NBR 16239.2013 - Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edificações Com Perfis Tubulares

7/24/2019 NBR 16239.2013 - Projeto de Estruturas de Ao e de Estruturas Mistas de Ao e Concreto de Edificaes Com Perfis Tubulares

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Vlida a partir de

edio

ABNT NBRNORMABRASILEIRA

ABNT 2013

ICS ISBN 978-85-07-

Nmero de referncia

83 pginas

16239

Primeira29.11.2013

29.12.2013

Projeto de estruturas de ao e de estruturasmistas de ao e concreto de edificaes comperfis tubulares

Design of steel and composite structures for buildings using hollow sections

91.080.10 04609-7

ABNT NBR 16239:2013


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Sumrio Pgina

Prefcio ..............................................................................................................................................vii

Introduo ...........................................................................................................................................ix1 Escopo ................................................................................................................................12 Referncias normativas .....................................................................................................23 Simbologia e unidades ......................................................................................................23.1 Simbologia ..........................................................................................................................23.1.1 Smbolos-base ....................................................................................................................23.1.2 Smbolos subscritos ..........................................................................................................93.2 Unidades ...........................................................................................................................104 Anlise estrutural de trelias ..........................................................................................105 Dimensionamento de barras tracionadas e comprimidas ...........................................125.1 Coeficiente de reduo da rea lquida em barras tracionadas ..................................125.2 Fator de reduo de barras comprimidas ......................................................................136 Ligaes ............................................................................................................................156.1 Generalidades ...................................................................................................................156.1.1 Escopo ..............................................................................................................................156.1.2 Requisitos necessrios ...................................................................................................176.1.3 Parmetros e convenes ...............................................................................................176.1.4 Modos de falha .................................................................................................................216.1.5 Solda ..................................................................................................................................23

6.2 Ligaes soldadas entre perfis tubulares circulares ....................................................256.2.1 Requisitos necessrios ...................................................................................................256.2.2 Ligaes uniplanares .......................................................................................................256.2.3 Ligaes multiplanares ...................................................................................................306.3 Ligaes soldadas entre perfis tubulares circulares ou retangulares com banzos

de perfis tubulares retangulares .....................................................................................316.3.1 Requisitos necessrios ...................................................................................................316.3.2 Ligaes Uniplanares ......................................................................................................326.3.3 Ligaes multiplanares ...................................................................................................42

6.4 Ligaes soldadas entre diagonais ou montantes de perfis tubulares circularesou retangulares com banzos de perfis I ou H ................................................................43

6.4.1 Requisitos necessrios ...................................................................................................436.4.2 Ligaes sujeitas apenas a fora axial ou momento fletor ..........................................436.4.3 Ligaes sujeitas a combinao de fora axial e momento fletor ..............................436.5 Ligaes entre chapas e perfis tubulares circulares ou retangulares ........................466.5.1 Requisitos necessrios ...................................................................................................466.5.2 Critrios de Clculo .........................................................................................................467 Ligaes flangeadas ........................................................................................................51

7.1 Consideraes gerais ......................................................................................................517.2 Dimensionamento das ligaes flangeadas circulares ................................................527.3 Dimensionamento das ligaes flangeadas retangulares ...........................................53


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8 Bases de Pilares ...............................................................................................................548.1 Consideraes gerais ...................................................................................................... 548.2 Dimensionamento da ligao ..........................................................................................56

8.2.1 Devem ser calculadas as seguintes grandezas: ...........................................................569 Vigas mistas de ao e concreto ......................................................................................6210 Pilares mistos de ao e concreto ...................................................................................6310.1 Generalidades ...................................................................................................................6310.2 Rigidez efetiva flexo ....................................................................................................6310.3 Modelo de clculo para pilares submetidos flexo-compresso ............................... 6310.4 Dispositivos especiais para as regies de introduo de carga ................................. 64

Anexos

Anexo A (normativo) Soldas ..............................................................................................................67A.1 Escopo ..............................................................................................................................67A.2 Identificaes e definies ..............................................................................................67A.3 Solda de filete ...................................................................................................................70A.3.1 rea efetiva .......................................................................................................................71A.3.2 Comprimento efetivo........................................................................................................72A.3.3 Espessura da garganta efetiva ........................................................................................74A.4 Solda de Penetrao ........................................................................................................75A.4.1 rea efetiva .......................................................................................................................75

A.4.2 Comprimento efetivo da solda ........................................................................................75A.4.3 Espessura da garganta efetiva ........................................................................................83

FigurasFigura 1 Modelo de anlise............................................................................................................10Figura 2 Excentricidade das ligaes ..........................................................................................11Figura 3 Ilustrao do valor de ec.................................................................................................12Figura 4 Tipos de ligao entre a chapa de ligao e o perfil tubular .......................................13Figura 5 Ligaes com afastamento e com sobreposio.........................................................15

Figura 6 Tipos de ligaes com perfis tubulares ........................................................................16Figura 7 Parmetros e convenes ..............................................................................................18Figura 8 Modos de falha em ligaes entre perfis tubulares circulares ................................... 21Figura 9 Modos de falha em ligaes entre perfis tubulares retangulares no banzo

e circular ou retangular na diagonal ou montante ........................................................22Figura 10 Modos de falha em ligaes entre diagonais de perfil tubular circular

ou retangular e banzo de seo I ou H ...........................................................................23Figura 11 Permetro efetivo da diagonal para banzo de perfil I..................................................46Figura 12 Ligao flangeada em perfis tubulares circulares e retangulares...........................51Figura 13 Efeito de alavanca .........................................................................................................54Figura 14 Tipos de ligao de apoio de pilares ...........................................................................55Figura 15 Fora axial de compresso ..........................................................................................56


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Figura 16 Fora axial de trao .....................................................................................................56Figura 17 Placa de cisalhamento ..................................................................................................61Figura 18 Dispositivo tipo 1...........................................................................................................65

Figura 19 Dispositivo tipo 2 ...........................................................................................................66Figura A.1 Identificao das regies soldadas ...........................................................................67Figura A.2 Geometria das ligaes...............................................................................................68Figura A.3 Definio do ngulo do diedro local ..........................................................................68Figura A.4 Valores do ngulo do diedro local para =30 .........................................................69Figura A.5 Valores do ngulo do diedro local para =50 .........................................................69Figura A.6 Valores do ngulo do diedro local para =70.........................................................70Figura A.7 Valores do ngulo do diedro local para =90 .........................................................70Figura A.8 Ligaes pr-qualificadas com solda de filete .........................................................71

Figura A.10 Definies e seleo de detalhes de ligaes pr-qualificadas com soldade penetrao total (CJP) de perfis tubulares retangulares.........................................77Figura A.11 Definies e seleo de detalhes de ligaes pr-qualificadas com solda

de penetrao total (CJP)de perfis tubulares circulares .............................................78Figura A.12 Detalhes de ligaes pr-qualificadas com solda de penetrao total

(CJP)com espessura at 16 mm ....................................................................................78Figura A.13 Detalhes de ligaes pr-qualificadas com solda de penetrao total

(CJP)com espessura superior a 16 mm ........................................................................79Figura A.14 Detalhes de ligaes pr-qualificadas com solda de penetrao parcial

(PJP) ..................................................................................................................................80Figura A.15 Detalhes de ligaes pr-qualificadas com solda de penetrao parcial

(PJP) ..................................................................................................................................81Figura A.16 Detalhes de ligaes pr-qualificadas com solda de penetrao parcial

(PJP) ..................................................................................................................................82Figura A.17 Espessura da garganta da solda nos cantos arredondados de perfis

retangulares ......................................................................................................................83

TabelasTabela 1 Valor de em funo do ndice de esbeltez 0.............................................................14

Tabela 2 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas entre perfistubulares circulares .........................................................................................................26

Tabela 3 Fora axial e momento fletor resistente de clculo das ligaes soldadas entremontantes de perfil I, H ou tubular retangulare banzos de perfil tubular circular ....27

Tabela 4 Momento fletor resistente de clculo das ligaes soldadas entre montantese banzos de perfil tubular circular ..................................................................................28

Tabela 5 Critrio de clculo para casos especiais de ligaes uniplanares soldadas entrediagonais e banzos de perfis tubulares circulares .......................................................29

Tabela 6 Fatores de reduo para ligaes multiplanares .........................................................30

Tabela 7 Condies de validade de ligaes soldadas entre diagonais e montantes de perfistubulares circulares ou retangulares e banzos de perfis tubulares retangulares .....31Tabela 8 Condies adicionais para o uso da Tabela 9 ..............................................................32


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Tabela 9 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas entre diagonais oumontantes de perfis tubulares circulares ou quadrados e banzos de perfistubulares quadrados........................................................................................................33

Tabela 10 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas T, X e Y entre diagonaisde perfis tubulares retangulares ou circulares e banzos de perfis tubularesretangulares ......................................................................................................................34

Tabela 11 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas K e N entre diagonaisde perfis tubulares retangulares ou circulares e banzos de perfis tubularesretangulares ......................................................................................................................35

Tabela 12 Momento fletor resistente de clculo para ligaes soldadas tipos T e X entrediagonais ou montantes e banzos de perfis tubulares retangulares ..........................36

Tabela 13 Critrio de clculo para tipos especiais de ligaes soldadas uniplanares entre

diagonais ou montantes e banzos de perfis tubulares retangulares ..........................37Tabela 14 Critrio de clculo de ligaes soldadas aporticadas ou com banzos inclinadosde perfis tubulares retangulares .....................................................................................38

Tabela 15 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas reforadas T, X e Y e entrediagonais ou montantes de perfis tubulares retangulares ou circulares e banzosde perfis tubulares retangulares .....................................................................................40

Tabela 16 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas reforadas K e N entrediagonais ou montantes de perfis tubulares retangulares ou circulares e banzosde perfis tubulares retangulares.....................................................................................41

Tabela 17 Fatores de reduo para ligaes multiplanares .......................................................42Tabela 18 Condies de validade para ligaes soldadas entre diagonais e montantes

de perfis tubulares circulares ou retangulares e banzos com perfis I ou H ...............43Tabela 19 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas entre diagonais

ou montantes de perfis tubulares retangulares e circulares e banzosde perfis I ou H .................................................................................................................44

Tabela 20 Momento fletor resistente de clculo de ligaes soldadas entre diagonaisou montantes de perfis tubulares retangulares e banzos de perfis I ou H .................45

Tabela 21 Fora axial e momento fletor resistente de clculo de ligaes com chapassoldadas em perfil tubular circular .................................................................................47

Tabela 22 Fora axial e momento fletor resistentes de clculo de ligaes soldadas entrechapa ou perfis I ou H e perfis tubulares retangulares ................................................49

Tabela 23 Disposies construtivas .............................................................................................58Tabela A.1 Dimenses mnimas da perna do filete .....................................................................71Tabela A.2 Comprimento efetivo da solda de perfis tubulares circulares ................................72Tabela A.3 Comprimento efetivo da solda de perfis tubulares retangulares ............................72Tabela A.4 Distncia z ....................................................................................................................74Tabela A.5 Dimenses das juntas e dos ngulos de entalhe das ligaes pr-qualificadas

com solda de penetrao total (CJP) .............................................................................76


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Prefcio

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o Foro Nacional de Normalizao. As Normas

Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismosde Normalizao Setorial (ABNT/ONS) e das Comisses de Estudo Especiais (ABNT/CEE), soelaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos,delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).

Os Documentos Tcnicos ABNT so elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2.

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) chama ateno para a possibilidade de quealguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT no deve serconsiderada responsvel pela identificao de quaisquer direitos de patentes.

A ABNT NBR 16239 foi elaborada no Comit Brasileiro de Construo Civil (ABNT/CB-02),

pela Comisso de Estudo de Estruturas de ao (CE-02:125.03). O seu 1 Projeto circulouem Consulta Nacional conforme Edital n 09, de 11.09.2012 a 09.11.2012, com o nmerode Projeto 1 02:125.03-004. O seu 2 Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital n 06,de 07.06.2013 a 08.07.2013, como nmero de 2 Projeto 02:125.03-004.

O Escopo desta Norma Brasileira em ingls o seguinte:

Scope

This Standard based on the limit states method, establishes basic requirements for the design,

at room temperature, of steel and steel-concrete composite buildings, with tubular sections and weldedor bolted connections.

Seam or seamless hollow sections can be, circular, rectangular or square, and herein are relatedsimply as tubes, manufactured in accordance ABNT NBR 8261, ASTM A500, ASTM A501, ASTM 618,ASTM A847, CSA G40.20-04.

All requirements from ABNT NBR 8800:2008 are applied. In addition, this Standard provides:

a) A specific procedure for design of bars with hollow sections subjected to axial tensile forces (see1.4). The general procedure provided by ABNT NBR 8800 is still applicable. However, this Standard

presents a procedure that more accurately reflects the behavior of bars with hollow sections;

b) A specific procedure for design of bars with hollow sections subjected to axial compression forcesmade of hollow sections, hot rolled seamless or heat treated for stress relief with or without seam(see 1.4). This treatment, which aims to obtain metallurgical conditions equivalent to those of hotrolled tubes, can be done by heating the tubes at a temperature equal to or higher than 450C,with subsequent cooling in air, as G40.20-04 General requirements for rolled or welded structuralquality steel. ABNT NBR 8800 provides a general procedure. However, this Standard presents aprocedure that reflects more accurately the behavior of bars with hollow sections;

c) Additional procedures for situations that are not explicitly addressed by the ABNT NBR 8800

(see 1.5);

d) Specific requirements for the nominal resistance of materials (see 1.6).


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The specific procedures mentioned in 1.3 (a) and (b) refer respectively to the coefficient of net areareduction, Ct, and the reduction factor associated with resistance to compression, , addressedin Section 5.

The additional procedures mentioned in 1.3 (c), refer to structural analysis of trusses, steel connections,flanged connections, column bases, composite beams, composite columns, and welds, addressedin sections 4, 6, 7, 8, 9, 10 and Appendix A, respectively.

In this Standard the strength of steel is given by its nominal value provided by applicable Standard.Values obtained from tests, including those shown in steel mills certificates, cannot be used as nominalvalues.


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Introduo

Esta Norma define os princpios gerais que regem o projeto, temperatura ambiente, de estruturasde ao e mistas, de ao e concreto, de edificaes, incluindo passarelas de pedestres e suportesde equipamentos,utilizando perfis tubulares.


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Projeto de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concretode edificaes com perfis tubulares

1 Escopo

1.1 Esta Norma, com base no mtodo dos estados-limites, estabelece os requisitos bsicos quedevem ser obedecidos no projeto temperatura ambiente de estruturas de ao e mistas, de aoe concreto, de edificaes, com perfis tubulares e ligaes com parafusos ou soldas.

1.2 Os perfis tubulares, tambm denominados simplesmente tubos, podem ter forma circularou retangular e podem ser com ou sem costura, fabricados de acordo com as prescries normativasABNT NBR 8261, ASTM A500, ASTM A501, ASTM618, ASTM A847, CSA G40.20-04. Os perfis tubu-

lares quadrados so considerados um caso particular dos retangulares.

1.3 So vlidas todas as prescries da ABNT NBR 8800:2008. Complementarmente, nestaNorma so fornecidos:

a) um procedimento especfico para o dimensionamento de barras submetidas fora axialde trao constitudas de perfis tubulares (ver 1.4). A ABNT NBR 8800 contm um procedimentogeral aplicvel, porm, nesta Norma, apresentado um procedimento que reflete com maiorpreciso o comportamento dos perfis tubulares;

b) um procedimento especfico (ver 1.4) para o dimensionamento de barras submetidas fora

axial de compresso constitudas de perfis tubulares, laminados a quente, sem costura,ou tratados termicamente para alvio de tenses com ou sem costura. A ABNT NBR 8800 contmum procedimento geral aplicvel, porm, nesta Norma, apresentado um procedimento quereflete com maior preciso o comportamento dos perfis tubulares. O tratamento trmico paraalvio de tenses, que tem como objetivo obter condies metalrgicas equivalentes s dos tuboslaminados a quente, pode ser feito aquecendo-se os tubos a uma temperatura igual ou superiora 450 C, com posterior resfriamento ao ar livre, conforme a norma CSA G40.20-04.

c) procedimentos adicionais, para situaes no tratadas diretamente pela ABNT NBR 8800(ver 1.5);

d) prescries especficas, para os valores nominais das resistncias dos materiais (ver 1.6).

1.4 Os procedimentos especficos mencionados nas alneas a) e b) de 1.3 referem-se respectiva-mente ao valor do coeficiente de reduo da rea lquida, Ct, e ao valor do fator de reduo associado resistncia compresso, , e encontram-se na Seo 5.

1.5 Os procedimentos adicionais mencionados na alnea c) de 1.3 referem-se anlise estruturalde trelias, ligaes metlicas, ligaes flangeadas, de bases de pilares, vigas mistas, pilares mistose soldas, e encontram-se nas Sees 4, 6, 7, 8, 9, 10 e Anexo A, respectivamente.

1.6 Nesta norma o valor da resistncia do ao dado por seu valor nominal fornecido por normaou especificao aplicvel. Valores obtidos de ensaios, inclusive os apresentados nos certificados

das usinas siderrgicas, no podem ser utilizados como valores nominais.


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2 Referncias normativas

Os documentos apresentados a seguir so indispensveis aplicao deste documento. Parareferncias datadas, aplicam-se somente as edies citadas. Para referncias no datadas, aplicam-seas edies mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR 6118, Projeto de Estruturas de Concreto Procedimento

ABNT NBR 8261, Tubos de ao-carbono, formado a frio, com e sem solda, de seo circular, quadradaou retangular para usos estruturais

ABNT NBR 8800:2008, Projeto de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concretode edifcios

ASTM A500, Standard specification for cold-formed welded and seamless carbon steel structural

tubing in rounds and shapes

ASTM A501, Standard specification for hot-formed welded and seamless carbon steel structural tubing

ASTM A618, Standard specification for hot-formed welded and seamless high-strength, low AlloyStructural Tubing

ASTM A847, Standard specification for cold-formed welded and seamless high-strength, low AlloyStructural Tubing with improved atmospheric corrosion resistance

AWS D1.1/D1.1M:2010, Structural welding cod steel

CSA G40.20-04, General requirement for rolled or weld structural quality steel

3 Simbologia e unidades

3.1 Simbologia

A simbologia adotada nesta Norma constituda por smbolos-base (no mesmo tamanho e no mesmonvel do texto corrente) e smbolos subscritos.

