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Título: Análise comparativa de modelos de treliça em estrutura metálica: uma água e duas águas
Título(s) alternativo(s): Comparative analysis of truss models in metal structures: mono-pitched and dual-pitched
Autor(es): Luz, Dionatan Antunes da
Orientador(es): Costa, Roberto Nunes da
Palavras-chave: Construção metálica
Análise estrutural (Engenharia)
Flambagem (Mecânica)
Aço
Building, Iron and steel
Structural analysis (Engineering)
Buckling (Mechanics)
Steel
Data do documento: 13-Fev-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: LUZ, Dionatan Antunes da. Análise comparativa de modelos de treliça em estrutura metálica: uma água e duas águas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025.
Resumo: Galpões mistos, que combinam estruturas de aço e concreto, são uma das opções mais utilizadas na construção devido aos seus benefícios. Esse modelo geralmente combina pilares de concreto, que possuem uma ótima resistência à compressão, e coberturas em estruturas metálicas que se comportam muito bem em esforços mistos. A fabricação de um galpão com as treliças em estrutura metálica também permite uma velocidade de execução na montagem e uma flexibilidade em seu design, oferecendo uma solução eficiente e econômica para várias aplicações, sendo as principais: armazéns, fábricas, quadras esportivas e pavilhões. Mas apesar de possuir todas essas vantagens, um problema que enfrentamos é o correto dimensionamento dessas estruturas para extrair a maior eficiência entre valor e resistência, prevendo os efeitos externos e internos que podem exercer uma força sobre a construção. Tendo isso em mente o trabalho irá focar no estudo comparativo da eficiência de três modelos de treliça distintos, simulando que estarão sobre efeitos das mesmas condições de contorno, como: altitude, tipo de terreno, força do vento, cargas combinadas e dimensões visando mostrar o impacto financeiro e estrutural do correto dimensionamento e escolha do modelo de treliça em um projeto. Para isso o trabalho foi desenvolvido seguindo as mesmas etapas para os modelos, sendo: definição das condições, cálculo da carga do vento a partir da BR 6123: Forças devidas ao vento em edificações, modelagem das estruturas no software CYPE 3D, aplicação da NBR8800: projetos de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios e a verificação através dos softwares CYPE 3D para verificações de carregamento e flambagem para dimensionamento do perfil. Com isso, encontramos o modelo duas águas estilo pratt tendo uma quantidade menor de material na execução e resistindo às mesmas tensões que os demais, sendo a mais barata em consumo de material.
Abstract: Mixed warehouses, which combine steel and concrete structures, are among the most widely used options in construction due to their benefits. This structural model typically integrates concrete columns, which offer excellent compressive strength, with metal truss roofing systems that perform well under combined loads. The use of steel trusses in the construction of a warehouse also enables faster assembly and greater design flexibility, providing an efficient and cost-effective solution for various applications, such as storage facilities, factories, sports courts, and pavilions. However, despite these advantages, a key challenge is the proper structural design to achieve maximum efficiency in terms of cost and strength, accounting for external and internal forces acting on the structure. With this in mind, this study focuses on a comparative analysis of the efficiency of three different truss models, assuming they are subjected to identical boundary conditions, such as altitude, terrain type, wind loads, combined loads, and structural dimensions. The objective is to demonstrate the financial and structural impact of proper truss selection and design in a construction project. To achieve this, the study follows a standardized methodology for all models, including: defining boundary conditions, calculating wind loads based on NBR 6123: Wind Actions on Buildings, modeling the structures in CYPE 3D, applying the guidelines of NBR 8800: Design of Steel Structures and Steel-Concrete Composite Structures for Buildings, and verifying load-bearing capacity and buckling resistance through CYPE 3D simulations. The results indicate that the Pratt-style dual-pitched truss requires the least amount of material while withstanding the same stresses as the other models, making it the most cost-effective option in terms of material consumption.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37486
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