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FUNDACENTRO
DO TRABALHO E EMPREGO
DESEGURANÇA E MEDICINA DO TRABALHO
FUNDAÇÃOJORGE DUPRAT FIGUEIREDO
SANTA CATARINA
Modelo deModelo de
Dimensionamento
de um Sistema dede um Sistema de
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COLETIVAS
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memorial de calculo guarda corpo de madeira, Esquemas de Teoria dos Jogos
Memorial de calculo e descritivo de guarda corpo de madeira para construção civil
Tipologia: Esquemas
2023
1 / 39
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M I N I S T É R I O
FUNDACENTRO
DO TRABALHO E EMPREGO
DE SEGURANÇA E MEDICINA DO TRABALHOSANTA CATARINAFUNDAÇÃO JORGE DUPRAT FIGUEIREDO
Modelo deModelo de
Dimensionamento
de um Sistema dede um Sistema de
Guarda-Corpo
PROTEÇÕES
COLETIVAS
PROTEÇÕES COLETIVAS
Modelo de Dimensionamento de um Sistema de Guarda-Corpo
PROTEÇÕES COLETIVAS
Modelo de Dimensionamento de um
Sistema de Guarda-Corpo
Coordenação da Pesquisa Artur Carlos da Silva Moreira Engenheiro de Segurança do Trabalho do Centro Estadual de Santa Catarina Mestre em Engenharia de Produção
Pesquisa Artur Carlos da Silva Moreira Gracieli Scarpini Janaina Clasen
M I N I S T É R I ODO TRABALHO E EMPREGO
DE S EGURA NÇA E MEDI CINA DO TRABALHOFUNDA ÇÃO JOR GE D UPRAT FIGUEIR EDO 2004
Proteções coletivas: modelo de dimensionamento de um sistema de guarda- corpo. Artur Carlos da Silva Moreira. Coordenador. Pesquisadoras. Gracieli Scarpini; Janaina Clasen. São Paulo: Fundacentro, 2004. 39 p. 23cm. ISBN 85-98117-02-
- Sistema de guarda-corpo. 2. Segurança do trabalho. 3. Indústria da construção. I. Artur Carlos da Silva Moreira (coordenador). II. Gracieli Scarpini. III. Janaina Clasen. IV. Título. CIS/OIT As Xib Safr
Catalogação na Fonte: CDB/Fundacentro
colaborar com o entendimento de uma metodologia para o cálculo de tal proteção coletiva. Convém ressaltar que este trabalho merece complementação, podendo ainda serem estudados outros materiais, ou a combinação de vários materiais para a confecção dos guarda-corpos. Agradecemos desde já o auxílio da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina, na pessoa do professor Carlos Alberto Szücs, da UNISUL - Universidade do Sul de Santa Catarina e do grupo do PROESIC
- Programa de Engenharia de Segurança na Indústria da Construção da FUNDACENTRO.
Engº Artur Carlos da Silva Moreira
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO
Diversos profissionais já questionaram quanto à existência de padrões para sistemas de guarda-corpo e rodapé, alegando dificuldades quanto à metodologia para o cálculo dessas proteções. Em função desta demanda, sentimos a necessidade de propor uma metodologia de cálculo para dimensionamento de sistemas de guarda-corpo. Neste primeiro momento, iremos trabalhar com o guarda-corpo construído com três tipos diferentes de madeiras (Eucalipto, Pinus e Pinho). Em um segundo estudo a ser publicado posteriormente, estudaremos os guarda-corpos metálicos. No Capítulo 2 será apresentada a metodologia utilizada para o dimensionamento, bem como as características do sistema de guarda-corpo utilizado. O Capítulo 3 contém um exemplo de dimensionamento deste sistema de guarda-corpo, utilizando como exemplo um determinado tipo de madeira com seções e distâncias definidas. Como conclusão deste estudo, pode-se observar no Capítulo 4 o resultado final do dimensionamento para diversos tipos de madeiras, distância entre montantes e seções utilizadas nos elementos que compõem o sistema de guarda-corpo.
