ANÁLISE COMPARATIVA DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DO PISO DE BOX MODULARES UTILIZANDO AÇO SAE 1010 E USI SAC 300

Publicado em 22/04/2024 - ISSN: 2965-9876

Título do Trabalho
ANÁLISE COMPARATIVA DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DO PISO DE BOX MODULARES UTILIZANDO AÇO SAE 1010 E USI SAC 300
Autores
  • JAIR DE OLIVEIRA SANTOS
Modalidade
Resumo Expandido
Área temática
Ciências exatas, engenharias e suas aplicações;
Data de Publicação
22/04/2024
País da Publicação
Brasil
Idioma da Publicação
Português
Página do Trabalho
https://www.even3.com.br/anais/anais-universo-ateneu/774754-analise-comparativa-de-elementos-estruturais-do-piso-de-box-modulares-utilizando-aco-sae-1010-e-usi-sac-300
ISSN
2965-9876
Palavras-Chave
Construção modular; Aço; Cálculo, Inércia, Carregamento.
Resumo
INTRODUÇÃO: Esse estudo se deu em um box modular já fabricado na cidade de Fortaleza, onde o cálculo estrutural apresenta falha no estado limite ultimo e serviço onde não atende com os perfis atualmente aplicado, com base nisso será feito um estudo de modificação do tipo de aço não estrutural (SAE 1010) e um aço estrutural (USE SAC 300), geometria dos perfis da viga e longarina e espaçamento das vigas, buscando atender aos estados limites ultimo e de serviço. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: O estado limite último e de serviço nos orientam quanto à capacidade da estrutura nas condições mais desfavoráveis a se manter erguida com segurança durante a sua vida útil. Mediante ABNT NBR 14762 (2010), o dimensionamento de uma estrutura exige que nenhum estado-limite aplicável seja excedido quando a estrutura for submetida a todas as combinações apropriadas de ações. Se um ou mais estados-limites forem excedidos, a estrutura não atende mais aos objetivos para os quais foi projetada. Ou seja Para atendimento da norma o estado limite último o momento solicitante deve ser inferior ao momento resistente esta condição favorece para uma durabilidade do material, caso essa condição não aconteça a estrutura a qual está submetida esses esforços irá entrar em colapso devido a deformação excessiva da peça, no caso do estado limite de serviço o deslocamento calculado deve ser inferior ao deslocamento máximo, pois uma vez que dentro do estado-limite reversível, toda deformação gerada após a carga submetida retornará para seu estado inicial de deformação, Caso o valor calculado seja superior ao máximo a peça sofrerá deformação plástica, não gerando o colapso da peça, porém tonando aquela peça inapropriada para uso. METODOLOGIA: O trabalho foi desenvolvido mediante um box modular, cujo o piso tem dimensões de 2440mm x 6000mm, com longarinas nas duas laterais com comprimento de 5600mm em perfil tipo metalon de dimensões de 150mm x 100mm #3mm em aço ASTM A36 e perfis tipo cartola com comprimento de 2440mm distribuídas na extensão da longarina com dimensões de 100mm x 40mm x 25mm #1,99mm em aço SAE 1010, Essa estrutura da forma que está projetada não atende ao estado limite último e de serviço, pois o momento solicitante foi de 20943,94kgf.cm nas vigas tipo cartolas e o resistente de 19902,81kgf.cm e a deformação calculada seria de 61,45mm e 16,87mm para as vigas tipo cartola e longarinas e a deformação máxima foi de 6,97mm e 16mm. Verificada essa situação analisou-se a alteração do tipo de aço da viga tipo cartola, espaçamento das vigas tipo cartola, geometria dos perfis tipo cartola e metalon e possível aplicação da contra flecha dentro dos limites normativos para garantir que estrutura passe nos estados limites últimos e de serviço. RESULTADOS E DISCURSÃO: Para efeito de cálculo do estado limite último, as ações a considerar classificam-se em permanentes, variáveis e excepcionais. Foram determinadas