Ligação de emenda aparafusada (AISC)

Subcódigo: LRFD

Tipo de ligação: Ligação de emenda aparafusada

Sistema de unidades: Métrico

Dimensionado de acordo com: AISC 360-16

Verificado: Parafusos ao corte e ao esmagamento

Material das chapas: A709, Gr. 50

Parafusos: 5/8'' A307

Geometria

Ação aplicada

A ligação de emenda aparafusada é carregada por tração para que os parafusos ao corte sejam utilizados a 100 %.

Procedimento

A ligação de emenda aparafusada com carga centrada é dimensionada de modo a que os parafusos falhem ao corte (AISC 360-16 – J3.6). A resistência dos parafusos ao esmagamento (AISC 360-16 – J3.10) e a resistência das chapas à tração (AISC 360-16 – J4.1) são também verificadas. As roscas dos parafusos são interceptadas pelo plano de corte.

Cálculo manual

Resistência dos parafusos

A resistência de um plano de corte de um parafuso ao corte é de 27,6 kN. Cada parafuso tem dois planos de corte e existem 9 parafusos em cada metade da emenda. A resistência é, portanto, 2 ∙ 9 ∙ 27,6 = 496,7 kN.

A resistência ao esmagamento e a resistência ao rasgamento resistem à força que atua em ambos os planos de corte, ou seja, 2 ∙ 27,6 = 55,2 kN. A menor resistência é a resistência ao rasgamento dos parafusos próximos da extremidade das chapas ligadas com espessura de 10 mm, 121 kN. Os restantes parafusos têm resistência ao esmagamento de 128,1 kN e a determinante é a chapa com espessura de 10 mm. A soma das espessuras das chapas de emenda que resistem ao esmagamento é de 12 mm.

Resistência das chapas à tração

$$\phi R_n = \phi F_y A_g = 0.9 \cdot 344.7 \cdot 2000 = 620.46 \, \textrm{kN}$$

$$\phi R_n = \phi F_u A_e = 0.75 \cdot 448.2 \cdot 1476 = 496.16\,\textrm{kN}$$

Verificação em IDEA StatiCa Connection

Existem algumas forças de tração nos parafusos devido à deformação das chapas. Os parafusos são utilizados a 99,9 % e as chapas estão em cedência. A partir da deformação plástica na chapa ligada, pode verificar-se que a reserva não é muito elevada.

Comparação

As forças de tração nos parafusos são desprezadas no cálculo manual, mas não afetam significativamente a resistência ao corte dos parafusos. A resistência à ação em IDEA StatiCa Connection é de 494 kN, enquanto no cálculo manual é de 496 kN. Em IDEA StatiCa Connection, os parafusos são determinantes e as chapas estão em cedência. No cálculo manual, os parafusos e a rotura por tração das chapas têm a mesma resistência à ação. A diferença entre os resultados fornecidos pelo software e o cálculo manual é de apenas 0,4 %.