Lista de Exercícios 1 de Estruturas de Aço

 

 

ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ESTRUTURAS ESTRUTURAS DE AÇO II – 1ª. LISTA DE EXERCÍCIOS

1-  O

pórtico da estrutura de um edifício sofreu um acréscimo de carga quando seu uso foi mudado de escritório para depósito de material. As vigas e os pilares foram verificados para as novas solicitações e já foram reforçados. Entretanto, ainda não se sabe se as ligações suportarão o aumento da carga. Pede-se:

(a) verificar se as soldas das ligações das extremidades da viga AB aos pilares atendem aos critérios da norma e, caso não atendam, definir e dimensionar as alterações; (b) verificar se as chapas e parafusos das ligações das extremidades da viga AB aos pilares atendem aos critérios da norma e, caso não atendam, definir e dimensionar as alterações. OBS: Aço USI CIVIL 350 nos perfis e na chapa de extremidade. Detalhe da ligação existente  

250  50 

Nova solicitação:

45 

Vdc = 450 kN A

chapa de extremidade CH 1/2”, cortada a maçarico

(valor de cálculo) 

B

viga I 550x250x19x6,3

pilar

(d x bf  x tf  x tw)

I 353x254x16,4x9,5

90  270  90  45 

Eletrodo E70XX

6  

parafusos 5/8” A325

Parafusos 

Chapas 

Ap   2

Peso  2

Poleg. 

mm 

mm  

Poleg 

mm 

kg/m  

1/2’’ 

12,70 

126 

3/8’’ 

9,53 

74,695 

5/8’’ 

15,88 

198 

1/2’’ 

12,70 

99,593 

3/4’’ 

19,05 

285 

5/8’’ 

15,88 

124,492 

7/8’’ 

22,23 

380 

3/4’’ 

19,05 

149,390 

1’’ 

25,40 

504 

7/8’’ 

22,23 

174,288 

1’’ 

25,40 

199,187 

2- Para a ligação anterior, verifique a possibilidade de se trocar a chapa de extremidade por duas cantoneiras de extremidade (L 101,60 x 9,52), em aço ASTM A36, soldadas na alma da viga e parafusadas na mesa do pilar. Considere a mesma solda de filete ( d w = 6 mm e eletrodo E70 XX) e espaçamento de 1 cm entre viga e pilar.

 

 

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3- O sistema treliçado mostrado na figura é suportado por dois pilares em perfil I laminado de faces paralelas e está submetido ao carregamento indicado. As peças foram dimensionadas para os esforços de cálculo (ver tabela), adotando-se cantoneiras duplas de abas iguais nas diagonais, em aço ASTM A36, perfis duplo U laminados nas cordas (ver detalhes I e II e tabelas dos perfis), em aço ASTM A572 Grau 50, e chapas de topo (hachuradas) - CH 16, em aço USI CIVIL 350. Sabendo-se que Pd   = 750 kN (valor de cálculo) e considerando-se os nós A e D, pede-se: (a) dimensionar e/ou verificar todas as a s soldas para eletrodo E70XX; (b) dimensionar todas as chapas de topo e os parafusos a serem utilizados. Usar parafusos ISO 4016 Classe 8.8 dentre os diâmetros disponíveis (ver tabela de parafusos) e chapas em aço USI CIVIL 350 (ver tabela de chapas disponíveis). Pd

A L

Pd

Pd

E

C

I

G

Detalhe I

B

D

Detalhe II

F

H

Barra

Força Axial de Cálculo (+) Tração / (-) Compressão

AC = GI CE = EG BC = GH CD = FG DE = EF BD = FH DF

0,51 Pd -1,49 Pd   -2,12 Pd 0,71 Pd -0,71 Pd 0,79 Pd 1,79 Pd  

Detalhe I

L

2L

L

2L

50

d w w1 1

100 100

d w w2 2

Detalhe II

300 50

Chapa de nó CH 9,5

Chapa de nó - CH 9,5 Chapa de topo

Chapa de topo

300

Vista Superior 45

50

100

100

ESPES.  PESO  2

DIÂM. 

A 

40

PERFIL I LAMINADO DE FACES PARALELA P ARALELAS S d tw  b tf  h rea massa Perfil  (mm)  (mm)  (mm)  (mm)  (mm)  (cm2) (kg/m) 

PARAFUSOS

CHAPAS

50

2

mm 

kg/m  

mm 

mm  

8,0

62,8

16,0 

198 

9,5 

74,6 

20,0 

314 

12,5 

98,1 

22,0 

380 

16,0 

126,0 

24,0 

452 

19,0 

149,0 

27,0

573

22,4

176,0

30,0

707

25,0

196,0

36,0

1018

37,5

294,0

W 360x79,0  360x79,0 

Perfil 

354   354

9,4  9,4 

205   205

16,8   16,8

320   101,2 320

79,0  79,0 

PERFIL U LAMINADO d tw  b tf  rea massa (mm)  (mm)  (mm)  (mm)  (cm2)  (kg/m) xg (mm) 

U 152,4x12,2  152,4x12,2  152,4 152,4   5,08 5,08   48,8 48,8  

Perfil 

8,7  8,7 

15,5   15,5

CANTONEIRA ABAS IGUAIS b t xo=yo  rea (mm)  (mm)  (mm)  (cm2) 

L 152,4x9,52  152,4x9,52 

152,4   152,4

9,52   9,52

41,7   41,7

28,1   28,1

12,2

13,0  13,0 

massa (kg/m) 22,2

 

 

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4- Verificar a ligação mostrada ao lado, submetida à

ação de cálculo indicada. Dados: Aço ASTM A36 para as cantoneiras, aço USI CIVIL 350 para chapa de ligação e perfil I, parafusos ISO Classe 8.8, com diâmetro 19 mm (3/4”). 

100 32 100

35 70 50 76x7,94

60o 

CH 8

Pd = 200 kN

5-  Para

uma viga em perfil I soldado foi feita uma emenda no meio do vão com chapas de extremidade soldadas às vigas e parafusadas entre si, conforme pode ser visto na figura abaixo. O carregamento atuante consiste de duas cargas concentradas simétricas aplicadas nas posições indicadas, cada uma com valor de cálculo Pd   = 65 kN. Sabendo-se que as soldas dos perfis às respectivas chapas de extremidade já foram dimensionadas e verificadas, pede-se verificar se as chapas e os parafusos considerados também são adequados ao projeto. Dados: - aço estrutural (chapa e perfil) – USI CIVIL 350 –  f  y = 350 MPa e f u = 500 MPa; - parafusos ASTM A325 com diâmetro de ¾”; - perfil I soldado VS 500x89 (d  x  x b f  x t w x t  f ) : 500x300x8x12,5 (mm). P d

P d

A

Vista A-A

E

A C

B A

D

40 40

CH 16 

45

1,5 m

1,5 m 

1,5 m 

1,5 m 50

Obs:

220

50

(Dimensões em mm)

- considerou-se o peso próprio da viga desprezível; - não foi observada nenhuma combinação de ações que provocasse inversão dos esforços.