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Guias e Dicas
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Cálculo estrutural de uma ponte ferroviária, Slides de Cálculo

Um relatório técnico sobre o cálculo estrutural de uma ponte ferroviária de 54 metros de comprimento e 6 metros de altura mínima de elevação. A ponte é composta por uma viga de cabeceira, roda guia, roda motora/freio e uma seção transversal avaliada para garantir que a tensão normal em serviço não ultrapasse a tensão de proporcionalidade. O cálculo inclui a verificação da resistência ao momento fletor, força cortante, flambagem local e variação de tensão.

Tipologia: Slides

2022

Compartilhado em 07/11/2022

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usuário desconhecido 🇧🇷

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Universidade
de
São Paulo
Escola
de
Engenharia
de
São Carlos
Departamento
de
Engenharia
de
Estruturas
Edifícios
Industriais
em
Aco
com
Ponte
Rolante
' -
Exemplo
de
Cálculo
-
José Jairo
de
Sáles
Maximiliano Malite
Roberto Martins Gonçalves
Área
de
Estruturas Metálicas
São
Carlos, julho
de
1999
reimpressão
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Baixe Cálculo estrutural de uma ponte ferroviária e outras Slides em PDF para Cálculo, somente na Docsity!

Universidade de São Paulo

Escola de Engenharia de São Carlos

Departamento de Engenharia de Estruturas

Edifícios Industriais em

Aco com Ponte Rolante

'

  • Exemplo de Cálculo -

José Jairo de Sáles

Maximiliano Malite

Roberto Martins Gonçalves

Área de Estruturas Metálicas

São Carlos, julho de 1999 reimpressão

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS

......

Departamento de Engenharia de Estruturas

EDIFÍCIOS INDUSTRIAIS EM AÇO COM

PONTE ROLANTE

  • EXEMPLO DE CÁLCULO -
ÁREA DE ESTRUTURAS METÁLICAS

São Carlos, julho de 1999 Reimpressão

SVAlÁRIO

I 1 - Dados e dimensões gerais 1

12 - Viga de rolamento

I

!3 - Viga de frenagem i 22

4 - Treliça vertical do passadiço 24
I
I 5 - Treliça horizontal inferior do passadiço 28
\ 6 - Seção transversal do edificio 29
I 6.1- aç_ões 29
6.2 - cálculo dos esforços nas barras 35
6.3 - verificação dos elementos estruturais 43
6.4 - verificação dos deslocamentos 56
I
17 -^ Terças^ e^ lon_g_arinas^ do^ fechamento^56
7.1 - verificação das terças 56
7.2 - verificação das longarinas 61

! 8 - Referenctas^ A^.^ lnbliograficas.^.^ , j

1 -DADOS E DIMENSÕES GERAIS

-Ponte rolante (PR): 250kN (capacidade nominal)

  • Vão da PR (centro a centro de trilhos): 20m
  • .-\ltura de elevação mínima: 6m
  • Comprimento do edificio: 9 x 6m = 54m

-Fechamento:

-Aço:

  • alvenaria até 3m (blocos de concreto) com aberturas na parte inferior.
  • telhas de aço galvanizado trapezoidal até a cobertura com brises na parte supenor.

.A36 para chapas e perfis. para barras redondas (tirantes e chumbadores).

  • ASTM .A325 e 1!307 para parafusos.
  • Eletrodos A WS E60XX: ou E70XX para solda.
  • Sobrecargas a considerar:
  • telhado: 0,25kNJm -passadiço: 3,0kNJm
  • Ciclos de solicitação: inferior a 20.000 ciclos.
  • Nonnas:
  • NBR 8800: Projeto e execução de estruturas de aço de edi:ficios.
  • NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações.
  • .AISE n. 13: Guide for the design and construction ofmill buildings.

(^300) ---.1'--- 800---u~~~~--~L_----~~---------------------;,

0

..

100~11·

EL + 7,0 m ( aprox. l TOPO DO TRILHO

EL 0,0 PISO ACABADO

20.000 1000

SEÇAO TRANSVERSAL

coluna da V. R.

SEÇAO TRANSVERSAL DA COLUNA CORTE®

HJ:

H:t

r

TRELI A HORIZONTAL TÍPICA

TREU

TRELIÇA HORIZ.SUPERIOR

L ~

=-x-V.R.

CORTE 0

:tH--

H:!:------------ ---:tH---

PLANO DA VIGA DE ROLAMENTO

. 1 -B

CANTONEIRAS ll-----

TERÇAS

H ~~-

TIRANTES I ( It I ( li ~~ 11111 i I

. H 7

I>K~~l

1111111

i)Kl~~l.

r;R~~~H

PLANO DAS TERÇAS

fT1 r fT

l>^ <

n)>I

o

r l> -i fT :: l> r I '"'fl r l> (/)

TRELICA VERTICAL- APOIO DO PASSADIÇO

ESCORA DO BEIRAL CONTRAVENTAMENTO DA COWNA DA V. R.

1.,.....----- X

Trem-tipo vertical:

I MÁXIIviO I

R (^) max =170l/2 +(42 (^) ' 5+250) 18 , (^75) 120 l =359kN

sem impacto com^ impacto

3,60m 3,60m

P=l79,5kN 179,5^ kN^0 P^ =^^224 kN^ 224kN

I MÍNIMO I

R (^) mm. (^) = 170/ /2 +(42 (^) ' 5+250) 1 ,^25 /20/ = 103kN

sem impacto com impacto 3,60 m (^) 3,60m

P=51,5 kN 51,5 kN 0P=64 kN (^) 64kN

Trem-tipo horizontal:

Para se detenninar o trem-tipo horizontal é necessário avaliar as forças

transversais ao caminho de rolamento. O item B-3.5.1.3 (anexo B- NBR 8800)
apresenta recomendações para tal:

"a força transversal ao caminho de rolamento, a ser aplicada no topo do trilho, de cada lado, deve ser igual ao maior dos seguintes valores:

  • 10% da soma da carga içada com o peso do trole e dos dispositivos de içamento;
  • 5% da soma da carga içada com o peso total da ponte incluindo trole e dispositi- vos de içamento; -uma porcentagem da carga içada, de acordo com o tipo e finalidade da ponte (ver
AISE n.13)".

Neste caso, tem-se de cada lado:

O,lO(Q + Pr) = 0,10(250 + 42,5) = 29,25kN
0,05(Q + PpR + Pr) = 0,05(250 + 170 + 42,5) = 23,12kN
AISE 13 (1979): 0,2Q = 0,2x250 = 50kN (prevalece)

25kN

3,60m

.25kN

0P 0P

!

3,60m

:&_! X

t

3m (^) l 3m

t

6m

Mma:1: = 1,2(224x ~~) = 403kN.m

O fator 1,2 (majoração de 20%) leva em consideração as ações permanentes e as ações oriundas do passadiço e viga de frenagem.

W > _ 403xl00^ =^2 -~'>^40 em^3
;c 18
Inicialmente será adotado um perfil soldado em seção I, conforme indicado
a segurr:

•t\g = 127cm

p = lkN/m (peso)

Ix = 131.782cm
Iy = 3.662cm

ry = 5,37cm

Wx = 3.294cm

Zx = 3.760cm3 (^) l

8

(^260) l l

"''N ....

oo co

Ações na viga de rolamento:
a) ações pennanentes:
peso próQrio da VR + trilho + acessórios
viga de frenagem + chapa do passadiço
total
b) ações variáveis:
sobrecarga no passadiço (3 kN/m2)
ponte rolante (ver trem-tipo)

g = 1,6 kN/m

JIIIIllllll .X 1L 6m

M(kN.ml

7,

~4~

4 ,

8 ~ V!kN!

PERMANENTE

1,2kN/m
0,4kN/m
1,6 kN/m
1,5kN/m

q = 1,5 kN/m

~1llllilll~

.}{ 1L_

r----M ( kN. m J

~4,

4,5~ V(kNJ

SOBRECARGA NO PASSADIÇO

  • flambagem local da alma (FLA)

-=-=97< ht 115 8^ ('h)'-t lim =100 ~ M n =Mpl

  • flambagem lateral com torção (FLT)
Lb = l,Om (ver folha 4- esquema da viga de frenagem)

Ãb =L,~/= 10~5 37 = 18,6 < ÃP =50 -) Mn = Mp

I fy , '

Portanto, Mn = Mpl = Zx_fy = 3.760x25 = 94.000kN.cm

l\id max = 523,5 kN.m < 'bMn = 846 kN.m [OK]
Resistência à força cortante:

/kE

"' p = 1,08v-f = 71,

y

Âr = 1,40 ~ = 92,

vfy

(k = 5,34- chapa longa)

hlt = 97 >"-r

(

71,5 )

2 v, = 1, zs -- vpl = 648kN 96,9_

Observar que, em relação à força cortante, não é necessário adotar
enrijecedores de alma.
Verificação de tensões em serviço
Esta veriticação se faz necessária em elementos estruturais SUJeitos à
variações de tensões, em intensidade e/ou sentido. O item M-1.6, anexo M da NBR
8800, relativo à fadiga, estabelece que:
"a faixa de variação de tensões atuantes, .6.cr (tensões normais) ou ~'t
(tensões de cisalhamento ), num ponto qualquer, deve ser determinada pela
diferença algébrica dos valores máximo e mínimo da tensão considerada, nesse
ponto. A determinação das tensões atuantes deve ser feita através de análise elástica
e usando propriedades elásticas das seções transversais. Para qualquer combinação
das ações nominais, a maior tensão normal no aço deve ser inferior a fy - 701\1Pa e
a maior tensão de cisalhamento deve ser inferior a 0,48fy" ...
A máxima tensão normal ocorre na mesa superior da viga de rolamento,
pois há superposição das tensões oriundas da flexão em "x" e de tensões oriundas
da viga-de frenagem, cuja porção superior da viga de rolamento corresponde a um
banzo de tal viga. A figura seguinte ilustra tal fato.

H

I

trecho superior da V. ~""'P""ão I t

3,6 m

~/~/~ (^) /

~ banzo superior da treliça verti cal ( tração)

t

I