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Projetar estruturas envolve uma série de conhecimentos a respeito dos sistemas estruturais disponíveis, tipos de vinculações, ações atuantes nas estruturas e propriedades e características dos materiais empregados. Dessa forma, você pode perceber que a formação de um projetista passa por diversas disciplinas, como resistência dos materiais, teoria das estruturas I e II, e disciplinas específicas, como a de estruturas de aço e madeira.
Enquanto um aluno do 5° ano, você já cursou a maioria dessas disciplinas e, portanto, está preparado para compreender todos os passos que envolve um projeto estrutural. Na atividade dessa disciplina, você precisará associar conceitos já vistos anteriormente com os novos conceitos discutidos em sala de aula, para dimensionar uma treliça de cobertura.
Você está preparado para mais esse desafio? Então mãos à obra!
ETAPA 1
Você é o responsável pelo projeto de uma treliça metálica de cobertura, apresentada na Figura 1. Após o levantamento das cargas incidentes sobre a cobertura, você encontrou as máximas cargas também apresentadas na Figura 1. Essa carga é proveniente da combinação das ações de peso próprio, sobrecarga e vento, respectivamente.
Figura 1 - Treliça de cobertura – unidade em mm
Fonte: a autora.
Os máximos esforços das barras são apresentados no diagrama dos esforços normais da Figura 2.
Figura 2 - Diagrama dos Esforços Normais - kN
Fonte: a autora.
Para a execução da treliça, você utilizará uma seção múltipla para os banzos superior e inferior, e apenas um perfil simples para as diagonais e montantes. As seções são apresentadas na Figura 3. Considere que o contraventamento da treliça é feito em todos os nós do banzo superior.
Figura 3 - Esquema da seção transversal
Fonte: a autora.
Podendo escolher qualquer perfil apresentado na Figura 4 e sabendo que eles são de aço MR250, responda:
- a) Qual perfil você escolheria para os banzos? Por quê?
- b) Qual perfil você escolheria para as diagonais e montantes? Por quê?
ATENÇÃO: escolha apenas um perfil para compor todo o banzo superior e inferior; da mesma forma, um único perfil será usado para todas as diagonais e montantes. Apresente seus cálculos.
Figura 4 - Perfis L comerciais
Fonte: adaptada de: https://gsn.gerdau.com/pt-br/produtos/cantoneira-gerdau. Acesso em: 23 abr. 2024.
Considere que as ligações da treliça serão executadas por chapa Gusset e parafusos de 9,5 mm, conforme mostra a Figura 5. A furação será executada por puncionamento.
Figura 5 - Esquema das ligações, unidades em mm
Fonte: a autora.
ETAPA 2
Após o dimensionamento da treliça de cobertura, você deverá também dimensionar os pilares que servem de apoio para ela. Considere que a treliça será apoiada sobre um pilar quadrado 15x15 de madeira dicotiledonia C30 de primeira categoria. O local da construção possui umidade relativa do ambiente inferior a 65%.
Considere que o pilar possui 350cm de comprimento, estando engastado na fundação. Considere também que você executará um sistema de contraventamento que impede a translação horizontal dos pilares na sua extremidade superior (apoio da treliça).
Com base nessas informações, avalie se a seção 15x15 cm resistirá solicitação de cálculo de - 66,5 kN gerado pela treliça.
ATENÇÃO: considere que a treliça será apoiada no centro geométrico do pilar.
