1 INTRODUÇÃO ___________________________________________________________ 3 2 CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS _____________________________________ 3 2.1 2.2 2.3 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4 4.1 4.2 4.3 CORDOALHA ____________________________________________________________ 3 CONCRETO ______________________________________________________________ 3 AÇO PARA ARMADURA_____________________________________________________ 3 CARREGAMENTOS DEVIDOS AO VENTO__________________________________ 3 COEFICIENTES DE PRESSÃO EXTERNA, CASO A_________________________________ 4 COEFICIENTES DE PRESSÃO EXTERNA, CASO B _________________________________ 4 COEFICIENTES DE PRESSÃO INTERNA ________________________________________ 4 CARREGAMENTO 1 (KGF/M2) _______________________________________________ 4 CARREGAMENTO 2 (KGF/M2) _______________________________________________ 5 CARREGAMENTO 3 (KGF/M2) _______________________________________________ 5 CARREGAMENTO 4 (KGF/M2) _______________________________________________ 5 CARREGAMENTOS PARA O DIMENSIONAMENTO _________________________ 6 CARREGAMENTO 1 _______________________________________________________ 6 CARREGAMENTO 2 _______________________________________________________ 7 CARREGAMENTO 3 _______________________________________________________ 7 5 CARREGAMENTO PARA O PRÉ-DIMENSIONAMENTO _____________________ 7 6 TRELIÇA ________________________________________________________________ 8 6.1 6.2 7 7.1 7.2 7.3 7.4 8 8.1 8.2 8.3 8.4 REAÇÃO DE APOIO (PRÉ-TENSÃO) ___________________________________________ 8 REAÇÃO DE APOIO (PRÉ-TENSÃO + CARREGAMENTO) ___________________________ 9 PORTICO 1 ______________________________________________________________ 9 REAÇÃO DE APOIO (PRÉ-TENSÃO) __________________________________________ 10 REAÇÃO DE APOIO (PRÉ-TENSÃO + CARREGAMENTO) __________________________ 10 ARMADURA DO PILAR ____________________________________________________ 10 PERSPERCTIVA __________________________________________________________ 11 PÓRTICO 2 _____________________________________________________________ 12 REAÇÃO DE APOIO (PRÉ-TENSÃO) __________________________________________ 13 REAÇÃO DE APOIO (PRÉ-TENSÃO + CARREGAMENTO) __________________________ 13 ARMADURA DOS PILARES _________________________________________________ 13 ARMADURA DA VIGA _____________________________________________________ 14 8.5 PERSPERCTIVA __________________________________________________________ 15 1 Introdução Apresenta-se uma proposta estrutural para a cobertura de uma área retangular. A proposta estrutural está baseada em treliças constituídas basicamente de cordoalha pré-esticada de fios de aço galvanizados. 2 Características dos materiais 2.1 Cordoalha Cordoalha #6 Área metálica = 2.9 cm2 Peso por comprimento = 2.5 kgf/m Carga de ruptura = 35650 kgf Módulo de elasticidade = 1500 tf/cm2 2.2 Concreto Resistência à compressão = 0.3 tf/cm2 Módulo de elasticidade = 259 tf/cm2 Coeficiente de Poisson = 0.18 peso por volume = 2323 kgf/m3 2.3 Aço para armadura Módulo de elasticidade = 2100 tf/cm2 Tensão de escoamento = 5.0 tf/cm2 3 Carregamentos devidos ao vento Para a estimativa dos carregamentos devidos ao vento será utilizada a norma ASCE 7-95, Minimum design loads for buildings and other structures. As dimensões em planta são iguais a 12 m x 36 m. A linha da cumieira é considerada paralela ao lado de comprimento 12 m. A altura máxima da cobertura é igual a 7.6 m. Building, partially enclosed Building, low-rise Basic wind speed, V = 40 m/s Importance factor, I = 1.00 Wind speed-up factor, Kzt = 1.00 Exposure B Kz = 0.66 Velocity pressure, qz = 66 kgf/m2 3.1 Coeficientes de