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Parafusos e Barras Rosqueadas O projeto de estruturas de aço envolve a especificação e o cálculo das ligações entre os diversos componentes (chapas, cantoneiras ”elementos de ligação”, solda, parafusos “meios de ligação”). O projeto das ligações pode influir significativamente no custo da estrutura. Os diversos componentes da ligação devem ser dimensionados ao ELU. A solda normalmente proporciona melhor continuidade entre as peças conectadas que os parafusos, mas exige mão de obra mais especializada. Devido a aspectos econômicos e práticos utiliza-se solda na fábrica e parafuso nos canteiros. Classificação das ligações quanto a rotação relativa: Ligações Rígidas(simula engaste): O ângulo entre os componentes que se interceptam permanece o mesmo após a estrutura ser carregada (transmissão integral de M, V e N) Ligações Flexíveis: O ângulo entre os componentes estruturais que se interceptam varia consideravelmente (Transmissão integral V e N) Ligações Semirrígidas: Comportamento intermediário entre a rígida e a flexível (Pouco utilizado) Os parafusos juntamente com as barras rosqueadas (chumbadores e tirantes) são os meios de ligação reconhecidos pela NBR 8800:2008. As ligações rebitadas deixaram de ser utilizadas em virtude de sua baixa resistência mecânica. Os parafusos são formados por três partes cabeça, fuste e rosca são identificados pelo seu diâmetro nominal Parafusos estruturais – Parafusos comuns: Aço carbono comum –cabeça e porca quadrados ou hexágonos –instalação com chave manual comum sem controle de torque –emprego de arruela não obrigatório –Usado em ligações secundarias Parafusos de alta resistência – aço carbono de alta resistência temperado – cabeça e porca hexagonais –especificação do aço anotada na cabeça –obrigatório o uso de arruela sob elemento que gira –instalação com controle de torque após aperto inicial –não aquecer e não soldar Parafusos e Barras Rosqueadas Notas (1)Parafusos comuns, conforme especificação ASTM (2) Parafusos de alta resistência.conforme especificação ASTM. Disponiveis também com Resistencia a corrosão (AR-COR-345) (3) C=Carbono, T= Temperado Transmissão de esforços Corte e Contato: Ocorre quando a direção da forca é perpendicular ao eixo de parafuso a forca P é transferida de uma chapa para outra, através do corte do parafuso, desde que haja pressão e a parede do furo. A força P é considerada distribuída igualmente em todos os parafusos. Atrito: Ligação semelhante a anterior com parafusos de alta resistência protendios com uma carga Tb no entanto não ocorre mais o contato das superfícies laterais do parafuso com as paredes dos furos. A forca P é transmitida de uma chapa para outra através da forca Mtb, onde M é o coeficiente do atrito entra duas chapas. A forca de atrito surge a parte da pressão entre as chapas que por sua vez é considerada igualmente distribuída por todos os parafusos da ligação. (parafuso tem que deslizar) Tração: Ocorre quando a direção da força é paralela ao eixo do parafuso. Deve-se levar em conta o efeito de alavanca. (Parafuso não pode mexer) Tração e Corte: Ligacoes que tem os parafusos solicitados simultaneamente por tração e corte. A força P, centrada na ligação parafusada é decomposta em suas componentes horizontal H que causa tração e vertical que causa corte. Disposições Construtivas – Furação nas chapas (Por punção t<=d+3mm df=dp+3,5mm) (Por broca chapas + grossas DF=dpp+1,5mm) Valor de “a” para bordas laminadas ou cortadas a maçaricos d + 6 mm (d ≤ 19mm d + 7 mm (19 ˂ d ≤ 26mm) d + 9 mm (26 ˂ d ≤ 30mm) d + 10 mm (30 ˂ d ≤ 36mm) Valor de “a” para bordas cortadas om serra ou tesoura 1,75d Espaçamentos Máximos Utilizados para impedir a penetração de agua e sujeira, mas interfaces, dados em função de espessura t da chapa mais fina. 24 t (˂ 300 mm) para elementos pintados ou não sujeitos à corrosão; 14 t (˂ 180 mm) para elementos sujeitos a corrosão, executados com aço resistente a corrosão. A distância máxima de um conector a borda é tomada igual ≤ 12 t, 150 mm Tipos de Ruptura: O dimensionamento é feito no ELU com base nas modalidades de ruptura: colapso do conector, colapso por rasgamento da chapa ou ovalhação do furo e colapso por tração da chapa Exemplo de Aplicação: Observe a ligação apresentada na figura e relacione as verificações que devem ser feiras na mesma: Aço echapas/Perfis USICIVIL 350 Aço Parafuso ASTM A 325 Distribuição Construtiva: ( Norma = 3x o diâmetro nominal do parafuso) Distância entre os furos: Considerar o menor valor Distância entre furos e a aba da cantoneira = ≥ 1,35db 1,35x20=27mm 76-30-6,35=39,65mm Distancia dos furos às bordas Para db= 20mm 30mm > d+7 30mm > 27 mm – ok Comprometimento da ligação(item11.4.6 – o segundo – pag 48) 100mm ˂ 1270mm – se esse valor fosse maior que 1270 tem-se que majorar. Multiplicar por 1,25. Verificação no ELU Cisalhamento no parafuso Pressão de Contato “esmagamento” Cantoneiras Chapas de ligação (“Gusset”) Verificação à Tração Cantoneiras: ESB(cap4) e RSE Chapa de Ligação (Seção Whitmore): ESB (cap4) e RSE Colapso por rasgamento Cantoneiras: Chapa de Ligação
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