Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Departamento de Engenharia CivilDisciplina: Estruturas MetlicasLista 01 Matria da primeira prova: Teoria e PrticaDiscente: Mykael dos Anjos e Mello

1) O ao uma liga de ferro (aproximadamente 98%) e carbono (de 0,008% at 2,11%) com elementos residuais de processo de fabricao e elementos adicionados com o intuito de melhorar as caractersticas fsicas e mecnicas do material, os quais so denominados elementos de liga sendo que a adio ou no de um ou mais destes elementos varia de acordo com a finalidade de utilizao.

2) As principais vantagens da utilizao das estruturas metlicas so: Alvio das fundaes j que proporcionam um menor peso prprio que as estruturas convencionais de concreto armado. Aumento da rea til devido s dimenses reduzidas dos elementos estruturais. Reduo do tempo de obra Antecipao dos rendimentos Reciclagem Preciso construtiva Compatibilidade com o concreto armadoAs principais desvantagens so: A obra pode custar mais caro do que a similar em concreto armado A mo-de-obra necessria mais especializada do que a do concreto armado. Em algumas regies do pas pode ser difcil encontrar alguns tipos de aos e perfis metlicos. Falta de tradio na utilizao do ao em muitas regies do Brasil Viabilidade somente em elementos lineares, para lajes deve ser associado ao concreto formando estruturas mistas de ao e concreto Pouco enfoque nos cursos de graduao do Brasil

3) Os objetivos de um projeto estrutural concentram-se em: Garantir a segurana estrutural evitando-se o colapso da estrutura; Garantir o bom desempenho da estrutura evitando-se grandes deslocamentos, vibraes excessivas e danos locais.

4) As etapas de um projeto estrutural pode ser reunidas em trs fases: Anteprojeto, ou projeto bsico, fase na qual so definidos o sistema estrutural, os materiais e o sistema construtivo. Dimensionamento, ou clculo estrutural, fase na qual so determinadas as dimenses das sees dos elementos da estrutura e suas ligaes. Detalhamento, fase na qual so elaborados os desenhos executivos da estrutura contendo as especificaes de todos os seus componentes.

5) Para o uso estrutural existem trs grandes grupos de perfis metlicos: Perfis laminados, obtidos pela operao de laminao a quente em indstrias siderrgicas. Ex.: cantoneiras, perfil I, perfil H, ferro redondo, etc. Perfis soldados, obtidos pela soldagem de tiras de chapas. Ex.: perfis VS, CS, CVS, etc. Perfis dobrados, obtidos pela dobragem de chapas finas em mquinas dobradeiras ou perfiladeiras. Ex.: cantoneiras, perfil cartola, perfil U, perfil Z, etc.

6) A norma brasileira NBR 8800-2008 trata do dimensionamento de estruturas metlicas constitudas por perfis laminados e soldados. Os aos considerados para aplicao dessa norma devem possuir como resistncia mxima ao escoamento e relao entre a resistncia ruptura e resistncia ao escoamento . Em relao a deformao o alongamento aps a ruptura no deve ser menor que 10% para um corpo de prova de 50mm ou 7% para um corpo de prova de 200mm.

7) A norma brasileira NBR 8800-2008 trata do dimensionamento de estruturas metlicas constitudas por perfis dobrados. Os aos considerados para aplicao dessa norma devem possuir propriedades mecnicas adequadas para receber o trabalho a frio (operaes de dobragem). Devem apresentar relao entre a resistncia ruptura e resistncia ao escoamento . Em relao a deformao o alongamento aps a ruptura no deve ser menor que 10% para um corpo de prova de 50mm ou 7% para um corpo de prova de 200mm.

8) Para efeito de clculo devem ser adotados os seguintes valores de constantes fsicas para os aos estruturais, NBR 8800-2008: Mdulo de elasticidade longitudinal, Mdulo de elasticidade transversal, Coeficiente de Poisson, Massa especfica, Coeficiente de dilatao trmica,

9) Estados limites so as situaes em que a estrutura deixa de atender as finalidades para qual ela foi projetada, seja no aspecto estrutural e/ou no aspecto funcional.

10) Para a utilizao tanto da NBR 8800-2008 quanto da NBR 14762-2010 devem ser considerados os estados-limites ltimos (ELU) e os estados-limites de servio (ELS). O ELU esto relacionados com a segurana das estruturas em relao a runa quando sujeita as combinaes mais desfavorveis de aes previstas em toda a sua vida til, durante a construo ou quando atuar uma ao excepcional. Os ELS esto relacionados com o desempenho funcional da estrutura quando submetida a condies normais de carregamento.

11) A runa da estrutura metlica pode ocorrer devido a: Perda de equilbrio como corpo rgido. Plastificao total de um elemento estrutural ou de uma seo Ruptura de uma ligao ou seo Flambagem Ruptura por fadiga

12) Os ELS considerados para a NBR 8800-2008 so: Deformaes excessivas Vibraes excessivas

13) As aes so as causas que provocam esforos internos deformaes numa estrutura, tais como foras, momentos e deformaes impostas. No meio tcnico bastante comum se referir as aes como carregamentos.

14) A classificao das aes quanto a variao no tempo dada por: Aes permanentes: so aes que ocorrem com valores praticamente constantes durante toda a vida til da construo. Ex.: peso prprio da estrutura metlica, peso das telhas, peso de alvenarias, revestimento. Aes variveis: so aes que podem ocorrer com valores que apresentam variaes significativas durante a vida til da construo, entretanto as normas fixam valores a serem considerados para estas aes para se simular o carregamento das estruturas. So causadas principalmente pelo uso e ocupao da edificao. Ex.: sobrecargas de pisos e coberturas (sobrecarga acidental), cargas de equipamentos e instalaes (sobrecarga de utilidades), vento, abalos ssmicos, variaes de temperatura, etc. Aes excepcionais: so aes em geral que tm durao extremamente curta e a probabilidade muito baixa de ocorrncia durante toda a vida til da construo, mas que devem ser consideradas no projeto de determinadas estruturas. Ex.: exploses, choques de veculos, incndios, sismos excepcionais, etc.

