Estruturas de aço
"Lunc "Lunch h atop atop a skys skyscr crap aper er “ 1932- Rockfeller Rockfeller Center, Center, Manhattan Manhattan PROFª.
ALINE
PALIGA
Ligações soldadas Sold Solda a é a uniã união o de mater ateria iais is,, obti obtida da por por fusã fusão o das das parte partess adja adjace cent ntes es.. As cons co nstr truç uçõe õess em aço aço onde onde a sold solda a é util utiliz izad ada a exige xigem m que que o sold soldad ador or seja seja especializado.
Para obter uma deve-se observar: 1- a forma correta do entalhe, conforme indicado no desenho; 2- homogeneidade homogeneidade do metal depositado; depositado; 3- perfeição entre o metal depositado e o metal base Para que a solda seja de deve-se: 1- empregar soldadores qualificados; 2-utilizar 2-utilizar eletrodos eletrodos de qualidade; qualidade; 3-trabalhar 3-trabalhar com materiais materiais perfeitamente perfeitamente soldáveis; soldáveis; 4-controle de soldas executadas através de raio-x e ultrassom. Para ara maio maiorr co cont ntrrole ole de qual qualid idad ade e das das liga ligaçõ ções es sold soldad adas as deve deve-s -se, e, quan quando do possível, possível, utilizá-las utilizá-las apenas na fábrica. fábrica.
Ligações soldadas Sold Solda a é a uniã união o de mater ateria iais is,, obti obtida da por por fusã fusão o das das parte partess adja adjace cent ntes es.. As cons co nstr truç uçõe õess em aço aço onde onde a sold solda a é util utiliz izad ada a exige xigem m que que o sold soldad ador or seja seja especializado.
Para obter uma deve-se observar: 1- a forma correta do entalhe, conforme indicado no desenho; 2- homogeneidade homogeneidade do metal depositado; depositado; 3- perfeição entre o metal depositado e o metal base Para que a solda seja de deve-se: 1- empregar soldadores qualificados; 2-utilizar 2-utilizar eletrodos eletrodos de qualidade; qualidade; 3-trabalhar 3-trabalhar com materiais materiais perfeitamente perfeitamente soldáveis; soldáveis; 4-controle de soldas executadas através de raio-x e ultrassom. Para ara maio maiorr co cont ntrrole ole de qual qualid idad ade e das das liga ligaçõ ções es sold soldad adas as deve deve-s -se, e, quan quando do possível, possível, utilizá-las utilizá-las apenas na fábrica. fábrica.
Tipos de solda Pode-se ter os seguintes tipos de solda: 1(solda de chanfro) chanfro) Penetração total Penetração parcial 2(cordão) 3Em furos Em rasgos
Classificação – têm o comprimento ininterrupto 1– são descontínuas ao longo de sua extensão 23- não são estrutur estruturais ais,, servem ser vem para para manter manter os componen componentes tes em alinhamento até a solda definitiva.
1
2
3
Processos de soldagem 1– neste processo tem-se gases desprendidos do revestimento do
eletrodo proveniente de sua fusão. A finalidade dos gases é criar uma atmosfera inerte de proteção para evitar a porosidade (introdução de O2 do ar atmosférico no material de solda) e dar estabilidade ao arco e portanto uma maior penetração à solda.
Processos de soldagem – neste 2processo são utilizados um eletrodo nu e um tubo de fluxo com material granulado, que funciona como isolante térmico, o que garante proteção contra os efeitos da atmosfera. O fluxo granulado funde-se parcialmente, formando uma camada de escória líquida que depois é solidificada. Somente executa soldas contínuas e planas.
Processos de soldagem 3– pode ser utilizada em todas as posições e permite um controle visual. No caso de solda ao ar livre é necessária a proteção contra o vento. O gás utilizado pode ser o CO2. Também chamada de solda MIG( Metal Inert Gas), quando utiliza gases inertes ou mistura deles, ou MAG (Metal Active Gas), quando utiliza gases ativos ou misturas de gases ativos e inertes.
Processos de soldagem – 4semelhante ao GMAW, só que o eletrodo é tubular e o gás vem internamente ao eletrodo. Também chamado Processo com Arame Tubular.
