calculo perfis - w momento

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3.0V E R S O

mCalcPerfismCalc Perfis: Verificao de perfis laminados, soldados e formados a frio

Manual do Usurio

Copyright Stabile Engenharia Ltda 1993-2011

http://www.stabile.com.br / ( 51) 3334 70 78

AVISOS IMPORTANTES1. Responsabilidade do Usurio O sistema mCalcPerfis est sendo desenvolvido por profissionais qualificados e especializados. As rotinas do sistema foram testadas simulando inmeras possibilidades, por um nmero muito grande de profissionais. Embora se tenha despendido um enorme esforo na elaborao e na validao dessas rotinas, possvel que sejam detectados problemas em casos ainda no testados. (A STABILE ENGENHARIA LTDA. agradecer a indicao de eventuais erros observados quando da utilizao do sistema). Alerta-se que ser da responsabilidade do usurio, alm da verificao dos dados introduzidos, a verificao e aceitao dos resultados obtidos. A proprietria desse sistema - STABILE ENGENHARIA LTDA. seus distribuidores e representantes no podero ser responsabilizados, a qualquer tempo, pelos resultados obtidos pelo sistema. 2. Condio de Licenciamento e estado de desenvolvimento do sistema O sistema mCalcPerfis, a seguir descrito, embora continue em constante desenvolvimento e aperfeioamento, est sendo licenciado do jeito em que ele est, no havendo nenhuma promessa formal, implcita ou explcita, de futuras atualizaes ou de desenvolvimento de outras rotinas. 3. Proteo contra uso indevido O sistema mCalc est protegido contra uso indevido por meio de um Rockey. Nunca confie nos resultados do clculo de uma estrutura que tenha sido calculada sem que o Rockey tenha sido plugado. Certamente, sero obtidos resultados inconsistentes e no confiveis. 4. Leitura do Manual do Usurio O sistema mCalcPerfis est muito bem documentado, com descrio desde sua instalao at a utilizao das rotinas de clculo de estruturas mistas. O Manual do Usurio (a referida documentao) foi redigido na forma de um tutorial, onde mais do que apresentar os tpicos do sistema, descrevem-se, passo a passo e com rica ilustrao, os procedimentos a serem seguidos para se obter bons resultados na utilizao desse sistema. Por isso recomenda-se, com veemncia, a leitura desse manual. Certamente as respostas s dvidas surgidas ou as solues aos problemas observados na utilizao do sistema tero resposta na leitura criteriosa do manual. Lembrar que: quando tudo estiver perdido e nada parecer funcionar ... hora de se ler o manual.

i

AGRADECIMENTOSA STABILE ENGENHARIA LTDA. recebeu, desde o incio do desenvolvimento desse sistema, a ajuda inestimvel e desinteressada de inmeras pessoas. De pblico agradecemos essas valiosas contribuies, sem as quais seria muito mais difcil a elaborao do mCalcPerfis Antecipadamente agradecemos as contribuies que ainda viro, aperfeioando o mCalcPerfis, tornando-o uma imbatvel ferramenta para projetos de estruturas metlicas.

ii

CONTEDOCaptulo 1. Uma Viso Geral 1.1 Introduo ............................................................................................................ 1 -2 1.2 O pacote mCalcPerfis ....................................................................................... 1-2 1.3 Equipamento Necessrio ...................................................................................... 1 -3 1.4. Instalando o mCalcPerfis........................................................................... 1 -3 1.5. Iniciando o mCalcPerfis............................................................................ 1 -3 1.6. Usando o mCalcPerfis............................................................................... 1 -4 1.6.1 Ajustando as configuraes do mCalcPerfis........................................ 1 -4 1.6.2 Recursos gerais do mCalcPerfis........................................................ 1 -5 Captulo 2. Perfis Formados a Frio 2.1 Resistncia Trao de Perfis Formados a Frio.............................................. 2 -4 2.2 Resistncia Compresso de Perfis Formados a Frio....................................... 2 -5 2.2.1 Perfis Compostos..................................................................................... 2 -5 2.2.2 Procedimentos de Clculo........................................................................2 -8 2.3 Resistncia Flexo de Perfis Formados a Frio................................................ 2 -9 2.3.1 Momento Resistente do Incio do Escoamento da Seo Efetiva............... 2 -9 2.3.2 Momento Resistente na Flambagem Lateral com Toro......................... 2 -10 2.4 Resistncia ao Esforo Cortante..................................................................... 2-10 Captulo 3. Perfis Laminados/Soldados 3.1 Resistncia Trao de Perfis Laminados/Soldados......................................... 3 -6 3.2 Resistncia Compresso de Perfis Laminados/Soldados................................... 3 -6 3.3 Resistncia Flexo de Perfis Laminados/Soldados............................................ 3 -7 3.4 Resistncia ao Esforo Cortante de Perfis Laminados/Soldados........................... 3 -8

Captulo 4. Mensagens de Alerta 4.1 Mensagens Exibidas por falta de Dados Declarados......................................... 4 -2 4.2 Alertas com Relao Esbeltez .....................................................................4 -3

iii

CAPTULO 1.mCalcPerfis - UMA VISO GERAL

CAPTULO 1. mCalcPerfis - UMA VISO GERAL

1.1 INTRODUOA STABILE ENGENHARIA LTDA, uma empresa projetista de estruturas metlicas, atuando no mercado de Engenharia Estrutural desde OUT/1975, com trabalhos em vrios pases da Amrica do Sul e frica, tem o orgulho de apresentar a verso do seu programa mCalcPerfis. O mCalcPerfis uma calculadora de perfis de ao, que roda independente do mCalc, assumindo uma funo de calculadora de perfis; ou que roda integrado aos programas WMix, TQS Steel ou mCalc3D, sendo o mdulo Dimensionamento destes programas. Rodando-se isoladamente, na funo calculadora, pode-se verificar perfis obtendo-se as resistncias de clculo quanto aos esforos normal, cortante e flexo. E, tambm, fazendo as respectivas verificaes da relao solicitao-resistncia. O mCalcPerfis, possui as seguintes caractersticas, indispensveis para a obteno de aumento de produtividade: Entrada de dados amigvel e interativa Uso de perfis laminados, soldados e perfis formados a frio Procedimentos de clculo de acordo com as normas da NBR 8800:2008 e NBR 14762:2010 Programa sensitivo: depois que o tipo de perfil for escolhido o programa, sem nenhuma informao adicional fornecida pelo usurio, opta pela norma adequada ao seu tipo (formado a frio ou laminado/soldado). Gera um relatrio detalhado em padro RTF

1.2 O PACOTE mCalcPerfisO pacote do programa mCalcPerfis composto por: Embalagem CD do sistema Manual do Usurio Chaveador de Hardware (Rockey 4) (para usurios de outro programa da famlia mCalcesse item no ser fornecido)

Certifique-se que todos esses itens constam na documentao remetida. Em caso de algum problema contacte a STABILE e relate o problema.

1.3 EQUIPAMENTO NECESSRIOPor ter sido desenvolvido no ambiente Windows o programa mCalcPerfis rodar em qualquer computador que rode o Windows 95, 98 , 2000, Me, NT ou XP, Vista e Win Seven entretanto sugere-se instalar o sistema num equipamento rpido com boa placa de vdeo, monitor de boa resoluo e sobretudo com memria mnima de 64 MB.

1.4 INSTALANDO O mCalcPerfisA instalao do sistema mCalcPerfis simples e conduzida pelo programa instalador: Coloca-se o CD no driver O programa de instalao rodar automaticamente. O instalador sugerir o nome da pasta onde o programa ser instalado. Caber ao usurio aceitar ou no a sugesto. Todos os mdulos do sistema mCalcPerfis so protegidos contra uso indevido por meio de um Chaveador Rockey 4 Nunca confie nos resultados do clculo de uma estrutura que tenha sido calculada sem que o Rockey 4 tenha sido plugado. Certamente, sero obtidos resultados inconsistentes e no confiveis.

1.5 INICIANDO O mCalcPerfisAps a instalao do programa, para carregar o mCalcPerfis basta clicar sobre o cone criado pela instalao do programa. Ser exibida a tela principal do programa:

A partir desta tela principal o usurio dever selecionar o perfil que deseja dimensionar, assim como a orientao em que ele encontra-se na estrutura. Ressalta-se que antes de efetuar os clculos importante que sejam editadas as configuraes para informar ao programa os critrios que devero ser usados, alm do modo de exibio dos dados de sada fornecidos pelo relatrio.

1.6 USANDO O mCalcPerfis1.6.1 AJUSTANDO AS CONFIGURAES DO mCalcPerfis Para ajustar as configuraes deve-se clicar no boto dessa forma so escolhidas as unidades para exibio dos resultados no relatrio e as principais caractersticas para os clculos que sero executados para fazer as verificaes nas peas. Clicando neste boto abrir uma janela com dois ndices: Unidades e Coeficientes; e Dados. O ndice Unidades e Coeficientes tem o seguinte aspecto:

Selecionar unidades de fora. A preciso para exibio dos resultados no relatrio poder ser de at 5 casas decimais.

