Ligações Viga-pilar

5.4.1 Dupla Cantoneira de Alma

Na Figura 5.1 apresentam-se ligações típicas, aparafusadas por cantoneiras de alma em torno dos eixos de maior e menor inércia do pilar. Estes tipos de ligações são comuns porque permitem pequenos ajustamentos quando se usam parafusos não pré-esforçados em furos com folgas de 2mm. Normalmente as cantoneiras são usadas aos pares. É suficiente utilizar uma análise simples de equilíbrio para o cálculo deste tipo de ligação. A recomendada nesta publicação assume que a linha de acção do esforço transverso entre a viga e o pilar actua na face do pilar. Usando este modelo, o grupo de parafusos que liga as cantoneiras à alma da viga deve ser dimensionado para o esforço transverso, e para o momento produzido pelo esforço transverso na extremidade multiplicado pela excentricidade do grupo de parafusos relativamente à face do pilar. Os parafusos que ligam as cantoneiras à face do pilar devem ser dimensionados para o esforço transverso apenas. Na prática, as cantoneiras de pilar raramente são críticas e o cálculo é quase sempre determinado pelos parafusos que solicitam a alma da viga.

A capacidade de rotação desta ligação é, em grande parte, determinada pela capacidade de deformação das cantoneiras e pelo escorregamento entre as partes ligadas. Para aumentar a capacidade de rotação, a espessura da cantoneira deve ser reduzida ao mínimo e a distância entre parafusos deve ser tão grande quanto possível.

Na ligação em torno do eixo de menor inércia do pilar pode ser necessário cortar os banzos da viga, não alterando a resistência ao corte da viga. Durante a montagem, a viga com as cantoneiras ligadas é descida entre os banzos do pilar.

pilar de suporte viga suportada

pilar de suporte viga suportada

LIGAÇÕES SEM TRANSMISSÃO DE MOMENTO

Manual de ligações metálicas 33

5.4.2 Cantoneira de Alma Simples

Normalmente, as cantoneiras de alma simples são usadas apenas em pequenas ligações, ou quando a acessibilidade exclui o uso de ligações por dupla cantoneira ou placa de extremidade.

Este tipo de ligação não é desejável do ponto de vista do construtor pela tendência da viga a rodar durante a montagem. Deve-se ter cuidado com o uso deste tipo de ligação em áreas onde a tracção é elevada. Os parafusos que ligam a cantoneira ao pilar devem ser verificados ao momento produzido pelo esforço transverso multiplicado pela distância entre os parafusos e o eixo da viga.

5.4.3 Placa de Extremidade Flexível

A Figura 5.2 apresenta ligações típicas em torno dos eixos de maior e menor inércia. Estas ligações consistem numa placa soldada à extremidade da viga e aparafusada, em obra, ao pilar ou viga de suporte. Esta ligação é relativamente barata, mas tem a desvantagem de não ter espaço para ajustamentos em obra. É necessário que o comprimento total da viga esteja dentro de limites apertados, embora possa ser usada uma placa para compensar as tolerâncias de fabrico e montagem. A placa de extremidade é frequentemente prolongada até à altura total da viga, mas não é necessário soldar a placa de extremidade aos banzos da viga. No entanto, por vezes, a placa de extremidade é soldada aos banzos da viga para melhorar a estabilidade do pórtico durante a montagem e evitar a necessidade de contraventamento temporário.

pilar de suporte Viga suportada

pilar de suporte Viga suportada

Figura 5.2: Ligações típicas viga-pilar em torno dos eixos de maior e menor inércia, realizadas pela aplicação de placas de extremidade flexíveis.

Este tipo de ligação consegue a sua flexibilidade pelo uso de placas relativamente finas combinadas com grandes distâncias entre parafusos, como por exemplo, uma placa de 8mm de espessura combinada com uma distância de 90mm entre centros de parafusos, é frequentemente usada em vigas até cerca de 450mm de altura. Em vigas com mais de 500mm de altura e até 10mm de espessura de placa combinada com 140mm de distância entre o centro dos parafusos, a viga deve ser verificada e, por causa da falta de ductilidade, as soldaduras entre a placa de extremidade e a alma da viga não devem ser o elo mais fraco.

5.4.4 Placa de Gousset

Seguindo a prática australiana e americana, um dos desenvolvimento mais recente tem sido a introdução de ligações por placas de gousset. Este tipo de ligação é económica e de montagem simples, é usada para transferir as reacções na extremidade da viga. Apresenta uma folga entre a extremidade da viga suportada e a viga ou pilar de suporte, assegurando assim um ajustamento fácil. A Figura 5.3 mostra uma ligação típica por placa de gousset, em torno dos eixos de maior e menor inércia de um pilar. Estas ligações compreendem uma única placa, com furos previamente realizados, que é soldada à alma ou banzo do pilar.

LIGAÇÕES SEM TRANSMISSÃO DE MOMENTO

34 Manual de ligações metálicas

Tem sido feito um esforço considerável de modo a identificar a linha de acção apropriada para o esforço de corte. Há duas possibilidades, o esforço de corte actua na face do pilar ou actua no centro do grupo de parafusos que ligam a placa de gousset à alma da viga. Por esta razão todas as secções críticas devem ser verificadas para o mínimo de momento, tomado como o produto do esforço do corte vertical com a distância entre a face do pilar e o centro do grupo de parafusos, em conjunto com o esforço de corte. A validação desta e outras hipóteses de cálculo foram efectuadas com uma série de ensaios de ligações por placas de gousset. Os resultados destes testes concluíram que o método de cálculo era conservativo e dava resultados adequados da resistência. Os ensaios mostraram também que as placas de gousset longas têm a tendência para rodar e atingir a ruína por instabilidade lateral. As ligações por placas de gousset conseguem a sua capacidade de rotação por deformação dos parafusos ao corte, pela distorção devida ao esmagamento dos furos e por flexão da placa de gousset fora do seu plano.

Pilar de suporte Viga suportada

Pilar de suporte Viga suportada

Figura 5.3: Ligações típicas em torno dos eixos de maior e menor inércia, realizadas por placas de gousset.