Cap.12-Dim a Tração Axial-(2015)

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Professor Celso

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  • ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

    Disciplinas: Estruturas de Madeiras

    Estruturas Metlicas

    Prof. Dr Celso Antonio Abrantes

    2015

  • ENGENHARIA CIVIL

    Disciplinas: Estruturas de Madeiras

    Estruturas Metlicas

    Prof. Dr Celso Antonio Abrantes

    2015

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 2

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    uf

    yf

    0 r

    BARRAS TRACIONADAS AXIALMENTE:

    1. Anlise dos Estados limites ltimos aplicveis no dimensionamento a trao:

    1.1. Comportamento de uma pea tracionada axialmente:

    ( Diagrama tenso x deformao )

    Da Resistncia dos Materiais, vem:

    F = fora de trao axial aplicada

    A

    F , onde: e

    A = rea da seo da pea, perpendicular fora F.

    L

    L = deformao LL . ; r = deformao residual

    L

    L

    F

    F

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 3

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    Na seo sem furo Na seo do furo (seo bruta) (seo lquida) corte B-B corte A-A A = Ag = rea bruta A = Ae = rea lquida efetiva

    g

    BA

    F

    e

    AA

    F

    Como Ae< Ag , BA

    A

    F

    A

    B B

    F

    1.2.Tenses atuantes numa barra de seo furada, tracionada axialmente:

    1.2.1. Situaes a partir das quais a pea se torna imprpria para o uso

    (estados limites)

    Comparando as tenses atuantes nas sees A-A e B-B:

    1.2.1. Do ponto de vista de ruptura das diversas sees da barra:

    Fazendo uf , como BA , a seo lquida atinge a ruptura e a

    seo bruta no. Assim, por tornar a pea imprpria para o uso, a ruptura

    da seo lquida um estado limite ltimo.

    1.2.1.1 Do ponto de vista de plastificao (escoamento) da seo lquida:

    Como BA , enquanto a seo bruta ainda se encontra no regime

    elstico, sem comprometimento da segurana, a seo lquida pode atingir a tenso de escoamento. Neste caso, a deformao da pea por plastificao da seo lquida, por ocorrer num trecho muito pequeno, apenas ao longo do dimetro do furo, insignificante, no comprometendo a segurana da pea.

    Assim, escoamento da seo lquida no um estado limite ltimo.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 4

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    uf

    yf

    0 r Escoamento da seo bruta Ruptura da seo liquida

    1.2.1.2. Do ponto de vista de plastificao (escoamento) da seo bruta:

    Aps a seo lquida atingir a tenso de escoamento, aumentando-se gradativa-

    mente a fora aplicada, dois casos podem ocorrer :

    - a seo lquida atingir a tenso de ruptura antes da seo bruta atingir a tenso

    de escoamento. o caso do estado limite de ruptura da seo lquida, descrito

    no item 1.2.1.

    - a seo bruta atingir a tenso de escoamento antes da seo lquida

    atingir a tenso de ruptura. Neste caso, o alongamento por escoamento da seo

    bruta ocorre ao longo de toda a pea, causando deformaes excessivas que a

    tornam imprpria para o uso. Assim escoamento da seo bruta um estado

    limite ltimo.

    1.3. Estados limites ltimos aplicveis no dimensionamento a trao:

    ufA

    F

    e

    A ufA

    yB f yg

    B fA

    F

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 5

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    1.4. Resistncia de clculo de barras tracionadas:

    Os procedimentos de clculo a seguir, aplicam-se ao dimensionamento de barras

    prismticas, tracionadas por cargas estticas agindo segundo o eixo que passa pelos

    centros de gravidade das sees transversais, incluindo barras ligadas por pinos e

    barras com extremidades rosqueadas.

    1.4.1. Resistncia de clculo a trao axial:

    Onde: N t,Sd = Fora axial de trao solicitante de clculo;

    N t,Rd = Fora axial resistente de clculo.

    1.4.2. Barras ligadas por pinos:

    Para estes casos, consultar o item 5.2.6 da NBR 8800 / 2008.

