AULA 6 - Dimensionamento de Ligacoes Soldadas

FE UEM/DECi - Eng. Civil Construes Metlicas e de Madeira

F. Ricardo & J. Pindula AULA 6 - Dimensionamento de Ligacoes Soldadas. - i/8

NDICE

6.1. DISPOSIES REGULAMENTARES BSICAS (R.E.A.E) .................................... 1

6.1.1. CONSIDERAES GERAIS - ARTIGO 26 ....................................................................... 1

6.1.2. TIPOS DE CORDES DE SOLDADURA - ARTIGO 27 ....................................................... 1

6.1.3. DIMENSES CARACTERSTICAS DOS CORDES - ARTIGO 28 ........................................ 1

6.1.4. CONDICIONAMENTOS DAS DIMENSES DOS CORDES - ARTIGO 29 ............................. 2

6.1.5. TIPOS DE SOLDADURA DE TOPO - ARTIGO 30 ............................................................. 3

6.2. VERIFICAO DA SEGURANA DAS LIGAES SOLDADAS ......................... 3

6.2.1. GENERALIDADES - ARTIGO 56 .................................................................................. 3

6.2.2. VERIFICAO DA SEGURANA DAS LIGAES SOLDADAS - ARTIGO 60 ....................... 3

6.2.3. EXEMPLOS ............................................................................................................. 5

Exemplo 1 ........................................................................................................................... 5

Exemplo 2 ........................................................................................................................... 7


F. Ricardo & J. Pindula AULA 6 - Dimensionamento de Ligacoes Soldadas. - 1/8

6.1. DISPOSIES REGULAMENTARES BSICAS (R.E.A.E)

6.1.1. Consideraes gerais - Artigo 26

Nas ligaes soldadas atender-se- s seguintes condies gerais:

a) A disposio das soldaduras e a sua ordem de execuo devem ser estabelecidos de modo

a reduzir, quanto possvel, os estados de tenso devidos operao de soldadura;

b) Deve evitar-se a concentrao excessiva de soldadura numa mesma zona;

c) Salvo justificao especial, evitar-se- soldar elementos de espessura superior a 30 mm;

d) Evitar-se- criar variaes bruscas de seco, pela concentrao de tenses a que do

origem, nomeadamente em elementos que tenham de ser soldados em toda a periferia

deve evitar-se praticar entalhes ou furos de dimenses importantes;

e) Para a ligao das extremidades de barras as soldaduras devem estar dispostas, quanto

possvel, equilibradamente em relao ao eixo de cada barra;

f) No projecto devem ser tidas em considerao as condies de execuo e montagem

indicadas no artigo 65.

6.1.2. Tipos de cordes de soldadura - Artigo 27

Os tipos de cordes de soldadura so:

a) Cordes de topo cordes que unem as peas colocadas topo a topo, no prolongamento

umas das outras, tenham ou no eixos coincidentes;

b) Cordes de ngulo cordes que ligam as peas colocadas com sobreposio ou se

intersectam.

6.1.3. Dimenses caractersticas dos cordes - Artigo 28

As dimenses caractersticas dos cordes de soldadura so a espessura e o comprimento, tal

como so definidos nas alneas seguintes:

a) A espessura dos cordes deve ser considerada do modo seguinte:

i. Cordes de topo No caso dos elementos a ligar terem a mesma espessura, ser

essa a espessura do cordo; no caso de terem espessura diferente, a espessura a

considerar ser a do elemento mais delgado.

ii. Cordes de ngulo A espessura ser considerada igual altura do tringulo

issceles inscrito na seco do cordo;



b) O comprimento dos cordes deve ser considerado do modo seguinte:

i. Quando existirem crateres de extremidade, o comprimento do cordo a considerar

ser o seu comprimento total, descontando o comprimento dos crateres, avaliado

este em duas vezes a espessura;

all t 2

ii. Quando se evita a formao de crateres de extremidade (pela utilizao de peas

de extenso ou outros meios adequados), o comprimento do cordo a considerar

ser o comprimento total.

tll

6.1.4. Condicionamentos das dimenses dos cordes - Artigo 29

As dimenses dos cordes de soldadura devem satisfazer aos seguintes condicionamentos:

a) A espessura dos cordes no deve ser inferior a 3 mm;

mma 3

b) A espessura dos cordes de ngulo deve ser superior a 0,7 da menor espessura dos

elementos a ligar;

min.7,0 ta

c) Os cordes de topo contnuos devem ocupar toda a extenso de justaposio;

d) Os cordes de ngulo contnuos no devem ter comprimento inferior a 40 mm;

mml 40

e) Nos cordes de topo descontnuos o comprimento de cada troo no deve ser inferior a

quatro vezes a espessura do elemento mais fino a ligar e o intervalo entre dois troos

sucessivos no deve exceder doze vezes aquela espessura;

min

min

'

.12

.4

te

tl

onde:

l comprimento de cada troo nos cordes de topo descontnuos

tmin espessura do elemento mais fino a ligar

e intervalo entre dois troos soldados sucessivos

f) Nos cordes de ngulo descontnuos o comprimento de cada troo no deve ser inferior a

quatro vezes a espessura do elemento mais fino a ligar. O intervalo entre dois troos

sucessivos no deve exceder dezasseis vezes a espessura do elemento mais fino, no caso



de elementos sujeitos a esforos de compresso, e 24 vezes essa espessura, no caso de

elementos sujeitos a esforos de traco.

traccaodeesforparate

compressaodeesforparate

tl

cos.24

cos.16

.4'

min

min

min

6.1.5. Tipos de soldadura de topo - Artigo 30

O tipo de cordo a utilizar na soldadura de topo depende essencialmente da espessura dos

elementos a ligar e da possibilidade de execuo da soldadura pelas duas faces, do modo

indicado nas alneas seguintes:

a) No caso de a espessura no exceder 6 mm e ser possvel realizar a soldadura pelas duas

faces, esta poder executar-se, em geral, sem prvia formao de chanfros;

b) No caso de a espessura estar compreendida entre 6 mm e 15 mm, executar-se-, em geral,

um cordo em forma de V;

c) No caso de a espessura exceder 15 mm e ser possvel realizar a soldadura pelas duas

faces, executar-se-, em geral, um cordo em forma de X;

d) No caso de a espessura exceder 15 mm e no ser possvel realizar a soldadura pelas duas

faces, executar-se- um cordo em forma de U ou um cordo em forma de V, utilizando

uma contrachapa que permita efectuar a soldadura com as arestas inferiores do chanfro

afastadas.

6.2. VERIFICAO DA SEGURANA DAS LIGAES SOLDADAS

6.2.1. Generalidades - Artigo 56

A verificao da segurana das ligaes deve ser feita em relao aos estados limites ltimos de

resistncia, devendo os valores de clculo dos esforos ou tenses resistentes ser iguais ou

superiores aos valores de clculo dos esforos ou tenses actuantes.

6.2.2. Verificao da segurana das ligaes soldadas - Artigo 60

A verificao da segurana das ligaes soldadas deve ser efectuada do modo indicado nas

alneas seguintes:

a) No caso dos cordes de topo, no necessrio comprovar por clculo a sua segurana

desde que sejam satisfeitas na execuo as condies enunciadas nos artigos 11, 29,

30 e 31;



b) No caso de cordes de ngulo, para a verificao da segurana os valores de clculo das

tenses resistentes so iguais a fyd, devendo os valores de clculo das tenses actuantes

ser tomados iguais a uma tenso de referncia dada por:

2,,2,2, .8,1..8,0).(4,1.1

SdlSdpSdSdpSdrefSd

em que: SdlSdpSd ,, ,, - componentes convencionais, determinadas pelas regras da resistncia

dos materiais, dos valores de clculo das tenses mdias referidas

seco da bissectriz do cordo (axl), rebatida sobre o plano da

ligao dos elementos

- coeficiente dependente da espessura do cordo

11

1.8,0

a

A expresso refSd. , utilizada para a verificao da segurana em cordes de ngulo, transforma-

se nas expresses simples seguintes, quando aplicada aos casos masi correntes de ligaes, e

considerando 9,0 :

a) Cordes que realizam a transmisso de um esforo longitudinal de compresso ou de

traco:

Cordo frontal [fig.25,a]: al

FSdrefSd

..77,0,

Cordes laterais [fig.25,b]:

al

FSdrefSd

..67,0.

Cordo oblquo [fig.25,c]: 22, cos.8,1.4,1(...90,0

senal

FSdrefSd

Cordes oblquos e laterais [fig.25,d]

)cos.29,1(

.

13,1

...77,0

22

332211

,

sen

alalal

FSdrefSd

Cordes oblquos simtricos [fig. 25,e]: Aplicar-se- a frmula relativa ao cordo oblquo,

substituindo al. por al.

b) Cordes que realizam a transmisso de um esforo transversal [fig.25,f]:

al

FSdrefSd

..77,0.



c) Cordes que realizam a ligao entre a alma e o banzo de uma viga de alma cheia

[fig.25,g]:

- Se: 2

ea

, Ia

TS SdrefSd

..2

..

67,0

1,

em que:

SdT - esforo transverso de clculo da seco considerada

S - momento esttico da seco do banzo relativamente ao eixo de flexo simples

da viga.

I - momento de inrcia da seco relativamente ao mesmo eixo.

- Se 2

ea , No necessria a verificao da segurana;

d) Cordes que realizam a ligao de uma viga a um pilar [fig.25,h]:

Para os cordes que ligam o banzo da viga ao pilar:

111,

....

77,0

1

alh

M

al

N SdSdrefSd

Para os cordes que ligam a alma da viga ao pilar:

2

22

2

,.

8,1.

.4,1.90,0

1

alT

al

N SdSdrefSd

6.2.3. EXEMPLOS

Exemplo 1

Para a pea dada, dimensionar o cordo de soldadura e verificar a sua estabilidade. A fora de

traco FSd = 206 KN e a espessura da chapa de 10 mm. Os materiais so de ao tipo Fe 360.

a) Considerando apenas cordes laterais (um de cada lado).

b) Considerando tambm um cordo frontal.



Resoluo:

Dados: FSd = 206 KN, MpaRd 135 , Mpaf ydrefSd 235,

Dimensionamento dos cordes

Os elementos a ligar tm todos a espessura t = 10 mm.

min.7,0 ta = 0,7.10 = 7 mm

a) Considerando apenas cordes laterais, temos:

al. = al..2

Cordes laterais [fig.25,b], REAE:

al

FSdrefSd

..67,0. = yd

Sd fal

F

..2.67,0

yd

Sd

fa

Fl

..34,1 =

235.10.7.34,1

10.2063

3

0,09345 m 9,35 cm

Considerando a existncia de crateres de extremidade, temos:

all t 2 allt 2 = 9,35 + 2.0,7 = 10,75 cm 11 cm

b) Considerando tambm um cordo frontal, temos:

Cordo frontal [fig.25,a], REAE:

all t 2 l 80 2.7 = 66 mm

al

FSdrefSd

..77,0. ydf alfF ydSd ..77,0.1 = 235.103.0,77.6,6.10-2.7.10-3 = 83,6 KN

Cordes laterais [fig.25,b], REAE:

12 SdSdSd FFF 206 83,6 = 122,4 KN

al

FSdrefSd

..67,0. = yd

Sd fal

F

..2.67,0

yd

Sd

fa

Fl

..34,1

2 =

235.10.7.34,1

10.4,1223

3

0,0555 m 5,55 cm




all t 2 allt 2 = 5,55 + 2.0,7 = 6,95 cm 7 cm

Exemplo 2

Dimensionar a ligao soldada de duas cantoneiras L45x45x5 pertencentes a asna da estrutura de

cobertura de um alpendre, sujeitas a um esforo de traco de 89,2 KN. Considere a utilizao de

uma chapa de ligao de 5 mm de espessura. Os materiais so de ao tipo Fe 360.

Resoluo:

Dados: TSd = 89,2 KN, MpaRd 135 , Mpaf ydrefSd 235,

Dimensionamento dos cordes

Os elementos a ligar tm todos a espessura t = 5 mm.

min.7,0 ta = 0,7.5 = 3,5 mm

Considerando o dimensionamento do cordo de um dos lados (soldadura entre um dos perfis e a

chapa), temos:

T =2

2,89

2Sd

T= 44,6 KN

3

3

10.5,3.135

10.6,44

..

a

Tl

la

T

A

T

Rdcorte

corte

Rd

= 0,0944 m 9,5 cm


all t 2 allt 2 = 9,5 + 2.0,35 = 10,2 cm 10,5 cm

Verificao da estabilidade da ligao

Cordes laterais [fig.25,b]:

al

FSdrefSd

..67,0. =

)10.5,3.510,9.(67,0

10.6,4432

3

200,2 Mpa fyd = 235 Mpa Verifica a

segurana

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