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UNIVERSIDADE LÚRIO Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Mecânica Curso de Licenciatura em Engenharia Mecânica Campus Universitário – Bairro Eduardo Mondlane Estruturas Metálicas Ligações Rebitadas: Dimensionamento de Rebites Discente: Docente: Armando Horácio Macheca Nº 20162003005 Eng . Lourenço Matandire Asa António Muchaha Nº 20172003002 Francisco Matambo Nchenga Nº 20152003013 Pemba, Março de 2020 Armando Horácio Macheca Asa António Muchaha Francisco Matambo Nchenga Estruturas Metálicas Ligações Rebitadas: Dimensionamento de Rebites Pemba, Março de 2020 Trabalho de carácter avaliativo do curso de Licenciatura em Engenharia Mecânica na disciplina de Estruturas Metálicas a ser entregue ao docente da disciplina Eng° Lourenço Matandire. i 1.Resumo O trabalho em estudo, esta relacionado ao tema que diz respeito as ligações rebitadas, sendo que ligações rebitadas são consideradas ligações que permitem unir duas ou mais peças em que o elemento de união é o rebite. Os rebites constituem uma ferramenta eficiente e eficaz no seio da engenharia na qual permitem a união de peças de diferentes tipos de materiais utilizando ferramentas fácil de se unir, visto que os processos de rebitagem envolvem dois equipamentos fundamentais, o estampo que é para a rebitagem manual e o martelo pneumático para a rebitagem mecânica. Ao longo do trabalho, serão apresentadas as vantagens e as desvantagens do uso de rebites na união de peças, será estabelecido também os tipos de rebites e suas respectivas classificações. Um outro ponto importante que será aprofundado em torno do trabalho é o dimensionamento dos rebites, sendo apresentada antes as condições que foram consideradas para se dimensionar os rebites e serão determinados também no dimensionamento parâmetros como diâmetro do furo e comprimento útil do rebite. Palavras-chave: Ligação, Rebite, Dimensionamento. ii 2. Abstract The work under study, is related to the theme that concerns the riveted connections, being that riveted connections are considered connections that allow joining two or more pieces in which the joining element is the rivet. Rivets are efficient and effective tools in engineering that allow the joining of pieces of different types of materials using tools that are easy to join, since the riveting processes involve two fundamental pieces of equipment, the stamp that is for manual riveting and the pneumatic hammer for mechanical riveting. Throughout the work, the advantages and disadvantages of using rivets to join parts will be presented, as well as the types of rivets and their respective classifications. Another important point that will be deepened around the work is the dimensioning of the rivets, being presented before the conditions that were considered to dimension the rivets and will also be determined in the dimensioning parameters such as hole diameter and useful length of the rivet. Keywords: Connection, Rivet, Dimensioning iii 3. Índice de Figuras Figura 1: Ilustração do rebite ……………………………………………………………………..4 Figura 2: Apresentação da estrutura do rebite …………………………………………...……….5 Figura 3: Quadro ilustrativo de tipos de rebite ………………………………………………..….6 Figura 4: Representação do processo manual por meio de martelo. ……………………………...8 Figura 5: Apresentação do Rebitador mecânico…………………………………………………..8 Figura 6: Apresentação do defeito formado por furos fora do eixo. …………………………….10 Figura 7: Apresentação do defeito formado por chapas mal encostadas. ……………………….10 Figura 8: Ilustração do defeito formado por diferença de diâmetro do furo em relação ao do rebite. …………………………………………………………………………………………....11 Figura 9: Ilustração do defeito formado por aquecimento excessivo do rebite. ………………...11 Figura 10: Ilustração do defeito formado por rebitagem descentralizada. ……………….……...11 Figura 11: Ilustração do defeito formado por mão uso de ferramenta de fixação ………………12 Figura 12: Ilustração do defeito formado por diferença de comprimento do rebite em relação a sua espessura …………………………………………………………………………………….12 Figura 13 - Disposição dos rebites. ……………………………………………………………...14 Tabela 14 - Valores de cálculos das tensões resistentes em ligações rebitadas. ………………...16 iv 3.1 Lista de abreviatura e símbolo S - Soma das espessuras das chapas; L - Comprimento útil do rebite; d - Diâmetro do rebite; y - Constante determinada pelo formato da cabeça do rebite; s - Espessura menor; Valor de cálculo da forca de corte transmitida pela chapa ao rebite; Distância do rebite ao bordo; Espessura da chapa; Valor