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O projeto de dimensionamento dos elementos estruturais de um mezanino, incluindo a escada, vigas, pilares e ligações, seguindo os requisitos da norma abnt nbr 8800:2008. São detalhados os cálculos e verificações realizados para especificar os perfis de aço que atendem às solicitações atuantes no mezanino, como cargas permanentes, sobrecarga, esforços de flexão, cisalhamento e compressão. O documento abrange o dimensionamento da escada, do corrimão, das vigas secundárias e principais, bem como das ligações e soldas. Essa documentação técnica pode ser útil para estudantes de engenharia civil, arquitetura e áreas afins, servindo como material de estudo, consulta e referência para projetos de estruturas metálicas.
Tipologia: Resumos
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Relatório do Memorial Descritivo do Projeto do
mezanino como requisito para o componente CET
Professor: Kuelson Randello Dantas Maciel
O projeto do mezanino consiste em dimensionar os elementos de sua estrutura
(escada, vigas, pilares, ligações) através das verificações exigidas pela ABNT em sua
norma NBR 8800:2008. Por meio dos critérios e requisitos exigidos nessa norma é possível
especificar os perfis de aço que atendem as solicitações atuantes no mezanino.
O presente memorial descreve os cálculos e detalha os perfis e ligações que devem
ser usados para a execução do mezanino proposto no projeto arquitetônico.
Dimensionamento do mezanino com dimensões de 5 m x 4 m e da sua escada de acesso
conforme os requisitos e critérios exigidos na NBR 8800:2008.
O mezanino possui dimensões de 5 m x 4 m e altura de 3,4 m do piso inferior acabado
até o piso do mezanino acabado. A Figura 3.1 apresenta a planta baixa do mezanino e a
Figura 3.2 apresenta o corte AA.
Figura 3.1 – Planta baixa do mezanino
Fonte: Autores, 2024
Figura 3.2 – Corte AA do mezanino
Fonte: Autores, 2024
De acordo o projeto arquitetônico do mezanino a altura da escada é igual a 3,
metros. Sendo assim, a proporção do espelho é a seguinte:
2 h + g = 60 a 66
15 cm < h < 20 cm
h =0,
g
max
=0,32 cm
g
min
¿ 0,26 cm
Adotado
g = 30 cm , a escada terá 6 m de comprimento e um total de 20 degraus,
como mostrado na Figura 4.1.
Figura 4.1 – Dimensões da escada
Fonte: Pinheiro, 2005
Por meio disso é possível obter que o Centro de gravidade Y CG
é:
y
CG
cm
Na Figura 4.5 é possível visualizar o Centro de gravidade Y CG
do degrau de maneira
esquemática.
Figura 4.5 – Representação do Centro de gravidade do degrau
Fonte: Pinheiro, 2005
Com isso, foi realizado o cálculo do comprimento de chapa por degrau da seguinte
forma:
A partir disso é possível realizar o cálculo de resistência do degrau da seguinte
maneira:
Área do Degrau =32,93∗120,00=3.951,46 cm ²
Peso chapa de 6,3 mm = 497 , N / m ²
Peso do Degrau =196,77 N
=163,98 N / m
Sobrecarga,
q = 3000
m
2
E com base nesses dados é obtido a carga atuante sobre cada degrau conforme os
cálculos abaixo.
m
2
Portanto, a chapa de aço projetada admite as tensões atuantes e a fecha do projeto.
Para o projeto do corrimão serão utilizadas 2 barras chatas de 3” x ½” x 7,60 kg/m e
3 Perfil tubo quadrado de 50 x 50 x 4 conforme as Figura 4.6 e 4.7, e com as características
geométricas apresentadas no Quadro 4.2.
Figura 4.6 – Perfil da barra utilizada no
corrimão
Fonte: Pinheiro, 2005
Quadro 4.2 Característica geométricas do
perfil do corrimão
Fonte: Autores, 2024
Características geométricas do Perfil
7,36 cm
2
y
x
26,15 cm
4
r
y =¿ r x
¿
1,88 cm ³
w
x
= w
y 10,46 cm
3
Figura 4.8 – Cargas atuantes no corrimão
Fonte: Pinheiro, 2005
Figura 4.9 – Reações do corrimão
Fonte: Autores, 2024
M = 77 Nm
No Quadro 4.3 abaixo é apresentado as verificações do corrimão adotado no
projeto.
Quadro 4.3 - Verificações da Barra do Corrimão do projeto
Normal
Resistente
Momento
Resistente:
Alma
77 Nm
Momento
Resistente:
Mesa
77 Nm
Esforço
combinado
Cisalhamento
Fonte: Autores, 2024
O perfil do montante é o mesmo da barra do corrimão perfil quadrado 50 x 50 x 4. E
a carga atuante sobre esse montante estão presentes na Figura 4.10 abaixo.
Na viga da escada foi adotado o Perfil C 203,20 x 17,10 kg/m conforme a Figura
4.12 e possuindo as características apresentadas no Quadro 4.4.
Figura 4.12 – Perfil C 203,20 x 17,10 Kg/m
Fonte: Pinheiro, 2005
Perfil C
21,68 cm
2
x 1.344,30 cm
4
y
54,10 cm
4
r
x
7,87 cm
r
y
1,42 cm
w
x
132,70 cm
3
w
y
1,42 cm
3
Quadro 4.4 – Características
geométricas do perfil C 203,20 x 17,
Kg/m
Fonte: Autores, 2024
Realizando o Cálculo das cargas atuantes da longarina é obtido a seguinte carga
total:
Peso própriototal =6,9 x 17,10= 197 N / m
Carga do Corrimão = 271 N / m
Carga do Corrimão Projetada =
271 x 6,
=311,65 N / m
Cargas dos Degraus =327,95 N / m
Ligações PP = 84 N / m
SobreCarga =1.800 N / m
Carga Total = 2720 N / m
Com isso, é possível obter o esquema de cargas apresentado na Figura 4.13 e as
reações apresentadas na Figura 4.14.
Figura 4.13 – Cargas atuantes na viga principal
Fonte: Adaptado do Pinheiro (2005)
Figura 4.14 – Reações atuantes na viga principal
Fonte: Autores, 2024
Quadro 4.3 - Verificações da Barra da viga do Corrimão
Normal
Resistente
λ
a
kL
r
x
=87,67< λ
máx
Verificação do
esforço
combinado
d
d
Fonte: Autores, 2024
Para execução das vigas secundárias do mezanino foi adotado um perfil C 76,2 x 6,
Kg/m conforme apresentado na Figura 5.1.
Figura 5.1 – Perfil C 76,2 x 6,11 Kg/m
Fonte: Autores, 2024
De acordo a tabela de perfis de aço disponibilizada pela Gerdau esse perfil
apresenta as características geométricas destacadas na Figura 5.2.
Figura 5.2 – Tabela de aço de perfis C da Gerdau
Fonte: Gerdau, 2020
Além disso, o mezanino possuirá uma chapa de piso de 6,3 mm de espessura com
peso de 49,797 Kg/m², e sofrerá uma sobrecarga de 3000 N/m². Com base nessas
informações é possível calcular a carga solicitante das vigas secundárias conforme os
cálculos abaixo.
Peso Próprio (PP) 61,10 N/m
Ligações (10% do PP) 6,1 N/m
Chapa de piso (#6,3 mm) 497,97 N/m² x 0,5 m = 248,98 N/m
Sobrecarga (SC) 3000 N/m² x 0,5 m =1500 N/m
Total (PP + Ligações + Chapa de piso +
q = 1816,18 N/m
Sendo assim, foi obtido uma carga solicitante de 1816,18 N/m. Aplicando essa
carga na viga secundária obtemos as reações apresentadas na Figura 5.3 abaixo.
Figura 5.3 – Reações da Viga Secundária
Carga
Momento Fletor
γ M
d
=1,4 × 227,02=317,83 Nm
ϕ
b
na
γM
d
- Ok!
enrijecedores transversais
λ
a
< λ
pa
cisalhamento
pl
w
f
y
− 4
6
w
= d t
w
=7,62 × 0,432=3,29 c m
2
ϕ
b
pl
γV
d
ϕ
b
pl
γV
d
- Ok!
Fonte: Autores, 2024
Para a execução das vigas principais do mezanino foi adotado um perfil I 254 x 37,
Kg/m conforme apresentado na Figura xx abaixo.
Figura 6.1 – Perfil I 254 x 37,7 Kg/m
Fonte: Autores, 2024
De acordo a tabela de perfis de aço I apresentada abaixo, o perfil possui as
características geométricas destacadas na Figura 6.2.
Figura 6.2 – Tabela de aço de perfis I
Fonte: Prosolver, 2023
O dimensionamento foi feito para a viga principal mais carregada (V8), e será
utilizado o perfil que atende as solicitações da viga V8 em todas as vigas principais (V1,
V2, V3, V4, V5, V6, V7 e V9).
Para obter os carregamentos da viga V8 primeiro foi realizado o cálculo dos
carregamentos das vigas V2, V3 e V4, para saber quanto cada uma dessas vigas está
descarregando na Viga V8. No Quadro 6.1 abaixo é apresentado os cálculos dos
carregamentos da das vigas V2, V3 e V4.
Quadro 6.1 – Cálculo das cargas das vigas V2, V4 e V
Cargas nas Vigas V2 e V4 Cargas na Viga V
Peso próprio (PP) 377 N/m Peso próprio (PP) 377 N/m
Ligações (10% de
37,7 N/m Ligações (10% de
37,7 N/m
Total (PP +
Ligações)
q = 414,7 N/m Total (PP +
Ligações)
q = 414,7 N/m
Cargas: Cargas:
