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Arquitectura.pt


Pré-dimensionamento


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Olá a todos, Não sei se será o melhor local para colocar este pedido de ajuda mas tentarei de qualquer das formas. Preciso de pré-dimensionar (diâmetro da secção, espessura...) um perfil tubular de secção circular em aço, para a estrutura portante de uma ponte pedonal, mas infelizmente não me recordo de como fazê-lo. Acho que o meu problema é mesmo nas formulas a utilizar...se alguem me pudesse ajudar ficaria bastante agradecido. obrigado ps: é um trabalho para a faculdade, por isso não me digam para contratar um engenheiro e mais não sei o que como me disseram no simpatico forum Projest Engenharia. :)

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Ok vou tentar explicar-me melhor: Estou a desenhar uma ponte pedonal em que o tabuleiro de madeira assenta sobre uma estrutura em aço de forma tubular (a secção da ponte seria uma coisa parecida com a da figura), a largura da ponte será 4m, mas estou um pouco encalhado pois queria comecar a dimensionar a ponte e sem conseguir pré dimensionar o "tubo" (diametro e espessura do aço) que a sustem não vou a lado nenhum. A distância entre as duas margens é de 30 metros, e a ponte e completamente horizontal sem curvatura, dividida em secções de 3 metros de comprimento, o que preciso calcular é a parte tubular de uma dessas secções para determinar o diamentro e espessura do aço para resistir as cargas: cerca de 8KN/m2 (tabuleiro+pessoas) A secção para a qual pretendo o pre dimensionamento é em viga, em consola (portanto apoiada só de um dos lados), encastrada, com 3 metros de comprimento. Porque se eu conseguir calcular esta primeira secção que esta encastrada na margem (como no esquena) as outras ja posso fazer a olhometro... :)

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Picaró, o melhor para este exemplo é uma viga em treliça, (e não uma viga maçiça) com o aço a trabalhar à tracção, portanto terás que calcular os esforços normais (os outros são desconsiderados neste tipo de estruturas) de cada secção de viga, que por si só irão ser transmitidas aos apoios, neste caso a uma carga momento no encastramento, provavelmente com sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (é fazer as contas).

Se quiseres optar por vigas normais, terás que obter o modulo de inércia da peça, que se bem me recordo é igual:

(Kn.cm) / (Kn/cm²) = módulo de inércia (Kn.cm³)

em que:

Kn.cm = Momento ao meio da secção

Kn/cm² = Tensão de Roptura

Depois e consultar as tabelas de perfis metálicos, escolhendo qualquer um com um módulo de inércia superior ao obtida na fórmula.

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A inércia que o |||ARK||| referiu iimagino que só seja utilizada para esforços de torção. Não é assim tão linear, de qualquer forma só tenho Estruturas em perfis metálicos para o ano, ultimo ano de curso. De qualquer forma a ideia de usar uma terliça fica em parte mais simples como foi referido, esforços normais, não existe carregamento transversal a não ser no tabuleiro, encastramento nos apoios. Se fosse uma vida convencional armada até calculava :) lol ... Não tens a cadeira de estruturas metálicas na faculdade que possas falar com o docente? Presumo que os eurocódigos nao abordem este tipo de estruturas, mas vou dar uma olhadela.

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Ah sim sim! Desculpa a confusão! Pelo que me lembro de Resistência dos Materiais II, as unidades do módulo de inércia seriam m3 (em SI), o |||ARK||| escreveu bem a expressão mas enganou-se na divisão: Kn Cm / Kn / cm ^2 = Kn Cm * Cm ^2 / Kn = Cm ^ 3 Tensão Ruptura * Módulo Inércia = Momento (Kn/m2)*(m3)=Knm Ainda não tive a cadeira de estruturas metálicas como referi anteriormente, de qualquer forma, com os conhecimentos anteriores deve dar qualquer coisa deste género: - admitindo um perfil em aço A500NR, com coeficiente de minoração de resistência de 1,15 como é garantido pelos fabricantes e eurócodigo 500/1,15 = 435 MPA - Sabendo que o anel terá um modulo de inércia de (Pi/4)(Re^4 - Ri^4)/(Re) onde Re = raio exterior e Ri = raio interior - só nos falta saber o momento máximo que o perfil tem de resistir. (falaste em 8KN/m2 mas isso não é uma carga mas uma tensão!) - sabendo o momento máximo, a tensão de ruptura do material, admitindo uma espessura para o perfil consegues calcular os raios, visto que o Ri = Re - t, onde t representa a espessura que admitiste... Volto a afirmar, ainda não tive a cadeira de Metálicas, estou só a juntar ideias das cadeiras que tive anteriormente!!! O melhor seria falares com o docente da cadeira de metálicas da tua faculdade.

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  • 1 month later...

Caro Picaró, Pelo que percebi, queres dimensionar o tubo da ponte pedonal que serve como principal elemento estrutural. Ao contrários de que alguns "foristas" disseram, isto não é ir à gare do oriente e medir. Vou tentar simplificar os passos a seguires: - identificar as cargas na ponte - aplicar as cargas ao modelo de calculo - neste caso, viga bi-encastrada com 30 metros de vão - cargas a aplicas: peso proprio, restantes cargas permanentes, sobrecarga em passadiços (ver RSA), vento (RSA), temperatura (RSA) e sismo (RSA) - caso haja - determinar os esforços : normais, transverso, momentos fletores e torsão - com os esforços, consultas as tabelas com as secções do tubo que verificam. Uma forma expedita é sabes Mrd=(fy x Wel)/em1 em que: Mrd=momento flector numas das direções fy= tensão de cedencia do aço (aço S275= 275000 Mpa) em1= 1.0 (factor de segurança do eurocodigo 3) Wel=modulo de resistencia (esta tabelado nos perfis) Sabendo o Mrd (calculo de esfoços), consegues determinar o Wel, logo ficas a saber qual o tubo que resiste (é so escolher um determinado diametro com uma determinada espessura). De qualquer modo, há uma serie de verificaçõe a fazer, após isto, tinha de verificar a resistencia à compressão, a resistencia ao esforço transverso, à torção (aí não tens problemas pq os tubos são as melhores secções), assim como a combinação de esforços. Depois, há ainda a parte mais complicada que é verificar os fenomenos de instabilidade, etc etc. Mesmo assim, usando o calculo do Mrd e dando alguma folga, não terás problemas. Para finalizar, comento que o calculo de passadiços e pontes são calculos bastantes complexos, onde têm de ser estudados em pormenor a influencia do vento, as deformações a curto e longo prazo, a fadiga, a acção do sismo, etc. Espero ter ajudado. cumps tf

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  • 2 months later...

Só um pequeno reparo. Mrd - Momento resistente Msd - Momento actuante Logo, o momento flector que calculas a partir dos esforços instalados na estrutura é o momento actuante (Msd). O momento resistente vem indicado nas tabelas técnicas. Não se esqueçam de majorar as cargas. Nem de fazer a combinação de esforços. O pré-dimensionamento não implica o cálculo desses factores todos. Normalmente existem métodos expeditos para o pré-dimensionameno de estruturas. Abraço

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