Ligação com Pinos Metálicos em Estruturas de Madeira - Aula 15

EES044 Estruturas Usuais de Madeira Aula 15 Ligações com pinos metálicos Universidade Federal de Minas Gerais UFMG Departamento de Engenharia de Estruturas DEEs 1o semestre 2023 Ligagées com pinos metdlicos em estruturas de madeira sao aquelas que fazem uso de pregos ou parafusos F2 F2 F2 F2 Pregos Parafuso A NBR 7190 determina que ligagées com 2 ou 3 pinos devem ser considera das como deformaveis Por outro lado ligagdes com 4 ou mais parafusos podem ser consideradas rigidas desde que as seguintes préfuragdes sejam adotadas Ligagdes pregadas dfuro 085dprego coniferas 1 dfuro 0 98dprego dicotiled6neas Ligagées parafusadas dfuro dparaf 0 5mm 2 Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição do número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição do número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de cálculo Espessura convencional da ligação t espessura convencional da ligação Pinos em corte simples t é o menor valor entre t1 e t2 Procedimento de cálculo Espessura convencional da ligação Pinos em corte duplo menor valor entre t1 e t22 numa seção e entre t22 e t3 na outra adotase o menor entre os 3 valores Procedimento de cálculo Espessura convencional da ligação Ligação entre madeira e chapa metálica adotase a espessura da madeira Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição do número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de cálculo Seleção de pregos ou parafusos comerciais A partir da definição da espessura convencional da ligação podese sele cionar o pino metálico apropriado a partir das seguintes orientações Pregos O diâmetro do prego não deve exceder 15 da espessura convencional A penetração em qualquer uma das peças ligadas não deve ser menor do que a peça mais delgada e ainda a penetração na última peça não deve ser menor do que 12 vezes o diâmetro do prego Assim dprego t 5 Lprego Lppt 12dprego ou tmin 3 dprego diâmetro do prego tmin espessura da peça mais delgada Lprego comprimento do prego Lppt somatório do comprimento das peças com penetração total Procedimento de cálculo Seleção de pregos ou parafusos comerciais Tabela de pregos comerciais Procedimento de cálculo Seleção de pregos ou parafusos comerciais Parafusos O diâmetro do parafuso não deve exceder a metade da espessura convencional ie dparaf t 2 4 Diâmetros comerciais de parafusos in cm 38 0 95 12 1 27 58 1 59 34 1 91 78 2 22 1 2 54 in cm 1 18 2 86 1 14 3 18 1 38 3 50 1 12 3 81 1 34 4 45 2 5 08 Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição do número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de calculo Parametros de resisténcia modo de falha critico Nas ligagdes envolvendo pinos metadlicos existem dois tipos basicos de falha que precisam ser verificados e Falha das pecas de madeira devido a concentracao de tensdes nos defeitos gerados pelo embutimento do pino metalico esmagamento da madeira e Falha do pino metalico deformagées plasticas rdétulas plasticas Para definir qual o modo de falha mais critico calculase a razao t B5 5 e fazse a seguinte verificagao Bim falha por embut da madeira Bum 1 25 Sua se BSP P fea 8B Bim falha por flexdo do pino 6 d diametro do pino metalico fya limite de escoamento de calculo do material do pino fea resisténcia de calculo de embutimento da madeira Limite de escoamento de calculo do material do pino fy k o 7 fra 7 fy limite de escoamento caracteristico ou nominal Pregos arame doce 600 MPa Parafusos minimo 240 MPa usual 300 MPa Resisténcia de calculo de embutimento da madeira Depende do angulo 0 de atuagao do carregamento Kimo feod feoa Rmoa 0 7feom Ywe fook fea fes0a 0 25 feoa Qe 8 f ba feoafevoa feoa sin fe90a Cos 0 Qe coeficiente de embutimento Tabela 14 da NBR 7190 préx pg Procedimento de cálculo Parâmetros de resistência modo de falha crítico Tabela 14 da norma NBR 7190 Diâm pino cm Coef αe 0 62 2 5 0 95 1 95 1 25 1 68 1 60 1 52 1 90 1 41 2 20 1 33 Diâm pino cm Coef αe 2 50 1 27 3 10 1 19 3 80 1 14 4 40 1 10 5 00 1 07 7 50 1 00 Notar que a falha por embutimento basicamente está relacionada ao es magamento da madeira Assim quando as fibras das peças ligadas estão no mesmo sentido utilizase fe0d Quando as fibras das peças ligadas são perpendiculares entre si utilizase fe90d sendo que αe tem papel análogo ao αn no dimensionamento de peças sujeitas à compressão perpendicular às fibras ie leva em conta a tração localizada das fibras Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição do número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de cálculo Cálculo da capacidade de carga de cada pino A resistência de cálculo de cada seção de corte em cada pino numa liga ção Rvd1 é dada por Para β βlim Estado limite por embutimento da madeira Rvd1 0 40t2 β fed 9 Para β βlim Estado limite por flexão do pino Rvd1 0 625 d2 βlim fyd 10 Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição do número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de cálculo Definição do número de pinos a serem adotados O número de pinos metálicos a ser adotado na ligação será npinos Nd nscRvd1 11 nsc número de seções de corte em cada pino metálico Nd maior força normal a ser transmitida na ligação Nota caso existam mais de oito pinos em linha paralela ao esforço a ser transmitido os pinos suplementares devem ser considerados com apenas 23 de sua resistência individual já que a distribuição de esforços não se dá de forma igualitária entre eles Procedimento de cálculo Etapas i Definição da espessura convencional da ligação ii Seleção pregos ou parafusos comerciais iii Cálculo dos parâmetros de resistência para definir a condição mais crítica estado limite por embutimento da madeira ou flexão do pino iv Cálculo da capacidade de carga de cada prego ou parafuso v Definição o número de pregos ou parafusos a serem empregados vi Distribuição dos pregos ou parafusos na ligação Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação A norma NBR 7190 em sua Fig 14 recomenda os seguintes espaçamentos mínimos para evitar falha por fendilhamento da madeira Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação a Entre o centro de dois pinos situados em uma mesma linha paralela à direção das fibras pregos 6d e parafusos 4d Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação b Do centro do último pino à extremidade de peças tracionadas 7d Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação c Do centro do último pino à extremidade de peças comprimidas 4d Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação d Entre os centros de dois pinos situados em duas linhas paralelas à direção das fibras medido perpendicularmente às fibras 3d Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação e Do centro de qualquer pino à borda lateral da peça medido perpendicularmente às fibras quando o esforço transmitido for paralelo às fibras 1 5d Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação f Do centro de qualquer pino à borda lateral da peça medido perpendicularmente às fibras quando o esforço transmitido for normal às fibras do lado onde atuam tensões de tração normal 1 5d Procedimento de cálculo Distribuição dos pinos na ligação g Do centro de qualquer pino à borda lateral da peça medido perpendicularmente às fibras quando o esforço transmitido for normal às fibras do lado onde atuam tensões de compressão normal 4d Ligagdes com pinos de madeira cavilhas F2 F2 e Nas ligagdes realizadas com pinos de madeira devese realizar préfuragao com diametro ligeiramente menor do que o diametro do pino e O dimensionamento é analogo ao dos pinos metalicos resguardadas as seguintes modificagdes t feoa cau im ae 12 B d Bi fce90dcav 12 Falha por esmagamento da cavilha i B Bim Roa 0 40 5 fesodcav 13 Falha por flexao da cavilha d2 B Biim Roa 0 40 Fa feodcau 14