Dever ser informada a unidade de comprimento que ser empregada nos clculos. Dever ser declarado o raio interno de dobra para os perfis formados a frio, expresso em funo da espessura do perfil. Por default o valor igual a 1.

Limites de esbeltez para trao e compresso. Definidos como padro 300 e 200, respectivamente. De acordo com as normas de projeto. Podendo ser alterados.

Fator de reduo da rea bruta da seo. A rea efetiva da barra ser considerada no clculo da resistncia trao do perfil. A % inserida neste campo ser o quo ir reduzir a rea bruta calculada aps a seleo do perfil.

Sempre que os dados default do programa forem alterados e o usurio queira recuper-los, dever ser acionado o boto PADRO.

ndice Dados:Estes campos devero ser preenchidos para serem exibidos no cabealho do relatrio.

Acionando este boto os dados para o cabealho so apagados.

1.6.2. RECURSOS GERAIS No ambiente da janela principal do programa existem alguns botes para execuo e seleo de valores para posterior verificao.

O primeiro procedimento a seleo do perfil:

No caso de perfis formados a frio ou soldados, estes campos estaro habilitados para editar as dimenses.

Seleciona-se o perfil entre 42 opes.

Este boto, quando acionado, exibe as propriedades geomtricas do perfil selecionado.

Clica-se na figura para orientar o perfil conforme ele ser empregado na estrutura.

Banco de dados de perfis. Podendo ser adicionado ou removido, caso o perfil seja formado a frio ou soldado.

Propriedades geomtricas do perfil simples.

Propriedades geomtricas do perfil composto.

Outros dados a serem fornecidos pelo usurio:

: neste campo, o usurio poder ou no declarar as solicitaes. Elas somente sero necessrias para que seja feita a relao solicitao/resistncia. As solicitaes a declarar so as seguintes:Solicitao normal de clculo compresso Solicitao cortante de clculo na direo x Momento fletor solicitante de clculo em torno do eixo x

Solicitao normal de clculo trao

Solicitao cortante de clculo na direo y

Momento fletor solicitante de clculo em torno do eixo y

: os comprimentos devero ser declarados pelo usurio.Comprimento efetivo de flambagem por toro Travejamento habilitado para perfis compostos.

Comprimento efetivo de flambagem por flexo em torno do eixo x Comprimento efetivo de flambagem por flexo em torno do eixo y

Comprimento destravado.

Esbeltez das barras, em relao aos comprimentos x e y. Estes campos estaro sempre desabilitados, pois o programa calcula automaticamente atravs dos comprimentos de flambagem e os raios de girao.

SELEO DO TIPO DE AO: quando acionado o boto janela com uma lista de aos a serem escolhidos:

abrir uma

Seleciona-se o tipo de ao para obter as tenses fy e fu.

Caso o usurio queira editar valores para fy e fu, basta preench-los nos respectivos campos. Observando que devero ser declarados valores em unidades de MPa.

Na janela do programa ficaro exibidos o ao que foi selecionado e as tenses de escoamento e ruptura do ao.

FATORES DE MODIFICAO DO MOMENTO: para determinar o momento fletor resistente de clculo para o estado limite de flambagem lateral com toro (FLT) devero ser declarados os fatores de modificao do momento, usualmente, estes fatores so tomados com o valor 1,00 sendo que o usurio poder edit-los.

Quando forem selecionados perfis laminados ou soldados, dever ser determinado apenas o coeficiente Cb, editando o valor neste campo ou clicando neste boto aparecer uma janela para que sejam declarados os momentos solicitantes necessrios para o clculo do fator Cb:Momento mximo solicitante de clculo, em mdulo, na seo central do comprimento destravado. Momento mximo solicitante de clculo, em mdulo, na seo situada a trs quartos do comprimento destravado.

Momento mximo solicitante de clculo, em mdulo, no comprimento Lb.

Momento mximo solicitante de clculo, em mdulo, na seo situada a um quarto do comprimento destravado.

Para elementos de viga-coluna e perfis formados a frio, ser necessrio determinar, adicionalmente, os coeficientes Cmx e Cmy, que so os coeficientes de equivalncia de momento da flexo composta, em relao aos eixos x e y.

