MAPA SUB – ESTRUTURAS DE AÇO E MADEIRA

 ETAPA 1 Imagine que você foi contratado para executar o projeto estrutural de um barracão industrial de 648 m². Primeiramente você fez o lançamento da estrutura, nesse caso você optou pelo uso de treliças metálicas de 18 metros de vão, posicionadas a cada 6 metros conforme Figuras 1 e 2. O fechamento da cobertura será realizado por meio de telhas trapezoidais em aço apoiadas em terças também metálicas a cada 3 metros. Dessa forma, você chegou na seguinte estrutura: Figura 1 – Treliça de cobertura – unidade em mm Fonte: a autora. Figura 2 – Vista superior – unidade em mm Fonte: a autora. Após o lançamento da estrutura você passou para a etapa do levantamento das ações atuantes, buscando obter os máximos esforços atuantes nos elementos da treliça de cobertura. Ao final desse levantamento, você obteve a seguinte lista de ações: 1. Peso próprio das estruturas metálicas: 𝐹 𝑔 = 3, 7 𝑘𝑁 2. Sobrecarga: 𝐹 𝑞 = 4, 5 𝑘𝑁 3. Força de vento 1: 𝐹 𝑉1 = 0, 8 𝑘𝑁 4. Força de vento 2: 𝐹 𝑉2 =− 13, 0 𝑘𝑁 Observação: o sentido positivo para as forças pontuais que atuam nos nós da treliça equivale a uma seta vertical para baixo, conforme mostrado na Figura 1. Com base em todas essas informações, você deve então determinar o esforço máximo e mínimo para as barras D1, V1, B3 e B6 da treliça de cobertura. Para isso, siga os seguintes passos: a) Determine, separadamente, os esforços normais das barras gerados por cada uma das ações atuantes. Você pode obter esses valores analiticamente pelo método dos nós ou das seções estudado em Teoria das estruturas I ou por meio de softwares livres como o Ftool visto em Teoria das Estruturas II. b) Com base na norma de estruturas de aço (NBR 8800) determine o esforço máximo e mínimo para as barras D1, V1, B3 e B6 para a combinação normal última. c) Com base nos resultados encontrados, como você acredita que deve ser feito o dimensionamento dessas barras? ETAPA 2 Agora que você já realizou o lançamento da estrutura e levantou os máximos esforços atuantes nas barras da treliça, você deverá dimensionar adequadamente os seus elementos. As barras da treliça serão compostas por seção múltipla formada por duas cantoneiras em L como mostra a figura 3. Sabendo que a cantoneira é de aço MR250 e as ligações serão parafusadas (Figura 4) avalie a possibilidade de se utilizar duas cantoneiras L 63,5X6,1 para a diagonal D1. Caso não seja possível utilizar essa cantoneira, qual cantoneira você recomenda? Justifique a sua escolha. Você pode conseguir informações das cantoneiras no catálogo de perfis da Gerdau disponível em: https://www2.gerdau.com.br/produtos/cantoneira-gerdau. Figura 3 – Esquema da seção múltipla para as barras da treliça Fonte: a autora. Figura 4 – Esquema das ligações, unidades em mm Fonte: a autora. Atenção: para a resolução do problema considere que a ligação já está adequadamente dimensionada e que será executada por 3 parafusos de diâmetro igual a 9,5 mm, conforme Figura 4. ETAPA 3 Após todo o dimensionamento da treliça de cobertura, você deverá também dimensionar os pilares de sustentação. Este barracão será construído em uma propriedade rural, a fim de reduzir os custos seu cliente pediu para que os pilares do barracão sejam executados com as madeiras roliças disponíveis na propriedade. Sabe-se que a madeira é proveniente da espécie Eucalyptus grandis, cuja resistência média à compressão paralela às fibras é 40,3 MPa. As toras disponíveis possuem diâmetro de 30 cm. O local onde o barracão será construído possui umidade relativa do ambiente inferior a 65%. Considere que o pé direito do barracão será de 5,5 metros. A vinculação entre o pilar e a fundação é rígida, ou seja, transmite momentos e que você executará um sistema de contraventamento que impede a translação horizontal dos pilares na sua extremidade superior (apoio da treliça). A ligação da treliça com o pilar será feita por meio de dois pinos metálicos, cujo diâmetro e comprimento do furo necessários para instalação são respectivamente de 30mm e 115mm. Com base nessas informações você deverá seguir os passos a seguir a fim de responder ao seu cliente sobre a viabilidade do uso das madeiras disponíveis. a) Determine os máximos valores de cálculo para as solicitações do pilar; b) Determine as propriedades de cálculo da madeira; c) Avalie a resistência do pilar quanto a máxima compressão; d) Avalie a resistência do pilar a máxima tração; e) Responda: Será possível utilizar as madeiras disponíveis? ATENÇÃO: considere que a treliça será apoiada no centro geométrico do pilar.