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LIGAES EM ESTRUTURAS DE AO

Engo Vitor Cesar Valenciani

ORIENTADOR: Prof. Dr. Maximiliano Malite

So Carlos 1997

Dissertao apresentada Escola deEngenharia de So Carlos daUniversidade de So Paulo, comoparte dos requisitos para obteno dottulo de Mestre em Engenharia deEstruturas.

Ficha catalogrfica preparada pela Seo de Tratamento da Informao do Servio de Biblioteca- EESC-USP

Valenc iani , Vi tor Cesar V1 52 L Ligaes e m e struturas de ao I Vitor Cesar

Valenc iani . - - So Carlos, 1997.

Di ssertao (Mestrado) -- Escola de Engenharia de So Carlos-Universidade de So Paulo, 1997 .

r ea : Engenharia de Estruturas Orientador : Prof. Dr. Maximiliano Malite

1 . Estruturas. 2. Estruturas de ao. 3 . Ligaes . 4. Conexes.S. Conectores. 6. Parafuso s . 7 . Soldas . I. Ttulo.

Criar o que no existe ainda deve ser a pretenso

de todo sujeito que est vivo

Paulo Freire

Dedico este trabalho a minha me Tereza

e a minha irm Sandra

AGRADECIMENTOS

Ao Criador por ter me dado serenidade e determinao para a realizao deste

trabalho;

Ao Prof. Dr. Maximiliano Malite, orientador deste trabalho, meus sinceros

agradecimentos, pela pacincia, dedicao, amizade e pela excelente orientao com

a qual muito aprendi e evolui tecnicamente;

A todos os professores e funcionrios do Departamento de Estruturas da

EESC/USP, que de uma maneira ou de outra colaboraram para a realizao deste

trabalho e ao Prof. Samuel Irati Novaes Gomes pela colaborao no captulo

referente soldagem;

Universidade Estadual Paulista Jlio de Mesquita Filho UNESP -

Campus Bauru, pela minha formao acadmica;

Coordenadoria de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior -

CAPES, pela bolsa de estudo concedida;

A toda minha famlia, e em especial a minha me Tereza, pelo estimulo e

pela compreenso da minha ausncia em determinados momentos e principalmente a

Tia Neide pelo incentivo e apoio;

A todos os meus amigos e amigas, principalmente os companheiros de

Republica, pela convivncia e amizade desenvolvida durante estes anos;

Ao meu pai Antnio Valenciani .

SUMRIO LISTA DE FIGURAS..............................................................................................i

LISTA DE TABELAS............................................................................................x

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS............................................................xiii

LISTA DE SMBOLOS........................................................................................xv

RESUMO..........................................................................................................xxix

ABSTRACT.........................................................................................................xxx

APRESENTAO............................................................................................xxxi

CAPTULO 1 CONECTORES ESTRUTURAIS....................................................1

1.1 Introduo e desenvolvimento histrico dos parafusos de alta

resistncia..............1

1.2 Tipos de conectores...........................................................................................4

1.2.1 Rebites...........................................................................................................4

1.2.2 Parafusos de alta resistncia............................................................................6

1.2.3 Parafusos comuns.........................................................................................19

1.3 Relaxao em parafusos pr-tracionados...........................................................22

1.4 Reutilizao de parafusos de alta resistncia......................................................23

1.5 Porcas e parafusos galvanizados.......................................................................24

1.6 Corroso e suscetibilidade fratura frgil..........................................................26

1.7 Furos para parafusos e rebites..........................................................................27

1.8 Outros tipos e especificaes de conectores.......................................................33

1.8.1 Parafusos ASTM A354 e A687.....................................................................33

1.8.2 Parafusos de tolerncia fina (usinados)...........................................................33

1.8.3 Dispositivos de ancoragem............................................................................34

1.8.4 Parafusos estriados e parafusos com indicador de fora..................................40

1.8.5 Parafusos Huck............................................................................................41

1.8.6 Parafusos cegos Huck...................................................................................42

1.8.7 Parafusos com resina comprimida..................................................................43

1.8.8 Pinos soldados..............................................................................................43

1.8.9 Fixadores auto-atarraxantes e auto-perfurantes...............................................44

CAPTULO 2 - PROCESSOS DE SOLDAGEM E IMPLICAES.....................47

2.1 Introduo e desenvolvimento histrico.............................................................47

2.2 Processos bsicos de soldagem.........................................................................50

2.2.1 Soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW - Shield Metal Arc

Welding)......................................................................................................54

2.2.2 Soldagem a arco submerso (SAW - Submerged Arc Welding)........................57

2.2.3 Soldagem com gs de proteo (GMAW - Gas Metal Arc

Welding)................60

2.2.4 Soldagem arco eltrico com fluxo no ncleo (FCAW - Flux Cored Arc

Welding)......................................................................................................66

2.2.5 Soldagem eletro-escria (ESW - Electroslag Welding) e soldagem eletro-gs

(EGW - Electrogas Welding).........................................................................67

2.2.6 Soldagem de pinos (conectores)....................................................................71

2.3 Fluxos de soldagem e classificao de eletrodos.................................................72

2.4 Posies de soldagem e tipos de juntas soldadas................................................85

2.5 Tipos de soldas................................................................................................87

2.5.1 Soldas de filete.............................................................................................87

2.5.2 Soldas em chanfro........................................................................................88

2.5.3 Soldas de tampo em furos e rasgos (ranhura)................................................89

2.6 Simbologia de soldagem...................................................................................90

2.7 Fatores que afetam a qualidade de conexes soldadas........................................92

2.7.1 Eletrodos, dispositivos de soldagem e procedimentos......................................92

2.7.2 Preparao das juntas....................................................................................93

2.7.3 Controle de distoro....................................................................................95

2.8 Defeitos na solda.............................................................................................97

2.8.1 Mordedura...................................................................................................97

2.8.2 Incluses de escria......................................................................................98

2.8.3 Penetrao incompleta..................................................................................98

2.8.4 Fuso incompleta..........................................................................................99

2.8.5 Porosidade...................................................................................................99

2.8.6 Trincas por introduo de hidrognio na zona afetada pelo calor...................100

2.8.7 Trincas devido a solidificao do metal de solda...........................................101

2.8.8 Rasgo lamelar.............................................................................................102

2.9 Controle de qualidade da soldagem.................................................................104

2.9.1 Inspeo visual...........................................................................................105

2.9.2 Lquidos penetrantes...................................................................................105

2.9.3 Inspeo por partcula magntica.................................................................106

2.9.4 Inspeo radiogrfica com raio X e raio Gama.............................................106

2.9.5 Inspeo ultra-snica...................................................................................108

CAPTULO 3 - RESISTNCIA DE PARAFUSOS.............................................

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