Ponte Autoportante: As peças não tem movimento relativo entre elas nas uniões não precisa de ligações. Ponte Arco Iris - China

Transcrição

1 15/05/ Ligações 6. Ligações As pontes e Leonaro a Vinci 6 citaas no Coice Atlantico: Ponte Autoportante: 1

2 6. Ligações As pontes e Leonaro a Vinci 6 citaas no Coice Atlantico: Ponte Autoportante: As peças não tem movimento relativo entre elas nas uniões não precisa e ligações. Ponte Arco Iris - China 6.1 Introução A maeira tem comprimento limitao natureza, transporte Elementos e ligação: Pregos Parausos Pinos metálicos Pinos e maeira Conectores metálicos Chapa com entes estampaos Tarugos e maeira Entalhes e encaixes compressão e cisalhamento Braçaeiras e grampos só para manter os entalhes unios, não para transmitir esorços Google Earth,

3 6.1 Introução Tipos e Ligações: prego parausos Pinos Google Earth, 2015 anel chapa tarugo 6.1 Introução Tipos e Ligações: 3

4 6.1 Introução Duas classes: Traicionais Transmissão ireta por contato e atrito entalhes, encaixes, etc.. Mecânicas Transmissão inireta os esorços por elementos (metálicos ou maeira) e cola. As mecânicas se iviem em: - Fuste cilínricos parausos, pinos, - Superície Tarugos, anéis, chapas entaas 6.1 Introução Pregos cravaos por impactos encruaos a rio Econômicos e práticos simples e instalar Diminuem pouco a resistência a peça uros pequenos Pouca resistência por elemento Exigem ligações longas Problemas estéticos br.reepik.com 4

5 6.1 Introução Pinos são instalaos em uros com iâmetro menor que o eles - transmitem carga sem eslocamentos relativos entre as peças ligaas inserios à orça Parausos lisos com uma cabeça numa extremiae e uma porca ou rosca na outra são instalaos em uros com olgas e 1 a 2 mm e epois são apertaos com a porca. Inserios logo após o uro evitar variações imensionais a umiae 6.1 Introução Conectores Instalaos em ranhuras nas superícies as peças ligaas, tem grane eiciência na transmissão e esorços os parausos instalaos servem apenas para impeir a separação as peças excentriciaes e carga. Piazza et al.,2014 O uro o anel e parauso são eitos ao mesmo tempo - resaora Colocação os anéis Apertar os parausos 5

6 6.1 Introução Conectores Usaos em geral para ligações com ois planos e cisalhamento Muito resistentes transmitem elevaas cargas Faciliae e rapiez em série e execução Reuzem muito a seção a peça 6.1 Introução Escolha a ligação Parâmetros mecânicos resistência e rigiez Razões econômicas, estéticas e construtivas (simpliciae, praticiae e rapiez) 6

7 6.1 Introução Ligações por corte a orça transmitia entre uma peça e outra é perpenicular ao eixo o elemento e ligação 6.1 Introução Escolha a ligação - Rigiez Elementos cilínricos e ligação Esmagamento a paree o uro Piazza et al.,2014 Chapas metálicas Rótulas plásticas 7

8 6.1 Introução Escolha a ligação Rigiez e Resistência Cola anel Chapa enteaa Parauso Pino metálico Pregos Piazza et al., Introução Escolha a ligação Rigiez e Resistência carga Piazza et al.,2014 eslocamento 8

9 6.1 Introução Escolha a ligação Rigiez e Resistência Pino pouco esbelto Pino muito esbelto Esmagamento e tração a maeira Piazza et al.,2014 Rótulas plásticas e esmagamento o uro 6.1 Introução Ligações por corte a orça transmitia entre uma peça e outra é perpenicular ao eixo o elemento e ligação 9

10 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Piazza et al.,2014 Rótulas e engastes pereitos 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Piazza et al.,2014 Ligações entre vigas secunárias e principais Chapas metálicas e 2 a 4 mm transmitem esorços horizontais e verticais 10

