Qualquer conexão que tenha a capacidade de transferir momento entre os membros estruturais (dois ou mais) é definido como conexão momentânea. Este termo é comumente usado em estruturas de aço em oposição a conexões de cisalhamento que são capazes de transferir apenas a força de cisalhamento entre os membros de ponte. Como conexões momentâneas podem transferir momentos entre os membros filhos, a rotação relativa é restrita, o que não é o caso para conexões de cisalhamento. Claro que a restrição de rotação real oferecida por conexões de momento depende da rigidez real da conexão que por sua vez depende de seu detalhamento (por exemplo. número e layout dos parafusos, espessura de soldagem e layout).
Deve ser mencionado que as dimensões de quaisquer conexões são ditadas pelas dimensões relevantes dos membros estruturais de ponte. Por exemplo, concreto armado (RC) conexões em edifícios são normalmente capazes de transferir momento e cisalhamento, uma vez que os membros são monolíticos. Por outro lado, como os membros da coluna de aço geralmente têm seção transversal oca do tipo H ou quadrada e as vigas têm seção transversal do tipo I, o tipo de conexão depende do engenheiro estrutural, pois os flanges do membro fornecem a resistência ao momento e a alma fornece a resistência ao cisalhamento. Este artigo se concentra em conexões de momento de aço.
Quando as conexões de momento devem ser usadas?
As conexões de momento são usadas nos casos em que a emenda de vigas ou colunas em zonas com momento de flexão diferente de zero é necessária ou em casos em que um alto grau de indeterminação estrutural é desejado. Por exemplo, estruturas de aço rigidamente conectadas na base apresentam maior rigidez e resistência do que estruturas suportadas por pinos e, portanto, estão sujeitas a deflexões muito menores no estado limite de utilização. O detalhamento da conexão de momento acarreta um custo adicional de ereção em comparação com as conexões de cisalhamento. Porém, em escala global, a escolha de conexões de momento pode levar a necessidades reduzidas em termos de seções de membros de reforço que fornecem resistência às forças do vento ou terremoto, o que pode aumentar a economia de material. A figura a seguir mostra o diagrama de flexão de um quadro simples submetido a uma carga vertical uniforme de 50kN / m usando SkyCiv Structural 3D. As conexões viga-pilar devem ser projetadas para resistir ao momento de análise, enquanto a conexão pilar-fundação deve apenas garantir a transferência de cargas verticais (conexão fixada).
Figura 1: Diagrama do momento de flexão da estrutura de aço fixada na base sob carga vertical uniforme de 50kN / m.
Como as conexões momentâneas são realizadas?
O detalhamento das conexões de momento é realizado usando parafusos ou soldas. Conexões de momento parafusadas podem ser criadas usando placas de extremidade de viga (que pode ser estendido ou não) combinado com parafusos trabalhando principalmente sob tensão / compressão. Além disso, Placas em forma de L podem ser fixadas aos flanges dos membros filhos usando parafusos que devem ser projetados para suportar a força de cisalhamento gerada pelas forças de tensão / compressão nos flanges. As conexões de momento soldadas são realizadas usando soldas de topo de penetração parcial ou total que oferecem alta rigidez, mas precisam de inspeção cuidadosa. Por esta razão, as conexões soldadas são na maioria das vezes construídas na fábrica.
Figura 1: Diagrama do momento de flexão da estrutura de aço fixada na base sob carga vertical uniforme de 50kN / m.
