Dimensionamento Das Colunas

8/17/2019 Dimensionamento Das Colunas

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Trabalho Estruturas Metálicas

Parte – 3

Alunos: Marina Dornella

Roggers Salomão

Dimensionamento das Colunas

Esforços atuantes nas colunas

Carga de vento Lateral: -0,8kN/m² - 1,37 kN/mFrontal: -0,9kN/m²Cobertura: 1,37kN/m

Peso Próprio da cobertura

TelhasP(Telhas) = 4,38kg/m² * 1,25m *9,81 m/s² = 53N/m

TerçasP(Terças) = 9,38kg/m *9,81 m/s² = 92N/mP(Telhas)+ P(Terças) = 145 N/m = Pp

Considerando uma Sobrecarga mínima 25kgf/m² (norma NBR-8800/07)S = 25kgf/m²*1, 25m*9, 81 m/s² = 0, 31 kN/m

Considerando a inclinação do telhado (10,5°)Temos: Ppx = 0,145kN/m * sen 10,5° = 0,02kN/m

Ppy = 0,145kN/m * cos 10,5° = 0,14 kN/mSx = 0,31kN/m * sen 10,5° = 0,05 kN/mSy = 0,31kN/m * cos 10,5° = 0,3 kN/m

Combinação de cargasPeso próprio + Sobrecarga (Coeficientes de ponderação permanente (1,3) e variáveis (1,5))qy_1 = 1,3 * Ppy + 1,5 * Sy = 0,63 kN/mqx = 1,3 * Ppx + 1,5 * Sx = 0,1 kN/m

Peso Próprio + Carga de ventoqy_2 = 1,0 * Ppy + 1,4 * 1,37 = 2,0 kN/mqx = 1,3 * Ppx = 0,026 kN/mPeso Próprio_ treliças

P(treliças) = Peso próprio dos banzos + peso próprio das diagonais e montantesP(treliças) = 20,16m * 14,35 kg/m *9, 81 m/s² +19,17m * 2*1,77 kg/m * 9, 81 m/s² = 3,5 kN/m(As massas de cada perfil podem ser consultadas nas tabelas 2 e 3 (anexo) respectivamente)

Peso próprio da cobertura que atua comprimindo as colunas

Pp total = P(treliças) + qy_1 = 3,5 + 0,63 = 4,13kN/m

Força de compressão totalFc =( Pp_total + qy_2)* 6,25m + 160kN*sen 10,5° = (4,13 + 2) * 6,25 + 29,1 = 67,41kN



(A força máxima de reação a compressão aplicada sobre as colunas pelas treliças é 160kN comum angulo de inclinação de 10,5° )

Momento fletor gerado pela carga de ventoM = q*l²/8 = 1,37 * 10²/8 = 17 kN*m

Mt = M + 160 * 10/2 = 17 + 800 = 817 kN*m

Considerando o perfil I CS 250 x 76Dados:

Aço do perfil é A 588 fy = 34,5 kN/cm²

Flambagem Local

Alma

() max =1,486 ∗ √ / = 1,486 * (205000/345)¹/² = 36,2

b/tw = (h – 2tf)/tw = (225-2*12,5)/8 = 25 < 36,2 ok

Mesa

() max =0,558 ∗ √ / = 0,558* (205000/345)¹/² = 13,6

b/tf = (0,5bf)/ tf = (0,5 * 250 )/12,5 = 10 < 13,6 ok

Esbeltez da peça

λ = 0,65* 1000/6,36 = 101 <200 0k

Λ = (101/3,1416) *(1 * 345/205000)¹/² = 1,31

Ρ = 0,424

Como d/b < 1,2 e tf < 40mm a curva b será utilizada para a determinação de ρ (tabela 5 emanexo)

Resistência de cálculo

Resistência nominal a compressão:

= 0,424 * 1 * 34,5 * 80,5 = 1177,55 kN

Resistência de cálculo a compressão:

= 0,9 * 1177,55 = 1059,7 kN

Resistência nominal a flexão:

= 394,2 * 34,5 = 13610,25 kN



Resistência de cálculo a flexão:

= 0,9 * 13610,25 = 12249,2 kN

64,41/1059,7 + 817/12249,2 = 0,12 < 1 ok

Verificaçao da flecha

= 1000/300 = 3,33cm

Flecha

= 5 * 0,137 *1000^4/384 * 205000 *9581 = 0,9 cm ok

Dimensionamento de contraventamentos

Contraventamentos horizontais

Inclinação do telhado: 10,5°Pressão dinâmica do vento (qk): 0,24kN/m²Coeficiente de pressão externa (CPe): 0,7Pc = CPe * qk = 0,7*0,24 = 0,17 kN/m²

Área frontal do galpão (Af): 209 m²

Força do ventoFv = Pc * Af = 0,17 * 209 = 35,53 kN

Força atuante em cada pilar frontalQv = Fv/2 = 17,8 kN

Como os tirantes de contraventamento atuam sob traçao apenas escolheu-se o perfil redondo9/16 ” (Tabela 6 em anexo) :

d = 14,29mmArea bruta (Ag)= 1,6 cm²Aço do perfil é A 588 com fy = 34,5 kN/cm²

Tração

Resistência nominal a traçao

Nn = 1,6 * 34,5 = 54,9 kN

Resistência de cálculo a tração



NR = 0,9 * 54,9 = 49,46 kNNR>Qv ok

Estado limite de ruína:

Fu = 48,5 kN/cm² (tensão de ruptura)An = Área efetivaNn = 1,6 * 48,5 = 77,6 kN

Resistência de cálculo

NR = 0,75 * 1,6 * 48,5 = 58,2 kN

NR > Qv ok

Contraventamentos verticais

Pressão dinâmica do vento (qk): 0,24kN/m²Coeficiente de pressão externa (CPe): 0,8Pc = CPe * qk = 0,8*0,24 = 0,192 kN/m²Area lateral do galpão (Af): 500 m²

Força do ventoFv = 0,192 * (20/2) *(10/2)= 9,6kN

Nt = (dm-0,5) * Fv *(1+(1000/625)²)¹/² = (1-0,5) * 9,6* 1,88 = 9,05 kN

Ly = (1000² + 625²) ^¹/² =1179,2 cm λ <= 300 ry >= 1179,2/300 = 3,93 cmLx = 1179,2/2 = 589,6 cm λ <= 300 rx >= 589,6/300 = 1,96 cm

Escolhendo o perfil L 127 x 18,3 duplicado (conforme tabela 4 em anexo)

Dados:Ag= 23,3cm²Rx=ry = 3,94cmXg = 3,53 cm

Iyo = 362cm^4t = 10 mm

Iy = 2* (362 + 23,3* 3,53)= 888,5 cm^4

ry = (888,5/2*23,3)¹/²^= 4,36 cmλy = (1179,2/4,36) = 270,4 cm <300 okλx = 1179,2/2*3,94 = 149,6 cm <300 ok

An = 23,3 – (1,25*0,35*10) = 18,92 cm² (considerando um parafuso de 12,5 mm)



Ct = 1-1,2*(3,53/8) = 0,47

Área efetiva considerando a fixação com três parafusos colineares espassados de 80mm entreo primeiro e o terceiro. (como esquematizado na figura acima)

Ane = Ct * AnAne = 0,47 * 18,92 = 8,89 cm²

ft = 9,05/ 8,89 = 1,01 kN/cm² <13,80 kN/cm² ok



Anexos

Tabela 2

Tabela 3



Tabela 4

Tabela 5

Tabela 6

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