Clicando neste boto abrir uma janela para que sejam determinados estes coeficientes:

Quando for selecionado este tipo de barra, os momentos M1 e M2 devero ser informados. Os momentos com o ndice 1 subscrito referem-se ao menor momento em mdulo e o ndice 2 indica o maior momento .

Valores dos coeficientes calculados

A relao (M1/M2) ser positiva quando os momentos provocarem cuvartura reversa.

A relao (M1/M2) ser negativa quando os momentos provocarem cuvartura simples.

Quando for selecionado este tipo de barra, os valores dos coeficientes vo variar de acordo com a fixao das extremidades. Para barras com as extremidades engastadas os coeficientes sero 0,85. Caso contrrio sero 1,00.

Barras de estrutura deslocvel os coeficientes sero sempre 1,00

Selecionar quando o usurio quiser editar os valores dos coeficientes.

RESISTNCIAS DE CLCULO: aps serem fornecidos todos os dados da janela principal do mCalcPerfis, basta clicar em quando sero exibidas as respostas do programa: Relao solicitao/resistncia

Nc,Rd: Fora normal resistente de clculo compresso Nt,Rd: Fora normal resistente de clculo trao Mx,Rd: Momento fletor resistente de clculo em torno do eixo x Vx,Rd: Fora cortante resistente de clculo em x Vy,Rd: Fora cortante resistente de clculo em y My,Rd: Momento fletor resistente de clculo em torno do eixo y Na janela principal do programa, aps o clculo, tambm podero ser visualizadas as equaes de interao que vo ser diferentes dependendo do tipo de perfil selecionado.

Equaes de interao para perfis formados a frio

Equaes de interao para perfis laminados ou soldados

: clicando em ARQUIVO, na janela principal do programa, abriro opes para abrir, salvar e sair do mCalcPerfis.

: o boto do relatrio poder ser acionado aps os clculos serem efetuados. Neste estaro discriminadas as equaes principais utilizadas para a determinao de cada fora ou momento resistente de clculo. Constam, ainda no relatrio, os dados no cabealho que foram preenchidos nas configuraes do mCalcPerfis, alm da data e hora que o arquivo foi gerado. Para salvar o relatrio em padro RTF basta clicar em ARQUIVO e SALVAR, indicando o local.

CAPTULO 2.mCalcPerfis PERFIS FORMADOS A FRIO

CAPTULO 2. mCalcPerfis - PERFIS FORMADOS A FRIOA verificao dos perfis formados a frio ser baseada nos procedimentos prescritos pela NBR 14762:2010. Esto disponveis no mCalcPerfis 19 perfis formados a frio: U formado a frio

2 U (FF) opostos pelas mesas

2 U(FF) opostos pelas almas

U formado a frio enrijecido

2 U (FF) enrijecidos

Caixa (FF)

I (FF) enrijecido

mCalcPerfis 3.0

2 -2

Box (FF)

Cantoneira (FF)

Cantoneira (FF)

2 Cantoneiras (FF) opostas pelas abas

2 Cantoneiras (FF) opostas pelas mesas

2 Cantoneiras (FF) opostas pelos vrtices

2 Cantoneiras (FF) em caixa

2 Cantoneiras (FF) em cruz

mCalcPerfis 3.0

2 -3

2 Cantoneiras (FF) em Z

Cartola (FF)

I cartola (FF)

Tubo circular (FF)

2.1. RESISTNCIA TRAO DE PERFIS FORMADOS A FRIO Para o cculo da fora resistente de trao o mCalcPerfis toma o menor valor entre:N t ,Rd = A fy

( = 1,10) e N t , Rd =

An 0 f u

( = 1,35)

Onde: A: a rea bruta da seo transversal, calculada pelo mCalcPerfis quando o perfil selecionado; An0: a rea lquida da seo transversal; fy: resistncia ao escoamento do ao; fu: resistncia ruptura do ao na trao; An0 considerado pelo mCalcPerfis como sendo a rea lquida da barra, ou seja, o usurio dever entrar com uma porcentagem em relao rea bruta da seo transversal da barra. Isto dever ser declarado nas configuraes no ndice Unidades e Coeficientes, devendo est ser declarada antes de acionar o boto calcular.mCalcPerfis 3.0 2 -4

O resultado da resistncia trao ser exibido na janela principal do mCalcPerfis, aps ter sido acionado o boto , ou ento, poder ser . visualizada de forma detalhada clicando em No relatrio sero exibidas alm da resistncia, a relao entre a solicitao e a resistncia calculada. Alertando ao usurio quando a solicitao maior que a resistncia.

