Ligações soldadas para pórticos de edificação com perfis laminados e compostos em duplo T

ÍNDICE

• Normas implementadas para o cálculo de ligações soldadas para edificação
• Tipologia de ligações soldadas para edificação implementadas
• Opções de cálculo
• Dimensionamento de ligações soldadas para edificação
  • Ligações III em CYPECAD, Estruturas 3D integradas e CYPE 3D
  • Ligações de vigas encastradas ou articuladas a pilares
  • Encastramentos de vigas a pilares
  • Articulações de vigas a pilares
  • Encastramentos entre vigas de almas coplanares
  • Extremos indeformáveis de barras
• Consulta de ligações soldadas
• Placas de amarração dimensionadas com o módulo Ligações III
• Listagens de ligações
• Desenhos de ligações

Normas implementadas para o cálculo de ligações soldadas

As normas implementadas para o cálculo de ligações soldadas para edificação no CYPECAD, CYPE 3D e nas Estruturas 3D integradas de CYPECAD são as seguintes:

• ABNT NBR 8800 (Brasil)
• ABNT NBR 8800:2008 (Brasil)
• ANSI/AISC 360-05 (LRFD) (USA - Internacional)
• ANSI/AISC 360-10 (LRFD) (USA - Internacional)
• CTE DB SE-A (Espanha)
• EAE (Espanha)
• Eurocódigo 3 EN 1993-1-8:2005 (Documento geral)
• Eurocódigo 3 NF EN 1993-1-8/NA:2007-07 (com Documento Nacional de Aplicação para França)
• Eurocódigo 3 NP EN 1993-1-8:2005/NA:2010 (com Documento Nacional de Aplicação para Portugal)
• Eurocódigo 3 UNI EN 1993-1-8:2005 (Documento geral adaptado para Itália)
• IS 800: 2007 (India)
• NTC: 14-01-2008 (Itália)

Também estão implementadas as correcções que o CEN (European Committee For Standardization) realizou no Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8:2005/AC:2009).

Tipologia de ligações soldadas para edificação implementadas

Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar (em extremo de pilar)	Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar e outra a um banzo (em extremo de pilar)	Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar e outras duas aos banzos (em extremo de pilar)
Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar e outra a um banzo (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar e outras duas aos banzos (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)
Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar (em transição de pilares)	Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar e outra a um banzo (em transição de pilares)	Ligação soldada de uma viga encastrada à alma do pilar e outras duas aos banzos (em transição de pilares)
Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar (em extremo de pilar)	Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar e outra a um banzo (em extremo de pilar)	Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar e outras duas aos banzos (em extremo de pilar)
Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar e outra a um banzo (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar e outras duas aos banzos (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)
Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar (em transição de pilares)	Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar e outra a um banzo (em transição de pilares)	Ligação soldada de duas vigas encastradas à alma do pilar e outras duas aos banzos (em transição de pilares)
Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (em extremo de pilar)	Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (em extremo de pilar), e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo	Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (em extremo de pilar), e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo
Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (pilar contínuo) (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (pilar contínuo), e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (pilar contínuo), e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo (Só no CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)
Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (em transição de pilares)	Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (em transição de pilares), e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo	Ligação soldada de uma viga encastrada ao banzo do pilar (em transição de pilares), e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo
Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (em extremo de pilar)	Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (em extremo de pilar), e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo	Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (em extremo de pilar), e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo
Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (pilar contínuo) (Só em CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (pilar contínuo), e com uma viga ortogonal articulada (Só em CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)	Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (pilar contínuo), e com duas vigas ortogonais articuladas (Só em CYPE 3D e em Estruturas 3D integradas de CYPECAD)
Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (em transição de pilares)	Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (em transição de pilares), e com uma viga ortogonal articulada à alma do mesmo	Ligação soldada de duas vigas encastradas aos banzos do pilar (em transição de pilares), e com duas vigas ortogonais articuladas à alma do mesmo
Ligação soldada de duas vigas iguais encastradas entre si (uma horizontal e a outra com inclinação descendente ou ascendente)	Ligação soldada de uma viga articulada a outra	Ligação soldada de duas vigas articuladas a outra
Ligação de peças em prolongamento recto de igual perfil mediante chapa divisória	Pormenor de tirante	Placa de amarração soldada sobre sapatas, maciços de encabeçamento de estacas e lajes

Opções de cálculo

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:

• No CYPECAD e nas suas Estruturas 3D integradas:
• Separador Entrada de vigas> menu Obra> Opções de cálculo para ligações
• Separador Resultados> menu Ligações> Opções de cálculo para ligações
• No CYPE 3D:
• Menu Ligações> Opções

Este diálogo dispõe de três separadores:

• Parafusos não pré-esforçados
  Contém as opções de cálculo para os parafusos não pré-esforçados (Normas das séries de parafusos, Classes de aço dos parafusos e Diâmetros disponíveis). As opções aqui seleccionadas só afectam o cálculo de ligações aparafusadas.
• Parafusos pré-esforçados
  Contém as opções de cálculo para os parafusos pré-esforçados (Normas das séries de parafusos, Classes de aço dos parafusos, Diâmetros disponíveis e Classe da superfície de atrito). As opções aqui seleccionadas só afectam o cálculo de ligações aparafusadas.
• Rigidificadores
  Contém dois grupos de opções que configuram a disposição de rigidificadores:
  • Rigidificadores no extremo das cartelas
    Dispõe de duas opções cuja activação obriga o programa a colocar sempre rigidificadores, uma para ligações pilar-viga e outra para ligações de cumeeira. Afecta o cálculo de ligações soldadas do módulo Ligações I e o cálculo de ligações aparafusadas do módulo Ligações II.
  • Rigidificadores para vigas encastradas na alma do pilar
    Permite activar o recorte dos rigidificadores para as vigas encastradas na alma de pilares. Só afecta as ligações soldadas do módulo Ligações III e Ligações IV (os outros módulos não contemplam ligações de vigas encastradas à alma de pilares).
    
    Esta opção não implica alterações na verificação estrutural, mas sim apenas em aspectos relacionados com a estética e com a maior ou menor quantidade de operações de corte na fase de fabrico. Ao activar o recorte, este realiza-se se forem cumpridos os seguintes requisitos:
    • O lado menor do recorte deve ser maior que 10 mm.
    • O ângulo formado pelo lado inclinado do recorte com a perpendicular à alma do pilar deve ser maior que 15 graus.

Dimensionamento de ligações soldadas para edificação

Ligações III em CYPECAD, Estruturas 3D integradas e CYPE 3D

Da mesma forma que sucede com os módulos Ligações I, Ligações II e Ligações IV em CYPECAD, o módulo Ligações III, Soldadas para edificação com perfis laminados e compostos em duplo T dimensiona as ligações ao nível de cada planta (com transição de 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 ao nível intermédio de um mesmo tramo de pilar (pilar contínuo) e no nó de ligação entre dois tramos diferentes de pilares (dispõe-se chapa de transição entre os dois tramos de pilares).

Ligações de vigas encastradas ou articuladas a pilares

• Alturas desiguais
  As peças articuladas ou encastradas a pilares podem ter alturas diferentes.
• Vigas inclinadas
  • Vigas inclinadas em ligações com peças encastradas aos banzos e à alma do pilar
    Neste caso, as vigas podem ter inclinação relativamente ao plano horizontal se coincidirem as cotas dos banzos superiores ou inferiores das vigas no ponto de corte com a ligação.
  • 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 relativamente ao plano horizontal se a ligação se realiza no extremo do pilar. Ao nível da planta ou em tramos intermédios de pilar, estas vigas devem ser horizontais. Se deseja dimensionar estas ligações com vigas inclinadas em qualquer tramo de pilar, deve possuir licenças para os módulos Ligações I.
    
