Sistemas II - Lista 2 de Exercícios

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

2ª Lista de exercícios - Sistemas Estruturais II – Prof. Fernanda

Observação: Considerar E (módulo de elasticidade do aço) sempre igual a 20000 kN/cm2

1ª Questão – Como são executados os furos em um perfil de aço?

2ª Questão – Defina: (a) área bruta, (b) área líquida, (c) área líquida efetiva. (d) Como se determina

o coeficiente Ct?

3ª Questão - Em relação às barras de aço tracionadas: (a) descreva quais são os estados limites

últimos que podem ocorrer? (b) Como é determinada a resistência à tração de projeto de barras de

aço? (c) Qual é o valor máximo permitido para a esbeltez?

4ª Questão – Determinar o valor da força de tração de cálculo, Nt,Rd, para todas as barras tracionadas

mostradas na figura 1. As ligações são parafusadas, feitas com o uso de chapas, e as posições dos

planos de cisalhamento da ligação são indicadas. Os parafusos têm diâmetro de 24 mm e estão

distanciados entre si, no sentido da força de tração, em cada linha de furação, de 80 mm (distância

eixo a eixo de furos) e os furos das ligações foram feitos com broca. O aço possui resistência ao

escoamento de 34,5 kN/cm2 e à ruptura de 45 kN/cm

2.

ec = 25,11 mm ec =54,62 mm

Figura 1

Resposta: (a) 3021 kN (b) 2608 kN (c) 387,33 kN

5ª Questão – Determinar o valor da força de tração máxima que o perfil W150 x 22,5 da figura 2

pode suportar. Os parafusos têm diâmetro de 19 mm e estão distanciados entre si, no sentido da

força de tração, em cada linha de furação, de 80 mm (distância eixo a eixo de furos) e os furos das

ligações foram feitos por punção. O aço possui resistência ao escoamento de 34,5 kN/cm2 e à

ruptura de 45 kN/cm2.



Figura 2

ec = 14,21 mm

Resposta: Nt, Rd = 691,67 kN

6ª Questão – Na treliça da figura 3, verificar a diagonal AB para força axial de tração, em perfil

duplo L 63,5 x 6,35. Foi usado aço estrutural ASTM A36 (fy = 25 kN/cm2 e fu = 40 kN/cm

2) . As

forças axiais na diagonal apresentam os seguintes valores nominais (o sinal + indica tração e o sinal

– compressão): (a) -40 kN, de carga permanente decorrente do peso próprio de estrutura metálica;

(b) -260 kN decorrente de sobrecarga na cobertura e (c) +200 kN decorrente da ação do vento. Os

parafusos têm diâmetro de 16 mm, com os furos da ligação feitos por broca.

Figura 3

Resposta: Nt,Sd = +240 kN; Nt, Rd = 245,04 kN

7ª Questão – Em relação às barras de aço comprimidas: (a) descreva quais são os estados limites

últimos que podem ocorrer, (b) Defina perfis compactos, (c) Defina comprimento de flambagem,

(d) Como é determinada a resistência à compressão? (e) Qual é o valor máximo permitido para a

esbeltez?

8ª Questão – Quais são os modos de flambagem elástica que podem ocorrer? Esboce. Como se

determina o valor da carga crítica de flambagem elástica de barras comprimidas? Em perfis

duplamente simétricos cujos comprimentos de flambagem por flexão em x e y e o comprimento de

flambagem por torção são iguais, qual é o valor da carga crítica de flambagem elástica?



9ª Questão – Determinar qual a máxima carga de compressão de projeto Pd que os pilares da figura

4 podem resiste. A estrutura possui as quatro faces contraventadas. O perfil da coluna é o

W 200 x 26,6. Considere o perfil compacto.

Figura 4

Resposta: Pd = 540,61 kN

10ª Questão – Verificar se a coluna ABCD da figura 5 resiste a uma carga de projeto P igual a

800 kN. O perfil da coluna W 200 x 52 é compacto. As vigas da estrutura fornecem travamento à

coluna nos nós B e C contra flambagem por flexão em y e contra flambagem por torção. A

flambagem por flexão em x só é restringida no nó C.

Figura 5

11ª Questão – Em relação às barras de aço fletidas: (a) Descreva quais são os estados limites

últimos relacionados ao momento fletor? (b) Quais são os estados limites de serviço que podem

ocorrer? (c) O que é uma contra-flecha? (d) Quando ela deve ser especificada em um projeto?



12ª Questão – (a) O que é momento de plastificação? (b) Como ele é determinado? (c) Explique

como é o fenômeno de flambagem global em vigas? (d) Defina contenção lateral? (e) O que é

comprimento destravado? (f) Em que casos a contenção lateral pode ser considerada contínua?

13ª Questão – Explique cada uma das variáveis do gráfico da figura 6. Como é determinada a

resistência a momento fletor característica para cada um dos intervalos abaixo? Qual á a forma de

colapso que ocorre em cada um dos intervalos?

Figura 6

14ª Questão – Dimensionar a viga da Fig. 7, utilizando um perfil laminado do catálogo da Gerdau

Açominas. Dados: L = 6 m; q = 10 kN/m (carga nominal). A viga tem contenção lateral nas seções

dos apoios, do meio do vão, a ¼ e a ¾ do vão. A carga de projeto é igual a 15 kN/m.

Dica:

1) Determinar a inércia requerida para satisfazer o ELS de flecha excessiva; Ix ≥ 4921,88 cm4

2) Escolher um perfil que possua inércia maior que a determinada no item anterior e possua

altura d maior que L/20; W 310 x 28,3

3) Verificar os ELU;

4) Caso o perfil satisfaça o item 3, o dimensionamento está terminado, caso contrário, adotar

um perfil mais pesado e verificar novamente o item 3.

Figura 7

15ª Questão – Um edifício em estrutura de aço possui cinco andares. A planta baixa dos andares é

típica e está mostrada na figura 8. São utilizadas vigas de aço contidas lateralmente pela laje de

concreto. Pede-se:

(a) Verificar se o perfil W 460 x 68 pode ser utilizado na viga V1.

(b) Verificar se o perfil W 360 x 57,8 pode ser utilizado na viga V2.



(c) Verificar se o perfil HP 250 x 73 pode ser utilizado na coluna C1.

Obs.: O comprimento de flambagem nos dois planos é igual ao pé-direito de 3m.

Cargas permanentes: Laje (apoiada na direção indicada) 2,5 kN/m2

Estrutura (estimado) 0,25 kN/m2

Revestimento 1,0 kN/m2

Forro e Instalações 0,5 kN/m2

Cargas acidentais: Sobrecarga 3,5 kN/m2

Figura 8

Sistemas II - Lista 2 de Exercícios

Documents

Transcript of Sistemas II - Lista 2 de Exercícios