de cálculo da tensão de cedência do aço da chapa. a - distancia do eixo do rebite ao bordo mais próximo, na direcção do esforço que solicita a ligação; b - distância do eixo do rebite ao bordo mais próximo, na direcção normal à dos esforços que solicita a ligação; c – menor distância entre os eixos dos rebites; dF - Diâmetro do furo; dR - Diâmetro do rebite. Índice 1.Resumo ......................................................................................................................................... i 2. Abstract ....................................................................................................................................... ii 3. Índice de Figuras ........................................................................................................................ iii 3.1 Lista de abreviatura e símbolo ................................................................................................. iv CAPÍTULO I .................................................................................................................................. 1 4. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 1 5. Objectivos ................................................................................................................................... 2 5.1 Objectivo Geral ......................................................................................................................... 2 5.2 Objectivos Específicos .............................................................................................................. 2 CAPÍTULO II ................................................................................................................................. 3 6. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................... 3 6.1 Composição de rebite ................................................................................................................ 4 6.2 Vantagens do uso de rebites ...................................................................................................... 5 6.3 Desvantagens do uso de rebites ................................................................................................ 5 6.4 Tipos de rebites ......................................................................................................................... 6 6.5.1 Processo de rebitagem............................................................................................................ 7 6.5.3 Defeitos de rebitagem ............................................................................................................ 9 6.6 Especificações dos rebites....................................................................................................... 12 6.7 Selecção do rebite ...................................................................................................................13 6.8 Dimensionamento dos rebites ................................................................................................. 17 6.8.1 Cálculo do diâmetro do rebite .............................................................................................. 17 6.8.2 Cálculo do diâmetro do furo ................................................................................................ 18 6.8.3 Cálculo do comprimento útil do rebite ................................................................................ 18 7. Conclusão .................................................................................................................................. 20 8. Referência Bibliográfica ........................................................................................................... 21 1 CAPÍTULO I 4. INTRODUÇÃO Na mecânica é muito comum a necessidade de unir peças como chapas, perfis e barras. Qualquer construção por mais simples que seja, exige união de peças entre si. Por meio desta, as peças podem serem unidas, por meio de elementos próprios de união que são denominados elementos de fixação. Numa classificação geral, os elementos de fixação mais usados em mecânica são: rebites, pinos, cavilhas, parafusos, porcas, arruelas, chavetas entre outros. Mas para o estudo em causa, o conteúdo abordado centraliza-se no elemento de fixação tipo Rebite. As transmissões dos esforços entre peças estruturais devem-se às ligações entre elas, sendo assim, elas têm fundamental importância no comportamento geral da estrutura. Por meio há variedade de elementos de aço, e existem diversos tipos de ligações que podem ser adoptadas