Baixe projeto da estrutura de aço de galpão de proteção de tanques ... e outras Notas de estudo em PDF para Cálculo, somente na Docsity!
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ESTRUTURAS
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ESTRUTURAS
PROJETO DA ESTRUTURA DE AÇO DE GALPÃO DE
PROTEÇÃO DE TANQUES DE EXCESSO DE PARTÍCULAS
DE MINÉRIO DE FERRO
AUTORA: RITA DE CÁSSIA MENEGHIN
PROF. ORIENTADOR: RICARDO HALLAL FAKURY
III - DIPE
PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 1 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1 REVISÕES TE: TIPO EMISSÃO A - PRELIMINAR B - PARA APROVAÇÃO C - PARA CONHECIMENTO D - PARA COTAÇÃO E - PARA CONSTRUÇÃO F - CONFORME COMPRADO G - CONFORME CONSTRUÍDO H - CANCELADO Rev. TE Descrição Por Ver. Apr. Aut. Data
0 C PARA CONHECIMENTO RCM 25/08/
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 3 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1
1.0 INTRODUÇÃO
1.1 TRABALHO FINAL DE CURSO
Este trabalho de final de curso trata de uma memória de cálculo de um Galpão, no qual a
cobertura foi projetada para proteger um tanque de excesso de partículas de minério de
ferro.
Conforme tratado com o professor, este trabalho é um estudo de caso pelo qual pretende-se
demonstrar a prática da engenharia em acordo com a teoria aprendida nos cursos de
estruturas metálicas. Este trabalho valida o dimensionamento do SAP2000 comparando-se
os resultados ao dimensionamento proposto na Norma NBR8800 (revisão 2008). Para
facilitar os cálculos manuais o dimensionamento da NBR8800 foi realizado por meio de
planilhas do Excel.
2.0 OBJETIVO
Esta memória refere-se ao dimensionamento da Cobertura em estrutura metálica para o
tanque 6PP30 - EMA da Vale, situado em Vitória/ES, a qual foi projetada para suportar os
diversos esforços atuantes, tendo o objetivo do cálculo definir as dimensões dos perfis
estruturais para elaboração da planilha de quantidade.
3.0 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
CP-S-501 – R6 Critério de Projetos para Estruturas Metálicas;
DF-812P-40-00051/42-07604 Arranjo geral – Transportador de Correia TR - H32A
DF-812P-40-00051/42-07696 Arranjo geral – Transportador de Correia TR – H
DF-812P-40-00051/42-07616 Planta de Chumbação – Transportador de Correia TR – H
DF-812P-40-00051/42-06101 Conjunto Geral – Transportador de Correia TR – H
DF-812P-40-00051/42-07601 Conjunto Geral – Transportador de Correia TR – H
4.0 CÓDIGOS E NORMAS
Devem ser utilizadas as normas da ABNT descritas abaixo e outras contempladas no
documento CP-S-501:
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 4 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1
4.1 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT)
NBR-5884 Perfil I estrutural soldado por arco elétrico;
NBR-6120 Cargas para cálculo de estruturas de edificações;
NBR-6123 Forças devidas ao vento em edificações;
NBR-6355 Perfis estruturais de aço formados a frio – padronização;
NBR-8681 Ações e segurança nas estruturas;
NBR-8800 Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço;
NBR-9050 Acessibilidade e edificações;
NBR-14323 Dimensionamento de estruturas de aço de edifícios em situação
de incêndio;
NBR-14514 Telhas de aço revestido de seção trapezoidal;
NBR-14762 Dimensionamento de Estrut. de Aço por perfis formados a frio;
4.2 ASSOCIAÇÃO AMERICANA DE NORMAS TÉCNICAS
AISC/ASD89 American Institute of Steel Construction (Allowable
Stress Design)
AWS American Welding Society
AISI American Iron and Steel Institute
ASTM American Society for Testing and Materials
RCSC Research Council on Structural Connections
5.0 BIBLIOGRAFIAS ADOTADAS
BELLEI, Ildony H. Edifícios Industriais em Aço. 2. Ed. Rio de Janeiro: PINI,
BELLEI, Ildony H. Interfaces Aço-Concreto. 2. Ed. Rio de Janeiro: Instituto
Aço Brasil / Centro Brasileiro da Construção, 2009.
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 6 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1
9.0 COBERTURA
Esta estrutura possui aproximadamente 481,5 m², sendo 28,75 metros de comprimento,
16,75 metros de largura e de 5,0 a 7,5 metros de altura, com a inclinação de 17º. A
Cobertura tem as tesouras e as vigas mestras treliçadas e apoiadas em quatro colunas.
A solução estrutural foi feita de forma que não ocorra interferência com as paredes do
tanque e com as estruturas existentes, exigindo da concepção estrutural vãos maiores e
poucas colunas de sustentação.
