LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS

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SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE LIGAÇÕES ESTRUTURAIS

REFORÇO DE ESTRUTURAS E ESTRUTURAS MISTAS

LIGAÇÕES ENTRE DIFERENTES MATERIAS ESTRUTURAIS

LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS

CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

ENG. TIAGO ABECASIS

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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS

CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Transmissão de Forças por meio de Buchas:

Forças de Corte:

Plano deTransmissão

V

Plano deTransmissão

V

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3

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Transmissão de Forças por meio de Buchas:

Forças de Tracção:

N N

4

4

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Características da Transmissão por Buchas:

• Pequena Capacidade;

• Elevada Deformabilidade.

0 4 8 12 16Deslocamento

(mm)

ForçaAplicada

(kN)

0

20

40

60

80

100

120

140

Carga deServiço

CargaÚltima

DeformaçõesIrreversíveis

DeformaçõesElásticas

5

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Comportamento Mecânico Dependente da Qualidade de Execução:

• Processo de Abertura da Furação;

• Adequação do diâmetro do furo;

• Limpeza do furo;

• Ajustamento da superfície metálica ao betão.

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Consequência:

• Quando as forças a transmitir são elevadas (1);

• Quando se Pretende uma ligação “rígida”;

Evitar o uso de Buchas:

Nota (1) - Embora se possa aumentar o número de buchas para conferir à ligação uma capacidade resistente acrescida, a deformabilidade, no caso de ligações ao corte, também aumenta pois, para mobilizar todas as buchas é necessário vencer as folgas entre todas elas e os furos.

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Factores que Condicionam (Limitam) a Capacidade Resistente de uma Ligação:

•• Diâmetro e Capacidade Resistente das Buchas;Diâmetro e Capacidade Resistente das Buchas;

•• Profundidade de Embebimento (Profundidade de Embebimento (hhactact););

•• Resistência e EspessuraResistência e Espessura do Material Base;do Material Base;

•• Distância ao bordo (c);Distância ao bordo (c);

•• Distância entre Buchas (s);Distância entre Buchas (s);

•• Factores Ambientais (Corrosão, TemperaturaFactores Ambientais (Corrosão, Temperatura).).

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Mecanismos de Cedência:

1 Arranque do cone de betão 2 Deslizamento

4 Cedência do bordo

5 Fendilhaçãodo betão

3 Ruptura do aço

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Cone de Betão no Arranque

Influência da Resistência do Betão

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Factor de Profundidade de Embebimento da bucha (hef)

Influência do Embebimento na carga de Ruptura

Profundidade

Influência de embebimento

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Distância ao bordo “c”

Influência da distância do Bordono valor da carga resistente

Respeitar a distânciaMínima ao Bordo

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Com redução de capacidade

Influência do espaçamento entre buchas no valor da carga resistente

Distância entre Fixações “s”

Sem redução de capacidade

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Comparação entre Buchas Mecânicas e Químicas para uma Carga de Tracção:

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Ligações de Vigas ao Betão:

NÃO UTILIZAR

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Ligações de Vigas ao Betão:

Peça deligação

independente

Ligaçãoaparafusada

Banzo cortadopara facilitar a

montagem

Argamassa para assegurar ocontacto numa maior

extensão da viga.Colocar no banzo da viga

antes de encostar ao betão

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Dimensionamento:

1 - Transmissão Aço-Betão

V (s) – Distância entre buchas;(c) – Distância ao bordo.

Buchas – Transmissão por forças de corte

A capacidade depende da:

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Dimensionamento:

2 - Transmissão Peça de Ligação - Viga

Esforços a transmitir na ligação:

Transverso – VMomento flector – M=V.e

V

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Forças a Transmitir pelos Parafusos

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Forças a Transmitir pelos ParafusosNota – Devem utilizar-se ligações pré-esforçadas para garantir que não há

rotações da viga pois qualquer pequena rotação anula o momento M. passando a ligação aparafusada a transmitir apenas a força vertical V.

As buchas passam a ter de transmitir forças de corte e forças de tracção.

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

FurosCirculares

FurosOvalizados

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Colocar as buchas em carga previamenteVantagem – vencer folgas e aumentar a rigidez quando aplicadas as forças exteriores

Parafusos

PorcasSoldadas

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

LigaçãoPré-Esforçada

LigaçãoPré-EsforçadaFlecha induzida

pelo aperto dosparafusos

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Alternativa – Apoio em consolas metálicas sob a viga

Parafusos

Buchas

(s) e (c) – Distâncias que condicionam a capacidade resistente das buchas(s) – entre buchas(c) – aos bordos do betão

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CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

Transmissão das cargas ao betão

V

e - excentricidadea minimizar

V/4V/4

V/4V/4

N = V.e 2.d

As buchas transmitem forças de corte e forças de tracção.