15) As aes atuantes nas estruturas so quantificadas por seus valores representativos Fr que podem ser: Valores caractersticos : So valores adotados por normas e que tm uma determinada probabilidade, geralmente de 5%, de serem ultrapassado ao longo da vida til da estrutura. Valores convencionais ou excepcionais: So valores arbitrados para as aes excepcionais; Valores reduzidos : So reduo dos valores caractersticos quando estes so considerados agindo simultaneamente na estrutura, so aplicados apenas em aes variveis.

16) As parcelas do fator de segurana, , so: a parcela de , que considera a variabilidade das aes; a parcela de , que considera a simultaneidade de atuao das aes a parcela de , que considera os possveis erros de avaliao dos efeitos das aes, seja por problemas construtivos (tolerncia de execuo), seja por deficincia do mtodo de clculo (aproximaes de projeto).

17) Para o clculo estrutural de um galpo metlico simples, sem ponte rolante, so considerados os seguintes carregamentos bsicos: PP o peso prprio da estrutura metlica, ex. teras, correntes, contraventos, tesouras, pilares e etc, estimados no pr-dimensionamento e confirmados no dimensionamento. CP a carga permanente, ex.: peso de telhas, isolamento trmico, forros e etc (obtidos em catlogos), estrutura secundria e contraventos descarregando em outras estrutura. SC = SCmin + SU a sobrecarga acidental mnima de 0,25KN/m na cobertura somada com a sobrecarga das utilidades, tais como bandejamento eltrico, sprinkler, ventiladores e etc, caso estas sejam superiores a 0,05kN/m. VE a fora do vento, calcula de acordo com a NBR 6123-1988.

18) D-se o nome de combinao de carregamento a forma como as aes (carregamentos) so consideradas agindo simultaneamente. As combinaes de carregamento devem ser realizadas como prescreve a NBR 8681-2004.

19) Combinaes para os ELU:a) Combinaes ltimas normais decorrem do uso previsto para a edificao;b) Combinaes ltimas especiais consideram a atuao de aes variveis de natureza ou intensidade especial;c) Combinaes ltimas de construo consideram a possibilidade de ELU na fase da construo;d) Combinaes ltimas excepcionais consideram a atuao de aes excepcionais que podem provocar efeitos catastrficos.

20) , onde: a ao total combinada para dimensionamento da estrutura o nmero total de aes permanentes- o coeficiente de ponderao da i-sima ao permanente- o valor caracterstico da i-sima ao permanente- o valor do coeficiente de ponderao da ao varivel principal- o valor caracterstico da ao varivel principal; o nmero total de aes variveis- o coeficiente de ponderao da j-sima ao varivel secundria o fator de combinao da j-sima ao varivel secundria o valor caracterstico da j-sima ao varivel secundria.

21) O termo representa as aes variveis secundrias com valores reduzidos, permite considerar como sendo muito baixa a probabilidade de ocorrncia simultnea dos valores caractersticos de duas ou mais aes variveis de natureza diferente.

22) No caso de galpes metlicos sem ponte rolante se consideram as seguintes combinaes ltimas normais: Onde: corresponde a i-sima combinao de clculo corresponde a parcela do carregamento relativo ao peso prprio da estrutura, sendo por isso funo das dimenses da estrutura. Exemplos: vigas, trelias, teras, pilares, correntes, contraventamentos. carregamento devido a carga permanente, relativo a equipamentos e materiais que no so responsveis sustentao da estrutura, mas que atuam durante toda a vida til do projeto. Exemplos: telhas, isolamento trmico, forros, estrutura secundria. parcela devido a sobrecarga acidental mnima de 0,25kN/m na cobertura somada com a sobrecarga de utilidades, tais como bandejamento eltrico, sprinkler, ventiladores, etc, caso estas sejam superiores a 5kN/m. a fora do vento, calculada de acordo com a NBR 6123.

23) As combinaes de servio so classificadas de acordo com sua frequncia de atuao na estrutura em: quase permanentes, frequentes e raras. As combinaes quase permanentes de servio so aquelas que podem atuar durante grande parte do perodo de vida da estrutura, da ordem de metade deste perodo. Essas combinaes so usadas principalmente para verificar a aparncia da construo frente as deformaes para efeitos de longa durao. As combinaes frequentes de servio so aquelas que se repetem muitas vezes durante o perodo da vida da estrutura. Essas combinaes so utilizadas para os estados-limites reversveis, isto , que no causam danos permanentes estrutura ou a outros componentes da construo. As combinaes raras de servio so aquelas que podem atuar no mximo algumas horas durante o perodo de vida da estrutura. Essas combinaes so utilizadas para os estados-limites irreversveis, isto , que causam danos permanentes estrutura ou a outros componentes da construo, e para aqueles relacionados ao funcionamento adequado da estrutura, tais como formao de fissuras e danos aos fechamentos.

24) a ao total combinada para a verificao do deslocamento o nmero total de aes permanentes; o valor caracterstica da i-sima ao permanente o nmero total de aes variveis o fator de reduo que estima os valores quase permanentes das aes variveis; o valor caracterstico da j-sima ao varivel;

25) O termo que representa o valor da j-sima ao varivel com valor reduzido, leva em conta que os valores quase permanentes das aes variveis que acompanham as aes permanentes nestas combinaes so menores que os valores caractersticos adotados em norma.

26) A expresso final para a combinao quase permanente de servio dada por:

corresponde a parcela do carregamento relativo ao peso prprio da estrutura, sendo por isso funo das dimenses da estrutura. Exemplos: vigas, trelias, teras, pilares, correntes, contraventamentos. carregamento devido a carga permanente, relativo a equipamentos e materiais que no so responsveis sustentao da estrutura, mas que atuam durante toda a vida til do projeto. Exemplos: telhas, isolamento trmico, forros, estrutura secundria. parcela devido a sobrecarga acidental mnima de 0,25kN/m na cobertura somada com a sobrecarga de utilidades, tais como bandejamento eltrico, sprinkler, ventiladores, etc, caso estas sejam superiores a 5kN/m. O limite de deslocamento definido como sendo L/250, sendo L o vo terico entre apoios (vigas bi-apoiadas), e para vigas em balano L o dobro do balano.27) a ao total combinada para a verificao do deslocamento o nmero total de aes permanentes; o valor caracterstica da i-sima ao permanente o nmero total de aes variveis o fator de reduo que estima o valor frequente da ao varivel principal o valor caracterstico da ao varivel principal; o fator de reduo que estima os valores quase permanentes das aes variveis secundrias; o valor caracterstico da j-sima ao varivel secundria;

28) Os termos e , que so respectivamente as aes variveis principal e secundria com valores reduzidos, levam em conta que o valor frequente da ao varivel principal e os valores quase permanentes das aes variveis secundrias s menores que os valores caractersticos adotados em norma.

