Estruturas e Edificações Rurais

Estruturas e Edificações Rurais

(Parte 1 de 11)

ENG 450 Estruturas e Edificações Rurais

Prof. Fernando da Costa Baêta Construções Rurais e Ambiência

Edição: Júlio César de Melo

Engenheiro Agrícola e Ambiental (31) 8425-5001

Viçosa-MG

Estruturas, para o Engenheiro Agrícola, quer dizer Edificações, incluindo equipamentos e dependências dentro e em volta delas.

O Estudo estrutural começa com a determinação das cargas, durante o projeto, e tem como base os limites das cargas previstas.

O estudo estrutural inclui também a análise das propriedades, aplicações e usos dos materiais envolvidos. Na escolha dos materiais considera-se: tipo, classificação, custo e disponibilidade, associados com resistência, durabilidade, manutenção, aparência e facilidade de limpeza, entre outros.

Cargas permanentes, acidentais e devido ao vento.

As cargas que agem sobre as edificações rurais são, em geral, de um dos três tipos: permanentes, acidentais e devido ao vento. As cargas permanentes são aquelas correspondentes ao peso próprio dos elementos estruturais e por todas as sobrecargas fixas. As cargas acidentais são aquelas que podem atuar sobre a estrutura de edificações em função do seu uso (produtos, pessoas, veículos, equipamentos, etc.). As cargas devido ao vento dependem do clima.

Os valores de cargas acidentais considerados para edificações rurais podem diferir daqueles empregados para construções urbanas. Normalmente estes valores são menores por considerar o nível de importância do elemento abrigado - por exemplo, máquinas quando comparadas com alunos em uma escola.

A atuação das cargas em edificações rurais é complexa.

As cargas impostas pelos ventos dependem do local, altura, forma e inclinação dos telhados. As cargas acidentais recomendadas variam também com a vida útil e uso da estrutura, além de ter que considerar o risco de vidas humanas.

Todo elemento estrutural deve ser calculado e projetado para suportar uma das seguintes combinações de cargas:

∗ Permanentes + acidentais,

∗ Permanentes + acidentais + vento, ou

∗ outra combinação necessária.

O quadro 1 apresenta o peso específico de diversos materiais que podem corresponder às cargas permanentes ou acidentais de edificações.

O quadro 2 apresenta as cargas e sobrecargas a serem consideradas nos diversos projetos.

Ácido Carbônico (0o atm) 1,980 Cloro 1 330 Ácido clorídrico(15o, 40o) 1 190 Cobre fundido 8 800

Ácido nítrico (15o) 1.520 Corda 1 160 - 1 950 Ácido sulfuroso (líq.) 1 490 Cortiça 240 Açúcar branco 1 610 Couro seco 860

Água destilada (4o) 1 0 Escória de alto forno 2 500 - 3 0 Alcatrão 1 200 Estanho fundido 7 260

Álcool etílico (15o) 790 Farinha de trigo 430 - 470 Alumínio laminado 2 700 - 2 750 Ferro comum 7 800

Alvaiade 6 700 Gasolina (15o) 800 - 850 Alvenaria de tijolo fresca 1 570 - 1 700 Gelo 880 - 920 Alvenaria de tijolo seca 1 420 - 1 550 Gesso calcinado 1 810 Amianto (asbesto) 2 800 Gesso peneirado 1 250 Amianto papelão 1 200 Grafite 1 900 - 2 300 Amido 1 530 Granito 2 510 - 3 050 Angico 960 - 850 Graxa 920 - 940 Antimônio 6 700 Hidrogênio (0º atm.) 0,089

Ar (0o atm) 1,29 Imbuía 650 Ardósia 2 630 - 2 670 Ipê 1 030 - 960 Areia fina seca 1 400 - 1 650 Jacarandá 910 - 720 Areia fina úmida 1 900 - 2 050 Jatobá 1 020 - 850 Areia grossa 1 400 - 1 500 Lã de carneiro 1 320 Argamassa 2 100 - 2 500 Latão 8 400 - 8 700 Argila seca 2 0 - 2 250 Manganês 7 150 - 8 300 Argila úmida 2 600 Manteiga 970 - 950 Aroeira do sertão 1 210 - 1 160 Mármore comum 2 520 - 2 850 Arroz 770 - 850 Milho em grão 700 – 800 Asfalto 1 100 - 1 330 Neve 125 Aveia 360 - 560 Níquel 8 400 - 8 650 Azeite 840 - 941 Nitrato do Chile 2 260

