SÃ£o Carlos, v.7 n. 29 2005 - SET - USP

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34 Guilherme Corrêa Stamato & Carlito Calil Júnior Figura 2 - esq.: Estrutura de residência utilizando madeira compensada - fonte: IPL. Dir.: Pórtico composto de madeira maciça e almas em compensado construído pela CASEMA em Guaratinguetá - SP - fonte: do autor. Uma das principais aplicações das estruturas compostas cm alma em compensado são os galpões industriais, em pórticos bi-articulado ou tri-articulado. No dimensionamento dessas estruturas em pórtico, as ligações devem ser consideradas tanto na análise local quanto na análise global da estrutura. A rigidez das ligações pode afetar a distribuição de tensões internas da estrutura bem como os deslocamentos desta. Os critérios de dimensionamento atuais normalmente assumem que uma ligação é ou engaste perfeito ou rótula perfeita. Segundo STAMATO(1998), como as deformações por embutimento na madeira produzem grandes deformações nas ligações, a rigidez da ligação deveria ser considerada no dimensionamento, o que alteraria os cálculos dos deslocamentos da estrutura e a distribuição de tensões internas no caso de estruturas hiperestáticas. RACHER (1995) apresenta um estudo sobre a rigidez de ligação, onde desenvolve os conceitos utilizados pelo EUROCODE 5:1993 no cálculo de estruturas com ligações resistentes ao momento. A classificação de uma ligação como rígida, semi-rígida ou rotulada esta apresentada a seguir utilizando como modelo um pórtico com duas ligações (Figura 3a), onde foram desconsideradas as deformações devido aos esforços normais e de cisalhamento ao longo dos elementos por serem pequenas em relação às deformações devidas ao embutimento. O momento na ligação para esse pórtico considerado é dado pelas Equações 1 e 2. K r EI = βr (1) L M j 2 q × L 1 = ⋅ (2) 8 H c 3 1,5 + α + L β r Onde q é a carga uniformemente distribuída aplicada na peça horizontal do pórtico e α a relação entre os módulos de rigidez da viga e da coluna. A eficiência da ligação é medida bela razão R M , que relaciona o momento M j com o momento de uma ligação perfeitamente rígida (K r = ∝). A figura 3b e 3c apresentam a influência da rigidez da ligação na razão R M para diferentes configurações de pórticos. Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 29, p. 31-56, 2005
Rigidez de nó de pórtico em estruturas de seção composta pregada utilizando chapas... 35 Figura 3 - a) Geometria do pórtico e b) e c) variações da eficiência das ligações. Uma diminuição substancial do momento na ligação ocorre quando o coeficiente de rigidez β r é menor que 6 (figura 3a e 3b). Considerando essa variação, a ligação pode ser considerada como rígida nos cálculos quando R M ≥ 0,85, o que requer valores de β r superiores a 8 e 12. No outro extremo, as ligações podem ser consideradas rotuladas se R M ≤ 0,20, relativo a um valor médio de β r = 0,5. Em todos os outros casos a estrutura deve ser dimensionada considerando ligações semirígidas. Considerando-se efeito de segunda ordem, essa classificação é relativa a estruturas contraventadas. Para estruturas não contraventadas, EC5 especifica um valor mínimo de 25 para β r para se considerar a ligação como rígida. (RACHER,1995) Além disso, a consideração de ligações semi-rígidas permite a redistribuição do momento na estrutura. Relacionado com a razão L/H c do pórtico e com o coeficiente β r , os valores relativos ao momento na ligação e a ao momento no meio do vão podem ser definidos para propiciar um dimensionamento mais econômico. RACHER apresenta um desenvolvimento das equações utilizadas pelo EUROCODE 5 para o dimensionamento de ligações rígidas. Nesse desenvolvimento RACHER(1995) baseia-se no comportamento de uma ligação entre peças de seção maciça retangular. Aplicável para estruturas em madeira maciça, madeira laminada colada e LVL. Para a análise da ligação, as peças de madeira devem ser suficientemente rígidas e resistentes para que suas deformações não afetem a análise das deformações da ligação. Portanto, a rotação da ligação é o resultado do deslocamento rotacional ϖ do pino (Figura 4c). Definindo o centro de rotação C como o centro geométrico da ligação, a condição de equilíbrio é dada pela Equação 3. M = n ∑ j= 1 F M r , j j (3) Onde F M,j é a carga no conector j, e r j sua distância ao centro de rotação. Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 29, p. 31-56, 2005
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