As forças nos parafusos são determinadas por análise de elementos finitos. As forças de tração incluem forças de alavanca. As resistências dos parafusos são verificadas de acordo com AISC 360 - Capítulo J3.
Parafusos
Resistência à tração e ao corte dos parafusos
A resistência de cálculo à tração ou ao corte, ϕRn, e a resistência admissível à tração ou ao corte, Rn/Ω, de um parafuso apertado sem pré-esforço é determinada de acordo com os estados limite de rotura por tração e rotura por corte, da seguinte forma:
Rn = FnAb
ϕ = 0.75 (LRFD, editável em Code setup)
Ω = 2.00 (ASD, editável em Code setup)
onde:
Ab – área nominal do corpo não roscado do parafuso ou da parte roscada
Fn – tensão nominal de tração, Fnt, ou tensão de corte, Fnv, da Tabela J3.2
A resistência de tração requerida inclui qualquer tração resultante da força de alavanca produzida pela deformação das partes ligadas.
Tração e corte combinados em ligação do tipo apoio
A resistência de tração disponível de um parafuso sujeito a tração e corte combinados é determinada de acordo com os estados limite de rotura por tração e corte, da seguinte forma:
Rn = F'nt Ab (AISC 360-16 J3-2)
ϕ = 0.75 (LRFD, editável em Code setup)
Ω = 2.00 (ASD, editável em Code setup)
(AISC 360-16 J3-3a LRFD)
(AISC 360-16 J3-3b ASD)
onde:
- F'nt – tensão nominal de tração modificada para incluir os efeitos da tensão de corte
- Fnt – tensão nominal de tração da Tabela J3.2 do AISC 360-16
- Fnv – tensão nominal de corte da Tabela J3.2 do AISC 360-16
- frv – tensão de corte requerida utilizando combinações de ações LRFD ou ASD. A tensão de corte disponível do fixador deve ser igual ou superior à tensão de corte requerida, frv
Resistência ao esmagamento nos furos dos parafusos
As resistências ao esmagamento disponíveis, ϕRn e Rn/Ω, nos furos dos parafusos são determinadas para o estado limite de esmagamento da seguinte forma:
ϕ = 0.75 (LRFD, editável em Code setup)
Ω = 2.00 (ASD, editável em Code setup)
A resistência nominal ao esmagamento do material ligado, Rn, é determinada da seguinte forma:
Para um parafuso numa ligação com furos normalizados:
Rn = 1.2 lc t Fu ≤ 2.4 d t Fu (AISC 360-16 J3-6a, J3-6a, c)
Para um parafuso numa ligação com furos oblongos:
Rn = 1.0 lc t Fu ≤ 2.0 d t Fu (AISC 360-16 J3-6a, J3-6e, f)
onde:
- Fu – resistência mínima especificada à tração do material ligado
- d – diâmetro nominal do parafuso
- lc – distância livre, na direção da força, entre a extremidade do furo e a extremidade do furo adjacente ou a extremidade do material
- t – espessura do material ligado
Parafusos pré-esforçados
A resistência de cálculo ao deslizamento de parafusos pré-esforçados da classe A325 ou A490 com o efeito da força de tração Ft
Força de pré-esforço a utilizar AISC 360-10 tab. J3.1.
Tb = 0.7 fub As
Resistência de cálculo ao deslizamento por parafuso AISC 360-10 par. J3.8
Rn = kSC μ Du hf Tb ns
Utilização ao corte [%]:
Uts = V / ϕRn (LRFD)
Uts = Ω V / Rn (ASD)
onde:
- As – área de tensão de tração do parafuso
- fub – resistência última à tração
- – fator para tração e corte combinados (LRFD) (J3-5a)
- – fator para tração e corte combinados (ASD) (J3-5b)
- μ – coeficiente médio de deslizamento editável em Code setup
- Du = 1.13 – multiplicador que reflete a razão entre a pré-tensão média instalada no parafuso e a pré-tensão mínima especificada do parafuso
- hf = 1.0 – fator para enchimentos
- ns – número de superfícies de atrito; a verificação é calculada para cada superfície de atrito separadamente
- V – força de corte atuante no parafuso
- ϕ = 1.0 – fator de resistência para furos de dimensão normalizada (LRFD) editável em Code setup
- ϕ = 0.7 – fator de resistência para furos oblongos (LRFD)
- Ω = 1.5 – fator de resistência para furos de dimensão normalizada (ASD) editável em Code setup
- Ω = 2.14 – fator de resistência para furos oblongos (ASD)