Barro 1 700 - 2 800 Óleo de algodão (15o) 920 Batata 1 060 - 1 130 Osso 1 800

Benzina (0o) 900 Ouro laminado 19 300 -19 350 Borracha 920 - 960 Palha (em feixe) 60 - 70 Bronze(8 a 14% estanho) 7 400 - 3 900 Papel 700 - 1 150 Cabriúva 980 - 870 Parafina 870 - 910 Cálcio 1 500 Parede de pedra 2 030 - 2 450 Cal hidratada 1 150 - 1 250 Parede de tijolos cheios 1 500 - 1 650 Cal virgem 900 - 1 300 Parede de tijolos furados 1 050 - 1 100 Carvão de lenha branca 135 - 180 Pedra calcária 2 460 - 2 650 Carvão fóssil 1 200 - 1 500 Peroba 870 - 720 Caulim 2 200 Pinho brasileiro 610 - 520 Cedro 580 - 420 Prata laminada 10 500 -10 600 Centeio 680 - 790 Salitre 1 990 - 2 030 Cera 965 - 970 Terra argilosa seca 1 700 - 2 0 Cerveja 1 020 - 1 040 Tijolo comum 1 400 - 1 550 Chumbo 1 250 -1 370 Trigo 700 - 830 Cimento em pó 1 450 - 1 750 Vidro de janela 2 400 - 2 600 Cloreto de cálcio 2 200 - 2 240 Zinco laminado 7 130 - 7 200

QUADRO 2 Cargas e sobrecargas para edificações rurais.

Descrição Cargas kgf/m² Sobrecargas kgf/m²

Bovinos adultos 500 - Bezerros 290 - Caprinos e ovinos 240 - Suínos com até 90 kg 250 - Suínos com até 220 kg 340 - Eqüinos 500 - Perus 140 - Galinhas e frangos de corte 100 - Estufas 250 - Residências rurais 200 - Casas de máquinas 750 - Cozinhas não residencial 300 - Escolas rurais 300 - Escritórios 200 - Garagens e estacionamentos 300 - Laboratórios 300 - Telhado colonial 140 60 Telhado com telhas francesas 125 60 Telhado com telhas de fibrocimento 90 60 Laje de forro 120 100 Laje de piso 180 200 - 600 Revestimento de forro 50 - Pisos sobre base de concreto 50 - 80 - Revestimentos de paredes 25 -

1 - Introdução

A NBR-6123 tem por objetivo fixar condições que se exigem quando da consideração das forças devidas à ação do vento, visando ao cálculo das várias partes que compõem uma edificação.

Convém relembrar que para o estudo das forças do vento é necessário, fundamentalmente, o conhecimento de três parâmetros:

- pressão de obstrução: depende essencialmente da velocidade do vento (V), numericamente igual a:

q em kgf/m2, quando Vk em m/s. - coeficiente de pressão: depende da geometria do edifício, algebricamente igual a:

CpiCpeCp−=

(fornece a pressão num certo ponto, quando multiplicado pela pressão de obstrução).

- coeficiente de forma: se refere a um certo ponto, enquanto o coeficiente de forma dá os valores médios em superfícies planas.

2 - Procedimentos para cálculo

O item 3 da NBR-6123 diz textualmente: As forças devidas ao vento sobre uma edificação devem ser calculadas separadamente para:

a) elementos de vedação e suas fixações (telhas, vidros, esquadrias, painéis de vedação, etc.); b) partes de estrutura (telhados, paredes, etc.); c) a estrutura como um todo. As forças devidas ao vento são determinadas a partir dos seguintes parâmetros:

- velocidade básica do vento (Vo), adequada ao local onde a estrutura será construída.

Essa velocidade básica (Vo) deve ser multiplicada pelos fatores S1, S2 e S3 para ser obtida a velocidade característica do vento (Vk). Assim tem-se simbolicamente:

S1 = fator topográfico S2 = fator de rugosidade do terreno S3 = fator estatístico

- pressão de obstrução (q), determinada a partir da velocidade característica (Vk), pela fórmula (1) indicada no item anterior, onde:

- coeficiente de pressão e de forma, determinados experimentalmente e disponíveis na literatura. Desta forma, o esforço imposto pelo vento na estrutura ou parte dela é dado por:

q.Cpqfinal=

3 - Velocidade básica do vento: Vo

De acordo com a NBR-6123, a velocidade básica do vento Vo (em m/s) pode ser obtida no mapa do Brasil, onde se encontram as isopletas correspondentes (veja próxima figura).

Definimo-la como sendo “a velocidade de uma rajada de 3 segundos, exercida, em média, uma vez em 50 anos, a 10 m acima do terreno, em campo aberto e plano”.

(Parte 1 de 11)

Comentários