SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE LIGAÇÕES ESTRUTURAIS
REFORÇO DE ESTRUTURAS E ESTRUTURAS MISTAS
LIGAÇÕES ENTRE DIFERENTES MATERIAS ESTRUTURAIS
LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
ENG. TIAGO ABECASIS
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Transmissão de Forças por meio de Buchas:
Forças de Corte:
V
V
Plano de
Transmissão
Plano de
Transmissão
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2
LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Transmissão de Forças por meio de Buchas:
Forças de Tracção:
N
N
3
3
LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Características da Transmissão por Buchas:
Força
Aplicada
(kN) 140
Carga
Última
120
• Pequena Capacidade;
100
• Elevada Deformabilidade.
80
60
40
Carga de
Serviço
20
0
Deformações
Elásticas
0
4
Deformações
Irreversíveis
8
12
16
Deslocamento
(mm)
4
4
LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Comportamento Mecânico Dependente da Qualidade de
Execução:
• Processo de Abertura da Furação;
• Adequação do diâmetro do furo;
• Limpeza do furo;
• Ajustamento da superfície metálica ao betão.
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Consequência:
Evitar o uso de Buchas:
• Quando as forças a transmitir são elevadas (1);
• Quando se Pretende uma ligação “rígida”;
(1)
Nota - Embora se possa aumentar o número de buchas para conferir à ligação
uma capacidade resistente acrescida, a deformabilidade, no caso de ligações ao
corte, também aumenta pois, para mobilizar todas as buchas é necessário vencer
as folgas entre todas elas e os furos.
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Factores que Condicionam (Limitam) a Capacidade
Resistente de uma Ligação:
•
Diâmetro e Capacidade Resistente das Buchas;
•
Profundidade de Embebimento (hact);
•
Resistência e Espessura do Material Base;
•
Distância ao bordo (c);
•
Distância entre Buchas (s);
•
Factores Ambientais (Corrosão, Temperatura).
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Mecanismos de Cedência:
1 Arranque do
cone de betão
4 Cedência do
bordo
2 Deslizamento
3 Ruptura do
aço
5 Fendilhação
do betão
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Cone de Betão no Arranque
Influência da Resistência do Betão
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9
LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Influência de embebimento
Profundidade
Factor de Profundidade de
Embebimento da bucha (hef)
Influência do Embebimento na
carga de Ruptura
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10
LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Distância ao bordo “c”
Respeitar a distância
Mínima ao Bordo
Influência da distância do Bordo
no valor da carga resistente
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Distância entre Fixações “s”
Sem redução de capacidade
Influência do espaçamento entre
buchas no valor da carga resistente
Com redução de capacidade
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Comparação entre Buchas Mecânicas e Químicas para
uma Carga de Tracção:
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Ligações de Vigas ao Betão:
NÃO UTILIZAR
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Ligações de Vigas ao Betão:
Argamassa para assegurar o
contacto numa maior
extensão da viga.
Colocar no banzo da viga
antes de encostar ao betão
Ligação
aparafusada
Peça de
ligação
independente
Banzo cortado
para facilitar a
montagem
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Dimensionamento:
1 - Transmissão Aço-Betão
Buchas – Transmissão por forças de corte
A capacidade depende da:
V
(s) – Distância entre buchas;
(c) – Distância ao bordo.
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Dimensionamento:
2 - Transmissão Peça de Ligação - Viga
Esforços a transmitir na ligação:
Transverso – V
Momento flector – M=V.e
V
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Forças a Transmitir pelos Parafusos
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Forças a Transmitir pelos Parafusos
Nota – Devem utilizar-se ligações pré-esforçadas para garantir que não há
rotações da viga pois qualquer pequena rotação anula o momento M.
passando a ligação aparafusada a transmitir apenas a força vertical V.
As buchas passam a ter de transmitir forças de corte e forças de tracção.
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Furos
Circulares
Furos
Ovalizados
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Colocar as buchas em carga previamente
Vantagem – vencer folgas e aumentar a rigidez quando aplicadas as
forças exteriores
Porcas
Soldadas
Parafusos
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Ligação
Pré-Esforçada
Flecha induzida
pelo aperto dos
parafusos
Ligação
Pré-Esforçada
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Alternativa – Apoio em consolas metálicas sob a viga
Parafusos
Buchas
(s) e (c) – Distâncias que condicionam a capacidade resistente das buchas
(s) – entre buchas
(c) – aos bordos do betão
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LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS AO BETÃO COM BUCHAS
CONCEPÇÃO E PORMENORIZAÇÃO
Transmissão das cargas ao betão
V/4
V
V/4
N = V.e
V/4
V/4
2.d
e - excentricidade
a minimizar
As buchas transmitem forças de corte e forças de tracção.
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