Projeto estrutural de um armazém de aço de 18m × 55m × 6m para Papua Nova Guiné com guindaste aéreo de 5 toneladas

Projeto estrutural de um armazém de aço de 18 m × 55 m × 6 m para Papua Nova Guiné com ponte rolante de 5 toneladas, ventiladores de telhado e claraboias

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Localização: Papua Nova Guiné (PNG)

Clima: Tropical; sem neve, atividade sísmica insignificante

Velocidade do Vento: 120 km/h (≈33,3 m/s) → Pressão básica do vento ≈ 0,7 kN/m² (conforme AS/NZS 1170.2 ou código local equivalente)

Dimensões do edifício:

Largura: 18m

Comprimento: 55 m

Altura do beiral: 6 m

Inclinação do telhado: 5 graus (padrão para drenagem; elevação ≈ 0,8 m no meio-do vão)

Revestimento de paredes e telhados: Chapas de aço corrugado pré-pintadas de 0,45 mm (revestimento simples)

Equipamento Interno: Uma ponte rolante elétrica (EOT) de 5 toneladas, vão ≈ 16,5 m, vigas de pista apoiadas em colunas principais

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Quadros Principais: Pórticos rígidos espaçados em intervalos de 7,86 m (7 vãos com mais de 55 m de comprimento → 8 pórticos no total, a opção será 9 vãos em 6,11 m cada vão).

Configuração do quadro:

Colunas: Seções H personalizadas CBC (seções de placas soldadas)

Vigas: seções cônicas-em I-construídas

Base: Base fixa ou fixa (preferencialmente fixa para cargas de guindaste) embutida em sapatas de concreto armado

Sistema de pista de guindaste:

Vigas da pista do guindaste: HEA/UB 300–350 (dependendo dos critérios de deflexão)

Conexões de suporte soldadas aos flanges da coluna a aproximadamente 5,5 m de altura

Trilho do guindaste: Padrão QU70 ou similar

Contraventamento: Contraventamento horizontal e vertical entre vigas da pista

 

 

Terças: Seções C-(C200×60×20×2,5 mm) com espaçamento de 1,5 m no telhado

Meninas: Seções C-(C150×60×20×2,0 mm) com espaçamento vertical de 1,2 m nas paredes

Sistema de suporte:

Telhado: contraventamento em X-nos vãos finais + contraventamento longitudinal ao longo da cumeeira/beiral

Paredes: contraventamento-cruzado nas extremidades do frontão e em uma parede lateral

Todas as contraventamentos: hastes de aço ou seções angulares de Ø12–16 mm

 

 

Ventiladores: Ventilador contínuo de cumeeira (policarbonato ou metal) – 55 m de comprimento

Claraboias: Painéis translúcidos de PRFV ou policarbonato integrados a cada 3 compartimentos de madre (espaçamento de ~4,5 m), cobrindo ~10% da área do telhado → aprox. 100 m²

 

 

Sapatas de concreto armado sob cada pilar (tamanho estimado em 2,0 m × 2,0 m × 0,8 m de profundidade, dependendo da capacidade de suporte do solo maior ou igual a 100 kPa)

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Carga morta (DL):

Revestimento de telhado + terças: 0,12 kN/m²

Viga do guindaste + trilho: 0,5 kN/m (carga de linha nas colunas)

Carga ao vivo (LL): Carga de manutenção=0.25 kN/m² (telhado não-acessível)

Carga de Vento (WL):

Pressão de velocidade básica q=0.613 × V² (V em m/s) → q ≈ 0,68 kN/m²

Coeficientes de pressão externa (Cp):

Parede de barlavento: +0.7

Parede de sotavento: –0,5

Telhado (inclinação de 5 graus): –0,9 (sucção)

Pressão interna: ±0,2 (assumindo edifício parcialmente aberto)

Pressão líquida de projeto ≈ 1,0–1,2 kN/m² (sucção crítica no telhado)

Carga do guindaste:

Vertical: 50 kN (5 t) + fator de impacto (25%) → 62,5 kN por roda

Lateral: 10% da carga levantada → 5 kN por roda

Longitudinal: 5% de força de frenagem

 

