FACULDADE SATC
ENGENHARIA MECÂNICA
ELABORAÇÃO DE PROJETO DE TIPOLOGIAS E DIMENSIONAMENTO DE
ESQUADRIAS DE ALUMÍNIO
Wilian de Souza Bernardini
Criciúma,
Novembro, 2018
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Dimensionamento de Esquadrias de Alumínio: Um Estudo de Caso, Trabalhos de Resistência dos materiais
Relatório de estagio esquadrias
Tipologia: Trabalhos
2020
Compartilhado em 21/04/2020
usuário desconhecido 🇧🇷
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FACULDADE SATC
ENGENHARIA MECÂNICA
ELABORAÇÃO DE PROJETO DE TIPOLOGIAS E DIMENSIONAMENTO DE
ESQUADRIAS DE ALUMÍNIO
Wilian de Souza Bernardini
Criciúma, Novembro, 2018
Wilian de Souza Bernardini
ELABORAÇÃO DE PROJETO DE TIPOLOGIAS E DIMENSIONAMENTO DE
ESQUADRIAS DE ALUMÍNIO
Relatório de Estágio apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Faculdade SATC, como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Mecânico.
______________________________
Rafael Goulart, Eng.
________________________________
Reginaldo Rosso Marcello, Me. Eng.
Criciúma, Novembro, 2018
RESUMO
Sistemas de esquadrias são amplamente utilizados em aberturas residenciais e prediais. As variações e possibilidades de montagem são inúmeras, pode ser conforme a necessidade de iluminação do ambiente, ventilação, refrigeração, e desempenho acústico promovido pela abertura. O estágio está voltado a área de projetos realizados no setor de engenharia especial na empresa IBRAP. As atividades envolvem a criação de desenhos e esquemas que auxiliem a montagem corte dos perfis utilizados nas diferentes tipologias de esquadrias, assim como análise de novos projetos de conjuntos sistêmicos de esquadrias.
Palavras-chave: Esquadrias; Projetos; Análise; Engenharia.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Pátio fabril IBRAP (IBRAP, 2015). 9 Figura 2 - Gráfico das isopletas da velocidade básica do vento (m/s) no Brasil (NBR 6123). 11 Figura 3 - Área de incidência do vento em esquadrias de correr de duas folhas (NBR 10821). 14 Figura 4 - Desenho janela 2 folhas do tipo oscilo batente com integrada e peitoril fixo (Autor, 2018). 15 Figura 5 - Detalhe tabela de guarnições (Autor, 2018). 16 Figura 6 - Regras de corte dos perfis (Autor, 2018). 17 Figura 7 - Cálculo do momento de inercia através do Solidworks (Autor, 2018). 19
LISTA DE ABREVIAÇÕES
IBRAP – Industria Brasileira de Alumínio e Plástico;
SUMÁRIO
- RESUMO
- LISTA DE ILUSTRAÇÕES.........................................................................................
- LISTA DE TABELAS
- LISTA DE ABREVIAÇÕES
- INTRODUÇÃO
- 1.1 A INSTITUIÇÃO DO ESTÁGIO
- ATIVIDADES DESENVOLVIDAS .........................................................................
- 2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...............................................................................
- 2.2 DESENHOS DE TIPOLOGIAS ...........................................................................
- 2.3 VERIFICAÇÃO DE FLECHA ..............................................................................
- CONCLUSÃO .......................................................................................................
- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.1 A Instituição do Estágio
A IBRAP abreviação para Industria Brasileira de Alumínio e Plástico, é uma empresa situada em Urussanga – SC, foi fundada em 1979. O complexo industrial está dividido em quatro unidades, três atuando com alumínio e uma em plásticos. Sua ampla variedade de produtos oferece esquadrias de alumínio, telhas translúcidas, Kit Box, chapas PET e PS, perfis de alumínio e laminados plásticos. Sua estrutura produtiva é baseada em sistemas verticalizado, que permite o controle total da produção, desde o projeto até o produto final. A empresa conta com refusão de alumínio, extrusão de perfis em alumínio, acabamentos como anodização e pintura eletrostática, corte automatizado e laminação de vidros, fabricação de esquadrias, extrusão e processos especiais em plástico e uma assistência técnica com serviços especializados. A unidade de extrusão de alumínios, equipada com tecnologia europeia, tem alta capacidade de processamento e segue os mais inovadores padrões do setor. A IBRAP mantém padrões de produção com qualidade certificada pelas normas ISO 9001-2000 e PBQP-H, além de ser associada e seguir os padrões da AFEAL e ABAL. A empresa tem seus produtos vendidos em todo o território nacional e busca investir na inovação de seus produtos agindo de forma sustentável e tecnológica. As atividades foram realizadas mais especificamente no setor de engenharia especial, responsável pelos projetos de produtos de médio e alto padrão.
Figura 1 - Pátio fabril IBRAP (IBRAP, 2015).
2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Desenvolver esquemas de corte de perfis conforme a montagem das tipologias mais usuais, quantificação de acessórios necessários para as mesmas. Dimensionar as esquadrias de acordo com restrições previstas na norma NBR 10821 com a finalidade de que essas informações sejam enviadas para uma empresa parceira responsável por gerenciar as mesmas e as disponibiliza-las aos clientes interessados através de um software específico. Criar desenho das montagens de projetos em desenvolvimento em 3 dimensões, para análise de montagens e apresentação dos mesmos para aprovação. Apesar de todas as atividades terem uma finalidade, um resultado esperado, se voltam indiretamente a se familiarizar com as particularidades envolvidas nos projetos e esquadrias afim de poder posteriormente auxiliar no desenvolvimento de projetos das mesmas.