29) A expresso final para a combinao quase permanente de servio dada por:

corresponde a parcela do carregamento relativo ao peso prprio da estrutura, sendo por isso funo das dimenses da estrutura. Exemplos: vigas, trelias, teras, pilares, correntes, contraventamentos. carregamento devido a carga permanente, relativo a equipamentos e materiais que no so responsveis sustentao da estrutura, mas que atuam durante toda a vida til do projeto. Exemplos: telhas, isolamento trmico, forros, estrutura secundria. parcela devido a sobrecarga acidental mnima de 0,25kN/m na cobertura somada com a sobrecarga de utilidades, tais como bandejamento eltrico, sprinkler, ventiladores, etc, caso estas sejam superiores a 5kN/m. O limite de deslocamento definido como sendo L/250, sendo L o vo terico entre apoios (vigas bi-apoiadas), e para vigas em balano L o dobro do balano.30) a ao total combinada para a verificao do deslocamento o nmero total de aes permanentes; o valor caracterstica da i-sima ao permanente o nmero total de aes variveis o fator de reduo que estima o valor frequente da ao j-sima varivel secundria o valor caracterstico da ao varivel principal; o valor caracterstico da j-sima ao varivel secundria;

31) O termo , que so as aes variveis secundria com valores reduzidos, leva em conta que os valores frequente das aes variveis secundrias que acompanham as aes permanentes nestas combinaes so menores que os valores caractersticos adotados em norma.

32) A expresso final rara para a verificao do deslocamento vertical mximo em teras dada por:

O limite de deslocamento vertical mximo definido como sendo L/180, sendo L o vo terico entre apoios (vigas bi-apoiadas), e para vigas em balano L o dobro do balano.A expresso final rara para a verificao do deslocamento mximo, perpendicular cobertura, em teras dada por:

O limite de deslocamento mximo, perpendicular a cobertura, para teras definido como sendo L/120, sendo L o vo terico entre apoios (vigas bi-apoiadas), e para vigas em balano L o dobro do balano. corresponde a parcela do carregamento relativo ao peso prprio da estrutura, sendo por isso funo das dimenses da estrutura. Exemplos: vigas, trelias, teras, pilares, correntes, contraventamentos. carregamento devido a carga permanente, relativo a equipamentos e materiais que no so responsveis sustentao da estrutura, mas que atuam durante toda a vida til do projeto. Exemplos: telhas, isolamento trmico, forros, estrutura secundria. parcela devido a sobrecarga acidental mnima de 0,25kN/m na cobertura somada com a sobrecarga de utilidades, tais como bandejamento eltrico, sprinkler, ventiladores, etc, caso estas sejam superiores a 5kN/m. a fora do vento, calculada de acordo com a NBR 6123.33) A combinao rara de servio C5s utilizada para a verificao do deslocamento vertical mximo entre os tirantes da travessa de fechamento:

O limite de deslocamento vertical mximo definido como sendo L/180, sendo L o vo terico entre apoios (vigas bi-apoiadas), e para vigas em balano L o dobro do balano.Para a verificao do deslocamento horizontal mximo das travessas de fechamento (perpendicular ao plano de fechamento), utilizar a combinao rara de servio C6s..34) Para a verificao do deslocamento vertical mximo em vigas e tesouras utilizar a combinao mais desfavorvel dentre as duas abaixo:

O limite de deslocamento vertical mximo, definido como sendo L/250, sendo L o vo terico entre apoios (vigas bi-apoiadas), e para vigas em balano L o dobro do balano. corresponde a parcela do carregamento relativo ao peso prprio da estrutura, sendo por isso funo das dimenses da estrutura. Exemplos: vigas, trelias, teras, pilares, correntes, contraventamentos. carregamento devido a carga permanente, relativo a equipamentos e materiais que no so responsveis sustentao da estrutura, mas que atuam durante toda a vida til do projeto. Exemplos: telhas, isolamento trmico, forros, estrutura secundria. parcela devido a sobrecarga acidental mnima de 0,25kN/m na cobertura somada com a sobrecarga de utilidades, tais como bandejamento eltrico, sprinkler, ventiladores, etc, caso estas sejam superiores a 5kN/m. a fora do vento, calculada de acordo com a NBR 6123.35) A combinao rara de servio para a verificao do deslocamento horizontal mximo das colunas de vento e pilares do galpo dada por:

O limite de deslocamento horizontal mximo, definido como sendo H/200 para a coluna de vento e H/300 para pilar, sendo H a altura do pilar ou coluna de vento.

36) O coeficiente de ponderao da resistncia dos materiais () divido em trs parcelas: a parcela de que considera a variabilidade dos materiais envolvidos; a parcela de que considera a diferena da resistncia entre o material do corpo de prova e da estrutura; a parcela de que considera os desvios gerados na construo e as aproximaes feitas em projeto;

37) O coeficiente de ponderao corresponde ao estado limite ltimo relativo ao escoamento, flambagem e instabilidade e possui o valor de 1,10. J o coeficiente de ponderao corresponde ao estado limite ltimo relativo a ruptura do material e apresenta o valor de 1,35.

38) O objetivo da anlise estrutural determinar os efeitos das aes na estrutura, visando efetuar as verificaes de estados limites ltimos e de servio e assim comprovar a segurana da estrutura e seu funcionamento adequado.

