Buscar

Ligações em Estruturas de Madeira

Prévia do material em texto

Estruturas de Madeira – CCE0186
Aula 05
Prof: Jair Gonçalves de Oliveira Borges
jair.borges.estacio@gmail.com
UNESA – UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO – ENGENHARIA CIVIL
Ligações de Peças Estruturais
2Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Os principais tipos de ligação empregados em madeira são:
 Colagem  Pregos  Pinos de madeira ou cavilha
 Parafuso  Conector
de anel
 Entalhe
Ligações de Peças Estruturais
3Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Conectores para ligações em estruturas de madeira:
 Prego  Parafuso auto-
atarraxante
 Parafuso com porca e arruela
 Pino metálico
e de madeira
 Conector
de anel
 Chapa com dentes
estampados
 Tarugo de
madeira
Ligações por Corte com Pinos Metalicos
4Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Ligações por corte: a força a ser transmitida de uma peça à outra é
perpendicular ao eixo do elemento de ligação (prego, parafuso ou pinos
metálicos)
Funcionamento da Ligação
5Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A transmissão da força F se dá por apoio do pino nas peças de madeira;
 O pino fica sujeito a uma carga distribuída transversal ao seu eixo, portanto, flexão
simples;
 As peças de madeira ficam submetidas à compressão localizada e paralela às fibras;
 A tensão nominal de compressão localizada na peça central pode ser escrita:
onde d é o diâmetro do pino;
t2 é a espessura da peça central;
Resistência da madeira à compressão
Localizada (embutimento)
6Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A resistência da madeira ao embutimento deve ser determinada de acordo com
ensaio padronizado, Anexo B da NBR 7190.
 A resistência ao embutimento paralelo às fibras (fe) e normal às fibras (fen) é definido
como a tensão de compressão localizada que causa uma deformação residual de 0,2%.
 De acordo com a NBR 7190, na ausência de determinação experimental, pode-se
avaliar a resistência ao embutimento com as seguintes expressões:
Resistência da madeira à compressão
Localizada (embutimento)
7Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 De acordo com a NBR 7190, na ausência de determinação experimental, pode-se
avaliar a resistência ao embutimento com as seguintes expressões:
 O pino metálico está sujeito a flexão;
 Em regime elástico a tensão máxima pode ser calculada por:
onde W é o módulo elástico de resistência à flexão.
 O início da plastificação ocorre quando a tensão máxima atinge a tensão de
escoamento (fy) do aço.
 Com a plastificação total a seção transforma-se em uma rótula plástica, passando a ter
grandes rotações sem acréscimo de momento resistente.
 O momento resistente de projeto será:
onde Z é módulo plástico da seção dado por: e fyd=fy/1,1
Resistência a flexão do pino
8Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Os modos de ruptura de ligações com pinos envolvem:
1 – o esmagamento das peças de madeira em compressão localizada (quando atingem a
resistência ao embutimento;
2 – a plastificação de uma ou mais seções do pino em flexão.
Mecanismos de plastificação em ligações 
com pinos em cortes simples e duplo
9Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
10
Mecanismos de plastificação em ligações 
com pinos em cortes simples e duplo
 Considerando, espessuras de peça de madeira aproximadamente iguais (t1~t2),
aplicando então t1=t2=t, chega-se às expressões indicadas pela NBR 7190 para
resistência da ligação referente a uma seção de corte, para:
 Mecanismo II – esmagamento local da madeira
 Mecanismo IV – flexão do pino
Resistencia ao corte de acordo com 
NBR 7190
11Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 De acordo com a NBR 7190 a resistência de um prego correspondente a uma seção de
corte é dada pelas equações do slide anterior, com imposição de penetração mínima
conforme a figura abaixo, onde a espessura t refere-se à espessura da peça mais fina.
Resistência a corte de pregos
12Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 As bitolas comerciais são descritas por dois números:
- O primeiro indica o diâmetro em JP (Jauge de paris)
- O segundo representa o comprimento em LPP (linhas de polegas portuguesas)
- Sendo 1LPP = 2,3mm
Pregos
13Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Jauge de Paris
01 - 0.60 02 - 0.70
03 - 0.80 04 - 0.90
05 - 1.00 06 - 1.10
07 - 1.20 08 - 1.30
09 - 1.40 10 - 1.50
11 - 1.60 12 - 1.80
13 - 2.00 14 - 2.20
15 - 2.40 16 - 2.70
17 - 3.00 18 - 3.40
19 - 3.90 20 - 4.40
21 - 4.90 22 - 5.40 
23 - 5.90 24 - 6.40
25 - 7.00 26 - 7.60
27 - 8.20 28 - 8.80
29 - 9.40 30 - 10.00
Exemplo:
Prego 17x27
Diâm.:17JP (olhar tabela)
Comp.:27 LPP (multiplicar por 2.3mm)
Prego 17 x 27
equivale a 17JP x 27LPP
ou seja
3.00mm x 62.10mm
 Fabricados em aço em grande variedade de tamanhos :
Pregos
14Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Disposições construtivas em função do diâmetro do prego:
Disposições construtivas
15Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Calcular a resistência Rd ao corte do prego 20 x 48 na ligação ilustrada de duas peças
tracionadas de pinho-do-paraná, de acordo com a NBR 7190, para as seguintes
condições: carga de média duração e Classe 2 de umidade:
Exemplo
16Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
a) Resistencia da madeira ao embutimento paralelo às fibras:
- madeira serrada;
-carga de média duração;
- classe 2 de umidade;
Exemplo
17Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Solução:
a) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras
fcm = 40,9 Mpa
fck/fcm=0,7 logo fck = fcmx0,7 = 40,9 x 0,7 = 28,63 Mpa
ϒw = 1,4
Exemplo
18Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
a) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de média duração;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
- kmod1 =0,8
Exemplo
19Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
a) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de média duração;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
kmod1 =0,8
Exemplo
20Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
kmod2 =1,0
Solução:
a) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de média duração;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
kmod1 =0,8 kmod2 =1,0
Exemplo
21Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
kmod3 =0,8 kmod = 0,8x1,0x0,8 = 0,64
Solução:
a) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de média duração;
- classe 2 de umidade;
- madeira serrada
kmod = 0,8x1,0x0,8 = 0,64
fck=28,63kMPa
ϒw=1,4
Exemplo
22Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
𝑓𝑒𝑑 = 0,64𝑥
28,63
1,4
= 13,1𝑀𝑃𝑎
Solução:
b) Requisito de penetração doprego:
Exemplo
23Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
c) Resistencia de uma seção de corte do prego (fyk=600MPa)
Exemplo
24Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
𝑡
𝑑
=
38
4,4
= 8,63
1,25
𝑓𝑦𝑑
𝑓𝑒𝑑
= 1,25
600/1,1
13,1
= 8,0
Como:
𝑡
𝑑
> 1,25
𝑓𝑦𝑑
𝑓𝑒𝑑
→ Verificar Mecanismo IV (Flexão do pino):
Dimensionar a emenda pregada de peças tracionadas da madeira louro-preto de
2ª categoria utilizadas em uma estrutura sujeita a uma combinação de cargas de
longa duração em classe de umidade 2. Sendo o esforço de tração de projeto
5000N.
Exemplo
25Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
a) Seleção de prego a ser utilizado:
Adotam-se pregos de 20x48 com d=4,4mm e l=100mm de forma a penetrarem
em toda a espessura das três peças.
O diâmetro do prego também deve atender ao requisito
Exemplo
26Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Solução:
b) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras
fcm = 56,5 Mpa
fck/fcm=0,7 logo fck = fcmx0,7 = 56,5 x 0,7 = 39,5 Mpa
ϒw = 1,4
Exemplo
27Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
b) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de longa duração; 2ª categoria;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
- kmod1 =0,7
Exemplo
28Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Solução:
b) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de longa duração; 2ª categoria;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
kmod1 =0,7
Exemplo
29Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
kmod2 =1,0
Solução:
b) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de longa duração; 2ª categoria;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
kmod1 =0,7 kmod2 =1,0
Exemplo
30Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
kmod3 =0,8 kmod = 0,7x1,0x0,8 = 0,56
Solução:
b) Resistencia da madeira ao embutimento
paralelo às fibras, sendo:
-carga de longa duração; 2ª categoria;
- classe 2 de umidade; madeira serrada;
kmod = 0,7x1,0x0,8 = 0,56
fck=39,5kMPa
ϒw=1,4
Exemplo
31Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
𝑓𝑒𝑑 = 0,56𝑥
39,5
1,4
= 15,8𝑀𝑃𝑎
Solução:
c) Resistencia de 1 prego em corte duplo segundo a NBR 7190, sendo a tensão de
escoamento do prego (fyk=600MPa)
Exemplo
32Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
𝑡
𝑑
=
25
4,4
= 5,7
1,25
𝑓𝑦𝑑
𝑓𝑒𝑑
= 1,25
600/1,1
15,8
= 7,3
Como:
𝑡
𝑑
< 1,25
𝑓𝑦𝑑
𝑓𝑒𝑑
→ Verificar Mecanismo II (esmagamento local da madeira):
Solução:
d) Número de pregos:
e) Disposição dos pregos, obedecendo distâncias mínimas.
Exemplo
33Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
Ligações por Entalhe
34Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A transmissão do esforço é feita por apoio nas interfaces
 As peças ligadas por entalhe são mantidas na posição por meio de parafusos ou por
talas laterais pregadas, onde esses parafusos ou talas não são levados em
consideração no cálculo da capacidade de carga da ligação.
Cálculo das Ligações por Entalhe
35Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Na ligação da figura abaixo verifica-se tensão normal de compressão na face frontal
nn’ e tensão de cisalhamento na face horizontal de comprimento a e largura b.
Onde:
A tensão resistente fcβd na face nn’ da peça horizontal (a face é inclinada de β em relação
a direção da fibra) é dada por:
Cálculo das Ligações por Entalhe
36Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 A profundidade necessária do dente é:
 O comprimento a necessário para transmitir a componente horizontal do esforço N à
peça inferior é dada por:
Onde fvd é a tensão resistente de projeto a cisalhamento.
Exemplo
37Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Dimensionar uma emenda por dente simples como é indicado na figura, sendo:
Exemplo
38Profº Jair Borges Estruturas de Madeira – CCE0186
 Solução:
A tensão resistente para uma face inclinada de 30° pode ser calculada por:
Calculo de t e a:

Outros materiais

Materiais relacionados

Perguntas relacionadas

Perguntas Recentes