BOLETIM TÉCNICO GANG NAIL

5/16/2018 BOLETIM TÉCNICO GANG NAIL - slidepdf.com

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DIMENSIONAMENTO DE LIGAÇÕES EM ESTRUTURA DE MADEIRA PORCONECTORES GANG NAIL.

1.- CARACTERÍSTICAS DO CONECTOR GNA-80

O conector GNA-80 é fabricado com aço galvanizado a quente,deprimeira qualidade, com chapa de aço 18, cuja espessura é de 1,25 mm,porém pode variar entre 1,20 mm até 1,38 mm, obedecendo os requisitos daNBR 7008 Grau ZC.

Característica Geométrica dos conectores Gang Nail• Número de dentes ------------------1,5dentes/cm²; • peso----------------------------------1,05g/cm²; • Espessura---------------------------1,25mm; • Comprimento dos dentes---------7,8mm;

• Aço efetivo longitudinal-----------32,7%; • Aço efetivo transversal------------70,2%;

Conectores GANG-NAIL GNA 80Largura

(cm)Comprimento

(cm)3,6 6,0 7,9 9,9 11,9 13,9 15,9 17,9 121,7,1 7,9 9,9 11,9 13,9 15,9 17,9 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 31,7 121,010,7 11,9 13,9 15,9 17,9 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 31,7 39,7 121,014,3 15,9 17,9 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 31,7 39,7 121,0

- Valores de calculo da resistência, para projeto de um par de conectoresGang-Nail:

a) Tração longitudinal................. ftd= 350 Kgf/cm de largura do conector.b) Tração Transversal.................ftd= 150 Kgf/cm de comprimento do conector.c) Cisalhamento Longitudinal .....fvd= 90 Kgf/cm de comprimento do conector.d) Cisalhamento Transversal ..... fvd=210Kgf/cm de largura do conector.

As estruturas de madeira devem obedecer a norma brasileiraNBR7190/1997.Apresentam nas tabelas as classes de resistência apresentadas pela norma brasileira

de estrutura de madeira (NBR7190,1997).Coníferas

( valores na condição-padrão de referência U=12%)

Classe fc0,k

MPA

fv,k

MPA

Ec0,m

MPA

ρ bas,m

Kg/m³ ρ aparente

Kg/m³ C20

C25

C30

20

25

30

4

5

6

3500

8500

14500

400

450

500

500

550

600FONTE: NBR 7190,1997

Dicotiledôneas



2

(valores na condição-padrão de referência U=12%)

Classe fc0,k

MPA

fv,k

MPA

Ec0,m

MPA

ρ bas,m

Kg/m³ ρ aparente

Kg/m³ C20

C30

C40

C60

20

30

40

60

4

5

6

8

3500

8500

14500

24500

500

650

750

800

650

800

950

1000FONTE: NBR 7190,1997

Os valores de calculo da resistência ao arrancamento por dente do conectorcorrespondente a cada classe de resistência, determinado por meio de ensaiosfísicos em uniões de madeira.

Classe Valor do dente 0º(Kg)

Valor do dente 90º( Kg)

C20C25C30C40C60

568

1216

3459

12α =0º α =90º

2.- ÁREA EFETIVA E MÍNIMA SUPERPOSIÇÃOTodos os dentes em uma zona de 12 mm do extremo da peça

medidos no comprimento das fibras da madeira, e de 6 mm das bordassupostamente não trabalham e não recebem cargas. O restante dosconectores se considera como uma área efetiva ou líquida de trabalho. Noprojeto dos conectores, deve se levar em conta apenas esta área. Como regrageral, as distâncias das bordas e do extremo devem ser consideradas emtodos os conectores, com exceção do conector de apoio em uma tesoura,onde esta redução já está considerada nos coeficientes de redução.

A largura de sobreposição dos conectores nos banzos superior e

inferior deve ser de pelo menos 3,55 cm.

3.- CRITÉRIO PARA O PROJETO DE LIGAÇÕES COM OS CONECTORESGANG - NAIL



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Os conectores devem ser colocados nas uniões, em ambos oslados e sua posição deve ser idêntica.

Deve-se colocar somente um par de conectores por nó, inclusive,se este for simultaneamente um nó interno e uma emenda de banzo. Uma

exceção é o uso de pequenos conectores adicionais como reforço durante amanipulação e o transporte de tesouras, por exemplo, na união de cumeeira.O conector será projetado de tal maneira que sua seção líquida

de aço e o número de dentes em cada peça, sejam suficientes para resistir atodas as forças que atuam na união.

a - O número total de dentes requeridos na peça a ser unida, éigual à força axial de tração na mesma dividida pelo valor do dente no casoespecífico.