39) Quanto ao comportamento mecnico dos materiais, os tipos de anlise estrutural so: Anlise estrutural elstica diagrama tenso-deformao linear. Neste caso considerado que o material se comporta como se fosse infinitamente elstico e no h redistribuio de esforos por plastificao.

Anlise estrutural plstica diagrama tenso-deformao pode ser rgido-plstico, ou elastoplstico perfeito, ou elastoplstico no linear. Quando o material de um determinado elemento estrutural entra em regime plstico e passa a ocorrer redistribuio de esforos para os demais elementos estruturais da vizinhana ainda no plastificados.

40) Quanto ao efeito causado nos deslocamentos da pea/estrutura, a anlise estrutural pode ser classificada em dois tipos: Anlise linear geomtrica, ou anlise de primeira ordem quando os esforos internos so obtidos com base na geometria indeformada da estrutura.

Anlise estrutural no-linear geomtrica, ou anlise de segunda ordem quando os esforos internos so obtidos com base na geometria deformada da estrutura.

41) No estudo da anlise no-linear geomtrica d-se o nome de efeito ao efeito global de segunda ordem associado ao deslocamento transversal relativo entre as extremidades da barra, proveniente da rotao da corda. Ou seja, o efeito das peas adjacentes a pea estudada, esse efeito no ocorre devido as aes solicitantes da pea estudada e sim das movimentaes das peas adjacentes que so transmitidas para a pea em estudo. Enquanto o efeito o efeito local de segunda ordem associado deformao do eixo da barra em relao corda.

Observe que o deslocamento d se eu me refiro a pea 3, trata-se de um deslocamento global. No entanto, se minha pea em anlise se trata da pea 2 trata-se de um deslocamento local.

42) Se referindo ao sistema de contraventamentos, as estruturas podem ser classificadas em subestruturas de contraventamentos e em elementos contraventados. As subestruturas de contraventamentos so estruturas que possuem grande rigidez para resistir as aes horizontais e so responsveis pela estabilidade lateral da estrutura com um todo. Exemplos: Prticos rgidos em forma de trelia em edifcios de mltiplos andares; As paredes de cisalhamento dos ncleos rgidos em concreto das caixas de escada e elevadores em edifcios de mltiplos andares; Prticos nos quais a estabilidade assegurada pela rigidez a flexo das barras e pela capacidade de transmisso dos momentos nas ligaes. Os elementos contraventados so aqueles que no participam dos sistemas resistentes as aes horizontais.

43) As foras nocionais so foras fictcias introduzidas, em cada pavimento, no clculo da estrutura como forma de compensao devido s imperfeies geomtricas iniciais da estrutura e a falta de retilineidade do eixo das barras. As foras nocionais em cada pavimento so calculadas como sendo 30% da resultante gravitacional mxima do pavimento, ou seja, 30% do somatrio das reaes de apoio no pavimento para a combinao de carregamento ltima .

44) As imperfeies iniciais, tais como tenses residuais, podem ser levadas em conta na anlise estrutural reduzindo-se a rigidez a flexo e rigidez axial das barras para 80% dos valores ntegros.

45) O coeficiente de flambagem (K) a relao entre o comprimento de flambagem e o comprimento real da barra. Sendo o comprimento de flambagem, definido como a distncia entre os pontos de inflexo da elstica.

46) A utilizao do coeficiente de flambagem (K) sempre igual a 1 em peas submetidas a flexocompresso permitido, a partir que a considerao de imperfeio geomtrica e do material foram introduzidas atravs das foras nocionais e da reduo da rigidez da pea. De acordo com o ASIC estas novas consideraes fornecem melhores resultados na comparao com ensaios de laboratrios, mostrando que os novos mtodos so mais realistas que o tradicional Mtodo Dos Comprimentos Efetivos.

47) Sendo o deslocamento horizontal obtido em teoria de primeira ordem e o mesmo deslocamento em teoria de segunda ordem, as estruturas metlicas so classificadas quanto a sua sensibilidade a deslocamentos horizontais como:i) Estruturas de pequenas deslocabilidade;

ii) Estruturas de mdia deslocabilidade;

iii) Estruturas de grande deslocabilidade;

Essa classificao se faz necessria para a definio do modelo de anlise estrutural a ser considerado para a estrutura, interferindo, portanto nos esforos internos e, por conseguinte no dimensionamento da pea.Nota: No necessrio a reduo da rigidez da pea para o clculo desses deslocamentos.48) As exigncias so as seguintes:a) As foras axiais de compresso solicitantes de clculo, , de todas as barras cuja rigidez flexo contribuam para a estabilidade lateral da estrutura, em cada uma das combinaes ltimas de aes no sejam superiores a 50% da fora axial correspondente ao escoamento da seo transversal dessas barras. b) Os efeitos das imperfeies geomtricas iniciais, ou seja, as foras nocionais sejam adicionadas a todas as combinaes ltimas previstas, estes efeitos devem ser considerados independentes em duas direes ortogonais em planta da estrutura.c) Os efeitos locais de segunda ordem devem ser considerados, no caso de peas trabalhando a flexocompresso, amplificando-se os momentos fletores solicitantes de clculo pelo coeficiente , calculado de acordo com o Anexo D da NBR 8800-2008, mas com as grandezas que influem no seu valor obtido da estrutura original sem reduo da rigidez.

49) e so coeficientes introduzidos no clculo de estruturas metlicas pela NBR 8800-2008, para evitar a anlise estrutural em segunda ordem. O coeficiente serve para transformar, de maneira simplificada, o momento de clculo encontrado em anlise de primeira ordem em segunda ordem, este coeficiente por ser de amplificao deve ser sempre igual ou superior a um. Em se tratando do coeficiente ele nos auxilia na determinao da sensibilidade a deslocamentos horizontais da estrutura pois nos d uma aproximao da relao .