pelo projectista. Reconsidera-se necessário conhecer o comportamento e a distribuição dos esforços nas ligações para que os modelos matemáticos aplicados no projecto e dimensionamento das mesmas sejam o mais próximo possível da estrutura real. Para os capítulos subsequentes em meio a abordagem do trabalho, apresentam um estudo de forma teórica e prática no que diz respeito ao conteúdo rebites. O estudo básico desse tipo de elemento de união será abordado consoantes as normas, sendo a principal Norma REAE (Regulamento de Estruturas de Aço para Edifícios), promulgado pelo Decreto nº 46160 de 19 de Janeiro de 1965. Regulamento esse que estabelece as condições para o dimensionamento de uniões por meio de rebites. 2 5. Objectivos 5.1 Objectivo Geral Detalhar de forma geral o elemento de fixação do tipo rebite assim como caracterizar o procedimento de dimensionamento dos rebites. 5.2 Objectivos Específicos Caracterizar os conceitos básicos em torno de elemento de fixação; Estabelecer os tipos de Rebites e suas especificações; Falar dos defeitos de Rebitagem em Estruturas Metálicas; Realizar um estudo profundo em torno do processo de rebitagem; Falar dos defeitos de Rebitagem em Estruturas Metálicas; Realizar o dimensionamento de rebite por meio de exemplos numéricos para desenvolver a sensibilidade nos resultados bem como a compreensão do mesmo 3 CAPÍTULO II 6. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Tanto os elementos de fixação móvel como os elementos de fixação permanente devem ser usados com muita habilidade e cuidados porque são, geralmente, os componentes mais frágeis da máquina. Assim, para projectar um conjunto mecânico é preciso escolher o elemento de fixação adequado ao tipo de peças a serem unidas ou fixadas. Se, por exemplo, unirmos peças robustas com elementos de fixação fracos e mal planejados, o conjunto apresentará falhas e poderá ficar inutilizado. Ocorrerá, portanto, desperdício de tempo, de materiais e de recursos financeiros. Ainda é importante planejar e escolher correctamente os elementos de fixação a serem usados para evitar concentração de tensão nas peças fixadas. Essas tensões causam rupturas nas peças por fadiga do material. Os rebites foram, por muitos anos, os únicos dispositivos de ligação empregados em elementos estruturais de aço. Sendo seu comportamento estrutural, era tido como satisfatório, entretanto, a partir da década de 50, se tornaram antieconómicos e são agora raramente usados em estruturas de aço. Hoje em dia, são empregados quase que somente na recuperação e reforços de antigas estruturas rebitadas. A principal causa da obsolescência dos rebites foi o advento do parafuso de alta resistência e o aprimoramento das técnicas de soldagem, os quais correspondem a dispositivos mais económicos, uma vez que há significativa redução de mão-de-obra. (Valenciani, 1997) As ligações rebitadas são ligações em que se utilizam peças adicionais designadas “rebites”. O rebite tem uma haste que se introduz em furos executados nas peças. Posteriormente, deforma-se plasticamente a extremidade saliente da haste para constituir a ligação. Rebite é um fixador mecânico metálico, consiste num cilindro com uma cabeça em uma das extremidades, similar a um prego ou pino. Sua instalação é feita num orifício pré-perfurado, através do achatamento (deformação por golpes) da ponta, quando a espiga preenche o orifício, prendendo o rebite, expandindo-se até 1,5 vezes o seu diâmetro original e prendendo-o de forma definitiva. https://pt.wikipedia.org/wiki/Prego https://pt.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A2metro 4 Segundo (Fenix, 2019) os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão. Unem rigidamente peças ou chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos de transporte e treliças. Figura 1: Ilustração do rebite Fonte: (Carry, 2015) Há várias formas para se fixar o rebite. Rebites pequenos e mais maleáveis são os de uso mais comum. Nestes casos, o instalador coloca o afixador de rebites (em geral um martelo) contra a cabeça e segura uma barra de resistência contra a ponta. A barra de resistência é um bloco metálico sólido, especialmente amoldado para o trabalho. Rebites grandes e duros podem ser instalados com maior facilidade com uma ferramenta de contacto em suas extremidades, que o pressionam até deformar. Uma vez instalado, o rebite apresenta uma cabeça em cada extremidade, que pode segurar a tensão de carga, paralela ao eixo da espiga. 