    1.4.3. Barras de ferro redondo, com extremidades rosqueadas:

    Estas barras so verificadas para os seguintes estados limites

    ltimos ( EL):

    EL n 1 : Escoamento da seo bruta ( item 5.2.2. a. da NBr ) e

    EL n 2 : Ruptura da parte rosqueada ( item 6.3.3. da NBr )

    Tais verificaes sero estudadas adiante, no c

    N t,Sd N t,Rd

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 6

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    1.4.4. Demais barras tracionadas:

    EL n 1 : Escoamento da seo bruta (item 5.2.2.a. da NBR )

    1

    ,

    a

    yg

    Rdt

    fAN ,

    Onde:

    Ag = rea bruta da seo transversal da barra;

    fy = tenso de escoamento do ao.

    1a = coeficiente de ponderao da resistncia a Escoamento;

    Para combinaes Normais e Especiais ou de Construo, 1a = 1,1

    Para combinaes Excepcionais, 1a = 1,0

    EL N 2: Ruptura da seo lquida efetiva: (item 5.2.2.b. da NBr )

    2

    ,

    a

    ue

    Rdt

    fAN ,

    Onde:

    Ae = rea liquida efetiva da seo transversal da barra;

    fu = tenso de ruptura do ao.

    2a = coeficiente de ponderao da resistncia a Ruptura;

    Para combinaes Normais e Especiais ou de Construo, 2a = 1,35

    Para combinaes Excepcionais, 2a = 1,15

    Obs: Os valores dos coeficientes 1a e 2a foram obtidos na tabela 3, pag 23 da NBr

    8800:2008.

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 7

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    2. Condies especficas para o dimensionamento de barras tracionadas :

    2.1 .rea bruta da seo de uma pea:

    Ag = rea bruta da seo transversal, medida no plano normal ao eixo da barra.

    obtida pela soma das espessuras pelas larguras brutas de cada elemento.

    Ag = bf.tf + bf.tf + h.tw = 2bf.tf + h.tw

    Exemplo: z = eixo da barra eixo baricntrico

    Os esforos esto aplicados no eixo

    baricntrico x-x e y-y, definem um

    plano perpendicular ao eixo z

    2.2. Furos para ligaes com conectores (rebites ou parafusos):

    As furaes para ligaes com conectores, alm de enfraquecerem as

    sees transversais das peas, so executadas por processos muito caros. Para

    baratear tais custos, padronizam-se os espaamentos, dimetros dos furos e

    empream-se processos de furao de ferramentas muito simples e execuo

    rpida.

    2.1: Processo de furao por puncionamento:

    O processo de furao mais econmico o puncionamento no dimetro definitivo,

    e tambm o que mais danifica o material ao redor do furo.

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 8

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    2.2: Tipos de furos e dimetros

    Furo padro e alargado: Furo alongado e muito alongado:

    d = dimetro do conector

    Dimenses mximas dos furos para parafusos e barras rosqueadas.

    D

    Dimenses

    em:

    db

    (conector)

    furo

    padro

    furo

    alargado

    furo pouco

    alongado

    furo muito

    alongado

    M

    mm

    24 db + 1,5 db + 5 (

    ( db +1,5) x (d+6)

    (

    ( db +1,5) x 2,5 db

    27 28,5 33 28,5 x 35 28,5 x 67,5

    30 db + 1,5 db + 8 (

    ( db +1,5) x(d+9,5)

    (

    ( db d+1,5) x 2,5 db

    p

    polegadas

    7/8 db + 1/16 (

    (db b

    (

    (db b

    1 1 1/16 1 1/4" 1

    5

    1

    1

    1 1/8 db + 1/16 (

    (db x (db

    (

    (db 2,5db

    (tabela 12 da NBR 8800 : 2008)

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 9

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    Segundo a NBR 8800/2008 temos para o dimetro do furo padro:

    b + 16

    1" para parafusos ou rebites com dimetros nominais em

    polegadas

    Furo padro:

    db +1,5 mm para parafusos ou rebites com dimetros nominais em

    milmetros

    2.3: Dimetro de clculo do furo padro:

    Como visto anteriormente, o puncionamento danifica o material ao redor do

    furo, reduzindo assim a sua capacidade mecnica Para se levar em conta tal

    efeito, nos clculos adotar-se- um dimetro fictcio (d"), maior que o do furo

    executado (d'), chamado dimetro de clculo .

    uro padro, acrescido

    de 2mm, para furos executados com puncionadeiras.

    Para os furos executados com brocas, dispensa-se o acrscimo de 2 mm.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 10

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    Para o furo padro, teremos:

    b + 1,5 + 2,0 d" = db + 3,5 mm

    b + 1,5 mm. ( para db em milmetros)

    16

    "1

    b + 16

    "1 b +

    16

    "1 x 25,4 + 2,0 = d + 3,588 db + 3,6 mm

    (para db em polegadas)

    3. .Larguras efetivas das peas.

    3.1 : Srie de furos com distribuio transversal ao eixo da pea:

    Seo crtica = seo 1-1 = seo 2-2 (perpendicular ao eixo da pea).

    bef = b

    s = espaamento, medido entre os eixos dos furos, paralelamente ao eixo da pea

    (na linha de furos)

    g = gabarito dos furos, medido entre os eixos dos furos, perpendicularmente ao

    eixo da pea.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 11

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    3.2: Srie de furos com distribuio em diagonal ao eixo da pea ou em

    zigue-zague: ( item 5.2.4.1 da NBr 8800:2008)

    Neste caso, deve-se determinar a largura lquida crtica (a menor dentre as

    larguras

    lquidas das sees lquidas possveis). Para o seu clculo, deduz-se da largura

    bruta a soma dos dimetros nominais de todos os furos em cadeia e acrescenta-

    se, para cada linha ligando os centros de dois furos, a quantidade g

    s

    4

    2

    .

    3.2.1: Para barras chatas

    Sees lquidas possveis:

    Seo 1-2-3: 1 furo, nenhum desvio

    bef 1= b

    Seo 1-2-4-5: 2 furos, 1 desvio

    bef2 = b s2

    4g

    bef = bef1 ou bef2, o menor dos valores.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 12

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    3.2.2. Para cantoneiras

    No caso de cantoneiras, o gabarito g dos furos em

    abas opostas calculado da seguinte maneira: g = g1 + g2 t

    Seo lquidas possveis:

    Seo 1-2-3-4: 1 furo, nenhum desvio

    bef1 = (b1 + b2 t )

    Seo 1-2-5-6-7: 2 furos, 1 desvio

    bef2 = (b1 + b2 t ) s2 .

    4(g1 + g2 t )

    Adota-se bef = bef1 ou bef2, o menor dos valores.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 13

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    3.3: Para seo que compreenda soldas de tampo ou soldas de filete em furos:

    Nestes casos, desprezam-se as reas do metais das soldas para o clculo das

    larguras lquidas.

    3.4: Para sees onde no existem furos:

    Neste caso: bef = b

    4.rea Lquida An:

    An = rea lquida

    n

    iiiefn tbA

    1, . = somatria dos produtos das larguras lquidas efetivas de

    cada elemento da seo ,pela sua espessura.

    Exemplo:

    d1 2 os dimetros de clculo dos furos

    An = bef1 x tf1 + hef x tw + bef2 x tf2

    An = (bf1 2 x d1 tf1 + (h 2 d2 w + bf2 x tf2

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 14

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    5. Exerccios Resolvidos:

    Assunto: clculo da rea lquida An

    5.1. Calcular a rea lquida da barra da ligao abaixo esquematizada, considerando:

    a) furos do tipo padro;

    b) parafusos com dimetro nominal "2

    1d

    Soluo:

    db = ; + = (para furo padro em polegadas)

    2 2 16 16

    x 2,54 = 1,429 cm 1,43 cm

    16

    Ag = b x t , onde:

    (rea bruta) t = = x 2,54 = 0,953cm

    8 8

    Ag = 7,62 x 0,953 = 7,262 cm 7,26 cm

    An = (b

    An = (7,62 1,63) x 0,953

    An = 5,708 cm 5,71 cm

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 15

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    5.2. Calcular a rea lquida para o arranjo de furos da barra abaixo, considerando

    parafusos com dimetro nominal de 16mm e furos do tipo padro.

