Módulo do METÁLICAS 3D:

Ligações II - Parafusadas para perfis “I” do grupo A

O módulo Ligações parafusadas II utiliza a NBR-8800:2008 com perfis duplo "T" laminados ou soldados, abrangendo: ligações engastadas ou articuladas de viga-coluna, com a largura das vigas menor que a largura do pilar em que não coincidam enrijecedores, ligações viga-viga, ligação viga-coluna e permite ligação entre barras inclinadas. Com ele somente é possível dimensionar e detalhar as ligações cujo tipo esteja contido na tipologia de ligações parafusadas "II".

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Tipologias de ligações parafusadas

No módulo de ligações parafusadas II é possível calcular as ligações em perfis duplo "T" laminados ou soldados conforme as tipologias abaixo:

Ligações parafusadas pré-tensionadas e não pré-tensionadas

No METALICAS 3D é possível calcular as ligações parafusadas com parafusos pré-tensionados ou não pré-tensionados. Esta opção encontra-se no comando Cálculo (menu Cálculo > Calcular) ou no comando de cálculo de ligações (menu Ligações > Calcular).

Quando se calcula a estrutura tendo em conta o efeito de sismo, o programa obriga ou recomenda a utilização de parafusos pré-tensionados dependendo da norma de sismo selecionada. Se a norma exigir a utilização dos parafusos pré-tensionados nas ligações, o programa seleciona esta opção e não permite que seja desativada.

Quando se utilizam parafusos pré-tensionados o programa também indica as classes de superfícies de atrito que devem ser utilizadas, caso a superfície de atrito selecionada pelo usuário em opções de cálculo não seja adequada.

Se os avisos não forem corrigidos pelo usuário, é possível que a ligação parafusada pré-tensionada não seja dimensionada pelo programa. Neste caso, quando o usuário consultar as ligações após o cálculo, o programa indica como erro e informa os motivos que impediram o dimensionamento da ligação.

Normas utilizadas

As normas implementadas para o cálculo de ligações parafusadas no METÁLICAS 3D são as seguintes:

ABNT NBR 8800 (Brasil)

ABNT NBR 8800:2008 (Brasil)

Além disso, as normas das séries de parafusos que se podem ser utilizadas são as indicadas a seguir:

Parafusos pré-tensionados:

ASTM A307

ASTM A325

ASTM A490

ASTM A325 M

ISO 4016

Parafusos não-tensionados:

ASTM A307

ASTM A490

ASTM A325 M

ASTM A490 M

Dimensionamento das ligações parafusadas II

Se durante o processo de cálculo da estrutura detectam-se nós cuja ligação é possível de ser resolvida pelo programa, este dimensionará as ligações e dará como resultado os desenhos com os detalhes construtivos, as vistas 3D e as listagens de verificação e quantitativo das mesmas.

No dimensionamento das ligações parafusadas, o programa calcula as dimensões das chapas e dos enrijecedores, a disposição de parafusos ótima e as cordão de soldas necessárias para a correta transmissão de tensões na ligação.

O programa dimensiona ligações parafusadas com chapa frontal ou chapa lateral:

Ligações engastadas com chapa de topo

Este tipo de solução é utilizado pelo programa nos engastamentos das vigas aos pilares, em talas de emenda entre peças e nos encontros de vigas em cumeeira.

Ligações articuladas com chapa lateral

Este tipo de solução é utilizado pelo programa nas articulações das vigas às almas e banzos dos pilares.

Ligações articuladas com chapa de topo

Este tipo de solução é utilizado pelo programa nos extremos de pilares articulados onde se apóiam vigas formando peças contínuas.

Extremos indeformáveis das barras: Quando se calculam as ligações soldadas ou parafusadas, ou quando se calcula a estrutura junto com as ligações, o programa analisa em cada nó da obra a disposição espacial das barras, e as condições de vinculação de tal maneira que, para barras de aço, determina as dimensões dos nós e gera os extremos rígidos onde as partes das barras por estarem contidas dentro do nó consideram-se indeformáveis.