6.1 Composição de rebite Sendo um elemento metálico, o rebite apresenta a seguinte estrutura: Cabeça - parte saliente e achatada do rebite, antes de seu achatamento na ponta; Espiga - o "corpo" do rebite; Ponta - extremidade oposta à cabeça, e que vem a ser deformada, quando da instalação. https://pt.wikipedia.org/wiki/Martelo 5 Figura 2: Apresentação da estrutura do rebite Fonte: (Carry, 2015) 6.2 Vantagens do uso de rebites Bom comportamento na presença de cargas pulsantes acentuadas, melhor que as ligações soldadas; Execução geralmente simples e pouco dispendiosa; Possibilidade de utilização para união de peças de materiais distintos, como os materiais que não toleram o calor da soldadura; Controlo de qualidade simples (o som resultante do percussão); Possibilidade de desfazer a ligação em caso de necessidade, cortando as cabeças dos rebites (tornando a ligação “desmontável”). A destruição de um rebite não se propaga aos restantes rebites da ligação. 6.3 Desvantagens do uso de rebites Relativamente grande gasto de metal e de mão-de-obra para operações complementares (furar, marcar, mandrilar os furos); Um maior gasto de metal, em comparação com as ligações soldadas, sendo as ligações por rebites atribui-se 3,5 à 4% da massa de construção, ao posso que, nas ligações soldadas só é de 1 à 1,5%; Redução da resistência do material (debilitação) por causa dos furos, sendo reduções de 13 à 42%, o que é maior que nas ligações soldadas, que são de 10 à 40%; Menor produtividade que a soldadura. 6 6.4Tipos de rebites No processo de produção dos rebites o sistema é padronizado, ou seja, segue normas técnicas que indicam medidas da cabeça, do corpo e do comprimento útil dos rebites a ser fabricado. Sendo assim, pode observar-se no quadro a seguir uma proporção padronizadas para os rebites no que concerne as dimensões da cabeça, diâmetro da espiga bem como respectivo ângulo. Figura 3: Quadro ilustrativo de tipos de rebite Fonte: (Carry, 2015) 7 6.5 Rebitagem Para se rebitar peças, não acabe você conhecer rebites e os processos de rebitagem, incumbe-nos de saber também o processo de dimensionamento desde a elaboração do projecto até a execução. Rebitagem é um processo que serve para unir chapas através de deformação sem elementos adicionais, usando ferramentas especiais e assim obtendo uma união mecânica entre as chapas. A rebitagem é usada principalmente na indústria automotiva, onde substitui em muitos casos a soldagem a ponto. A rebitagem sendo um processo de deformação a frio, não requer corrente elétrica para a sua execução. Adicionalmente, a força de uma união por rebitagem pode ser verificada de forma não destrutiva, usando um instrumento de medição simples, para verificar a espessura resultante no fundo da união e o diâmetro do botão produzido de acordo com o tipo de ferramenta utilizada. A vida útil das ferramentas de rebitagem está próxima de uma centena de milhares de ciclos, o que é considerado um processo muito económico. (Bralo, 2016) Um benefício adicional do processo de rebitagem é sua capacidade de unir chapas pré-pintadas, normalmente utilizadas na indústria de linha branca, sem afectar a superfície pintada ou galvanizada. A rebitagem também está voltada a um meio importante para unir chapas de alumínio, como por exemplo partes de automóvel, pela dificuldade de soldar a ponto o alumínio. 6.5.1 Processo de rebitagem Se compararmos os processos mais comuns sendo eles: o sistema manual com o mecânico, observa-se que o sistema manual é utilizado para rebitar em locais de difícil acesso ou peças pequenas. A rebitagem por processo mecânico apresenta vantagens, principalmente quando é usada a rebitadeiras pneumática ou hidráulica. Processo Manual Esse tipo de processo é feito à mão, por meio de martelo. Antes de iniciar o processo, é preciso comprimir as duas superfícies metálicas a serem unidas. https://pt.wikipedia.org/wiki/Chapa https://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica https://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica https://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica https://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio https://pt.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vel 8 Figura 4: Representação do processo manual por meio de martelo. Fonte: (Sousa, 2015) Processo Mecânico Neste processo, será feito por meio de martelo pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas e hidráulicas. O martelo pneumático é ligado a um compressor de ar por tubos flexíveis e trabalha sob uma pressão entre 5 Pa e7 Pa, controlada pela alavanca do cabo. Figura 5: Apresentação do Rebitador mecânico. Fonte: (Sousa, 2015) Tanto a rebitagem manual como a mecânica podem ser feitas a quente ou a frio. A rebitagem a Quente é indicada para rebites com diâmetro superior, sendo aplicada, especialmente, em rebites de aço. Em contrapartida, rebitagem a Frio é feita por martelo através de golpes sucessivos, sem utilizar qualquer fonte de calor. É indicada para rebites com diâmetro de até 6,3 mm, se o trabalho for mão, e de 10 mm, se for à máquina. 