    

Encastramentos de vigas a pilares

Com o módulo Ligações III é possível dimensionar ligações com vigas encastradas à alma e aos banzos do pilar.

• Vigas encastradas aos banzos de pilares
  • Rigidificadores
    Colocam-se sempre rigidificadores em 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 III pode dimensionar a ligação com duas soluções construtivas:
    • Um único rigidificador horizontal entre ambos os banzos. Coloca-se quando a distância livre entre os banzos das vigas é menor ou igual que a espessura do rigidificador.
    • 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 os dois rigidificadores (um para cada banzo).
      
      Nestes casos há que ter em conta que o programa não permite que uma viga encastrada à alma apoie sobre um rigidificador inclinado.
      
      
  • Almas coplanares
    As almas das vigas encastradas aos banzos do pilar devem ser coplanares com a alma do pilar.
  • Cartelas
    O módulo Ligações III não utiliza cartelas no dimensionamento das ligações, pois não são habituais em pórticos de edificação. Se deseja colocar cartelas nas peças encastradas aos banzos de pilares, a sua licença deve possuir os módulos Ligações I (soldadas) ou Ligações II (aparafusadas), para que o CYPE 3D ou Estruturas 3D integradas de CYPECAD as utilize no seu dimensionamento.
• Vigas encastradas à alma de pilares
  As vigas encastradas à alma de pilares apoiam sobre chapas frontais, às quais se unem à alma do pilar mediante os seguintes elementos soldados entre si:
  • Chapa perpendicular à alma do pilar que dá continuidade à alma da própria viga entre a chapa frontal e a alma do pilar.
  • Rigidificadores em correspondência com os banzos da viga encastrada à alma do pilar ou com os rigidificadores colocados pelas vigas encastradas aos banzos do pilar.

 

Articulações de vigas a pilares

Para que o módulo Ligações III dimensione um nó com peças articuladas ao pilar, tem que existir ao menos uma peza encastrada, salvo o caso da Ligação soldada de pilar com viga articulada à alma do pilar no extremo do pilar.

Encastramentos entre vigas de almas coplanares

Com Ligações III é possível dimensionar a ligação entre duas peças de almas coplanares encastradas entre si, com as seguintes condições:

• Duas peças em prolongamento recto (empalme de peças) com qualquer direcção e da mesma altura.
• Uma das peças é horizontal e a outra com inclinação ascendente ou descendente. As alturas das vigas podem ser diferentes e não é necessário que coincidem os banzos, sempre e quando os banzos da viga de menor altura esteja compreendida entre os banzos da maior.
• Não possuir cartelas.

Extremos indeformáveis de barras

Quando se calculam as ligações soldadas ou aparafusadas, 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 onde as partes das barras por estarem contidas dentro do nó consideram-se indeformáveis.

Consulta de ligações soldadas

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 em que haja ligações dimensionadas, mostra-se uma nota informativa em que se indicam os tipos de ligações dimensionadas associadas a esse nó, premindo sobre ele mostra-se um diálogo com três separadores que contém a seguinte informação:

• Os pormenores construtivos das ligações dimensionadas
• A listagem de verificação e medição das ligações dimensionadas
• Vistas 3D reais das ligações. É possível visualizar uma vista 3D real de cada ligação dimensionada pelo programa na perspectiva cónica ou isométrica. Os elementos que compõem a ligação (pilares, vigas, rigidificadores, soldaduras) desenham-se com cores diferentes. As soldaduras representam-se em duas cores para diferenciar as que se realizam na oficina das que se realizam em obra. Além disso, o utilizador pode rodar e ampliar livremente a vista 3D. Estas características facilitam a compreensão da montagem da ligação. A vista 3D das ligações pode visualizar-se seleccionando o separador Vista 3D que aparece na parte inferior da janela que se activa quando se consulta uma ligação.

Se o cursor se aproxima de um nó onde existem ligações não dimensionadas, mas que pertencem a algum dos tipos de ligações permitidas pelo programa, mostra-se uma nota informativa onde se indica as causas que impediram o seu dimensionamento. A vista 3D mostra-se com os elementos que se conseguiram dimensionar.

