Este documento apresenta uma introdução sobre os tipos de ligações usuais em estruturas metálicas. Descreve os principais elementos de ligações e meios de ligação, como soldas e parafusos. Classifica as ligações de acordo com a rigidez, meios de ligação, posição dos esforços e local de execução. Explica como ligações rígidas, flexíveis e semi-rígidas se comportam em relação à transmissão de momentos e rotações.

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I. TIPOS DE LIGAÇÃO
I.1. INTRODUÇÃO:
Neste curso estudaremos as ligações usuais em estruturas metálicas. O termo “ligações” é
utilizado para ligações entre componentes de um perfil, emendas de barras, ligações entre barras
e ligações de barras com elementos externos (tais como bases de concreto).
Fig. II.1 – Alguns tipos de ligações

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Existe uma grande diversidade nos tipos de ligações utilizadas em estruturas metálicas. Na
Fig. II.1 estão representadas algumas destas ligações:
- Solda de composição de perfil (Fig. II.1a);
- Ligação rígida de viga de pórtico com coluna (Fig. II.1b);
- Base rotulada de coluna (Fig. II.1c);
- Emenda de perfil I soldado (Fig. II.1d);
- Ligação flexível de viga com coluna (Fig. II.1e);
- Ligação de peça tracionada (Fig. II 1f)
- Emenda de coluna com talas (Fig. II.1g)
As ligações são compostas pelos meios de ligação e pelos elementos de ligação.
Os meios de ligação são os dispositivos que executam a união entre as partes da estrutura. Os
meios de ligação que serão abortados neste curso são as soldas, os parafusos e as barras
roscadas (chumbadores, por exemplo).
Os elementos de ligação são os componentes incluídos na ligação para permitir ou facilitar a
transmissão dos esforços. Na Fig. II.1 pode-se identificar vários destes elementos de ligação:
- Enrijecedores (Fig. II.1b);
- Chapa de topo (Fig. II.1b);
- Placa de base (Fig. II.1c);
- Cantoneiras (Fig. II.1e);
- Chapa de nó, ou Gusset (Fig. II.1f);
- Talas de alma e de mesa (Fig. II.1g);
- Parte das peças ligadas envolvidas localmente na ligação (por exemplo: mesa da coluna
da Fig. II.1b, alma da coluna da Fig. II.1b, etc.).
O dimensionamento de uma estrutura metálica envolve não só a determinação das barras, mas
também a verificação de suas ligações. A concepção de uma ligação deve atender não só a
critérios de resistência, mas também a critérios de rigidez, sob pena de não se comportar em
termos de deslocamentos e rotações, conforme previsto no modelo estrutural.
O cálculo de uma ligação compreende a verificação de todos os seus componentes: meios de
ligação e componentes de ligação. De acordo com a NBR 8800, os componentes de uma ligação
deverão ser dimensionados de forma que suas resistências de cálculo, relativas aos estados
limites em consideração, sejam maiores do que as solicitações de cálculo.
As resistências de cálculo dos componentes de uma ligação são obtidas multiplicando-se a
resistência nominal, correspondente ao estado limite em consideração, por um coeficiente de
resistência φ
φ
φ
φ, normalmente menor do que 1,0.
As solicitações de cálculo por sua vez são obtidas multiplicando-se os esforços na ligação por
coeficientes de ponderação γ
γ
γ
γ, normalmente maiores do que 1,0.

