LISTA IV _ BARRAS COMPRIMIDAS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ – UFPA INSTITUTO DE TECNOLOGIA – ITEC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL PROFESSOR: SELÊNIO FEIO DA SILVA ESTRUTURAS DE AÇO: UNIDADE IV - BARRAS COMPRIMIDAS 1- Resistência à Compressão: Perfil Simples. Determinar a resistência de cálculo à compressão do perfil laminado W150x37.1 kg/m de aço MR-250 (ASTM A36) com comprimento de 3 m, sabendo-se que suas extremidades são rotuladas nas três direções. A alma do perfil corresponde a um elemento (AA) e a mesa corresponde a um elemento (AL). Perfil: W150x37.1 kg/m

Aço MR-250 (ASTM A36)

Ag= 47.8 cm2, bf= 154 mm

E= 20 000 kN/cm2

rx= 6.85 cm, ry= 3.84 cm

fy= 25 kN/cm2

tw= 8.1 mm, tf= 11.6 mm

G= 7 700 kN/cm2

d= 162 mm, h= 139 mm Ix= 2 244 cm4, Iy= 707 cm4 J= 20.58 cm4, Cw= 39 930 cm6

RESP.: NRD = 782.18 kN.

2- Resistência à Compressão: Perfil Simples. A barra de uma tesoura treliçada, formada por uma cantoneira, está sujeita a um esforço normal de 80 kN de compressão. Verificar se o perfil à singela L 4”x4”x1/4” atende. Caso o perfil não atenda, verifique o perfil à singela L 4”x4”x5/16” atende. Dados: Tabela em anexo. Aço A-36: fy=250 MPa; E=205 GPa. Comprimento da barra: L=2.00 m; k=1.0; =1.4.

RESP.: O perfil à singelo L 4”x4”x1/4” não atende à FLM. O perfil à singelo L 4”x4”x5/16” atende, pois NRD = 168 kN > 112 kN.

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3- Resistência à Compressão: Perfil Composto com Cantoneiras. Considerando a mesma situação do Exercício anterior, porém a barra da tesoura treliçada, sendo formada por duas cantoneiras lada a lado (conforme figura), verifique se o perfil duplo L 5/2”x5/2”x3/16” atende como barra composta. Caso o perfil não atenda, verifique com o perfil duplo L 5/2”x5/2”x1/4”. Dados: Tabela em anexo. Aço A-36: fy=250 MPa; E=205 GPa. Comprimento da barra: L=2.00 m; k=1.0; =1.4. Obs.: Qual a solução mais econômica, entre o perfil à singela (L 4”x4”x5/16”) obtido no Exercício 2 ou o perfil duplo (L 5/2”x5/2”x1/4”) obtido no Exercício 3? Por quê? RESP: O perfil 2L 5/2”x5/2”x3/16” não atende na FLA. O perfil 2L5/2”x5/2”x1/4” atende, pois NRD = 168.67 kN > 112 kN. Afastamento entre os calços l= 50 cm.

Obs.: As soluções apresentam o mesmo desempenho em termos de peso: Solução 1: (1 x L 4”x4”x5/16”) => 12.19 kg/m Solução 2: (2 x L 5/2”x5/2”x1/4”) => 12.20 kg/m porém a solução de barra composta apresenta maior trabalho de mão-de-obra para fixação dos calços espaçadores. Neste caso, a solução mais econômica é a utilização da cantoneira L 4”x4”x5/16” à singela.

4- Resistência à Compressão: Perfil Composto com perfis H. Calcular o esforço resistente de projeto à compressão em dois perfis H 200x41.7 kg/m sem ligação entre si e comparar o resultado com o obtido para os perfis ligados por solda longitudinal. Considerar uma peça de 4.0 m, rotulada nos dois planos de flambagem nas duas extremidades da peça, aço utilizado MR-250 (ASTM A36), com Ag= 53.5 cm2, rx= 8.77 cm, ry= 4.10 cm, tw= 7.2 mm, tf= 11.8 mm, h= 181 mm, h= 157 mm, bf= 166 mm, Ix= 4 114 cm4, Iy= 901 cm4, J= 23.19 cm4 e Cw= 83 948 cm6. Resp.: PERFIS 1- ISOLADOS: NRD = 1 459.10 kN 2- SOLDADOS: NRD = 2 310.23 kN Quando os perfis estão soldados o esforço

resistente

de

projeto

à

compressão é 58% maior do que o caso

a) Perfis H isoladamente

b) Perfis H (peça única) de dois perfis isolados.

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