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  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

    Orientador: Prof.

    Faculdade de Engenharia da Universidade do PortoMestrado Integrado em Engenharia Mecnica

    Dimensionamento de um Prtico Rolante

    Fernando Jos Granja Ribeiro

    Dissertao do MIEM

    Orientador: Prof. Carlos Manuel Balboa Reis Gomes

    Faculdade de Engenharia da Universidade do PortoMestrado Integrado em Engenharia Mecnica

    Junho de 2011

    Dimensionamento de um Prtico Rolante

    Carlos Manuel Balboa Reis Gomes

    Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Mestrado Integrado em Engenharia Mecnica

  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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    Resumo

    Neste trabalho apresentou-se a metodologia de dimensionamento de um Prtico rolante, tendo por base as Normas F.E.M, Fdration Europenne De La Manutention e o Eurocdigo 3. As normas FEM abordam questes especficas relativas a estruturas e aparelhos de movimentao de cargas onde se incluem o caso das pontes rolantes e dos prticos rolantes.

    No decurso do projecto foram abordadas as seguintes questes: Definio das solicitaes sobre a estrutura de acordo com as normas F.E.M; Anteprojecto das seces resistentes segundo o REAPE; Determinao dos esforos na estrutura, recorrendo a um software de anlise estrutural, Multiframe3D.; Verificao da resistncia de acordo com o EC 3 e as Normas F.E.M.; Dimensionamento e seleco de elementos mecnicos como moto-redutores, blocos de rodas; Elaborao dos desenhos de projecto finais.

    Abstract

    The Project of an Portal Crane is done according to general rules of metallic structures (Eurocode 3) and specific rules for overhead travelling cranes which are known as FEM rules (Fdration Europenne De La Manutention). The objective of this work is precisely the project of a Portal Crane according to those rules.

    The project involved the following steps: - Definition of actions applied to the structure according to FEM - The use these actions and simplified assumptions of strength of materials and

    structural analysis allowed a first pre-design of sections dimensions for pillars and beams.

    - A structural analysis using Multiframe 3D software to determine in the structure for different positions of the travelling crane.

    - Check section strength using Eurocode 3 and FEM rules - Project and selection of mechanical components such as motors and wheels. And finally the elaboration of definition drawings

  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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    Agradecimentos

    Em primeiro lugar, gostaria de agradecer ao meu orientador Prof. Carlos Manuel Balboa Reis Gomes pela disponibilidade prestada ao longo de todo o projecto, e pelos conselhos e conhecimento transmitido, dada sua grande experiencia na rea das estruturas metlicas.

    Gostaria tambm de agradecer ao Eng. Rodrigo Massa da TEGOPI, pela disponibilidade e conselhos dados acerca de aspectos construtivos dos prticos rolantes.

    Agradecer tambm, aos meus pais Alberto e Alice e aos meus irmos Carlos e Ana Teresa, pela pacincia e apoio dado ao longo da dissertao.

  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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    ndice

    Resumo ............................................................................................................................ iii

    Abstract ............................................................................................................................ iii Agradecimentos ................................................................................................................ v

    ndice de figuras ........................................................................................................... ix ndice de tabelas ......................................................................................................... xiii

    1. Pontes e Prticos rolantes .......................................................................................... 1 1.1. Pontes rolantes.................................................................................................... 1

    1.2. Prticos rolantes ................................................................................................. 2

    2. Objectivos .................................................................................................................. 5 3. Bases de clculo ......................................................................................................... 7 4. Definio das solicitaes segundo as Normas F.E.M .............................................. 9

    4.1. Classificao do grupo de operao do carro-guincho ....................................... 9 4.1.1. Espectro de carga ........................................................................................... 9 4.1.2. Tempo Mdio de funcionamento dirio ....................................................... 10

    4.2. Escolha do tipo de carro-guincho ..................................................................... 11 4.3. Solicitaes a entrevirem no clculo das estruturas metlicas ......................... 14

    4.3.1. Solicitaes principais ................................................................................. 14

    4.3.2. Solicitaes devidas aos movimentos verticais ........................................... 14 4.3.3. Solicitaes devidas aos movimentos horizontais ....................................... 15 4.3.4. Solicitaes originadas pelos efeitos climticos .......................................... 20

    4.4. Casos de Solicitaes ....................................................................................... 25 5. Dimensionamento do prtico rolante ...................................................................... 27

    5.1. Dimenses do prtico rolante ........................................................................... 27 5.2. Tipo de ligaes entre a viga resistente e os pilares ......................................... 28 5.3. Pr-dimensionamento da estrutura ................................................................... 29

    5.3.1. Definio das seces com base no Pr-dimensionamento ......................... 32 5.4. Definio do esquema esttico de toda a estrutura .......................................... 39 5.5. Anlise de esforos da estrutura ....................................................................... 44 5.6. Verificao das Seces ao Estado Limite ltimo .......................................... 58

    5.6.1. Viga resistente V1 e V2 ............................................................................... 58 5.6.2. Travessa M3 e M4 ....................................................................................... 83 5.6.3. Travessa D5 e D7 ......................................................................................... 89

  • Dimensionamento de um Prtico Rolante

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    5.6.4. Diagonal D6 e D8 ........................................................................................ 91 5.6.5. Pilar P9,P10,P11 e P12 ................................................................................ 94 5.6.6. Carros Laterais C13 e C14 ......................................................................... 104

    5.7. Verificao do Estado Limite de Utilizao .................................................. 114 6. Dimensionamento dos Elementos Mecnicos ....................................................... 117

    6.1. Dimensionamento das Rodas ......................................................................... 117 6.2. Escolha do tipo de Moto-Redutor .................................................................. 125

    7. Dimensionamento das Ligaes Aparafusadas ..................................................... 127 7.1. Ligao viga resistente pilar ........................................................................ 128 7.2. Ligao travessa (M3 e M4) viga resistente................................................ 137 7.3. Ligao diagonal (D6 e D8) - pilar ................................................................ 141 7.4. Ligao pilar carro lateral ........................................................................... 144

    7.5. Ligao carro lateral bloco de rodas .............................................................. 150 8. Dimensionamento dos Cordes de Soldadura ....................................................... 151

    8.1. Ligao viga resistente pilar ........................................................................ 151 8.2. Ligao travessa (M3 e M4) viga resistente................................................ 153 8.3. Ligao diagonal (D6 e D8) - pilar ................................................................ 157 8.4. Ligao pilar carro lateral ........................................................................... 159 8.5. Viga resistente ................................................................................................ 163

    9. Concluso .............................................................................................................. 165 10. Bibliografia ............................................................................................................ 167 Anexos .......................................................................................................................... 169

    Anexo 1 Grupo do carro-guincho .......................................................................... 171 Anexo 2 Catlogo do carro-guincho ...................................................................... 173 Anexo 3 Dimenses (www.vincteknobank.com) .....................................