3.6Calculo de Estruturas Soldadas Rev a

Mdulo: 3.6. Clculo de Estruturas Soldadas com cargas predominantemente Estticas

Formador: A. Chaves e Sousa Alfragide, 2014-06

Ps Graduao em Engenharia da Soldadura

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Anlise primria de estruturas

Eurocdigo 3

Seleco de materiais

Tipos de perfis

Tipos de Cordes

Solicitaes dos Cordes

Tipos de Cordes

Clculo dos Cordes de acordo com o Eurocdigo 3

Temas

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Anlise primria de estruturas

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Campo de Aplicao do Eurocdigo 3

Aplica-se ao projecto de edifcios e de obras de engenharia civil em ao.

Trata apenas dos requisitos de resistncia, utilizao e durabilidade das estruturas.

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Termos comuns a todos Eurocdigos

CONSTRUO - tudo o que construdo ou resulta de construo. Edifcios e obras de engenharia civil.

EXECUO - a actividade de criar um edifcio ou obra de engenharia, quer fora do estaleiro quer no estaleiro.

ESTRUTURA - combinao organizada de peas ligadas, concebidas para proporcionarem rigidez (el.

resistentes)

TIPO de EDIFCIO ou OBRA de ENGENHARIA - tipo de construo designando a finalidade pretendida ( ed. de

habitao, ed. Industrial, ponte, etc)

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Termos comuns a todos Eurocdigos

FORMA da ESTRUTURA - tipo estrutural designando a disposio dos elementos estruturais ( viga, estrutura

triangulada, arco, etc.)

MATERIAL de CONSTRUO - um material usado em obras ( beto, ao, madeira, alumnio,etc. )

TIPO de CONSTRUO - indicao do material estrutural principal, por exemplo construo de ao,

construo de beto armado, etc..

PROCESSO CONSTRUTIVO - modo como a construo ser executada.

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Termos comuns a todos Eurocdigos

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Termos especiais usados na parte 1.1 do

Eurocdigo 3

Estrutura reticulada: Parte de uma estrutura, englobando um conjunto de elementos

estruturais directamente ligados, dimensionados para actuarem em conjunto de forma a

resistirem a cargas. Este termo refere-se tanto a estruturas reticuladas com ns rgidos como

a estruturas trianguladas. Abrange as estruturas reticuladas planas e as estruturas

dimensionais.

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Eurocdigo 3

TRELIAS

So definidas por:

barras simples, ligadas nos pontos de juno (ns) os ns so assumidos como articulaes todas as foras exteriores so concentradas nos ns nas barras simples s existiro tenses de trao ou compresso

(tenses de momentos fletores no devero existir). Se existirem

cargas entre os ns as tenses adicionais devem ser

calculadas de acordo com a sua posio e as reaes

distrbuidas pelos ns anexos.

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Trelias

TRELIAS

VANTAGENS DESVANTAGENS

1) Reduo de material 1) Custos elevados de mo-de-

obra

a) custo de material inferior 2) Mais problemas de corroso

b) peso inferior 3) Em caso de incndio segurana

inferior

2) rea exposta ao vento menor

3) Facilita a instalao de redes de

abastecimento

4) Boas para grandes vos

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Trelias

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Trelias

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Trelias

Trelias Regras gerais de projecto

Planear toda a malha com os perfis em trao com o mximo comprimento e os perfis em

compresso o mais curto possvel.

Evitar ngulos de interseco 30, entre perfis.

A escolha do tipo de seco tem influncia nos outros perfis e nos ns.

As linhas dos perfis devero cruzar-se nos ns e serem congruentes com os eixos do CG da

seco do perfil.

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Trelias

Regras gerais de projecto

O clculo de estabilidade deve ser verificado

em todos os perfis com tenses de compresso,

para evitar a encurvadura ou o bambeamento

lateral.

Utilizar perfis com duplo banzo nas ligaes

com tenses de compresso elevada.

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Trelias

Regras gerais de projecto

Reduzir o nmero de juntas em fbrica e

estaleiro e tentar desfas-las.

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Trelias

Regras gerais de projecto

Para trelias com vos 20m prever contra-

flecha a executar no fabrico.

Para trelias com grandes vos, a forma desta

dever seguir a linha da curva dos momentos

(cordas) e curva das tenses de corte

(diagonais e montantes).

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Trelias

Regras gerais de projecto

Nas trelias com cargas predominantemente

estticas as tenses secundrias podem ser

ignoradas desde que se verifiquem as seguintes

situaes:

Pequenos gousset

Barras esbeltas

Ns sem goussets a melhor soluo, porque o

ponto fica menos rgido e as tenses

secundrias so baixas.

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Trelias

Regras gerais de projecto

A altura dos perfis no devero ultrapassar

1/10 do seu comprimento.

Em trelias com cargas no predominantemen-

te estticas as tenses secundrias devem ser

consideradas no clculo esttico. Os ns

devero ser desenhados sem ou com baixos

efeitos concentrador de tenses.

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Trelias

Regras gerais de projecto

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Termos especiais usados na parte 1.1 do

Eurocdigo 3

Sub-estrutura: uma estrutura reticulada que faz parte de uma estrutura maior, mas tratada como estrutura separada numa anlise estrutural.