    Soluo:

    db 1 + 1,5 mm = 16 + 1,5 = 17,5 mm (furo padro em mm)

    b = 11,4cm

    rea bruta = Ag = b x t , com:

    t = x 2,54 = 1,27 cm

    2

    Ag = 11,4 x 1,27 = 14,478 14,48 cm

    rea lquida (An):

    Neste caso, a rea lquida a rea de qualquer seo

    perpendicular ao eixo da pea, passando pelo centro de

    dois furos.

    An = bef x t = (b

    An = (11,4 2 x 1,95) x 1,27

    An = 9,53cm

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 16

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    5.3. Determinar a rea lquida para o arranjo de furos da pea abaixo esquematizada,

    adotando parafusos com dimetro nominal 20mm e furos do tipo padro:

    Soluo:

    db

    Determinao da linha crtica de ruptura:

    - 2 furos, nenhum desvio: bef 1 = b

    bef 1= 140 2 x 23,5 = 93 mm

    - 2 furos, 1 desvio: bef 2 = b s = 140 2 x 23,5 + 40 . 4g 4x40

    bef 2 = 103mm

    - 3 furos, 2 desvios

    bef 3 = b s

    4g

    bef 3 = 140 3 x 23,5 + 2 x 40

    4x40

    bef 3 = 89,5 mm

    Assim, a linha crtica de ruptura a da 3 tentativa, com bef = bef 3 =89,5mm = 8,95cm

    An = bef . t = 8,95 x 1 = 8,95cm

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 17

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    6. Barras Tracionadas:

    6.1.rea Lquida efetiva Ae: (item 5.2.3 da NBr 8800:2008)

    Quando a ligao de um perfil tracionado feita por apenas alguns dos seus elementos, o fluxo de tenso fica perturbado e nem toda a seo lquida resiste ao carregamento.

    Assim, a rea lquida efetiva da seo, no ponto onde introduzido o esforo de trao

    na barra, menor que a rea lquida. De acordo com a NBR 8800 / 2008, a rea

    lquida efetiva ( Ae ) calculada da seguinte forma:

    Ae = ct . An

    Onde Ct 1,0 , o coeficiente que leva em conta o fato de apenas parte da seo

    resistir ao esforo de trao.

    6.1.1.Valores do coeficiente Ct : (item 5.2.5 da NBr 8800:2008)

    a) Quando uma solicitao de trao for transmitida a uma barra, diretamente para

    cada um dos elementos de sua seo, por soldas ou parafusos:

    Ct = 1,0

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 18

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    b) DDeetteerrmmiinnaaoo ddoo CCtt -- FFoorraass ttrraannssmmiittiiddaa ppoorr ppaarraaffuussooss lloonnggiittuuddiinnaaiiss

    eemm ppaarrtteess ddooss eelleemmeennttooss ddaa sseeoo

    G

    ct

    l

    eC 1 t

    ec = excentricidade da ligao, distncia do centro de gravidade at o plano

    de

    cisalhamento;

    lc = comprimento da solda ou distncia entre o primeiro e o ltimo parafuso

    medida

    na linha de furao.

    Obs: Consultar item 5.2.5 da NBR 8800:2008.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 19

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    c) DDeetteerrmmiinnaaoo ddoo CCtt -- FFoorraass ttrraannssmmiittiiddaass ppoorr ssoollddaass lloonnggiittuuddiinnaaiiss eemm

    ppaarrtteess ddooss eelleemmeennttooss ddaa sseeoo

    Quando a carga for transmitida a uma chapa por soldas longitudinais ao

    longo de ambas as bordas, na extremidade da chapa, o comprimento das soldas

    no pode ser nferior largura da chapa.

    Neste caso, os valores de ct

    so:

    Para lw 2,0 b , Ct = 1,00

    Para 1,5 b lw < 2,0 b , Ct = 0,87

    w Para b lw < 1,5 b , Ct = 0,75

    l = comprimento da solda,

    b = largura da chapa (distncia entre as soldas)

    d) DDeetteerrmmiinnaaoo ddoo CCtt -- FFoorraass ttrraannssmmiittiiddaass ppoorr ssoollddaass ttrraannssvveerrssaaiiss eemm

    ppaarrtteess ddooss eelleemmeennttooss ddaa sseeoo II,, HH,, UU ee ccaannttoonneeiirraass

    g

    ct

    A

    AC

    Ac - rea da seo transversal dos elementos conectados

    Ag - rea bruta da seo transversal da barra

    Obs: Consultar item 5.2.5 da NBR 8800:2008

    Ac Solda Ag

    Td Td

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 20

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    7. Excentricidade nas ligaes parafusadas:

    Sempre que possvel, na execuo de ligaes parafusadas, as linhas de furaes

    devem ser executadas de maneira que o seu eixo de simetria coincida com o eixo de

    simetria da pea.

    Mas, como no caso das cantoneiras, nem sempre possvel a coincidncia de tais

    simetria da ligao, provoca o surgimento de tenses devidas ao momento T.e =

    M, a serem acrescidas a tenso devida carga de trao T, passando a barra

    tracionada a trabalhar a flexo composta (flexo-trao).

    Para barras de estruturas de edifcios com pequenas excentricidades e sujeitas a

    carga estticas, as tenses de flexo devidas aos momentos M = P e so baixas e

    podem ser desprezadas no dimensionamento de peas tracionadas, desde que no

    clculo da rea lquida efetiva seja considerado o coeficiente de reduo da rea

    lquida Ct.

    No caso de barras de pontes e de outras estruturas que no as de edifcios,

    devero ser consultadas as normas prprias.

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 21

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    8. Peso Prprio das Barras:

    O peso prprio das barras pode provocar o aparecimento de momentos fletores,

    devendo a barra ser dimensionada a flexo composta. Entretanto, para barras

    curtas e obedecendo a limitao do ndice de esbeltez, o efeito dessa flexo torna-

    se desprezvel, podendo a barra ser dimensionada apenas para a carga axial.

    9. Limitaes do ndice de Esbeltez:

    9.1.Uma pea tracionada, no sofre o efeito da flambagem pois tende a ter o seu eixo

    retificado.

    Mesmo assim, as normas tcnicas estabelecem valores mximos para os ndices

    de

    esbeltez das peas tracionadas, com a finalidade de evitar vibraes e /

    ou

    deformaes excessivas.

    9.2. Limitaes do ndice de esbeltez (IE) de barras tracionadas( NBR 8800 /

    2008) :

    Segundo a NBR 8800 / 2008, exceto para tirantes de barras redondas pr-

    tracionadas, os valores limites dos ndices de esbeltez so:

    IE = r

    lk 300

    onde: L = comprimento real no contraventado da barra

    r = raio de girao da seo da pea, no plano considerado.

    K= 1 (por norma, para barras de tesouras)

    IE= ndice de esbeltez (notao criada pela cadeira, por falta de notao

    prpria na NBR 8800 : 2008 )

  • Estruturas Metlicas Engenharia Civil

    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 22

    Material didtico registrado Direitos autorais reservados

    300min

    1

    z

    z

    r

    L

    r

    L

    Para barras compostas tracionadas, a NBR 8800:2008 nos da as seguintes limitaes

    dos ndices de esbeltez dos elementos componentes:

    9.2.1. Perfis ou chapas separadas por chapas espaadoras e interligadas por

    estas chapas:

    O maior ndice de esbeltez ( IE1 ) a cada perfil simples que compe o perfil

    composto,

    no deve ultrapassar o limite de 300.

