Configurações inovadoras de ligações de emenda de barras metálicas de secção tubular

Abstract

Na concepção de estruturas metálicas é fundamental compreender e avaliar a influência das ligações no comportamento global da estrutura, pois são estas que possibilitam a transferência de esforços entre os diversos elementos estruturais. Dada a crescente utilização de perfis tubulares ocos em estruturas de Engenharia Civil, torna-se imperativo o desenvolvimento de tipologias de ligações aparafusadas adequadas a este tipo de estruturas e à sua execução em obra. Em estruturas de grande porte, a necessidade de dividir os elementos principais em módulos de dimensão adequada ao transporte, justifica a adopção de ligações de emenda. Sendo este tipo de ligação executada em obra, é preferível adoptar uma ligação aparafusada relativamente à ligação soldada, para a qual é mais difícil garantir uma boa qualidade de execução. Com o presente trabalho pretende-se desenvolver configurações inovadoras para a execução de ligações de emenda entre dois perfis tubulares por aparafusamento sem necessidade de recorrer a soldadura em obra. São considerados dois tipos de perfis: perfis tubulares de secção circular (CHS) e perfis tubulares de secção quadrangular (SHS), e dois tipos de parafusos: parafusos de cabeça de tremoço e parafusos de cabeça de embeber. A caracterização do comportamento das ligações é realizada através de modelos de elementos finitos calibrados com resultados de ensaios experimentais já realizados no âmbito da presente investigação. Por fim, confrontam-se os valores da resistência da ligação obtidos através dos modelos de elementos finitos com os valores da resistência da ligação calculados pelas formulações presentes no Eurocódigo 3, Parte 1-8, para ligações ao corte convencionais

For the design of steel structures is essential to understand and evaluate the influence of the connections in the global behavior of the structure because they assure the transmission of internal forces between the structural elements. In the presence of the increasing use of tubular hollow sections in Civil Engineering, it becomes imperative to develop typologies of bolted connections suitable for this type of structures and their implementation on site. In large structures, the need to divide the major elements in modules of appropriate size to transport, justifies the adoption of splice connections. Since this type of connection is performed in the construction site, it is preferable to adopt a bolted connection rather than a welded connection, for which it is more difficult to ensure a good quality of accomplishment. The present work aims to develop innovative configurations for the execution of splice bolted connections between two tubular sections without the need of welding on site. Two types of sections are considered: circular hollow sections (CHS) and square hollow sections (SHS), and two types of screws: socket button head screws and countersunk head screws. The characterization of the behavior of the connections is performed through finite element models calibrated with results of experimental tests that have been done in the ambit of the present investigation. Finally, strength values achieved by the finite element models are compared with the strength values given by the formulations present in Eurocode 3, Section 1-8, for conventional shear connections.