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Pré-Dimensionamento de Estruturas de Aço

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by

Diane Guzi Fomin

on 20 September 2016

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Transcript of Pré-Dimensionamento de Estruturas de Aço

Pré-Dimensionamento de Estruturas de Aço
Cabo, Arco e Pórtico

Arco de Aço
Relação Econômica
Relação ideal entre flecha e vão que permite o menor volume e, portanto, um arco mais leve e mais econômico.


1/10 < f/L < 1/5


f - flecha do arco
L - vão do arco
Pré-Dimensionamento do Cabo de Aço
Pré-Dimensionamento de Arco de Aço - treliçado
Pré-Dimensionamento do Arco de Aço - Alma cheia
PROJETO EM AÇO
Cabo de Aço
O cabo apresenta resistência apenas quando submetido a esforços de tração.
Deve ser usado apenas quando este esforço é solicitado.
Pelo fato do aço ser o material com maior resistência à tração, é o material mais indicado para cabos.
Pórticos de Aço
É um sistema formado por barras capazes de criar um esqueleto resistente às cargas pontuais ou lineares, permitindo incorporação de grandes vãos ou aberturas.

Espaçamentos regulares padronizam a fabricação e simplificam a montagem, resultando em redução de custos.

O sistema de quadros tem grande resistência em seu plano de trabalho, mas depende da condição de estabilidade fora de seu plano. Esta condição é obtida através de disposição de sistemas perpendiculares a ele, com travamento nos pontos necessários. Ex.: treliças, arcos, pórticos, grelhas, associação de vigas e colunas, escoras e estais.
Laje - Sistema Misto Aço e Concreto
As lajes mistas deverão ser convenientemente ancoradas às mesas superiores das vigas, através dos conectores para que façam parte da“vigamista”.
Arcos de Aço
Como é um elemento estrutural longo e submetido a compressão, o arco está sujeito à flambagem.

A estabilização do arco contra a flambagem pode ser feita por contraventamentos.

Pode-se variar a seção do arco ao longo do seu comprimento, permitindo melhor estabilidade e economia para os casos em que se precise de maior robustez do arco.
Cabo de Aço
O cabo de aço, quando submetido apenas ao próprio peso, pode vencer um vão de aproximadamente 30km, muitas vezes superior a qualquer outro sistema estrutural.

Entretanto, o cabo apresenta a desvantagem de dificuldade na absorção do empuxo horizontal e a sua instabilidade de forma quando submetido a variações de carregamento.

A absorção dos empuxos pode ser feita por pilares livres ou atirantados.
O pilar atirantado é uma solução mais econômica (resulta em um pilar mais esbelto).
Com os tipos de aços atuais é possível obter vãos de 1500m a 5500.
Pré - Dimensionamento de Pórticos de Aço
Pavilhão de Portugal
1998 - Lisboa - Portugal
O teto curvo é suportado por cabos de aço galvanizado, cada cabo com sete tendões revestidos.
Vão livre de 75m;
O peso da cobertura é suportado pelos pilares que, na sua base, são unidos por escoras que permite praticamente um processo de auto-equilíbrio.
Le Viaduc de Millau
Millau, França, 2004.
2,5km de comprimento.
Ponte Akashi-Kaikyo
Japão, 1998.
4km de comprimento. O tabuleiro treliçado proporciona rigidez à ponte e impõe baixa resistência à passagem do vento.
Ponte Golden Gate
São Francisco, Califórnia, EUA, 1933
Os arcos são sistemas estruturais que vencem grandes vãos e sofrem compressões simples, gerando esforços horizontais (empuxos) nos apoios que serão tanto maiores quanto menores forem as flechas do arco.
Quanto maior a flecha menor o empuxo horizontal (quanto maior a flecha menor é a solicitação do arco).
Arcos abatidos são mais curtos e maior seção transversal;
Arcos com grande flecha são mais longos, mas tem seção menor.
Depois do cabo, é o sistema estrutural que vence maiores vãos com a menor quantidade de material.
Prof. Diane Guzi Fomin
Para favorecer a aderência do concreto ao aço são conformadas massas e ranhuras na chapa metálica que serve de superfície de ancoragem. O steel deck é composto, ainda, por telas eletrossoldadas, que atuam como armadura negativa e ajudam a prevenir trincas superficiais na laje.

Podendo ser utilizado tanto em edificações em estrutura metálica, como em estrutura em concreto, essa solução construtiva competitiva principalmente em situações onde os vãos variam de 2m a 4m. Nessa condição, a laje mista dispensa escoramentos e, consequentemente, agiliza o cronograma da obra.

Dentre as muitas vantagens para a construção, destacam-se as seguintes: alta qualidade de acabamento da laje; dispensa escoramento e reduz os gastos com desperdício de material; facilidade de instalação e maior rapidez construtiva.
Laje com forma de aço incorporada - Steel Deck
O steel deck ainda não possui normas técnicas nacionais. Mas há vários textos normativos que servem de referência aos projetistas.

NBR 6118 (Projeto de Estrutura de Concreto - Procedimento)
NBR 8800 (Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edifícios)
NBR 10735 (Chapas de Aço de Alta Resistência Mecânica Zincadas)
NBR 14323 (Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio - Procedimentos).
Lajes de Madeira Prensada OSB
As chapas de madeira prensada são fixadas por meio de parafusos a uma malha estrutural de piso formada por perfis leves de seção transversal tipo U de chapa dobrada de aço galvanizado.
A associação das chapas com os perfis de aço, espaçados entre si por pequena distância, forma um diagrama horizontal rígido.
Lajes de Painéis de Concreto Celular Autoclavado
Painéis de baixa densidade, possibilitando fácil manuseio e aplicação na obra, não necessita de escoramentos ou fôrmas para a sua aplicação.
Os painéis são fornecidos em larguras de 30 e 55cm; espessuras de 10; 12,5; 15; 17,5 e 20cm e nos comprimentos 1,5; 2,0 e 3,0 m.
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