Baixe Memória de Cálculo para Montagem de Ponte Rolante Elétrica em Edifício C210 e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Resistência dos materiais, somente na Docsity!
AQUISIÇÃO E INSTALAÇÃO DE TALHA ELETRICA NA BRITAGEM
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C210 - BRITAGEM PRIMÁRIA
MECÂNICA: MEMÓRIA DE CÁLCULO
MEMÓRIA DE CÁLCULO DO PRÉDIO C210 PARA MONTAGEM DA
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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 B Emissão inicial FSS VL VOL VOL 17 / 03 /2 1
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Sumario
- Objetivo .......................................................................................................... 4
- Aplicação ....................................................................................................... 4
- Documentos de referência ............................................................................. 4
- Premissas do projeto ..................................................................................... 5
4.1 Forma construtiva da estrutura .................................................................... 5
4.2 Cargas atuantes na estrutura....................................................................... 6
4.3 Características necessárias para o equipamento ........................................ 6
4.4 Determinação das variáveis de projeto – NBR 8400:1984 .......................... 7
Classificação da estrutura .......................................................................... 7
Solicitações atuantes na estrutura ............................................................. 9
Definição da carga do sistema (P) ........................................................... 11
Coeficiente dinâmico ................................................................................ 12
Coeficiente de majoração (𝑴𝒙)................................................................ 12
- Cálculos ....................................................................................................... 12
5.1 Cargas de projeto ...................................................................................... 13
5.2 Cálculos da viga principal da estrutura ...................................................... 13
Resistencia a flexão no eixo x.................................................................. 14
Resistencia ao esforço cortante y ............................................................ 18
5.3 Cálculos da viga secundaria da estrutura .................................................. 20
Resistencia a flexão no eixo x.................................................................. 20
Resistencia ao esforço cortante y ............................................................ 25
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1. OBJETIVO
Este documento tem como objetivo garantir a segurança estrutural afim de evitar
o colapso do prédio, garantir o bom desempenho da estrutura evitando-se a
ocorrência de grandes deslocamentos, vibrações e danos pontuais a serem
aplicadas a ESTRUTURA DO PRÉDIO C210.
2. APLICAÇÃO
Este documento se aplica exclusivamente para embasar e liberar para operação
a ESTRUTURA DO PRÉDIO C210, para a implementação da ponte rolante.
3. DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
- NBR 8800:2008 - Projeto de Estruturas de aço e de estruturas mistas;
- NBR 8400:1984 – Cálculo de equipamento para levantamento e
movimentação de cargas;
- NBR 6120: 201 9 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações;
- H341250-C210- 35 - 035 - 0008 – Plano das monovias e coberturas;
- Tabela de vão e carga – Gerdau, 5ª edição, 2018;
- Artigo técnico – Monovia com perfil estrutura Gerdau;
- M21010-NMB- 01 - C210-MEC-DT- 0001 – Arranjo geral da ponte
rolante do prédio C210.
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4. PREMISSAS DO PROJETO
A ESTRUTURA DO PRÉDIO C210 será calculada de acordo com os
documentos de referência fornecido pelo cliente e levando em consideração
todas as variais para este tipo de projeto, conforme as normas técnicas vigentes
para estruturas metálicas e equipamentos de elevação de carga.
4.1 Forma construtiva da estrutura
- Vigas principais:
- Perfil W 360 x 91 ,0 kg/m;
- Material: ASTM A-572 Gr.50;
- Tensão de escoamento: 345 MPa Mínimo;
- Limite de Resistência: 450 MPa Mínimo;
- Módulo de Elasticidade: 200.000 MPa;
- Comprimento de vão livre da viga: 4.100,0 mm;
- Vigas secundarias:
- Perfil W 2 50 x 44,8 kg/m;
- Material: ASTM A-572 Gr.50;
- Tensão de escoamento: 345 MPa Mínimo;
- Limite de Resistência: 450 MPa Mínimo;
- Módulo de Elasticidade: 200.000 MPa;
- Comprimento de vão livre da viga: 4100 ,0 mm.
- Travamentos da estrutura:
- Perfil L 2.1/2” x 1/4” (simples);
- Material: ASTM A- 36 ;
- Tensão de escoamento: 250 MPa Mínimo;
- Limite de Resistência: 4 0 0 MPa Mínimo;
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4.4 Determinação das variáveis de projeto – NBR 8400:
Classificação da estrutura
Para a verificação da estrutura, as cargas serão determinadas através da NBR
8400:1984, por se tratar da norma que rege sobre este tipo de equipamentos.
Conforme a norma, os equipamentos de elevação são classificados em diversos
grupos, de 1 a 6, como se pode observar na tabela 1 abaixo, para se determinar
o coeficiente de majoração que será utilizado nos cálculos.
Tabela 1 : Classificação da estrutura
Fonte: Tabela 04, NBR 8400:1984.
Para fazer a determinação do grupo ao qual a estrutura pertence, serão
considerados os seguintes fatores, que foram definidos nas etapas seguintes:
a) Classe de utilização;
De acordo com a NBR 8400 (ABNT, 1984), é a classe de utilização que define a
frequência de utilização dos equipamentos, aonde por convenção definiu que a
classificação será feita de acordo com o movimento de levantamento.
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Conforme a Tabela 2 , estipula-se um número total de ciclos de levantamento
realizados pelo equipamento durante sua vida útil, esse ciclo inicia-se no
içamento da carga e termina no momento que terá início o içamento da carga
seguinte.
A classe de utilização será definida através do tipo de aplicação do equipamento.
A ponte rolante em questão será utilizada apenas para a manutenção dos
equipamentos do prédio.
Tabela 2 : Classe de utilização
Fonte: Tabela 1, NBR 8400:
b) Estado de carga.
Segundo a NBR 8400 (ABNT, 1984), é o estado de carga que caracteriza a
proporção em que o equipamento faz o içamento da carga máxima, ou alguma
carga, ao longo de sua vida útil, conforme pode ser observado na Tabela 5, que
considera na prática quatro estados convencionais de carga, caracterizados pelo
valor de P, que é a carga.
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𝑡𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑦
= Peso próprio do trolley, estimado, (1. 1 00,0 kgf).
c) Efeitos horizontais mais desfavoráveis (𝑆
ℎ
Para a NBR 8400 (ABNT, 1984) as solicitações horizontais transversais são
geradas pelo desalinhamento da carga de trabalho ou mesmo pelo travamento
inesperado das rodas do trolley.
Para a realização do cálculo dessa solicitação deve-se considerar a carga de
trabalho exercida nas rodas do trolley, multiplicadas pelo coeficiente (ξ) que pode
ser obtido na Figura 1. Esse coeficiente depende diretamente da relação entre o
vão (v), e a distância entre eixos do trolley (a), tendo assim:
𝑉
𝑎
Figura 1 : Coeficiente que determina as reações devidas ao rolamento
Fonte: Figura 3, NBR 8400:
Como ainda não se tem informações precisas sobre o trolley, este coeficiente
será tomado como valor máximo, ou seja, 0,2.
Portanto, o valor de 𝑆
ℎ
, será determinado como:
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ℎ
𝑡𝑟𝑜𝑙𝑒𝑦
Definição da carga do sistema (P)
Para a definição da carga nominal do sistema, primeiro é preciso classificar o
equipamento em questão conforme o local de aplicação e tipo de utilização, onde
a norma NBR 8400 (ABNT, 1984) prevê três casos de solicitações:
Caso I – Serviço normal sem vento;
Caso II – Serviço normal com vento limite de serviço;
Caso III – Solicitações excepcionais.
O projeto em questão se enquadra no caso I, desta forma, através do item 5.8.
se pode determinar o fator de segurança para pontes rolantes deste tipo:
Figura 2 : Coeficiente de segurança para carga nominal
Fonte: NBR 8400:1984, item 5.8.7, pág. 19.
Portanto, a carga do sistema pode ser definida como:
Onde:
𝑄 = É a capacidade de içamento da talha (5.000,0 kgf)
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1984 será utilizada somente para a definição dos esforços que atuaram na
estrutura do prédio C210 resultantes das condições de uso da ponte rolante.
5.1 Cargas de projeto
Conforme o item 5.6.1 da norma 8400:1984, a carga atuante na estrutura (para
o caso I) é determinada pela seguinte equação:
𝑥
𝐺
𝐿
ℎ
Portanto, a carga atuante na estrutura de sustentação da ponte rolante é,
conservadoramente, 15. 500 ,0 kgf.
5.2 Cálculos da viga principal da estrutura
Para o cálculo da VERIFICAÇÃO DA VIGA PRINCIPAL da estrutura do prédio
C210, será utilizada para o trecho destravado que mais sofre com os esforços
causados pela utilização da ponte rolante.
Segue a baixo as dimensões e características geométricas do perfil:
CARACTERÍSTICAS GEOMETRIAS DO PERFIL W 36 0 x 91 ,0 kg/m
A 115,90 cm² rx 15,19 cm
d 353,00 mm Zx 1.680,10 cm³
bf 254, 00 mm Iy 4.483,0 cm⁴
h 320,00 mm Wy 353,00 cm³
d' 288, 00 mm ry 6,22 cm
tw 9,50 mm Zy 538,1 cm³
tf 16,4 mm rt 6,90 cm
I x
26.755,0 cm⁴ j 92,61 cm⁴
Wx 1.515,9 cm³ C w
1.268.709 cm⁶
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Resistencia a flexão no eixo x
Conforme a NBR 8800:2008, item 5.4.2, a resistência a flexão deve satisfazer a
seguinte condição:
𝑆𝑑
𝑅𝑑
Onde:
MSd = Momento fletor solicitante de cálculo, desfavorável 22.908,0 kgf.m).
Para atender a condição “𝜆 ≤ 𝜆
𝑟
”, deve-se considerar viga de alma não-esbelta
segundo NBR 8800:2008, anexo G.
Onde:
𝑤
𝑟
𝑦
Sendo:
h = Altura da alma, tomada igual à distância entre as faces internas das mesas.
(320, 20 mm);
t w
= Espessura da alma. (9,50 mm);
E = Módulo de elasticidade do aço. (2. 038. 736 kgf/cm²);
fy = Resistência ao escoamento do aço. (3.516,82 kgf/cm²).
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𝑝
𝑦
𝑝𝑙
𝑥
𝑦
Sendo:
L
b
= Distância entre pontos travados á flambagem lateral (1.500 mm);
ry = Raio de giração da seção em relação ao eixo principal da inércia - eixo y
(6,22 cm);
Z
x
= Modulo de elasticidade plástica (1.680,10 cm³);
(c) Estado-limite último de flambagem local da mesa comprimida, FLM (ABNT
NBR 8800:2008, Anexo G):
Para 𝜆 ≤ 𝜆
𝑝
𝑅𝑑
𝑝𝑙
𝑎 1
Onde:
𝑓
𝑓
𝑝
𝑦
MINA BOA VISTA
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𝑝𝑙
𝑥
𝑦
Sendo:
bf = Largura da mesa comprimida. ( 254 ,0 mm);
t f
= Espessura da mesa comprimida. ( 16 , 40 mm).
(d) Estado-limite último de flambagem local da alma, FLA (ABNT NBR
8800:2008, Anexo G):
Para 𝜆 ≤ 𝜆
𝑝
𝑅𝑑
𝑝𝑙
𝑎 1
Onde:
𝑤
𝑝
𝑦
𝑝𝑙
𝑥
𝑦
Portanto, o valor de M Rd
adotado para a realização dos cálculos será de:
𝑅𝑑
MINA BOA VISTA
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𝑝𝑙
𝑤
𝑦
Sendo:
kv = Coeficiente de flambagem. (Kv = 5);
h = Altura da seção transversal. (320, 20 mm);
d = Altura total da seção transversal ( 353 ,0 mm);
Aw = Área efetiva ao cisalhamento:
𝑤
𝑤
Portanto,
𝑆𝑑
𝑅𝑑
𝜂 = 0 , 286 ≤ 1 Perfil aprovado
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5.3 Cálculos da viga secundaria da estrutura
Para o cálculo da VERIFICAÇÃO DA VIGA SECUNDARIA da estrutura do prédio
C210, será utilizada para o trecho destravado que mais sofre com os esforços
causados pela utilização da ponte rolante.
Segue a baixo as características do perfil:
CARACTERÍSTICAS GEOMETRIAS DO PERFIL W 200 x 44,8 kg/m
A 57,60 cm² rx 11,15 cm
d 266,00 mm Zx 606,30 cm³
b f
148, 00 mm Iy 704,0 cm⁴
h 240,00 mm Wy 95,10 cm³
d' 220, 00 mm ry 3,50 cm
t w
7,60 mm Zy 146,4 cm³
tf 13,0 mm rt 3,96 cm
Ix 7.158,0 cm⁴ j 27,14 cm⁴
Wx 538, 2 cm³ Cw 112.398 cm⁶
Resistencia a flexão no eixo x
Conforme a NBR 8800:2008, item 5.4.2, a resistência a flexão deve satisfazer a
seguinte condição:
𝑆𝑑
𝑅𝑑
Onde:
MSd = Momento fletor solicitante de cálculo, desfavorável (5.159,0 kgf.m).
Para atender a condição “𝜆 ≤ 𝜆
𝑟
”, deve-se considerar viga de alma não-esbelta
segundo NBR 8800:2008, anexo G.
Onde:
