Dimensionamento de uniões roscadas de acordo com o Eurocódigo 3

O projeto de conexões parafusadas com carga axial é discutido em detalhes usando um exemplo prático e discutindo o conhecimento técnico associado ao projeto.

Neste artigo, focamos no projeto de placas de aço com disposição regular de parafusos nas quais foi aplicada a tensão axial.

Primeiro, vamos discutir o método de construção da chapa de aço com parafusos.

Processo de design

As etapas a seguir podem ser seguidas durante a construção.

• Avalie as propriedades do material

Primeiro, selecione uma espessura de chapa para prosseguir com a construção. Com base na espessura da chapa e no tipo de aço, o limite de escoamento (f_j) e resistência à ruptura (f_Ela) pode ser encontrado na Tabela 3.1 do Eurocode 3.

Então você obtém o γ_m0 e γ_m2 da seção 6.1. Estes valores podem sofrer alterações de acordo com os anexos nacionais.

• Calcule a seção transversal da placa ou a área que aplica a tensão axial.

Diferentes disposições dos parafusos devem ser levadas em consideração e devemos encontrar a seção transversal crítica com a menor área que leva ao aumento da tensão.

A placa é verificada quanto à sua seção transversal bruta e seção transversal crítica (após redução da área do furo). mínimo A seguinte capacidade é assumida como a capacidade do disco (N_t,Rd).

1. 1. 1. N_{pl, Rd} = Af_j /γ_m0 Capacidade de carga da placa da seção transversal bruta (resistência plástica). Aqui está A – seção transversal bruta
      2. N_{você, Rd} = 0,9A_redeF_j /γ_m2 Capacidade de carga da laje para secção bruta (resistência máxima). O seguinte se aplica aqui: A_rede – Seção transversal líquida

• Verifique se a capacidade do disco determinada acima é menor que a carga aplicada.

Capacidade do disco = (N_t,Rd) = min(N_{pl, Rd} N_{você, Rd} )

Carga Aplicada = N_Ed.

N_Ed./N_t,Rd <1

Exemplo resolvido: Construção de uma ligação roscada; placa carregada axialmente

Dados de design

• Carga aplicada à placa: 300 kN
• Espessura da placa 12mm
• Largura da placa 180mm
• Espaçamento dos parafusos: s = p = 60 mm (s & p veja a imagem acima)
• Diâmetro do parafuso 16mm
• Classe de aço S275

Para aço grau S275 e espessura de chapa de 10 mm < 40 mm, os seguintes parâmetros de projeto podem ser encontrados na Tabela 3.1 da EN 1993-1-1 (EC3).

F_j = 275 N/mm²

F_Ela =430 N/mm²

Os coeficientes parciais de segurança resultam da Seção 6.1.

γ_m0 = 1,0

γ_m2 = 1,25

Área da seção transversal da placa

A = 180 x 10 = 1800 mm²

Resistência plástica N_{pl, Rd} = Af_j /γ_m0

N_{pl, Rd} = 1800 x 275 / 1,0 = 495000 N = 495 kN

Calcule a capacidade da placa com redução na área do furo

O método de cálculo para deduzir a área do furo do parafuso é apresentado na Seção 6.2.2.2.

É muito fácil calcular a dedução, pois existe uma equação para isso.

Dedução = t ( nd₀ – Σ (ver²/4p) )

Seção transversal 1 – 1

Dedução = 10 (2 x 18 – 0) = 360 mm²

Seção transversal 2-2

Dedução = 10 (2 x 18 – (60²/4×60) ) = 210 mm²

Seção transversal 3-3

Dedução = 10 (2 x 18 – {(60²/4×60) + (60²/4×60)} ) = 240 mm2

A dedução máxima foi na parte 1-1

Portanto,

A_rede = 1800 – 360 = 1440 milímetros²

Calcule a resistência máxima, N._{você, Rd}

N_{você, Rd} = 0,9 x 1440 x 430 / 1,25 = 445824 N = 445,8 kN

Capacidade do disco = (N_t,Rd) = min(N_{pl, Rd} N_{você, Rd} )

N_t,Rd = min(495, 445,8) = 445,8 kN

N_Ed./N_t,Rd <1

300/445,8 <1 placa pode suportar a carga aplicada.

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