64ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

DIMENSIONAMENTO DE BASE ENGASTADA DE COLUNA DE AÇO

Cristiane da Costa Goulart 1 Denis Evangelista dos Santos 1 Euler de Oliveira Guerra 1 Gabriel Rhein Signorelli 1

1. Pontificia Universidade Catolica de Minas Gerais - PUC Minas

INTRODUÇÃO:

O projeto de estruturas de aço de edifícios industriais, comerciais e residenciais requer o dimensionamento das bases das colunas dessas edificações. Estas bases podem ser concebidas como rotuladas ou engastadas. Neste trabalho automatizaram-se, através de uma planilha eletrônica, todas as verificações e dimensionamentos dos componentes das bases engastadas. Esta fase do projeto envolve um consumo de tempo considerável, pois a solução ideal é obtida por tentativas, as quais devem convergir para a solução mais econômica. Dessa forma, com o emprego da planilha, o usuário dimensiona com redução do tempo necessário para este fim. Obtem-se a espessura da placa de base, a espessura da barra de cisalhamento, o chumbador, com definição do seu diâmetro e comprimento de ancoragem, verifica-se o esmagamento do concreto da base. Os esforços solicitantes e geometria da base são fornecidos em telas ilustrativas. Os resultados também são fornecidos em telas ilustrativas, os quais podem ser anexados à memória de cálculo.

METODOLOGIA:

A teoria necessária para o dimensionamento dos diversos componentes está disponível em bibliografia apropriada. As limitações de tensões e resistências dos diversos componentes estão contempladas na norma ABNT – NBR8800: 2008 “Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios”. Com auxílio da planilha eletrônica EXCEL e recursos do Visual Basic foram implementadas as rotinas de dimensionamento. O usuário fornece as dimensões em planta da placa de base e o aço da mesma, escolhe o diâmetro e o aço do chumbador, especifica a resistência à compressão do concreto da base, fornece os esforços solicitantes de cálculo vertical, horizontal e o momento. A planilha disponibiliza os seguintes resultados: a espessura mínima para a placa de base; define o número de chumbadores e seu comprimento de ancoragem; verifica a tensão de compressão no concreto; verifica as dimensões da barra de cisalhamento e a compressão horizontal no concreto.

RESULTADOS:

A planilha analisa bases engastadas com força vertical de tração ou de compressão, combinada com momento. No caso dos chumbadores tracionados, a quantidade de chumbadores será definida pelo programa com base na ruptura da seção líquida na região da rosca e com base no escoamento da seção bruta, uma vez que o usuário escolhe a bitola e o aço do chumbador. O usuário pode escolher a ancoragem reta ou a ancoragem com bengala. A superposição dos cones de arrancamento é considerada nas análises. A espessura da placa de base é definida pela flexão provocada pelas tensões de compressão no concreto ou pela flexão produzida pela força de arrancamento nos chumbadores. A barra de cisalhamento é dimensionada em função da compressão horizontal no concreto e na flexão decorrente desta compressão. Alguns profissionais dimensionam os chumbadores para resistir simultaneamente à tração e ao cisalhamento. Neste trabalho não se utiliza esta hipótese

CONCLUSÃO:

Foram feitas diversas simulações variando-se os dados de entrada, e em seguida comparou-se os resultados apresentados pela planilha com as verificações manuais, com objetivo de apurar a validade das rotinas implementadas. Os resultados foram condizentes com os cálculos manuais. A principal vantagem da planilha está no tempo de obtenção dos resultados, visualizando-os na tela ou imprimindo-os. Como a planilha fornece as espessuras mínimas das chapas e a quantidade mínima de chumbadores, o produto final será a base mais econômica.

Palavras-chave: Estruturas, Base de Coluna, Aço.