(aço 13 - ligações)

(aço 13 - ligações)

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Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

Prof. Orlando Ferreira Gomes

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

1. INTRODUÇÃO:

As ligações representam o que se chama do detalhamento final do projeto estrutural de uma determinada edificação em estruturas de aço ( Exs. Edifícios de Múltiplos Andares, Edifícios Industriais, etc.) após o dimensionamento das partes componentes da estrutura em aço do sistema estrutural formado principalmente por pilares e vigas. Por exemplo, na figura abaixo podemos notar a emenda de pilares e vigas em perfis estruturais em aço, utilizando como meios de ligação os parafusos e solda que são os mais utilizados atualmente nas estruturas de aço de um modo geral.

FIGURA 01 – EMENDA DE UMA COLUNA DE EDIFICIO UTILIZANDO PARAFUSOS DE ALTA RESISTÊNCIA ASTM A325.

Esforços que a ligação deverá resistir.

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

Na figura 02 podemos também observar os casos mais comuns de ligações utilizando parafusos de alta resistência fazendo a ligação de chapas planas comuns em aço estrutural.

CH 300 x 12,5 mCH 300 x 2 m
Fd
Fd
Fd
50100 50 m

FIGURA 02 – LIGAÇÃO PARAFUSADA FAZENDO A UNIÃO DE CHAPAS PLANAS EM AÇO ESTRUTURAL EM CISALHAMENTO DUPLO.

2. PARAFUSOS

Um parafuso usado como um prendedor consiste em um eixo, que possa ser cilíndrico ou cônico, e em uma cabeça. O eixo tem um cume ou uma linha

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

23/06/2011 às 13:30 )

helicoidal dado a forma nele. A linha acopla-se com uma hélice complementar no material. O material pode ser manufaturado com a hélice de acoplamento (batida), ou o parafuso pode criá-la quando dirigido primeiramente dentro (um parafuso self-tapping). Á cabeça é dada uma forma especial para permitir que uma chave de fenda ou Phililips prenda o parafuso ao dirigi-lo para dentro do material. Também para o parafuso passar a direita através do material que está sendo prendido e fornece a compressão. Os parafusos podem normalmente ser removidos e reintroduzidos sem reduzir sua eficácia. Têm um poder de fixação maior do que pregos e permitem a desmontagem e reusar. Um parafuso que seja apertado girando a no sentido horário é dito ter uma linha right-hand . Os parafusos com linhas da mão esquerda são usados em casos excepcionais. Quando os parafusos não podem ser usados, pregar , rebitar , pinos de mola , soldando , e colando são algumas as alternativas. ( site de acesso, http://www.reiparparafusos.com.br/historia-do-parafuso.php acesso em

Os parafusos são feitos em uma larga gama de materiais, com muitas variedades de aço que são talvez os mais comuns. Onde a grande resistência ao tempo e a corrosão é requerida, o aço inoxidável, o titânio, o bronze. Alguns tipos de plástico tais como o nylon ou Teflon, podem ser aplicados para uma sustentação que requer uma força moderada e grande resistência à corrosão ou isolação elétrica. Mesmo a porcelana e o vidro podem ser moldados as linhas de parafusos que são usadas nas aplicações tais como isoladores elétricos. Os parafusos são elementos que fazem parte das ligações fazendo o papel da união, por exemplo, de chapas com chapas, chapas com perfis e outros dispositivos. Ele é um dispositivo que apresenta uma porção cilíndrica com seção transversal circular, uma parte dotada de rosca e uma cabeça sextavada em forma de um hexágono. Na cabeça do parafuso normalmente vem inscrito o tipo para o qual será destinado para um determinado tipo de ligação, eles

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

trabalham principalmente para suportar esforços de tração, cisalhamento e pressão de contato. Na figura 03 podemos observar o formato de um parafuso de alta resistência. A325-F – Ligação do tipo atrito A325-N- Ligação do tipo apoio com rosca incluída no plano de cisalhamento A325-X- Ligação do tipo apoio com rosca excluída no plano de cisalhamento

FIGURA 03 – PARAFUSO A325 UTILIZADO EM LIGAÇÕES DE ESTRUTURAS DE AÇO

Na tabela 01 pode-se observar os diâmetros mais comuns empregados na pratica .

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

FIGURA 04 – Ligação com parafusos. ( PFEIL, Walter, Estruturas de aço – dimensionamento prático – 5ª.ed., Rio de Janeiro, LTC, 1989).

TABELA 01 – Parafusos mais comuns empregados na prática de estruturas de aço para edifícios.

2.1– Tipos de Ligações Parafusadas

Na figura 05 é mostrado o comportamento de ligações efetuadas com rebites, chamamos a atenção que este dispositivo não é mais usado em

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ligações com parafusos, entretanto o comportamento estrutural independe o tipo de conector que se usa. Na referida figura surgem os esforços quando duas ou mais chapas planas são unidas e pode-se observar no elemento de ligação os esforços que são transmitidos quando a ligação é solicitada por uma ação de cálculo externa de tração.

FIGURA 05 – Tipos de ligações (a) Ligação de transpasse; cisalhamento simples; (b) Junta de topo o elemento de união em cisalhamento duplo; (c) Conector em cisalhamento múltiplo; (d) O elemento na tração. Fonte:

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

BRESLER, LIN E SCALZI – Diseno de Estructuras de acero. Mexico. Editorial Limusa, 1978.

2.2- Esforços solicitantes nos parafusos

A resistência de uma ligação com parafusos depende do tipo de falha que podem ser as seguintes:

a) Falha por Tração nas Chapas b) Falha por Cortante através de um ou mais planos do parafusos c) Falha por esmagamento entre as chapas e o parafuso; d) Falha por rasgamento nas chapas, isto pode ser evitado executando uma distância suficiente entre o parafuso e a borda;

Nas figuras 06 e 07 podem ser observados os modos de falha nas ligações parafusadas entre chapas planas em aços estruturais.

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PP
P2P
a) Falha por tração nasb) Falha por cortante no parafuso
PP

chapas. P

2P
P
c) Falha da chapad) Falha no Parafuso e) Falha por

Rasgamento FIGURA 06 – Tipos de falhas nas ligações parafusadas.

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

Abaixo segue o esquema de falha nas ligações com parafusos em chapas sobrepostas.

Levitico: 16- 19 “ Pois quebrarei a soberba do vosso poder, e vos farei o céu como ferro e a terra como bronze”.

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2.3– Recomendações da NBR 2088/08 para o dimensionamento e verificação de Ligações Parafusadas.

Estas recomendações são prescritas no item 06 da NBR 80 e principalmente o item 6.1.1 da página 62.

1) Na ligação parafusada abaixo, verificar se a mesma resiste à solicitação de cálculo.

DADOS: Aço Estrutural ( fy= 345 MPa ; fu = 450 MPa ) Parafusos ASTM A325 ( d = ¾” = 19 m )

Ft,Sd

Ft, SdFt, Sd

a) Cisalhamento – De acordo com item 6.3.3.2 da NBR 80 a força resistente de cálculo e um parafuso por plano de corte deve ser igual a:

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b ub v d v d b) Pressão de contato em furos – item 6.3.3.3 da NBR 80/08 f u c d f

c d c) Tração nas Chapas – item 5.2.2 da NBR 80/08 g t d

e u t d

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