50)

se houver foras transversais entre as extremidades da barra no plano de flexo. se no houver foras transversais entre as extremidades da barra no plano de flexo, e so respectivamente os valores absolutos do menor e do maio momento fletor nas extremidades da barra, o sinal (+) positivo usando quando estes momentos provocarem curvatura reversa na barra e o sinal (-) negativo usado quando os momentos provocam curvatura simples na barra. para cada barra em anlise o esforo normal de compresso solicitante de clculos para a combinao de dimensionamento; a carga crtica de flambagem elstica da barra calculada tomando-se , ou seja,

um coeficiente de ajuste, igual a 0,85 nas estruturas onde o sistema resistente a aes horizontais constitudo apenas por subestruturas de contraventamentos formadas por prticos nos quais a estabilidade lateral assegurada pela rigidez flexo das barras e pela capacidade de transmisso de momentos as ligaes e igual a 1,0 para todas as outras estruturas. - o deslocamento horizontal relativo entre os nveis superior e inferior (deslocamentos interpavimento) do andar considerado, obtido da anlise de primeira ordem da estrutura original. Se possuir valores diferentes em um mesmo andar, deve ser tomado um valor ponderado para esse deslocamento, em funo da proporo das cargas gravitacionais atuantes ou, de modo conservador, o maior. - a altura do andar (distncia entre eixos de vigas de dois andares consecutivos ou entre eixos de vigas e base, no primeiro andar); a carga gravitacional total que atua no andar considerado, englobando as cargas atuantes nas subestruturas de contraventamentos e nos elementos contraventados; a fora cortante total no andar, produzida pelas foras horizontais de clculo atuantes, usadas para determinar .

51)

52) Para aplicar o mtodo da anlise direta, deve-se dispor de um software capaz de efetuar anlise estrutural da estruturam em sua configurao deslocada, entretanto necessria a validao da anlise no-linear geomtrica deste software. Para isso a norma pede que se realize a anlise de dois modelos, barra biapoiada e barra engastada numa extremidade e livre em outra. Deve-se rodar o programa e comparar os valores obtidos com os valores exatos disponvel na norma, os resultados podem diferir em at 3,0% para que a ferramenta seja considerada adequada. A partir de ento utilizar os valores de esforos obtidos atravs do software.

Aplicao do mtodo:a) Realiza-se a reduo tanto da rigidez a flexo quanto da rigidez axial dos membros que so responsveis pela estabilidade lateral da estrutura. permitido aplicar a reduo em todos os membros para evitar problemas numricos. b) Calculam-se as foras nocionais, as quais so aplicadas independentemente em ambas as direes ortogonais da estrutura em todas as combinaes de carregamento.c) No mdulo de carregamento do software carrega-se a estrutura com foras superpostas j que o princpio da superposio dos efeitos no vlido para anlise de segunda ordem.d) Aps o clculo da estrutura, no mdulo resultados, definem-se as combinaes de carregamento que sero usadas no dimensionamento das peas.e) O dimensionamento feito considerando-se para todos os membros da estrutura.

53) No ELS no necessrio considerar nem as foras nocionais muito menos a reduo da rigidez.

54)

55) Resoluo:

a) b) c) ; Como percebe no diagrama todos os elementos esto submetidos a flexo-compresso, logo deve-se calcular B1 para todos eles.

i) Pilar Esquerdo: Direo x. (Plano de flexo zy) No a direo do momento. A fora solicitante menor que a carga crtica de flambagem, a pea est segura? Perceba que esta no a direo que o momento atua. Nem sei se para calcular B1 nessa direo tambm.

ii) Pilar Esquerdo: Direo y. (Plano de flexo zx) - Direo do momento.

iii) Pilar Direito: Direo x. (Plano de flexo zy) No a direo do momento.

A fora solicitante menor que a carga crtica de flambagem, a pea est segura? Perceba que esta no a direo que o momento atua. Nem sei se para calcular B1 nessa direo tambm.

iv) Pilar Direito: Direo y. (Plano de flexo zx) - Direo do momento.

v) Viga: Direo y

Devido simetria do problema e sendo o valor acima corresponde ao clculo de ambas as vigas (esquerda e direita).

56) Resoluo:

a) b) c) ; Como percebe no diagrama todos os elementos esto submetidos flexocompresso, logo deve-se calcular B1 para todos eles.

i) Pilar Esquerdo: Direo x. (Plano de flexo zy) No a direo do momento. A fora solicitante menor que a carga crtica de flambagem, a pea est segura? Perceba que esta no a direo que o momento atua. Nem sei se para calcular B1 nessa direo tambm.

ii) Pilar Esquerdo: Direo y. (Plano de flexo zx) - Direo do momento.

iii) Pilar Direito: Direo x. (Plano de flexo zy) No a direo do momento.

A fora solicitante menor que a carga crtica de flambagem, a pea est segura? Perceba que esta no a direo que o momento atua. Nem sei se para calcular B1 nessa direo tambm.

iv) Pilar Direito: Direo y. (Plano de flexo zx) - Direo do momento.

v) Viga: Direo y.

Devido simetria do problema e sendo o valor acima corresponde ao clculo de ambas as vigas (esquerda e direita).

57) A ao do vento nas estruturas metlicas uma das mais importantes a se considerar, pois podem levar as estruturas ao colapso. Este fato se agrava devido a alta esbelteza das peas metlicas empregadas.

58) O vento pode ser definido como o movimento das massas de ar decorrente das diferenas de presso na atmosfera.

59) O efeito do vento pode ser considerado como uma ao esttica quando o perodo fundamental das edificaes for igual ou inferior a 1,0s.

60) As foras devido ao vento sobre uma edificao devem ser calculadas separadamente para:a) Elementos de vedao e suas fixaes (telhas, vidros, esquadrias, painis de vedao, etc.)b) Partes da estrutura (telhados, paredes, etc.)c) A estrutura como um todo (edifcios de mltiplos andares, torres reticuladas, etc.).

61) Para efeito de anlise estrutural considera que o vento possa soprar a 0; 180; 90; 270.

62) So trs os tipos de fora que o vento pode aplicar em uma edificao:a) Sobrepresso: A fora incide perpendicularmente a superfcie considerada de forma a empurr-la.b) Suco: A fora incide perpendicularmente a superfcie considerada de forma a pux-la.c) Atrito: A fora incide paralelamente a superfcie, em qualquer sentido.

