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