Conceção de edifícios industriais de grande vão com perfis de aço enformado a frio

Abstract

A utilização de perfis em aço enformado a frio na construção tem aumentado nos últimos tempos. O crescente uso destes perfis como elemento estrutural principal advém das várias vantagens que estes oferecem como os baixos rácios peso/rigidez, rapidez e baixos custos de construção e automatização do corte e furação dos perfis necessários. Apesar disto, a maioria dos edifícios construídos em aço enformado a frio são moradias unifamiliares ou pequenos edifícios industriais. Poucas ou nenhumas referências são feitas a edifícios de grandes vãos (maiores que 35 metros) que façam uso deste tipo de perfis. Com esta dissertação, pretende-se avaliar e estudar a possibilidade de conceber estruturas de grandes vão com perfis de aço enformado a frio através da conceção e avaliação da eficácia de 3 casos de estudo de edifícios industriais com vãos de 36 e 50 metros. Dos casos de estudo referidos um é em sistema porticado (36 metros de vão), um em sistema treliçado plano (50 metros de vão) e outro em sistema treliçado espacial (50 metros de vão). São também propostos dois novos tipos de secção, sendo uma secção mais adequada para membros sujeitos à flexão e outra para elementos sujeitos à compressão, como elementos de treliças. Com base no estudo elaborado no âmbito desta dissertação verifica-se ser possível conceber edifícios industriais com os vãos referidos usando secções com espessuras até 3 mm, através da associação de perfis e assegurando às estruturas os travamentos e contraventamentos necessários à estabilidade global dos elementos. Relativamente aos sistemas estruturais utilizados, conclui-se que o sistema treliçado espacial é aquele que conduz a um melhor aproveitamento de material, apresentando um menor peso por metro quadrado de cobertura, seguido do caso de estudo em estrutura porticada.

The use of cold-formed steel profiles in construction has increased over the past few years. The increasing use of such profiles as primary structural members it’s due to the many advantages inherent to it’s use such as, the low weight/stiffness ratios, a reduction in construction time and costs and the automation of the cutting and drilling of the required profiles.However, most buildings made of cold-formed steel are single-family dwellings or small industrial buildings. Few references can be found to large spawn buildings (greater than 35 meters) using such profiles. It is the objective of the present dissertation to study and evaluate the possibility of conceiving large spawn industrial buildings, with cold-formed steel profiles through the design and structural efficiency evaluation of 3 case studies with spawns of 36 and 50 meters long. One of the case studies mentioned it’s in a gantry system (36 meters long), other it’s in a flat lattice system (50 meters long) and the last one it’s in a spatial lattice system (50 meters long). Two new types of cross sections are also proposed. One of the proposed cross sections it’s more suitable to flexural members while the other it’s more suitable for compression members. Based on the study carried out under this dissertation, one can conclude that it’s possible to design large spawn industrial buildings using cross sections with thickness up to 3 mm using hollow flange built-up sections, open built-up sections, closed built-up sections and by providing the required lateral restraining to the global stability of the members. The spatial lattice system leads to less material consumption which means it’s a lighter solution, followed by the gantry system.