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DIMENSIONAMENTO DE LIGAES EM ESTRUTURAS METLICAS

Eurocdigo 3 Parte 1.8: Projecto das Ligaes

Conferncia Tcnica Eurocdigo 3, Ligaes Metlicas, Novo Metal 3D e Tekla Structures R. Simes Porto, 11 Novembro 2009

Dimensionamento de Ligaes Metlicas (EC3 Parte 1.8)

Rui Simes

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Generalidades e regulamentao

A importncia das ligaes em estruturas metlicas:parte integrante da estrutura - forma da estrutura, manuseamento, transporte e montagem; elementos que permitem a transmisso de esforos resistncia e desempenho global da estrutura; custos de projecto - clculo e pormenorizao; custo de obra - fabricao e montagem.

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Generalidades e regulamentao EN 1993-1 EN 1993-1-1 EN 1993-1-2 EN 1993-1-3 EN 1993-1-4 EN 1993-1-5 EN 1993-1-6 EN 1993-1-7 EN 1993-1-9 EN 1993-1-10 EN 1993-1-11 EN 1993-1-12

Regras gerais e regras para edifcios.Regras gerais e regras para edifcios. Verificao da resistncia ao fogo. Elementos e chapas finas enformados a frio. Ao inoxidvel. Estruturas constitudas por placas. Resistncia e estabilidade de cascas. Estruturas constitudas por placas carregadas transversalmente.

EN 1993-1-8

Projecto das Ligaes (verso portuguesa NP EN 1993-1-8)Fadiga. Tenacidade dos materiais e propriedades no sentido da espessura. Dimensionamento de estruturas com componentes traccionadas em ao. Regras suplementares para ao de alta resistncia.

EN 1993-2 EN 1993-3 EN 1993-4 EN 1993-5 EN 1993-6

Pontes. Torres, mastros e chamins. Depsitos, silos e oleodutos. Estacas. Estruturas de aparelhos de elevao.

Anexo Nacional NAPrescries explicitamente deixadas em aberto no corpo do Eurocdigo para escolha nacional - Parmetros Determinados a Nvel Nacional (NDP).

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Generalidades e regulamentao

NP EN 1993-1-8: Eurocdigo 3 Parte 1.8: Projecto das LigaesNDICE Prembulo Nacional Prembulo 1. Generalidades 2. Bases para o projecto 3. Ligaes com parafusos, rebites ou cavilhas 4. Ligaes soldadas 5. Anlise, classificao e modelao 6. Ligaes estruturais de seces em H ou em I 7. Ligaes de seces ocas

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3. Ligaes com parafusos, rebites ou cavilhas

Comportamento de ligaes metlicas Ligaes correntes (EC3-1-8)Numa ligao corrente entre peas metlicas os parafusos podem ser solicitados: - em corte; - em traco; - em corte + traco.

Parafuso ao corte

Parafusos traco

Fv .Rd =

0.6 fub A

M2k1 b fu d t

Ft .Rd =B p.Rd =

0.9 fub As

M2

Fb.Rd =

0 . 6 d m t p fu

M2

M2

Corte + Traco

Fv .Ed Ft .Ed + 1 .0 Fv .Rd 1.4 Ft .Rd

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3. Ligaes com parafusos, rebites ou cavilhas

Comportamento de ligaes metlicas Ligaes pr-esforadas (EC3-1-8)Numa ligao pr-esforada entre peas metlicas a resistncia obtida por atrito ou por traco nos parafusos.Fora de pr-esforo PB

Isostticas de compressoLigao pr-esforada ao corte

Fs,Rd =

ks n

M3

Fp,C

Fp,C = 0,7 fub As

sendo o coeficiente de atrito - Tabela 18 da EN 1090-2

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3. Ligaes com parafusos, rebites ou cavilhasValores nominais da tenso de cedncia fyb, e da tenso de rotura traco fub Classe do parafuso fyb (N/mm2) 4.6 240 400 4.8 320 400 5.6 300 500 5.8 400 500 6.8 480 600 8.8 640 800 10.9 900 1000

fub (N/mm2)

Ligao viga-viga

Ligao viga-pilar

Ligao em trelia

Ligao com cavilha

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4. Ligaes soldadas

Tipos de soldaduras:- ngulo (fillet weld); - soldaduras de topo (butt weld); - soldaduras por entalhe (fillet weld all around); - soldaduras de bujo (plug weld); - soldaduras em bordo arredondado (flare grove wels).