Como há um conector em cada lado da madeira, o número dedentes necessários por conector será a metade do número total e estes devem

coincidir na área efetiva da união.

dentedovalorX2

1,4XtraçãodeaxialticocaracterísForça =conectorpordentesdeNúmero

b - Para uniões ajustadas que suportam forças de compressão,pode-se considerar que 50% desta força é transmitida através do contatomadeira - madeira. As uniões se consideram ajustadas se entre as peças demadeira não existir uma abertura maior que 1 mm.

dentedovalorX2

0,5X1,4XcompressãodeaxialticocaracterísForça =conectorpordentesdeNúmero

c - Para prevenir danos devidos à manipulação, transporte oumontagem, deve-se prever como valor mínimo em cada peça, um número dedentes capaz de resistir a uma força de 175 Kg.

d - A seção líquida de aço necessária pode ser obtida utilizandovalores de cálculo da resistência à tração e ao cisalhamento dados em tabelaanterior. Para os esforços cisalhantes que atuam sobre o conector eminclinações menores que 90o, deve-se tomar o valores de cálculo ao

cisalhamento para atuação em 0o

.

tocisalhamenoutração

àaresistêncidacálculodeValor

1,4XatuantecacaracterísForça =conectordo necessária Dimensão

e - Uma vez determinados estes valores para todas as peças,dever-se-á desenhar a união em escala para a sobreposição dos tamanhospadrões.

Movendo-se estes modelos sobre o desenho, deverá serselecionado o conector por meio de método de tentativas, controlando onúmero de dentes em cada peça, até se chegar ao conector mais próximo.



4

Pode ocorrer que, para diagonais que suportem esforços detração, se faça necessária a utilização de uma seção de madeira maior que acalculada, para que entrem mais dentes na referida peça.

4.- CONECTOR DE EXTREMO DE TESOURAS.

Este é o conector mais solicitado por esforços e requer especialatenção em seu projeto, principalmente para tesouras de inclinaçõespequenas.

Deve ter suficiente capacidade, para resistir às forças axiaisdiretas nos banzos. Para permitir os momentos de excentricidade provocadosneste nó, deve-se fazer as seguintes reduções nos valores dos dentes.

Inclinação do telhado Coeficiente de redução (N)

θ < 14o 85%

14o< θ < 18,5

o 80%

18,5o

< θ < 22,5o

75%22,5

o< θ < 25

o 70%

θ >25o 65%

Tab. 3Valor do dente = N x Valor do dente

Nas reduções foram levadas em conta as zonas inefetivas,portanto não se deve considerá-las novamente no projeto destes conectores.

O conector de extremo deve ser colocado simetricamente, com amesma quantidade de dentes no banzo superior e no banzo inferior. A seçãolíquida de aço, no cisalhamento entre o banzo superior e banzo inferior, deve

ser controlada para o esforço atuante nesta linha.O coeficiente de redução, dado anteriormente, não tem que ser

aplicado à força de aço, e pode-se utilizar o valor de cisalhamento total.Requisitos de projeto são:

a) Número necessário de dentes no banzo superior ou inferior:

dentedo2

4,11

Valor N

X C N

××=

b) S≥ Comprimento de cisalhamento:

tocisalhamenaoaresistêncidacálculodeValor

4,1)( X F ticocaracterísValor S =

Para cisalhamento muito comprido, como pode ocorrer emtesouras de inclinações baixas, é bom agregar um pequeno conector, somentepara propósito de construção, e não deve ser considerado como peçafundamental no desenho. Toda a força deve ser suportada pelo conector

principal.

5.- CONECTOR DE CUMEEIRA



5

O conector de cumeeira deve ser colocado simétrico à linha decentro da tesoura, com direção de seus dentes sempre horizontal.

No projeto, deve-se considerar somente 50% dos esforços dobanzo superior.

C C

dentedo2

1,4X

dentedoX2

0,5X1,4Xticocaracterís

2

1

valor

terísticoT Valorcarac N

valor

C Valor N

×=

=

No conector de cumeeira, o esforço de cisalhamento nunca serácrítico, portanto pode-se despreza-lo cálculo deste conector.

Quando o conector não cobre o ponto de intersecção dos eixosdos banzos superior, ponto “A “,deve-se utilizar um conector adicional paraevitar danos durante o transporte. Como no conector de extremo, esteconector se utiliza unicamente com propósitos de construção, e não estáconsiderado para suportar cargas.

Uma solução mais sensata para a produção seria a utilização deum conector maior que cobrisse o ponto ”A “.

6.- UNIÕES DE BANZO COM MEMBROS INTERNOS

O conector deve ser dimensionado para suportar as forças axiaisde cada barra da união, assim como a diferença de esforços no banzo. Estaúltima será a diferença algébrica entre os esforços axiais nos tramosadjacentes a esse nó.

