1. Conceitos Básicos - Metálicas

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Prof. AaroProf. Aaro F.F. Lima NetoLima Neto

ESTRUTURAS METLICASESTRUTURAS METLICAS

Bibliografia:Bibliografia:

BRAGANA PINHEIROBRAGANA PINHEIRO Estruturas MetlicasEstruturas Metlicas ED. EDGARD BLCHERED. EDGARD BLCHER -- So Paulo;So Paulo; NBNB1414 (NBR(NBR8800/20088800/2008)) Projeto e Execuo de Estruturas de Ao em EdifciosProjeto e Execuo de Estruturas de Ao em Edifcios -- ABNT;ABNT; WALTER PFEILWALTER PFEIL Estruturas de AoEstruturas de Ao Vol. I, II e IIIVol. I, II e III Livros Tc. e Cientficos Ed. S.A.Livros Tc. e Cientficos Ed. S.A.

Ildony H. BelleiIldony H. Bellei -- Edifcios Industriais em AoEdifcios Industriais em Ao 55 Ed.Ed. Editora PINIEditora PINI NOTAS DE AULANOTAS DE AULA PROF. PERILO (UFPa)PROF. PERILO (UFPa)

PROF. JOS HUMBERTO (UnB)PROF. JOS HUMBERTO (UnB)

1. CONCEITOS BSICOS1. CONCEITOS BSICOS

INTRODUO

SISTEMAS PLANOS:

Trelias:

Esforos Normal em barras e ns:Trao;Compresso.

Para a resoluo utilizar as 3 equaes da esttica.


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INTRODUOSISTEMAS PLANOS:

Vigas:

Esforos solicitantes:Cortante (Q);Fletor (M).

Para a resoluo utilizar as 3 equaes da esttica para vigas isostticas epara as hiperestticas utilizar o mtodo da equao dos 3 momentos, mtodode Cross...

INTRODUO

SISTEMAS PLANOS:

Prticos:

Esforos solicitantes:Normal (N);Cortante (Q);Fletor (M).

Para a resoluo utilizar as 3 equaes da esttica para prticos isostticase para os hiperestticos utilizar o mtodo de Cross, dos trabalhos virtuais...


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INTRODUOSISTEMAS ESPACIAIS:

Trelias Espaciais:Apenas esforosnormais (N).

Para a resoluo utilizar as 3 equaes da esttica para trelias isostticas epara as hiperestticas utilizar o mtodo dos trabalhos virtuais (mais indicado).

INTRODUO

SISTEMAS ESPACIAIS:

Prtico Espacial:

Esforos solicitantes:Normal (N);Cortante (Qy);

Cortante (Qz);Fletor (My);Fletor (Mz);Toror (T).


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INTRODUOESTUDOS DE TRELIAS:

Trelias Simples:

Trelias Compostas.

Mtodos de resoluo de trelias simples e compostas:Mtodo dos Ns;Mtodo de Ritter ou dos momentos;Mtodo de Cremona.

INTRODUO

ESTUDOS DE TRELIAS:

Mtodo dos Ns.Equilbrio feito de n a n.

Mtodo de Ritter.Momento feito seccionado 3

barras da trelia.


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INTRODUOVantagens da estruturas em ao:

Rapidez na execuo;Possibilidade de desmontagem e aproveitamento;Vos maiores, com sees menores;Menor peso global, reduzindo as solicitaes na fundao;Fundaes mais econmicas;Maior facilidade para ampliaes;Melhor comportam. na presena de aes dinmicas (ventos e sismos;Possibilidade de ganho de rea til.

Desvantagens da estruturas em ao: Manuteno peridica para coibir corroso;Material mais caro;Custo com revestimento prova de fogo (amianto, gesso, vermiculita...)

INTRODUOAplicaes das estruturas em ao:

Coberturas (trelias e arcos);Edifcios, residncias e industrias;Hangares, quadras de esportes e galpes;Pontes e viadutos;Reservatrios (caixas dgua, tanques de combustvel, silos...)

Torres de transmisso;Indstria Naval.

Tipos de estruturas mais comuns:

Tesoura PRATT ou Trelia Inglesa.


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INTRODUOTipos de estruturas mais comuns:

Viga PRATT ou Trave Inglesa.

Trelia Simples.

INTRODUO

Trelia SHED ou dente-de-serra.

Tipos de estruturas mais comuns:

Viga SEMI-PARABLICAS ou BOWSTRING.


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CARGAS DE CLCULONORMAS UTILIZADAS:Padronizao de projetistas para adotar as cargas a serem consideradas.

NBR 8800 (NB-14/86) Projeto de execuo de estruturas de ao.NBR 6120 (NB-5/78) Carga para o clculo de estruturas.NBR 6123 (NB-5/99) Foras devidas ao vento em edificaes.NBR 8681 (84) Aes e segurana nas estruturas.