Tipos de juntas Junta de topo
Junta em “tê”
Junta de canto
Junta de transpasse ou sobreposta
Junta de borda
Designação de eletrodos O eletrodo a ser utilizado em uma ligação soldada deve ser compatível com o metal base, devendo ter resistência de cálculo maior que a do metal base (metal a ser soldado). Os eletrodos são referenciados genericamente por:
posição da soldagem (1 qualquer, 2 só na horizontal) tipo de eletrodo (tipo de corrente e revestimento)
representa a resistência à ruptura por tração σ w em ksi Exemplo: E70xx⟶ σ w=70ksi=485MPa E60xx⟶ σ w=60ksi=415MPa
Simbologia da solda A simbologia da solda adotada nos desenhos de estruturas metálicas é a da American Welding Society (AWS)
Simbologia da solda A leitura é sempre feita da esquerda para a direita, independente da seta.
Exemplos:
solda de entalhe
solda de filete
Simbologia da solda
Simbologia da solda Solda de filete contínua em toda volta com espessura de 5mm
Solda reta de entalhe
Solda de entalhe em “V” de ambos os lados Abertura de raiz: 5mm
Simbologia da solda Solda de entalhe em “V” de ambos os lados Abertura de raiz: 3mm
Solda de entalhe em “V” de ambos os lados Abertura da raiz: 3mm
Solda de entalhe em “V” em um dos lados Penetração parcial Abertura da raiz: 0 Face da raiz: 3mm Espessura do entalhe: 6mm
Simbologia da solda Solda de entalhe em “V” de ambos os lados Abertura de raiz: 0 Face da raiz: 5mm Espessura do entalhe: 3mm
Solda de entalhe em “U” do lado oposto Penetração parcial Abertura da raiz: 0 Face da raiz: 0 Espessura do entalhe: 5mm
Simbologia da solda Os símbolos básicos para cada tipo de solda são apresentados abaixo:
Dimensionamento de ligações soldadas Para o dimensionamento de soldas deve-se levar em conta as dimensões de controle previstas em norma, tipo de eletrodo e área de contato. 1A dimensão da solda deve ser estabelecida em função da parte mais espessa soldada, exceto quando tal dimensão não necessite ultrapassar a espessura da parte menos espessa, desde que obtida a resistência de cálculo necessária. As de soldagem para solda filete são relacionadas da tabela abaixo da norma – tabela 10 (perna do filete mínima)
Dimensionamento de ligações soldadas As de soldagem para a solda de filete são relacionadas na tabela abaixo (Item 6.2.6.2.2 pág 74):
é o menor dos dois lados, situados na fase da fusão, do maior triângulo que pode ser inscrito na seção da solda.
é a interseção das faces de fusão. é a espessura desfavorável t.
Dimensionamento de ligações soldadas As soldas de filete são assimiladas, para efeito de cálculo, a triângulos retângulos. Os filetes são designados pelos comprimentos de seus lados. Assim, um filete de 8mm significa um filete de lados b iguais a 8mm. Um filete 6mmx10mm designa filete com um lado de 6mm e outro de 10mm. Na maioria dos casos, os lados dos filetes são iguais. A para o cálculo de um filete de solda de lados iguais b e de comprimento efetivo L vale: Aw
tL
0,7bL
As soldas de filete realizadas pelo processo do arco submerso são mais confiáveis que as de outros processos. Adotam-se então espessuras efetivas maiores que as indicadas na figura do slide anterior: b 10mm
te b
b 10mm
t e t 3mm
Aw
te L
Dimensionamento de ligações soldadas Deve-se considerar a transferência de esforços de uma chapa à outra por cisalhamento através da garganta de solda; o estado limite é o de ruptura do metal da solda. Rd =
( Aw 0, 6 w ) 1,35
Dimensionamento de ligações soldadas 2As resistências de cálculo das soldas são dadas em função de uma área efetiva da solda: Aw te L
J e U a espessura efetiva é igual a profundidade do chanfro.. onde te é a espessura efetiva (tabela 5 da norma) e L é o comprimento efetivo e pela área AMB do metal-base, igual ao produto do comprimento da solda pela espessura da peça mais delgada da ligação. Para soldas de entalhe de sujeitas a tensões de compressão ou tração perpendiculares ao eixo da solda, as resistências de cálculo são obtidas com base no escoamento do metal-base (σy) ( A MB y ) Rd = 1,10
Dimensionamento de ligações soldadas Para soldas de entalhe de sujeitas a tensões de compressão ou tração ou perpendiculares ao eixo da solda, a resistência é determinada com o menor valor entre as equações: (tabela 8 norma - para combinações normais) Metal-base: Rd =
Metal da solda:
( A MB y ) 1,10
Rd =
( Aw 0, 6 w ) 1,25
Exercícios Uma chapa de aço 12mm, sujeita à tração axial de 40kN, está ligada a uma outra chapa 12mm formando um perfil de T, por meio da solda. Dimensionar a solda usando eletrodo E60 e aço ASTM A36.
