3.6Calculo de Estruturas Soldadas Rev a
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Mdulo: 3.6. Clculo de Estruturas Soldadas com cargas predominantemente Estticas
Formador: A. Chaves e Sousa Alfragide, 2014-06
Ps Graduao em Engenharia da Soldadura
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Anlise primria de estruturas
Eurocdigo 3
Seleco de materiais
Tipos de perfis
Tipos de Cordes
Solicitaes dos Cordes
Tipos de Cordes
Clculo dos Cordes de acordo com o Eurocdigo 3
Temas
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Anlise primria de estruturas
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Campo de Aplicao do Eurocdigo 3
Aplica-se ao projecto de edifcios e de obras de engenharia civil em ao.
Trata apenas dos requisitos de resistncia, utilizao e durabilidade das estruturas.
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Termos comuns a todos Eurocdigos
CONSTRUO - tudo o que construdo ou resulta de construo. Edifcios e obras de engenharia civil.
EXECUO - a actividade de criar um edifcio ou obra de engenharia, quer fora do estaleiro quer no estaleiro.
ESTRUTURA - combinao organizada de peas ligadas, concebidas para proporcionarem rigidez (el.
resistentes)
TIPO de EDIFCIO ou OBRA de ENGENHARIA - tipo de construo designando a finalidade pretendida ( ed. de
habitao, ed. Industrial, ponte, etc)
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Termos comuns a todos Eurocdigos
FORMA da ESTRUTURA - tipo estrutural designando a disposio dos elementos estruturais ( viga, estrutura
triangulada, arco, etc.)
MATERIAL de CONSTRUO - um material usado em obras ( beto, ao, madeira, alumnio,etc. )
TIPO de CONSTRUO - indicao do material estrutural principal, por exemplo construo de ao,
construo de beto armado, etc..
PROCESSO CONSTRUTIVO - modo como a construo ser executada.
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Termos comuns a todos Eurocdigos
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Termos especiais usados na parte 1.1 do
Eurocdigo 3
Estrutura reticulada: Parte de uma estrutura, englobando um conjunto de elementos
estruturais directamente ligados, dimensionados para actuarem em conjunto de forma a
resistirem a cargas. Este termo refere-se tanto a estruturas reticuladas com ns rgidos como
a estruturas trianguladas. Abrange as estruturas reticuladas planas e as estruturas
dimensionais.
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Eurocdigo 3
TRELIAS
So definidas por:
barras simples, ligadas nos pontos de juno (ns) os ns so assumidos como articulaes todas as foras exteriores so concentradas nos ns nas barras simples s existiro tenses de trao ou compresso
(tenses de momentos fletores no devero existir). Se existirem
cargas entre os ns as tenses adicionais devem ser
calculadas de acordo com a sua posio e as reaes
distrbuidas pelos ns anexos.
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Trelias
TRELIAS
VANTAGENS DESVANTAGENS
1) Reduo de material 1) Custos elevados de mo-de-
obra
a) custo de material inferior 2) Mais problemas de corroso
b) peso inferior 3) Em caso de incndio segurana
inferior
2) rea exposta ao vento menor
3) Facilita a instalao de redes de
abastecimento
4) Boas para grandes vos
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Trelias
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Trelias
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Trelias
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Trelias Regras gerais de projecto
Planear toda a malha com os perfis em trao com o mximo comprimento e os perfis em
compresso o mais curto possvel.
Evitar ngulos de interseco 30, entre perfis.
A escolha do tipo de seco tem influncia nos outros perfis e nos ns.
As linhas dos perfis devero cruzar-se nos ns e serem congruentes com os eixos do CG da
seco do perfil.
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Trelias
Regras gerais de projecto
O clculo de estabilidade deve ser verificado
em todos os perfis com tenses de compresso,
para evitar a encurvadura ou o bambeamento
lateral.
Utilizar perfis com duplo banzo nas ligaes
com tenses de compresso elevada.
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Trelias
Regras gerais de projecto
Reduzir o nmero de juntas em fbrica e
estaleiro e tentar desfas-las.
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Trelias
Regras gerais de projecto
Para trelias com vos 20m prever contra-
flecha a executar no fabrico.
Para trelias com grandes vos, a forma desta
dever seguir a linha da curva dos momentos
(cordas) e curva das tenses de corte
(diagonais e montantes).
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Trelias
Regras gerais de projecto
Nas trelias com cargas predominantemente
estticas as tenses secundrias podem ser
ignoradas desde que se verifiquem as seguintes
situaes:
Pequenos gousset
Barras esbeltas
Ns sem goussets a melhor soluo, porque o
ponto fica menos rgido e as tenses
secundrias so baixas.
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Trelias
Regras gerais de projecto
A altura dos perfis no devero ultrapassar
1/10 do seu comprimento.
Em trelias com cargas no predominantemen-
te estticas as tenses secundrias devem ser
consideradas no clculo esttico. Os ns
devero ser desenhados sem ou com baixos
efeitos concentrador de tenses.
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Trelias
Regras gerais de projecto
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Termos especiais usados na parte 1.1 do
Eurocdigo 3
Sub-estrutura: uma estrutura reticulada que faz parte de uma estrutura maior, mas tratada como estrutura separada numa anlise estrutural.