2.1 Revisões Bibliográficas
2.1.1 Tipologias
O principal objetivo de uma esquadria é proporcionar a estanqueidade da residência, promovendo o conforto térmico e acústico através do controle dos ventos e a incidência solar. É um sistema composto usualmente por vidro, estrutura dos perfis e acessórios. Os perfis de alumínio são muitas vezes os que apresentam a melhor relação de custo e benefício, são econômicos e flexíveis para se fabricar uma esquadria. A fabricação usando perfis não requer o emprego de solda, entretanto é necessário fixar os perfis de alumínio por meio de parafusos de aço galvanizado e dentre outros acessórios. Os tipos e formas de montagens são inúmeros nas esquadrias, são denominadas como tipologias, elas podem ser facilmente modificadas, e moduladas bastando saber de que forma o reemprego e ajuste de acessórios e perfis corre conforme são feitas as alterações. Por isso se a elaboração de tipologias típicas é feita facilitando o recalculo de acessórios e corte dos perfis. Atualmente existem diversas linhas de perfis de alumínio baseados em sua espessura. Estes perfis são fornecidos por empresas e profissionais chamados de sistemistas. Eles entregam o perfil para os fabricantes de esquadrias os serralheiros.
aplicada e a quantidade de pavimentos da edificação. Para que com isso se estabeleça o nível de carga a qual a esquadria estará submetida.
2.1.3 Região de Vento
O Brasil pode ser dividido em cinco regiões com diferentes velocidades máximas de vento, que podem ser observadas na tabela 1 e nas isopletas ilustradas na Figura 2.
Tabela 1 - Tabela da velocidade do vento por região (NBR 10821).
Figura 2 - Gráfico das isopletas da velocidade básica do vento (m/s) no Brasil (NBR 6123).
2.1.4 Quantidade de Pavimentos
Uma esquadria fabricada em aço, alumínio, madeira ou PVC deve atender ao desempenho conforme os ensaios de estanqueidade à água e as cargas uniformemente distribuídas. De acordo com a NBR 10821:2, dependendo do número de pavimentos e a região do país onde será instalada a esquadria é determinado um nível de pressão conforme a Tabela 2 abaixo.
Tabela 2 - Tabela de pressão vento conforme número de pavimentos da edificação e região do país (NBR 10821).
Apresentar ruptura, ou colapso total ou parcial de qualquer de seus componentes, inclusive o vidro.
2.2 Projetos de tipologias.
Conforme são conhecidas as linhas e tipologia das esquadrias é iniciada a elaboração dos desenhos que quantificam os acessórios, as regras de cortes de perfis conforme as folgas e as possíveis variações de guarnições conforme as espessuras dos vidros.
Figura 4 - Desenho janela 2 folhas do tipo oscilo batente com integrada e peitoril fixo (Autor, 2018).
Devido as espessura e detalhes do conjunto serem muito menores em relação à vista total são usadas folhas de A2 ou A1 para melhor visualização. Todos os desenhos são compostos pelos itens que serão demonstrados de forma resumida a seguir.
Vistas Regras de corte dos perfis
Guarnições
A escolha dos vidros pode determinar a segurança e conforto térmico do ambiente, assim existe uma grande quantidade de espessuras possíveis. A tabela de guarnições determina conforme a espessura do vidro os tipos de calços, baguetes e borrachas utilizadas. A norma ABNT NBR 10821 determina que os vidros não devem ficam em contato direto com os perfis em alumínio por isso a necessidade da utilização de calços e borrachas. As borrachas acabam agindo como componente finalizador da montagem removendo a última folga livre dando o acerto final.
Figura 5 - Detalhe tabela de guarnições (Autor, 2018).
As formulas de corte dos perfis são determinadas conforme a geometria dos perfis, folgas e a montagem da tipologia. Os cortes normalmente são cortes retos ou em meia esquadria. O comprimento dos perfis está relacionado a forma de encaixe e a folga requerida. As formulas fazem referência a cotas fundamentais da tipologia, como largura (FW), altura (FH) e altura da travessa (SHF) do peitoril fixo.
Tabela 3 - Tabela de acessórios (Autor, 2018).
Assim como na lista de perfis as fórmulas são determinadas conforme as cotas principais, e a condições gerais determinam as quantidades variáveis de acessórios conforme o tamanho da janela.
2.3 Verificação da flecha
Para cada variação do vão da janela ou porta é necessário analisar necessidade do uso de perfis com reforços pra que a flecha máxima não supere o que a norma estipula como valor máximo utilizando as seguintes equações e condições:
Onde: [kg/mm] = Valor de Carregamento (determinado conforme NBR – 10821) [mm] = Comprimento do montante (perfil a ser estudado). [N/mm²] = Modulo de elasticidade longitudinal conforme material. [mm^4 ] = Momento de inércia Total do montante.
Para calculo do momento de inércia usamos o software Solidworks já que os perfis apresentam formas não comuns para aplicação do calculo.
Figura 7 - Cálculo do momento de inercia através do Solidworks (Autor, 2018).