Verificação normativa de parafusos de acordo com a norma indiana

Capacidade de corte dos parafusos

A resistência de cálculo do parafuso, $V_{dsb}$, governada pela resistência ao corte, é dada pela IS 800, Cl. 10.3.3:

$$V_{sb} \le V_{dsb}$$

onde:

• $V_{dsb} = V_{nsb}/\gamma_{mb}$ – capacidade de corte de cálculo de um parafuso
• $V_{nsb} = \frac{f_{ub}}{\sqrt{3}} A_e$ – capacidade de corte nominal de um parafuso
• $f_{ub}$ – resistência à tração última de um parafuso;
• $A_e$ – área de resistência ao corte; $A_e = A_n$ para o plano de corte interceptado pelas roscas, $A_e = A_s$ para o caso em que as roscas não ocorrem no plano de corte
• $A_n$ – área líquida de tensão de tração do parafuso
• $A_s$ – área da secção transversal no fuste
• $\gamma_{mb} = 1.25$ – coeficiente parcial de segurança para parafusos – tipo de pressão de contacto – IS 800, Tabela 5; editável na configuração normativa

Quando o comprimento de aperto dos parafusos $l_g$ (igual à espessura total das chapas ligadas) é superior a $5d$, a capacidade de corte de cálculo $V_{dsb}$ é reduzida por um fator $\beta_{lg}$ – IS 800, Cl. 10.3.3.2:

$$\beta_{lg} = \frac{8}{3+l_g/d}$$

De acordo com a IS 800, Cl. 10.3.3.3, a capacidade de corte de cálculo de parafusos que transmitem corte através de uma chapa de enchimento com espessura $t_{pk} \ge 6$ mm deve ser reduzida por um fator:

$$\beta_{pk} = (1-0.0125 t_{pk})$$

Cada plano de corte é verificado separadamente e o resultado mais desfavorável é apresentado.

Capacidade de pressão de contacto dos parafusos

A resistência de cálculo à pressão de contacto de um parafuso em qualquer chapa, governada pela pressão de contacto, é dada pela IS 800, Cl. 10.3.4:

$$V_{sb} \le V_{dpb}$$

onde:

• $V_{dpb} = V_{npb} / \gamma_{mb}$ – resistência de cálculo à pressão de contacto de um parafuso
• $V_{npb} = 2.5 k_b d t f_u$ – resistência nominal à pressão de contacto de um parafuso
• $k_b = \min \left \{ \frac{e}{3d_0}, \, \frac{p}{3d_0}-0.25, \, \frac{f_{ub}}{f_u}, \, 1.0 \right \}$ – fator para geometria da ligação e resistência do material
• $e$ – distância ao bordo do fixador na direção de pressão de contacto
• $p$ – distância entre fixadores na direção de pressão de contacto
• $f_{ub}$ – resistência à tração última do parafuso
• $f_u$ – resistência à tração última da chapa
• $d$ – diâmetro nominal do parafuso
• $d_0$ – diâmetro do furo do parafuso
• $t$ – espessura da chapa
• $\gamma_{mb} = 1.25$ – coeficiente parcial de segurança para parafusos – tipo de pressão de contacto – IS 800, Tabela 5; editável na configuração normativa

A pressão de contacto em cada chapa é verificada separadamente e o resultado mais desfavorável é apresentado.

A resistência à pressão de contacto é reduzida para furos sobredimensionados e oblongos por um fator:

• 0.7 – para furos sobredimensionados e oblongos curtos
• 0.5 – para furos oblongos longos

As dimensões dos furos sobredimensionados, oblongos curtos e oblongos longos são determinadas de acordo com a IS 800, Tabela 19.

Capacidade de tração dos parafusos

Um parafuso sujeito a uma força de tração majorada é verificado de acordo com a IS 800, Cl. 10.3.5:

$$T_b \le T_{db}$$

onde:

• $T_{db} = T_{nb} / \gamma_{mb}$ – capacidade de tração de cálculo do parafuso
• $T_{nb} = \min \{ 0.9 f_{ub} A_n, \, f_{yb} A_s (\gamma_{mb} / \gamma_{m0}) \}$ – capacidade de tração nominal do parafuso
• $f_{ub}$ – resistência à tração última do parafuso
• $f_{yb}$ – tensão de cedência do parafuso
• $A_n$ – área líquida de tensão de tração do parafuso
• $A_s$ – área da secção transversal no fuste
• $\gamma_{mb} = 1.25$ – coeficiente parcial de segurança para parafusos – tipo de pressão de contacto – IS 800, Tabela 5; editável na configuração normativa
• $\gamma_{m0} = 1.1$ – coeficiente parcial de segurança para resistência governada pela cedência – IS 800, Tabela 5; editável na configuração normativa

Parafuso sujeito a corte e tração combinados

Um parafuso que deva resistir simultaneamente a uma força de corte de cálculo e a uma força de tração de cálculo deve, de acordo com a IS 800, Cl. 10.3.6, satisfazer:

$$\left( \frac{V_{sb}}{V_{db}} \right)^2 + \left( \frac{T_{b}}{T_{db}} \right)^2 \le 1.0$$

onde:

• $V_{sb}$ – força de corte majorada
• $V_{db} = \min \{ V_{dsb}, \, V_{dpb} \}$ – resistência de cálculo ao corte do parafuso – IS 800, Cl. 10.3.2
• $V_{dsb}$ – resistência de cálculo ao corte
• $V_{dpb}$ – resistência de cálculo à pressão de contacto
• $T_b$ – força de tração majorada
• $T_{db}$ – capacidade de tração de cálculo do parafuso