Os smbolos-base utilizados com mais frequncia encontram-se estabelecidos em 3.1.1, alm

dos smbolos subscritos em 3.1.2.A simbologia geral encontra-se estabelecida nesta subseo e a simbologia mais especficade algumas partes desta Norma apresentada nas sees pertinentes, com o objetivo de simplificara compreenso e, portanto, a aplicao dos conceitos estabelecidos.

3.1.1 Smbolos-base

Alguns smbolos-base apresentados a seguir esto acompanhados de smbolos subscritos, de formaa no gerar dvidas na compreenso de seu significado.

3.1.1.1 Letras romanas minsculas

a a distncia


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aw a espessura de garganta de solda de filete; espessura efetiva de solda de penetrao

b a largura da seo transversal; largura

b0 a largura da seo transversal do banzo

bch a largura da chapa de ligao

bi a largura da seo transversal de diagonais ou montantes em perfil tubular retangular(i=1, 2, 3)

bef o parmetro de largura

be,ov o parmetro de largura

be,p

o parmetro de largura

bj a largura da seo transversal de diagonais ou montantes sobrepostas em perfil tubularretangular (j =1, 2, 3)

bp a largura da chapa de reforo

bv a distncia vertical da face inferior da placa de base extremidade da placa de cisalhamento

c a distncia

d o dimetro; distncia; dimenso

di o dimetro de diagonal ou montante em perfil tubular circular (i= 1, 2, 3)

d0 o dimetro de banzo em perfil tubular circular

db o dimetro do parafuso

e a excentricidade; comprimento; distncia

ec a excentricidade da ligao concntrica

en a distncia da face inferior da placa de base ao bloco de fundao (camada do grout)

f o parmetro relacionado geometria

fb a tenso normal

fck a resistncia caracterstica do concreto compresso

fu a resistncia ruptura do ao trao

fub a resistncia ruptura do ao do parafuso

fuch a resistncia ruptura trao do ao da chapa

fy a resistncia ao escoamento do ao


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fych a tenso relacionada resistncia ao escoamento do ao da chapa

fyk a tenso relacionada resistncia ao escoamento do ao do perfil do banzo

fyp a resistncia ao escoamento do ao do perfil da chapa

fy0 a resistncia ao escoamento do ao do perfil do banzo

g o comprimento do afastamento entre diagonais ou montantes longitudinal ao banzo

gt o comprimento do afastamento entre diagonais ou montantes transversal ao banzo

h a largura, altura

h0 a altura da seo transversal do banzo

hch a altura da chapa de ligao

hi a altura da seo transversal de diagonais ou montantes em perfil tubular retangular (i=1, 2, 3)

hw a altura da alma do perfil I ou H

k o fator; parmetro

o comprimento

c o comprimento efetivo da ligao concntrica, comprimento do trecho da placa sujeito

presso de contato do concreto

p o comprimento da chapa de reforo

d o dimetro externo do flange ou da placa de base

x a largura da placa de base na direo x

y a largura da placa de base na direo y

m o parmetro geomtrico

n o nmero (quantidade); parmetro; razo de tenso no banzo

np a razo de tenso no banzo de ligaes com chapa

nb o nmero de chumbadores da ligao

p o comprimento; comprimento da rea de contato projetada da diagonal sobreposta na facedo banzo, na ausncia da diagonal sobreposta; parmetro; largura tributria de um parafuso

pef o comprimento efetivo

pef,s o comprimento efetivo do enrijecedorq o comprimento da sobreposio, medido na face do banzo, entre as diagonais


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r o raio de laminao; comprimento; parmetro

rm a distncia do eixo do perfil tubular circular ao ponto mdio da espessura do perfil circular

rw a distncia do eixo do perfil tubular circular ao ponto mdio da espessura da garganta da solda

s a distncia entre barras de armadura

t a espessura

t0 a espessura da parede de banzo em perfil tubular

tf a espessura da parede do flange de perfil I ou H

ti a espessura da parede de diagonal ou montante em perfil tubular (i=1, 2, 3)

tp a espessura da chapa de reforo

tpv a espessura da placa de cisalhamento

tc a espessura da chapa da ligao concntrica

tch a espessura da chapa da ligao

ts a espessura do enrijecedor

tw a espessura da alma do perfil I ou H

hw a altura da alma do perfil I ou H

z a distncia

3.1.1.2 Letras romanas maisculas

A a rea

A0 a rea da seo transversal do banzo

Ab a maior dimenso em planta do bloco de fundao

Av a rea de cisalhamento

Ag a rea bruta da seo transversal

Bb a menor dimenso em planta do bloco de fundao

Ct o coeficiente de reduo usado no clculo da rea lquida efetiva

E, Ea o mdulo de elasticidade do ao

Ec o mdulo de elasticidade secante do concreto

Es o mdulo de elasticidade do ao da armadura do concreto


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(EI)e a rigidez efetiva flexo de pilar misto

F a fora; valor de ao

Ft,Rd a fora de trao resistente de clculo do parafuso

Ft,i,Sd a fora de trao solicitante de clculo em um chumbador

Fv,Rd,i a fora de cisalhamento resistente de clculo em um chumbador

G o centro geomtrico

Hb a altura do bloco de fundao

I o momento de inrcia

Ka o fator de seo

L o comprimento da barra

M o momento fletor

M0,Sd o momento fletor solicitante de clculo na ligao

Mip,ch, Rd o momento fletor resistente de clculo, da chapa, no plano

Mip,ch, Sd

o momento fletor solicitante de clculo, da chapa, no plano

Mip,i,Rd o momento fletor resistente de clculo de diagonal ou montante na ligao, no plano(i=1, 2, 3)

Mip,i,Sd o momento fletor solicitante de clculo de diagonal ou montante na ligao, no plano(i =1, 2, 3)

Mop,ch, Rd o momento fletor resistente de clculo, da chapa, fora do plano

Mop,ch, Sd o momento fletor solicitante de clculo, da chapa, fora do plano

Mop,i,Rd o momento fletor resistente de clculo de diagonal ou montante na ligao, fora do plano(i=1, 2, 3)

Mop,i, Sd o momento fletor solicitante de clculo de diagonal ou montante na ligao, fora do plano(i=1, 2, 3)

M0,Sd o momento fletor solicitante de clculo na ligao

Mpl,Rd o momento fletor de plastificao da seo transversal

MSd o momento fletor solicitante de clculo

Mx,Sd o momento fletor solicitante de clculo em relao ao eixo x da seo transversaldo pilar misto


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ABNT NBR 16239:2013

My,Sd o momento fletor solicitante de clculo em relao ao eixo y da seo transversaldo pilar misto

Mx,Rd o momento fletor resistente de clculo em relao ao eixo x da seo transversaldo pilar misto

My,Rd o momento fletor resistente de clculo em relao ao eixo y da seo transversal do pilarmisto

Mpl,x,Rd o momento fletor de plastificao de clculo em relao ao eixo x da seo transversaldo pilar misto

Mpl,y,Rd o momento fletor de plastificao de clculo em relao ao eixo y da seo transversaldo pilar misto

N a fora axialNc,Rd a fora axial de compresso resistente de clculo referente apenas parcela do concreto

Nch, Rd a fora axial resistente de clculo da chapa

Nch, Sd a fora axial solicitante de clculo da chapa

Ne a fora axial de flambagem elstica

Ni,Rd a fora axial resistente de clculo de diagonal ou montante na ligao (i=1, 2, 3)

Ni,Sd a fora axial solicitante de clculo de diagonal ou montante na ligao (i=1, 2, 3)N0,Sd a fora axial solicitante de clculo no banzo

N0p,Sd o valor de N0,Sdexcluindo as foras de clculo dadas pelas componentes das diagonaisprojetadas no eixo longitudinal do banzo da ligao

Np1,0,Rd a fora axial de plastificao da seo do banzo

NSd a fora axial solicitante de clculo

Q o fator de reduo total associado flambagem local

Qal a fora decorrente do efeito de alavanca

Ru a abertura da raiz

S o espaamento da armadura

V a fora cortante

V0,Sd a fora cortante solicitante de clculo no banzo

Vpl, Rd a fora cortante resistente de plastificao do banzo em perfil I ou H

Vpl,0,Rd a fora cortante de plastificao da seo do banzo


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ABNT NBR 16239:2013

VRd a fora cortante resistente de clculo

VRd,i a fora cortante resistente de clculo de um chumbador

VSd a fora cortante solicitante de clculo

W o mdulo de resistncia elstico

W0 o mdulo de resistncia elstico da seo transversal do banzo

3.1.1.3 Letras gregas minsculas

um parmetro

um parmetro

um parmetro

um parmetro

o ngulo do diedro local

o ngulo entre diagonais nas ligaes multiplanares, dimetro de barra de armadura

i o ngulo entre diagonal e banzo (i=1, 2, 3)

a relao geomtrica

a o coeficiente de ponderao da resistncia

n o coeficiente de ajustamento

0 o ndice de esbeltez reduzido

ov um parmetro relacionado s dimenses pe q

o fator de reduo para ligaes multiplanares, coeficiente de atrito entre a placa de basee a fundao

o fator de reduo associado resistncia compresso um parmetro; ngulo

a tenso normal

0,Sd a mxima tenso de compresso de clculo do banzo na superfcie de contato com diagonaisou montantes

