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DIMENSIONAMENTO PLÁSTICO DE PÓRTICOS METÁLICOS

Vítor José Fernandes Félix
Vitorino Paulo de Oliveira Ribeiro Leal

SUMÁRIO

O presente trabalho foi realizado no âmbito do programa da disciplina de Seminário de Estruturas I e tem como objectivo o dimensionamento de Pórticos Metálicos, integrado numa estrutura de um pavilhão industrial de 72x30m2.
DESCRIÇÃO DO EDÍFICIO

Oedifício é constituído por pórticos metálicos afastados de 7.20m em 7.20m e com aplicação de madres, afastadas de 2.0 m, na direcção normal ao plano do pórtico. Nas ligações às fundações foram considerados apoios duplos. Serão aplicados reforços nas ligações pilar-viga, geralmente obtidos a partir de um tramo da viga utilizada no pórtico. Em cada tramo consegue-se dois reforços por corte na diagonal. Acobertura terá uma inclinação de 10% e será executada em chapas metálicas do tipo “sandwhich”.

MATERIAIS UTILIZADOS

Para os elementos prevê-se a utilização de perfis metálicos de aço Fe430, da qual resulta um módulo de elasticidade de 2.1e6 MPa e uma tensão de cálculo de 275 MPa. Os perfis escolhidos para o dimensionamento são perfis das normas inglesas. Optamos por esta solução pelavantagem que apresentam em detrimento dos perfis disponíveis no mercado português, pois quando se necessita uma quantidade de aço significativa, os perfis ingleses possuem essa área sem ter grandes alturas. Isto torna-se numa vantagem pois evita problemas relacionados com encurvadura.

QUANTIFICAÇÃO DAS ACÇÕES

Cargas Permanentes
Nas acções permanentes considerou-se, 0.15 KN/m2 como pesopróprio das chapas metálicas, 0.08 KN/m2 para o peso próprio das madres e 0.04 KN/m2 para elementos de contraventamento e outros.
Para o peso das vigas arbitrou-se 0.82 KN/m2 sendo posteriormente corrigido em função do perfil obtido no dimensionamento.

Cargas Variáveis
Nas acções variáveis considerou-se, a sobrecarga regulamentar, a acção do vento e acção da neve, segundo o Regulamento deSegurança e Acções, R.S.A.
Para a sobrecarga a actuar sobre a cobertura e segundo o R.S.A., considerou-se a sobrecarga regulamentar de 0.30 KN/m2 (coberturas ordinárias) e com os respectivos coeficientes de redução nulos.

QK= 0.30 KN/m2

Considerou-se para a acção do vento, que o edifício a implantar se situa zona B (zona situada numa faixa com 5 km de largura), a altura média acima do solo (6m) e a rugosidade aerodinâmica do solo tipo II.

Wk = 1.20 * 0.90 = 1.08 KN/m2 (

O valor de 1.20 é um factor multiplicativo referente à passagem da zona A para a zona B.

Os coeficientes de forma exterior foram calculados com base no R.S.A. para as situações α= 0º (vento transversal) e α=90º (vento longitudinal). Para a definição do coeficiente de pressão interior, considera-se apresença de edifício com as quatro fachadas com permeabilidade semelhante δpi =-0.30.
Sendo assim a acção do vento sobre a cobertura será dada pela seguinte expressão:
W = Wk * (δpi + δpe) = 1.08 *( δpi + δpe) (

Por sua vez a acção do vento sobre as paredes será dada pela seguinte expressão:
W = Wk * (δpi + δpe) = 1.08 *( δpi + δpe) (
Os seus coeficientes de redução são ψ0=0.40; ψ1= 0.20;ψ2=0.00

Para a consideração da acção da neve há que ter em conta, que se situa a uma altitude de 425m e portanto deve ser considerada a acção da mesma.

Sk = μ * S0k(
Sok=1/400 * (h-50) = 1/400 * (425-50)
Sk = 0.80 * 1/400 * (425-50) = 0.75 KN/m2
O valor do coeficiente μ é dado pelo Anexo II do R.S.A. dependendo da inclinação da cobertura e da sua forma.

S = 0.75 KN/m2 * 7.20 m =5.04 KN/m
Os seus coeficientes de redução são ψ0=0.60; ψ1= 0.30; ψ2=0.00

COMBINAÇÃO DE ACÇÕES

Na análise ao Estado Limite Último, nas combinações de acções não se considera verosímil a actuação simultânea no mesmo elemento das sobrecargas que sejam fundamentalmente devidas à concentração de pessoas (ou de sobrecargas em coberturas ordinárias) com a acção do vento ou da neve....
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