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LIGAÇÃO FLEXÍVEL ENTRE VIGA E COLUNA – EXERCÍCIO RESOLVIDO Seja a ligação flexível viga-coluna com duas cantoneiras soldadas na viga apoiada e parafusadas no pilar, conforme figura abaixo: Dados: L 76x76x6,4 Viga perfil IP 330 (espessura da alma=7,5mm) Aço MR-250; Parafusos: A325N d=22mm; Eletrodos revestidos E70XX; Furos padrão; V= 180 kN (ação permanente, normal, =1,5) N=0 A partir da observação de que a cantoneira de ligação está submetida uma ação excêntrica em relação a sua linha de parafusos, e de que sua aba soldada também está submetida à ação excêntrica da reação de apoio, pede-se verificar segundo a NBR-8800/2008: a) a adequação da ligação parafusada por contato e por atrito; b) a pressão de contato nas cantoneiras (rasgamento e esmagamento); c) o colapso por rasgamento nas cantoneiras (cisalhamento de bloco); d) a solda de filete da ligação da cantoneira com a alma da viga. SOLUÇÃO a) a adequação da ligação parafusada por contato e por atrito; i. Forças nos parafusos: kNVd 2705,1180 kNFy 452 270 3 1 (carga vertical centrada) 2r M F ydx 22 581.6 7575 75 2 5,745 2 270 Nm kN9,43 ou ainda: d MF dx mm mmN 150 k 581.6 kN9,43 (carga horizontal associada ao momento devido à excentricidade do eixo da viga em relação à cada linha de parafusos) 22 yxd FFS kN9,62 (componente vetorial das forças) ii. Cisalhamento nos parafusos (A325N) – ligação por contato: 35,1 825 4 22 4,04,0 2 2 a ubb d fAR dSkNN 9,92921.92 iii. Cisalhamento nos parafusos – ligação por atrito: TbTbhkd FFCRR 135,08,08,0 Tabela 15 NBR 8800 – parafusos A325N d=22mm kNFTb 176 kNRk 3,49 kNSk 9,415,1 9,62 Parafusos: Ok! SOLUÇÃO - continuação b) Verificar a pressão de contato (rasgamento e esmagamento) nas cantoneiras: 2 2 4,2 2,1 a ub a uf dt ftd ft R interno) (paraf. 5,515,175 externo) (paraf. 3,28 2 5,140 mmd mmd b b f kNN kNN Rdt 1,100124.100 35,1 4004,6224,2 4,64398.64 35,1 4004,63,282,1 Neste caso, a resistência da ligação consiste na resistência do parafuso mais externo (mais solicitado, menor resistência): kNRd 4,64 kNSd 9,62 Ok! c) Verificar as cantoneiras quanto ao colapso por rasgamento (cisalhamento de bloco): 2 2 6,0 6,0 a ntutsgvy a ntutsnvu d AfCAf AfCAf R ²1174,6 2 5,3224,64576 2 5,3 ²8084,65,3225,212165,3 ²12164,6190 mmtdtA mmdnAA mmtA b tnt bbgvnv vgv 8,169778.169 35,1 117400112162506,0 3,178311.178 35,1 11740018084006,0 kNN kNN Rd kNSR dd 1352 270 Ok! At Av SOLUÇÃO - continuação d) Verificar a solda de filete da ligação da cantoneira com a alma da viga: i. Centróide da linha soldada: mmdd dd xG 0,12230662 2 662 23010762 0230 2 107610762 2 ii. Excentricidade: mmxe G 6476 iii. Momentos de inércia mmmm d I X /617.759.2 12 230115662 4 3 2 mmmmxx d I gG y /248.1393366 12 662230 42 3 2 mmmm d I d I d J yxO /865.898.2 4 iv. Esforço cisalhante (por unidade de comprimento de perna unitária de solda) devido ao cortante: A Vq dy1 mmNy /3736622302 10270 3 1 v. Esforço cisalhante devido ao momento torçor: xy O d yx J Tq ,1,2 xyxyxy O d yx J eVq ,, 3 ,1,2 98,2865.898.2 2 6410270 mmNq yx /34311598,298,2 maxmax mmNq xy /161126698,298,2 maxmax vi. Esforço resultante: 21max2max yyxd qqqq mmNd /635373161343 22 vii. Verificação da solda: 22 2 2 6,06,0 w www w ww d fd fAR w dR dw ww qmmN fd /1,762 2 2 6,0 2 Ou ainda: w w dw f qd 2 26,0 2 mmdw 2,4 35,1 485 2 2 6,0 635 Espessura da cantoneira = 6,4mm (1/4”) mmdw 3min mmmmtdw 55,1max mmdw 5 Ok!
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