63) Os seis parmetros bsicos so:a) Velocidade bsica;b) Velocidade caracterstica;c) Presso dinmica (presso de obstruo);d) Coeficientes de presso interna;e) Coeficientes de presso externa;f) Coeficiente de atrito;

64) A velocidade bsica do vento () definida como a velocidade de uma rajada de 3,0s de durao excedida em mdia uma vez a cada 50 anos, medida a 10m acima do nvel do terreno em campo aberto e plano. Em todo o territrio brasileiro varia de 30 a 50m/s.

65) A velocidade caracterstica a velocidade a ser considerada para a obteno das foras do vento na edificao, obtida a partir do ajuste da velocidade bsica para cada edificao em particular.

66) Fatores aplicados no clculo da velocidade caracterstica:a) S1 o fator topogrfico; Leva em conta as variaes do terreno.b) S2 o fator de rugosidade e dimenses da edificao; Considera os efeitos combinados da rugosidade do terreno, das dimenses da edificao ou partes da edificao em questo e tambm a variao da velocidade do vento acima do nvel do terreno.c) S3 o fator estatstico; Baseado em conceitos estatsticos, considera o grau de segurana requerido e a vida til da construo.

67) Se enquadram em categoria de rugosidade IV.

68) A norma de vento define trs classes para designar as dimenses tanto da edificao quanto de partes da edificao e seus elementos. Estas classes correspondem aos intervalos de tempo de 3s, 5s e 10s como sendo a durao de tempo necessria para que as respectivas rajadas de vento envolvam totalmente as dimenses dos obstculos sobre os quais incidem perpendicularmente.a) Classe A (3s): Todas as unidades de vedao, seus elementos de fixao e peas individuais de estruturas sem vedao. Toda a edificao na qual sua maior dimenso horizontal ou vertical no exceda 20m.b) Classe B (5s): Toda a edificao ou parte da edificao para a qual a maior dimenso horizontal ou vertical da superfcie frontal esteja entre 20m e 50m.c) Classe C (10s): Toda a edificao ou parte da edificao para a qual a maior dimenso horizontal ou vertical da superfcie frontal exceda 50m.

69) As particularidades so: Se enquadram sempre na classe A; Utiliza a cota de referncia como sendo o topo da edificao.

70) Para um determinado valor da presso dinmica (presso de obstruo) os valores das sobrepresses ou suces que o vento provoca nas partes da edificao depende de fatores tais como:a) Permeabilidade da edificao;b) Relao entre dimenses da edificao;c) Tipo de cobertura;d) Inclinao da cobertura;e) ngulo de incidncia do vento sobre a edificao

71) Os coeficientes de presso so coeficientes adimensionais que levam em conta as particularidades de cada superfcie, em conexo com a estrutura como um todo, para quando multiplicados pela presso dinmica fornecer a sobrepresso ou suco atuante na superfcie em anlise. Vale salientar que estes coeficientes devem ser calculados para ambos os lados da superfcie em anlise, devido s diferenas inerentes.

72) Os sinais indicam apenas a natureza da fora, se de suco (-) ou de sobrepresso (+).

73) A permeabilidade se deve a presena de:a) Juntas e frestas entre painis de vedao e telhas;b) Frestas de portas e janelas;c) Ventilaes em telhas e telhados, tipo exaustores por exemplo.d) Vos abertos de portas e janelas;e) Chamins;f) Lanternins e etc.

74) So considerados impermeveis os seguintes elementos construtivos e vedaes:a) Lajes e cortinas de concreto armado ou protendido sem aberturas;b) Paredes de alvenaria, de pedra; de tijolos, de bloco de concreto e afins sem portas e janelas ou qualquer outras aberturas;

75) Barlavento a regio de onde sopra o vento, portanto, superfcies de barlavento se caracterizam pela incidncia do vento sob forma de sobrepresso; J sotavento a regio oposta de onde sopra o vento, por isso, superfcies de sotavento se caracterizam pela incidncia do vento sob forma de suco.

76) Abertura dominante uma abertura cuja rea igual ou superior a rea total das outras aberturas que constituem a permeabilidade considerada sobre toda a superfcie externa da edificao.

77) Devem-se estudar as condies de operao do porto, maior parte do tempo fechado ou aberto, em conjunto com o proprietrio da obra e a deciso deve ser registrada na memria de clculo.

78) Uma forma de atenuar os efeitos das aberturas dominantes se considerar as demais aberturas sobre a edificao como as venezianas, os brises, os lanternins e os demais portes no clculo da determinao do coeficiente de presso interna. Isso porque quanto menor a relao entre a rea da abertura dominante e a rea das demais aberturas da edificao menores os coeficientes de presso interna gerados. Caso no existam demais aberturas em quantidade suficiente deve-se analisar a possibilidade de cria-las e distribu-las adequadamente para se atenuar as presses internas geradas pelo vento e viabilizar economicamente a obra.

79) Os cinco casos definidos em norma para a determinao do coeficiente de presso interna so:a) Edificao com duas faces igualmente permeveis e as outras duas impermeveis;b) Edificaes com as quatro faces igualmente permeveis;c) Edificao com aberturas dominantes em uma face e as outras igualmente permeveis;d) Edificaes efetivamente estanques;e) Edificaes sem determinao exata de ;

80) Para edificaes com plantas retangulares onde: ou .

81) O procedimento para clculo das foras do vento dado pelos passos abaixo:I. Obtm-se a velocidade bsica do vento .II. Calcula-se a velocidade caracterstica para cada superfcie frontal de incidncia do vento nas alturas necessrias. III. Calculam-se as presses dinmicas. IV. Determinam-se os coeficientes de presso interna, .V. Determinam-se os coeficientes de presso externa para paredes e cobertura e seus valores mdios (altas suces), e VI. Calculam-se as foras de sobrepresso e/ou suco do vento sobre cada superfcie, VII. Verifica-se a necessidade de considerar foras de atrito.

82) Resoluo: Dados do problema:

Localizao e uso: Natal/RN Zona industrial parcialmente desenvolvida Terreno plano Fbrica com alto fator de ocupao

Propriedades geomtricas: Largura: 24m Comprimento: 56m Altura de parede: 7,60m Altura de cobertura: 1,20m Altura total: 8,80m Porto: 12,0m x 6,0m; A = 72,0m. Lanternim: 0,65m x 56,0m; A = 36,4m

Hiptese 1:

Obteno da velocidade bsica: Isopletas NBR 6123.

