9-dimensionamento de ligaes
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A
São Paulo
Fevereiro de 2009
Prof. Dr. Jorge Luís Nunes de Góes
Prof. Dr. Guilherme Corrêa Stamato
CAPÍTULO 9
DIMENSIONAMENTO DE LIGAÇÕES
INTRODUÇÃO 2C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA Os tipos de ligações mais usuais em estruturas de madeira podem ser resumidos nos
seguintes:
TIPOS DE LIGAÇÕES
- Sambladuras (entalhes)
- Pregos
- Parafusos- Cavilhas
- Conectores
- Adesivo
O dimensionamento dos elementos de ligação deve obedecer a condição de segurança do tipo:
CONDIÇÃO DE SEGURANÇA
Obs: O ELU da ligação pode ser atingido por deficiência da madeira ou do elemento de ligação.
dd RS ≤
SAMBLADURAS 3C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA - É o tipo de ligação mais comum e natural entre duas peças de madeira
- Necessita de mão-de-obra especializada
- Só podem ser utilizadas em peças comprimidas
- Apresentam elevada rigidez
- Verificar a resistência das superfícies ao esmagamento e/ou cisalhamento
GENERALIDADES
SA
MB
LA
DU
RA
S -
EX
EM
PL
OS
4Curso: ESTRUTURAS DE MADEIRA
PINOS METÁLICOS 5C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
EXEMPLOS
- Prego liso com cabeça- Prego anelado
- Prego ardox
- Parafuso sextavado- Parafuso francês
- Parafuso auto-atarraxante
- Barra roscada
- Barra lisa
- É o tipo de ligação mais simples entre duas peças de madeira
- Não necessita de mão-de-obra especializada
- Podem ser utilizadas em peças comprimidas ou tracionadas
- Apresentam baixa rigidez e grandes deslocamentos
GENERALIDADES
PINOS METÁLICOS 6C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
FORMAS DE RUPTURA
Obs: A resistência total de um pino de ligação é dada pela soma das resistências correspondentes às suas diferentes seções de corte.
NBR 7190:1997 NBR 7190:1997
Embutimento Flexão do pino
PINOS METÁLICOS 7C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
RESISTÊNCIA DA LIGAÇÃO
Corte Simples
(
t1
(t 2d)
t e t
≥
2
(PARAFUSOS)
2
(PREGOS)
valor entre
t é o menor 1
d
t 2t
d
1t 4t
( 24t < t
≥4(t 12d) valor entre
1t e t
24t < t2
(
4t = t
t é o menort e t21
valor entre
t é o menor
t = t
t1 2t
4( 2
2
(PARAFUSOS)
1 2
2
2
t
2
t2
t t 3t 1t
(PREGOS)
2
t2
2
t2
t3
t <t 3
(
t4
4(
t t 3=4≥t 12d4
t21t 3t
(
(t t 3=4
Corte Duplo
PINOS METÁLICOS 8C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
RESISTÊNCIA DA LIGAÇÃO
Parâmetrosd
t=β
ed
yd
lim f
f25,1=β
ft40,0R
ed
2
1,vd
β=
( )limyd
lim
2
1,vd comfd625,0R ββ
β==
s
yk
yd
ff
γ= 1,1s =γ
1º Caso: Embutimento (se β ≤ βlim)
comd,cod,eo ff =
ed,cod,90e f25,0f α⋅=
Diâmetro do pino(cm) ≤0,62 0,95 1,25 1,6 1,9 2,2
Coeficiente αe 2,5 1,95 1,68 1,52 1,41 1,33
Diâmetro do pino(cm) 2,5 3,1 3,8 4,4 5,0 ≥7,5
Coeficiente αe 1,27 1,19 1,14 1,1 1,07 1,0
2º Caso: Flexão do pino (se β > βlim)
CAVILHAS 9C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
GENERALIDADES
- Cavilhas são empregadas em obras que possuam restrições ao uso do aço
- Devem ser feitas com madeira de alta resistência mecânica (C60) e durabilidade
- Podem ser lisas ou com ranhuras
- Verificar a resistência à compressão paralela e à compressão normal da cavilha
1 2
apenas em ligações secundárias
t t 1 2 3
t22
t22
t t t
RESISTÊNCIA DA LIGAÇÃO
Corte Simples e Corte Duplo
CAVILHAS 10C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
