/a1
(14629,81/0,6) = 1*1*Ag*2500/1,1
Ag = 10,728
Area liquida
An = Ag-Af
An = 10,728-(1,8*0,475)
An = 9,873
-
19
Area liquida efetiva
Ae = An*Ct
Ae = 9,873*1
Ae = 9,873 m2
Escoamento Seo liquida
Nt,Rd = Ae*fu/a2
Nt,Rd = 9,873*4000/1,35
Nt,Rd = 29253,33
Nt,Sd/Nt,Rd = 14629,81/29253,33
Nt,Sd/Nt,Rd = 0,50
Rasgamento furo-furo
F,crd = 1,2*lf*tx*fu/a2
F,crd = 1,2*2,3*0,475*4000/1,35
F,crd = 3884,443657,4
Rasgamento furo-borda
F,crd = 2,4*db*tx*fu/1,35
F,crd = 2,4*1,8*0,47*4000/1,35
F,crd = 60803657,4
Distancia furo borda = 40mm
Distancia furo-furo = 60mm
Largura da chapa = 51mm
Gabarito de 28mm
Calculo trao
CP+V90+SC = 13065,45
-
20
13065,45/4 = 3266,36 Fora exercida em cada parafuso
Fu = 4000Kgf/cm2
Fy = 2500Kgf/cm2
Maior valor de trao 13065,45
Escoamento da Seo bruta
Nc,Rd = x*Q*Ag*fy/a1
(13065,45/0,6) = 1*1*Ag*2500/1,1
Ag = 9,58
Area liquida
An = Ag-Af
An = 9,58-(1,8*0,475)
An = 8,725
Area liquida efetiva
Ae = An*Ct
Ae = 8,725*1
Ae = 8,725m2
Escoamento Seo liquida
Nt,Rd = Ae*fu/a2
Nt,Rd = 8,725*4000/1,35
Nt,Rd = 25851,85
Nt,Sd/Nt,Rd = 13065,45/25851,85
Nt,Sd/Nt,Rd = 0,505
Rasgamento furo-furo
F,crd = 1,2*lf*tx*fu/a2
F,crd = 1,2*2,3*0,475*4000/1,35
-
21
F,crd = 3884,443266,36
Rasgamento furo-borda
F,crd = 2,4*db*tx*fu/1,35
F,crd = 2,4*1,8*0,475*4000/1,35
F,crd = 60803266,36
Ligaes soldadas
Tabela solda
Menor espessura do metal-base
na junta (mm)
Espessura mnima da garganta
efetiva (mm)
Abaixo de 6,35 3
De 6,35 ate 12,5 5
De 12,5 ate 19 6
De 19 ate 37,5 8
De 37,5 ate 57 10
De 57 ate 152 13
Acima de 152 16
Utilizaremos solda MIG, eletrodo 70xx, solda de 6mm de garganta.
-
22
3. CONCLUSO
Mediante os fatos expostos, podemos observar que os dados e
clculos utilizados para se calcular trelias so pertinent4es para execuo de tal
-
23
4. REFERNCIAS
Ildony H. Bellei Edifcios industrias em ao.
NBR 6123/88 foras devidas aos ventos nas edificaes.