Embora a licença de utilização não disponha dos módulos de ligações, o programa permite ao utilizador activar o cálculo de ligações. Após este processo, é possível visualizar as vistas 3D das ligações que se poderiam resolver com os módulos não adquiridos, embora não mostre os pormenores, nem as listagens de verificação e medição destas ligações. Quando o cursor se posiciona sobre um destes nós, aparece um aviso que indica os módulos não adquiridos que dimensionam a ligação.

Placas de amarração dimensionadas com o módulo Ligações III

em duplo T dimensiona placas de amarração sobre sapatas, maciços de encabeçamento de estacas e lajes.
Nas ligações das Estruturas 3D integradas o módulo Ligações III também dimensiona as placas de amarração se estas se encontram sobre sapatas, maciços de encabeçamento de estacas, lajes, e pilares ou vigas de betão (estes dois últimos se no nó não confluem outras vigas metálicas ou outras barras metálicas das Estruturas 3D integradas).
As características das placas de amarração dimensionadas são:

• Tipos de placas: Dimensionam-se placas de amarração de perfis laminados e compostos em duplo T.
• Soldaduras: Inclui o cálculo e dimensionamento das soldaduras entre placa, rigidificadores, pilar e pernos.
• Igualação automática: Iguala automaticamente as placas de amarração de uma mesma obra (tendo em conta o tipo de perfil, os esforços e as vinculações exteriores). Deste modo e sem intervenção do utilizador, reduz-se o número de tipos diferentes de placas, uniformizando assim os resultados.
• Vista 3D com elementos e soldaduras diferenciadas: É possível ver no ecrã uma vista 3D com cores diferentes para placa, pilar, rigidificadores, pernos, soldaduras realizadas na oficina e soldaduras realizadas em obra, do mesmo modo que se representam as ligações entre perfis em duplo T. Esta vista 3D ajuda para melhorar a compreensão da montagem do apoio.
• Pormenor da placa de amarração: Gera-se um pormenor da placa onde se indicam detalhadamente as soldaduras dimensionadas e os rigidificadores. Estes pormenores podem incluir-se nos desenhos de obra.

Listagens de verificação e medição: Geram-se listagens de verificação e medição das placas de amarração, integradas com o resto de ligações calculadas.

No ponto Placas de amarração do CYPE 3D pode encontrar mais informação sobre o dimensionamento de placas de amarração.

• Placas de amarração dimensionadas com os módulos Ligações I, Ligações II, Ligações III e Ligações IV
• Placas de amarração dimensionadas com o módulo Placas de amarração
• Opções de cálculo para as placas de amarração
• Verificações em placas de amarração

Listagens de ligações

CYPECAD e CYPE 3D geram uma listagem de ligações com os seguintes dados:

• Especificações das ligações soldadas
  • Norma
  • Materiais
  • Disposições construtivas
  • Verificações
• Referências e simbologia
• Verificações em placas de amarração
• Relação de ligações listadas
• Memória de cálculo
  • Pormenor construtivo de cada tipo de ligação
  • Descrição dos componentes de cada tipo de ligação
  • Resultados de verificações de cada tipo de ligação
  • Medição de soldaduras, chapas e parafusos por cada tipo de ligação
• Medição conjunta de soldaduras, chapas e parafusos de todas as ligações dimensionadas

Desenhos de ligações

Os pormenores construtivos das ligações calculadas e dimensionadas pelo programa podem formar parte dos desenhos da estrutura. Os desenhos das Ligações incluem os seguintes elementos:

• Pormenor construtivo da ligação
• Quadro com especificações das ligações aparafusadas na estrutura metálica
  • Norma
  • Materiais
  • Disposições construtivas
  • Verificações
• Quadro de referências e simbologia
• Quadro de medição conjunta de soldaduras e chapas de todas as ligações dimensionadas

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