2.2. RESISTNCIA COMPRESSO DE PERFIS FORMADOS A FRIO A fora normal resistente de clculo compresso ser calculada pelomCalcPerfis e ser adotado o menor valor entre:

N c , Rd =

Aef f y ( = 1,20) Resistncia de clculo devido a flambagem A ef f y

global eN c,Rd =

( = 1,20) Resistncia de clculo devido a flambagem local

2.2.1. Perfis compostos Fazem-se, nesse momento, alguns comentrios sobre os perfis compostos porque eles merecem uma especial ateno, j que so perfis eficientes, muito utilizados, e que se usados de maneira inadequada podem trazer problemas. Dois ou mais perfis, unidos entre si por meio de uma ligao no contnua solda ou travejamento em quadro ou em trelia - que trabalham como se fossem um s perfil so conhecidos por Perfis Compostos.Sempre travejar as duas extremidades de um perfil composto.

Perfil Composto

mCalcPerfis 3.0

2 -5

Para a determinao da resistncia de clculo dos perfis compostos devem-se verificar:a) Flambagem do perfil isolado: O perfil isolado - um dos perfis que formam o perfil composto - flamba, em torno do seu eixo de menor inrcia, tendo como comprimento de flambagem a distncia entre elementos de travejamento L1. No caso do perfil isolado, deve-se considerar, tambm, a flambagem local da maior parede no enrijecida. A resistncia final de clculo ser a menor: entre a flambagem global do perfil isolado e a flambagem local de uma de suas paredes. b) Flambagem global do perfil composto: O perfil composto criado ter 2 eixos principais de inrcia. Um dos eixos ser paralelo ao(s) plano(s) de travejamento e o outro eixo perpendicular. costume compor-se os perfis de tal maneira que se traveje planos paralelos ao eixo de maior inrcia. Assim ser obtido um perfil com inrcia bem aumentada em torno do eixo paralelo ao de menor inrcia dos perfis simples. A inrcia desse perfil, em torno do eixo paralelo aos planos de travejamento, ser determinada somando as inrcias de cada perfil isoladamente. ( claro que caso de simples soma se o eixo principal da composio coincidir com o eixo principal do perfil isolado; caso contrrio se dever obter a inrcia da composio pelo Teorema de Steiner.) A inrcia do perfil composto em torno do outro eixo principal, perpendicular ao plano de travejamento, ter um valor intermedirio entre a inrcia que se calcula pelo Teorema de Steiner e a que se avalia considerando os dois perfis isolados. Os elementos de travejamento, por serem descontnuos, no oferecem uma unio to eficiente como uma ligao contnua entre os perfis, e essa deficincia deve ser considerada na avaliao dessa inrcia ou esbeltez como orientam as normas. Adota-se o procedimento da norma NB14/68 (ABNT, 1968) que uma adaptao da norma DIN4114 (Deutsche Industrie Normen, 1952), considerando-se somente o caso de travejamento em quadro. Supondo-se que o eixo perpendicular aos plano de travejamento seja o eixo Y a esbeltez final ser uma esbeltez ideal yi . yi = y +2

m 2 1 2

ondey = Ky Ly ry

esbeltez do perfil composto em torno do eixo perpendicular ao

plano de travejamento, considerando-se a inrcia cheia em torno desse eixo;

mCalcPerfis 3.0

2 -6

1 =

K 1 L1 esbeltez do perfil simples em torno do eixo de menor inrcia (eixo 1) r1

sendo L1 a distncia entre placas de travejamento e m = nmero de perfis simples que formam o perfil composto. Por orientao da norma DIN 4114 (Deutsche Industrie Normen, 1952), deve-se dispor os elementos de travejamento, pelo menos, nos teros do perfil composto. Essa recomendao foi implementada no programa, forando o usurio declarar, no mnimo travejamento a cada L/3. Outra recomendao da DIN 4114 a de afastar as placas de travejamento, L1, em distncias menores que 50 rmin oferecida ao usurio, embora essa recomendao possa ser negligenciada. O mCalcPerfis tem implementado as rotinas para a verificao de Perfis Compostos, descritas acima e disponibiliza para os perfis que seguem (inclusive valendo para perfis soldados/laminados):

Quando for selecionado um Perfil Composto deve-se informar ao programa a cada quanto se quer travejar, ou em quantas partes vai se dividir a barra. Assim o comprimento L1, que o comprimento de flambagem da barra isolada ou a distncia entre travejamentos ficar definida por L/ XX. Por default o travejamento das barras adotado como a cada L/3.Este campo estar habilitado sempre que for selecionado um perfil composto. mCalcPerfis 3.0 2 -7