Tipo de modelo construtivo: termos usados para distinguir entre estruturas reticuladas que so:
Semi-contnuas, em que as propriedades estruturais das ligaes tm que ser consideradas explicitamente na anlise global.
Contnuas, em que s as propriedades estruturais dos elementos tm que ser consideradas explicitamente na anlise global.
Simples, em que as ligaes no tm de resistir a momentos..
Anlise global: determinao de uma distribuio consistente de esforos numa estrutura, que esteja em equilbrio com um determinado conjunto de aces sobre a estrutura.
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Termos especiais usados na parte 1.1 do
Eurocdigo 3
Comprimento do sistema: distncia entre dois pontos contguos em que uma pea esteja contraventada em relao ao deslocamento lateral num dado plano, ou entre um desses pontos e a extremidade da pea .
Comprimento de encurvadura: comprimento do sistema de uma pea semelhante articulada nas extremidades, que tenha a mesma resistncia encurvadura que a pea dada.
Projectista: pessoa com as devidas qualificaes e experincia, responsvel pelo projecto estrutural.
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Aco: uma fora aplicada estrutura, por aco directa(peso de um motor ou deformao imposta, por aco indirecta (variaes de temperatura). Classificao com a sua variao no tempo: Aces permanentes (G), pesos prprios Aces variveis (Q), sobrecargas, aco do vento,vibraes etc. Aces acidentais (A), choque de veculos, exploses, etc..
Classificao com a sua variao no espao: Aces fixas, estrutura sensveis variao do peso prprio, gruas, Aces livres, que do origem a diferentes combinaes de aces, sobrecargas mveis, aco do vento.
Aces
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Valores limites de deformaes
Os valores limites das deformaes das estruturas metlicas no so impostos aleatoriamente mas sim dependentes de
diversos critrios caractersticos de cada construo, como
por exemplo a existncia de elevadores ou pontes rolantes.
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Valores lim. de deformaes,
recomendados pelo Eurocdigo 3
VERTICALMENTE
Coberturas em geral
f l / 200, com 2 l / 250
Pavimentos em geral
f l / 250, com 2 l / 300
Pavimentos suportando
colunas
f l / 400, com 2 l /
500
HORIZONTALMENTE
Colunas de prtico em
geral
l / 300
Colunas de prticos com
pontes rolantes
l / 500
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Valores limites de deformaes
f= 1+2- 0
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Materiais
Aos estruturais, so aqueles normalmente utilizados nas estruturas metlicas.
Valores de clculo dos aos utilizados
Mdulo de elasticidade----------------------------E=210000 N/mm2
Mdulo de toro-----------------------------------G=80769 N/mm2
Coeficiente de dilatao trmica linear----------=12x10-6/ C
Massa volmica-------------------------------------=7850 kg/m3
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Materiais
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Perfis identificao
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Perfis
As estruturas de ao acabam por ser construdas com um conjunto de perfis e chapas ligados entre si,
normalmente por ligaes aparafusadas e soldadas.
Apresentam-se a seguir alguns dos perfis mais utilizados no fabrico de estruturas metlicas.
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Perfis HEB
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Perfis IPE
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Perfis UPN
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Tubos quadrados
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Posio das soldaduras
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Preparao das soldaduras
Para obter uma boa soldadura preciso, por vezes, uma
preparao dos bordos a ligar.
Factores que afectam a preparao
Procedimentos de soldadura
Posio de soldar Espessura do material
Penetrao desejada
Economia da preparao
Consumo de material de adio
Qualidade do material a soldar
Possibilidade de evitar ou atenuar deformaes nas peas
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Chanfros p/ Soldadura topo a topo
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Chanfros p/ Soldadura topo a topo
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Juntas em T ou oblquas
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Juntas em T ou oblquas
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Dimensionamento
As soldaduras topo a topo no se calculam. Admite-se que h continuidade de matria.
A espessura de soldadura deve ser pelo menos igual espessura mais baixa das peas a soldar e o material de
adio de qualidade igual ou superior ao do material
base.
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Dimensionamento
a - espessura til ou garganta, distncia mnima da raiz superfcie do cordo
l - comprimento til do cordo
n - esforo ponderado aplicado a cada cordo , aplicado a meio deste
- componente da tenso mdia, perpendicular seco da garganta.
- componente da tenso mdia, no plano da seco perpendicular ao eixo longitudinal do cordo
- componente da tenso mdia, no plano da seco paralela ao eixo longitudinal do cordo
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Dimensionamento
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Dimensionamento CM66
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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3
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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3
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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3
Cordes laterais
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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3
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Sntese Conclusiva
- O REAE e o Eurocdigo3 impe formas de juntas soldadas
em funo da espessura e do tipo de ligao.
- Mtodos de clculo para juntas soldadas.
- Todas as juntas soldadas de igual resistncia no tm
necessidade de ser soldadas.
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Referncias Bibliogrficas:
1. Eurocdigo 3
2. Regulamento de Estruturas de Ao para Edifcios
3. Pronturio Ensidesa