2 METODOLOGIA PARA CÁLCULO DE PROTEÇÕES COLETIVAS
A metodologia para cálculo de um sistema de guarda-corpo e rodapé será aquela prevista na Norma NBR-7190 da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, que trata a madeira segundo a teoria clássica da resistência dos materiais. O dimensionamento das estruturas será feito pelo método das tensões admissíveis, que seguirá o seguinte roteiro:
- Determinação da tensão atuante ou tensão de serviço;
- Determinação da tensão admissível;
- Verificação do dimensionamento (a tensão de serviço deverá ser menor que a tensão admissível). Para fins de dimensionamento usaremos os dados da Norma NBR-6120 – Ações de Cargas nas Estruturas, que estabelece que o guarda- corpo deve suportar um esforço de 80 Kgf/m (oitenta quilogramas-força por metro linear). Quanto às características do sistema guarda-corpo e rodapé é importante destacar: a) A altura dos montantes será constante, no valor de 1,20 m, conforme prevê a NR 18; b) Os cálculos serão realizados para 05 (cinco) distâncias entre montantes: 1,00 m, 1,25 m, 1,50 m, 1,75 m e 2,00 m. c) Estas dimensões poderão ser vistas no exemplo de cálculo do capítulo 3 e na tabela de dimensionamento do cálculo do capítulo 4.
2.1 Dimensionamento das Travessas Flexão simples
- Tensão Normal (Tensão Normal às fibras da madeira) Tensão Atuante ou Tensão de Serviço
onde: M = Momento Fletor y= Centro de Gravidade da peça I = Momento de Inércia da peça, ou seja,
Figura 2 Elementos do Sistema de Guarda-Corpo – Perspectiva.
I
σ fs = M^ ×^ y
b h^3
I = ×
Travessa Superior^ Travessa Superior Complementar
Mão Francesa
Montante
Rodapé
Tensão Admissível A NBR–7190 define a tensão admissível como 15% da tensão média de ruptura da madeira.
onde: = Tensão limite de resistência da madeira
Verificação de Dimensionamento σatuante < σadmissível
- Tensão de Cisalhamento Tensão Atuante ou Tensão de Serviço
onde: V = Esforço Cortante Ms = Momento Estático da seção transversal, relativo ao plano de cisalhamento que está sendo analisado b 0 = Largura da seção transversal contida no plano de cisalhamento que está sendo analisado I = Momento de Inércia, ou seja,
σ (^) frup = 0 , 15 × σ f^ rup
σ f^ rup
b I
sf V Ms ×
= ×
0
b h^3
I = ×
b) Carga Acidental
onde: q (^) aci = carga acidental L = comprimento do vão Efmv = Módulo de Elasticidade I = Momento de Inércia A soma da parcela referente ao carregamento permanente com a parcela referente ao carregamento acidental, dará a flecha total atuante.
Flecha Admissível
onde: L = Vão da peça
Verificação de Dimensionamento
f (^) total < f (^) admissível (f (^) per + f (^) aci ) < fadmissível
Como o valor da carga acidental é muito maior que a carga permanente, não utilizaremos esta última, por ser desprezível. A verificação do dimensionamento é feita para avaliar se os valores obtidos satisfazem ou não as condições previstas. Com a verificação feita
E I
f q L
fmv aci aci
× ×
= × ×
f (^) adm =^ L
saberemos se a seção transversal empregada resistirá aos esforços a que estará submetida. A espécie botânica da madeira também deverá ser levada em consideração, pois cada espécie tem características mecânicas de ruptura diferentes. O dimensionamento só será seguro se essas três verificações (Tensão Normal à seção transversal, Tensão de Cisalhamento e Flecha) forem atendidas.
2.2 Dimensionamento dos Montantes
Flexão
Tensão Atuante ou Tensão de Serviço
onde: M = Momento Fletor y= Centro de Gravidade da peça I = Momento de Inércia da peça, ou seja,
Tensão Admissível
A NBR–7190 define a tensão admissível como 15% da tensão média de ruptura da madeira.
I
σ fs = M^ ×^ y
b h^3
I = ×
σ (^) frup = 0 , 15 × σ f^ rup
b) λ 0
E = módulo de elasticidade longitudinal da madeira σcp = tensão limite de resistência à compressão
Conhecidos estes valores, pode-se determinar o intervalo em que a peça se encontra, e proceder seu respectivo dimensionamento.
- Peça Curta (PC)
Tensão Atuante ou Tensão de Serviço
onde: P = carga atuante na mão francesa onde: F = carga atuante no montante s = área da seção transversal da peça
Tensão Admissível
onde: = tensão limite de resistência à compressão
cp
E
= 8 ×
0
s
σ cp s =^ P
cos 45 º
P =^ F
τ (^) cps = 0 , 20 × σ cp^ rup
σ cp^ rup
Verificação de Dimensionamento σatuante < σadmissível
- Peça Intermediária (PI)
Tensão Atuante ou Tensão de Serviço
onde P = carga atuante na mão francesa F = carga atuante no montante s = área da seção transversal da peça
Tensão Admissível
onde: = tensão admissível do caso de PC
Verificação de Dimensionamento σatuante < σadmissível
s σ cp s =^ P
cos 45 º
P =^ F
σ cpPI σ cp λ
σ cp