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1 INTRODUO

1.1 Objetivo

Galpes so construes em ao geralmente de um nico pavimento constitudos de sistemas estruturais compostos por prticos regularmente espaados, com cobertura superior apoiada em sistemas de teras e vigas ou tesouras e trelias, com grandes reas cobertas e destinadas para uso comercial, industrial, agrcola ou outras aplicaes.

Um tipo particular de cobertura so as coberturas temporrias, que tm como finalidade a execuo de reas cobertas para eventos, hangares provisrios, armazenagem de materiais ou qualquer outra atividade provisria. Hoje em dia, existem diversos tipos e modelos de coberturas temporrias leves para estes tipos de atividades.

O presente trabalho tem como objetivo estudar e dimensionar um tipo especfico de galpo, que neste caso um galpo de duas guas em estrutura de ao e cobertura em lona vinlica com vo livre de 40,0 metros e com prticos montados a cada 5,0 metros.

Sero avaliadas as aes atuantes na estrutura para o dimensionamento dos elementos estruturais, dos contraventamentos, das ligaes e das fundaes, bem como os aspectos de transporte e montagem.

1.2 Justificativa

No cenrio atual brasileiro, a grande maioria dos galpes temporrios desse porte fabricada em perfis especiais de alumnio estrutural importados dos EUA ou pases da Europa. A indstria brasileira ainda muito imatura neste processo de fabricao visto que a demanda por este tipo de produto no to expressiva ao ponto de justificar maiores investimentos neste setor.

Diante desse fato, a motivao principal deste trabalho utilizar como material de fabricao do galpo o ao que um material amplamente difundido na indstria nacional, seja nos aspectos de fabricao ou nos aspectos de projeto, apresentando os pontos positivos e negativos do emprego deste material.

1.3 Metodologia

Para a definio do projeto geomtrico da estrutura, foi estudado um galpo feito em alumnio estrutural com as mesmas dimenses e fabricado pela empresa alem RDER. Este galpo foi disponibilizado pela empresa MVD Eventos, que uma empresa especializada em solues de engenharia para eventos com montagem e fornecimento de galpes, tendas, arquibancadas, palcos e outras estruturas temporrias.

Definido o projeto geomtrico, o dimensionamento da estrutura foi realizado atravs de consultas s Normas Brasileiras, livros tcnicos e outras fontes relacionadas ao projeto de estruturas de ao. Paralelamente, a memria de clculo do galpo em alumnio da RDER elaborada pela empresa americana FTL HAPPOLD (1997) foi utilizada para compararem-se as premissas de projeto adotadas.

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Todos os desenhos foram feitos com a utilizao do software AUTOCAD e para as anlises estruturais foi utilizado o SAP 2000.

1.4 Histrico das coberturas temporrias

Segundo o engenheiro Ricardo Montalvo, um dos diretores da MVD Eventos, as primeiras coberturas temporrias para eventos no Brasil eram feitas a partir de estruturas executadas com tubos e braadeiras, que um sistema originrio do setor de escoramentos. Esta estrutura suportava trelias que por sua vez apoiavam telhas de ao galvanizado. Por esta razo, essas coberturas demandavam uma grande quantidade de materiais, mo-de-obra e tempo para execuo, alm de no de serem economicamente viveis para a abertura de grandes vos livres.

Em 1994, uma empresa brasileira que produzia uma feira de filhotes pelo pas, realizou um evento na Espanha e tomou conhecimento dos galpes feitos em estrutura de alumnio ou ao com cobertura em lona vinlica. Essa empresa importou algumas unidades destes galpes para o Brasil, revolucionando o mercado nacional de coberturas temporrias leves com grandes vos livres, estimulando ainda o surgimento de novas empresas do setor.

1.5 Principais tipos de coberturas temporrias

Existem diversos tipos e tamanhos de coberturas disponveis no mercado. As de maior porte so mais conhecidas como galpes temporrios e as de menor porte so chamadas de tendas. A seguir, esto apresentados os principais tipos de coberturas comercializadas atualmente.

a) Tenda tipo chapu de bruxa:

Tenda com quatro apoios e um eixo central suportado por cabos de ao em forma de x (Figura 1.1). Geralmente so quadradas em planta e suas principais dimenses comerciais variam de 5,0 a 10,0 metros de lado.

Figura 1.1: Tenda tipo chapu de bruxa (T2 Estruturas, 2011)

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b) Tenda trapezoidal:

Tenda com quatro ou oito apoios e com cobertura em forma de trapzio (Figura 1.2). Geralmente so quadradas em planta e suas principais dimenses comerciais variam de 5,0 a 15,0 metros de lado.