Para as diagonais comprimidas, deve-se considerar somente 50%dos esforços de compressão.

a) O número necessário de dentes pode ser determinado daseguintes maneira:

dentedovalor2

1,4X)(

dentedovalor2

ticocaracterís

dentedovalor2

1,4Xticocaracterís

dentedovalorX2

0,5X1,4Xticocaracterís

213

2

1

×

−=

×=

×=

=

C C DValor N

T Valor N

C Valor N

N 2

N 3

N 1

S

C

C 1

C 2

T

b) Cisalhamento no comprimento da linha 1 -1



6

Comprimento do conector = comprimento necessário para o

cisalhamento

tocisalhamenaoaresistêncidacálculodeValor1,4X)(ticocaracterís 21 C C Valor S −=

A orientação do conector pode ser horizontal ou vertical porémdeve ser notado que a resistência ao cisalhamento muda em relação a estaorientação. O conector em posição horizontal é a forma mais usada, somenteem diagonais muito fechadas o conector em posição vertical pode resultarmenor e, portanto, mais econômica.

7.- UNIÕES DE BANZO COM UM MEMBRO INTERNO

O conector deve ser colocado em uma posição simétrica, demaneira que haja o mesmo número de dentes no banzo e no membro interno,sendo este último tracionado ou comprimido.

Recomenda-se para α < 60o ou α > 120

o , considerar-se o esforçode compressão total.

a) Membro interno comprimido.

O número de dentes N será o maior entre as seguintes forças:

dentedovalorX2

0,5XX1,4caract.

dentedovalor2

1,4XC2)-C1(caract.

C Valor N

Valor N

=

×=

S ≥ Comprimento de cisalhamento necessário.

toCisalhamenaoresitênciadacálculodeValor

1,4XC2)-C1(ticocaracterísValor S =

b) Membro interno tracionado.



7

traçãoaaresistêncidacálculodeValor

1,4X

dentedovalor2

1,4Xticocaracterís1

T ticocaracterísValor S

T Valor N

≥

×=

Para evitar que a madeira se rache em caso de grandes forças detração ( T > 370 Kg ) é bom aumentar-se o comprimento do conector no banzo,de maneira que o número necessário de dentes seja simétrico.

Para grandes vãos onde a altura da seção transversal do banzoinferior for maior que 12cm, sugere-se o uso de dois conectores adicionaispara efeito de anti-racha, próximo ao montante central da estrutura onde oesforço perpendicular a tração é maior.

Se a largura do conector ultrapassa a altura da seção de madeira,dever-se-á agregar um toco para preencher o vazio entre os conectores, e onúmero de dentes necessários deve ser previsto na parte efetiva da madeira enão no toco.

Normalmente, nas emendas o conector, quando possível, deverápossuir 2,5 cm a menos que a altura da seção de madeira a ser unida e o

comprimento mínimo será de 11,9 cm.Se for necessário o uso de emendas em ambos os banzos de

uma treliças, estas nunca devem ser executadas no mesmo tramo ou painel.Se um banzo necessita ser emendado duas vezes ou mais, as

emendas não devem ser colocadas nunca em tramos adjacentes. De todomodo, se aceitam duas emendas no mesmo tramo. Uma emenda no primeiropainel deve ser evitada, sempre que possível.

Note-se que é favorável localizar as emendas em tramos onde osesforços axiais são menores, ou seja, o mais longe possível dos nós extremos.

N2 N2 ST T

N 1 N 1

C

C



8

a) Para emendas de banzo comprimidos, o conector deverá serprojetado para resistir a 75% do esforço de compressão. O número de dentesnecessário será:

dentedovalor2

1,4X75,0XCticocaracterís1

×

=Valor

N

b) Para emendas de banzos tracionados, deverá ser controlado onúmero de dentes, assim como a resistência do aço.

Os valores serão encontrados através de:

traçãoàaresistêncidacálculodeValor

1,4X

dentedovalor2

1,4Xticocaracterís1

T ticocaracterísValor S

T Valor N

=

×=

Observação :

Todos os nós em compressão sob condições normais de carga, esubmetidos à tração, sob o efeito de esforços reversíveis, devem serprojetados para suportar 1/3 das forças contrárias às atuantes.

8- Fendilhamento

a ) Os conectores GNA 80 também servem para evitar o fendilhamentoocorrido em entalhes, executadas em estruturas convensionais.

Bibliografia• Gang Nail do Brasil (1983). Trabalho desenvolvido para o

treinamento de calculista e usuários do sistema Gang Nail. • Cheung, A.B. (2003). Tabuleiro ortótropico treliçado protendido

transversalmente para aplicação em pontes de madeira. SãoCarlos. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de SãoCarlos, Universidade de São Carlos.

• Baraldi,L.T.(1996). Método de ensaio de ligações de estruturade madeira por chapas com dentes estampados. São Carlos.Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos,Universidade de São Carlos.

• Associação Brasileira de Normas Técnicas(1997).NBR 7190 – Projetos de estrutura de madeira. Rio de Janeiro.

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