0p,Sd a mxima tenso de compresso de clculo do banzo na superfcie de contato comas diagonais ou montantes, no lado oposto da ligao

c,Sd

a tenso de compresso solicitante de clculo

c,Rd a tenso de compresso resistente de clculo


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ABNT NBR 16239:2013

3.1.2 Smbolos subscritos

3.1.2.1 Letras romanas minsculas

b um parafuso; chumbador; flexo

c o concreto; compresso

ch a chapa

d a chapa de ligaes flangeadas entre perfis tubulares circulares

eq o equivalente

ef o efetivo

f a mesa de perfil I ou H, chapa de ligao flangeada, furo

g a bruta

i o nmero da diagonal ou montante (i=1, 2, 3)

j o nmero da diagonal ou montante sobrepostas (j=1, 2, 3)

min o mnimo

o o oposto

p a chapa de reforo, placa de base

pl a plastificao

st o enrijecedor

t a trao

td a trao do lado direito

te a trao do lado esquerdo

u a ruptura

w a alma de perfil I ou H; solda

x o relativo ao eixo x

y o escoamento; relativo ao eixo y

3.1.2.2 Letras romanas maisculas

Rd a resistncia de clculo

Rk a resistncia nominalSd a solicitante de clculo


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ABNT NBR 16239:2013

3.1.2.3 Nmeros

0 banzo

1, 2, 3 diagonais e montantes, nmeros sequenciais3.2 Unidades

A maioria das expresses apresentadas nesta Norma possui homogeneidade dimensional.Em algumas expresses, as unidades so indicadas de acordo com o Sistema Internacional (SI).

4 Anlise estrutural de trelias

4.1 Esta Seo aplica-se determinao de esforos solicitantes, deslocamentos e comprimen-tos de flambagem em trelias cujas ligaes dos ns sejam projetadas conforme a Seo 6, excetoas que utilizam chapas.

4.2 As foras axiais nas barras das trelias podem ser determinadas considerando que os ns sejamrotulados, desde que:

as geometrias dos ns e barras estejam nas faixas de validade especificadas na Seo 6;

a razo entre o comprimento, medido entre os ns, e a altura da seo transversal das barrasno plano da trelia no seja inferior a 6.

4.3 Atendidas as condies dadas em 4.2, as diagonais e os montantes podem ser consideradosrotulados nos banzos e estes podem ser considerados rotulados nos ns ou como barras contnuassimplesmente apoiadas nos ns.

4.4 Os momentos fletores resultantes das foras transversais aplicadas nas barras, entre os nsda trelia, devem ser levados em considerao no dimensionamento dessas barras. Nessa situao,os banzos devem ser considerados como barras contnuas simplesmente apoiadas nos ns.

4.5 Os momentos fletores resultantes de excentricidade podem ser desprezados no dimensiona-mento das diagonais e montantes. No entanto, devem ser considerados no dimensionamento dosbanzos e devem ser distribudos entre as barras de cada lado do n do banzo, com base em seuscoeficientes de rigidez relativa,I/L, onde I o momento de inrcia da seo transversal em relaoao eixo perpendicular ao plano da trelia, e L o comprimento da barra medido entre os ns. Essadistribuio pode ser feita diretamente, utilizando-se o modelo de anlise apresentado na Figura 1.

Barras muitorgidas

Barras muito

rgidas

Para a maioria dasligaes com sobreposio

Para a maioria dasligaes com afastamento

Rtula

e- Excentricidade

Figura 1 Modelo de anlise


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ABNT NBR 16239:2013

4.6 Os momentos fletores resultantes de excentricidades podem ser desprezados no dimensiona-mento de ligaes se a excentricidade estiver dentro dos seguintes limites:

a) 0,55 d0 e0,25 d0, para tubos circulares;

b) 0,55 h0 e0,25 h0, para tubos retangulares.

onde

e a excentricidade, definida na Figura 2;

d0 o dimetro do banzo;

h0 a altura da seo transversal do banzo no plano da trelia.

Caso contrrio, esses momentos fletores devem ser considerados nas ligaes.

e = 0

-e

h0 0ou d

h0 0ou d

h0 0ou d

+e

Figura 2 Excentricidade das ligaes

4.7 As tenses resultantes (ver 6.1.3.2) dos momentos fletores oriundos das foras transversais apli-cadas nas barras, entre os ns da trelia, e os de excentricidade, fora dos limites dados em 4.6, devemser consideradas na determinao dos fatores kp, kne km, dados nas Tabelas 3, 4 e 21, Tabelas 7a 10 e Tabela 22, respectivamente.

4.8 Nas trelias formadas apenas por perfis tubulares, mesmo com a considerao de que os nssejam rotulados:

a) o comprimento de flambagem dos banzos pode ser tomado igual a 0,9 L, no plano e fora do plano,onde L o comprimento da barra, medido entre os ns no plano e o comprimento entre duascontenes laterais fora do plano;


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ABNT NBR 16239:2013

b) se diagonais e montantes forem ligados aos banzos diretamente por meio de solda, em todoo seu permetro, o comprimento de flambagem dessas barras, no plano e fora do plano, pode sertomado igual a:

0,90L para >0,60

0,75L para 0,60

onde

L a distncia entre ns e definido em 6.1.3.

Valores menores de comprimento de flambagem podem ser utilizados desde que justificadospor anlise.

5 Dimensionamento de barras tracionadas e comprimidas

O dimensionamento de barras submetidas fora axial de trao e compresso deve ser efetuadoconforme as prescries da ABNT NBR 8800. Porm, o coeficiente de reduo da rea lquida (Ct)de barras tracionadas e o fator de reduo de barras comprimidas () podem ser determinadosconforme 5.1 e 5.2, respectivamente.

5.1 Coeficiente de reduo da rea lquida em barras tracionadas

5.1.1 O coeficiente de reduo da rea lquida, Ct, para os perfis tubulares circulares e retangula-res, com e sem costura, quando a fora de trao for transmitida por meio de uma chapa de ligao

concntrica, pode ser dado por:

h

C 1 +=

t

tt b c

c

b

Gec

ecG

d tc

Gec

e d

= -

tc2

c e

h 2hb+2

4 (h + b)=

-tc

2

c

ecG

t

ec3,2 -10

c

c

Figura 3 Ilustrao do valor de ec

onde

tc a espessura da chapa de ligao concntrica;

ec a excentricidade da ligao, igual distncia do centro geomtrico, G, a cada planode cisalhamento da ligao (Figura 3);

c o comprimento efetivo da ligao (esse comprimento, nas ligaes soldadas, igualao comprimento da solda na direo da fora axial).


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ABNT NBR 16239:2013

5.1.2 As ligaes entre a chapa concntrica e o tubo devem ser executadas conforme a Figura 4.Devem ser atendidas, ainda, as seguintes relaes:

a) nos perfis tubulares circulares: d/t45;

b) nos perfis tubulares retangulares: h/t45, onde h altura da seo transversal perpendicular chapa de ligao.

c

folg

a

Figura 4 Tipos de ligao entre a chapa de ligao e o perfil tubular

5.2 Fator de reduo de barras comprimidas

O fator de reduo associado fora axial de compresso resistente, , para os perfis tubulares,laminados a quente (sem costura) ou tratados termicamente para alvio de tenses (com ou semcostura), pode ser dado por:

=

+( )

1

10

4 48 1 2 24

,

,

onde

0 o ndice de esbeltez reduzido dado por:

0 = Q A f

N

g y

e

onde

Ag a rea bruta da seo transversal;

Ne a fora axial de flambagem elstica, obtida conforme a ABNT NBR 8800;

Q o fator de reduo total associado flambagem local, obtido conforme a ABNT NBR 8800.

O valor de pode ser tambm obtido da Tabela 1, para os casos em que 0no supere 3,0.