as ações permanentes (22 kgf/m2), referente ao piso de madeira Ecomax usualmente utilizado, e carga acidental (150 kgf/m2), determinado conforme ABNT NBR 6120 (2019). Com base na ABNT NBR 8800 (2008) foram adotados os coeficientes de ponderação iguais a 1,25, 1,35 e 1,50 para as ações de peso próprio (calculado automaticamente pelo software mCalc 3D), ação permanente e sobrecarga, respectivamente. A partir do lançamento das cargas obtivemos o Momento solicitado de 11.872,88kgf.cm e momento resistente de 54.687,04kgf.cm para o Aço SAE 1010 e Momento solicitado de 11.887,41kgf.cm e momento resistente de 85.499,80kgf.cm para o Aço USE SAC 300, obtivemos uma melhoria de 72% do momento resistente com a mudança da geometria da viga do piso, onde aumentamos as suas dimensões de 100mm x 40mm x 25mm para 150mm x 90mm x 15mm e passou de 7 unidades para 9 unidades distribuídas nas longarinas. Para o cálculo do estado limite de serviço são usados os fatores de redução ?1 e ?2, para obtenção dos valores frequentes e quase permanentes das ações variáveis, respectivamente. No trabalho foi considerado a combinação quase permanente, adotando-se o coeficiente de redução igual a 0,4, aplicado apenas à sobrecarga, conforme preconizado em normas. Com base nessa combinação foi feito a análise do deslocamento máximo, comparando-o com o limite normativo equivalente a L/350, onde L é o vão entre apoios das longarinas. Com o vão de 2440 mm das vigas do piso, obteve-se um deslocamento máximo de 6,97 mm e para as longarinas (com vão de 5600 mm) um deslocamento máximo de 16 mm. Após o cálculo da deformação obtivemos para viga tipo cartola do piso que fica no meio da longarina um valor de 9,35mm e na longarina uma deformação de 7,59mm. Analisando essa deformação constatamos que a deformação das longarinas influência diretamente na deformação da viga tipo cartola do piso. Mediante a norma ABNT NBR 8800 (2008) será feito uma contra flecha, onde obtivemos o valor da contra flecha de 6,05mm, permitindo após a deformação da longarina a viga do piso ter o deslocamento máximo dentro do permitido. Como o tipo de aço não influenciou na resolução do problema, propõe-se a mudança na geometria do perfis, trabalhando com o a viga do piso 150mm x 90mm x 15mm. CONCLUSÃO: Após realizar o cálculo estrutural da estrutura, pelos valores obtidos do momento solicitado pelo momento resistente, constata-se que a mudança no tipo de aço não gerou significativas melhorias, pois em ambos o estado limite último é atendido com folga, porém as limitações na geometria da estrutura não permitem que o estado limite de serviço seja satisfeito. Apenas mudanças na geometria dos perfis são capazes de influenciar, de maneira significativa, a deformação da estrutura, e consequentemente, atender ao estado limite de serviço. Indo além da mudança na geometria do piso, pode-se prever mudanças na concepção estrutural do box, como redução do vão livre entre as vigas de piso, ou aumento do número de viga do piso, o que irá reduzir as cargas e permitir o atendimento a ambos os estados limites.
Título do Evento
XI UNIVERSO ATENEU
Cidade do Evento
Fortaleza
Título dos Anais do Evento
Anais do Universo Ateneu
Nome da Editora
Even3
Meio de Divulgação
Meio Digital

Como citar

SANTOS, JAIR DE OLIVEIRA. ANÁLISE COMPARATIVA DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DO PISO DE BOX MODULARES UTILIZANDO AÇO SAE 1010 E USI SAC 300.. In: Anais do Universo Ateneu. Anais...Fortaleza(CE) Centro Universitário Ateneu, 2023. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/anais-universo-ateneu/774754-ANALISE-COMPARATIVA-DE-ELEMENTOS-ESTRUTURAIS-DO-PISO-DE-BOX-MODULARES-UTILIZANDO-ACO-SAE-1010-E-USI-SAC-300. Acesso em: 16/07/2025

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