9 6.5.2 Tipos de rebitagem Os tipos de rebitagem variam de acordo com a largura das chapas que serão rebitadas e o esforço a que serão submetidas. Assim, temos a rebitagem de recobrimento, de recobrimento simples e de recobrimento duplo. Rebitagem de recobrimento: na rebitagem de recobrimento, as chapas são apenas sobrepostas e rebitadas. Esse tipo destina-se somente a suportar esforços e é empregado na fabricação de vigas e de estruturas metálicas. Rebitagem de recobrimento simples é destinada a suportar esforços e permitir fechamento ou vedação. É empregada na construção de caldeiras a vapor e recipientes de ar comprimido. Nessa rebitagem as chapas se justapõem e sobre elas estende-se uma outra chapa para cobri-las. Rebitagem de recobrimento duplo são rebitagem usada unicamente para uma perfeita vedação. É empregada na construção de chaminés e recipientes de gás para iluminação. As chapas são justapostas e envolvidas por duas outras chapas que as recobrem dos dois lados. Quanto à distribuição dos rebites, existem vários factores a considerar: o comprimento da chapa, a distância entre a borda e o rebite mais próximo, o diâmetro do rebite e o passo. O passo é a distância entre os eixos dos rebites de uma mesma fileira. O passo deve ser bem calculado para não ocasionar empenamento das chapas. 6.5.3 Defeitos de rebitagem A execução do processo de rebitagem deve ser bem elaborada com objectivo de assegurar a resistência e a vedação necessárias às peças unidas por rebites. Os defeitos, por menores que sejam, representam enfraquecimento e instabilidade da união. Alguns desses defeitos somente são percebidos com o passar do tempo por isso, é preciso estar bem atento e executar as operações de rebitagem com a maior precisão possível. Os principais defeitos na rebitagem são devidos ao mau preparo das chapas a serem unidas bem como e a má execução das operações nas fases de rebitagem. 10 Defeitos causados pelo mau preparo das chapas Furos fora do eixo, formando degraus - Nesse caso, o corpo rebitado preenche o vão e assume uma forma de rebaixo, formando uma incisão ou corte, o que diminui a resistência do corpo. Figura 6: Apresentação do defeito formado por furos fora do eixo. Fonte: (Sousa, 2015) Chapas mal encostadas - Nesse caso, o corpo do rebite preenche o vão existente entre as chapas, encunhando-se entre elas. Isso produz um engrossamento da secção do corpo do rebite, reduzindo sua resistência. Figura 7: Apresentação do defeito formado por chapas mal encostadas. Fonte: (Sousa, 2015) Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite – O rebatimento não é suficiente para preencher a folga do furo. Isso faz o rebite assumir um eixo inclinado, que reduz muito a pressão do aperto. 11 Figura 8: Ilustração do defeito formado por diferença de diâmetro do furo em relação ao do rebite Fonte: (Sousa, 2015) Defeitos causados pela má execução dos processos de rebitagem Aquecimento excessivo do rebite - Quando isso ocorre, o material do rebite terá suas características físicas alteradas, pois após esfriar, o rebite contrai-se e então a folga aumenta. Se a folga aumentar, ocorrerá o deslizamento das chapas. Figura 9: Ilustração do defeito formado por aquecimento excessivo do rebite Fonte: (Sousa, 2015) Rebitagem descentralizada - Nesse caso, a segunda cabeça fica fora do eixo em relação ao corpo e à primeira cabeça do rebite e com isso, perde sua capacidade de apertar as chapas a unir. Figura 10: Ilustração do defeito formado por rebitagem descentralizada Fonte: (Sousa, 2015) 12 Mal uso das ferramentas para fazer a cabeça - A cabeça do rebite é rebatida erradamente e apresenta irregularidades como rebarbas ou rachaduras. Figura 11: Ilustração do defeito formado por mão uso de ferramenta de fixação Fonte: (Sousa, 2015) Menor comprimento do corpo do rebite em relação à espessura da chapa - Nessa situação, o material disponível para rebitar a segunda cabeça não é suficiente e ela fica incompleta, com uma superfície plana. Figura 12: Ilustração do defeito formado por diferença de comprimento do rebite em relação a sua espessura Fonte: (Sousa, 2015) NOTA: Para eliminar os defeitos é preciso remover a cabeça do rebite, porém, esta remoção pode ser feitopor meio de três processos: com talhadeira, com lima e com esmerilhadora. 