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 1 Valor de em funo do ndice de esbeltez 0

0 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0

0,0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,0

0,1 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,1

0,2 1,000 1,000 0,999 0,999 0,999 0,999 0,999 0,999 0,999 0,998 0,2

0,3 0,998 0,998 0,997 0,997 0,996 0,996 0,995 0,995 0,994 0,993 0,3

0,4 0,993 0,992 0,991 0,990 0,989 0,988 0,987 0,985 0,984 0,982 0,4

0,5 0,981 0,979 0,977 0,975 0,973 0,971 0,968 0,966 0,963 0,961 0,5

0,6 0,958 0,955 0,952 0,948 0,945 0,941 0,938 0,934 0,930 0,925 0,6

0,7 0,921 0,917 0,912 0,907 0,902 0,897 0,892 0,886 0,881 0,875 0,7

0,8 0,869 0,864 0,858 0,851 0,845 0,839 0,832 0,826 0,819 0,812 0,8

0,9 0,805 0,799 0,792 0,784 0,777 0,770 0,763 0,756 0,748 0,741 0,9

1,0 0,734 0,727 0,719 0,712 0,704 0,697 0,690 0,682 0,675 0,668 1,0

1,1 0,660 0,653 0,646 0,639 0,632 0,625 0,617 0,610 0,604 0,597 1,1

1,2 0,590 0,583 0,576 0,570 0,563 0,556 0,550 0,544 0,537 0,531 1,2

1,3 0,525 0,519 0,513 0,507 0,501 0,495 0,489 0,483 0,478 0,472 1,3

1,4 0,467 0,461 0,456 0,451 0,445 0,440 0,435 0,430 0,425 0,420 1,4

1,5 0,416 0,411 0,406 0,402 0,397 0,393 0,388 0,384 0,379 0,375 1,51,6 0,371 0,367 0,363 0,359 0,355 0,351 0,347 0,344 0,340 0,336 1,6

1,7 0,333 0,329 0,326 0,322 0,319 0,315 0,312 0,309 0,306 0,302 1,7

1,8 0,299 0,296 0,293 0,290 0,287 0,284 0,281 0,279 0,276 0,273 1,8

1,9 0,270 0,268 0,265 0,262 0,260 0,257 0,255 0,252 0,250 0,248 1,9

2,0 0,245 0,243 0,241 0,238 0,236 0,234 0,232 0,229 0,227 0,225 2,0

2,1 0,223 0,221 0,219 0,217 0,215 0,213 0,211 0,209 0,208 0,206 2,1

2,2 0,204 0,202 0,200 0,199 0,197 0,195 0,194 0,192 0,190 0,189 2,2

2,3 0,187 0,185 0,184 0,182 0,181 0,179 0,178 0,176 0,175 0,174 2,3

2,4 0,172 0,171 0,169 0,168 0,167 0,165 0,164 0,163 0,161 0,160 2,4

2,5 0,159 0,158 0,156 0,155 0,154 0,153 0,152 0,150 0,149 0,148 2,5

2,6 0,147 0,146 0,145 0,144 0,143 0,142 0,141 0,140 0,138 0,137 2,6

2,7 0,136 0,135 0,134 0,134 0,133 0,132 0,131 0,130 0,129 0,128 2,7

2,8 0,127 0,126 0,125 0,124 0,123 0,123 0,122 0,121 0,120 0,119 2,8

2,9 0,118 0,118 0,117 0,116 0,115 0,115 0,114 0,113 0,112 0,111 2,9

3,0 0,111 3,0


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ABNT NBR 16239:2013

6 Ligaes

6.1 Generalidades

6.1.1 Escopo

6.1.1.1 Esta seo apresenta procedimentos para determinar a resistncia de clculo de ligaesuniplanares e multiplanares em estruturas constitudas de perfis tubulares e de perfis de seo abertacom perfis tubulares. As chapas componentes das ligaes devem ser dimensionadas de acordo comos conceitos e prescries da ABNT NBR 8800.

6.1.1.2 A resistncia das ligaes expressa em termos de fora axial resistente de clculoou momento fletor resistente de clculo de diagonais, montantes ou chapas.

6.1.1.3 As ligaes das diagonais e montantes com os banzos podem ser com afastamento ou

com sobreposio, conforme ilustra a Figura 5. Os tipos de ligaes considerados so indicadosna Figura 6.

6.1.1.4 Para efeito desta Norma, o termo banzo pode ser entendido tambm como um pilarou elemento principal da ligao.

g

p

q

a) Com afastamento b) Com sobreposio

Figura 5 Ligaes com afastamento e com sobreposio


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ABNT NBR 16239:2013

K a

Y

KTa

KKc

TT

XXDY

c

Na

T

DK

Xb

a

c

b

Se houver foras externas aplicadas no n, cuja resultante perpendicular ao banzo (em mdulo) sejasuperior a 20 % da maior projeo perpendicular ao banzo (em mdulo) das foras das diagonais oumontantes, a ligao deve ser classificada com DK.

Se houver foras externas aplicadas no n, cuja resultante perpendicular ao banzo (em mdulo) sejasuperior a 20 % da maior projeo perpendicular ao banzo (em mdulo) das foras das diagonais ou

montantes, a ligao deve ser classificada com X.

Se houver foras externas aplicadas no n, sua resultante perpendicular ao banzo (em mdulo) no podeser superior a 20 % da maior projeo perpendicular ao banzo (em mdulo) das foras das diagonais oumontantes.

Figura 6 Tipos de ligaes com perfis tubulares


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ABNT NBR 16239:2013

6.1.2 Requisitos necessrios

Para que os procedimentos de clculo apresentados nesta Seo sejam vlidos, devem ser obedecidosos seguintes requisitos:

a) os ngulos ientre o banzo e as diagonais e entre montantes e diagonais adjacentes no podemser inferiores a 30;

b) as extremidades dos tubos que se encontram em uma ligao devem ser preparadas de modoque a forma da seo transversal no seja modificada. Ligaes de tubos com extremidadesamassadas no so previstas;

c) em ligaes com afastamento (Figura 5 a)), visando a permitir soldagem adequada, a dimenso gdeve ser igual ou superior soma das espessuras das diagonais ou montantes ligados;

d) em ligaes com sobreposio (Figura 5 b)), a ligao deve ter dimenso suficiente para garantira adequada transferncia dos esforos de uma barra para a outra. Para isso, a razo entrea sobreposio qe a dimenso pdeve ser maior ou igual a 0,25;

e) quando as barras sobrepostas tiverem espessuras ou resistncias ao escoamento diferentes,a barra com menor produto entre essas duas grandezas deve se sobrepor outra;

f) quando as barras sobrepostas tiverem larguras diferentes no plano da ligao, a barra com menorlargura deve se sobrepor mais larga;

g) para perfis de ao com resistncia ao escoamento superior a 350 MPa, a resistncia de clculo,dada nesta Seo, deve ser dividida, ainda, por um coeficiente de ajustamento, n, igual a 1,1,

com a exceo da resistncia da solda, dada em 6.1.5 e no Anexo A;h) a espessura nominal da parede dos perfis tubulares no pode ser inferior a 2,5 mm.

6.1.3 Parmetros e convenes

6.1.3.1 Para as ligaes tubulares uniplanares, so definidos os parmetros e as convenesmostradas na Figura 7.


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ABNT NBR 16239:2013

a) Ligao com afastamento

b) Ligao com sobreposio

M M

N

N

N

N

NN

N

b

N

M M

0p,Sd

0p,Sd

1

1

t1

t1

h1

b2

d2

d2

b2

t2

t22

2

h2

b0

h0

t0

2

1

1t1

t1d1

b1h1

t0

d0

h2

t2

2

t2

d1

b1

0,Sd 0,Sd

0,Sd

0

t0

t0

d0

h0

0,Sd 0,Sd

0,Sd

Figura 7 Parmetros e convenes


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ABNT NBR 16239:2013

6.1.3.2 As tenses 0,Sdou 0p,Sdno banzo de uma ligao so dadas por:

0,Sd0,Sd 0,Sd

= +N

A

M

W0 0

para banzos de perfil retangular

00 0

p,Sd0p,Sd 0,Sd

= +

N

A

M

W

para banzos de perfil circular

onde

0,Sd a mxima tenso de compresso solicitante de clculo no banzo em um determinado n,causada pela fora N0,Sde pelo momento M0,Sd;

0p,Sd o valor de

0,Sd, excluindo-se as tenses provenientes das componentes das foras nas

diagonais e montantes, paralelas ao eixo do banzo (ver a seguir a definio de N0p,Sd);

N0,Sd a fora axial solicitante de clculo no banzo que contribui para tenso 0,Sd;

N0p,Sd dada por:

N N N0p,Sd 0,Sd i,Sd icos=

Ni,Sde i so as foras axiais solicitantes de clculo e suas inclinaes, em relao ao eixo dobanzo, das diagonais e montantes no n;

M0,Sd o momento fletor solicitante de clculo na ligao;

A0 a rea da seo transversal do banzo;

W0 o mdulo de resistncia elstico da seo transversal do banzo.

6.1.3.3 So definidos, ainda, os seguintes parmetros:

a) relao entre o dimetro mdio ou largura da diagonal ou montante e o dimetro ou a largurado banzo, representada por , e dada por:

para ligaes T, Y ou X

=d

d

1

0

ou = d

b

1

0

ou =b

b

1

0

para ligaes K e N

= +d d

d

1 2

02ou =

+d d

b

1 2

02ou =

+ + +b b h h

b

1 2 1 2

04

para ligaes KT

= + +d d d

d1 2 3

03ou =

+ +d d d

b

1 2 3

03ou =

+ + + + +b b b h h h

b

1 2 3 1 2 3

06


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ABNT NBR 16239:2013

para n0

km=1,0

onden=0,Sd/ fy0, considerando 0,Sdcom o sinal negativo para compresso

6.1.4 Modos de falha

As capacidades resistentes de clculo das ligaes entre perfis tubulares e entre perfis tubularese perfis de seo aberta so baseadas nos seguintes modos de falha:

Modo A Plastificao da face ou de toda a seo transversal do banzo, junto a diagonais ou montantes;

Modo B Plastificao, amassamento ou instabilidade da face lateral da seo transversal do banzo

junto a diagonais ou montantes sob compresso;

Modo C Plastificao ou instabilidade por cisalhamento do banzo, junto a diagonais ou montantes;

Modo D Ruptura por puno da parede do banzo na rea de contato com diagonais ou montantes;

Modo E Ruptura ou plastificao de diagonais ou montantes na regio da solda oriunda da distribuiono uniforme de tenso;

Modo F Flambagem localizada de diagonais ou montantes comprimidos ou do banzo, na regio daligao.

A Figura 8 ilustra os modos de falha para ligaes entre banzo e diagonais ou montantes em perfistubulares circulares, a Figura 9 para ligaes entre banzo retangular e diagonais ou montantesem perfis tubulares retangulares ou circulares e a Figura 10 para ligaes entre diagonais ou montantesem perfis tubulares circulares ou retangulares e banzos em perfil I ou H.

rotelfotnemoMlaixaaroFodoM

A

D

A

A A - A

Figura 8 Modos de falha em ligaes entre perfis tubulares circulares


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ABNT NBR 16239:2013

Modo Fora axial Momento fletor

A

B

C

D

E

F

Figura 9 Modos de falha em ligaes entre perfis tubulares retangulares no banzo e circularou retangular na diagonal ou montante


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ABNT NBR 16239:2013

rotelfotnemoMlaixaaroFodoM

B

C

E

F

A

A

A-A

Figura 10 Modos de falha em ligaes entre diagonais de perfil tubular circular ou retangulare banzo de seo I ou H

6.1.5 Solda6.1.5.1 A fora resistente de clculo da solda deve ser determinada de acordo coma ABNT NBR 8800. Adicionalmente, devem ser obedecidas, quando aplicveis, as prescriesdo Anexo A.

6.1.5.2 A solda deve ser executada em todo o permetro do tubo, exceto em ligaes parcialmentesobrepostas, onde a parte no visvel da ligao no precisa ser soldada, desde que as foras nasdiagonais e montantes sejam tais que suas projees perpendiculares ao eixo do banzo no difiramem mais de 20 % em mdulo.

6.1.5.3 A qualidade da solda depende fundamentalmente da concordncia entre as superfcies

dos tubos ligados. As extremidades dos tubos podem ser cortadas de maneira adequada, tantopor processos que se utilizam da geometria descritiva para obter um contato perfeito entre os elemen-tos quanto por processos que utilizam mtodos aproximados.


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ABNT NBR 16239:2013

6.1.5.4 Devido diferena de rigidez relativa entre as paredes do tubo (banzo), carregadas trans-versalmente sua superfcie, e as barras carregadas axialmente (diagonais, montantes ou cha-pas), soldadas a elas, a tenso ao longo da rea efetiva da solda no uniforme, podendo levar aoestado-limite ltimo, denominado falha ou ruptura progressiva da solda. Para que esse estado-limiteno seja violado e que a ligao soldada tenha comportamento dctil, uma das alternativas dadasem 6.1.5.5 e 6.1.5.6 deve ser adotada. O metal da solda deve atender s exigncias de 6.2.4 daABNT NBR 8800:2008. Para as chapas, caso a solda seja de filete ou de penetrao parcial, ambasas faces da chapa devem ser soldadas ao banzo.

6.1.5.5 A fora resistente de clculo da solda deve ser igual ou superior fora solicitante de clculodo perfil (diagonal ou montante) ou da chapa, calculada conforme as prescries da ABNT NBR 8800,porm considerando a rea efetiva de acordo com A.3.1 e A.4.1. No permitido usar o procedimentodado em 6.2.5.2 da ABNT NBR 8800:2008, que considera o aumento de resistncia da solda de filete,conforme o ngulo de atuao da fora.

6.1.5.6 A condio de ductilidade, exigida em 6.1.5.4, pode ser considerada atendida se a resistn-cia de clculo da solda por unidade de comprimento for igual ou superior menor das resistnciasseguintes:

a) resistncia local (puno ou cisalhamento da parede) do elemento principal (banzo) por unidadede comprimento do permetro soldado da seo transversal do tubo (diagonal ou montante)ou da chapa;

b) resistncia da seo transversal do tubo (diagonal ou montante) ou da chapa por unidadede comprimento do permetro soldado.

6.1.5.7 Nesta Norma, considera-se que a condio exigida em 6.1.5.6 seja atendida, sem necessi-dade de clculos adicionais, se:

a) forem utilizadas as ligaes pr-qualificadas do Anexo A ou

b) a espessura da garganta da solda de filete for igual ou superior a:

1,0 tpara fy280 MPa

1,1 tpara 280 MPa


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ABNT NBR 16239:2013

6.2 Ligaes soldadas entre perfis tubulares circulares


A fora resistente de clculo das ligaes deve ser tomada como o menor valor encontrado entreos modos de falha A e D, conforme 6.2.2 e 6.2.3, desde que sejam atendidas s seguintes condies:

a) 0,2 di/ d01,0, para todas as ligaes;

b) 10,0 d0/ t050,0, para todas as ligaes, exceto tipo X;

c) 10,0 d0/ t040,0, para ligao tipo X;

d) 10,0 di/ ti50,0, para todas as ligaes.

6.2.2 Ligaes uniplanares6.2.2.1 Nas ligaes de diagonais ou montantes, a fora axial resistente de clculo, Ni,Rd, deve serobtida das Tabelas 2, 3 ou 5, a que for aplicvel. Nas Tabelas 2 e 3, deve-se ter Ni,Sd Ni,Rd.Nos casosespeciais da Tabela 5, devem ser obedecidos os critrios de clculo especficos apresentados.

6.2.2.2 As ligaes de diagonais ou montantes das Tabelas 3, sujeitas a combinao de fora axiale momento fletor, devem atender seguinte condio:

N

N

M

M

M

M

1,Sd

1,Rd

ip,i,Sd

ip,i,Rd

op,i,Sd

op,i,Rd

+

+

2

1 0,

onde

Ni, Rd a fora axial resistente de clculo da diagonal ou montante;

Ni, Sd a fora axial solicitante de clculo da diagonal ou montante;

Mip,i, Rd o momento fletor resistente de clculo, da diagonal ou montante, no plano;

Mip,i, Sd o momento fletor solicitante de clculo, da diagonal ou montante, no plano;

Mop,i, Rd o momento fletor resistente de clculo, da diagonal ou montante, fora do plano;

Mop,i, Sd o momento fletor solicitante de clculo, da diagonal ou montante, fora do plano.

6.2.2.3 Os momentos fletores solicitantes de clculo Mip,i,Sde Mop,i,Sd podem ser obtidos no pontoonde os eixos das diagonais ou montantes encontram a face do banzo.

O momento fletor resistente de clculo no plano, Mip,i,Rd,e o momento fletor resistente de clculo forado plano, Mop,i,Rd,devem ser obtidos das Tabelas 3 ou 4, a que for aplicvel.


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 2 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas entre perfistubulares circulares

Modo de falha A Ligaes T e Y (ver Figura 6 b))

N

t

t

d

d

1

1

1

0

0

1 N

k f t1,Rd

p y0 02

a1sen

= +( )

0 2

1

23 08 15 62,

, ,

Modo de falha A Ligaes X

N

t

t

d

d

11

N1

1

0

0

1 Nk f t

1,Rdp y0 0

2

a1sen

=( )

1

5 72

1 0 81

,

,

Modo de falha A Ligaes K e N com afastamento e com sobreposio (ver Figura 6 a))

t1

t2

t0

N1 N2 dg 2d1

d0

2

1

N

k k f t d

d

N

1,Rd

g p y0 02

a1

2,Rd

sen

sen

sen

= +

=

1

1

0

1

1 98 11 22, ,

2N1,Rd

Modo de falha D Ligaes K, N e KT com afastamento e todas as T, Y e X [i =1, 2 ou 3]

Quando did0 2t0: N f t d i,Rd y0 ii

2i

a11 sen

2sen=

+

0 66 0,

Fatores Kge Kp

kg t

gexp

= ++ ( )

0 21 2

0

1 0 024

1 0 5 1 33,

,,

, ,, para ligaes com afastamento

kq t

gexp

= ++ ( )

0 21 2

0

1 0 024

1 0 5 1 33,

,,

, , para ligaes com sobreposio

Para np


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 3 Fora axial e momento fletor resistente de clculo das ligaes soldadas entremontantes de perfil I, H ou tubular retangulare banzos de perfil tubular circular

Modo de falha A

M

d

t

Nh

b M

0

1 1

1

0

op,1

ip,1

N k f t 1 02 2

14 4 22, ,Rd p y0 a1 0,25= +( ) +( )

Mip,1,Rd= h1N1,Rd/ (1 +0,25)Mop,1,Rd=0,5b1N1,Rd(ver nota (b) Figura 6)

t

N

N

h

b

d

M

M

1

0

0

1

1

1

op,1ip,1

N k f t1 02

5 51 0 81

, ,,

Rd p y0 a11,0 0,25=

+( )

Mip,1,Rd=h1N1,Rd/ (1 +0,25)

Mop,1,Rd=0,5b1N1,Rd

t

N

h

b

d

M

M

0

0

11

1 op,1ip,1

N k f t 1 02 24 4 22, ,Rd p y0 a11 0,25= +( ) +( )

Mip,1,Rd=h1N1,RdMop,1,Rd=0,5b1N1,Rd(ver nota (b) Figura 6)

t

N

N

h

b

d

MM

0

0

1

1

1

1

op,1ip,1

Nk f t

1,Rdp y0 0

2

a1=( )

+( )5 5

1 0 811 0 0 25

,

,, ,

Mip,1,Rd=h1N1,RdMop,1,Rd=0,5b1N1,Rd

Modo de falha D

Seo I ou H: mxt1=(NSd/ A+ MSd/ W) t1 2,2t0(0,60fy0) / a1Seo tubular retangular mxt1=(NSd/ A+ MSd/ W) t11,1t0(0,60fy0) / a1Faixa de validade Fator kp

Adicionalmente a 6.2.1, devem serobservados os limites:

0,4 e 4onde =b1/d0e =h1/ d0

Para np< 0 : k n np p p2= + 1 0 3 0 3, ,Para np 0 : kp=1,0onde

np=0p,Sd/ fy0e 0p,Sd deve ser determinadaconsiderando o sinal negativo para compresso


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 4 Momento fletor resistente de clculo das ligaes soldadas entre montantese banzos de perfil tubular circular

Modo de falha A ligaes T, X, e Y

M

d1

0

0

1

ip,1

d

t

Mf t d

kip,1,Rdy0

p a1sen

=5 34 02

1

1

,

Modo de falha A ligaes K, N, T, X e Y

Mop,1

0

0d

t

d1

1

Mf t d

kop,1,Rdy0

p a1sen

=

02

1

1

2 97

1 0 81

,

,

Modo de falha D Ligaes K e N com afastamento e todas as T, Y e X

Quando d1 d0 2t0:

M f t d ip,1,Rd y0 a1sen

sen=

+0 60

1 1 3 3

40 1

2 1

21

, , ,

M f t d op,1,Rd y0 a1sen

sen=

+0 60

3 3 1 1

40 1

2 1

21

, , ,

Fator kp

Para np


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 5 Critrio de clculo para casos especiais de ligaes uniplanares soldadas entrediagonais e banzos de perfis tubulares circulares

Tipo de ligao Critrio de clculo

DYAs foras podem ser de trao oucompresso, mas devem ter sempre omesmo sentido

N1

N1

1

1

N1,SdN1,Rd

em que N1,Rd o valor de N1,Rdpara ligao X dadona Tabela 2

KT

A diagonal 1 comprimida e a diagonal 2 tracionada

N3

N1 N2

1

3

2

N1,Sdsen1+N3,Sdsen 3N1,Rdsen 1

N2,Sdsen2N1,Rdsen1Onde

N1,Rd o valor de N1,Rdpara uma ligao Kda

Tabela 2, mas comd

d

1

0

substituda por:d d d

d

1 2 3

03

+ +

(ver Figura 6 a))

DK

As foras das diagonais devem ter sempre omesmo sentido

N1

N

1

N2

N2

1

2

N N k f t 1,Sd 1 2,Sd 2 p y0 02

a1sen sen

+ ( )

5 72

1 0 81

,

,


N1

1

1

N1

N2

N2

1

2

N1,SdN1,Rdonde

Ni,Rd o valor para uma ligao K da Tabela 2,desde que, em uma ligao com afastamento,na seo 1-1, tenha-se:

N

N

V

V

02

02

1 0, ,

,Sd

pl,0,R d

Sd

pl,0,R d

+

com V0,Sd=N1sen1+ N2sen2, eVpl,0,Rd=0,30 A0fy0/ a1


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ABNT NBR 16239:2013

6.2.3 Ligaes multiplanares

As resistncias de clculo para cada plano de ligao multiplanar devem ser determinadasaplicando-se o fator de reduo apropriado, dado na Tabela 6, s resistncias correspondentes

das ligaes uniplanares, calculadas de acordo com 6.2.2.Tabela 6 Fatores de reduo para ligaes multiplanares

Tipo de ligao Fator de reduo T T (ver Figura 6 c)) 60 90

A diagonal 1 pode ser tracionada ou comprimida

N1

gt

= 1,0

XX

N1

N1

N2

N2

N1N1

As diagonais 1 e 2 podem ser comprimidas outracionadas. N2,Sd/ N1,Sd negativo se umadiagonal est tracionada e a outra comprimida

=1,0 +0,33N2,Sd/ N1,Sd

levando em conta o sinal de N1,Sd e N2,Sd,

onde

N2,Sd N1,Sd

KK (ver Figura 6 c)) 60 90A diagonal 1 sempre comprimida e a diagonal 2 sempre tracionada.

N

gg2

N2

Corte 1-1

N2

t

N1 1

1

=0,9desde que, em ligao com afastamento, naseo 1-1, a seguinte equao seja satisfeita:

N

N

V

V

02

02

1 0, ,

,Sd

pl,0,R d

Sd

pl,0,R d

+

com V NSd0 2, =

1 1sen cos

2

ou

V NSd0 2, =

2 2sen cos

2

, o que for maior, e

Vpl,0,Rd =0,30 A0fy0/ a1

ondei o ngulo no plano formado peladiagonal e o banzo (i=1 ou 2)


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6.3 Ligaes soldadas entre perfis tubulares circulares ou retangulares com banzosde perfis tubulares retangulares


A fora resistente de clculo das ligaes deve ser tomada como o menor valor encontrado entreos modos de falha A at F, conforme 6.3.2 e 6.3.3, desde que sejam atendidas s condiesda Tabela 7.

Tabela 7 Condies de validade de ligaes soldadas entre diagonais e montantes de perfistubulares circulares ou retangulares e banzos de perfis tubulares retangulares

Perfil dasdiagonais

oumontantese tipo deligao

Condies de validade

osserpmocuooarToarTosserpmoC

Retangular

T, Y ou X

Retangular

K e N comafastamento

a

Retangular

K e N comsobreposio

%25ov

b,c

%100ovb,c

75,0j

i

b

b d

Circular

e >

Conforme acima, substituindo ib

por id e jb por jd , onde

aplicvel.aSe

21 ttg + ,tratar a ligao como duas ligaes T separadas ou como duas ligaes Y

separadas.bA sobreposio pode ser aumentada para permitir que a extremidade da barra sobreposta seja soldada nobanzo.

covigual a 100

p

q(ver Figura 5).

d Nas ligaes com sobreposio, i = diagonais ou montantes subpostas, j = diagonais ou montantessobrepostas.

b

t E

f

i

iy

1,45

36

h

t E

f

i

iy

1,45

36

b

t,

E

f

i

i y

110

h

t,

E

f

i

i y

110

d

t

E

fii y

0,05

b

t

i

i

35

h

t

i

i 35

d

tii

50

b

b

i

0

0 25 ,

b

b b

t

i

00

0

0 35

0 1 0 01

+

,

, ,

b

b

i

0

0 25 ,

0 4 0 80

, , dbi

b

t E

f

0

0

36

1,45

y

h

t E

f

0

0

36

1,45

y

b

t E

f

0

0

36

1,45

y

h

t E

f

0

0

36

1,45

y

b

t E

f

0

0

36

1,45

y

h

t E

f

0

0

36

1,45

y

d

t Ef

00

50

0,05

y

g

b01 5 1 ( ),

gb0

1 ( )0,5 a 0 5 2 00

0, ,

h

b

0 5 2 0, , h

b

i

i

g

b01 5 1> ( ),


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ABNT NBR 16239:2013

6.3.2 Ligaes Uniplanares

6.3.2.1 Ligaes sem reforo

6.3.2.1.1 Para ligaes soldadas entre diagonais ou montantes de perfis tubulares quadradosou circulares e banzos de perfis tubulares quadrados, obedecidas as condies adicionais dadasna Tabela 8, a fora axial resistente de clculo, Ni,Rd, deve ser obtida da Tabela 9.

6.3.2.1.2 Para ligaes soldadas entre diagonais ou montantes de perfis tubulares retangularesou circulares e banzos de perfis tubulares retangulares, a fora axial resistente de clculo, Ni,Rd, deveser obtida das Tabelas 8 a 10, a que for aplicvel. Nos casos especiais das Tabelas 9 e 11, devem serobedecidos os critrios especficos de clculo apresentados.

6.3.2.1.3 As ligaes de diagonais ou montantes das Tabelas 13 a 14 sujeitas a combinao de foraaxial e momento fletor devem satisfazer seguinte condio:

NN

MM

MM

1,Sd

1,Rd

ip,i,Sd

ip,i,Rd

op,i,Sd

op,i,Rd

+ + 1 0,

6.3.2.1.4 Os momentos solicitantes de clculo Mip,i,Sde Mop,i,Sdpodem ser obtidos no ponto ondeos eixos das diagonais ou montantes encontram a face do banzo.

6.3.2.1.5 O momento resistente de clculo no plano, Mip,i,Rd, e o momento resistente de clculo forado plano, Mop,i,Rd, devem ser obtidos das Tabelas 12, a que for aplicvel.