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I.2. CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAÇÕES:
As ligações podem ser classificadas de diversas formas:
− De acordo com a rigidez da ligação;
− De acordo com os meios de ligação utilizados;
− De acordo com a posição dos esforços solicitantes em relação aos meios de ligação;
− De acordo com o local de execução das ligações.
I.2.1. CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM A RIGIDEZ
As ligações devem se comportar de acordo com o previsto no modelo estrutural, ou seja, onde
foi prevista uma rótula deve haver pouca restrição à rotação relativa entre as partes conectadas
(Fig. II.1e, por exemplo); onde foi previsto um engaste deve haver grande restrição à rotação
relativa entre as peças (Fig. II.1b, por exemplo).
Dessa forma a rigidez de uma ligação representa sua capacidade de impedir a rotação relativa
entre as peças conectadas. De acordo com a sua rigidez, as ligações podem ser um dos três tipos
a seguir:
− Ligação Rígida – nesta ligação é dada continuidade total entre as partes conectadas, de
modo que o ângulo original entre as peças que se interceptam permanece praticamente
inalterado. Uma ligação é considerada rígida se, após o carregamento, atingir 90% ou mais
do momento teórico esperado caso a conexão fosse um engaste perfeito.
− Ligação Flexível – nesta ligação a restrição à rotação deve ser tão pequena quando possível.
Uma ligação é considerada flexível se a rotação relativa ente as peças conectadas, após o
carregamento, atingir 80% ou mais da rotação teórica esperada caso a conexão fosse uma
rótula perfeita.
− Ligação Semi-rígida – nesta ligação o momento transmitido é nem zero (ou próximo de
zero), como no caso de ligações flexíveis, nem o momento máximo (ou próximo dele), como
no caso de ligações rígidas.
θe
q.L /24.EI
Me
q.L /12
θe
θe = q.L /24EI
Me = 0
3
L
q
q 0 < θe < q.L /24EI
0 < Me < q.L /12
3
2
2
100%
20%
90%
3
100%
θe
Me
Me
θe = 0
Me = q.L /12
2
LIGAÇÕES FLEXÍVEIS
LIGAÇÕES
RÍGIDAS
LIGAÇÕES
SEMI-RÍGIDAS
80%
Fig. II.2 – Diagrama Momento Resistente x Rotação de Extremidade

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Para que se possa utilizar uma ligação semi-rígida é necessário conhecer a relação entre o
momento resistente e a rotação da ligação. Devido à dificuldade para definir esta relação, as
ligações semi-rígidas são raramente utilizadas em nossa prática e não serão abordadas em nosso
curso.
Na análise estrutural não é usual considerar a capacidade parcial de restrição à rotação das
ligações flexíveis. Isto significa que nestas ligações são desprezados os momentos fletores
introduzidos nas peças de apoio (colunas), a redução dos momentos positivos na região central
das vigas, o aumento da resistência das colunas à flambagem e a redução dos deslocamentos da
estrutura.
Nas ligações rígidas, ao contrário das ligações flexíveis, considera-se que o ângulo original entre
as peças não se modifica com o carregamento. Desta forma são ignorados a redução do momento
fletor introduzido nas peças de apoio, o aumento do momento positivo na região central das
vigas, a redução da resistência das colunas à flambagem e o aumento dos deslocamentos da
estrutura.
I.2.2. CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM OS MEIOS DE LIGAÇÃO
De acordo com os meios de ligação, as ligações podem ser classificadas como soldadas e/ou
parafusadas.
Nas ligações parafusadas podem ocorrer esforços de tração e/ou cisalhamento (Fig. II.3.a e b).
Nas ligações soldadas podem ocorrer tensões de tração, compressão e/ou cisalhamento (Fig. II.3c
e d).
Fig. II.3 – Esforços em parafusos e soldas

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I.2.3. CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM A POSIÇÃO RELATIVA DOS
ESFORÇOS SOLICITANTES
De acordo com o tipo de esforços solicitantes e com a posição desses esforços em relação ao
centro dos grupos de parafusos ou das linhas de solda resistentes, as ligações podem ser
classificadas em:
− Cisalhamento centrado (Fig. II.4a)
− Cisalhamento excêntrico (Fig. II.4b)
− Tração ou compressão centrada (Fig. II.4c)
− Tração ou compressão com cisalhamento centrados (Fig. II.4e)
Fig. II.4 – Esforços solicitantes na ligação

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As ligações são classificadas como centradas quando a linha de ação dos esforços solicitantes
passa pelo centro de gravidade do meio de ligação utilizado (soldas ou parafusos). Quando isto
não ocorre a ligação é classificada como excêntrica e, devido a esta excentricidade, aparecem
esforços adicionais nos meios de ligação.
I.2.4. CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM O LOCAL DE EXECUÇÃO DA
LIGAÇÃO
De acordo com o local de execução, as ligações podem ser classificadas em:
− Ligações de campo – são as ligações executadas na obra. Estas ligações podem ser emendas
de peças muito longas para transportar ou ligações entre peças diferentes. Normalmente as
ligações de campo são executadas com parafusos.
− Ligações de fábrica – devido às melhores condições de trabalho, as ligações soldadas devem
preferencialmente ser executadas na fábrica. Isto não significa que as ligações de fábricas
devem ser soldadas: de acordo com o tipo de equipamentos disponíveis na fábrica pode ser
mais interessante executar ligações parafusadas (fábricas mais automatizadas) ou soldadas
(fábricas menos automatizadas).

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