Clculo da velocidade caracterstica: : Categoria: IV Classe:ABC

Elementos de vedao: = 0/180; = 90/270;Demais partes: = 0/180Demais partes: = 90/270

Cotas:z = 5,00 mz = 7,60 mz = 8,80 m

ParedesParedesElementos de vedao e cobertura

Tabela Geral: S2z = 5,00 mz = 7,60 mz = 8,80 m

Categoria IVClasse A--0,847

Classe B0,7640,8050,820

Classe C0,7270,7690,784

S3 = 1,00; S3 = 0,88 (vedao)

Vk: (m/s)

z = 5,00 mz = 7,60 mz = 8,80 m

Elementos de vedao: = 0/180; = 90/270;--22,36

Demais partes: = 0/18022,9224,1524,60

Demais partes: = 90/27021,8123,0723,52

Presses dinmicas: (N/m)z = 5,00 mz = 7,60 mz = 8,80 m

Elementos de vedao: = 0/180; = 90/270;--13,70

Demais partes: = 0/18014,0514,8015,08

Demais partes: = 90/27013,3714,1414,42

Coeficientes de presso interna: NBR 6123 6.2.7Cpi

= 90/270 = 0/180

-0,9 ou -0,4 ?-0,8 ou -0,4 ?

Coeficientes de presso externa: Paredes:

Coeficientes de presso externa: Cobertura:

Composio de foras:

83) As peas tracionadas so empregadas em estruturas tais como:a) Banzos, diagonais e montantes em trelias.b) Correntes flexveis e frechais de teras e travessas.c) Tirantes de contraventamentos global de galpes e edifcios, e etc.

84) As ligaes de extremidade de peas tracionadas podem ser por solda, parafusos e pinos, ou rosca e porca (para ferro redondo).

85) Em peas tracionadas so verificados dois estados limites ltimos:a) Escoamento da seo bruta;b) Ruptura da seo lquida;

86) O escoamento da seo com furos conduz a um pequeno alongamento na pea e no constitui um estado limite ltimo, o escoamento bastante localizado no trazendo demais problemas para a pea.

87) A condio a ser atendida : Onde: o mximo esforo normal de trao solicitante de clculo obtido com as combinaes ltimas aplicveis; o esforo normal de trao resistente de clculo;

88) As expresses so:a) Esforo normal de trao resistente para escoamento da seo bruta:

b) Esforo normal de trao resistente para ruptura da seo lquida:

Onde: a rea bruta da seo transversal reta do perfil; a rea lquida efetiva da seo transversal reta do perfil; a tenso limite de escoamento do ao do perfil; a tenso limite de ruptura do ao do perfil; o coeficiente de ponderao do ao estrutural relacionado a estados limites ltimos de escoamento, flambagem e instabilidade; o coeficiente de ponderao do ao estrutural relacionado a estados limites ltimos de ruptura;

89) As definies so:a) rea lquida nominal rea da seo bruta decrescida da rea diametral dos furos;b) rea lquida efetiva produto da rea nominal com o coeficiente de reduo para levar em considerao a no uniformidade das tenses entre os elementos da seo transversal.

90) Os dois processos so: Por puncionamento ou por broca.

91) acrescido 2,00mm no dimetro do furo realizado por puno para levar em conta a fragilizao que ocorreu nesta regio devido ao processo de puncionamento.

92) Embora estabilidade no determine um critrio para o dimensionamento de barras tracionadas, ainda necessrio limitar seu comprimento para evitar que a barra seja muito flexvel tanto durante a montagem quanto durante a utilizao normal da estrutura. Barras tracionadas muito longas podem apresentar flecha exagerada devido ao peso prprio e podem vibrar excessivamente quando submetidas ao direta do vento ou quando estiver suportando equipamento vibratrio. Para limitar esses problemas um critrio de limitao de esbeltez estabelecido. Esse critrio estabelece que o ndice de esbeltez l/r (comprimento dividido pelo raio de girao) seja limitado, para barras tracionadas, em (a) 240 para barras principais; (b) 300 para barras secundrias. Estes limites no se aplicam a tirantes de barras redondas pr-tracionadas. O raio de girao deve ser o mnimo para a seo transversal em questo.

93) Resoluo:

a) Obteno das taxas de trabalho:

i) Perfil 2L44x3:Esforo solicitante de clculo:

Esforo resistente para escoamento da seo bruta: Esforo resistente para ruptura da seo lquida:

Quem governa a ruptura da seo lquida.

ii) Perfil 2L64x5:Esforo solicitante de clculo:

Esforo resistente para escoamento da seo bruta: Esforo resistente para ruptura da seo lquida:

Quem governa o escoamento da seo bruta.

b) Esbeltez das peas:

i) Perfil 2L44x3: Diagonal

Perfil simples: Perfil composto: ; Considerei o afastamento entre as cantoneiras de 8mm, diferentemente da realidade de 9,5mm. (No implica maiores problemas, j que a favor da segurana). O clculo exato me daria muito trabalho.

ii) Perfil 2L64x5: Diagonal

Perfil simples:

Tabelas Auxiliares:

94) Resoluo:

a) Verificao de corrente flexvel:

Esforo solicitante de clculo:

Esforo resistente para escoamento da seo bruta: Esforo resistente para ruptura da seo lquida: Quem governa a ruptura da rea lquida.

b) Verificao do frechal:

Esforo solicitante de clculo:

Esforo resistente para escoamento da seo bruta: Esforo resistente para ruptura da seo lquida: Quem governa a ruptura da rea lquida.

95) Os estados limites ltimos associados a estruturas metlicas trabalhando a compresso centrada so:a) Flambagem por flexo;b) Flambagem por toro;c) Flambagem por flexo-toro;d) Flambagem local;Quando esses estados limites ltimos so violados se observa a ruptura da pea.