A inclinação da Cobertura foi calculada para que não ocorra interferência com a
transportadora de correia e para facilitar o escorregamento de partículas de maiores
espessuras.
Parafuso de alta resistência
ASTM A
ASTM A
Eletrodos para solda SMAW E70XX – AWS A5.
Aço para tubo de guarda-corpo ASTM A53 Grau B
Aço estrutural para chapa de piso (Chapa Xadrez)
ASTM A
ASTM A
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 7 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1 Figura 1: Estrutura da cobertura – Estudo interferências
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 10 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1
9.1 ELEVAÇÃO DOS EIXOS
Figura 4: Elevação dos Eixos 1 a 5 Figura 5: Elevação dos Eixos 1 a 5 – materiais utilizados
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10.0 CARREGAMENTOS
Para o dimensionamento dos elementos estruturais foi utilizado o software SAP2000 V15, no
qual foi elaborado o modelo estrutural.
PESO PRÓPRIO (PP)
Os valores de peso próprio foram calculados automaticamente pelo software (SAP2000),
através do carregamento DEAD.
CARGA PERMAMENTE (CP)
COBERTURA (CP)
Telha Trapezoidal Metform MF40 (Espessura 0,95mm) = 9,31 kg/m^2 = 0,093 kN/m^2
Acessórios de fixação = 5,0 kg/m^2 = 0,050 kN/m^2
Espaçamento entre terças = 2,20 m
Distribuição do carregamento nas terças em metro linear = 0,143 x 2,20 = 0,315 kN/m
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 13 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1 Figura 10: CP - Cobertura
SOBRECARGA (SC)
COBERTURA (SC) Vz = 1,0 kN/m
Conforme Critério de Projeto CP-S-501 – R6: 1,0 kN/m²
Distância entre terças: 2,2 metros
Distribuição do carregamento nas terças em metro linear: 1,0 x 2,20 = 2,2 kN/m
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PROJETO BÁSICO TERMINAL MINÉRIOS BACIA BI-02 & BI- 03 ESTRUTURA METÁLICA MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP Nº VALE MC-3599TU-S- 00000 PÁGINA 15 / 76 Nº AUSENCO 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- 0000 REV. 1
VENTO
Premissas para o cálculo da carga de vento: Vo = 32 m/s
Fator Topográfico S 1 = 1, Terreno plano ou fracamente acidentado Fator de Rugosidade S 2 = 0, 79 Categoria IV – Terrenos cobertos por obstáculos numerosos e poucos espaçados, em zona florestal, industrial ou urbanizada. Classe A – Maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m. Altura igual a 5 metros. Fator Estatístico S 3 = 0, Grupo 2 – Edificações e instalações industriais. Tabela 1: Fatores para cálculo do vento
Velocidade Básica do Vento: Vk = 32,0 x 1,0 x 0,79 x 0,95 = 24,0 m/s
Velocidade Característica do Vento: qK = 0,613x Vk 2 = 0,3 5 kN/m^2
Coeficientes de Pressão Interna (Cpi = -0,3 e 0) adotar mais nocivo;
Dimensões da estrutura: a = 16 m, b = 28, e h = 7,5 m;
Inclinação telhado = 17°;
VENTO NA COBERTURA
Direção: α = 0° e 90° (VTX e VTY);
Ce = -0,8/-1,0 e -0,4;
Distância entre terças = 2,2 metros;
VTX - Carregamento linear nas terças = 0,35 x (-0,8) x 2,2 = - 0,62 kN/m;
VTY - Carregamento linear nas terças = 0,35 x (-1,0) x 2,2 = - 0,77 kN/m;
VTY - Carregamento linear nas terças = 0,35 x (-0,4) x 2,2 = - 0,31 kN/m;
VENTO NAS COLUNAS
Direção: α = 0° (VTX);
Cy = 1,9;
Carregamento linear nas colunas = 1,9 x 0,35 x 1,0 x 0,4 = 0,27 kN/m;
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VENTO NAS COLUNAS
Direção: α = 90° (VTY);
Cx = 1,6;
Carregamento linear nas colunas =1,6 x 0,35 x 1,0 x 0,4 = 0,23 kN/m;
Figura 12: Carga de Vento - VTX+ Figura 13: Carga de Vento - VTY+
III - DIPE
PROJETO BÁSICO REV.
III - DIPE
PROJETO BÁSICO REV.
