O Laudo Técnico Linha de Vida

MEMORIAL DE CÁLCULO

SISTEMA PESADO

1. METODOLOGIA

Os elementos utilizados serão descritos geometricamente e construtivamente, a fim de caracteriza-los.

Com base nestes dados será feita analise estrutural dos mesmos, tendo como premissa o atendimento quanto ao seu dimensionamento e normas de segurança provisória no canteiro de obras.

Com os dados coletados e valendo-nos de métodos e teorias para o cálculo estrutural dos elementos, preconizado pelas Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas e Livros Técnicos.

[pic 1]

1. CARGA ATUANTE TOTAL

Será considerada uma dinâmica de uma pessoa em queda livre atuante sobre a rede e sobre a estrutura metálica.

Nesses termos, se tem, a partir da equação da energia potencial

Ep= m.g.h

Ep: Energia potencial

G: Aceleração da gravidade

H: altura da queda => h= 6,00m

Energia cinética

Ec= m.v²/2

Ec= energia cinética

M= massa => peso do trabalhador m= 100kg

Vf= velocidade

Isolando a velocidade

Vf= (2xgxh)1/2

A carga que o sistema deve suportar é determinada considerando os dados abaixo:

Dados considerados:

m: 100kgf

g: 9,81m/s²

h: 6,00m

A velocidade de queda do objeto é determinada pela equação: V0 = 0

Vf = V²0+2.g.h =>√(0+2x9,81x6,00)=>  V²f =  10,85m/s

Energia cinética é determinada por:

Ec = 1/2 x m x V²f = 1/2.100.10,85²=> Ec = 5.886,13J  

Onde:  

Ec   energia cinética (J)

m   peso do trabalhador (kgf)

Estabelecendo que no momento do impacto a rede terá uma deformação de no mínimo 1,15m a altura/folga do bolsão, a força será determinada a partir de:

EE = Ec = F x ɛ => F= EE/ ɛ = 5.886,13J/1,15m[N.m/J] => F= 5.118,37N => F= 521,93kgf

Onde:

EE   energia elática (J)

F    força de impacto (kgf)

ɛ    deformação do sistema

A carga de impacto calculada é superior a cinco vezes o peso de um trabalhador levando em consideração o peso de 100kg e a força calculada está entre dois suportes tipo forca e assim a distribuição da carga estará em quatro pontos. Sendo dois pontos na parte superior da forca e dois pontos na laje.

A força aplicada em cada ponto.

Com isso, temos a força aplicada a cada ponto.

Fmáx = F+PRede/4 = 521,93+14/4 => Fmáx = 133,98kgf

Fmáx    força máxima aplicada aos pontos de fixação da rede (kgf)

F    força de impacto (kgf)

PRede    peso da rede de segurança (kgf)

Para o presente projeto, foi utilizado vergalhão de aço CA 50 nervurado conforme ABNT NBR 7480/2007, que apresenta tensão de escoamento de 2500 kgf/cm², e tensão limite resistência mecânica de até 5508kgf/cm².

 

1. Verificação das cargas atuantes no suporte

A parte superior da forca está sujeita a esforços de flexão gerados pela carga aplicada ao sistema em sua extremidade da forca e base.

[pic 2]

As reações do plano X Y são definidas por:

∑Fy = 0 => - Fmáx +Rya = 0  => Rya - Fmáx  => Rya = - 133,98kgf

Ponto A:

∑Fy = 0 => - Fmáx –TBsen(45°) => TB - Fmáx /sen(45°)=  -133,98/sen(45°) => TB=  -189,47kgf

Ponto B:

∑Fx = 0 => Rxa+TB cos(45°) => Rxa= -TBcos(45°)= -(-189,47)cos(45°) => Rxa = 133,97kgf

Onde:

Rxa   reações no direção do eixo X    (kgf)

Rya   reações na direção do eixo Y     (kgf)

TA     carga aplicada a barra A            (kgf)

TB      carga aplicada a barra B            (kgf)

Fmáx      força máxima aplicada aos pontos de fixação da rede       (kgf)

1. Momento atuante sobre a barra superior

A barra superior é composta por tubo quadrado de 50 x 50 x 3mm com costura, executado em aço ASTM A36 com limite de escoamento igual à 2500kgf/cm² e limite de resistência mecânica de 4600kgf/cm². A barra é submetida a esforço de momento fletor gerados pela carga Fmáx , aplicada a uma distância L= 100cm do apoio mais próximo.

A definição do momento fletor é definido por:

MB_Sup = Fmáx .L = 133,97 x 175,00 => MB_Sup = 23.436kgf.cm

MB_Sup     momento fletor aplicado a barra superior (kgf.com)

L         comprimento de referência (cm)

Fmáx       força máxima aplicada aos pontos de fixação da rede (kgf)

A tensão atuante:

ꝊB_Sup = MB_Sup.Y/J = 23436.3,0/20,85 =>  = 3.372,08kgf/cm²

Como: ꝊB_Sup < ꝊRup => 3.372,08kgf/cm² < 4600kgf/cm²   O tubo mencionado está seguro.        

Barra da mão francesa

A barra da mão francesa/reforço é composta por tubo quadrado de 50 x 50 x 3mm com costura, executado em aço ASTM A36. Está submetida a esforço de compressão pela carga TB.