ESTRUTURA DE AÇO - Aula 5

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ESTRUTURA DE AÇO
Prof. Esp. Eng.Civil Ellis Ângela simões
DIMENSIONAMENTO
1 - TRAÇÃO
						
t,Sd t, Rd 
Onde:
t,Sd é a força axial de tração solicitante de cálculo
 t, Rd é a força axial de tração resistente de cálculo 
	Peças tracionadas são peças sujeitas a solicitações de tração axial e são empregadas em estruturas sob diversas formas.
	A expressão geral que representa o atendimento aos critérios de segurança, para o dimensionamento de peças tracionadas, pode ser escrita como (NBR 8800, 5.2.1.2):
DIMENSIONAMENTO
2 - 	EQUAÇÕES DO DIMENSIONAMENTO Á TRAÇÃO
	2. 1 - FORÇA AXIAL RESISTENTE DE CÁLCULO
	Devem ser consideradas duas condições (estados limites ou modos de ruptura), para o atendimento à expressão geral:
Escoamento da seção bruta (ESB):
onde:
	; TAB 3, NBR 8800 – COEFICIENTE DE PONDERAÇÃO, SEÇAO 4, ITEM 4.8.2.3
DIMENSIONAMENTO
2 - 	EQUAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO
	2. 1 - FORÇA AXIAL RESISTENTE DE CÁLCULO
	
b) Ruptura da seção líquida efetiva (RSE)
Onde:
 ; TAB 3, NBR 8800 – COEFICIENTE DE PONDERAÇÃO, SEÇAO 4, ITEM 4.8.2.3
DIMENSIONAMENTO
2.2 - ÁREA LÍQUIDA EFETIVA (Ae)
	A área líquida efetiva é calculada como:
	Na expressão de Ae, An é a área líquida da barra, e Ct é um coeficiente de redução da área líquida, função das condições de ligação da barra aos elementos adjacentes e que considera efeito da não uniformidade de tensões nessa região de ligação. 
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2.3 ÁREA LÍQUIDA (An)
	Em regiões com furos ou aberturas (tanto furos feitos para passagem de parafusos como os furos e/ou aberturas para qualquer outra finalidade) a área líquida, An, de uma barra é definida no item 5.2.4 da NBR, como sendo a soma dos produtos da espessura pela largura líquida de cada elemento (ou seja, para seções compostas por elementos, a largura líquida do elemento da seção é sua largura descontando os furos). Para o cálculo da largura líquida considera-se: 
DIMENSIONAMENTO
2.3 - ÁREA LÍQUIDA (An)
	a) Em ligações parafusadas, o diâmetro dos furos deve ser considerado 2,0 mm maior que o diâmetro real destes furos. Isto se deve ao fato de que ocorrem danos mecânicos no aço ao redor do furo, durante o processo de furação. Como exemplo, caso se utilize o chamado furo-padrão para executar uma ligação parafusada, o diâmetro teórico do furo é: df=db+1,5mm (onde df é o diâmetro teórico do furo e db é o diâmetro do parafuso utilizado na ligação).
DIMENSIONAMENTO
2.3 - ÁREA LÍQUIDA (An)
2.3.1 - Cálculo da área líquida (An ) em chapas ou cantoneiras com furos alinhados
	A área líquida é calculada da seguinte forma:
	O valor adotado para deve considerar a folga e o dano ocorrido durante o processo de furação (figura 1.5).
DIMENSIONAMENTO
2.3 - ÁREA LÍQUIDA (An)
	b) No caso de uma série de furos distribuídos transversalmente ao eixo da barra, em diagonal a este eixo ou em zig-zag, a largura líquida desta parte da barra dever ser calculada deduzindo-se da largura bruta a soma das larguras de todos os furos em cadeia, e somando-se para cada linha ligando dois furos a quantidade s2/(4g), sendo s e g os espaçamentos longitudinal e transversal entre estes dois furos (Figura 3.2);
DIMENSIONAMENTO
A.1 - Cálculo da área líquida An em chapas ou cantoneiras com furação alternada
		