Exercícios Qual o comprimento e qual a espessura da solda de filete requeridos para a conexão da figura? Admitir aço ASTM A36 e eletrodo E60. O esforço solicitante é variável.
Peças comprimidas Para o dimensionamento de barras à compressão deve-se levar em conta, principalmente, a flambagem das peças ( Item 5.3 da norma).
Define-se como carga crítica de flambagem, a carga a partir da qual a barra que está sendo comprimida mantém-se em posição indiferente. 2
Pcrit =
EI
Le
2
Le
KL
E⟶módulo de elasticidade do aço I⟶menor momento de inércia da barra L⟶comprimento de flambagem da barra K⟶parâmetro de flambagem r⟶menor raio de giração da barra
Peças comprimidas Ao contrário do esforço de tração que tende a retificar as peças reduzindo o efeito de curvaturas iniciais existentes, o esforço de compressão tende a acentuar esse efeito. Os deslocamentos laterais produzidos compõem o processo de . As peças podem ser constituídas de seções simples ou de seção múltipla. As chapas desses componentes de um perfil comprimido podem estar sujeitas à , que é uma estabilidade caracterizada pelo aparecimento de deslocamentos transversais à chapa, na forma de ondulações
Peças comprimidas
:
=
Le r
Dimensionamento de barras comprimidas Para o dimensionamento de barras à compressão deve-se levar em conta as condições de vínculo das barras que determinam o parâmetro de flambagem K . O índice de esbeltez é limitado a um valor máximo: (Item 5.3.5) máx =200
Caso tenha-se uma barra com o índice de esbeltez maior que o valor limite deve-se trocar a barra.
Dimensionamento de barras comprimidas : (Item 5.3.2 pág 44)
N d
QA g y
1,10
Q ⟶coeficiente de redução que considera a flambagem local A relação b/t da peça comprimida tem que ser inferior a relação da (pág 128). Q=1,0⟶ para relações b/t menores que as apresentadas na Para valores maiores que os permitidos por esta tabela, ver anexo E da norma, que irá fornecer valores de Q menores que 1,0. O valor de pode ser obtido em função de através da tabela 4 ou da figura 11 0 da norma. 0
índice de esbeltez para barras comprimidas
⟶
0
Q y
E
Dimensionamento de barras comprimidas
Dimensionamento de barras comprimidas
Dimensionamento de barras comprimidas Grupo 5 – k c
4
h t w
h – altura de alma tw – espessura da alma
Valores de χ
Valores de χ
Exercícios Para a barra dada verificar sua resistência ao esforço normal de compressão: Perfil I 152,4 x 18,5kg/m A=23,60cm2 r x=6,24cm r y=1,79cm bf =84,6mm t =9,2mm f d=152,4mm tw=5,84mm Aço MR-250 y=250MPa e u=400MPa E=205GPa Sd=80kN; barra bi rotulada L=3m
Exercícios Calcular o esforço resistente de projeto à compressão em dois perfis H152(6’’)x40,9kg/m, sem ligação entre si, e comparar o resultado com o obtido para os perfis ligados por solda longitudinal. Considerar uma peça de 4m, bi rotulada. Aço A-36 y=250MPa e u=400MPa E=205GPa
Exercícios
Exercícios Peças comprimidas formadas por associações de cantoneiras justapostas (a) cantoneiras de abas iguais (b) cantoneiras de abas desiguais, lado a lado (c)cantoneiras de abas iguais, opostas pelo vértice (d)cantoneiras de abas desiguais, opostas pelo vértice You're Readingda a Preview 1-1 eixo em torno do qual se dá flambagem peça individual Unlock full access with free trial.composta x-x eixo em torno do qual se dá flambagem daapeça Espaçamento entre calços:
l
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rmin
1 KL
2 r conjunto
Exercícios
