As vigas aligeiradas apresentam várias formas e tamanhos de aberturas na alma. As aberturas são feitas oxicortando perfis metálicos laminados em forma de I. Segue-se um processo de soldadura resistente e precisa das partes obtidas, depois de as desfasar de maneira a que os
"dentes" fiquem sobrepostos, como se esquematiza na Fig. 2.2. Variando o traçado do corte aplicado ao perfil original é possível obter, de forma análoga, vigas com aberturas de diversas formas para o aligeiramento da alma, como se observa na Fig. 2.3. A principal característica destas vigas é o incremento do momento de inércia relativamente ao perfil original, o que conduz também a um aumento da resistência em flexão. Este aumento de inércia é conseguido a partir do aumento da altura original da viga, sem alteração do seu peso. Este processo resulta, então, em vigas de maior resistência em flexão, o que lhes permite vencer maiores vãos livres, permitindo a redução de pilares e fundações.
Por vezes, o peso próprio pode aumentar ligeiramente se se intercalar chapas metálicas entre os "dentes" de modo a obter vigas mais altas, as denominadas "vigas peraltadas" (termo espanhol), permitindo, deste modo, um aumento mais significativo da inércia do elemento.
Contudo, o seu uso tem vindo a ser limitado, devido ao facto destas vigas apresentarem grandes problemas de instabilidade, como consequência da alma ser excessivamente esbelta, como ilustrado na Fig. 2.4.
As aberturas das vigas aligeiradas podem ser de diferentes geometrias e tamanhos, dependendo do processo de fabrico, da finalidade para o qual está a ser projetado assim como do próprio projetista. As geometrias das aberturas podem ser de várias formas, tais como as aberturas circulares, as aberturas retangulares, as aberturas semicirculares, as aberturas quadradas e as aberturas hexagonais, sendo as geometrias de uso mais habitual as aberturas hexagonais (padrão Peiner), por apresentarem uma boa relação entre a capacidade resistente e a otimização do aço.
Numa obra de engenharia onde se aplique este tipo de vigas, o primeiro passo a ter em conta é a análise detalhada dos diversos parâmetros que podem influenciar a capacidade de carga da viga, nomeadamente, a geometria e o espaçamento das aberturas. A forma que mais se utiliza na Europa é a forma hexagonal, nomeadamente a de padrão Peiner (Fig. 2.5) que possui as seguintes características geométricas:
Relação entre a altura da viga aligeirada e a altura da abertura d/d0 igual a 1,5 (d0 é a altura do perfil original);
Lance (deslocamento que uma metade sofre em relação à outra após o corte, para formar a viga aligeirada) igual à altura da viga d;
Ângulo de corte dos lados inclinados da abertura hexagonal igual a 63,5º;
Vigas Aligeiradas
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Estas três condicionantes definem
comprimento das soldaduras entre as duas metades torna aberturas na direção do eixo da viga igual a
Figura 2.2 - Fases do processo construtivo:
cortadas; c) Sobreposição de ambas as partes
Figura 2.3 - Aberturas com diferentes formas ( a)
b)
c)
d)
Estas três condicionantes definem completamente a geometria da viga aligeirada. Com elas, o s entre as duas metades torna-se igual a d0/2 e a maior largura das aberturas na direção do eixo da viga igual a d0.
Fases do processo construtivo: a) Corte do perfil; b) Desencontro das partes c) Sobreposição de ambas as partes; d) Soldadura (in Machado de Aguiar e Costa
Pereira).
Aberturas com diferentes formas (in Machado de Aguiar e Costa
completamente a geometria da viga aligeirada. Com elas, o /2 e a maior largura das
Desencontro das partes Machado de Aguiar e Costa
Machado de Aguiar e Costa Pereira).
João Pedro Xavier Serra
Figura 2.4 - Vigas p
Figura 2.5 - Vigas aligeiradas de padrão Peiner (
Dentro das vigas aligeiradas com aberturas hexagonais, além das aberturas com padrão Peiner, também são frequentemente adotadas
(Figs. 2.6 e 2.7). No padrão Anglo
ordem dos 60º. As proporções das aberturas foram estudadas de modo a que a largura entre aberturas fosse suficiente para garantir que não ocorresse a rotura pela solda
de tal forma a que não houvesse forma
padrão Litzka (Fig. 2.7) apresenta aberturas hexagonais regulares e proporções m relação ao passo p, divididas por seis partes iguais.
A geometria dos traçados acima mencionados obedecem, em geral, a considerações do tipo construtivo e económico, tentando normalizar as séries de perfis aligeirados que se obtém a partir dos perfis originais, de forma a que, se possa obter um grupo amplo de problema, é habitual executar as aberturas com os cantos arredondados, ou mesmo optar por aberturas circulares, embora, em muitos casos, a a
mais a questões estéticas do que propriamente a questões de economia.
Vigas peraltadas (in Machado de Aguiar e Costa Pereira).
Vigas aligeiradas de padrão Peiner (in Bezerra
Dentro das vigas aligeiradas com aberturas hexagonais, além das aberturas com padrão frequentemente adotadas as de padrão Litzka e as de padrão Anglo
o padrão Anglo-Saxão, as aberturas apresentam um ângulo interno 60º. As proporções das aberturas foram estudadas de modo a que a largura entre uras fosse suficiente para garantir que não ocorresse a rotura pela solda
que não houvesse formação do mecanismo de Vierendeel, (secção 2.3.1). O apresenta aberturas hexagonais regulares e proporções m
ivididas por seis partes iguais.
A geometria dos traçados acima mencionados obedecem, em geral, a considerações do tipo construtivo e económico, tentando normalizar as séries de perfis aligeirados que se obtém a partir dos perfis originais, de forma a que, se possa obter um grupo amplo de
aligeirados utilizando um conjunto reduzido de modelos padrão para o corte dos perfis
Num trabalho publicado por Cimadevila et al. (2000) é referido que o uso de vigas aligeiradas com aberturas retangulares apresenta maiores inconvenientes, devido ao facto de ocorrerem fenómenos de concentração de tensões nos cantos das aberturas. Para minimizar este problema, é habitual executar as aberturas com os cantos arredondados, ou mesmo optar por aberturas circulares, embora, em muitos casos, a aplicação deste tipo de aberturas obedeça mais a questões estéticas do que propriamente a questões de economia.
Vigas Aligeiradas
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Machado de Aguiar e Costa Pereira).
Bezerra 2011).
Dentro das vigas aligeiradas com aberturas hexagonais, além das aberturas com padrão as de padrão Litzka e as de padrão Anglo-Saxão um ângulo interno da 60º. As proporções das aberturas foram estudadas de modo a que a largura entre uras fosse suficiente para garantir que não ocorresse a rotura pela soldadura e reduzida ção do mecanismo de Vierendeel, (secção 2.3.1). O apresenta aberturas hexagonais regulares e proporções medidas em
A geometria dos traçados acima mencionados obedecem, em geral, a considerações do tipo construtivo e económico, tentando normalizar as séries de perfis aligeirados que se obtém a partir dos perfis originais, de forma a que, se possa obter um grupo amplo de perfis aligeirados utilizando um conjunto reduzido de modelos padrão para o corte dos perfis
(2000) é referido que o uso de vigas aligeiradas es, devido ao facto de ocorrerem fenómenos de concentração de tensões nos cantos das aberturas. Para minimizar este problema, é habitual executar as aberturas com os cantos arredondados, ou mesmo optar por plicação deste tipo de aberturas obedeça
Vigas Aligeiradas
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Figura 2.6 - Vigas aligeiradas de padrão Anglo - Saxão (in Vieira, 2011).
Figura 2.7 - Vigas aligeiradas de padrão Litzka (in Vieira, 2011).