O módulo Ligações IV - Aparafusadas para edificação com perfis laminados e compostos em duplo T permite no CYPECAD, nas Estruturas 3D integradas e no CYPEl 3D realizar o cálculo e dimensionamento automático de ligações aparafusadas de perfis laminados e compostos em duplo T dos tipos mais habituais nos pórticos de edificação. Em Tipologia de ligações aparafusadas para edificação implementadas e em Normas implementadas para o cálculo de ligações aparafusadas para edificação pode consultar os tipos de ligações que dimensionam o módulo Ligações IV e as normas que se podem utilizar.
Normas implementadas para o cálculo de ligações aparafusadas para edificação
As normas implementadas para o cálculo de ligações aparafusadas no CYPECAD, CYPE 3D e nas Estruturas 3D integradas de CYPECAD são as seguintes:
Dependendo da norma de aço utilizada, as séries de parafusos que se podem utilizar são as que se indicam na seguinte tabela.
Normas de aço |
Séries de parafusos |
Séries de parafusos |
---|---|---|
ABNT NBR 8800 (Brasil) |
ASTM A307 |
ASTM A325 |
ANSI/AISC 360-05 (LRFD) (USA - Internacional) |
ASTM A307 |
|
CTE DB SE-A (Espanha) |
ISO 7411 |
ISO 4014 |
IS 800: 2007 (India) |
ISO 7411 |
Tipologia de ligações aparafusadas para edificação implementadas
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal e outra a um banzo mediante chapa frontal (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal e outras duas aos banzos mediante chapas frontais (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal e outra a um banzo mediante chapa frontal (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal e outras duas aos banzos mediante chapas frontais (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal e outra a um banzo mediante chapa frontal (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada à alma do pilar mediante chapa frontal e outras duas aos banzos mediante chapas frontais (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais e outra a um banzo mediante chapa frontal (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais e outras duas aos banzos mediante chapas frontais (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais e outra a um banzo mediante chapa frontal (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais e outras duas aos banzos mediante chapas frontais (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais e outra a um banzo mediante chapa frontal (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas à alma do pilar mediante chapas frontais e outras duas aos banzos mediante chapas frontais (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal e com uma viga ortogonal articulada mediante chapa lateral (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal e com duas vigas ortogonais articuladas mediante chapas laterais (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal e com uma viga ortogonal articulada mediante chapa lateral (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal e com duas vigas ortogonais articuladas mediante chapas laterais (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal e com uma viga ortogonal articulada mediante chapa lateral (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de uma viga encastrada ao banzo do pilar mediante chapa frontal e com duas vigas ortogonais articuladas mediante chapas laterais (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo mediante chapa lateral (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo mediante chapas laterais (em extremo de pilar) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo mediante chapa lateral (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo mediante chapas laterais (pilar contínuo) (1) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo mediante chapa lateral (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar mediante chapas frontais e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo mediante chapas laterais (em transição de pilares) |
Ligação aparafusada de duas peças de igual perfil em prolongamento recto mediante chapa frontal |
Ligação aparafusada de duas vigas iguais encastradas entre si (uma horizontal e a outra com inclinação descendente ou ascendente) mediante chapas frontais |
Ligação aparafusada de uma viga articulada a outra mediante chapa lateral |
Ligação aparafusada de duas vigas articuladas a outra mediante chapas laterais |
Pormenor de tirante |
Placa de amarração soldada sobre sapatas, maciços de encabeçamento de estacas e lajes |
(1) As ligações com pilar contínuo só se podem introduzir em CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD. Em CYPECAD os pilares que chegam à ligação estão em transição ou em extremo.
As opções de cálculo para ligações soldadas e aparafusadas podem configurar-se no diálogo Opções. Este diálogo acede-se desde as seguintes opções do menu:
Este diálogo dispõe de três separadores:
Ligações aparafusadas pré-esforçadas e não pré-esforçadas
CYPECAD, CYPE 3D e Estruturas 3D integradas de CYPECAD permitem calcular as ligações aparafusadas com parafusos pré-esforçados ou não pré-esforçados. Esta opção encontra-se no diálogo Cálculo (menu Cálculo> Calcular) ou no diálogo de cálculo de Ligações (menu Ligações> Calcular).
Quando se calcula a estrutura tendo em conta o efeito da acção sísmica, o programa obriga ou recomenda a utilização de parafusos pré-esforçados dependendo da norma sísmica seleccionada. Se essa norma obriga a utilizar parafusos pré-esforçados nas ligações, o programa selecciona esta opção e não permite que seja desactivada. Se a norma sísmica não obriga a utilizar parafusos pré-esforçados, o programa recorda o utilizador que é aconselhável tal e como se recomenda no Eurocódigo 8.