Tipo de modelo construtivo: termos usados para distinguir entre estruturas reticuladas que so:

Semi-contnuas, em que as propriedades estruturais das ligaes tm que ser consideradas explicitamente na anlise global.

Contnuas, em que s as propriedades estruturais dos elementos tm que ser consideradas explicitamente na anlise global.

Simples, em que as ligaes no tm de resistir a momentos..

Anlise global: determinao de uma distribuio consistente de esforos numa estrutura, que esteja em equilbrio com um determinado conjunto de aces sobre a estrutura.

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Termos especiais usados na parte 1.1 do

Eurocdigo 3

Comprimento do sistema: distncia entre dois pontos contguos em que uma pea esteja contraventada em relao ao deslocamento lateral num dado plano, ou entre um desses pontos e a extremidade da pea .

Comprimento de encurvadura: comprimento do sistema de uma pea semelhante articulada nas extremidades, que tenha a mesma resistncia encurvadura que a pea dada.

Projectista: pessoa com as devidas qualificaes e experincia, responsvel pelo projecto estrutural.

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Aco: uma fora aplicada estrutura, por aco directa(peso de um motor ou deformao imposta, por aco indirecta (variaes de temperatura). Classificao com a sua variao no tempo: Aces permanentes (G), pesos prprios Aces variveis (Q), sobrecargas, aco do vento,vibraes etc. Aces acidentais (A), choque de veculos, exploses, etc..

Classificao com a sua variao no espao: Aces fixas, estrutura sensveis variao do peso prprio, gruas, Aces livres, que do origem a diferentes combinaes de aces, sobrecargas mveis, aco do vento.

Aces

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Valores limites de deformaes

Os valores limites das deformaes das estruturas metlicas no so impostos aleatoriamente mas sim dependentes de

diversos critrios caractersticos de cada construo, como

por exemplo a existncia de elevadores ou pontes rolantes.

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Valores lim. de deformaes,

recomendados pelo Eurocdigo 3

VERTICALMENTE

Coberturas em geral

f l / 200, com 2 l / 250

Pavimentos em geral

f l / 250, com 2 l / 300

Pavimentos suportando

colunas

f l / 400, com 2 l /

500

HORIZONTALMENTE

Colunas de prtico em

geral

l / 300

Colunas de prticos com

pontes rolantes

l / 500

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Valores limites de deformaes

f= 1+2- 0

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Materiais

Aos estruturais, so aqueles normalmente utilizados nas estruturas metlicas.

Valores de clculo dos aos utilizados

Mdulo de elasticidade----------------------------E=210000 N/mm2

Mdulo de toro-----------------------------------G=80769 N/mm2

Coeficiente de dilatao trmica linear----------=12x10-6/ C

Massa volmica-------------------------------------=7850 kg/m3

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Materiais

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Perfis identificao

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Perfis

As estruturas de ao acabam por ser construdas com um conjunto de perfis e chapas ligados entre si,

normalmente por ligaes aparafusadas e soldadas.

Apresentam-se a seguir alguns dos perfis mais utilizados no fabrico de estruturas metlicas.

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Perfis HEB

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Perfis IPE

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Perfis UPN

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Tubos quadrados

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Posio das soldaduras

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Preparao das soldaduras

Para obter uma boa soldadura preciso, por vezes, uma

preparao dos bordos a ligar.

Factores que afectam a preparao

Procedimentos de soldadura

Posio de soldar Espessura do material

Penetrao desejada

Economia da preparao

Consumo de material de adio

Qualidade do material a soldar

Possibilidade de evitar ou atenuar deformaes nas peas

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Chanfros p/ Soldadura topo a topo

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Chanfros p/ Soldadura topo a topo

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Juntas em T ou oblquas

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Juntas em T ou oblquas

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Dimensionamento

As soldaduras topo a topo no se calculam. Admite-se que h continuidade de matria.

A espessura de soldadura deve ser pelo menos igual espessura mais baixa das peas a soldar e o material de

adio de qualidade igual ou superior ao do material

base.

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Dimensionamento

a - espessura til ou garganta, distncia mnima da raiz superfcie do cordo

l - comprimento til do cordo

n - esforo ponderado aplicado a cada cordo , aplicado a meio deste

- componente da tenso mdia, perpendicular seco da garganta.

- componente da tenso mdia, no plano da seco perpendicular ao eixo longitudinal do cordo

- componente da tenso mdia, no plano da seco paralela ao eixo longitudinal do cordo

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Dimensionamento

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Dimensionamento CM66

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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3

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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3

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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3

Cordes laterais

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Dimensionamento segundo o Eurocdigo 3

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Sntese Conclusiva

- O REAE e o Eurocdigo3 impe formas de juntas soldadas

em funo da espessura e do tipo de ligao.

- Mtodos de clculo para juntas soldadas.

- Todas as juntas soldadas de igual resistncia no tm

necessidade de ser soldadas.

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Referncias Bibliogrficas:

1. Eurocdigo 3

2. Regulamento de Estruturas de Ao para Edifcios

3. Pronturio Ensidesa