Professora: Engª Civil Silvia Romfim

Transcrição

1 Proessora: Engª Civil Silvia Romim

2 LIGAÇÕES EM ESTRUTURAS DE MADEIRA Generaliaes Ligações com pinos metálicos Ligações com cavilhas Ligações com pregos Ligações com parausos

3 LIGAÇÕES

4 GENERALIDADES Devio à limitação no comprimento as peças e maeira, principalmente no caso e maeira serraa, que são encontraas em comprimento e 4 a 5 metros, para viabilizar a execução as estruturas é necessária a execução e ligacões.

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6 GENERALIDADES Existem ois tipos principais e ligações: 1) Por penetração

7 GENERALIDADES 2) Por aerência

8 GENERALIDADES Para a execução as ligações em estruturas e maeira, os principais tipos e ispositivos utilizaos são: Pinos metálicos Cavilhas; Conectores.

9 GENERALIDADES A maeira quano peruraa poe apresentar problemas e enilhamento.

10 GENERALIDADES Para evitar esse problema evem ser obeecios os espaçamentos e pré-urações estabelecios pela norma brasileira e apresentaos a seguir para caa tipo e conector.

11 GENERALIDADES Tipo e ligação Pregaa Parausaa Cavilhaa Coníeras Dicotileôneas Valor e 0 0 0, 85 e 0, 0 98e 0 e 0, 5mm 0 e 0 = iâmetros e pré-uração

12 GENERALIDADES O estao limite último e uma ligação é atingio por eiciência e resistência a maeira ou o elemento e ligação. O imencionamento a ligação é eito pela seguinte conição e segurança: one: S R S R = valor e cálculo as solicitações; = valor e cálculo a resistência.

13 LIGAÇÕES COM PINOS METÁLICOS

14 RIGIDEZ DOS PINOS São eitas iversas consierações quanto à quantiae e pinos metálicos utilizaos para a obtenção e uma maior rigiez. A aplicação e apenas ois ou três pinos é consieraa como ligações eormáveis e, portanto, apenas utilizaas em estruturas isostáticas. Nunca serão utilizaas ligações com um único pino. No cálculo os esorços solicitantes, consiera-se que as ligações sejam rígias, no entanto, aota-se uma contra-lecha compensatória igual a L/100 (valor mínimo), one L é o vão teórico a estrutura consieraa. Por outro lao, ligações eitas com quatro ou mais elementos serão e pré-uração especiicaos na seguinte tabela:consieraas rígias, e acoro com os iâmetros

15 GENERALIDADES - RIGIDEZ DOS PINOS Tipo e ligação Pregaa Parausaa Cavilhaa Coníeras Dicotileôneas Valor e 0 0 0, 85 e 0, 0 98e 0 e 0, 5mm 0 e 0 = iâmetros e pré-uração

16 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS A norma brasileira eine a resistência total e um pino como seno a soma as resistências corresponentes às suas ierentes seções e corte.

17 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS As ligações poem apresentar cortes simples ou uplos.

18 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS As ligações poem apresentar cortes simples ou uplos.

19 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS Importante Caso existam mais e oito pinos em linha, ispostos paralelamente ao esorço a ser transmitio, os pinos suplementares evem ser consieraos com apenas 2/3 e sua resistência iniviual. 2 n 8 n One n é o número eetivo e pinos

20 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS O aço e abricação os pregos eve apresentar uma resistência característica (y k ) mínima e 600 MPa, e um iâmetro mínimo e 3 mm. Para parausos estruturais recomena-se um iâmetro mínimo e 10mm e y k = 240 MPa.

21 RESISTÊNCIA DOS PINOS A resistência e um pino, em uma aa seção e corte entre uas peças e maeira é apontaa em unção e: we resistências e embutimento as uas maeiras interligaas; y resistência e escoamento o pino, o iâmetro, e uma espessura convencional t, seno esta a menor as espessuras entre t 1 e t 2 e penetração o pino em caa um os elementos interligaos.

22 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS O valor e cálculo a resistência o pino para uma seção e corte é eterminaa através a seguinte equação: t One: t = espessura convencional a maeira = iâmetro o pino (parauso ou prego)

23 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS Outro parâmetro a ser aotao nos cálculos é: lim 1,25 y e y e = Resistência e cálculo ao escoamento o pino; = Resistência e cálculo ao embutimento;

24 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS R v,1 O valor e (resistência e cálculo) a resistência e um pino, aa a uma única seção e corte, é eterminaa através as seguintes expressões: 1- Embutimento a Maeira: R lim 2 t 0,40 v,1 e

25 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS 2- Flexão o pino: lim R 0,625 v,1 y lim 2 Tomano-se y yk seno s 1, 1 s coeiciente e minoração a resistência o aço

26 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS LIGAÇÃO ENTRE MADEIRA E AÇO. A resistência e um pino, em certa seção e corte entre uma peça e maeira e uma e aço, é eterminaa pela menor as uas resistências, uma relativa à ligação o pino com a maeira e a outra a ligação o pino com a paree a peça metálica.

27 RESISTÊNCIA DOS PINOS METÁLICOS LIGAÇÃO ENTRE MADEIRA E AÇO.

28 RESISTÊNCIA DAS CAVILHAS Os critérios para a eterminação a resistência e uma cavilha, para uma aa seção e corte, seguem os mesmos especiicaos para ligação por pinos metálicos, seno nesse caso consieraos os seguintes parâmetros e maeira utilizaa: Resistência a compressão paralela a cavilha consieraa em sua lexão. ( c0, ) Resistência a compressão normal a cavilha. ( c90, ) Diâmetro a cavilha (). Espessura convencional (t), como einia anteriormente.

29 RESISTÊNCIA DAS CAVILHAS As ligações poem apresentar cortes simples ou uplos. De moo análago ao apresentao para os pinos metálicos, a eterminação a resistência é eita em unção o coeiciente β, como escrito a seguir.

30 RESISTÊNCIA DAS CAVILHAS t lim c0, cav c90, cav Com isso obtêm-se uas situações e cálculo: lim (esmagamento a cavilha) t 2 R v, 1 0,4.. c 90, cav lim (lexão a cavilha) 2 R v, 1 0,4.. c 90, cav lim

31 LIGAÇÕES CAVILHADAS A pré-uração eve apresentar o mesmo iametro a cavilha.

32 DIÂMETROS MÍNIMOS Diâmetros mínimos Pregos: 3 mm Parausos: 10 mm Cavilhas: 16 mm

33 CARACTERÍSTICAS MÍNIMAS

34 ESPAÇAMENTOS MÍNIMOS NBR 7190/1997

35 NOMENCLATURA DAS BARRAS

36 EXEMPLO Para a treliça esquematizaa abaixo, serão imensionaas as ligações por pinos reerentes aos nós 1, 4, 5, 12 e 13.

37 DADOS: Maeira Classe C-60 (Dicotileônea) Maeira e primeira categoria Inclinação a treliça α=15 Seção transversal as barras (em cm).

38 CARREGAMENTOS Determinação os coeicientes e poneração as ações: Ação permanente e grane variabiliae g g =1,4 (combinação esavoravel) =0,9 (combinação avoravel) Ação variavel vento q =1,4 (ação o vento)

39 AÇÕES NAS BARRAS Combinação e ações: F g. FG, k q.0,75. FQ, k Barra 1-2 F = (-2649*1,4) + [1,4*0,75*(-1267)] = aN Para vento e sobrepressão F = (-2649*1,4) + [1,4*0,75*(6731)] = aN Para veno e sucção