Para barras com comprimento pequeno, ou em barras s tracionadas interessante adot-las com perfis duplos, porm no travejados entre si, ou seja: perfis duplos isolados. Para esses casos a resistncia de clculo ser calculada como o dobro da resistncia de clculo de uma barra isolada, com o comprimento de flambagem igual distncia entre os dois ns que formam a barra. A maneira de se usar Perfis Duplos Isolados a mesma adotada para Perfis Compostos: selecionam-se as barras a dimensionar, abre-se a janela de dilogo, escolhe-se o perfil duplo e digita-se Z (de Zero) ao se informar o travejamento. Assim o programa interpretar que os perfis NO sero travejados, configurando 2 perfis duplos isolados.Considerando perfis duplos isolados.

2.2.2. Procedimentos de clculo A partir dos dados geomtricos e dos comprimentos de flambagem inseridos pelo usurio, o mCalcPerfis vai iniciar o clculo da resistncia a compresso obtendo a fora normal de flambagem elstica da barra (Ne). A rea efetiva obtida de acordo com formulrio de procedimentos da NBR 14762:2010, considerando os tipos de paredes em cada perfil, paredes AA (apoiada-apoiada) e paredes AL (apoiada-livre). A rea efetiva encontrada para a resistncia de clculo devida flambagem global se diferencia da rea efetiva da resistncia de clculo devida flambagem local pela no presena, nesta ltima, do fator de reduo associado flambagem (). A curva de flambagem para o clculo dos parmetros do clculo da resistncia compresso dada automaticamente quando o usurio seleciona a seo e o programa calcula a fora normal de flambagem elstica. O valor da fora normal resistente de clculo poder ser vista na janela principal do programa ou no relatrio de forma detalhada com a exibio dos fatores alm da relao solicitao/resistncia.

mCalcPerfis 3.0

2 -8

2.3. RESISTNCIA FLEXO DE PERFIS FORMADOS A FRIO Sero determinados os momentos resistentes em torno dos eixos x e y. A resistncia flexo nos perfis formados a frio ser dada pelo menor valor entre:

Momento resistente de clculo para o inicio do escoamento da seo efetivaM Rd = Wef f y

( = 1,10)

Momento resistente de clculo para o a flambagem lateral com toroM Rd =

FLT WC ,ef f y ( = 1,10)

2.3.1. Momento resistente no Incio do Escoamento da Seo Efetiva Para determinar o momento resistente o passo principal determinar o mdulo resistente da seo efetiva (Wef). O procedimento empregado para determinar este clculo baseado na avaliao de cada componente do perfil que situa-se acima da linha neutra. O clculo da largura efetiva parte na tenso = fy . Para cada um destes elementos avaliada sua largura efetiva e assim determinado um comprimento a retirar:l ret = b b ef

A cada comprimento retirado, a rea vai sendo reduzida e a linha neutra vai sendo rebaixada. Compe-se desta forma uma inrcia efetiva dada pela inrcia inicial do perfil reduzida da inrcia dos comprimentos retirados.I ef = I I ret

Aplicando o Teorema de Steiner, encontra-se a inrcia em relao ao novo eixo baricntrico. I Gef = I ef Aef y 2 Onde: Aef : a rea efetiva da seo aps a reduo dos comprimentos a retirar; y: o rebaixamento total da linha neutra; ymax: a posio final da linha neutra.mCalcPerfis 3.0 2 -9

Com estes dados possvel determinar o Wef da seo:Wef = I Gef y mx

2.3.2. Momento resistente no estado limite da Flambagem Lateral com Toro Para este estado limite, o procedimento de clculo anlogo ao anterior, diferenciando-se pela presena do fator de reduo FLT. Para determinar o fator de reduo FLT ser necessrio obter o momento crtico elstico Me, que vai depender da seo do perfil selecionado: Para Perfis U e I: M e = Cb ro N ey N ez Para Perfis Z: M e = 0,5Cb ro N ey N ez Para perfis fechados (caixo): M e = C b N ey G J O procedimento para clculo do mdulo resistente da seo efetiva o mesmo do item anterior. Exceto que, o clculo da largura efetiva partir da tenso: = FLT fy

2.4. RESISTNCIA AO ESFORO CORTANTE Sero determinadas as foras cortantes resistentes de clculo em torno dos eixos x e y. A expresso empregada para obter esta resistncia vai depender da relao h/t: h: a largura perpendicular ao eixo no qual est sendo calculada a resistncia; t: a espessura do elemento; kv: adotado como 5,0. Se0,6 f y h t E kv h 1,08 ento a resistncia ser VRd = ( = 1,10) t fy

