Ligações Parafusadas e Dimensionamento em Estruturas de Madeira - NBR 7190

Estruturas Usuais de Madeira LIGAÇÕES PARAFUSADAS Luís Eustáquio Moreira Prof Associado DEES EEUFMG Obs no livro Timber Construction Manual de Herzog et al importado temse os mais diferentes detalhamentos de ligações em estruturas de madeira Sabendose analisar as ligações parafusadas e entalhadas conforme as aulas enviadas podese analisar qualquer tipo de ligação em estruturas de madeira Vamos continuar usando as equações de dimensionamento da NBR 7190 antes de 2022 Mais didátido mais sintético As equações fornecidas pela norma atualizada carecem ainda de verificação das diferenças que não consegui ainda fazer uma a uma LIGAÇÕES COM PINOS METÁLICOS PREGOS E PARAFUSOS Ligações em geral são pontos de concentração de tensões pontos críticos das estruturas que podem leválas ao colapso se nao forem devidamente projetadas analisadas e executadas Devese procurar imaginar visualisar esquematizar fazer diagramas de corpo livre como as tensões estariam caminhando dentro do material As modelagens numéricas facilitam a formação dessa cultura visual O trânsito do campo de tensões de ser matemático é através desse ser matemático materializado em cores saída gráfica Ou seja esse ser não tinha forma pelo menos visível É como se conseguissimos pintar um ente invisível vestilo com uma roupa colorida que por sua vez tem a cara da técnica com a qual pudemos vestilo ou seja é uma via de mão dupla em que esse ente constatado como existente na aparição no fenômeno observado teve uma existência constituida e forjada por nós Podese imaginar o campo de tensões como um fluxo em equilíbrio podendose viajar sobre o campo tanto num sentido como no outro Realmente as ligações suscitam as questões mais complexas da engenharia razão pela qual devem ser sempre melhor investigadas Tensões normais paralelas às fibras syy tração compressão MPa Tensões normais perpendiculares às fibras szz tração compressão MPa Tensões de cisalhamento t yz aqui o sinal representa o sentido de giro das distorções que ocorrem nos pontos que são opostas de um lado e de outro do parafuso MPa CAMPO DE TENSÕES EM TORNO DE PINOS NAS PAREDES DO BAMBU SAP 2000 7500 N Os campos de tensão referemse a uma carga última Pu 7500 N em cada furo num total de 4 furos O pipe tem 10 cm de diâmetro e 9 mm de espessura de parede TIPOS BÁSICOS DE LIGAÇÕES PARAFUSADAS Outras ligações diferentes podem ser analisadas a partir dessas duas desde que se identifique o tipo de análise que cabe à ligação Justaposição 1zona de corteporpino e Diagrama de corpo livre do pino Topo 2 zonas de corteporpino e feqd resistência local no contato do parafuso com o furo denominada resistencia ao embutimento Emendas TRELIÇAS HOWE Obs nos desenhos ao lado e acima a quantidade de parafusos são apenas hipotéticos Nas próximas pgs teremos exercícios para cálculo do número de parafusos A ligação C se resolve analogamente à ligação B com a diferença nos ângulos de conexão os montantes ligam se aos banzos inferiores a 90 graus e a diagonal ao montante com o ângulo q3 da figura acima Temos 2 modos de ruptura estado limite por embutimento esmagamento do furo ou estado limite por flexão do pino Um deles acontecerá primeiro e dependera do valor da razão b c Se β βlim a resistência de uma zona de corte vale Rv1 d 04 t d f e θd Estado limite por embutimento menor b significa que o pino está robusto em relação às espessuras das peças ligadas fazendo com que o pino esmague o furo antes de fletir o pino 04 contorna a heterogeneidade da madeira Cada ponto tem uma rigidez diferente da rigidez do vizinho d Se β βlim a resistência de uma zona de corte vale Rv1 d 0625 d² f yd βlim Estado limite por flexão do pino Rpd resistência de um pino n Rv1d n número de zonas de corte de um pino O número de parafusos para a ligação é np Fd Rpd força atuante na ligação número de cortes resistência de um corte Equação de Hankissonresistênciaaoembutimento pressão no furo quando a solicitação é inclinadaemrelaçãoàsfibras Sendo Onde é um coeficientemaior do que 1 tabelaabaixo querepresenta a resistência local adicionaldevidoaodobramento local das fibras quetrás um pequenoganho de resistência e é utilizadosempreque o parafusosolicitar as fibras no contatopinofuro por um ângulodiferente de zero d mm 95 125 16 19 22 25 31 38 44 50 25 195 168 152 141 133 127 119 114 11 107 1 Para diâmetros intermediários interpolar linearmente na tabela ê á â çã çã à Dimensionar aligação B da tesoura da figura para madeira classe C50 e kmod 056 Adotarparafusos de ½ 127 mm 8 o Forças no montante Ftd 65612 kgf qM 75 graus Fcd 20731 kgf Forças na diagonal Ftd 496 kgf qD 6183 graus graus Fcd 1571 kgf absorvida pelo pelo dente Dados Vimos quepara a classeC50 e kmod 056 temse O ângulo entre duasbarrasque se conectam é o menorângulo entre elas ouseja é sempre um ângulo 0 SOLUÇÃO Bitolas serradas de 6 cm x 20 cmd 127 mm diâmetro adotado para os parafusos Escolha do pino Menor das espessurasligadas 6 cm 6 7 Espessura convencionalpara a diagonal 6 7 8 8 7 7 embutimento Número de parafusosparafixação da diagonal 7 LIGAÇÃO DA DIAGONAL Rpd nxRvd 2 x 147294 kgf resistência de 1 parafuso LIGAÇÃO DO MONTANTE Escolha do pino Menor das espessurasligadas 6 cm 6 7 Espessura convencionalpara a diagonal 7 7 7 8 7 7 7 8 Número de parafusos para fixação do montante Como Ftd Fcd 65612 20731 então np Ftd n Rv d 656 2 133 246 3 parafusos atenção aqui houve uma correção da resistência a 75 graus e precisou apenas de 3 e não 4 parafusos EXERCÍCIO 1 Calcular a reação de apoio máxima na viga da figura sendo a madeira classe C50 kmod 056 parafusos de 159 mm Observação aqui temse os estados limites das cantoneiras de aço da chapa de reforço compressão da madeira normal às fibras tração nos parafusos flexão do parafuso e embutimento do parafuso no furo Considere neste exercício somente os estados limites em itálico O problema pode ser tratado como uma junta por justaposição onde temse a espessura t1 da madeira e a espessura t2 da cantoneira de aço Neste caso temse Espessura convencional t t1 20 cm 0 159 7 0 40 110 413 Como ã 0652 0651592400 11413 8 kgf Como cadaparafuso tem umazona de corte então 8