- BACIA BI-02 & BI- TERMINAL MINÉRIOS
- MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP ESTRUTURA METÁLICA - MC-3599TU-S- Nº VALE - 17 / PÁGINA - 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- Nº AUSENCO
- COMB1-NL DEAD 1, COMBINAÇÃO CARREGAMENTOS COEFICIENTES
- COMB1-NL CP 1,
- COMB1-NL SC 1,
- COMB2-NL DEAD 1,
- COMB2-NL CP 1,
- COMB2-NL TEMP + 1,
- COMB3-NL DEAD 1,
- COMB3-NL CP 1,
- COMB3-NL TEMP - 1,
- COMB4-NL DEAD 1,
- COMB4-NL CP 1,
- COMB4-NL SC 1,
- COMB4-NL TEMP + 0,
- COMB4-NL VTY+ 0,
- COMB5-NL DEAD 1,
- COMB5-NL CP 1,
- COMB5-NL SC 1,
- COMB5-NL TEMP - 0,
- COMB5-NL VTY+ 0,
- COMB6-NL DEAD 1,
- COMB6-NL CP 1,
- COMB6-NL SC 1,
- COMB6-NL TEMP + 0,
- COMB6-NL VTX+ 0,
- COMB7-NL DEAD 1,
- COMB7-NL CP 1,
- COMB7-NL SC 1,
- COMB7-NL TEMP - 0,
- COMB7-NL VTX+ 0,
- COMB8-NL DEAD 1,
- COMB8-NL CP 1,
- COMB8-NL SC 1,
- COMB8-NL TEMP + 0,
- COMB8-NL VTY- 0,
- COMB9-NL DEAD 1,
- COMB9-NL CP 1,
- COMB9-NL SC 1,
- BACIA BI-02 & BI- TERMINAL MINÉRIOS
- MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP ESTRUTURA METÁLICA - MC-3599TU-S- Nº VALE - 18 / PÁGINA - 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- Nº AUSENCO - COMB9-NL TEMP - 0, - COMB9-NL VTY- 0,
- COMB10-NL DEAD 1,
- COMB10-NL CP 1,
- COMB10-NL SC 1,
- COMB10-NL TEMP + 0,
- COMB10-NL VTX- 0,
- COMB11-NL DEAD 1,
- COMB11-NL CP 1,
- COMB11-NL SC 1,
- COMB11-NL TEMP - 0,
- COMB11-NL VTX- 0,
- COMB12-NL DEAD 1,
- COMB12-NL CP 1,
- COMB12-NL SC 1,
- COMB12-NL TEMP + 0,
- COMB12-NL VTY+ 1,
- COMB13-NL DEAD 1,
- COMB13-NL CP 1,
- COMB13-NL SC 1,
- COMB13-NL TEMP - 0,
- COMB13-NL VTY+ 1,
- COMB14-NL DEAD 1,
- COMB14-NL CP 1,
- COMB14-NL SC 1,
- COMB14-NL TEMP + 0,
- COMB14-NL VTX+ 1,
- COMB15-NL DEAD 1,
- COMB15-NL CP 1,
- COMB15-NL SC 1,
- COMB15-NL TEMP - 0,
- COMB15-NL VTX+ 1,
- COMB16-NL DEAD 1,
- COMB16-NL CP 1,
- COMB16-NL SC 1,
- COMB16-NL TEMP + 0,
- COMB16-NL VTY- 1,
- COMB17-NL DEAD 1,
- COMB17-NL CP 1,
- COMB17-NL SC 1,
- COMB17-NL TEMP - 0,
- BACIA BI-02 & BI- TERMINAL MINÉRIOS
- MEMÓRIA DE CÁLCULO - COBERTURA DO TANQUE 6PP ESTRUTURA METÁLICA - MC-3599TU-S- Nº VALE - 19 / PÁGINA - 3017 - 02 - 0000 - CAL-S- Nº AUSENCO
- COMB17-NL VTY- 1,
- COMB18-NL DEAD 1,
- COMB18-NL CP 1,
- COMB18-NL SC 1,
- COMB18-NL TEMP + 0,
- COMB18-NL VTX- 1,
- COMB19-NL DEAD 1,
- COMB19-NL CP 1,
- COMB19-NL SC 1,
- COMB19-NL TEMP - 0,
- COMB19-NL VTX- 1,
- COMB20-NL DEAD 1,
- COMB20-NL CP 1,
- COMB20-NL SC 1,
- COMB20-NL TEMP + 1,
- COMB20-NL VTY+ 0,
- COMB21-NL DEAD 1,
- COMB21-NL CP 1,
- COMB21-NL SC 1,
- COMB21-NL TEMP - 1,
- COMB21-NL VTY+ 0,
- COMB22-NL DEAD 1,
- COMB22-NL CP 1,
- COMB22-NL SC 1,
- COMB22-NL TEMP + 1,
- COMB22-NL VTX+ 0,
- COMB23-NL DEAD 1,
- COMB23-NL CP 1,
- COMB23-NL SC 1,
- COMB23-NL TEMP - 1,
- COMB23-NL VTX+ 0,
- COMB24-NL DEAD 1,
- COMB24-NL CP 1,
- COMB24-NL SC 1,
- COMB24-NL TEMP + 1,
- COMB24-NL VTY- 0,
- COMB25-NL DEAD 1,
- COMB25-NL CP 1,
- COMB25-NL SC 1,
- COMB25-NL TEMP - 1,
- COMB25-NL VTY- 0,
