UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS

GERAIS

ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE

ESTRUTURAS

TRABALHO PRÁTICO

DIMENSIONAMENTO DE

ESTRUTURAS DE AÇO II - LIGAÇÕES

NOME: JARDEL ANTÔNIO COUTO THOMAZ

Belo Horizonte 24 de outubro de 2015

Sumário1. Desenhos de Referência..........................................................................................................................................3

2. Materiais Utilizados................................................................................................................................................4

3. Condições para soldagem........................................................................................................................................5

4. Dimensionamento da ligação...................................................................................................................................5

4.1. Solicitação aproximada na seção 1-1 e 2-2......................................................................................................5

4.2. Solicitação aproximada na seção 3-3 e 4-4......................................................................................................6

4.3. Solicitação aproximada dos filetes de solda.....................................................................................................6

4.3.1. Filete b1.......................................................................................................................................................7

4.3.2. Filete b2.......................................................................................................................................................7

4.3.3. Filetes b3 e b4..............................................................................................................................................7

4.4. Condição aproximada para evitar possíveis flambagens da chapa de nó.........................................................8

4.4.1. Verificação da flambagem local da chapa gusset.........................................................................................9

4.4.2. Instabilidade Global da chapa gusset...........................................................................................................9

3

1. Desenhos de Referência

4

2. Materiais Utilizados

Chapa /Perfil→ ASTM A36

Fy – 25 KN/cm²

Fu – 40 KN/cm²

Eletrodo → E70XX compatível com ASTM A36

Fw – 48,5 KN/cm²

5

3. Condições para soldagem

Dimensão mínima da perna do filete

4. Dimensionamento da ligação

4.1. Solicitação aproximada na seção 1-1 e 2-2

Para Cts =1

F r , Rd=0,6 x fu x Anv+Cts x fu x Ant

1,35 ou F r , Rd=0,6 x fy x Agv+Cts x fu x Ant

1,35

Av=Anv=Agv=t 1 x L1x 2

At=Ant=t 1 x L3

F r , Rd=(0,6 x25 x t 1x L1 x2 )+(1 x 40x t 1 x L3 )

1,35

F r , Rd=(30 x t 1 x L1 )+ (40 x t 1x L3 )

1,35

F r , Rd=t 1

1,35x [ (30x L1 )+ ( 40x L3 ) ]

N 2 , sd≤ F r , Rd=t 1

1,35x [ (30 x L1 )+( 40x L3 ) ]

6

4.2. Solicitação aproximada na seção 3-3 e 4-4

Nestas seções esta agindo um esforço de compressão na chapa gusset, originadas do somatório das forças (Pd +N1,sd* sen α).

F c, Rd → é o esforço resistente de cálculo da seção efetiva da chapa gusset na seção 3-3 e 4-4.

A força de compressão resistente de cálculo de elementos de ligação comprimidos deve ser o menor valor

obtido, conforme segue:

- para o estado-limite último de escoamento, aplicável quando Kl/r ≤25

FC ,Rd=fy x Agλa1

Onde

Ag=L4 x t 1

Pd+N 1, sd senα ≤FC , Rd=fy x L4 x t 1

λa1

- para o estado limite de flambagem, aplicável quando KL/r >25 devem ser usadas às prescrições do item 5.3

da NBR 8800. Tais cálculos se encontram no item 5.4 deste trabalho.

4.3. Solicitação aproximada dos filetes de solda

7

4.3.1. Filete b1

- Verificação do metal da solda

σ u ,Rd=0,6 x fwγw 2

=0,6 x 48,51,35

=21,55 KN /cm ²

σ w ,Sd=Ft ,SdAw

sendo Aw=a x L1=0,707 x b1 x L1

σ w ,Sd=Ft ,SdAw

=Ft , Sd=σ w ,Sd x 0,707 x b1x L1=21,55 x 0,707 xb1 x L1

Ft , Sd (4 filetes)=4 x 21,55x 0,707 xb1 x L1

N 2 , Sd≤ Ft , Sd (4 filetes)=60,94 xb1 x L1

4.3.2. Filete b2

σ u ,Rd=0,6 x fwγw 2

=0,6 x 48,51,35

=21,55 KN /cm ²

σ w ,Sd=Ft ,SdAw

sendo Aw=a x L2=0,707 x b2 x L2

σ w ,Sd=Ft ,SdAw

=Ft , Sd=σ w ,Sd x 0,707 x b2 x L2=21,55 x0,707 x b2x L2

Ft , Sd (4 filetes)=4 x 21,55 x 0,707 xb2 x L2

N 1 , Sd≤ Ft , Sd (4 filetes)=60,94 xb2 x L2

4.3.3. Filetes b3 e b4

B3 = b4 = b

8

σ u ,Rd=0,6 x fwγw 2

=0,6 x 48,51,35

=21,55 KN /cm ²

σ w ,Sd=Ft ,SdAw

sendo Aw=a x L4=0,707 x b x L4

σ w ,Sd=Ft ,SdAw

=Ft , Sd=σ w ,Sd x 0,707 x b x L4=21,55 x 0,707 x b x L4

Ft , Sd (2 filetes )=2 x21,55 x0,707 x b x L4

Pd+N 1, Sd∗senα ≤Ft ,Sd (2 filetes)=30,47 x b x L4

4.4. Condição aproximada para evitar possíveis flambagens da chapa de nó

Para evitar flambagem local da chapa de ligação, devem-se minimizar a distância f, e considerar a chapa

como alma de um perfil T de altura h, sujeita à força cortante; conforme item 5.4.3.3 da NBR 8800:2008.

ht 1

≤1,1x ( 1,2x Efy )

1 /2

ht 1

≤1,1x ( 1,2x 2000025 )

12= h

t 1≤34,08

5.4.3.3 da NBR 8800:2008:

Desde que a relação d/tw não supere 260. A força cortante correspondente à plastificação da chapa por cisalhamento é obtida por:

V pl=0,6 x Aw x fy

V pl=0,6 x h x t 1 x fy=0,6 x25 xh x t 1

V pl=15 x hx t 1

Pd+N 1, sd xsenα≤V pl=15 xh x t 1

9

4.4.1. Verificação da flambagem local da chapa gusset

bt= ht 1

( bt )lim ¿=1,49 x√ Efy

=1,49 x √2000025

=42,14 ¿

ht 1

≤( bt )lim ¿=Qs=Q=1¿

4.4.2. Instabilidade Global da chapa gusset

Ne= π ² x E x I(K x L)²

λ=K x Lr

≤200

λ0=√Q x Ag x Fyγ a1

=comeste valor seobtem χ=?

Pd+N 1, sd xsenα≤ N c , Rd=χ x Q x Agx fy

γ a1