Geometria de um cordo de soldadura:- comprimento (Lw); - espessura (a).

Ligaes em trelias

aCordes de ngulo Cordes de topo Cordo de soldaduras em bordo arredondado

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4. Ligaes soldadas

Mtodos para avaliao da resistncia de cordes de ngulo:- Mtodo direccional (esforos transmitidos so decompostos em tenses normais e tangenciais ao longo do plano bissectriz do cordo de soldadura).

+ 3 + //2 2

(

2

)

fu w M2

M2

fu

fu - valor nominal da tenso de rotura traco da pea ligada mais fraca; w - factor de correlao depende da classe do ao.

- Mtodo simplificado (independente da orientao do cordo).

Fw.Ed Fw.Rd =

fu

3

w M2

a

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5. Anlise, classificao e modelao

Comportamento de uma ligao viga-pilar resistente a flexo.Mj S j,ini90

M j,Rd M j,Ed 1

Ed

M j,Ed

Sj

Ed

Comportamento rotacional

Xd

Cd

Curva Momento versus Rotao (Mj - )

momento resistente Mj,Rd rigidez inicial rotacional Sj,ini capacidade de rotao Cd

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5. Anlise, classificao e modelao

Idealizao do comportamento.

Modelao das ligaes.

M

Mj,Rd2/3 Mj,Rd

S j,ini/ S j,ini

1

2

x

x x

3

N interno

N externo

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6. Ligaes estruturais de seces em H ou em I

Mtodo das componentes comportamento de uma ligao avaliado com base na interaco entre as diversas componentes mtodo aplicvel a qualquer tipologia, desde que se possam caracterizar todas as suas componentes.

Tipologia de ligaes

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6. Ligaes estruturais de seces em H ou em I

Mtodo das componentes Etapas:identificao das componentes activas (Quadro 6.1 do EC3-1-8)

Alma do pilar traco Banzo do pilar flexo Traco Placa de topo flexo Alma da viga traco Parafusos traco Corte

MEd

Soldaduras Alma do pilar ao corte

Compresso Alma do pilar compresso Alma e banzo da viga compresso

Ex.: Ligao viga pilar com placa de topo aparafusada

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6. Ligaes estruturais de seces em H ou em I caracterizao das componentes (obteno das curvas F - ) associao a partir das curvas F - de cada componente: Clculo de Mj,Rd a partir de Fj,Rd Clculo de Sj,ini a partir de ki (Quadro 6.11 do EC3-1-8)

E ki

h1

h2

Ft1, Rd Ft 2, Rd

(3) (3) (4)

(4)

(5) (10)

(10)

(5) (8)

Fc = Ftr , Rd

(3)

(4)

(5) (8)

(10)

M

(1)

(2)

(7)

M

j , Rd

= hr Ftr , Rdr

Keq

S j ,ini = M

M

zeq(1) (2) (7)

=

E z2 1 k i i

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7. Ligaes entre seces ocas Na seco 7 do EC3-1-8 so fornecidas regras para a determinao da resistncia de ligaes (esforos axiais e/ou momentos) em estruturas reticuladas constitudas por seces circulares, quadradas ou rectangulares ocas e por seces abertas.

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7. Ligaes entre seces ocas

Modos de rotura (ex.: seco SHS)a) Rotura da face da corda ou plastificao da corda;

Modo

Esforos normais

Momento flector

a

b) Rotura da parede lateral da corda por plastificao, esmagamento ou instabilidade

b

c) Rotura por corte da corda;

c

d) Rotura por punoamento de uma parede de corda de seco oca; e) Rotura do elemento diagonal com largura eficaz reduzida;

d

e

f) Rotura por encurvadura local de um elemento diagonal ou de uma corda de seco oca ao nvel da ligao.

f

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