Memorial de Clculo

Projetistas:Ana Paola do Nascimento e SilvaAugusto Barbosa SilvaHenrique Ferreira do Prado

SUMRIO

1.INTRODUO11.1.CONSIDERAES GERAIS12.CONCEPO ESTRUTURAL13.MATERIAIS E RESISTIBILIDADE33.1.PROPRIEDADES MECNICAS DO AO UTILIZADO33.2.PROPRIEDADES DA TELHA UTILIZADA34.DADOS UTILIZADOS NO DECORRER DO MEMORIAL44.1.COEFICIENTES DE SEGURANA45.SOLICITAES55.1.SOLICITAES PERMANENTES55.1.1.PESO PRPRIO DO TELHADO55.1.2.PESO PRPRIO DAS TERAS55.1.3.PESO PRPRIO TOTAL65.2.SOLICITAES VARIVEIS75.2.1.EFEITO DO VENTO75.2.2.CARGAS ACIDENTAIS26.Bibliografia2

2

1. INTRODUOO projeto em questo apresenta como objetivo o dimensionamento e detalhamento de estruturas principais (pilares, vigas, teras, ligaes, ponte rolante) de um galpo em ao estrutural, localizado no Plo Industrial da regio metropolitana da cidade de Macei. O galpo tem como proprietrio o docente Wellington Andrade. Para o desenvolvimento dos clculos e desenhos e detalhamentos do projeto, foi utilizado o programa Excel do Pacote Office e o software AutoCAD, respectivamente. Para anlise da ao dos ventos sobre a estrutura em ao, foi utilizado o programa Visual Ventos. importante ressaltar que os esforos utilizados no dimensionamento foram considerados no Estado Limite ltimo e o Estado Limite Utilizao conforme seu critrios de uso de acordo com a norma NBR 8800: 2008 Projeto de estruturas de ao e estruturas mistas de ao e concreto de edifcios, NBR 6120:1980 Carga para o clculo de estruturas de edificaes e NBR 6123: 1988 Foras devidas aos ventos em edificaes.1.1. CONSIDERAES GERAISAs estruturas principais do galpo em ao sero dimensionadas para a utilizao do ao MR- 250 nos perfis laminados ou soldados. Para a solda ser utilizado o eletrodo E70XX AWS.Toda a superestrutura que sustenta o telhado do galpo constituda de teras de ao, para a sustentao da cobertura que ser de ao zincado trapezoidal com isolamento trmico.O galpo possui uma rea de 618,24 m, sendo 40,62 m de fachada lateral e 15,22m de fachada frontal, possuindo um porto central de 6,0x 5,0 m e uma porta lateral de 0,88x 2,17m. Sua vedao ser executada em alvenaria.

2. CONCEPO ESTRUTURALEsta etapa antecede o dimensionamento e o clculo estrutural do projeto do galpo. Esta consiste em definir um sistema estrutural adequado que atenda s necessidades de qualidade e segurana exigida pelas normas tcnicas vigentes. Primeiramente, aps analisar a planta deve-se determinar um modelo de prtico que permanea estvel seguindo todas as recomendaes de dimensionamento e as dimenses pr-definidas em projeto.O galpo ser composto por 11 prticos e possuindo um espaamento entre eles de aproximadamente 4,0 m.

Figura 1 Prtico em ao do galpo.

Figura 2- Galpo em vista isomtrica e apresentao dos contraventamentos laterais e superiores.