Figura 1.2: Tendas trapezoidais (Nautika, 2011)

c) Tendas tensionadas:

So coberturas cujo elemento principal a prpria cobertura, que permanecendo sob constante estado de tracionamento, em oposio aos elementos metlicos comprimidos, promove o equilbrio geral do sistema. As tenso-estruturas tem no tecido que as forma, a intrnseca capacidade de resistncia aos esforos externos (TENSOR,2011). A Figura 1.3 ilustra esse tipo de cobertura:

Figura 1.3: Tendas tensionadas (Nautika, 2011)

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d) Galpes em duas guas:

o tipo de cobertura na qual o galpo abordado no presente trabalho est classificado. Esta estrutura consiste na elevao sucessiva de prticos com vos livres variando de 10,0 a 50,0 metros, geralmente, e espaadas de 5,0 metros (Figura 1.4). Esses prticos so interligadas por teras e podem ser construdos em ao ou alumnio com estrutura em perfis ou trelias. As lonas de cobertura possuem largura de 5,0 metros e so encaixadas entre dois prticos. Esse sistema construtivo permite que se executem galpes com comprimentos variveis mltiplos de 5,0 metros, mantendo-se fixas as larguras dos vos.

Figura 1.4: Galpo com 50 metros de vo livre (Losberger, 2011)

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2 Descrio da Estrutura

2.1 Concepo

O projeto geomtrico do galpo foi baseado na observao de galpes existentes e em particular na memria de clculo de um galpo em alumnio com 40 metros de vo livre fabricado pela empresa alem RDER.

A ideia principal do projeto a velocidade e simplicidade de transporte, montagem e desmontagem da estrutura, sendo esses tpicos abordados separadamente mais adiante.

A estrutura consiste basicamente em prticos espaados de 5,0 metros, travados com teras longitudinais e contraventados no plano longitudinal e no plano da cobertura atravs de cabos de ao. Estes prticos transversais so formados pelas colunas e vigas e se apoiam em placas de base, sendo essas devidamente fixadas no solo, sendo este assunto abordado no tpico relativo s fundaes.

As vigas e os pilares sero constitudos por perfis de ao. Devido a necessidade de se ter uma estrutura leve e de garantir uma adequada resistncia flexo com flambagem lateral, foram adotados perfis celulares, que neste caso devero ser formados por dois perfis de chapa dobrada tipo U enrijecidos unidos por solda, conforme ilustrado na figura 2.4.

Apesar de o fato do galpo poder ser montado em qualquer comprimento mltiplo de 5,0 metros, na maioria de suas utilizaes montado com comprimentos prximos dos 80,0 metros, e por esta razo os clculos sero baseados nesta

configurao. A altura das colunas de 4,0 metros e a inclinao da cobertura de 18,

resultando em uma altura total na cumeeira de 10,5 metros.

Dependendo da natureza de sua utilizao o galpo pode ser montado com seus fechamentos laterais e frontais colocados ou no. Porm, para efeito de dimensionamento, ser considerada a forma mais usual de utilizao que a com o galpo totalmente fechado. Outras configuraes podem ser utilizadas contanto que seja feita uma anlise especfica para cada caso de abertura de paredes.

As Figuras 2.1, 2.2 e 2.3 e 2.4 apresentam a seo transversal, a planta, a elevao lateral da estrutura e uma seo transversal tpica dos perfis utilizados, respectivamente.

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Figura 2.1: Galpo com 40 m de vo - Seo Transversal

Figura 2.2: Galpo com 40 m de vo - Planta

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Figura 2.3: Galpo com 40 m de vo - Elevao Lateral

Figura 2.4: Seo transversal tpica do perfil duplo U enrijecido

2.2 Materiais Utilizados

- Estrutura:

Visando ter uma estrutura mais leve, para os perfis das vigas, colunas e teras, razovel a utilizao de um ao estrutural de maior resistncia, possibilitando assim a reduo das sees dos perfis e consequentemente seu peso prprio alm de proporcionar a diminuio de despesas com transporte, montagem e desmontagem. Assim sendo, o ao escolhido foi o AR 350 COR, que possui alta resistncia mecnica e elevada resistncia corroso atmosfrica. As Tabelas 2.1 e 2.2 apresentam, respectivamente, a composio qumica e as propriedades mecnicas do ao AR 350 COR.

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Tabela 2.1: Composio qumica do ao AR 350 COR (NBR 7007:2011) Ao C (%) Mn (%) Si (%) P (%) S (%) Cu (%) V (%) Nb (%) Cr (%) Ni (%) Mo (%)

AR 350 COR 0,20

mx

0,50 a

1,35

0,15 a

0,55

0,040

mx

0,050

mx

0,25 a

0,50

0,050

mx

0,050

mx

0,40 a

0,70

0,50

mx

0,10

mx

Tabela 2.2: Propriedades mecnicas do ao AR 350 COR (NBR 7007:2011)

Ao

Limite de

escoamento

mnimo (MPa)

Resitncia

trao (MPa)

Alongamento

aps ruptura (%)

L0 = 200 mm

AR 350 COR 350 mn. 485 18,0

A Tabela 2.3 apresenta as propriedades fsicas do ao.

Tabela 2.3: Propriedades fsicas do ao (NBR 8800:2008) Constante Fsica Valor

Mdulo de deformao longitudinal, E 200.000 MPa

Coeficiente de Poison, n 0,3

Coeficiente de dilatao trmica, b 12 x 10-6/C

Massa especfica, r 7850 kg / m

- Contr