ETAPA 1
A estrutura estudada será um galpão metálico com cobertura em duas águas, frequentemente utilizado em aplicações industriais, agrícolas ou logísticas. Esse tipo de estrutura é caracterizado pela sua robustez, simplicidade construtiva e boa eficiência no aproveitamento do espaço interno, já que permite grandes vãos livres sem a necessidade de pilares intermediários.
O galpão possui dimensões de 12 metros de largura, 15 metros de comprimento e altura de 4,5 metros até a base da cobertura (comprimento livre). O telhado apresenta uma inclinação de 10°, o que favorece o escoamento da água pluvial. A distribuição dos pilares ocorre a cada 5 metros no sentido do comprimento, formando três vãos principais.
Neste exercício, serão avaliadas grandezas importantes do ponto de vista estrutural, como esforços solicitantes (forças internas), estabilidade, cálculo de cargas distribuídas e concentradas, bem como a análise da inclinação do telhado. A compreensão dessas características é essencial para o dimensionamento correto dos elementos estruturais e para garantir a segurança e a eficiência da edificação.
Nesta etapa, calcule a carga crítica de flambagem de Euler para o pilar metálico da estrutura, considerando as condições conhecidas:
Pilar: perfil metálico de aço.
Esse tipo de perfil é comum em estruturas metálicas e é descrito com base em:
Altura total (h) = 200 mm.
Largura da aba (b) = 100 mm.
Espessura da alma (tw) = 10 mm.
Espessura das abas (tf) = 12 mm.
Calcule o momento de inércia em relação ao eixo horizontal (Ix) e (Iy). Utilize o Ix para o cálculo da carga critica. Não utilize o valor do momento de inércia disponibilizado nas tabelas, calcule e demonstre os cálculos.
Módulo de elasticidade: E=200.000 MPa.
Condições de apoio: articulado-articulado (k=1).
O peso da tesoura 40 kg/m².
- A) Quais os momentos de inércias Ix e Iy (cm^4)? Qual o valor da carga crítica de flambagem? (kN)
B)Calcule o peso da carga atuando no pilar da tesoura central, sabendo que além do peso próprio da tesoura, também consideraremos o peso das telhas metálicas de 7 kg/m².
C)De acordo com a resposta do item a) e b) o pilar possui resistência ao carregamento ou não?
Para este exemplo didático, não será necessário realizar as combinações das ações nem aplicar coeficientes de majoração ou minoração, conforme previsto nas normas de dimensionamento. O objetivo é apenas apresentar o comportamento estrutural básico e estimar os esforços atuantes de forma simplificada, com foco no entendimento conceitual.
Para este exemplo, você pode usar as seguintes fórmulas para converter:
1 kN/m2 ≈ 100 kg/m2
1 kg/m2 ≈ 0,01 kN/m2