40 COMBINAÇÕES ULTIMAS NORMAIS F. F g.0,75. G, k q Esorços nas barras ( + ) Tração ( - ) Compressão F Q, k Carregamento permanente e vento (sobrepressão) Carregamento Permanente e vento (sucção) Barra Esorço (an) Barra Esorço (an)

41 CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA Classe C-60 c0, k an / 600 cm v0, k an / 80 cm 2 2 Carregamento e longa uração Classe e umiae Maeira e primeira categoria c 1,4 k mo, 1 0,7 k mo, 1,0 2 k mo, 1,0 3 n 1,0 Tabela 13 NBR cm c0, k c0, t0, kmo 0,7. 300aN / c 1,4 c90, = 0,25. c0,. α n = 0, ,00 = 75aN/cm² 2

42 CARACTERÍSTICAS DOS PINOS Resistencia e cálculo os pinos: y = resistência e escoamento o pino y, k an / 2400 cm 2 Para parausos estruturais recomena-se um iâmetro mínimo e 10mm e yk = 240 MPa. s 1,1 Coeiciente e minoração a resistência o aço. y yk s ,1 y, 2181aN / cm 2

43 DIMENSIONAMENTO DAS LIGAÇÕES: Nó 1

44 NÓ 1 Determinação a quantiae e parausos necessária para absorver o esorço crítico e tração 4683 an/cm². t = menor valor entre t 1 = 3 cm e t 2 = 6/2 = 3 cm. Portanto, t = 3 cm. = iâmetro o parauso. Consierano = min = 10 mm valor e cálculo a resistência o pino t 3 1) Cálculo e β 1 3

45 NÓ 1 2) Determina-se a resistência a maeira ao embutimento inclinao. e0, e90, e, 2 2 e0,. sen ( ). e90,.cos ( ) Seno e0, c0, an / 300 cm e90,,25. c0,. e 146aN / 0 cm 2 2 (300).(146) (15 ).146.cos e15, 280aN / sen 3) Cálculo e β lim (15 lim ) 1,25 y, e, cm 2 1, ,5 Tabela 14 NBR Como β < βlim ocorrerá embutimento na maeira.

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47 NÓ 1 4) A resistência e caa seção e corte para um parauso será aa por: t 2 Rv, 1 0,4.. e R v, 1 0, aN 3 4 seções e corte

48 NÓ 1 Como tem-se 4 seções e corte, e a resistência e um parauso é e 1344aN (4X336), para resistir ao maior esorço e tração, 4683 an, serão necessários 4 parausos e 10 mm.

49 DIMENSIONAMENTO DA LIGAÇÃO ENTALHADA Compressão inclinaa as ibras:. c0, c90, c15, 250aN / c0,. sen (15 ). c90,.cos (15 ) F c15, 250 e 3, 2cm Ac e e.6 0 cos(15 ) cm 2 e(aotao)=3,5cm > ¼ h t0, c0, an / 300 cm Tração paralela as ibras F 4637 t0, 300 e 9, 4cm A 12 e.6 util 2

50 CISALHAMENTO 80. cm v0, k v0, kmo 0,7. 31aN / v 1, cos(15 ) 5039.cos(15 ) 31 25, 2cm 0 A ( e. tg(15 ).6 aotao 26cm

51 NÓ 4 - LIGAÇÃO DO MONTANTE COM O BANZO

52 NÓ 4 - LIGAÇÃO DO MONTANTE COM O BANZO Consierano o esorço crítico: N 778aN Para t=3 cm e =10mm, tem-se: t e0, e90, e75, 151aN / e0,. sen (75 ). e90,.cos (75 ) cm 2 lim 1, ,75 lim 2 t Rv, 1 0,4.. c75 181, 2aN

53 NÓ 4 - LIGAÇÃO DO MONTANTE COM O BANZO Para uas seções e corte, a resistência e um parauso é e 362,4aN (2x181,2). Logo, serão secessários 3 parausos para resistir a um esorço normal e 778aN.

