ESTRUTURAS DE AÇO

PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PERFIS LAMINADOS #0006

A opção de se utilizar estruturas metálicas apresenta várias vantagens em relação ao concreto armado, protendido ou pré-moldado, por gerar estruturas esbeltas e leves com possibilidade de vencimento de grandes vãos para diversos fins.

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Uma vez adotada a concepção estrutural em aço, na fase de projeto preliminar se torna necessário um pré-dimensionamento dos perfis, etapa que precede a análise de dimensionamento estrutural.

“Embora seja um pré-dimensionamento, as dimensões dos perfis ficam muito perto das dimensões necessárias após as verificações da estrutura” (CHAMBERLAIN; FICANHA; FABEANE, 2013, p.14).

  • Método Margarido (2007)

“Para o aço, pode-se adotar a altura da viga como 1/15 a 1/25 da distância entre pontos de momento nulo” (MARGARIDO, 2007, p.257). Este método considera vigas isostáticas. Na hipótese de vigas hiperestáticas Margarido (2007) diz que a distância entre os momentos nulos no vão está aproximadamente é a de 80% do comprimento total, ou seja, o momento nulo está afastado 10% do comprimento total em cada apoio.

  • Método Silva e Pannoni (2010)

Silva e Pannoni (2010) propõem uma verificação de gráficos que podem ser obtidos pelo artigo completo no link:

https://1drv.ms/b/s!AocLOdD2D7kexW2KMkcL6ePuQCzZ

  • Método Rebello (2007)

Rebello (2007) adota para pré-dimensionamento fórmulas empíricas para pórticos de vigas e colunas de perfis laminados.

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  • Método Módulo Plástico para vigas

O módulo resistente plástico, Z, é uma função geométrica análoga ao módulo de resistência elástico W que é a razão entre a inércia do perfil em torno do eixo analisado e a distância entre a extremidade da secão transversal e a superfície neutra.  Adotando o momento plástico como o momento solicitante majorado em 55% pode-se chegar a um valor de módulo resistente plástico Zx dividindo pela tensão de escoamento. Uma vez que se tem o modulo plástico Z pode-se adotar um perfil.

  • Método pela determinação da esbeltez para pilares

A norma NBR 8800 (ABNT; 2008) item 5.3.4.1 determina que barras comprimidas possuem seu índice de esbeltez determinado pela relação: k . L / r

K: coeficiente de flambagem determinado pelo seu tipo de vinculação de acordo com tabela E.1 do Anexo E da NBR8800 (ABNT;2008)

L: comprimento de flambagem

r: raio de giração correspondente ao eixo de menor inércia.

Adotando um índice arbitrário de esbeltez de valor 100, sabendo o comprimento de flambagem L e o coeficiente de flambagem K pode-se chegar a um valor de raio de giração r e por este encontrar um perfil pré-dimensionado.

COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS

As tabelas de análise de pré-dimensionamentos descrevem os resultados de cada Método abordado nesta pesquisa. A tabela aborda a aplicabilidade de cada Método e também os coloca em uma ordem de eficiência pelo critério de menor peso e consequentemente economia.

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CONCLUSÕES

Após os cálculos foi possível chegar às principais conclusões:

1. O método mais eficiente para pré-dimensionamento de vigas é de determinação pelo módulo plástico da seção. Os gráficos para vigas de SILVA E PANNONI (2010) obtiveram bons resultados. O Método MARGARIDO (2007) para pré-dimensionamento de vigas obteve resultados satisfatórios.

2. O método mais eficiente para pré-dimensionamento de pilares que resulta em perfil mais próximo ao final dimensionado é o critério de SILVA E PANNONI (2010). O Método pela esbeltez limite também obteve resultados menos precisos mas ganha na praticidade de uso por ser mais direto.

3. Alguns pré-dimensionamentos possuem incapacidade de determinação por limitação de geometria ou por pré-dimensionar um perfil com capacidades resistentes baixa para o caso.

 

Daniel Ferraz

www.linkedin.com/in/daniel-ferraz

 

REFERÊNCIAS

AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION. ANSI/AISC 360-10: Specification for Structural Steel Buildings. Chicago, Illinois: AISC, 2010. 609 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8800:2008: Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edifícios. 2ª ed. Rio de Janeiro: ABNT, 2008. 609 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123: Forças Devido Vento nas Edificações.1 ed. Rio de Janeiro: ABNT, 1988. 66 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120:1980: Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. 1 ed. Rio de Janeiro: Abnt, 1980. 5 p.

BELLEI, Lldony H.; PINHO, Fernando 0.; PINHO, Mauro 0.. Edifícios de Múltiplos Andares de Aço. 2. ed. São Paulo: Pini, 2008. 538 p.

 

 

 



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