Aula_13_B_Estruturas_de_Madeira

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28/11/2011
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CAMPUS CATALÃO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Estruturas de Madeira
Tópico:
Ligações
Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade 1
Prego
Parafuso Pino de Madeira ou CavilhaConector de anel
Peças de 
madeira bruta
comprimento
limitado
• Tamanho das árvores
• Meios de transporte
Peças de madeira 
serrada
Tamanho padronizado 
de 4 a 5 m.
1- Introdução
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Prego
Parafuso 
auto-atarraxante
Pino de Madeira
Conector de anel
Conectores para ligação de estruturas de madeira:
Pino de Aço
Parafuso com 
porca e arruela
Chapas com 
dentes 
estampados
Tarugo de 
Madeira
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1- Introdução
Ligações por corte:
• Força perpendicular ao eixo dos elementos de ligação.
Principais requisitos das ligações
• Resistência
• Rigidez
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1- Introdução
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FUNCIONAMENTO DA LIGAÇÃO:
Pinos = pregos, parafusos e pinos metálicos
• O pino fica sujeito a uma carga
distribuída transversal ao seu eixo (flexão
simples);
(tensão nominal de compressão
localizada da peça central de
madeira)
• tensão perpendicular as fibras
2- Ligações Axiais por Corte com Pinos Metálicos
5Estruturas de Madeira – Prof. Wellington Andrade
• Denominada resistência ao embutimento (determinação experimental –
Anexo B NBR 7190)
RESISTÊNCIA DA MADEIRA A COMPRESSÃO LOCALIZADA:
• Na ausência de determinação experimental (NBR 7190):
Paralela às fibras
Normal às fibras
Coeficiente αe – resistência ao embutimento normal as fibras 
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2- Ligações Axiais por Corte com Pinos Metálicos
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RESISTÊNCIA À FLEXÃO DO PINO
Evolução das tensões normais em uma seção do pino sob flexão, até a plastificação 
total da seção.
Em regime elástico
Escoamento de toda seção
Módulo plástico da seção circular
Momento resistente de projeto do pino 
metálico
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2- Ligações Axiais por Corte com Pinos Metálicos
RESISTÊNCIA AO CORTE DE ACORDO COM A NBR 7190
Resistência da ligação para uma seção de corte: 
Esmagamento local da madeira:
Flexão do pino:
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2- Ligações Axiais por Corte com Pinos Metálicos
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RESISTÊNCIA AO CORTE DE ACORDO COM A NBR 7190
Pinos com corte duplo: 
• Soma-se a resistências referentes a cada uma da seções de corte, considerando
“t” como o menor valor entre a espessura t1 (peça lateral) e a metade da peça
central (t2/2)
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2- Ligações Axiais por Corte com Pinos Metálicos
RESISTÊNCIA AO CORTE DE ACORDO COM A NBR 7190
Distribuição da força F: 
Distribuição uniforme 
(pouco pinos)
Distribuição não uniforme 
(muitos pinos)
• Para n = 8 (pinos), a resistência da ligação é soma das resistências de cada pino;
• Para n > 8 (pinos), deve-se calcular o numero efetivo de pinos n0 (redução da
resistência)
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2- Ligações Axiais por Corte com Pinos Metálicos
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Espaçamentos e distâncias mínimas segundo a NBR 7190:
DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA
3- Pregos
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Penetração de ponta “p” mínima em ligações pregadas segundo a NBR 7190:
DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA
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3- Pregos
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RESISTÊNCIA A CORTE DE PREGOS
Segundo a NBR 7190, a resistência de corte de pregos é dada por:
Esmagamento local da madeira:
Flexão do pino:
Obedecer as imposições da penetração mínima. A espessura “t” refere-se à espessura 
da peça mais fina.
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3- Pregos
Calcular a resistência de 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.
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3- Pregos
EXEMPLO
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Solução:
a) Resistência da madeira ao embutimento paralelo às fibras
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3- Pregos
EXEMPLO
EXEMPLO
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3- Pregos
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EXEMPLO
3- Pregos
b) Requisito de penetração do prego
c) Resistência de uma seção de corte do prego (fyk = 600 MPa)
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EXEMPLO
3- Pregos
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Diâmetro construtivo dos parafusos (NBR 7190):
• diâmetro mínimo = 10 mm;
• diâmetro máximo = t1/2 (t1 é a menor espessura da peça mais delgada)
DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS
Espaçamentos mínimos para parafusos (NBR 7190):
Esforço paralelo 
às fibras
4- Parafusos
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Esforço perpendicular 
às fibras
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4- Parafusos
DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS
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RESISTÊNCIA DE LIGAÇÕES COM PARAFUSOS SUJEITOS A CORTE
Segundo a NBR 7190, a resistência de corte dada por:
Esmagamento local da madeira:
Flexão do pino:
Obedecer as imposições da penetração mínima. A espessura “t” refere-se à espessura 
da peça mais delgada
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4- Parafusos
EXEMPLO
Calcular a resistência ao corte do parafuso Φ 12,5 mm (12”) em aço A307, de acordo com
a NBR 7190 para as seguintes condições: carga de longa duração e classe 2 de umidade.
a) Resistência da madeira ao embutimento paralelo às fibras
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4- Parafusos
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b) Resistência de uma seção de corte do parafuso (fyk = 310 MPa)
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4- Parafusos
EXEMPLO
RESISTÊNCIA DE LIGAÇÕES COM CAVILHAS
Os mecanismos plastificação de uma ligação com cavilhas envolvem os esmagamento
local da cavilha sob compressão normal às fibras e a flexão da cavilha.
Esmagamento local da madeira:
Flexão do pino:
5- Cavilhas
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Conector de anel inteiro Conector de anel partido Conector de anel de 
macho-e-fêmea, com 
pega denteada
Conector de chapa 
estampada
Seção de uma peça com 
conector estampado
TIPOS DE CONECTORES
6- Conector de Anel
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RESISTÊNCIA DE LIGAÇÕES COM CONECTOR DE ANEL
A resistência pode ser determina pela resistência a compressão da madeira:
Ou pela resistência ao cisalhamento da madeira:
Onde:
D = diâmetro interno do conector;
t = profundidade de penetração do anel na madeira;
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6- Conector de Anel
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O tarugo recebe o esforço por compressão na meia face vertical, transmitindo-o
por corte para meia face da outra extremidade.
Tensão de compressão
Tensão de cisalhamento do
tarugo
RESISTÊNCIA DE LIGAÇÕES POR TARUGOS
(da madeira mais fraca)
(da madeira do tarugo)
7- Tarugos
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Tensão de cisalhamento na peças ligadas
RESISTÊNCIA DE LIGAÇÕES POR TARUGOS
(da madeira das peças
ligadas)
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7- Tarugos