Seleçao materiais paleto turbina

Páginas: 7 (1561 palavras) Publicado: 27 de setembro de 2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS EET410 – SELEÇÃO DE MATERIAIS PROFESSOR LUIZ CARLOS (LULA) PEREIRA

ESTUDO DE CASO 6.5 – CUSTO PARA MATERIAIS ESTRUTURAIS EM CONSTRUÇÃO CIVIL

Alunos:

Ian Pinto Martins Leandro Martins Morani

Rio de Janeiro, 3 de maio de 2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO - ESCOLAPOLITÉCNICA Seleção de Materiais p/ Construção Civil Ian Martins e Leandro Morani

INTRODUÇÃO Os materiais estruturais representam a maior parte do investimento na compra ou construção de edifícios em geral, correspondendo, na maioria dos casos, à metade do custo total da obra. Uma residência convencional de uma família média gasta em torno de duzentas toneladas de materiais de construção. Jáum grande bloco de apartamentos chega a gastar aproximadamente 20 mil toneladas. As maneiras com as quais diferentes materiais são utilizados em uma obra costumam variar visando três objetivos: - Estrutural, formando o “esqueleto” do edifício, sustentando a estrutura; - Revestimento, isolando o edifício dos agente climáticos, bem como introduzindo um fator estético à construção; - Interno, isolandocalor, som, entre outros.

DESENVOLVIMENTO Visão geral do mercado e da indústria Foi escolhida análise de seleção de materiais para um elemento estrutural de função de viga para telhados de uma casa comum de família. Tal função traz consigo três atributos a serem seguidos: - Comprimento especificado: um requisito de projeto, de acordo com as demandas da estrutura; - Rigidez: o material deveapresentar um mínimo de deformação sob ação de cargas externas, tal como o vento; - Resistência: o material deve ser capaz de resistir à aplicação das cargas da estrutura o máximo possível, reduzindo (ou praticamente eliminando) os riscos de colapso do edifício. Todas as exigências acima são cumpridas durante o processo de seleção do material objetivando a redução dos custos por unidade de volume. Oprocesso de escolha do material, bem com sua função, restrição e objetivos segue a esquemática da tabela 1.

EET410 – Seleção de Materiais – Prof. Lula Página 2

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Tabela 1. Requisitos de projeto para a função especificada. Função Viga Comprimento L especificadoRestrições Rigidez Resistência Objetivo Reduzir o custo Área da seção transversal Variáveis Livres Escolha do Material

Desenvolvimento dos indexs De maneira a encontrar uma relação matemática adequada para os atributos exigidos pela função escolhida, foi desenvolvido um índex para a seleção do material. Esse índex foi desenvolvido de modo que o custo seja diretamente relacionado aos parâmetrosde resistência dos materiais, sendo estes essenciais em qualquer obra. Inicialmente temos que: (I)

onde Cm é o preço por kg do material. Pela formula da densidade, temos que: (II)

Sendo a viga considerada com uma seção retangular com relação Espessura / Altura dada por:

onde α é uma constante de proporcionalidade. Assim o valor da área é dado por: ² Substituindo (II) em (I), temos: ²EET410 – Seleção de Materiais – Prof. Lula Página 3

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Isolando b: ² (III)

As figuras 1 e 2 a seguir apresentam valores de resistência dos materiais utilizados para o cálculo do índice de rigidez por custo.

Figura1. Flecha e índice para uma viga sob flexão embalanço

Figura 2. Valor de momento de inércia para uma viga de perfil retangular. Partindo da formula para o calculo da flecha: ¹ ³

onde C¹ é uma constante que dependo do tipo de apoio e da carga aplicada Isolando o Momento de Inércia (Fig. 2) e substituindo-o para uma viga de seção retangular (h=αb), temos que: 12 ¹ 12 ³ ³ ¹ Para igualar a equação III e IV, elevamos a primeira ao quadrado,...
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