6.6 Especificações dos rebites Para adquirir rebites adequados para um determinado trabalho, é necessário que se conheça as seguintes especificações: Material de fabricação; Tipo de cabeça; Diâmetro do corpo ( d ); Comprimento útil ( L ). 13 6.7 Selecção do rebite Material a rebitar A selecção do rebite depende do tipo de material que se pretende rebitar. Se o material é brando ou quebradiço como a madeira, o plástico, ou as matrículas de automóvel, os rebites mais adequados são os Flor, Trevo ou S-Trevo. (Bralo, 2016) Segundo a norma REAE, estabelece alguns critérios de selecção e execução do processo de rebitagem, critérios esse abordado a seguir: Diâmetro dos rebites Os rebites devem ter um diâmetro nominal de 1 à 2 mm inferior ao dos furos em que são introduzidos e, depois de cravados, devem preencher completamente os furos; O diâmetro nominal dos rebites não deve, em geral, ser inferior à espessura dos elemento de maior espessura a ligar. Espessura total máxima a ligar A espessura total dos elementos a ligar não deve, em geral, exceder cinco vezes o diâmetro do furo e, em caso algum, exceder seis vezes e meia esse diâmetro; No caso de diâmetros inferiores a 14 mm, a espessura total a ligar deve ser limitada a quatro vezes o diâmetro. Disposição dos rebites Na disposição dos rebites devem ser respeitados os seguintes condicionamentos (segundo a figura a seguir): (ambientes muito agressivos); (ambientes poucos ou moderadamente agressivos). 14 Em que, Figura 23 - Disposição dos rebites. Fonte: (Edifícios, 1885) Impermeabilidade e selagem hermética Em situações de fugas líquidas ou de vapores, será necessária a utilização de um rebite que obtenha um bom preenchimento do furo, como os Estanques, Estruturais ou S-Trevos. Solucionam ainda problemas eléctricos. Resistência à corrosão A resistência à corrosão que requer cada aplicação constitui um factor determinante na escolha e eleição do rebite a utilizar. É recomendado seleccionar o material do rebite igual ao material das peças a unir, conseguindo uma maior resistência. a - distancia do eixo do rebite ao bordo mais próximo, na direcção do esforço que solicita a ligação; b - distância do eixo do rebite ao bordo mais próximo, na direcção normal à dos esforços que solicita a ligação; c – menor distância entre os eixos dos rebites; d – diâmetro dos furos. (Edifícios, 1885) 15 Os rebites Alumínio ou Magnésio oferecem uma óptima tolerância à corrosão, se bem que seja o aço inoxidável A2 ou A4 o material mais duro. Para melhorar o comportamento de todas as peças à intempérie, são utilizados diversos revestimentos de protecção ou tratamentos de superfície (anodizados, zincados, Delta-Seal, etc.). Resistência ao cisalhamento e à tracção Os rebites Alumínio ou Magnésio oferecem maior resistência ao cisalhamento e à tracção. Os rebites estruturais são os mais adequados para aplicações com cargas elevadas. Acabamento Diversas ocasiões obrigam a que a cor do rebite seja ajustada às características estéticas da aplicação. (Bralo, 2016) Verificação de segurança das ligações rebitadas Para a verificação de segurança das ligações rebitadas os valores de cálculos das tensões resistentes são os definidos no n o 57.2, devendo os valores de cálculos das tensões actuantes a serem determinados de acordo com as regras da resistência dos materiais, considerando para o diâmetro dos rebites o seu diâmetro depois de cravados (igual ao diâmetro dos furos) e atendendo ao disposto nas alíneas a seguir: a) A tensão de corte nos rebites será obtida dividindo o valor do cálculo do esforço do corte correspondente a cada rebite pela sua secção, no caso de corte simples, e por duas vezes essa secção, no caso de corte duplo; b) A tensão de tracção dos rebites será determinada dividindo o valor de cálculo de esforço de tracção correspondente a cada rebite pela sua secção; c) A tensão de esmagamento lateral (pressão lateral dos rebites) será obtida dividindo o valor de cálculo do esforço de corte correspondente a cada rebite pelo produto do diâmetro do rebite pela espessura da chapa. (Edifícios, 1885) 16 Tabela 2 - Valores de cálculos das tensões resistentes em ligações rebitadas. Fonte: (Edifícios, 1885) Nota: O valor de Correspondente ao aço dos rebites, que pode ser tomado igual ao valor característico da tensão de cedência; O valor de Correspondente ao aço de menor resistência, no caso de serem utilizados aços de diferentes características nos rebites e nos elementos ligados. Deve verificar-se se existe nos elementos ligados ou nos elementos de ligação alguma secção insuficiente para a transmissão dos esforços. Em particular, para furos próximos dos bordos de chapas deve verificar-se a condição: Em que: No caso dos rebites solicitados simultaneamente por esforços de corte e de tracção dispensa-se a análise dos estado de tensão resultante, bastando verificar a segurança separadamente para os esforços de corte e de tracção. (Edifícios, 1885) Valor de cálculo da forca de corte transmitida pela chapa ao rebite; Distância do rebite ao bordo; Espessura da chapa; Valor de cálculo da tensão de cedência do aço da chapa. 