Ligações em Estrutura de Madeira

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A resistência total de cada pino metálico em uma determinada ligação é dada pela soma das resistências correspondentes às diferentes seções de corte, em cada elemento de ligação. Para até 8 pinos alinhados na direção da carga solicitante na ligação, a resistência por pino é considerada integralmente.

Para mais do que 8 pinos alinhados na direção da carga, deve ser considerada uma redução de 2/3 na resistência individual, para os pinos que excederem o limite de 8. Isto é feito em função da distribuição desigual da carga aplicada entre os vários pinos alinhados.

Neste caso, o número de pinos necessários na ligação deve ser.

Para ligações com pregos, deve se considerar uma resistência mínima característica de 600MPa, e diâmetro mínimo de 3mm. Para parafusos, a resistência mínima característica a ser considerada é de 240MPa, e o diâmetro mínimo é de 10mm.

As ligações por pinos são consideradas deformáveis quando feitas com dois ou três pinos. O seu emprego deve ser feito apenas em estruturas isostáticas. Ligações com um único pino nunca serão permitidas. As ligações com quatro ou mais pinos são consideradas rígidas se respeitadas os diâmetros d0 de pré-furação da madeira, que são d0 = 0,85 def para coníferas e d0 = 0,98 def para dicotiledôneas, onde def é o diâmetro efetivo do pino.

Em estruturas provisórias, desde que se empreguem madeiras moles de baixa densidade, admite-se o emprego de ligações pregadas sem a pré–furação da madeira.

Quanto à ruptura das ligações entre os elementos de madeira, devem ser consideradas três principais possibilidades: esmagamento da área de madeira em contato com o pino, cisalhamento da madeira, e ruptura do pino metálico por flexão.

Pregos são os elementos de ligação mais comuns e mais tradicionais a serem utilizados. São fabricados com arame de aço e o mais comum a ser utilizado é o prego de cabeça de fuste cilíndrico circular. Porém, existe uma variedade enorme de pregos no mercado e cada um com sua especificidade.

Os fatores que são levados em consideração nas ligações pregadas são, em relação aos pregos, a forma e a dimensão, carga axial e a deformação do prego por flexão. Já para a madeira são o enfraquecimento da seção, provocada pelo furo, fendas ocasionadas pela penetração, esmagamento do prego contra a madeira nas paredes dos furos, disposição dos pregos, estado de umidade da madeira, a retração, que provoca o “afrouxamento” dos furos.

As ligações são rompidas por arrancamento e não por cisalhamento.

Os pinos são eixos cilíndricos de aço e são colocados nos furos feitos à máquina nas ligações. Esses furos possuem diâmetro ligeiramente inferior aos dos pinos e assim são instalados sem folga, de modo a entrarem em carga sem haver deformação relativa das peças ligadas.

4 CAVILHAS

De acordo com MOLITERNO (1986), cavilhas são cilindros de madeira utilizados como elementos de ligação em estruturas de madeira. Por ser de madeira, a cavilha é constituída de moléculas orgânicas grandes, isso lhe confere uma vantagem diante dos metais quando há a necessidade de se ter uma estrutura que pode eventualmente estar em contato com substâncias corrosivas como ácidos e bases, além de ser bastante vantajoso quando deseja-se travar encaixes precisos.

Segundo a NBR-7190:1997, as cavilhas devem ser torneadas e feitas com madeiras duras da classe C60 ou com madeiras moles de ρap ≤ 600 kg/m3 impregnadas com resinas que aumentem sua resistência.

Esse tipo de ligação pode ser empregado tanto em elementos estruturais como não, além de serem utilizadas em juntas de móveis, porém com um controle de qualidade inferior. As cavilhas com emprego estrutural devem possuir diâmetros de 16, 18 e 20 mm, e os furos devem ser exatos. Ela deve estar perfeitamente seca, caso contrário há retração após sua colocação, provocando folgas. As ligações estruturais com cavilhas devem ser aplicadas somente quando submetidas à corte duplo, à corte simples apenas em ligações secundárias. Atualmente só é permitido o uso de cavilhas juntamente com colas, a capacidade de carga de uma ligação cavilhada depende da rigidez da madeira das peças interligadas e da resistência e rigidez da madeira da cavilha.

As ligações com cavilhas são consideradas deformáveis, quando feitas com 2 ou 3 pinos e permite-se o seu emprego exclusivamente em estruturas isostáticas. Nunca serão permitidas ligações com um único pino, as ligações com 4 ou mais pinos podem ser consideradas rígidas, se for respeitada a exigência de diâmetro de furação exatamente igual ao diâmetro da cavilha. Se não for atendida a especificação anterior, as ligações deverão ser dimensionadas como deformáveis.

5 CONECTORES

Os conectores metálicos fazem a ligação entre duas ou mais peças estruturais de madeira, de forma a trabalharem em função da resistência ao cisalhamento longitudinal (Fv0,d) de duas madeiras interligadas. Este tipo de ligação pode ser efetuado em peças que sofrem esforços tanto à tração como compressão.

Podemos subdividir esta classe de ligação em dois tipos de conectores: anéis metálicos e chapas com dentes estampados.

5.1 Anéis Metálicos

Os conectores de anel são peças metálicas especiais, encaixadas em ranhuras, na superfície da madeira e apresentando grande eficiência na transmissão de esforços. No local de cada conector, coloca-se um parafuso para impedir a separação das peças ligadas. Os conectores usuais são em forma de anel (PFEIL, 2015, p.52).

Segundo CALIL, LAHR e DIAS (2010) os anéis metálicos, que são inseridos em sulcos (ranhuras) executados previamente nas peças, geram transmissão dos esforços entre as peças que tende a provocar o cisalhamento do disco de madeira interno ao anel e a compressão entre a madeira e o anel.

De acordo com PFEIL (2015) geralmente são encontrados três tipos de anéis metálicos no mercado, são eles: anel inteiriço, anel partido e anel denteado. O anel partido facilita a colocação dentro do entalhe, visto que permite compensar uma possível retração ou inchamento da madeira. Já o anel denteado, penetra na madeira por aperto, dispensando o corte prévio do entalhe. Este é composto de duas peças metálicas encaixadas (tipo macho-e-fêmea). Segundo a NBR 7190, os anéis devem ser de aço galvanizado