Msc. Eng. Rafael Queiroz Engenheiro Civil ESTRUTURAS METÁLICAS Msc. Eng. Rafael Queiroz Engenheiro Civil

Peças Tracionadas Peças tracionadas são elementos estruturais submetidos a tração axial ou tração simples. As peças tracionadas são: Tirantes ou Pendurais; Contraventamentos de torres (estais); Travajamentos de vigas ou colunas, com dois tirantes em forma de X; Tirantes de vigas armadas; Barras tracionadas de treliças;

Peças Tracionadas As peças tracionadas podem ser compostas por barras de seção simples ou composta: Barras redondas; Barras Chatas; Perfis Laminados Simples; Perfis Laminados Compostos;

Critérios de Dimensionamento Distribuição de Tensões Normais na Seção Nas peças tracionadas com furos a distribuição das tensões em regime elástico não é uniforme, havendo uma concentração nas bordas dos furos. No entanto no regime plástico a distribuição e uniforme na seção graças a ductilidade do aço.

Critérios de Dimensionamento Tensões Residuais na Seção De acordo com o estudado anteriormente em elementos laminados devido ao processo de fabricação existem tensões residuais nesses elementos. Quando submetidos a tensões devido ao esforço de tração essas tensões somam-se. No entanto a força que causa a plastificação total da seção não é alterada pelas tensões residuais. Assim como a carga de ruptura.

Critérios de Dimensionamento Estados Limites Últimos e Esforços Resistentes A resistência de uma peça submetida a tração axial pode ser determinada por: Ruptura da seção com furos; Escoamento generalizado barra ao longo do seu comprimento, provocando deformações exageradas; O escoamento da seção com furos conduz a pequenos alongamentos da peça e não constitui um estado limite.

Critérios de Dimensionamento Peças em Geral, com Furos Em peças com furos os dois estados limites (ruptura da seção com furos e escoamento da seção bruta) podem ocorrer. A resistência de projeto é dada pela menor entre elas.

Peças em Geral, com Furos Ruptura da Seção com Furos Na hipótese de ruptura da seção com furos considera-se a área líquida da seção 𝐴 𝑛 . 𝑅 𝑑𝑡 = 𝐴 𝑛,𝑒𝑓 𝑓 𝑢 𝛾 𝑎2 Onde: γ a2 =1,35 (Para esforços devidos a combinações normais); f u Tensão resistente a tração do aço (Tensão de Ruptura); A n,ef Área líquida efetiva;

Peças em Geral, com Furos Escoamento da Seção Bruta Nesta hipótese considera-se a área bruta do elemento. 𝑅 𝑑𝑡 = 𝐴 𝑔 𝑓 𝑦 𝛾 𝑎1 Onde: 𝛾 𝑎1 =1,10 (Para esforços devidos a combinações normais); 𝑓 𝑦 Tensão de escoamento à tração do aço; 𝐴 𝑔 Área bruta;

Peças em Geral, com Furos Limitação de Esbeltez para Peças Tracionadas Denomina-se índice de esbeltez a relação entre o comprimento 𝑙 entre pontos de apoio lateral e o raio de giração mínimo 𝑖 𝑚𝑖𝑛 da seção transversal. AISC, NB Peças tracionadas, exceto tirantes de barras redondas pré-tracionadas 300 𝜆= 𝑙 𝑖 𝑚𝑖𝑛 Onde: 𝜆 Índice de esbeltez; 𝑙 Distância entre os pontos com apoio lateral; 𝑖 𝑚𝑖𝑛 = 𝐼 𝐴 Raio de Giração;

Exercício Calcular a espessura necessária chapa de 100mm de espessura, sujeita a carga axial de 100kN. Resolver o problema para o aço MR250 utilizando o método das tensões admissíveis com 𝜎 𝑡 =0,6 𝑓 𝑦 . 𝑵=𝟏𝟎𝟎𝒌𝑵 𝟏𝟎𝟎𝒎𝒎

𝜎 𝑡 =0,6𝑥 𝑓 𝑦 =0,6𝑥250𝑀𝑃𝑎=150𝑀𝑃𝑎= 15𝑘𝑁 𝑐𝑚 2 Exercício Resolução: 𝑵=𝟏𝟎𝟎𝒌𝑵 𝟏𝟎𝟎𝒎𝒎 Para o aço MR205 a tensão de escoamento é 𝑓 𝑦 =250𝑀𝑃𝑎. Logo: 𝜎 𝑡 =0,6𝑥 𝑓 𝑦 =0,6𝑥250𝑀𝑃𝑎=150𝑀𝑃𝑎= 15𝑘𝑁 𝑐𝑚 2 𝜎 𝑡 ≥ 𝑁 𝐴 𝑔 = 100𝑘𝑁 𝐴 𝑔 𝐴 𝑔 ≥ 𝑁 𝜎 𝑡 =100𝑘𝑁 15𝑘𝑁 𝑐𝑚 2 𝐴 𝑔 ≥ 6,67𝑐𝑚 2 𝐴 𝑔 =𝑏×𝑡 6,67𝑐𝑚 2 𝑡≥ 𝐴 𝑔 𝑏 = 6,67𝑐𝑚 2 10𝑐𝑚 𝑡≥0,67cm

Peças em Geral, com Furos Área da Seção Transversal Líquida Em uma barra com furos a área líquida ( 𝐴 𝑛 ) é obtida através da subtração da área bruta ( 𝐴 𝑔 ) da área dos parafusos contidos em uma seção reta.

Peças em Geral, com Furos Área da Seção Transversal Líquida Em uma furação enviesada, é necessário pesquisar diversos percursos (1-1-1, 1-2-2-1) para encontrar o menor valores de seção líquida, pois a peça pode romper segundo qualquer um desses percursos. 1 2 1 p g s

Peças em Geral, com Furos Área da Seção Transversal Líquida 1 1 2 p g s p = Espaçamento entre furos da mesma linha (pitch); g = Espaçamento transversal entre duas linhas de furos (gage); s = Espaçamento longitudinal entre furos de linha diferentes (também denominado de pitch);

Peças em Geral, com Furos Área da Seção Transversal Líquida Os segmentos enviesados são calculados com um comprimento reduzido, dado pela expressão empírica: 𝒈+ 𝒔 𝟐 𝟒𝒈 A área líquida ( 𝐴 𝑛 ) de barra com furos pode ser representada pela equação: 𝑨 𝒏 = 𝒃− 𝒅+𝟑,𝟓𝒎𝒎 + 𝒔 𝟐 𝟒𝒈 𝒕