Pesquise e descreva como realizar o pré-dimensionamento de uma estrutura metálica. Citar bibliografias consultadas (livros, normas, dissertações, teses, artigos de revista ou congresso).

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente “pesquisar e descrever como realizar o pré-dimensionamento de uma estrutura metálica” e ainda citar bibliografia (normas, livros, artigos etc.).
Conteúdo: introdução ao pré-dimensionamento em estruturas de aço (entender carga, escolher perfil, verificar limites).
O que vamos precisar:
  • Noções de carregamento (carga morta, viva, vento…)
  • Regras de pré-dimensionamento (relação vão/altura, limitação de esbeltez, verificação aproximada de esforços)
  • Normas brasileiras (principalmente ABNT NBR 8800) e livros de referência

Passo 2

Definindo as cargas principais
  1. Carga morta (G): peso próprio de vigas, lajes metálicas, revestimentos.
  2. Carga viva (Q): uso do prédio (escritório, galpão, etc.).
  3. Carga de vento (W): calculada pela NBR 6123.
  4. Combinações de carga conforme NBR 8800.
    Explicação rápida: a norma diz que devemos somar G + ψ·Q + W (onde ψ é coeficiente de combinação). A partir daí encontramos os esforços máximos no elemento.

Passo 3

Pré-dimensionar vigas
Regra prática mais usada:
altura (h) ≃ L/15 até L/20, onde L é o vão livre da viga.
Exemplo: se L = 6 m, escolhemos
h ≃ 6000 mm / 18 ≃ 333 mm
Depois disso, definimos espessura de alma e abas consultando catálogos de perfis (IPE, HEA, W).
Teoria envolvida: quanto maior h, mais momento fletor o perfil suporta, mas aumenta peso e custo.

Passo 4

Pré-dimensionar colunas
  1. Escolher seção cujo momento de inércia I atenda à esbeltez máxima λ ≤ λ_lim.
    λ = l_efetivo / i ≤ 200 (para aço não revestido, por exemplo)
    onde i = √(I/A).
  2. Estimativa rápida de área A a partir da carga de flambagem:
    N_ed ≃ A · f_y / γ_M0 · φ
    ⇒ A ≃ N_ed · γ_M0 / (φ · f_y)
    com φ (fator de redução de flambagem) aproximado pela curva de avalanciamento da NBR 8800.
  3. Ajustar dimensões do perfil (por ex. HEB 200, HEB 260) até atender λ e A.

Passo 5

Checagens grosseiras e ligações
  • Verificar cisalhamento: alma do perfil deve resistir
    V_ed ≤ τ_ad · t_w · h_0
    onde τ_ad = 0,6·f_y/γ_M0, t_w = espessura da alma, h_0 = altura útil.
  • Liguar vigas em pórticos simples ou treliças: usar chapas de ligação dimensionadas para forças de transferência.
    Teoria: é importante garantir que nem alma nem aba vão “rasgar” sob ação de forças de corte.

Resposta

O pré-dimensionamento consiste em:
  1. levantar as cargas (mortas, vivas, vento) e combinações segundo NBR 8800 e NBR 6123;
  2. estimar a altura das vigas (h ≃ L/15 a L/20) e escolher um perfil comercial;
  3. definir área e geometria da coluna via esbeltez λ ≤ λ_lim e A ≃ N_ed·γ_M0/(φ·f_y);
  4. checar corte e dimensionar ligas.
Bibliografia consultada:
  • ABNT NBR 8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios
  • ABNT NBR 6123:1988 – Forças devidas ao vento em edificações
  • SCHODEK, D.; KALAM, A.; CHƗOPRA, S. Metal Building Systems, Wiley, 2000
  • SALVADORI, M. G.; RUSSO, G. G. Estruturas de Aço: Projeto e Detalhamento, Pini, 2004
  • BAHL, M. C. P.; ALMEIDA, R. F. de. “Pré-dimensionamento de estruturas metálicas”, Revista M&T, v. 15, n. 2, 2015.

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