54 NÓ 4 - LIGAÇÃO ENTRE A DIAGONAL E O BANZO Consierano o esorço crítico: N 942aN Para t=3 cm e =10mm, tem-se: t e0, e90, e24, 256aN / e0,. sen (24 ). e90,.cos (24 ) cm 2 lim 1, ,64 lim 2 t Rv, 1 0,4.. c24 307aN

55 NÓ 4 - LIGAÇÃO ENTRE A DIAGONAL E O BANZO Para uas seções e corte, a resistência e um parauso é e 614 an (2x307). Logo, serão necessários 2 parausos, para resistir a solicitação e 942aN.

56 NÓ 5 - LIGAÇÃO DO BANZO Consierano o esorço crítico: N 3735aN Para t=3 cm e =10mm, tem-se: t. 3 1 e0, e90, e15, 280aN / e0,. sen (15 ). e90,.cos (15 ) 3 cm lim 1, ,48 lim 2 t Rv, 1 0,4.. c aN

57 NÓ 5 - LIGAÇÃO DO BANZO Para quatro seções e corte, a resistência e um parauso é e 1344 an (4x336). Logo serão necessários 3 parausos.

58 NÓ 5 - LIGAÇÃO DO BANZO COM A DIAGONAL Consierano o esorço crítico: N 1132aN Para t=3 cm e =10mm, tem-se: t e0, e90, e29, 241aN / e0,. sen (29 ). e90,.cos (29 ) cm 2 lim 1, ,76 lim 2 t Rv, 1 0,4.. c29 289aN

59 NÓ 5 - LIGAÇÃO DO BANZO COM A DIAGONAL Para uas seções e corte, a resistência e um parauso é e 578 an. Logo serão necessários 2 parausos.

60 NÓ 12 - LIGAÇÃO DO MONTANTE COM O BANZO Consierano o esorço crítico: N 778aN Para t=3 cm e =10mm, tem-se: t c90, an / 146 cm 2 lim 1, ,83 lim 2 t Rv, 1 0,4.. c90 175aN

61 NÓ 12 - LIGAÇÃO DO MONTANTE COM O BANZO Para uas seções e corte, a resistência e um parauso é e 350 an (2x175). Logo serão necessários 3 parausos para resistir ao esorço e 778aN.

62 NÓ 12 - LIGAÇÃO ENTRE A DIAGONAL E O BANZO Consierano o esorço crítico: N 1132aN Para t=3 cm e =10mm, tem-se: t e0, e90, e47, 192aN / e0,. sen (47 ). e90,.cos (47 ) cm 2 lim 1, ,2 lim 2 t Rv, 1 0,4.. e47 230aN

63 NÓ 12 - LIGAÇÃO ENTRE A DIAGONAL E O BANZO Para uas seções e corte, a resistência e um parauso é e 460 an. Logo serão necessários 3 parausos para resistir ao esorço e 1132aN.

64 NÓ 13 - LIGAÇÃO DO BANZO COM O MONTANTE Devem ser colocaos apenas 2 parausos e iâmetro 10 mm (o mínimo exigio por norma).

65 NÓ 13 - LIGAÇÃO DO BANZO COM O MONTANTE Serão necessários 2 parausos (mínimo estabelecio pela Norma).

66 ESPAÇAMENTOS - SEGUEM O EXIGIDO PELA NORMA NBR 7190/1997

67 BIBLIOGRAFIA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Projeto e Estruturas e Maeira - NBR 7190:1997. ABNT, Rio e Janeiro, CALIL JUNIOR, C. SET Estruturas e Maeira - Notas e aula. Escola e Engenharia e São Carlos, Publicações EESC/USP, São Carlos, CALIL JUNIOR, C. Roteiro e projetos e telhaos com treliças e maeira. SET 112 Estruturas e Maeira - Notas e aula. Laboratório e Maeiras e e Estruturas e Maeira (LaMEM), São Carlos, 1989.