    300min

    1

    1

    11

    z

    z

    r

    L

    r

    L

    r

    LIE

    9.2.2. Barras compostas tracionadas, interligadas por chapas contnuas com

    aberturas ou intermitentes de ligao, soldados ou parafusadas:

    Restries:

    Onde: b =distncia entre linhas de parafusos ou soldas

    t 50

    b= espessura das chapas

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 23

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    9.2.3. Disposies construtivas de chapas ou perfis, ligados a um perfil

    laminado tracionado, atravs de soldas ou parafusos:

    Consultar a NBR 8800 : 2008.

    10. Exerccios resolvidos:

    Assunto: Verificao da esbeltez de barra composta tracionada.

    10.1. Empregando as limitaes da NBR 8800 /2008 para barras tracionadas de

    tesouras de telhados, verificar a esbeltez da barra composta abaixo esquematizada,

    adequadamente contida nas suas extremidades (A e B), por sistema estrutural no

    representado, conhecidos:

    a) Barra principal, com esforo de trao atuando no eixo da pea;

    b) Perfil empregado:

    c)

    d) Medidas em milmetros.

    Soluo:

    Pontos contraventados nos planos x-x e y-y = A e B.

    Portanto Lx =K. lx = 1. lx = 360cm e Ly = K . Ly = 1. Ly = 360cm (por norma K = 1

    para barras de tesouras de telhados)

    Da tabela de cantoneiras duplas, vem: (

    Assim, IEx =x

    x

    r

    lK =

    58,1

    360 = 228 < IEmx = 300 ( passa ! )

    IEy = y

    y

    r

    lK =

    38,2

    360 = 151 < IEmx = 300 ( passa ! )

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 24

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    Da tabela de cantoneiras simples, vem: rmin. = rzmin. = 1,02cm

    IE1 =zr

    L1 = 02,1

    90 = 88 < IEmx. = 300 ( passa!)

    Assim, a barra em questo obedece as restries da NBR 8800/ 2008 referente ao

    ndice de esbeltez de barras tracionadas.

    Assunto: Verificao da suficincia a trao axial em cantoneiras

    10.2..Verificar a suficincia a trao axial da barra com ligaes parafusadas nas

    extremidades, abaixo representada.:

    a) Ao ASTM A36 com:

    fy = 250 MPa e fu = 400 MPa;

    b) Aes nominais: G = 90 kN (estrutura metlica + adio de elementos in loco )

    (Situao normal) Q = 120 kN (sobrecarga de uso : equipamento);

    c) Perfil empregado: ;

    d) Furos do tipo padro, distanciados entre si de 2,7. db;

    e) Parafusos com dimetro nominal db=16mm, 3 parafusos na ligao.

    Soluo:

    - Parafusos: db = 16mm

    -

    -

    - da tabela de perfis, para Ag = rea bruta = 15,34 cm

    e

    ec = y = 1,83 cm (excentricidade de uma cantoneira simples)

    An = rea lquida = Ag A furos

    An = 15,34 2.

    An = 15,34 2 x 1,95 x 0,635 = 12,864 12,86cm

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 25

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    Ae = rea lquida efetiva: Ae = Ct . An

    79,06,1.7,2.2

    83,111

    C

    ct

    l

    eC , t

    Ae = 0,79 x 12,86 = 10,16cm

    Resistncia de Clculo (Rd):

    E.L.N1: Escoamento da seo bruta

    kNcm

    kNcmfA

    Na

    yg

    Rdt 6,3481,1

    25.34,152

    2

    1

    , ,

    EL N 2: Ruptura da seo lquida efetiva:

    kNcm

    kNcmfA

    Na

    ue

    Rdt 1,31835,1

    40.76,102

    2

    2

    ,

    Assim, o estado limite mais desfavorvel o E.L.N2, com :

    Nt,Rd = 318,1 kN

    Solicitaes de clculo (Fd) :

    g1 = 1,4 ; q1 = 1,5 (tabela 1 da NBR 8800/2008)

    Fd = 1,4 x 90 + 1,5 x 120 (Combinao: ver pag 29 da NBR8800 /2008)

    Fd = 306 kN

    Concluso: como Fd < Nt,Rd , aceita-se o perfil.

