As forças nos parafusos, incluindo as forças de alavanca, são determinadas por análise de elementos finitos. As resistências dos parafusos são verificadas pelo S16 – Capítulo 13.
Parafusos
Resistência à tração dos parafusos
A resistência à tração de um parafuso é avaliada de acordo com a Cláusula 13.12.1.3 e tomada como:
onde:
- ϕb = 0.8 – fator de resistência para parafusos, editável na configuração normativa
- Ab – área da secção transversal de um parafuso com base no seu diâmetro nominal
- Fu – resistência mínima especificada à tração para um parafuso
Quando as roscas do parafuso são intercetadas por um plano de corte, a resistência ao corte é tomada como 0.7 Vr.
Resistência ao corte dos parafusos
A resistência ao corte de um parafuso é avaliada de acordo com a Cláusula 13.12.1.2. Cada plano de corte de um parafuso é verificado separadamente. É tomada como:
onde:
- ϕb = 0.8 – fator de resistência para parafusos, editável na configuração normativa
- Ab – área da secção transversal de um parafuso com base no seu diâmetro nominal
- Fu – resistência mínima especificada à tração para um parafuso
Quando as roscas do parafuso são intercetadas por um plano de corte, a resistência ao corte é tomada como 0.7 Vr.
Tração e corte combinados em ligação por apoio
A resistência de um parafuso solicitado por tração e corte combinados é avaliada de acordo com a Cláusula 13.12.1.4 e tomada como:
onde:
- Vf e Tf são, respetivamente, a força de corte de cálculo e a força de tração atuante no parafuso
- Vr e Tr são, respetivamente, a resistência ao corte de cálculo e a resistência à tração de cálculo do parafuso
Resistência ao esmagamento nos furos dos parafusos
A resistência desenvolvida no parafuso numa ligação aparafusada sujeita a esmagamento e corte é avaliada de acordo com a Cláusula 13.12.1.2 e tomada como
Br = 3 ϕbr t d Fu para furos de parafuso regulares
Br = 2.4 ϕbr t d Fu para furos oblongos carregados perpendicularmente a esses furos
onde:
- ϕbr = 0.8 – fator de resistência ao esmagamento dos parafusos no aço
- t – espessura menor das chapas ligadas
- d – diâmetro do parafuso
- Fu – resistência à tração do material ligado
Rasgamento do furo de um parafuso
A resistência ao rasgamento do furo de um parafuso é verificada para parafusos individuais de acordo com a Cláusula 13.11 como:
onde:
- ϕu = 0.75 – fator de resistência para aço estrutural
- Agv = 2 ∙ l ∙ t – área bruta ao corte
- Fy – tensão de cedência do material ligado
- Fu – resistência à tração do material ligado
- l – distância da linha de centro do parafuso à extremidade na direção da força de corte
- t – espessura do material ligado
Para classes de aço com Fy > 460 MPa, (Fy + Fu) / 2 deve ser substituído por Fy na determinação de Tr.
Parafusos em ligações de deslizamento crítico
A resistência ao deslizamento de uma ligação aparafusada é avaliada de acordo com a Cláusula 13.12.2 como
Vs = 0.53 cs ks Ab Fu
onde:
- cs – coeficiente determinado de acordo com ks e a classe do parafuso:
- para ks < 0.52 classe A cs = 1.00 (A325) ou 0.92 (A490) ou 0.78 (outros)
- para ks ≥ 0.52 classe B cs = 1.04 (A325) ou 0.96 (A490) ou 0.81 (outros)
- ks – coef. de atrito editável na configuração normativa, que deve ser definido de acordo com a Tabela 3 da S16-14; igual a 0.3 para a classe A ou 0.52 para a classe B
- Ab – área da secção transversal de um parafuso com base no seu diâmetro nominal
- Fu – resistência mínima especificada à tração para um parafuso
Quando são utilizados furos oblongos em ligações de deslizamento crítico, Vs = 0.75 ∙ 0.53 cs ks Ab Fu.
Um parafuso sujeito simultaneamente a tração e corte deve satisfazer a seguinte relação:
onde:
- Vf e Tf são, respetivamente, a força de corte de cálculo e a força de tração atuante no parafuso
A Cláusula 13.12.2 estabelece que as resistências da ligação especificadas na Cláusula 13.12.1 devem ser verificadas. O utilizador deve, portanto, verificar o estado após a ocorrência do deslizamento, ou seja, alterar a transferência da força de corte dos parafusos de "Atrito" para "Apoio – interação tração e corte".
Pormenorização
Na pormenorização de ligações aparafusadas, o espaçamento mínimo e a distância mínima à extremidade são verificados de acordo com a S16-14 – 22.3. São verificados o espaçamento mínimo (2.7 d – editável na configuração normativa) e a distância mínima à extremidade (1.25 d).