Quando se utilizam parafusos pré-esforçados o programa também indica as classes de superfícies de atrito que devem utilizar-se, no caso que a superfície de atrito seleccionada pelo utilizador em opções de cálculo não seja a adequada.
Se os avisos não são atendidos pelo utilizador, é possível que a ligação aparafusada pré-esforçada não seja dimensionada pelo programa. Em tal caso, quando o utilizador consulta as ligações depois do cálculo, o programa indica como erro os motivos que impediram o seu dimensionamento.
Dimensionamento das ligações aparafusadas
Se durante o processo de cálculo da estrutura se detectam nós cujas configurações se ajustam às tipologias resolvidas pelo programa, este dimensionará as ligações e dará como resultado os desenhos com os pormenores construtivos, vistas 3D e as listagens de verificação e medição das mesmas.
No dimensionamento das ligações aparafusadas, o programa calcula as dimensões das chapas e dos rigidificadores, o número e disposição de parafusos óptimos e as gargantas das soldaduras necessárias para a correcta transmissão dos esforços nos nós.
O programa dimensiona ligações aparafusadas mediante chapa frontal ou chapa lateral:
Extremos indeformáveis das barras
Quando se calculam as ligações aparafusadas ou soldadas, 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 das barras, onde se consideram indeformáveis por estarem contidas dentro do nó.
Rigidezes rotacionais nos extremos das peças
Nos extremos das peças (barras ou conjunto de barras alinhadas que formam uma peça), o programa permite atribuir os coeficientes de encastramento xy e xz ou atribuir rigidezes rotacionais nesses planos. A definição das rigidezes rotacionais permite a modelização das ligações cuja rigidez à rotação é fundamental considerar, como é o caso das ligações aparafusadas.
Em cada ligação aparafusada dimensionada, o programa calcula (para todas as combinações de esforços actuantes) as rigidezes rotacionais de cada extremo da peça encastrada e sugere ao utilizador um valor com o que se deverá recalcular a estrutura. A rigidez proposta será a menor das calculadas em cada extremo da peça, na qual corresponde à de maior momento positivo ou negativo.
Após o cálculo e nas peças encastradas a ligações aparafusadas, se o utilizador não definiu a rigidez rotacional ou se o valor introduzido difere em mais de 20% do proposto pelo programa, avisa-se desta situação. Surgindo uma advertência como informação no final do cálculo ou mediante a opção Mostrar as mensagens de erros do menu Cálculo.
Com a opção Gestão de rigidezes rotacionais do menu Ligações, o utilizador pode gerir a substituição dos valores. Essa opção activa um diálogo com duas possibilidades:
Rever os valores de rigidez rotacional atribuídos
Mostra na cor verde os extremos de peças cujas rigidezes rotacionais se ajustam às propostas pelo programa; e mostra na cor vermelha os 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 ressalta na cor ciano todos os extremos das peças da estrutura que possuem o mesmo comportamento, o mesmo diagrama momento-rotação e tem atribuído a mesma rigidez rotacional.
Seleccionando o extremo da peça desejada, mostra-se um diálogo que contém informação sobre o tipo de encastramento atribuído ao extremo da peça e o valor da rigidez rotacional proposta pelo programa, assim como o gráfico de comportamento da ligação expressado mediante a curva momento-rotação.
Esse diálogo permite conservar os valores originais ou modicá-los. Se se modificar, a alteração afecta todas as peças do mesmo tipo (as indicadas em azul ciano quando se seleccionou um extremo). Este diálogo também dispõe de uma ajuda informativa (ícone ) onde se detalha minuciosamente os critérios seguidos pelo programa para obter a rigidez rotacional que propõe ao utilizador.
Após atribuir as rigidezes rotacionais propostas pelo programa aos extremos das peças desejadas, é necessário recalcular a estrutura para que se tenha em conta a nova distribuição de esforços que implicou a alteração das rigidezes rotacionais. O programa adverte desta situação.
Critérios de dimensionamento para ligações aparafusadas pré-esforçadas
Nas ligações aparafusadas pré-esforçadas sustitui-se a verificação ao esforço transverso da secção transversal dos parafusos pela verificação ao deslizamento no Estado Limite Último (E.L.U.) e se analisa a interacção tracção mais deslizamento.
Quando o utilizador activa a acção do sismo para o cálculo da estrutura, as ligações aparafusadas pré-esforçadas encastradas calculam-se para um Modo de Rotura 1, o mesmo é dizer, a rotura ocorrerá antes por plastificação da chapa frontal da ligação e não pela rotura dos parafusos. Portanto, quando se tem em conta o efeito do sismo, os parafusos dimensionados são de maior diâmetro para garantir uma capacidade de rotação suficiente.
