Causas para o desabamento da cobertura de um galpão

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CEUNSP – INSEAD Disciplina: Introdução à Engenharia Professor: Marcos Eduardo T. Adorno Exemplo de um trabalho de engenharia: “Causas para o desabamento da cobertura de um galpão” - Resumo Na figura abaixo está representado o caso de um galpão, cuja cobertura desabou sob a ação de uma forte rajada de vento. Chamado a estudar o caso, para identificar a causa do colapso e emitir um laudo técnico, oengenheiro observou a estrutura acidentada, analisando as regiões de ruptura, a direção de incidência do vento, a geometria geral da construção e os materiais empregados na obra, dentre outros aspectos. Observou também que a ruptura dos pilares de sustentação ocorreu para uma carga de vento inferior à estabelecida em normas oficiais e conferiu o cálculo estrutural do galpão, que foi bemrealizado. O engenheiro verificou também que o valor do “Limite de Escoamento” do aço utilizado, na armação do concreto dos pilares de sustentação correspondentes, deve ser, no mínimo, de 80 kgf/mm2. Após estudar todas as informações relacionadas ao caso, formulou a seguinte hipótese para a causa do colapso ocorrido: “o aço utilizado na armação do concreto dos pilares de sustentação da estrutura estariafora da especificação, quanto à resistência mecânica à tração”. Para verificar a veracidade desta hipótese, foram retirados corpos de prova (ou amostras) deste aço para a realização, em laboratório, do correspondente “Ensaio de Tração”. Depois de analisar os dados obtidos experimentalmente, o engenheiro chegou a uma conclusão e emitiu um laudo técnico, determinando e apresentando as causas docolapso do galpão.

Esquema com as etapas do procedimento técnico-científico efetuado pelo engenheiro.
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A seguir, são fornecidas as demais informações para a execução desse trabalho de engenharia. - Ensaio de Tração de Materiais Metálicos a) Resumo Várias das propriedades mecânicas de um material metálico podem ser determinadas com os dados obtidos em seu ensaio de tração. Cada uma dessaspropriedades está associada ao comportamento do material diante de solicitações mecânicas externas de tração uniaxial, em condições estáticas e padronizadas. Um corpo de prova (c.p.) ou amostra é fixado numa máquina universal de tração, que aplica cargas (forças) crescentes na direção do seu eixo longitudinal, até que ocorra a sua ruptura. Os valores da carga aplicada são fornecidos por dispositivos daprópria máquina, enquanto que os das correspondentes elongações (ou aumentos lineares no comprimento inicial da amostra) são geralmente medidos através de extensômetros (“strain gauges”), fixados na seção útil do corpo de prova. Os dados assim obtidos podem ser processados manualmente ou em microcomputadores acoplados à máquina, sendo reunidos em tabelas e gráficos com curvas características,geralmente em função dos parâmetros de engenharia tensão e deformação (curvas “tensão x deformação”), calculados a partir dos valores respectivos de carga e de elongação. Esses e os demais parâmetros físicos associados encontram-se relacionados após as figuras correspondentes, a seguir. b) Esquema da máquina universal de tração

c) Desenho dos corpos de prova (c.p.) para o Ensaio de Tração de aços2

d) Parâmetros Físicos associados ao Ensaio de Tração 1) Tensão:  = F
A0

(Kgf / mm2)

onde F = Força ou carga A0 = área inicial (circular) da seção transversal reta do corpo de prova; A0 =  x D02 D0 = diâmetro inicial do corpo de prova 4 2) Deformação:  =
  0

(mm / mm) , onde

  0

= elongação = comprimento inicial do corpo de prova

OBS: - Tipos Fundamentais deDeformação: A deformação sofrida por um material qualquer pode ser a) elástica (ou reversível): desaparece quando a tensão aplicada é retirada; ou b) plástica (ou permanente): permanece mesmo após a remoção da tensão aplicada. 3) Limite de Escoamento (  Es) : indica a transição do comportamento elástico para o plástico. (esse "escoamento" do material é assinalado por um pequeno patamar verificado...
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