17 Regras de execução e montagem Na execução das ligações rebitadas respeitar-se-ão as seguintes condições: A rebitagem deve ser executada por meios mecânicos, somente podendo efectuar-se a rebitagem manual em casos especialmente justificados; No início da cravação os rebites devem estar ao rubro claro; terminada a operação, devem estar ainda ao rubro sombrio; Os rebites, depois de cravados, devem preencher completamente os furos e apresentar cabeças bem enformadas e centradas em relação ao corpo dos rebites; Os rebites que ficarem soltos ou defeituosos devem ser substituídos. 6.8 Dimensionamento dos rebites O cálculo de distribuição dos rebites é feito por projectistas que deverão levar em conta a finalidade da rebitagem, o esforço que as chapas sofrerão, o tipo de junta necessário e a dimensão das chapas, entre outros dados do projecto. Para rebitar, é preciso escolher o rebite adequado em função da espessura das chapas a serem fixadas, do diâmetro do furo e do comprimento excedente do rebite, bem como o tipo do material a rebitar. Porem a seguir apresenta-se alguns procedimentos que devem ser levados em conta no processo de rebitagem. 6.8.1 Cálculo do diâmetro do rebite A preferência do rebite é feita na concordância com a espessura das chapas que se pretende unir. Sendo assim. A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura é a multiplicação por um valor de 1,5, como ilustra a fórmula a seguir: Onde: d = Diâmetro; S = Espessura menor; 1,5 = Constante ou valor predeterminado. 18 6.8.2 Cálculo do diâmetro do furo O diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela constante 1,06. De forma analítica a equação descrita é: Onde: dF = Diâmetro do furo; dR =Diâmetro do rebite; 1,06 = Constante ou valor predeterminado 6.8.3 Cálculo do comprimento útil do rebite Para se obter o comprimento de um rebite, o seu cálculo é feita por meio da seguinte expressão matemática: Onde: S = Soma das espessuras das chapas. L = Comprimento útil do rebite; d = Diâmetro do rebite; y = Constante determinada pelo formato da cabeça do rebite; Para rebites de cabeça redonda e cilíndrica, temos: 19 Para rebites de cabeça escareada, temos:Exemplo Prático Faça o dimensionamento de um processo de rebitagem, na qual pretende-se rebitar duas chapas de aço, uma com espessura de 5 mm e outra com espessura de 4 mm, visto que o rebite é do tipo cabeça redonda? 1º Passo: Cálculo de diâmetro do rebite 2 º Passo: Cálculo de diâmetro do furo 3 º Passo: Cálculo de comprimento útil do rebite Rebite de cabeça redonda Y=1,5 20 7. Conclusão Com o culminar do trabalho, verificou-se que uma rebitagem mal feita ocasiona defeitos na qual podem comprometer a união das peças, tais defeitos podem fazer com que o corpo do rebite não preencha toda abertura do furo deixando desta forma uma brecha nas peças unidas. Para tal deve- se ter rigorosidade no processo de dimensionamento e rebite com intuito de minimizar os possíveis defeitos no dimensionamento bem como na execução do mesmo. Os elementos a unir concretamente as peças estão sujeitos a esforços que tendem a cortar ou flectir o elemento de união, sendo assim, como forma de evitar que este órgão sofra danos ocasionados por estes esforços estabeleceu-se ao longo do trabalho o dimensionamento do mesmo. Sendo assim, para se executar um processo de rebitagem eficiente é imperioso que se siga devidamente os passos para rebitagem apresentado ao longo do trabalho. 21 8. Referência Bibliográfica Bralo. (2016). QUALIDADE EM REBITES, PORCAS E REBITADORAS. Milanos: Bralo. Carry, J. (2015). ELEMENTOS DE MECÂNICA. London. Edifícios, R. d. (1885). Ligaçoes Rebitadas. Portugal: I Serie. Fenix, A. (2019). Ligações Permanentes. Lisboa. Pfeil, W. P. (2008). Estruturas de aco dimensionamento pratico. Rio de Janeiro. Sousa, J. A. (2015). Rebites III (Aula 4). Brasil. Valenciani, E. V. (1997). LIGAÇÕES EM ESTRUTURAS DE AÇO. São Carlos.