Características das ligações aparafusadas para edificação dimensionadas
Ligações IV no CYPECAD, Estruturas 3D integradas e CYPE 3D
http://ligacoes.cype.pt/ligacoes_soldadas.htmDe igual forma que sucede com os módulos Ligações I, Ligações II e Ligações III no CYPECAD, o módulo Ligações IV, Aparafusadas - Pórticos de edificação com perfis laminados e compostos em duplo T dimensiona as ligações ao nível da planta (com transição do pilar) e no extremo do pilar. No CYPE 3D e nas Estruturas 3D integradas de CYPECAD, (visto que não existe o conceito de planta) as ligações podem dispor-se a um nível intermédio de um mesmo tramo de pilar (pilar contínuo), no nó de ligação entre dois tramos diferentes de pilares (dispõe-se de chapa de transição entre os dois tramos de pilares) e no extremo do pilar.
Alturas de vigas encastradas ou articuladas a pilares
As peças articuladas ou encastradas a pilares podem ter alturas diferentes.
Vigas inclinadas encastradas ou articuladas a pilares
Vigas inclinadas em ligações com peças encastradas aos banzos e à alma do pilar
Neste caso, as vigas podem ter inclinação em relação ao plano horizontal se coincidem as cotas dos banzos superiores ou inferiores das vigas no ponto de corte com a liga
Vigas inclinadas em ligações com peças encastradas aos banzos e articuladas à alma do pilar
Neste caso, as peças encastradas aos pilares podem ter inclinação em relação ao plano horizontal se a ligação se produz no extremo do pilar. Ao nível da planta ou nos tramos intermédios do pilar, estas vigas devem ser horizontais. Se deseja dimensionar ligações aparafusadas com vigas inclinadas em qualquer tramo do pilar, deve possuir na sua licença o módulo Ligações II.
Encastramentos de vigas a pilares
Com o módulo Ligações IV é possível dimensionar ligações com vigas encastradas à alma e aos banzos do pilar.
Rigidificadores
Dispõem-se sempre rigidificadores na correspondência com todos os banzos.
Quando a diferença de cotas entre os banzos das vigas que se encastram aos banzos de um pilar é pequena não é possível soldar correctamente um rigidificador para cada banzo. Nestes casos, o módulo Ligações IV pode dimensionar a ligação com duas soluções construtivas:
Um rigidificador inclinado entre os dois banzos. Coloca-se quando a distância livre entre os banzos das vigas é maior que a espessura do rigidificador e, por sua vez, menor que a distância que permite colocar dois rigidificadores (um para cada banzo).
Articulações das vigas a pilares
Para que o módulo Ligações IV dimensione um nó com peças articuladas ao pilar, tem que existir ao menos uma peça encastrada, salvo o caso da ligação aparafusada do pilar com viga articulada à alma do pilar no extremo do pilar.
Encastramentos entre vigas de almas coplanares
Com Ligações IV é possível dimensionar a ligação entre duas peças de almas coplanares encastradas entre si, com as seguintes condições:
Consulta de ligações aparafusadas
Após o cálculo poderá consultar as ligações que foram dimensionadas pelo programa.
CYPECAD e CYPE 3D colocam círculos de 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.
Se o cursor se aproxima de um nó no qual existam ligações dimensionadas, surgirá uma informação onde se indicam os tipos de ligações dimensionadas associadas a esse nó, premindo sobre a informação mostra-se um diálogo com três separadores que contém a seguinte informação:
Se o cursor se aproxima de um nó onde hajam ligações não dimensionadas, mas que pertencem a algum dos tipos de ligações reconhecidas pelo programa, mostra-se uma informação sobre as causas que impediram o dimensionamento da ligação. A vista 3D destes nós mostra-se com os elementos que se conseguiram dimensionar.
Placas de amarração dimensionadas com o módulo Ligações IV
O módulo Ligações IV Aparafusadas - Pórticos de edificação com perfis laminados e compostos em duplo T dimensiona placas de amarração soldadas de pilares sobre sapatas, maciços de encabeçamento e lajes.
Nas ligações das estruturas 3D integradas o módulo Ligações IV também dimensiona as placas de amarração se estas se encontram sobre sapatas, maciços de encabeçamento, lajes, paredes, muros, pilares ou vigas de betão (estes quatro últimos se no nó não chegam outras vigas metálicas de CYPECAD ou outras barras metálicas das estruturas 3D integradas).
As características das placas de amarração dimensionadas são:
No ponto Placas de amarração de CYPE 3D pode encontrar mais informação sobre o dimensionamento das placas de amarração.
CYPECAD e CYPE 3D geram uma listagem de ligações com os seguintes dados:
Desenhos de ligações aparafusadas
Os pormenores construtivos das ligações calculadas e dimensionadas pelo programa podem formar parte dos desenhos da estrutura. Os desenhos de ligações incluem os seguintes elementos: