Análise comparativa entre a NBR 7190/97 e o EUROCODE 5:2004 da influência do ângulo e da espessura de ligação na resistência de ligações parafusadas com pino metálico

Abstract

A madeira é um material amplamente utilizado pelo homem, especialmente como material de construção por suas características físicas e químicas. Para que se possa vencer as limitações das dimensões comerciais da madeira são criados novos elementos a partir de ligações entre as peças, sendo a ligação por pino metálico a mais utilizada. A capacidade de carga da estrutura passa a ser determinada pela própria resistência da ligação, que deve ser durável, resistente e segura. Para tanto, as ligações com pinos metálicos em estruturas de madeira são dimensionadas seguindo documentos normativos como a NBR 7190/97 e o EUROCODE 5:2004. O rompimento das ligações pode ocorrer por embutimento do pino na madeira ou por flexão do pino, e isso depende do tipo e espessura da madeira da ligação, do ângulo da ligação e do diâmetro do pino. Mesmo tendo origem no mesmo estudo de Johansen (1949), existem inúmeras diferenças entre os dimensionamentos da NBR 7190/97 e o EUROCODE 5:2004 e quanto ao tipo de ruptura da ligação. Dessa forma, foi feita a análise e comparação da variação da resistência de ligação com pino metálico entre a ABNT NBR 719097 e o EUROCODE 5:2004 a partir da variação de espessura e do ângulo de ligação, a partir da confecção de uma planilha de cálculo no software Excel onde foram propostas vinte e quatro ligações diferentes. Os cálculos foram feitos com a utilização de duas espécies de madeira, Pinus Taeda e Eucalyptus Grandis, por serem as madeiras mais utilizadas na construção civil no Brasil e com a finalidade de propor composições mais econômicas com o uso de duas espécies distintas; foi usado o pino metálico liso de aço CA-25 com diâmetro de 12,5mm e arruelas lisas de ½” de diâmetro. Os resultados obtidos pelas ligações propostas deixam claro que existem inúmeras divergências entre a norma brasileira e a norma europeia, principalmente relacionado aos modelos de cálculo de ligações parafusadas, visto que a NBR 7190/97 apresenta critérios simplificados para a determinação da resistência de ligação, pois conta com apenas dois tipos de modos de ruptura e apenas o critério de espessura mínima. Já o EUROCODE 5:2004 leva em consideração outros elementos de variação, como diferença entre ângulo de solicitação, espécie das peças, relação entre resistência das peças e ângulo de atuação da força.

Wood is a material wildly used by humankind, especially as a building material for its physical and chemical characteristics. In order to overcome wood’s limitations of the commercial dimensions, new elements are created from connections between the pieces, the metallic pin connection being the most used. The load capacity of the structure is determined by the strength of the connection, which must be durable, resistant and safe. For this purpose, the connections with metallic pins in wooden structures are dimensioned following normative documents such as NBR 7190/97 and EUROCODE 5:2004. The rupture of the connections can occur by embedding the pin in the wood or by flexing the pin, and this depends on the type and thickness of the wood of the connection, the angle of the connection and the diameter of the pin. Even originating from the same study by Johansen (1949), the are numerous differences between the dimensions of NBR 7190/97 and EUROCODE 5:2004 and in terms of the type of connection rupture. An analysis and comparison of the variation of bond strength with metallic pin between ABNT NBR 7190/97 and EUROCODE 5:2004 was made based on the variation in thickness and the bond angle, from a spreadsheet in Excel software where twenty-four different connection were proposed. The calculations were evaluated using two wood species, Pinus Taeda and Eucalyptus Grandis, as they are the most used wood in Brazil’s civil construction and with the purpose of proposing more economical compositions using two different species; CA-25 steel flat metallic pin with a diameter of 12.5mm and ½” diameter flat washers were used. The results obtained by the proposed connections make it clear that there are numerous divergences between the Brazilian norm and the European norm, mainly related to the models for calculating bolted connections, since NBR 7190/97 presents simplified criteria for determining the bond strength, since has only two types of rupture modes and only the minimum thickness criterion. EUROCODE 5:2004, on the other hand, takes into account other elements of variation, such as the difference between the angle of request, the type of parts, the relationship between the resistance of the parts and the angle where the force acts.