11 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Piazza et al.,2014 Ligações lexíveis entre vigas e pilares 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Ligações lexíveis o pilar e a base Piazza et al.,2014 Mais próximas possíveis ao eixo o pilar Coplanares à rotação provocaa pelo momento Evitar o contato ireto a maeira com a base - urabiliae 11

12 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Nenhuma essas ligações são completamente lexíveis Ligações semi-rígias Por simpliciae consiera-se se engaste para o pior caso ligação, os pilares, vigas principais rótula para as vigas secunárias Obras e grane importância e imensões arcos os vínculos evem ser eitos com rótulas reais 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Ligações externas - rótulas Piazza et al.,

13 6.1 Introução Ligações externas - rótulas Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Ligações rígias engaste elástico Piazza et al.,

14 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Rupturas e alhas nas ligações São evitaos pelo espaçamento mínimo entre conectores e entre a bora a peça e o conector. Piazza et al.,2014 Fenilhamento Extração e uma parte a maeira em conectores alinhaos em uma única ila 6.1 Introução Escolha a ligação Comportamento estático e cinemático e projeto Rupturas e alhas nas ligações Dimensionar para seção líquia e cuiar arranjo os elementos Piazza et al.,2014 Extração e elementos múltiplos Ruptura por tração 14

15 6.1 Introução Tração não paralela às ibras Origem mecânica 6.1 Introução Tração não paralela às ibras Origem retração/inchamento Ligação Aço - maeira 15

16 6.1 Introução Tração não paralela às ibras Origem retração/inchamento Piazza et al.,2014 Ligação maeira- maeira Plano e raqueza linha e uros Ementa 1. Introução 2. Encaixes 3. Fustes cilínricos 4. Pregos 5. Parausos e Pinos 6. Cavilhas 7. Anéis 8. Tarugos 9. Chapas enteaas/prensaas 16

17 6.2 Encaixes Tipos e ligações e marcenaria Dente reto Dente inclinao com parausos Dentes caua e anorinha Dentes e meio 6.2 Encaixes Dimensionamento e veriicação Compressão rontal inclinaa Cisalhamento Compressão posterior inclinaa Piazza et al.,2014 Seção reuzia Tração excêntrica inerior Esorços não ortogonais à seção 17

18 6.2 Encaixes Tipos principais Dente simples Dente posterior Dente uplo Piazza et al., Encaixes Tipos principais Usar sempre elementos e ligação mecânica unção e estabiliae o nó, vibrações e não tem unção estrutural Tração Entalhe eito com boa precisão garantir contato. Deve ter no mínimo 20 mm e prouniae e no máximo h/4 18

19 6.2 Encaixes Entalhe por ace rontal em esquaro 90 graus (eixo a peça inclinaa e a ace o entalhe) Área inclinaa σ N = A β cβ, σ = N bt/ cosβ cβ, t Ncosβ b cβ, t- prouniae mínima o entalhe 6.2 Encaixes Entalhe por ace rontal em esquaro tensão limitaa pela peça horizontal τ = N cosβ ab v0, a Ncosβ b v0, Cisalhamento componente normal e N a- comprimento mínimo para transmissão o cisalhamento 19

20 6.2 Encaixes Entalhe com ace na bissetriz - mais racional tensão igual nas uas peças Área inclinaa e ecomposição e N 6.2 Encaixes Entalhe com entes uplos aumentam a ace comprimia, mas são e iícil execução; Poem combinar entalhes com prouniaes ierentes e ângulos ierentes. 20

21 6.2 Encaixes Entalhe com calço em maeira ura- maior aciliae a execução. O comprimento a peça reuz o comprimento necessário e transmissão o cisalhamento. 6.2 Encaixes Nós estaos e tensões compostos nos elementos com encaixes Flexo-compressão Cisalhamento Piazza et al.,

22 6.2 Encaixes Compressão inclinaa Fórmula Empírica e Hankinson = 0 2 sen α+ 90 α cos α Ex Para inclinações esviantes até 6º NBR 7190 permite que o eeito a inclinação sobre a resistência seja esprezao 6.3 Fustes Cilínricos Mecanismo e resistência Pino se apoia na maeira o uro Pino ica sob lexão carga istribuía Maeira sob compressão 22

23 6.3 Fustes Cilínricos Resistência ao embutimento conição e eormabiliae eormação resiual e 2% e0, k c0, k c0, k e90, k = 1,00 = 0,25α e Embutimento paralelo Embutimento normal 6.3 Fustes Cilínricos Resistência ao embutimento conição e eormabiliae eormação resiual e 2% 23

24 6.3 Fustes Cilínricos Flexão o Pino Segue até a plastiicação total a seção o pino rótula plástica Z é o móulo plástico a seção Z= 3 /6 M = p Z y 1,1 Momento plástico e projeto o pino 6.3 Fustes Cilínricos Rótula Plástica Bogotá, Colômbia 24

25 6.3 Fustes Cilínricos Mecanismos e Ruptura o conjunto I-2 só possível com maeiras ierentes 6.3 Fustes Cilínricos Mecanismos e Ruptura o conjunto 25

26 6.3 Fustes Cilínricos Mecanismos e Ruptura o conjunto Para caa um os mecanismos existe uma carga e ruptura Análise limite Johansen (1949) O mesmo para ligações entre chapas e aço e maeira A menor carga e ruptura para caa um os tipos e mecanismos numa aa ligação é tomaa como carga máxima e projeto a ligação. 6.3 Fustes Cilínricos Mecanismos e Ruptura o conjunto As cargas limites são unias em ábacos: 26

27 6.3 Fustes Cilínricos Cálculo pela NBR 7190 Só os moos II (esmagamento local com rotação) e IV (ormação e uas rótulas plásticas por plano e corte) poem ser os mecanismos eterminantes no projeto Peças e mesma espessura A NBR 7190 usa as órmulas a carga limite para os ois mecanismos azeno t igual a peça mais elgaa ou o comprimento e penetração o pino, o que or menor orma aproximaa e simpliicaa a avor a segurança 6.3 Fustes Cilínricos Cálculo pela NBR 7190 Mecanismo II Esmagamento local a maeira t 1,25 y e0, R =0,4 e0, t Mecanismo IV Flexão o pino t y 2 > 1,25 R =0,5 e0, y e0, No caso e corte uplo somam-se se as resistências e caa uma as seções e corte simples, consierano t como o menor valor entre a espessura a peça 1 e metae a espessura a peça central 27

28 6.3 Fustes Cilínricos Cálculo pela NBR 7190 Ligação entre aço e maeira a resistência a ligação é o menor valor entre as resistências o pino com a maeira e o pino com a chapa e aço (NBR 8800). Ligações com vários elementos na ireção a carga: Até 8 consiera-se a istribuição uniorme Acima e 8 para consierar o eeito não uniorme a istribuição reuz-se o valor resistente (1/3) os pinos exceentes n 2 = 8+ n 3 ( 8) Pregos Bitolas paronizaas: Diâmetro em écimos e mm Comprimento total em mm Existem outros iâmetros 28

29 6.4 Pregos Disposições Construtivas: Pré-uração Estruturas Deinitivas é obrigatório NBR 7190 Evitar o enilhamento 0 iametro o pré-uro 0 0 = 0,85 = 0,95 e e mamacias mauras 6.4 Pregos Disposições Construtivas: Pré-uração Estruturas provisórias sem pré-uro, caso: ρ < 600kg/ m e 1/ 6t e 10 e 1 3 maleve espaçamento 29

30 6.4 Pregos Disposições Construtivas: max 1/ 5t 1 min 3mm Espaçamentos mínimos 6.4 Pregos Disposições Construtivas: Penetração e ponta (p) mínima Exceção ligação e vigas compostas p=t 2 30

31 6.4 Pregos Dimensionamento NBR 7190 Mecanismo II Esmagamento local a maeira t 1,25 y e0, R =0,4 e0, Mecanismo IV Flexão o pino t t y 2 > 1,25 R =0,5 e0, y e0, No caso e corte uplo somam-se se as resistências e caa uma as seções e corte simples, consierano t como o menor valor entre a espessura a peça 1 e metae a espessura a peça central Ex Pregos Arracamento: Não usar pregos lisos à solicitação axial: Resistência esprezível na ireção paralela às ibras: Usar pregos cravaos pelas aces laterais: 31

32 6.5 Parausos Parausos Folgas pequenas até 0,5 mm (mínimo 4 parausos) ligação rígia, 1,0 ou 1,5 mm ligação lexível. O aperto nas porcas transere esorço para a maeira com o auxílio e arruelas. O atrito a arruela com a maeira é benéico à ligação, mas não é contao no imensionamento retração e eormação lenta a maeira yk minimo e 240 MPa, poeno usar parausos e ligação metálica e aço ASTM A307 ( ( yk =310 MPa) yk yk 32

33 6.5 Parausos Folgas pequenas até 0,5 mm (mínimo 4 parausos) ligação rígia, 1,0 ou 1,5 mm ligação lexível Parausos Arruelas: Espessura mínima e 9mm pontes Espessura mínima e 6mm em outras obras Quaraas ou circulares com iâmetro ou lao maior ou igual a 3 (iâmetro o parauso). 33

34 6.5 Parausos Disposições Construtivas: Mínimo e 10 mm Máximo t 1 /2 6.5 Parausos Disposições Construtivas: 34

35 6.5 Parausos Dimensionamento NBR 7190 Mecanismo II Esmagamento local a maeira t 1,25 y e0, R =0,4 e0, Mecanismo IV Flexão o pino t t y 2 > 1,25 R =0,5 e0, y e0, No caso e corte uplo somam-se se as resistências e caa uma as seções e corte simples, consierano t como o menor valor entre a espessura a peça 1 e metae a espessura a peça central Ex Parausos Pinos metálicos são barras cilínricas e superície lisa; Diâmetro o uro é menor que o iâmetro o pino e correspone à parausos ajustaos e moo a ser mantio em posição; Dimensionamento igual ao os parausos Almeia et al.,

36 6.6 Cavilhas Pinos circulares e maeira ura - C60 Diâmetros estruturais 16 mm, 18 mm e 20 mm Furos com iâmetros iguais aos a cavilha blog.atelieemoles.com.br 6.6 Cavilhas Espaçamento mínimo = parausos ajustaos 36

37 6.6 Cavilhas Mecanismos e Ruptura: Compressão normal a cavilha Flexão a Cavilha 6.6 Cavilhas Dimensionamento NBR 7190 Mecanismo II Esmagamento local a maeira t c0, cav c90, cav R =0,4 c90, cav Mecanismo IV Flexão a cavilha t > c0, cav c90, cav t 2 R =0,4 c0, cavc90, cav Troca resistência ao embutimento pela resistência à compressão normal a cavilha No caso e corte uplo somam-se se as resistências e caa uma as seções e corte simples 37

38 6.7 Anéis Elementos e Fuste Cilínrico tem as limitações: Flexão o elemento e ligação Esmagamento a Maeira Elemento mais rígio e com maior área e contato: Anéis Tipos e Conectores: Inteiriço Partio (acilita colocação e compensa retração/inchamento) Denteao (sem entalhe, penetração por aperto) 38

39 6.7 Anéis Disposições Construtivas: 6.7 Anéis Mecanismos e Ruptura: Cisalhamento a maeira Compressão a maeira π 4 2 R = D v 0, R = td c α, 39

40 6.7 Anéis Mecanismos e Ruptura: Espaçamento Mínimo 6.7 Anéis Disposições Construtivas: Ex

41 6.8 Tarugos Elementos maeira ura ou metálicos Recebe o esorço por compressão na metae a ace F 1 = tb c 0, F 1 = ba1 v 0tar, Compressã o maeira Cisalhamento o tarugo Cisalhamento o F 1 = ba v 0, bloco a peça Transmite como cisalhamento Transmite na outra ace 6.9 Chapas Denteaas Utilizaas em Treliças Pré-abricaas 41

42 6.9 Chapas Denteaas Equivalem a talas e chapas metálicas com pregos Resistência e Cálculo é aa pela abricante Ex