A área líquida é calculada por:
DIMENSIONAMENTO
2.3 - ÁREA LÍQUIDA (An)
c) A largura líquida crítica será determinada para a cadeia de furos que produza a menor largura líquida dentre as possíveis linhas (possibilidades) de ruptura;
d) Para cantoneiras, o gabarito g dos furos em abas opostas deve ser considerado igual a soma dos gabaritos medidos a partir da aresta da cantoneira, subtraída de sua espessura; (fig A.2)
 
e) Na determinação da área líquida de seção que compreenda soldas de tampão ou soldas de filete em furos, a área do metal da solda deve ser desprezada.
Obs: Em regiões onde não existam furos a área líquida deve ser tomada igual a área bruta da seção transversal. 
DIMENSIONAMENTO
A.1 Cálculo da área líquida An em chapas ou cantoneiras com furação alternada
		
Obs.: Para cantoneiras considerar o perfil desenvolvido (ver figura A.2).
A.2 Cálculo da área líquida em perfis
	A área líquida de perfis (formado por elementos com espessuras diferentes) pode ser calculada por:
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2.4 - COEFICIENTE DE REDUÇÃO – CT
	O coeficiente de redução da área líquida, tem os seguintes valores: 
Quando a força de tração for transmitida diretamente para cada um dos elementos da seção transversal da barra, por soldas ou parafusos: 
Ct = 1,00 
b) Quando a força de tração for transmitida somente por soldas transversais:
Ct = Ac/Ag
onde, Ac é a área da seção transversal dos elementos conectados.
DIMENSIONAMENTO
2.4 - COEFICIENTE DE REDUÇÃO – CT
	
c) Nas barras com seções transversais abertas, quando a força de tração for transmitida somente por parafusos ou por soldas longitudinais ou ainda por uma combinação de soldas longitudinais e transversais para alguns (não todos) os elementos da seção transversal (devendo, no entanto, 0,90 como limite superior, e não se permitindo ligações que resultem em um valor menor que 0,60)
Onde:
ec - excentricidade da ligação, igual à distância do centro geométrico da seção da barra, G, ao plano de cisalhamento da ligação (em perfis com um plano de simetria, a ligação deve ser simétrica em relação ao mesmo e são consideradas, para cálculo de Ct, duas barras separadas e simétricas, cada uma correspondente a um plano de cisalhamento da ligação, por exemplo, duas seções T no caso de perfis I ou H ligados pelas mesas ou duas seções U no caso desses perfis serem ligados pela alma); (FIG A4)
lc - nas ligações soldadas, é o comprimento da ligação, igual ao comprimento da solda e nas ligações parafusadas é a distância do primeiro ao último parafuso da linha de furação com maior número de parafusos, na direção da força axial;
DIMENSIONAMENTO
2.4 - COEFICIENTE DE REDUÇÃO – CT
Onde:
ec - excentricidade da ligação, igual à distância do centro geométrico da seção da barra, G, ao plano de cisalhamento da ligação (em perfis com um plano de simetria, a ligação deve ser simétrica em relação ao mesmo e são consideradas, para cálculo de Ct, duas barras separadas e simétricas, cada uma correspondente a um plano de cisalhamento da ligação, por exemplo, duas seções T no caso de perfis I ou H ligados pelas mesas ou duas seções U no caso desses perfis serem ligados pela alma);
lc - nas ligações soldadas, é o comprimento da ligação, igual ao comprimento da solda e nas ligações parafusadas é a distância do primeiro ao último parafuso da linha de furação com maior número de parafusos, na direção da força axial;
DIMENSIONAMENTO
		
2.4 - COEFICIENTE DE REDUÇÃO – CT
d) Nas chapas planas, quando a força de tração for transmitida somente por soldas longitudinais ao longo de ambas as suas bordas, conforme figura A.5:
Onde
ℓw - comprimento dos cordões de solda;
b - largura da chapa (distância entre as soldas situadas nas duas bordas)
DIMENSIONAMENTO
2.5 LIMITE DE ESBELTEZ (Estado limite de serviço)
		
	Recomenda-se limitar a flexibilidade das peças (por exemplo: vibração, deslocamento excessivo de peças de travamentos em X, etc.) por meio da seguinte restrição: