MAPA - MECÂNICA E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

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ETAPA 1 

​A empresa AçoTec atua no mercado de estrutura metálica industrial há 12 anos. Os trabalhos realizados pela empresa vão desde a elaboração do projeto estrutural até a execução. Nos últimos dois anos, a AçoTec teve um crescimento inesperado de demandas e a equipe de engenheiros(as) foi ampliada e, por isso, a empresa criou um departamento exclusivo para elaboração dos projetos estruturais.
Você foi uma das contratações realizadas pela empresa, como engenheiro responsável pelo cálculo estrutural dos projetos contratados. O projeto atual é o de um mezanino em estrutura metálica para expandir o espaço disponível no galpão de uma indústria sucroalcoleira, para ser utilizado pela logística e produção como local de estoque da produção.

O mezanino metálico é composto por vigas, pilares, escadas de acesso, guarda-corpo e assoalho superior. Ainda possui um revestimento de piso que pode ser em madeira, metálico antiderrapante, liso, grelhado, entre outros diversos tipos disponíveis. 

Para estes projetos, a escolha dos perfis e materiais é uma decisão que interfere diretamente na qualidade do projeto e da execução dos serviços contratados. Foi realizado um projeto preliminar que estabeleceu duas prováveis sessões transversal para as vigas deste mezanino, cujas dimensões estão disponíveis na Figura 1.

​Considerando as seções transversais e os eixos acima (a) e (b), responda às seguintes questões:

1. DETERMINE o centroide de cada uma das seções transversais acima.
​2. CALCULE o momento de inércia de cada uma das seções transversais acima.
 
ETAPA 2

​Diante da alta demanda dos serviços prestados pela AçoTec, a empresa decidiu testar novos fornecedores da matéria prima para melhorar a viabilidade econômica dos projetos, com preços e prazos de entregas mais atrativos. O aço utilizado para este projeto foi o A572 Grau 60. Para garantia de que seu serviço continue com a qualidade que deseja, você foi até o laboratório de uma universidade munido de amostras destes materiais, obtidos com o próprio fornecedor, para verificar as suas propriedades. Após a realização dos ensaios, o técnico te passou os seguintes resultados.
Para o ensaio do aço, foi utilizado um corpo de prova de liga metálica, com diâmetro de 12,8 mm e comprimento útil de 50 mm, que foi submetido a um ensaio de tração até a ruptura. Os dados de carga e alongamento obtidos durante o ensaio estão na Tabela 1.

1. CONSTRUA o gráfico de tensão e deformação para verificar os itens abaixo. EXPLIQUE como chegou a esta conclusão em cada um dos itens.

(a) o limite de proporcionalidade;

(b) a tensão de escoamento;

(c) tensão última;

(d) a tensão de ruptura.

2. DETERMINE o módulo de elasticidade deste material.

ETAPA 3

O projeto preliminar foi apresentado ao cliente e aprovado, em relação às dimensões que foram estabelecidas como área de mezanino e acesso ao espaço. Com isso, já é possível definir de vez qual das sessões transversais previamente estabelecidas será utilizada. Para isso, você deverá realizar os cálculos de verificação de tensões. Dentre as tensões que as vigas estão submetidas, a principal é a tensão de flexão. Para realizar este cálculo, é necessário prever quais serão as cargas ao qual esta estrutura será submetida futuramente. As cargas externas que foram consideradas são:

I) Peso próprio das vigas;

II) Peso dos possíveis materiais que serão estocados no mezanino;

III) Peso dos revestimentos que serão utilizados no piso:

IV) Considerando essas condições a que esta estrutura será submetida, observou-se que a viga mais afetada foi a V101, cujo detalhamento da carga está na Figura 2.

 
A partir disto, foram determinados os diagramas de esforços cortante e momento fletor para esta viga, por meio do software Ftool. Os diagramas estão detalhados nas Figuras 3 e 4.

O aço utilizado neste projeto tem uma tensão de escoamento de 500 Mpa e módulo de elasticidade de 210GPa. O Fator de Segurança (FS) utilizado no dimensionamento da estrutura é de 1,45. Considerando, estas informações e as sessões transversais apresentadas na Figura 1, responda o que se pede:
 
1. FAÇA UMA ANÁLISE para confirmar se as vigas com sessões pré-dimensionadas suportarão as tensões de flexão que estão sendo solicitados, tanto na região comprimida, quanto na região tracionada.

2. VERIFIQUE qual o valor percentual da tensão admissível do aço foi utilizado em cada sessão.

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