 

Moldura do Portal: Projetado para cargas combinadas de gravidade + vento + guindaste usando análise de segunda-ordem (efeitos P-Δ considerados)

Limites de deflexão:

Telhado: L/180 sob vento

Pista do guindaste: L/600 sob carga vertical

Flambagem Local: Reforços de alma em locais de suporte de guindaste

Conexões: Ligações de momento soldadas nas ligações viga-pilar; emendas aparafusadas para transporte

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Item	Descrição	Quantidade	Peso unitário (kg/m)	Peso total (kg)
Quadros Principais	Seções I{0}}cônicas (média. 110 kg/m)	8 quadros × (2×6 m coluna + 18.5 m viga)=236 m	110	25,960
Vigas de pista de guindaste	UB 356×171×51 (51 kg/m)	2 × 55 m	51	5,610
Terças	C200×2,5mm	(55/1.5 +1) × 18 m ≈ 684 m	3.2	2,189
Cintas de parede	C150×2,0mm	2×(55+18)×(6/1.2) ≈ 730 m	2.3	1,679
Preparação	Haste Ø16 / ângulos L50×5	~400 m	1,5 média	600
Folhas de telhado/parede	PPGL de 0,45mm	Telhado: 55×18,2 ≈ 1.001 m²; Paredes: 2×(55+18)×6=876 m²	4,5kg/m²	8,457
Fixadores, trilhos, acessórios	-	-	-	~2,000
Peso total do aço				≈46.495kg

Nota: Exclui vergalhões de fundação e concreto.

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Velocidade do Vento: Até 250 km/h (por exemplo, tufão Haiyan) → q ≈ 3,0 kN/m²

Principais mudanças:

Aumente os tamanhos das seções da estrutura principal em 30–50%

Reduza o espaçamento da estrutura do portal para 6 m (9 baias) para melhor distribuição de carga

Use revestimento mais espesso (0,55–0,60 mm) com fixação aprimorada (espaçamento menor entre parafusos, clipes de proteção)

Fortaleça as conexões do telhado-à{1}}estrutura (use travas em vez de tiras)

Adicione mais suporte (transversal e longitudinal)

Maiores fatores de segurança no projeto de elevação do vento (especialmente em beirais e cantos)

Considere um telhado com-isolamento duplo para reduzir o estresse térmico e melhorar a durabilidade

 

 

Coeficiente Sísmico: Sa(T) ≈ 0,6–0,9g (dependendo do solo e do período)

Principais mudanças:

Mude de estruturas de portal rígidas paraquadros reforçadosouEstruturas-resistentes a momentos com detalhes dúcteis

Use seções H-uniformes (não{0}}cônicas) para garantir o controle da formação de dobradiças plásticas

Placas de base projetadas para momento total + cisalhamento + elevação devido ao tombamento sísmico

Os suportes do guindaste devem ser restringidos sismicamente (amortecedores ou batentes laterais)

O diafragma do telhado deve atuar como uma treliça horizontal rígida → espaçamento menor entre as terças (1,2 m) e fixação mais forte da chapa

Requisitos de classe de ductilidade de acordo com AISC 341 ou código chileno local (por exemplo, uso de aço pontiagudo de baixo-rendimento-não é permitido)

Fundações projetadas para alta resistência ao levantamento e ao deslizamento

Evite elementos frágeis (ex.: varetas finas); use ângulos estruturais ou tubos para suporte

Observação: Em zonas sísmicas, o próprio guindaste pode exigir disposições especiais de ancoragem e amortecimento, que são desnecessárias em PNG.

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O armazém proposto para Papua Nova Guiné é otimizado para cargas de vento moderadas e operação de guindaste, usando estruturas cônicas-econômicas e revestimento-leve. Nas Filipinas-propensas a tufões, a robustez contra ventos extremos rege o projeto, enquanto no Chile sísmico, a ductilidade, a redundância e a dissipação de energia tornam-se fundamentais-levando a sistemas estruturais e uso de materiais fundamentalmente diferentes. Os códigos de construção locais (NSCP para Filipinas, NCh para Chile) devem ser rigorosamente seguidos em cada caso.