Rigidezes rotacionais em extremos de peças: Nos extremos de peças (barras ou conjunto de barras alinhadas que formam uma peça), o programa permite atribuir os coeficientes de engastamento xy e xz ou atribuir rigidezes rotacionais nesses planos. A definição das rigidezes rotacionais permite a modelação das ligações cuja rigidez à rotação é fundamental considerar, como é o caso das ligações parafusadas.

Em cada ligação parafusada dimensionada, o programa calcula (para todas as combinações de esforços atuantes) as rigidezes rotacionais de cada extremo de peça engastada e sugere ao usuário um valor que deverá ser aplicado para realizar um novo cálculo da estrutura. A rigidez proposta será a menor das calculadas em cada extremo das peças, à qual corresponde a de maior momento positivo ou negativo.

Após o cálculo, nas peças com ligações parafusadas, se o usuário não definiu a rigidez rotacional ou se o valor inserido for diferente de mais de 20% do proposto pelo programa, é dado um aviso sobre esta situação nos relatórios de cálculo.

Com a opção de gestão de rigidez rotacional no menu de ligações, o usuário pode gerenciar a substituição dos valores propostos pelo programa (nos extremos das peças com ligações parafusadas dimensionadas pelo programa). Esta opção traz duas possibilidades:

Rever os valores de rigidez rotacional atribuídos

Mostra na cor verde os extremos das peças cujas rigidezes rotacionais se enquadram às propostas pelo programa; enquanto na cor vermelha se mostram as que tem uma rigidez que difere mais de 20% da proposta.

Posicionando o cursor sobre um dos extremos da peça, o programa mostra uma etiqueta com as mensagens associadas a esse extremo e salienta na cor azul cian todos os extremos de peças da estrutura que são do mesmo tipo de ligação e que tem atribuído a mesma rigidez rotacional.

Selecionando o extremo da peça desejada, mostra-se uma janela que contém informação sobre o tipo de engastamento atribuído ao extremo da peça e o valor de rigidez rotacional proposto pelo programa, assim como o gráfico de comportamento da ligação expresso com a curva momento-rotação.

Nesta janela permite-se conservar os valores originais ou modificá-los. Se efetuado alguma alteração, todas as peças do mesmo tipo (as destacadas em azul cian) serão modificadas. Esta janela também dispõe da ferramenta de ajuda na qual se detalham os critérios do programa para se obter a rigidez rotacional proposta ao usuário.

Atribuir a todas as peças o valor proposto de rigidez rotacional

Atribui automaticamente os valores de rigidez rotacional propostos pelo programa aos extremos das peças (só nos extremos de peças engastadas com ligações parafusadas):

cuja rigidez rotacional introduzida difere mais de 20% da proposta.

nas que o usuário não indicou nenhuma rigidez rotacional.

O programa permite consultar os extremos da peça da mesma maneira que se faz na opção Rever os valores de rigidez rotacional atribuídos.

Após atribuir as rigidezes rotacionais propostas pelo programa aos extremos das peças, é necessário recalcular a estrutura para que se tenha em conta a nova distribuição de esforços que implica na alteração das rigidezes rotacionais. O programa emite um aviso sobre esta situação.

Opções de cálculo

As opções de cálculo para ligações soldadas e parafusadas podem configurar-se no comando Obra > Dados Gerais > Ligações. São encontradas as opções de materiais e neste comando dispõe de três separadores:

Parafusos não pré-tensionados

As opções de cálculo para ligações soldadas e parafusadas podem configurar-se no comando Obra > Dados Gerais > Ligações. São encontradas as opções de materiais e neste comando dispõe de três separadores:

Parafusos pré-tensionados

Contém as opções de cálculo para os parafusos pré-tensionados (normas das séries de parafusos, classes de aço dos parafusos, diâmetros disponíveis e classe da superfície de atrito). As opções aqui selecionadas só afetam o cálculo de ligações parafusadas.

