Estrutura metálicas 2-6

8/17/2019 Estrutura metálicas 2-6

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A qualidade da solução adotada deve ainda considerar as condições:

Arquitetônicas;

Funcionais;

Construtivas; Estruturais;

De integração com os demais projetos (elétrico, hidráulico, ar

condicionado, etc.);

Econômicas.

As exigências relativas à capacidade resistente e ao desempenho emserviço deixam de ser satisfeitas quando são ultrapassados os chamados

estados limites.

No caso de tipos especiais de estruturas, devem ser atendidas exigências

particulares estabelecidas em normas nacionais. Exigências particulares

podem, por exemplo, consistir em resistência a explosões, ao impacto, aos

sismos ou ainda relativas a estanqueidade, ao isolamento térmico ou

acústico.


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TIPOS DE LIGAÇÃO

Neste curso estudaremos as ligações usuais em estruturas metálicas. O termo

“ligações” é utilizado para ligações entre componentes de um perfil, emendas de

barras, ligações entre barras e ligações de barras com elementos externos (taiscomo bases de concreto).


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Existe uma grande diversidade nos tipos de ligações utilizadas em estruturas

metálicas. Nas figuras acima estão representadas algumas destas ligações:

- Solda de composição de perfil (Fig. 1a);

- Ligação rígida de viga de pórtico com coluna (Fig.1b);

- Base rotulada de coluna (Fig.1c);

- Emenda de perfil I soldado (Fig.1d);

- Ligação flexível de viga com coluna (Fig.1e);

- Ligação de peça tracionada (Fig.1f)

- Emenda de coluna com talas (Fig.1g)

As ligações são compostas pelos meios de ligação e pelos elementos de ligação.Os meios de ligação são os dispositivos que executam a união entre as partes da

estrutura. Os meios de ligação que serão abortados neste curso são as soldas, osparafusos e as barras roscadas (chumbadores, por exemplo).


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Os elementos de ligação são os componentes incluídos na ligação para permitir ou

facilitar a transmissão dos esforços. Na Fig.1 pode-se identificar vários destes

elementos de ligação:

- Enrijecedores (Fig.1b);

- Chapa de topo (Fig.1b);

- Placa de base (Fig.1c);

- Cantoneiras (Fig.1e);

- Chapa de nó, ou Gusset (Fig.1f);

- Talas de alma e de mesa (Fig.1g);

- Parte das peças ligadas envolvidas localmente na ligação (por exemplo: mesa da

coluna da Fig.1b, alma da coluna da Fig.1b, etc.).

O dimensionamento de uma estrutura metálica envolve não só a determinação das

barras, mas também a verificação de suas ligações. A concepção de uma ligação

deve atender não só a critérios de resistência, mas também a critérios de rigidez, sob

pena de não se comportar em termos de deslocamentos e rotações, conforme

previsto no modelo estrutural.


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O cálculo de uma ligação compreende a verificação de todos os seus

componentes: meios de ligação e componentes de ligação. De acordo com a NBR

8800, os componentes de uma ligação deverão ser dimensionados de forma que

suas resistências de cálculo, relativas aos estados limites em consideração, sejam

maiores do que as solicitações de cálculo.

As resistências de cálculo dos componentes de uma ligação são obtidas

multiplicando-se a resistência nominal, correspondente ao estado limite em

consideração, por um coeficiente de resistência Φ, normalmente menor do que 1,0.

As solicitações de cálculo por sua vez são obtidas multiplicando-se os esforços na

ligação por coeficientes de ponderação γ, normalmente maiores do que 1,0.

CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAÇÕES:

As ligações podem ser classificadas de diversas formas:

− De acordo com a rigidez da ligação;

− De acordo com os meios de ligação utilizados;

− De acordo com a posição dos esforços solicitantes em relação aos meios de ligação;

− De acordo com o local de execução das ligações.


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CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM A RIGIDEZ

De acordo com a sua rigidez, as ligações podem ser um dos três tipos a seguir:

− Ligação Rígida – nesta ligação é dada continuidade total entre as partesconectadas, de modo que o ângulo original entre as peças que se interceptam

permanece praticamente inalterado. Uma ligação é considerada rígida se, após o

carregamento, atingir 90% ou mais do momento teórico esperado caso a conexão

fosse um engaste perfeito.

− Ligação Flexível – nesta ligação a restrição à rotação deve ser tão pequenaquando possível. Uma ligação é considerada flexível se a rotação relativa ente as

peças conectadas, após o carregamento, atingir 80% ou mais da rotação teórica

esperada caso a conexão fosse uma rótula perfeita.

− Ligação Semirrígida – nesta ligação o momento transmitido é nem zero (oupróximo de zero), como no caso de ligações flexíveis, nem o momento máximo (ou

próximo dele), como no caso de ligações rígidas.


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Diagrama Momento Resistente x Rotação de Extremidade


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Para que se possa utilizar uma ligação semirrígida é necessário conhecer a relação

entre o momento resistente e a rotação da ligação. Devido à dificuldade para definiresta relação, as ligações semirrígidas são raramente utilizadas em nossa prática e

não serão abordadas em nosso curso.

Na análise estrutural não é usual considerar a capacidade parcial de restrição à

rotação das ligações flexíveis. Isto significa que nestas ligações são desprezados

os momentos fletores introduzidos nas peças de apoio (colunas), a redução dosmomentos positivos na região central das vigas, o aumento da resistência das

colunas à flambagem e a redução dos deslocamentos da estrutura.

Nas ligações rígidas, ao contrário das ligações flexíveis, considera-se que o ângulo

original entre as peças não se modifica com o carregamento. Desta forma são

ignorados a redução do momento fletor introduzido nas peças de apoio, o aumentodo momento positivo na região central das vigas, a redução da resistência das

colunas à flambagem e o aumento dos deslocamentos da estrutura.


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CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM OS MEIOS DE LIGAÇÃO

De acordo com os meios de ligação, as ligações podem ser classificadas como

soldadas e/ou parafusadas. Nas ligações parafusadas podem ocorrer esforços detração e/ou cisalhamento (Fig. a e b). Nas ligações soldadas podem ocorrer tensões

de tração, compressão e/ou cisalhamento (Fig. c e d).

Esforços em parafusos e soldas


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CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM A POSIÇÃO RELATIVA DOSESFORÇOS SOLICITANTES

De acordo com o tipo de esforços solicitantes e com a posição desses esforços

em relação ao centro dos grupos de parafusos ou das linhas de solda resistentes,

as ligações podem ser classificadas em:− Cisalhamento centrado (Fig. a)

− Cisalhamento excêntrico (Fig. b)

− Tração ou compressão centrada (Fig. c)

− Tração ou compressão com cisalhamento centrados (Fig. e)

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