Se 1,08

E kv E kv h ento a resistncia ser: < 1,40 fy fy t2 -10

mCalcPerfis 3.0

VRd =

0,65 t 2 1,08 E k v f y

( = 1,10)

Se

E kv h > 1,40 ento a resistncia ser: fy t VRd =

(0,905 E k

v

t3 / h

)

( = 1,10)

O resultado da resistncia ao corte ser exibido na janela principal do mCalcPerfis, aps ter sido acionado o boto , ou ento, poder ser . visualizada de forma detalhada clicando em No relatrio sero exibidas alm da resistncia, a relao entre a solicitao e a resistncia calculada. Alertando ao usurio quando a solicitao maior que a resistncia.

mCalcPerfis 3.0

2 -11

CAPTULO 3.mCalcPerfis PERFIS LAMINADOS/SOLDADOS

CAPTULO 3. mCalcPerfis - PERFIS LAMINADOS/SOLDADOSO dimensionamento dos perfis vai ser dado de acordo com a norma a qual ele se adequou. No caso de selecionar perfis laminados ou soldados, ser baseado nos procedimentos de clculo da reviso da NBR 8800:2008. Esto disponveis no mCalcPerfis 23 perfis entre laminados e soldados:

Cantoneira laminada

Cantoneira laminada

2 (2LLM) Cantoneiras laminadas opostas pelas abas

2 (LLLM) Cantoneiras laminadas opostas pelas mesas

2 (VVLM) Cantoneiras laminadas opostas pelos vrtices

mCalcPerfis 3.0

3 -2

2 (LVLM) Cantoneiras laminadas em caixa

2 (LXLM) Cantoneiras laminadas em cruz

2 (LXLM) Cantoneiras laminadas em Z

U laminado (ULAM)

U laminado de abas paralelas (UAP)

2U laminado de abas paralelas opostos pelas mesas

mCalcPerfis 3.0

3 -3

2 U laminado de abas paralelas opostos pelas almas

Tee laminado (TEE)

Tee laminado-metade do aominas (TW)

I laminado (ILAM)

Redondo (RED)

I aominas (W)

mCalcPerfis 3.0

3 -4

I soldado (PS)

I coluna soldada(CS)

I viga soldada (VS)

I viga eletro-soldada (VSE)

I coluna-viga soldada (CVS)

T soldado (TS)

mCalcPerfis 3.0

3 -5

3.1. RESISTNCIA TRAO PERFIS SOLDADOS/LAMINADOS Para o clculo da fora axial resistente de trao o mCalcPerfis toma o menor valor entre: N t , Rd = eN t , Rd = Ae f u

Ag f y

a1 a2

( a1 = 1,10) para o escoamento da seo bruta

( a2 = 1,35) para ruptura da seo lquida

Onde: Ag: a rea bruta da seo transversal; fy: resistncia ao escoamento do ao; fu: resistncia ruptura do ao na trao; Ae rea efetiva da barra (Ae) configurada no mCalcPerfis pelo fator Ct.Ag. O usurio dever entrar com uma porcentagem em relao rea bruta da seo transversal da barra. Isto dever ser declarado em configuraes no ndice Unidades e Coeficientes, devendo est ser declarada antes de acionar o boto calcular. O resultado da resistncia trao ser exibido na janela principal do mCalcPerfis, aps ter sido acionado o boto , ou ento, poder ser . visualizada de forma detalhada clicando em No relatrio sero exibidas alm da resistncia, a relao entre a solicitao e a resistncia calculada. Alertando ao usurio quando a solicitao maior que a resistncia.

3.2. RESISTNCIA SOLDADOS/LAMINADOS

COMPRESSO

DE

PERFIS

A fora axial resistente de clculo compresso ser calculada pelo mCalcPerfis atravs da expresso:N c,Rd = Q Ag fy a1

( a1 = 1,10)

: o fator de reduo associado resistncia compresso; Q: o fator de reduo associado instabilidade local; Ag: rea bruta da seo transversal da barra.mCalcPerfis 3.0 3 -6

A partir dos dados geomtricos e dos comprimentos de flambagem inseridos pelo usurio, o mCalcPerfis vai iniciar o clculo da resistncia a compresso obtendo a fora axial de instabilidade elstica da barra (Ne). O ndice de esbeltez reduzido dado por: o =Q Ag f y Ne

O fator de reduo associado resistncia a compresso dado por: Para 0 1,5: = 0,658 0 0,877 Para 0 1,5: = 22

0

O valor da fora axial resistente de clculo poder ser vista na janela principal do programa ou no relatrio de forma detalhada com a exibio dos fatores alm da relao solicitao/resistncia. Ressalta-se que o critrio para perfis compostos segue os mesmos princpios dos perfis formados a frio, conforme exposto no item 2.2.1 do capitulo 2.