RESISTÊNCIA DA LIGAÇÃO
cav,d90c
cav,d0c
lim f
f=β
cav,d90c
2
1,vd ft
4,0Rβ
=
( )lim
comf
lim
d4,0R cav,d0c
2
1,vd βββ
==
Parâmetrosd
t=β
com d,cod,90c f25,0f =
1º Caso: Esmagamento da cavilha (se β ≤ βlim)
2º Caso: Flexão da cavilha (se β > βlim)
ANÉIS METÁLICOS 11C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
GENERALIDADES
- Os anéis metálicos são empregados em casos que necessitam de elevada resistência e rigidez das ligações
- Os anéis devem ser acompanhados de parafusos no centro para evitar o afastamento entre as peças de madeira
- Verificar a resistência ao cisalhamento longitudinal das peças de madeira interligadas
ANÉIS METÁLICOS 12C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
RESISTÊNCIA DA LIGAÇÃO
O valor de cálculo da resistência ao cisalhamento da madeira correspondente a um anel metálico é dado pelo menor dos valores:
parafuso de montagem
d
t
anel
anel vo d anel c dRd
f e R t d f, , ,2 ,1
2
4= =
πα
CHAPA DE DENTES ESTAMPADOS - CDE 13C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
GENERALIDADES
- As chapas com dentes estampados possibilitam ligações em peças de menores dimensões
- Facilidade de execução
- Evita rachadura da madeira
- Possibilidade de industrialização (maior controle de qualidade)
ADESIVOS 14C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
GENERALIDADES
- Pouco utilizado no Brasil
- Exige mão-de-obra especializada e alto controle de qualidade
- Adesivos resistentes à intempéries
- Apenas para madeiras de baixa e média densidade (permeabilidade)
DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS - LIGAÇÕES 15C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
- Nunca serão utilizadas ligações com pino único
- Ligações com quatro ou mais pinos são consideradas rígidas
- É obrigatória a pré-furação da madeira para ligações pregadas
- Pré-furação de pregos: d0 = 0,85 def (coníferas)
d0 = 0,98 def (dicotiledôneas)
- Pré-furação de parafusos: d0 = def + 0,5mm
- Pré-furação de cavilhas: d0 = def
- Diâmetro mínimo dos pinos:
Pregos: 3 mm
Parafusos: 10 mm
Cavilhas: 16 mm
- Diâmetro dos anéis metálicos:
64 mm com parafuso de 12 mm
102 mm com parafuso de 16 mm
DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS - LIGAÇÕES 16C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
1,5d
nd
1,5d1,5d 3d
1,5d
4d
nd
7dndnd
1,5d
1,5d
3d
1,5d3d
1,5d
4d
nd
parafusos
n = 4
pregos,cavilhas
cavilhasparafusos ajustados
jaaaaaaaaaajustadosaf
4dnd
1,5d
1,5d
3d
n = 6
ESPAÇAMENTO DE LIGAÇÕES COM PINOS
DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS - LIGAÇÕES 17C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
0,75d
1,5d
0,75d
0,75d
1,0d
1,5d 1,5d
0,75d
0,75d
0,75d0,75d
1,5d
0,75d
1,0d
1,0d1,5d
0,75d
0,75d
ESPAÇAMENTO DE LIGAÇÕES COM ANÉIS
LIGAÇÕES- EXERCÍCIOS 18C
urs
o:
ES
TR
UT
UR
AS
DE
MA
DE
IRA
21 - Dimensionar a emenda das peças de madeira Classe C60 de 2ª categoria sujeitas ao esforço de tração de projeto Nd = 4 tf, com tábuas laterais e parafusos de ½”. Condições de projeto: carga de longa duração e classe 2 de umidade.
22 – O nó de treliça apresentado a seguir pode ser dimensionado com pregos, parafusos, cavilhas ou anéis metálicos. Dimensione cada uma dessas opções e compare seus resultados. Considere o ângulo da diagonal com o banzo inferior igual a 30 graus.