3. MATERIAIS E RESISTIBILIDADEPara a concepo dos elementos estruturais principais do galpo e de sua vedao, foram utilizados os elementos descritos na Tabela 1:

Concreto armado25 kN/m

Perfis Laminados - Ao (MR -250)78,5 kN/m

Telha de ao zincado trapezoidal com isolamento trmico0,049 kN/m

SoldaEletrodo E70XX AWS

Tabela 1- Peso especfico e caractersticas dos materiais

3.1. PROPRIEDADES MECNICAS DO AO UTILIZADO

De acordo a NBR 7007- Aos-carbono e microligados para uso estrutural e geral, o ao MR 250, que correspondente ao ASTM A36, um ao carbono, soldvel e disponvel sob a forma de perfis estruturais. Os aos carbono geralmente utilizados quando forem baixas as solicitaes de clculo e quando o critrio principal de dimensionamento for a rigidez da estrutura.Est caracterizado na Tabela 2, o ao a ser utilizado no projeto:Grau do AoLimite Escoamento Mnimo (MPa)Resistncia Trao (MPa)Mdulo de Elasticidade Longitudinal (MPa)

Grau MR 250250400- 560200 000

Tabela 2- Propriedades do ao MR 250

3.2. PROPRIEDADES DA TELHA UTILIZADA

A telha utilizada ser do tipo trapezoidal, esse tipo de telha oferece uma melhor performance de qualidade em relao ao projeto especificado, colocando assim, um grande potencial de criao nas mos dos arquitetos e projetistas.Assim, a telha utilizada e suas dimenses esto representadas na Figura 3 e o comprimento o seu comprimento ser de 12 m.

Figura 3 Representao da telha utilizada. Fonte: (Izolaika).De acordo com a descrio tcnica do fornecedor a telha em ao galvanizado, conforme norma ASTM-A 526 527, suas caractersticas so descritas na Tabela 3:

ModeloTrapezoidal

RevestimentoB(266g/m a 333g/m de zinco)

Espessura0, 50 mm

Altura30 mm

Largura til1000 mm

Comprimento mximo12m

Massa4,9 Kg/m

Espessura da manta isolante10 mm

Manta isolanteE.V.A com polietileno recoberto de alumnio com polister

Condutividade trmica (w/(m.K))0,038

Tabela 3- Caractersticas da telha utilizada no projeto. Fonte: (Izolaika).

4. DADOS UTILIZADOS NO DECORRER DO MEMORIAL4.1. COEFICIENTES DE SEGURANA

A norma vigente contempla os seguintes coeficientes de segurana, para garantir a qualidade de projeto:g= 1,4 (Coeficiente de ponderao das aes para ao permanente do peso prprio de elementos construtivos em geral e equipamentos). q= 1,4 (Coeficiente de ponderao da ao para ao varivel do vento).5. SOLICITAESPara o dimensionamento dos elementos estruturais do galpo em questo, primeiramente necessrio a determinao das solicitaes a eles imposta. Sendo assim, sero considerados os efeitos do vento, peso prprio e cargas acidentais. 5.1. SOLICITAES PERMANENTES5.1.1. PESO PRPRIO DO TELHADO

O peso prprio do telhado deve ser dividido entre os apoios que so as teras e de acordo com o projeto arquitetnico, foram definidos quatro pontos de apoio.Como as telhas so de ao zincado trapezoidal de espessura 10,5 mm (considerando junto espessura da manta isolante), apresentam peso especfico de 0,049 kN/m.

Figura 4 Configurao do carregamento.O peso prprio do telhado atuante ser a largura da rea considerada multiplicado pelo peso especfico da telha e pelo cosseno do ngulo de inclinao da telha, sendo assim temos:Prticos das extremidadesF1 = 3,1 x 0,049 x cos 10 = 0,150 kNF2 = 6,2 x 0,049 x cos 10 = 0,299 kNF3 = 6,2 x 0,049 x cos 10 = 0,299 kNF4 = 3,1 x 0,049 x cos 10 = 0,150 kN

Prticos internosF1 = 2 x 0,150 kN = 0,230 kNF2 = 2 x 0,299 kN = 0,598 kNF3 = 2 x 0,299 kN = 0,598 kNF4 = 2 x 0,150 kN = 0,30 kN

5.1.2. PESO PRPRIO DAS TERAS

As teras so estruturas que possuem como objetivo suportar e resistir aos esforos causados pelas telhas e transmiti-los para o prtico.No projeto de telhado proposto sero utilizadas 24 teras de iguais dimenses, sendo o comprimento de 12,00 m mais 8 teras de 4, 8 m. O perfil utilizado ser U 76mm x 7,4 kg/m, conforme a Figura 5.