3.3. RESISTNCIA FLEXO DE PERFIS SOLDADOS/LAMINADOSO momento fletor resistente de clculo vai ser obtido de acordo com a seo escolhida e com o eixo em torno do qual est sendo avaliado. Ser calculado com base em trs estados limites: flambagem lateral com toro (FLT), flambagem local da mesa (FLM) e flambagem local da alma (FLA). So determinadas trs parmetros de esbeltez, a esbeltez do elemento avaliado, p o parmetro de esbeltez correspondente plastificao e r o parmetro de esbeltez correspondente ao incio do escoamento. Se p ento M Rd =M pl a1

( a1 = 1,10)Cb a1 1 a1 p M pl M pl M r somente para FLT r p

Se p < r ento M Rd =

( (

) )

Se p < r ento M Rd =

p M pl M pl M r para FLM e FLA r p

mCalcPerfis 3.0

3 -7

Se > r ento M Rd =

M cr ( a1 = 1,10) a1

O momento fletor resistente ser dado pelo menor valor entre os momentos resistentes de cada estado limite.

3.4. RESISTNCIA AO SOLDADOS/LAMINADOS

ESFORO

CORTANTE

DE

PERFIS

Sero determinadas as foras cortantes resistentes de clculo em torno dos eixos x e y. A expresso empregada para obter esta resistncia vai depender da relao h/tw: h: a largura perpendicular ao eixo no qual est sendo calculada a resistncia; tw: a espessura do elemento. kv: adotado como 5,00. Parmetros de esbeltez: h kv E kv E = = 1,10 = 1,37 fy fy tw Se p ento a resistncia ser VRd =Vpl a1

( a1 = 1,10)p Vpl ( a1 = 1,10) a1

Se p < r ento a resistncia ser VRd =

Se > r ento a resistncia ser V Rd

2 p V pl = 1,24 ( a1 = 1,10) a1

Sendo Vpl = 0,60 A w f y Aw: rea efetiva de cisalhamento. O resultado da resistncia ao corte ser exibido na janela principal do mCalcPerfis, aps ter sido acionado o boto , ou ento, poder ser visualizada de forma detalhada clicando em . No relatrio sero exibidas alm da resistncia, a relao entre a solicitao e a resistncia calculada. Alertando ao usurio quando a solicitao maior que a resistncia.

mCalcPerfis 3.0

3 -8

CAPTULO 4.mCalcPerfis MENSAGENS E ALERTAS

CAPTULO 4. mCalcPerfis MENSAGENS E ALERTASAo decorrer do uso do mCalcPerfis podero ser exibidos alguns avisos ao usurio para alert-lo de que algum valor foi declarado de forma errnea ou que falta declarar algum dado. 4.1. MENSAGENS EXIBIDAS POR FALTA DE DADOS DECLARADOS Caso o usurio no declare algum dado necessrio para efetuar o dimensionamento do perfil, o mCalcPerfis exibir um aviso logo que for acionado o boto CALCULAR.Aviso exibido caso o comprimento KxLx no tenha sido declarado. Confirmar em OK e declarar o valor.

Um aviso similar ser exibido para os casos de no serem declarados os comprimentos KyLy, KtLt e Lb. A mensagem a seguir, ser exibida se o usurio no selecionar o perfil de forma correta, caso ele esteja nos perfis favoritos, ou ento, caso seja um perfil de dimenses editveis:

Confirmar em OK e rever as dimenses do perfil.

mCalcPerfis 3.0

4 -2

4.2. ALERTAS EM RELAO A ESBELTEZ Nas configuraes tem dois campos para estabelecer os limites de esbeltez em relao trao e compresso. Caso estes limites forem ultrapassados, ento a mensagem ser exibida.

Confirmar em OK e rever e reforar o perfil. Outra alternativa editar a elbeltez limite para a compresso em configuraes.

Confirmar em OK e rever e reforar o perfil. Outra alternativa editar a elbeltez limite para a trao em configuraes.

mCalcPerfis 3.0

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