96) As sees de peas trabalhando a compresso so classificadas quanto a possibilidade de ocorrncia de flambagem local em:a) Sees No Esbeltas no ocorre flambagem local dos seus elementos constituintes;b) Sees Esbeltas ocorre flambagem de um ou mais de seus elementos constituintes;A esbeltez dos elementos componentes das sees avaliada a partir da anlise da relao b/t (largura/espessura) sendo os valores limites desta relao obtidos na tabela F.1 da NBR 8800-2008.

97) Para efeito de avaliao da flambagem local, os elementos componentes das sees transversais usuais, exceto as sees tubulares circulares, so classificadas quanto a vinculao de suas bordas em:a) Elementos AA quando possui duas bordas longitudinais vinculadas; Ex.: almas e mesas de sees tubulares retangulares; almas de sees em I, almas de sees em U.b) Elementos AL quando possui uma borda longitudinal apoiada e a outra livre; Ex.: Abas de cantoneiras; mesas de sees em I; mesas de sees em U.

98) Onde: o fator de reduo associado a flambagem global, quer seja por flexo, toro ou flexo-toro; o fator de reduo associado a flambagem local; a rea bruta da seo transversal reta do perfil; a tenso limite de escoamento do ao do perfil; o coeficiente de ponderao da resistncia do material;

99) Os efeitos da excentricidade da fora de compresso atuante em uma cantoneira simples podem ser considerados por meio de um comprimento de flambagem equivalente, desde que esta cantoneira:a) Seja carregada nas extremidades atravs da mesma aba;b) Seja conectada por solda ou por pelo menos dois parafusos da direo de solicitao;c) No esteja solicitada por aes transversais intermedirias;

100) A norma recomenda: .

101) Barras compostas, formadas por dois ou mais perfis trabalhando em conjunto, em contato ou com afastamento igual a espessura das chapas espaadoras, devem possuir ligaes entre esses perfis a intervalos tais que o ndice de esbeltez de qualquer perfil simples atenda a limitao:

102) a distncia longitudinal de uma seo composta onde no existe nenhum tipo de vinculao entre os dois ou mais perfis simples. Sim. (No estou certo, mas pensando no perfil 2L, sendo as inrcias diferentes nas duas direes poderia teoricamente travar as duas direes com intervalos diferentes, no entanto, eu no sei o quanto o travamento em uma direo influencia a outra).

103) Neste caso seria: j que a menor carga crtica de flambagem, sendo a carga crtica de flambagem funo direta do esforo resistente de clculo, o menor esforo resistente de clculo (o mais crtico, j que essa runa seria a primeira a se pronunciar) obtido em funo de : .

104) Resoluo:

a) Perfil 2L64x5:

i) Obteno do fator de reduo associado flambagem local: (Tabela F.1 NBR 8800)

ii) Obteno do esforo normal de flambagem elstica do perfil, Ne:

(1) Para flambagem por flexo em torno do eixo x:

(2) Para flambagem por flexo em torno do eixo y:

A norma dispensa essa verificao, pois j se sabe a priori que o eixo y sempre o de maior inrcia.

(3) Para flambagem por toro em torno do eixo z:

(4) Para flambagem por flexo-toro em relao aos eixos x e z:

Interessante, mesmo resultado de , provavelmente decorrente de ; por isso que na norma mesmo o eixo x tendo a menor inrcia, a flexo-toro de peas monossimtricas avaliada apenas em relao aos eixos y e z.

(5) Para flambagem por flexo-toro em relao aos eixos x e z:

Concluso: A flambagem por flexo em torno do eixo x governa o dimensionamento, j que:

iii) Obteno do fator de reduo devido a flambagem global, :

iv) Obteno do esforo de compresso axial resistente de clculo:

Verificao da esbeltez:

b) Perfil 2L44x3:

i) Obteno do fator de reduo associado flambagem local: (Tabela F.1 NBR 8800)

ii) Obteno do esforo normal de flambagem elstica do perfil, Ne:

(1) Para flambagem por flexo em torno do eixo x:;

(2) Para flambagem por flexo em torno do eixo y:

A norma dispensa essa verificao, pois j se sabe a priori que o eixo y sempre o de maior inrcia.

(3) Para flambagem por toro em torno do eixo z:

(4) Para flambagem por flexo-toro em relao aos eixos x e z:

Interessante, mesmo resultado de , provavelmente decorrente de ; por isso que na norma mesmo o eixo x tendo a menor inrcia, a flexo-toro de peas monossimtricas avaliada apenas em relao aos eixos y e z.

(5) Para flambagem por flexo-toro em relao aos eixos x e z:

Concluso: A flambagem por flexo em torno do eixo x governa o dimensionamento, j que:

iii) Obteno do fator de reduo devido a flambagem global, :

iv) Obteno do esforo de compresso axial resistente de clculo:

Verificao da esbeltez:

!Plan1Valores de Cpe e Cpe-medio = 0 = 90A1 e B1A2 e B2A3 e B3CD0,2b ou hABC1 e C2D1 e D20,2b ou h-0.8-0.5-0.20.7-0.4-0.90.7-0.4-0.8-0.4-0.9

Valores de pe e pe-medio (N/m) = 0 = 180A1 e B1A2 e B2A3 e B3CD0,2b ou hABC1 e C2D1 e D20,2b ou hz = 5,00m-11.24-7.025-2.819.835-5.62-12.6459.359-5.348-10.696-5.348-12.033z = 7,60m-11.84-7.4-2.9610.36-5.92-13.329.898-5.656-11.312-5.656-12.726

Plan1Valores de Cpe e Cpe-medio = 0 = 90cpe-medioEFGHIJEGFH123lanternin-0.9-0.4-0.2-0.8-0.4-1.4-1.2-1.2-2

Valores de pe e pe-medio (N/m) - Vedao = 0 = 90cpe-medioEFGHEGFH123lanterninz = 8,80m-12.33-5.48-2.74-10.96-5.48-19.18-16.44-16.44-27.40

Valores de pe e pe-medio (N/m) - Estrutura = 0 = 90cpe-medioEFGHEGFH123lanterninz = 8,80m-13.57-6.03-3.02-11.54-5.77-21.11-18.10-18.10-30.16