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 26

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    10.3. Determinar o mximo valor da ao nominal varivel Q, decorrente de

    equipamento, a ser aplicada na barra tracionada abaixo esquematizada, considerando:

    a)

    resistncia mecnica ASTM A-242, grupo 2, com fy =315 MPa e fu =460 MPa;

    b) Parafusos com dimetro nominal "

    87bd ;

    c) Ao permanente nominal devido ao peso prprio de estrutura metlica, situao

    normal: G = 50 kN,

    d) Furos do tipo padro, espaados entre si de 3. db. medidos na linha de furao;

    e) Supor a ligao adequadamente dimensionada para a solicitao de clculo;

    f)

    Soluo:

    Dimetro do furo padro:

    Parafusos:

    "

    8

    7bd ;

    furo padro com:

    '"

    '

    16

    15

    16

    1

    8

    7d cmd 38,254,2.

    16

    15'

    furo de

    rea lquida:

    da tabela de perfis, para

    Ag = 15,5 cm e tw = 5,08mm = 0,508cm e ec= 1,3 cm

    An = Ag w = 15,5 2 x 2,58 x 0,508 An = 12,88cm

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 27

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    81,0

    54,2.8

    7.3

    3,111

    ""

    G

    ct

    l

    eC , t

    rea lquida efetiva Ae = Ct . An = 0,81 x 12,88 = 10,43cm

    Resistncia de clculo ( Rd ):

    E.L.N1: Escoamento da seo bruta

    kNcm

    kNcmfA

    Na

    yg

    Rdt 86,4431,1

    5,31.5,152

    2

    1

    , ,

    EL N 2: Ruptura da seo lquida efetiva:

    kNcm

    kNcmfA

    Na

    ue

    Rdt 39,35535,1

    46.43,102

    2

    2

    ,

    - Solicitaes de clculo ( Sd ):

    g = 1,25 ; q1 = 1,5; Fd = 1,25 x 50 + 1,5 . Q = 62,5 + 1,5Q (em kN )

    - Mxima ao nominal varivel Q:

    Fazendo Fd = Nt,Rd , vem:

    62,5 + 1,5Q = 335,39

    Q 181, kN

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    Autor: Celso Antonio Abrantes Captulo: Dimensionamento a trao axial - 28

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    Assunto: Verificao da suficincia a trao axial em tirante pendural de piso.

    10.4. Dispondo de uma cantoneira simples, com o intuito de us-la temporariamente

    (durante a obra ) como pendural de um piso e aproveitando a furao existente,

    determinar o valor da mxima carga nominal varivel (Q) decorrente de uso, a ser

    aplicada no mesmo em funo de sua resistncia a trao, considerando:

    a) Furos do tipo padro;

    b) Espaamento dos furos da ligao superior: 60 mm;

    Espaamento dos furos da ligao inferior: ver detalhe;

    c) Ao ASTM A-36 com fy = 250 MPa e fu = 400 MPa;

    d) Ao axial permanente de trao: G=20 kN, devida ao peso prprio dos

    elementos construtivos industrializados com adies in loco;

    e) Perfil L 101,6 x 101,6 x 6,35 mm =

    f) Supor as ligaes adequadamente dimensionadas para receber as cargas a

    serem aplicadas.

    Soluo:

    1) Combinaes das aes de clculo:

    g1 = 1,4 ; q1 = 1,3 (Tabela 1, pg 27 da NBR 8800/2008, durante a

    construo) G = 20 kN

    Pendural: 1,33 Q = sobrecarga varivel em pisos, considerando o impacto (item

    b 45 da NBR 8800:2008)

    Fd = 1,4 x 20 + 1,3 x (1,33Q)

    Sd = 28 + 1,729 Q em kN.

    ( Ligao superior)

    ( Furo intermedirio )

    ( Ligao inferior)