pressão externa, caso A 0.31 0.59 0.34 0.25 3.2 Coeficientes de pressão externa, caso B 0.31 0.38 0.25 0.59 0.38 0.34 3.3 Coeficientes de pressão interna Partially enclosed, low-rise, exposure B +0.68, -0.26 3.4 Carregamento 1 (kgf/m2) 65.3 83.8 22.4 61.4 3.5 Carregamento 2 (kgf/m2) 3.3 21.8 39.6 0.7 3.6 Carregamento 3 (kgf/m2) 65.3 70.0 61.4 83.8 70.0 22.4 3.7 Carregamento 4 (kgf/m2) 3.3 7.9 0.7 21.8 7.9 39.6 4 Carregamentos para o dimensionamento Para uma estimativa dos esforços na estrutura será considerado, além do peso próprio e dos carregamentos devidos ao vento, o seguinte: telhas = 10 kgf/m2 sobrecarga = 25 kgf/m2 variação de temperatura = +/-15.0 C 4.1 Carregamento 1 telhas = 10.0 kgf/m2 sobrecarga = 25.0 kgf/m2 variação de temperatura = -15.0 C 10 kgf/m 2 25 kgf/m 2 4.2 Carregamento 2 telhas = 10 kgf/m2 vento de sucção = 83.8 kgf/m2 variação de temperatura = -15.0 C 73.8 kgf/m 2 22.4 kgf/m 2 61.4 kgf/m 2 4.3 Carregamento 3 telhas = 10 kgf/m2 vento de sucção = 21.8 kgf/m2 variação de temperatura = -15.0 C 11.8 kgf/m 2 39.6 kgf/m 2 5 Carregamento para o pré-dimensionamento Para uma estimativa dos esforços na estrutura será considerado, além do peso próprio, variação de temperatura igual a -15.0 C e pressão de sucção igual a 75 kgf/m2. 75 kgf/m 2 6 Treliça Cordoalha #6. Treliças espaçadas a cada 3 m. A relação flecha/vão para o cabo inferior é igual à 0.07 e para o cabo superior é igual à 0.04. A pré-tensão requerida para o cabo superior resultou em 6.7 tf. O máximo deslocamento na direção vertical dividido pelo vão resultou igual à 1/167. O peso dos cabos por unidade de área resultou igual à 1.8 kgf/m2. 6.1 Reação de apoio (pré-tensão) 938 kgf 6651 kgf 3167 kgf 834 kgf 6.2 Reação de apoio (pré-tensão + carregamento) 2637 kgf 19 kgf 13734 kgf 3926 kgf 7 Portico 1 Cordoalha #6. Treliças espaçadas a cada 3 m. A relação flecha/vão para o cabo inferior é igual à 0.07 e para o cabo superior é igual à 0.04. Pilares de concreto. Cada pilar apoiado na base e estaiado, com seção medindo 25 cm por 50 cm, sendo a maior dimensão no plano do pórtico. Cada ancoragem afastada 4.5 m da base do pilar. A pré-tensão requerida para o cabo superior resultou em 6.7 tf. O máximo deslocamento na direção vertical dividido pelo vão resultou igual à 1/146. O peso dos cabos por unidade de área resultou igual à 1.8 kgf/m2. 7.1 Reação de apoio (pré-tensão) 16688 kgf 1745 kgf 11303 kgf 14234 kgf 7.2 Reação de apoio (pré-tensão + carregamento) 15908 kgf 1524 kgf 15088 kgf 17506 kgf 7.3 Armadura do pilar N 15.5 tf M 7.0 tf*m As1 2.04 cm 2 (1 barra de 16 mm) As2 0.00 cm 2 7.4 Persperctiva 8 Pórtico 2 Cordoalha #6. Treliças espaçadas a cada 3 m. A relação flecha/vão para o cabo inferior é igual à 0.07 e para o cabo superior é igual à 0.04. Pilares e vigas de concreto. Cada pilar apoiado na base com seção medindo 25 cm por 50 cm, sendo a maior dimensão no plano do pórtico. Cada viga com largura 25 cm, altura 50 cm e comprimento 4.5 m. A pré-tensão requerida para o cabo superior resultou em 6.7 tf. O máximo deslocamento na direção vertical dividido pelo vão resultou igual à 1/148. O peso dos cabos por unidade de área resultou igual à 1.8 kgf/m2. 8.1 Reação de apoio (pré-tensão) 18866 kgf 4590 kgf 4832 kgf 10831 kgf 8.2 Reação de apoio (pré-tensão + carregamento) 15125 kgf 7885 kgf 6619 kgf 11138 kgf 8.3 Armadura dos pilares N 14.0 tf M 31.5 tf*m As1 21.96 cm 2 (11 barras de 16 mm) As2 0.00 cm 2 8.4 Armadura da viga A carga por unidade de comprimento é devida ao peso de uma laje de concreto com 10 cm de espessura. 26.48 tf*m 0.6969 tf/m 3.567 tf 9.628 tf 4.5 m N 3.6 tf M 26.5 tf*m As1 14.80 cm 2 (8 barras de 16 mm) As2 14.80 cm 2 (8 barras de 16 mm) 8.5 Persperctiva