LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO

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1 SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE LIGAÇÕES ESTRUTURAIS REFORÇO DE ESTRUTURAS E ESTRUTURAS MISTAS LIGAÇÕES ENTRE DIFERENTES MATERIAS ESTRUTURAIS LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS ENG. TIAGO ABECASIS

2 Transmissão de Forças por meio de Buchas: Forças de Corte: V V Plano de Transmissão Plano de Transmissão 2

3 Transmissão de Forças por meio de Buchas: Forças de Tracção: N N 3

4 Características da Transmissão por Buchas: Força Aplicada (kn) 140 Carga Última Pequena Capacidade; Elevada Deformabilidade Carga de Serviço 20 0 Deformações Elásticas Deformações Irreversíveis Deslocamento (mm) 4

5 Comportamento Mecânico Dependente da Qualidade de Execução: Processo de Abertura da Furação; Adequação do diâmetro do furo; Limpeza do furo; Ajustamento da superfície metálica ao betão. 5

6 Consequência: Evitar o uso de Buchas: Quando as forças a transmitir são elevadas (1) ; Quando se Pretende uma ligação rígida ; Nota (1) - Embora se possa aumentar o número de buchas para conferir à ligação uma capacidade resistente acrescida, a deformabilidade, no caso de ligações ao corte, também aumenta pois, para mobilizar todas as buchas é necessário vencer as folgas entre todas elas e os furos. 6

7 Factores que Condicionam (Limitam) a Capacidade Resistente de uma Ligação: Diâmetro e Capacidade Resistente das Buchas; Profundidade de Embebimento (h( act ); Resistência e Espessura do Material Base; Distância ao bordo (c); Distância entre Buchas (s); Factores Ambientais (Corrosão, Temperatura). 7

8 Mecanismos de Cedência: 1 Arranque do cone de betão 2 Deslizamento 3 Ruptura do aço 4 Cedência do bordo 5 Fendilhação do betão 8

9 Cone de Betão no Arranque Influência da Resistência do Betão 9

10 Influência de embebimento Profundidade Factor de Profundidade de Embebimento da bucha (h ef ) Influência do Embebimento na carga de Ruptura 10

11 Distância ao bordo c Respeitar a distância Mínima ao Bordo Influência da distância do Bordo no valor da carga resistente 11

12 Distância entre Fixações s Sem redução de capacidade Com redução de capacidade Influência do espaçamento entre buchas no valor da carga resistente 12

13 Comparação entre Buchas Mecânicas e Químicas para uma Carga de Tracção: 13

14 Ligações de Vigas ao Betão: NÃO UTILIZAR 14

15 Ligações de Vigas ao Betão: Argamassa para assegurar o contacto numa maior extensão da viga. Colocar no banzo da viga antes de encostar ao betão Ligação aparafusada Peça de ligação independente Banzo cortado para facilitar a montagem 15

16 Dimensionamento: 1 - Transmissão Aço-Betão Buchas Transmissão por forças de corte A capacidade depende da: V (s) Distância entre buchas; (c) Distância ao bordo. 16

17 Dimensionamento: 2 - Transmissão Peça de Ligação - Viga Esforços a transmitir na ligação: Transverso V Momento flector M=V.e V 17

18 Forças a Transmitir pelos Parafusos 18

19 Forças a Transmitir pelos Parafusos Nota Devem utilizar-se ligações pré-esforçadas para garantir que não há rotações da viga pois qualquer pequena rotação anula o momento M. passando a ligação aparafusada a transmitir apenas a força vertical V. As buchas passam a ter de transmitir forças de corte e forças de tracção. 19

20 Furos Circulares Furos Ovalizados 20

21 Colocar as buchas em carga previamente Vantagem vencer folgas e aumentar a rigidez quando aplicadas as forças exteriores Porcas Soldadas Parafusos 21

22 Ligação Pré-Esforçada Flecha induzida pelo aperto dos parafusos Ligação Pré-Esforçada 22

23 Alternativa Apoio em consolas metálicas sob a viga Parafusos Buchas (s) e (c) Distâncias que condicionam a capacidade resistente das buchas (s) entre buchas (c) aos bordos do betão 23

24 Transmissão das cargas ao betão V V/4 V/4 V/4 V/4 N = V.e 2.d e - excentricidade a minimizar As buchas transmitem forças de corte e forças de tracção. 24

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