Enrijecedores

Contém dois grupos de opções que configuram a disposição de enrijecedores:

Enrijecedores no extremo das mísulas

Dispõe de duas opções cuja ativação obriga o programa a colocar sempre enrijecedores, uma para ligações pilar-viga e outra para ligações de cumeeira. afeta o cálculo de ligações soldadas do módulo Ligações I e o cálculo de ligações parafusadas do módulo Ligações II.

Enrijecedores para vigas engastadas na alma do pilar

Permite ativar o recorte dos enrijecedores para as vigas engastadas na alma de pilares. Só afeta as ligações soldadas do módulo Ligações III e Ligações IV (os outros módulos não contemplam ligações de vigas engastadas à alma de pilares).

Esta opção não implica alterações na verificação estrutural, mas sim apenas em aspectos relacionados com a estética e com a maior ou menor quantidade de operações de corte na fase de fabricação. Ao ativar o recorte, este realiza-se se forem cumpridos os seguintes requisitos:

O lado menor do recorte deve ser maior que 10 mm.

O ângulo formado pelo lado inclinado do recorte com a perpendicular à alma do pilar deve ser maior que 15 graus.

Critérios de dimensionamento para ligações parafusadas pré-tensionadas

Nas ligações parafusadas pré-tensionados se substitui a verificação à cortante da seção transversal dos parafusos pela verificação ao cisalhamento em estado limite último (E.L.U.) e se analisa a interação entre tração e cisalhamento.

Quando o usuário ativa a ação de sismo para o cálculo da estrutura, as ligações parafusadas pré-tensionadas engastadas são calculadas em um modo de ruptura 1, isto é, a ruptura acontecerá antes da plastificação da chapa de topo da ligação e não pela ruptura dos parafusos. Portanto, quando se considera o efeito de sismo, os parafusos dimensionados são de diâmetro maior para garantir a capacidade de rotação suficiente.

Relatórios e desenhos

Após a verificação ou dimensionamento da ligação pode-se gerar os relatórios com as verificações conforme norma selecionada que podem ser impressas ou exportada nas extensões PDF, TXT, RTF, HTML, DOCX.

Pode-se também gerar os desenhos de detalhamento da ligação que podem ser impressas ou exportadas em formato DWG, DXF, JPG.

Resultados e edições de ligações parafusadas

Após o cálculo poderá consultar as ligações que foram dimensionadas pelo programa.

O METALICAS 3D destaca com diferentes cores nos nós para indicar se todas as ligações do nó foram dimensionadas, se só existem algumas dimensionadas ou se o nó não contém nenhuma ligação dimensionada.

Quando se aproxima o cursor de um nó em que haja ligações dimensionadas, mostra-se uma nota informativa em que se indicam os tipos de ligações dimensionadas associadas a esse nó, clicando sobre ele abre se o editor de ligações.

Na tela de edição da ligação podem ser visualizadas as opções de:

Detalhes construtivos das ligações dimensionadas

Listagem de verificação e quantitativo da ligação dimensionada

Vistas 3D real da ligação.

É possível visualizar uma vista 3D real de cada ligação dimensionada pelo programa na perspectiva cônica ou isométrica. Os elementos que compõem a ligação (pilares, vigas, enrijecedores, soldas) desenham-se com cores diferentes. As soldas representam-se em duas cores para diferenciar as que se realizam na fábrica das que se realizam em obra. Além disso, o utilizador pode rodar e ampliar livremente a vista 3D. Estas características facilitam a compreensão da montagem da ligação.

Ao aproximar o cursor de um nó onde existem ligações não verificadas ou dimensionadas, mas que pertencem a algum dos tipos de ligações permitidas pelo programa, mostra-se uma nota informativa onde se indica as causas que impediram o seu dimensionamento ou não cumpriu à algum requisito por norma.

Ligações II: