Aula_12_Estruturas_de_Madeira

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28/11/2011
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CAMPUS CATALÃO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Estruturas de Madeira
Tópico:
Peças Compostas
Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1
CONTEÚDO:
1. Introdução
2. Peças Compostas de Seção T, I ou Caixão Ligadas por
Pregos
3. Peças Compostas com Alma em Treliça ou de Chapa de
Madeira Compensada
4. Peças Compostas de Seção Retangular Ligadas por
Conectores Metálicas
5. Estabilidade de Peças Compostas
6. Exercícios de aplicação
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1- Conceitos gerais
• Motivação: seções comercialmente disponíveis de peças de madeira
possuem dimensões limitadas.
• Esta limitação pode ser contornada com o uso de peças compostas que,
ao serem solicitadas, atuam como um elemento único.
• O uso de peças compostas ou peças múltiplas, cuja seção é formada por
duas ou mais peças, é usual em treliças, pilares ou vigas.
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• A união entre as peças pode ser feita pelo uso de adesivo adequado ou
por dispositivos de ligação tais como cavilhas, pinos metálicos (parafusos
ou pregos) e conectores (anéis metálicos).
• Os critérios de segurança para verificação dos estados limites são os
mesmos aplicados aos elementos maciços, porém com redução da rigidez
do elemento em função da deformabilidade das ligações entre as peças que
compõem a seção transversal.
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1- Conceitos gerais
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2- Peças Compostas de Seção T, I ou Caixão
Ligadas por Pregos
Quando solidarizadas permanentemente por ligações rígidas utilizando pregos,
dimensionadas ao cisalhamento puro como se a viga fosse de seção maciça,
solicitadas a flexão simples ou composta, podem ser dimensionadas como peças
maciças, com seção transversal de área igual à soma das áreas das seções dos
elementos componentes, com momento de inércia efetivo dado por:
Ith – é o momento de inércia da seção total da peça, considerada maciça;
αr = 0,95 para seções T;
αr = 0,85 para seções I ou caixão.
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2- Peças Compostas de Seção T, I ou Caixão
Ligadas por Pregos
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2- Peças Compostas de Seção T, I ou Caixão
Ligadas por Pregos
3- Peças Compostas com Alma em Treliça ou de
Chapa de Madeira Compensada
Devem ser dimensionadas à flexão simples ou composta, considerando
exclusivamente as peças dos banzos tracionadas e comprimido, sem
redução de suas dimensões.
A alma dessas vigas e as suas ligações com os respectivos banzos devem ser
dimensionadas a cisalhamento como se a viga fosse de seção maciça.
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3- Peças Compostas com Alma em Treliça ou de
Chapa de Madeira Compensada
4- Peças Compostas de Seção Retangular
Ligadas por Conectores Metálicas
Quando solicitadas à flexão simples ou composta, admitida uma execução cuidadosa
e a existência de parafusos suplementares que solidarizem permanentemente o
sistema, podem ser dimensionadas à flexão, em estado limite último, como se
fossem peças maciças, adotando-se o momento de inércia da seção composta dado
por:
αr = 0,85 para seções T;
αr = 0,70 para seções I ou caixão.
Os conectores metálicos devem ser dimensionados para resistirem ao cisalhamento
que existiria nos planos de contato das diferentes peças, como se a peça fosse
maciça.
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5- Estabilidade de Peças Compostas
A estabilidade das peças compostas por elementos justapostos solidarizados
continuamente pode ser verificada como se elas fossem maciças com as
restrições impostas anteriormente.
Peças solidarizadas continuamente
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• As peças compostas solidarizadas descontinuamente por espaçadores
interpostos ou por chapas laterais de fixação devem ter sua segurança
verificada em relação ao estado limite último de instabilidade global.
• Para as peças compostas por dois ou três elementos de seção
transversal retangular, permite-se a verificação da estabilidade, como se
elas fossem de seção maciça, nas condições adiante estabelecidas.
Peças solidarizadas descontinuamente
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5- Estabilidade de Peças Compostas
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Peças solidarizadas
descontinuamente
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5- Estabilidade de Peças Compostas
• Os espaçadores devem estar igualmente afastados entre si ao longo do
comprimento L da peça. A sua fixação aos elementos componentes deve
ser feita por ligações rígidas com pregos ou parafusos.
• Permite-se que estas ligações sejam feitas com apenas 2 parafusos
ajustados dispostos ao longo da direção do eixo longitudinal da peça,
afastados entre si de no mínimo 4d e das bordas do espaçador de pelo
menos 7d, desde que o diâmetro de pré-furação (d0) seja feito igual ao
diâmetro do parafuso (d).
Peças solidarizadas descontinuamente
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5- Estabilidade de Peças Compostas
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Seções compostas por dois ou três elementos iguais
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5- Estabilidade de Peças Compostas
Peças solidarizadas descontinuamente
Para a verificação das seções mostradas anteriormente, admitem-se as
seguintes relações:
Seção do Elemento Componente
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5- Estabilidade de Peças Compostas
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Peças solidarizadas descontinuamente
Seção composta
m = número de intervalos de
comprimento L1 em que fica
dividido o comprimento L total
da peça;
αy = 1,25 para espaçadores interpostos
αy = 2,25 para chapas laterais de fixação
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5- Estabilidade de Peças Compostas
Peças solidarizadas descontinuamente
• A verificação deve ser feita como se a peça fosse maciça, de seção
transversal com área A e momentos de Inércia IX e IY,ef , analisando-se a
condição de segurança, em relação à estabilidade, representada por:
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5- Estabilidade de Peças Compostas
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Peças solidarizadas descontinuamente
• A segurança dos espaçadores e de suas ligações com os elementos
componentes deve ser verificada para um esforço de cisalhamento cujo
valor convencional de cálculo é dado por:
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5- Estabilidade de Peças Compostas
Peças solidarizadas descontinuamente
• A verificação da estabilidade local dos trechos de comprimento L1 dos
elementos componentes é dispensada desde que sejam respeitadas as
seguintes limitações:
para peças interpostas
para peças com chapas laterais
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5- Estabilidade de Peças Compostas
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6- Exercícios de Aplicação.
01- Para o pilar esquematizado abaixo, pede-se: o posicionamento dos
espaçadores e o cálculo da inércia mínima.
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02- Verificar se uma barra de treliça, L0 = 133 cm, seção transversal de 2 (3 cm x
12 cm), é suficiente para resistir a uma solicitação de:
Carga permanente: - 675 daN; Vento de pressão: -294 daN; Considerar:
Dicotiledônea – classe C 60.
Propriedades geométricas:
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6- Exercícios de Aplicação.
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03- Verificar se a barra do banzo da treliça abaixo, L0 = 169 cm, seção
transversal 2 (6 cm x 12 cm), ésuficiente para resistir a uma solicitação de:
Carga permanente = -7097 daN; Vento de pressão = -3148 daN; Considerar:
Madeira: Dicotiledônea – classe C 60
Propriedades geométricas:
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6- Exercícios de Aplicação.