Figura 5 - Perfil U.Como cada tera possui 12,00 m totalizando o peso total de 0,88 kN, considerando que a mesma est apoiada em 4 prticos temos o peso prprio da tera dividido em 4, e no n superior central est apoiado duas teras:F1 = 0,22 kNF2 = 0,22 kNF3 = 0,22 kNF4 = 0,22 kN

5.1.3. PESO PRPRIO TOTAL

Sendo assim o peso prprio total atuante nos pontos indicados dos prticos a soma dos pesos prprios das telhas e das teras.Prticos das extremidades: F1 = 0,367 kNF2 = 0,513 kNF3 = 0,513 kNF4 = 0,367 kNPrticos internos:F1 = 0,514 kNF2 = 0,806 kNF3 = 0,806 kNF4 = 0,514 kN

5.2. SOLICITAES VARIVEIS5.2.1. EFEITO DO VENTO

O carregamento varivel referente ao vento foi determinado atravs do software Visual Ventos, que gerou os dados necessrios para a anlise da ao dos ventos sobre a estrutura.Como j foi explanado no item 1, o galpo a ser construdo localiza-se na regio metropolitana da cidade de Macei - AL.Os dados geomtricos utilizados no programa sero demonstrados na Figura 4, sendo que os dados foram baseados no projeto arquitetnico dado.

Figura 6 Dados iniciais inseridos no software Visual Ventos.Para melhor compreenso dos dados exibidos na Figura 4, estes foram definidos da seguinte maneira:Largura do galpo: 15,22 m;Comprimento do galpo: 40,62 m;Localizao: Macei AL;Inclinao do telhado: 10;Distncia entre prticos: 4,00 m;rea de cada janela lateral: 4,18 m (so dez janelas por face lateral);rea da porta lateral: 1,92 m;rea da porta frontal: 30 m.

Essas medidas de rea referidas acima foram divididas de acordo com a entrada de dados do programa, ou seja, de acordo com as faces propostas, o que foi definido como abertura dominante situada em zona de alta suco externa.A Tabela 4 apresenta os fatores caractersticos sobre a localizao do galpo, fatores geomtricos e sua finalidade. vlido ressaltar que todas as caractersticas mencionadas foram retiradas da NBR 6123: 1988, que descreve os critrios de dimensionamento de uma edificao quando sofre a ao do vento.

Velocidade do vento em Macei30m/s

Fator Topogrfico (S1)1,0(terreno plano ou fracamente acidentado).

Fator de rugosidadeCategoria IV reas industriais plena ou parcialmente desenvolvidas.

Dimenses da edificaoClasse B Toda edificao ou parte de edificao para qual a maior dimenso horizontal ou vertical da superfcie frontal esteja entre 20m e 50m.

Altura sobre o terreno (S2)0,83

Fator estatstico (S3)1,0(edificaes para comrcio e indstria com alto fator de ocupao)

Tabela 4 Informaes determinadas de acordo com a NBR 6123: 1988. Fonte: (ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas, 1988)De acordo com o relatrio gerado pelo programa, tm-se os seguintes resultados: Dados Geomtricosb = 15,22 m a = 40,62 m b1 = 2 * hb1 = 2 * 8,50b1 = 17,00moub1 = b/2b1 = 15,22/2b1 = 7,61mAdota-se o menor valor, portanto:b1 = 7,61 m

a1 = b/3a1 = 15,22/3a1 = 5,07moua1 = a/4a1= 40,62/4a1 = 10,15mAdota-se o maior valor, porm a1