AES DE CLCULO PARA ESTADO LIMITE:Limite da capacidade de carga ou servio da estrutura. Existemlimites elsticos e plsticos. (ruptura mecnica da estrutura)

ESTADO LIMITE; ESTADO LIMITE LTIMO; ESTADO LIMITE DE UTILIZAO;

CARGAS DE CLCULO

TIPOS DE CARREGAMENTO:

PERMANENTE (G): Peso prprio da estrutura, revestimentos, pisos,acabamentos, paredes permanentes...

VARIVEIS (Q): Sobrecarga de ocupao da edificao, mveis,divisrias, ventos, recalque diferencial, variao de temperatura...

EXCEPCIONAIS (E): Exploses, sismos, choque de veculos...

VERIFICAES DE CARGAS E RESISTNCIA:

Cargas aplicadas em relao a resistncia do material:

Sd Solicitao de clculo;Rn Resistncia Nominal do material; coeficiente de minorao de resistncia do material.

Sd .Rn


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VERIFICAES DE CARGAS E RESISTNCIA:

Tenso admissvel do material utilizado:

Coeficiente de ponderao das aes; f Tenso em geral; fcr Tenso crtica ou de colapso do material.

f..fcr

CARGAS DE CLCULO

MARJORAO DOS ESFOROS ATUANTES:

Sd Solicitao de clculo;

S Esforo Nominal; Coeficiente de ponderao das aes.

Sd = S.

COMBINAO DE ESFOROS:

CARGAS DE CLCULO

Combinao para casos normais:

( )=

++=

n

j

jjqjqgd QQGS2

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Combinao para casos excepcionais:

( ) ++= QEGS qgd

G Ao permanente;Q Ao varivel;Q1 Ao varivel predominante;E Ao excepcional; Fator de combinao Fator estatstico, leva em conta a frequncia daocorrncia simultnea das cargas; = 1 quando Qj da mesma natureza que Q1; E aes no citadas na tabela.q1 Coefic. de ponderao da ao de variao predominante;g Coefic. de ponderao da ao permanente.


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CARGAS DE CLCULOCoeficientes de ponderao:

Grande

Vareabilidade

g (A)

Pequena

Vareabilidade

g (A/B)

Recalques

Diferenciais

q

Variaes de

Temperatura

q (C)

Aes

de Uso

q(D)

Demais aes

variveis q

Normais 1,4 (0,9) 1,3 (1,0) 1,2 1,2 1,5 1,4

Durante

construo1,3 (0,9) 1,2 (1,0) 1,0 1,2 1,3 1,2

Excepcionais 1,2 (0,9) 1,1 (1,0) 0 0 1,1 1,0

Aes Permanentes Aes Variveis

Coeficiente de ponderao para aes

Combinaes

A coeficientes para aes permanentes favorveis a segurana; aes excepcionais favorveis segurana no entramnas combinaes;B Cargas permanentes de pequena variabilidade, como pesos prprios de elementos metlicos e pr-fabricados,com controle rigoroso de peso;C Variao de temperatura no inclui a gerada por equipamentos;D Aes decorrentes do uso da edificao incluem sobrecargas em pisos e em coberturas, pontes rolantes, e outrosequipamentos...

CARGAS DE CLCULO

EXEMPLO:Uma cobertura e suas cargas atuantes:

Coeficientes de uso normal:Ao permanente Peso Prprio (PP) - GAes variveis Sobre-Carga (SC) - Q1

Vento (V) Q2

- g = 1,3 ou 1,0- q1 = 1,5- q2 = 1,4

Fatores de combinao:Sobre-Carga (SC) Ao no encontrada na tab.Vento (V) presso dinmica do vento

- 1 = 1,0- 2 = 0,6

Combinao de aes:A.PP + SCB.PP + VC.PP + SC + V


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CARGAS DE CLCULOA. PP + SC

11QGS qgd += 1.5,1.3,1 QGSd +=

B. PP + V

22QGS qgd += 2.4,1.3,1 QGSd +=

2.4,1.0,1 QGSd +=

C. PP + SC + V

222111..... QQGS qqgd ++= 21 .6,0.4,1.1.5,1.3,1 QQGSd ++=

22111 .... QQGS qqgd ++= 21 .4,1.1.5,1.3,1 QQGSd ++=

Ao favorvel a segurana

PROPRIEDADES DO AO

PROPRIEDADES MECNICAS GERAIS

Mdulo de Elasticidade: E = 205 GPa

Coeficiente de Poisson: a = 0,3

Coeficiente de Dilatao Trmica: a = 12 x 10-6 C-1

Peso Especfico: a = 7.700 Kg/m3


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PROPRIEDADES DO AO Norma: pag. 119 e 120

ALGUNS DOS PERFIS DISPONVEIS

PERFIS LAMINADOS:

PERFIL I E H: PERFIL U E C:

CANTONEIRAS DE ABAS IGUAIS E DESIGUAIS:


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ALGUNS DOS PERFIS DISPONVEISPERFIS SOLDADOS:

PERFIS DE CHAPAS DOBRADAS:

PERFIL U PERFILU ENRIJ.

PERFIL L

FIM

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