DIMENSIONAMENTO DE LIGAES EM ESTRUTURA DE MADEIRA POR

CONECTORES GANG NAIL.

1.- CARACTERSTICAS DO CONECTOR GNA-80

O conector GNA-80 fabricado com ao galvanizado a quente,de

primeira qualidade, com chapa de ao 18, cuja espessura de 1,25 mm,
porm pode variar entre 1,20 mm at 1,38 mm, obedecendo os requisitos da
NBR 7008 Grau ZC.

Caracterstica Geomtrica dos conectores Gang Nail

Nmero de dentes ------------------1,5dentes/cm;
peso----------------------------------1,05g/cm;
Espessura---------------------------1,25mm;
Comprimento dos dentes---------7,8mm;
Ao efetivo longitudinal-----------32,7%;
Ao efetivo transversal------------70,2%;

Conectores GANG-NAIL GNA 80

Largura Comprimento
(cm) (cm)
3,6 6,0 7,9 9,9 11,9 13,9 15,9 17,9 121,0
7,1 7,9 9,9 11,9 13,9 15,9 17,9 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 31,7 121,0
10,7 11,9 13,9 15,9 17,9 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 31,7 39,7 121,0
14,3 15,9 17,9 19,8 21,8 23,8 25,8 27,8 29,8 31,7 39,7 121,0

- Valores de calculo da resistncia, para projeto de um par de conectores

Gang-Nail:
a) Trao longitudinal................. ftd= 350 Kgf/cm de largura do conector.
b) Trao Transversal.................ftd= 150 Kgf/cm de comprimento do conector.
c) Cisalhamento Longitudinal .....fvd= 90 Kgf/cm de comprimento do conector.
d) Cisalhamento Transversal ..... fvd=210Kgf/cm de largura do conector.

As estruturas de madeira devem obedecer a norma brasileira

NBR7190/1997.
Apresentam nas tabelas as classes de resistncia apresentadas pela norma brasileira
de estrutura de madeira (NBR7190,1997).

Conferas
( valores na condio-padro de referncia U=12%)
f f E
Classe c0,k v,k c0,m bas,m aparente
MPA MPA MPA Kg/m Kg/m
C20 20 4 3500 400 500

C25 25 5 8500 450 550

C30 30 6 14500 500 600

FONTE: NBR 7190,1997

Dicotiledneas
1
 (valores na condio-padro de referncia U=12%)
f f E
Classe c0,k v,k c0,m bas,m aparente
MPA MPA MPA Kg/m Kg/m
C20 20 4 3500 500 650

C30 30 5 8500 650 800

C40 40 6 14500 750 950

C60 60 8 24500 800 1000

FONTE: NBR 7190,1997

Os valores de calculo da resistncia ao arrancamento por dente do conector

correspondente a cada classe de resistncia, determinado por meio de ensaios
fsicos em unies de madeira.

Classe Valor do dente 0 Valor do dente 90

(Kg) ( Kg)
C20 5 3
C25 6 4
C30 8 5
C40 12 9
C60 16 12
=0 =90

2.- REA EFETIVA E MNIMA SUPERPOSIO

Todos os dentes em uma zona de 12 mm do extremo da pea

medidos no comprimento das fibras da madeira, e de 6 mm das bordas
supostamente no trabalham e no recebem cargas. O restante dos
conectores se considera como uma rea efetiva ou lquida de trabalho. No
projeto dos conectores, deve se levar em conta apenas esta rea. Como regra
geral, as distncias das bordas e do extremo devem ser consideradas em
todos os conectores, com exceo do conector de apoio em uma tesoura,
onde esta reduo j est considerada nos coeficientes de reduo.
A largura de sobreposio dos conectores nos banzos superior e
inferior deve ser de pelo menos 3,55 cm.

3.- CRITRIO PARA O PROJETO DE LIGAES COM OS CONECTORES

GANG - NAIL
2
 Os conectores devem ser colocados nas unies, em ambos os
lados e sua posio deve ser idntica.
Deve-se colocar somente um par de conectores por n, inclusive,
se este for simultaneamente um n interno e uma emenda de banzo. Uma
exceo o uso de pequenos conectores adicionais como reforo durante a
manipulao e o transporte de tesouras, por exemplo, na unio de cumeeira.
O conector ser projetado de tal maneira que sua seo lquida
de ao e o nmero de dentes em cada pea, sejam suficientes para resistir a
todas as foras que atuam na unio.

a - O nmero total de dentes requeridos na pea a ser unida,

igual fora axial de trao na mesma dividida pelo valor do dente no caso
especfico.
Como h um conector em cada lado da madeira, o nmero de
dentes necessrios por conector ser a metade do nmero total e estes devem
coincidir na rea efetiva da unio.
Fora caracterstico axial de trao X 1,4
Nmero de dentes por conector =
2 X valor do dente

b - Para unies ajustadas que suportam foras de compresso,

pode-se considerar que 50% desta fora transmitida atravs do contato
madeira - madeira. As unies se consideram ajustadas se entre as peas de
madeira no existir uma abertura maior que 1 mm.
Fora caracterstico axial de compresso X 1,4 X 0,5
Nmero de dentes por conector =
2 X valor do dente

c - Para prevenir danos devidos manipulao, transporte ou

montagem, deve-se prever como valor mnimo em cada pea, um nmero de
dentes capaz de resistir a uma fora de 175 Kg.

d - A seo lquida de ao necessria pode ser obtida utilizando

valores de clculo da resistncia trao e ao cisalhamento dados em tabela
anterior. Para os esforos cisalhantes que atuam sobre o conector em
inclinaes menores que 90o, deve-se tomar o valores de clculo ao
cisalhamento para atuao em 0o.

Fora caractersca atuante X 1,4

Dimenso necessria do conector =
Valor de clculo da resistncia
trao ou cisalhamento

e - Uma vez determinados estes valores para todas as peas,

dever-se- desenhar a unio em escala para a sobreposio dos tamanhos
padres.
Movendo-se estes modelos sobre o desenho, dever ser
selecionado o conector por meio de mtodo de tentativas, controlando o
nmero de dentes em cada pea, at se chegar ao conector mais prximo.
3
 Pode ocorrer que, para diagonais que suportem esforos de
trao, se faa necessria a utilizao de uma seo de madeira maior que a
calculada, para que entrem mais dentes na referida pea.

4.- CONECTOR DE EXTREMO DE TESOURAS.

Este o conector mais solicitado por esforos e requer especial

ateno em seu projeto, principalmente para tesouras de inclinaes
pequenas.
Deve ter suficiente capacidade, para resistir s foras axiais
diretas nos banzos. Para permitir os momentos de excentricidade provocados
neste n, deve-se fazer as seguintes redues nos valores dos dentes.

Inclinao do telhado Coeficiente de reduo (N)

< 14o 85%
14o < < 18,5o 80%
18,5o < < 22,5o 75%
22,5o < < 25o 70%
>25o 65%
Tab. 3
Valor do dente = N x Valor do dente

Nas redues foram levadas em conta as zonas inefetivas,

portanto no se deve consider-las novamente no projeto destes conectores.
O conector de extremo deve ser colocado simetricamente, com a
mesma quantidade de dentes no banzo superior e no banzo inferior. A seo
lquida de ao, no cisalhamento entre o banzo superior e banzo inferior, deve
ser controlada para o esforo atuante nesta linha.
O coeficiente de reduo, dado anteriormente, no tem que ser
aplicado fora de ao, e pode-se utilizar o valor de cisalhamento total.
Requisitos de projeto so:

a) Nmero necessrio de dentes no banzo superior ou inferior:

C X 1,4
N1 =
2 N Valor do dente

b) S Comprimento de cisalhamento:

Valor caracterstico ( F ) X 1,4

S=
Valor de clculo da resistncia ao cisalhamento

Para cisalhamento muito comprido, como pode ocorrer em

tesouras de inclinaes baixas, bom agregar um pequeno conector, somente
para propsito de construo, e no deve ser considerado como pea
fundamental no desenho. Toda a fora deve ser suportada pelo conector
principal.

5.- CONECTOR DE CUMEEIRA

4
 O conector de cumeeira deve ser colocado simtrico linha de
centro da tesoura, com direo de seus dentes sempre horizontal.
No projeto, deve-se considerar somente 50% dos esforos do
banzo superior.

C C

Valor caracterstico C X 1,4 X 0,5

N1 =
2 X valor do dente
ValorcaractersticoT X 1,4
N2 =
2 valor do dente

No conector de cumeeira, o esforo de cisalhamento nunca ser

crtico, portanto pode-se despreza-lo clculo deste conector.
Quando o conector no cobre o ponto de interseco dos eixos
dos banzos superior, ponto A ,deve-se utilizar um conector adicional para
evitar danos durante o transporte. Como no conector de extremo, este
conector se utiliza unicamente com propsitos de construo, e no est
considerado para suportar cargas.
Uma soluo mais sensata para a produo seria a utilizao de
um conector maior que cobrisse o ponto A .

