363) Cavaletes Metálicos para guarda de hastes e ferramentas

MEMÓRIA DE CÁLCULO PARA DIMENSIONAMENTO DE CAVALETE TUBULAR METÁLICO PARA SUPORTE DE MATERIAIS

Objetivo:

O presente documento tem por objetivo apresentar o memorial de cálculo de cavalete tubular metálico para suporte de materiais.

Metodologia:

O trabalho seguiu as seguintes etapas:

a) Levantamento dos desenhos

b) Dimensionamento do cavalete.

Memória de Cálculo:

O sistema proposto destina-se ao armazenamento seguro e eficiente de materiais (hastes, barras). O dimensionamento será feito para um suporte (cavalete). No momento do uso o sistema será comporto por no mínimo dois suportes (cavaletes).

3.1. Representação Gráfica

NOTAS: Dimensões em centímetros exceto onde indicado.

3.2. Variáveis Definidas

O sistema é composto por tubos de aço galvanizado (Rohr ou similar). As características do tubo bem como do material que o compõem estão listadas a seguir:

Características do Tubo:

a) Diâmetro externo: d=48,3mm

b) Espessura da parede: e=3,0mm

c) Momento de Inércia: J = 11,00cm⁴

d) Área da Seção: A = 4,27cm²

e) Peso por metro Linear: m = 3,50kg

f) Momento de Flexão Admissível: M_f= 0,635kNm

Características do Aço:

a) Peso Específico: 78,5kN/m³

b) Módulo de Elasticidade: E=21.000kg/mm²

c) Tensão Limite de Resistência/Ruptura: f_u = 400MPa (NBR8261/2010)

d) Tensão Limite de Escoamento: f_y = 290Mpa (NBR8261/2010)

3.4. Dimensionamento das Travessas

O dimensionamento da travessa será feito em função do momento de flexão admissível.

Flexão simples

Considerando as travessas como elementos bi-apoiados o momento máximo (M) e a cortante (V) pode ser calculado pela fórmula:

M= P_max x d²

0,635 = P x 1²

P_max = 5,08kN/m = 508kgf

Então:

A carga vertical suportada por cada cavalete é de 508kgf/m. Adotaremos um carregamento de 500kgf/m/cavalete

Flecha

De posse da carga máxima verifica-se a flecha devido a este carregamento.

F_total= 5 x Q x d⁴

384 x E x I

F_total= 5x 500 x 1,00⁴

384 x 2,1x10¹⁰ x 1,1 x 10^-7

F_total= 0,00281m

• Flecha Admissível

f_adm= d/350

f_adm= 0,00286m

• Verificação de Dimensionamento

Flecha atuante <Flecha admissível

F_total<f_adm

0,00281<0,00286 (ok)

3.4.1 Dimensionamento dos Montantes

Raio de Inércia

l_min= √J_min/S = 1,59cm

Índice de Esbeltez

l= L₀

l_min

l= 90 = 56,603

1,59

l < 105 → P_flamb = (1200kgf/cm² – 0,023kgf/cm²xl²) x A = 5118,44kgf

• Verificação de Dimensionamento

Tensão atuante <tensão admissível

P_max<P_flamb

508kgf<5118,44kgf (ok)

Considerações:

Tendo em vista os cálculos apresentados acima pode-se afirmar que o cada cavalete para suporte de materiais pode ser usado de forma segura para uma carga máxima de 508kgf/m.

As dimensões de projeto devem ser rigorosamente respeitadas no momento da montagem do sistema.

O dimensionamento verificou a segurança em relação às cargas. Para que que eficiência seja mantida é necessário que o suporte seja apoiado sobre uma base firme e resistente. Caso contrário o mesmo poderá afundar, perder estabilidade e comprometer o perfeito funcionamento.

REFERENCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Ações de cargas nas estruturas: NBR-6120/1980

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Tubos de aço-carbono, formado a frio, com e sem solda, de seção circular, quadrada ou retangular para usos estruturais: NBR-8261/2010

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Ações e segurança nas estruturas – Procedimento: NBR8681/2003.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projetos de Estruturas de Aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios: NBR-8800/2008.

MOREIRA, Artur Carlos da Silva (Coord.). Proteções Coletivas – Modelo de dimensionamento de um Sistema de Guarda Corpo. São Paulo:FUNDACENTRO, 2004, 39 p.

NARESI, Luiz Antonio Júnior, (Eng. Civil, Geotécnico e Eng. Seg. Trabalho) - Cálculo de cavaletes para hastes de sondagem e chumbadores e tirantes , Juiz de Fora : PROGEO, 2021 home page: https://sites.google.com/site/naresi1968/363-cavaletes-met%C3%A1licos-para-guarda-de-hastes-e-ferramentas?authuser=0