Tabela 8 Condies adicionais para o uso da Tabela 9

Tipos de perfis Tipo de ligaes Parmetros de ligaes

Perfis tubulares quadrados

T, Y ou X b

b

i

0

0 85 , b

t

0

0

0 1

K e N com afastamento 0 62

1 31 2

1

, ,+

b b

b

b

t

0

0

5 1

Perfis tubulares circulares

T, Y ou X

b

t

0

0

0 1

K e N com afastamento 0 62

1 31 2

1

, ,+

d d

d

b

t

0

0

5 1


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 9 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas entre diagonais ou montantesde perfis tubulares circulares ou quadrados e banzos de perfis tubulares quadrados

Modo de falha A Ligaes T, Y e X 0,85

t

t

d

b

t

b

N

1

1

1

1

1

1

0

0

N

k f t1,Rd

n y0 02

a1sen sen

=( )

+

1

2 24 4 1

1 1

,

,

Modo de falha A Ligaes K e N com afastamento (ver Figura 6 a)) 1,0

t

t

2

0

t2

b

b

bt

2

NN2

2

0

1

1

1

1

t1

1

d

d

2

Nk f t b b

b1,Rd

n y0 02

a1sen

= +

9 79

2

0 5

1

1 2

0

, ,

N N2,Rd 1,Rdsen

sen=

1

2

Modo de falha E Ligaes K e N com sobreposio a, (ver Figura 6 a))

t

h d

b

t

tth

b

t

d

N

N

2

2 2

2

0

2

2

2

1

11

1

1

1

1

b0

As diagonais ou montantes 1 e 2 podem sertracionadas ou comprimidas, mas uma deve sertracionada e a outra comprimida. Caso contrrio,

consultar ligao X, Tabela 15.

Para 25 % ov


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 10 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas T, X e Y entre diagonaisde perfis tubulares retangulares ou circulares e banzos de perfis tubulares retangulares

t

t

t

h

h

b

d

bN

1

1

00

0

0

11

1

1

Modo de falha A 0,85

Nk f t

1,Rdn y0 0

2

a1sen sen

=( )

+

1

2 24 4 1

1 1

,

,

Modo de falha B a =1,0 b

N f t h

t1,Rdb

1

10 a1

sen sen= +

0

1

2 21 1

,,

Modo de falha E 0,85

N1,Rd=fy1t1(2,2h1 4,4t1+2,2bef) / a1Modo de falha D 0,85 (11/ )

Nf t h

b1,Rdy0 0

1

1

1e,p a1

sen sen= +

0 60 2 2

2 2, ,

,

a Para ligaes X com


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 11 Fora axial resistente de clculo de ligaes soldadas K e N entre diagonais deperfis tubulares retangulares ou circulares e banzos de perfis tubulares retangulares

K e N com afastamento Modo de falha A (ver Figura 6 a))

b

N

g

t

t

h

h

b

d

t

2

0

0

2

0

2

2

t2

2

N1

2

b

1

1

1

t1

d1

Nk f t b b h h

b1,Rd

n y0

1a1

sen=

+ + +

9 79

4

02

1 2 1 2

0

,

N N2,Rd 1,Rdsen

sen=

1

2

Modo de falha C

Nf A

1,Rdy0 v

1a1

sen=

0 66,

N N2,Rd 1,Rdsen

sen=

1

2

( ) ( )2

0,Rd 0 v y0 v y0 Sd pl,Rd a11 1 1N , A A f A f V V = +

Modo de falha E

N f t h t b b1,Rd y1 1 1 1 1,ef a1= + +( )11 2 41,

N2,Rd= 1,1fy2t2(2h2 4t2+b2+ b2,ef) / a1

Modo de falha D (1 1/ )

Nf t h

b b1,Rdy0

1

1

11 1,e,p a1

sen sen= + +

0 66 20,

Nf t h

b b2,Rdy0 0

2

2

22 2,e,p a1

sen sen= + +

0 66 2,

K e N com sobreposio Utilizar Tabela 9

Para diagonais e montantes de perfil circular, multiplicar as resistncias acima por (/4), substituindob1e h1por d1e substituindo b2e h2por d2. Exceto para o modo de falha C

Av= (2h0+b0)t0Para diagonais e montantes de perfil retangular:

=

+

1

1 4

3

2

0

g

t

Onde

g o afastamento, ver Figura 5.

Para diagonais e montantes de perfil circular: =0

bb t

f t

f tb bi,ef

y0

yi ii i=

10

0 0

0

(i =1 ou 2)

bb t

b bi,e,p i i= 10

0 0

(i = 1 ou 2)

Para n


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 12 Momento fletor resistente de clculo para ligaes soldadas tipos T e X entrediagonais ou montantes e banzos de perfis tubulares retangulares

Momentos no plano (=90) Modo de falha A (para 0,85)

Mip,1

M

ip,1

Mip,1

M k f t hip,1,Rd n y0 02

a1= +

+

1 1 1

2

2

1 11,

Modo de falha B (para 0,85 1,0)Mip,1,Rd=0,5fykt0(1,1h1+5,5t0)2/ alfyk=fy0, para ligaes Tfyk= 0,8fy0, para ligaes X

Modo de falha E (para 0,85 1,0)

Mip,1,Rd=1,1fy1[Z1 (1 bef/ b1) b1h1t1] / a1

Momentos fora do plano (=90) Modo de falha A (para 0,85)

Mop,1

Mop,1

Mop,1

M k f t h b b

op,1Rd n y0 a1= +( )

( )+

+( )

1 1

1

2 1

2 1

102 1 0 1,

,1

Modo de falha B (para 0,85 1,0)Mop,1,Rd =1,1 fykt0(b0 t0)(h1 + 5t0) a1

fyk=fy0para ligaes Tfyk= 0,8fy0 para ligaes XModo de falha por distoro do banzo(para ligaes T) a

M f t h t b h t b hop,1,Rd y0 a1= + +( )( )2 2 0 1 0 0 0 0 0 0,

Modo de falha E (para 0,85 1,0)

M f Z b b b t op,1,Rd y1 1 ef a1= ( )( )1 1 0 5 1 1 2 12 1, ,

Parmetros befe kn

bb t

f t

f tbef

y0

y1

=

10

0 0

0

11, mas bef b1

Para n


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 13 Critrio de clculo para tipos especiais de ligaes soldadas uniplanares entrediagonais ou montantes e banzos de perfis tubulares retangulares


As foras podem ser de trao ou compres-so, mas devem atuar no mesmo sentido paraambas as diagonais

N1 N

1

1

1

N1,SdN1,Rdonde

N1,Rd o valor de N1,Rd para uma ligao X daTabela 10.


N1

N3

N2

1

3

2

(ver Figura 6 a))

N1,Sd sen1+ N3,Sdsen3 N1,Rdsen1N2,Sd sen2 N1,Rdsen1

onde

N1,Rd o valor de N1,Rdpara uma ligao K da

Tabela 11, mas substituindo-se b b h hb

1 2 1 2

04

+ + + por

b b b h h h

b

1 2 3 1 2 3

06

+ + + + +

Todas as diagonais devem ser comprimidasou tracionadas

N1

N1

N2

N

2

1

2

N1,Sd sen1+ N2,Sdsen2 Nx,Rd senxonde

Nx,Rd o valor de Nx,Rdpara uma ligao X daTabela 10, e Nx,Rd senx o maior valor entre|N1,Rdsen1| e |N2,Rdsen2|


N1

N1

N2

N2

1

1

1

2

N1,Sd N1,Rdonde

N1,Rd o valor de N1,Rd para uma ligao Kda Tabela 11, desde que, em uma ligao comafastamento, na seo 1-1, o banzo satisfaa condio:

N

N

V

V

0,Sd

pl,0,R d

0,Sd

pl,0,R d

+

2 2

1 0,

com V0,Sd=N1sen1+N2sen2, eVpl,0,Rd=1,2 (h0 4t0) t0fy0/ a1


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ABNT NBR 16239:2013

Tabela 14 Critrio de clculo de ligaes soldadas aporticadas ou com banzos inclinadosde perfis tubulares retangulares


Ligaes aporticadas

NSd 0,2Npl,Rd

Sd Sd

pl,Rd pl,Rd

N M

N M+

onde

se 90: =[ ]

+

+

3 1

1 2

0 0

0 00 8

0 0

b h

b t b h,

se 90 < 180: = ( )( ) ( )1 2 2 1 90cossendo 90o valor de para = 90Adicionalmente, a seo transversal deve sercompacta.

t

tp

Sd Sd

pl,Rd pl,Rd1 0

N M,

N M+

Adicionalmente, tpno pode ser inferior a 1,5tea 9,5 mm. Ver ainda 6.1.1.1.

Ligaes com banzo inclinado

extenso imaginria do banzo

j

i

Ni,SdNi,Rd

onde

Ni,Rd o valor de Ni,Rdpara uma ligao K ou Ncom sobreposio da Tabela 9.


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ABNT NBR 16239:2013

6.3.2.2 Ligaes reforadas

6.3.2.2.1 O tipo apropriado de

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NBR 16239.2013 - Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edificações Com Perfis Tubulares