6.- UNIES DE BANZO COM MEMBROS INTERNOS

O conector deve ser dimensionado para suportar as foras axiais

de cada barra da unio, assim como a diferena de esforos no banzo. Esta
ltima ser a diferena algbrica entre os esforos axiais nos tramos
adjacentes a esse n.
Para as diagonais comprimidas, deve-se considerar somente 50%
dos esforos de compresso.

a) O nmero necessrio de dentes pode ser determinado da

seguintes maneira:
S C2

C1
N3
N1
Valor caracterstico C X 1,4 X 0,5 N2 C
N1 =
2 X valor do dente
T

Valor caracterstico T X 1,4

N2 =
2 valor do dente
Valor caracterstico D (C1 C 2 ) X 1,4
N3 = =
2 valor do dente 2 valor do dente

b) Cisalhamento no comprimento da linha 1 -1

5
 Comprimento do conector = comprimento necessrio para o
cisalhamento

Valor caracterstico (C1 C 2 ) X 1,4

S=
Valor de clculo da resistncia ao cisalhamento

A orientao do conector pode ser horizontal ou vertical porm

deve ser notado que a resistncia ao cisalhamento muda em relao a esta
orientao. O conector em posio horizontal a forma mais usada, somente
em diagonais muito fechadas o conector em posio vertical pode resultar
menor e, portanto, mais econmica.

7.- UNIES DE BANZO COM UM MEMBRO INTERNO

O conector deve ser colocado em uma posio simtrica, de

maneira que haja o mesmo nmero de dentes no banzo e no membro interno,
sendo este ltimo tracionado ou comprimido.
Recomenda-se para < 60 o ou > 120 o , considerar-se o esforo
de compresso total.
a) Membro interno comprimido.

O nmero de dentes N ser o maior entre as seguintes foras:

Valor caract. ( C1 - C2) X 1,4

N=
2 valor do dente

Valor caract. C X1,4 X 0,5

N=
2 X valor do dente

S Comprimento de cisalhamento necessrio.

Valor caracterstico (C1 - C2) X 1,4

S=
Valor de clculo da resitncia ao Cisalhamento

b) Membro interno tracionado.

6
 Valor caracterstico T X 1,4
N1 =
2 valor do dente

Valor caracterstico T X 1,4

S
Valor de clculo da resistncia a trao

Para evitar que a madeira se rache em caso de grandes foras de

trao ( T > 370 Kg ) bom aumentar-se o comprimento do conector no banzo,
de maneira que o nmero necessrio de dentes seja simtrico.
Para grandes vos onde a altura da seo transversal do banzo
inferior for maior que 12cm, sugere-se o uso de dois conectores adicionais
para efeito de anti-racha, prximo ao montante central da estrutura onde o
esforo perpendicular a trao maior.

Se a largura do conector ultrapassa a altura da seo de madeira,

dever-se- agregar um toco para preencher o vazio entre os conectores, e o
nmero de dentes necessrios deve ser previsto na parte efetiva da madeira e
no no toco.
Normalmente, nas emendas o conector, quando possvel, dever
possuir 2,5 cm a menos que a altura da seo de madeira a ser unida e o
comprimento mnimo ser de 11,9 cm.
Se for necessrio o uso de emendas em ambos os banzos de
uma trelias, estas nunca devem ser executadas no mesmo tramo ou painel.
Se um banzo necessita ser emendado duas vezes ou mais, as
emendas no devem ser colocadas nunca em tramos adjacentes. De todo
modo, se aceitam duas emendas no mesmo tramo. Uma emenda no primeiro
painel deve ser evitada, sempre que possvel.
Note-se que favorvel localizar as emendas em tramos onde os
esforos axiais so menores, ou seja, o mais longe possvel dos ns extremos.

N1
N1

C
S

T N2 N2 T

7
 a) Para emendas de banzo comprimidos, o conector dever ser
projetado para resistir a 75% do esforo de compresso. O nmero de dentes
necessrio ser:

Valor caracterstico C X 0,75 X 1,4

N1 =
2 valor do dente

b) Para emendas de banzos tracionados, dever ser controlado o

nmero de dentes, assim como a resistncia do ao.
Os valores sero encontrados atravs de:

Valor caracterstico T X 1,4

N1 =
2 valor do dente
Valor caracterstico T X 1,4
S=
Valor de clculo da resistncia trao

Observao :

Todos os ns em compresso sob condies normais de carga, e

submetidos trao, sob o efeito de esforos reversveis, devem ser
projetados para suportar 1/3 das foras contrrias s atuantes.

8- Fendilhamento

a ) Os conectores GNA 80 tambm servem para evitar o fendilhamento

ocorrido em entalhes, executadas em estruturas convensionais.

Bibliografia

Gang Nail do Brasil (1983). Trabalho desenvolvido para o

treinamento de calculista e usurios do sistema Gang Nail.
Cheung, A.B. (2003). Tabuleiro orttropico treliado protendido
transversalmente para aplicao em pontes de madeira. So
Carlos. Dissertao (Mestrado) Escola de Engenharia de So
Carlos, Universidade de So Carlos.
Baraldi,L.T.(1996). Mtodo de ensaio de ligaes de estrutura
de madeira por chapas com dentes estampados. So Carlos.
Dissertao (Mestrado) Escola de Engenharia de So Carlos,
Universidade de So Carlos.
Associao Brasileira de Normas Tcnicas(1997).NBR 7190
Projetos de estrutura de madeira. Rio de Janeiro.