Os conectores de barras de aço, também conhecidos como sistemas de emendas mecânicas, desempenham um papel vital nas estruturas modernas de concreto armado. Embora sejam amplamente utilizados em projetos de infraestrutura e construção, vale ressaltar que atualmente não existe um padrão global de projeto unificado.
Esses padrões geralmente focam mais em requisitos de desempenho do que em especificar projetos estruturais precisos. Isso proporciona flexibilidade, mas também leva a inconsistências nos padrões entre diferentes fabricantes de conectores de vergalhões.
Embora as dimensões e especificações não sejam uniformes, a natureza especial dos conectores de vergalhões—servindo ao vergalhão—significa que eles estão intrinsecamente ligados às dimensões e ao desempenho do próprio vergalhão.
Este artigo abordará a questão a partir da perspectiva do vergalhão, detalhando as dimensões e as especificações de projeto dos conectores de vergalhões. Esses fatores devem ser cuidadosamente avaliados antes de personalizar os conectores de vergalhões, a fim de selecionar o sistema de emenda de vergalhões mais adequado para cada projeto.
Dimensões adequadas garantem que a emenda atinja uma resistência igual ou superior à do vergalhão original.
Projeto de Diâmetro - Diâmetros Externo e Interno, usados para garantir resistência e transferência de carga
Comprimento, para garantir o engate adequado
Projeto da Rosca Interna - Passo, Perfil da Rosca, Precisão da Rosca
Seleção de Material
As dimensões dos conectores de vergalhões devem corresponder ao diâmetro e à classe do vergalhão. As especificações das barras de aço no mercado atualmente são bastante complexas. Tomando como exemplo as especificações de barras de aço americanas:
No Padrão Americano (ASTM), o diâmetro das barras de aço é indicado por um "#" seguido de um número, como #3, #4, #5, etc. Esse sistema de numeração é comumente chamado de "Número do Tamanho da Barra", que corresponde ao diâmetro nominal da barra de aço, em polegadas.
| Tamanho | DN (polegadas) | DN (milímetros) |
| #3 | 0,375 | 9,5 |
| #4 | 0,500 | 12,7 |
| #5 | 0,625 | 15,9 |
| #6 | 0,750 | 19,1 |
| #7 | 0,875 | 22,2 |
| #8 | 1,000 | 25,4 |
| #9 | 1,128 | 28,7 |
| #10 | 1,270 | 32,3 |
| #11 | 1,410 | 35,8 |
| #14 | 1,693 | 43,0 |
| #18 | 2,257 | 57,3 |
Principalmente #3 e #4 (9-12 mm), tipicamente usadas para estribos, barras de distribuição e outras armaduras estruturais.
Principalmente #5-#14 (15-43 mm), usadas em vigas principais, pilares, paredes de cisalhamento e outros componentes estruturais principais.
Barras de aço com diâmetro de 50 mm ou mais, como #18, são usadas principalmente em edifícios altos, pontes grandes e outras estruturas com requisitos de capacidade de carga particularmente elevados.
Então, saber o diâmetro da barra de aço é suficiente? Não, também precisamos saber sua resistência.
No Padrão Americano (ASTM), os graus de resistência das barras de aço são divididos principalmente nos seguintes graus comumente usados, definidos principalmente pelo limite de escoamento.
Grau 60: Limite de escoamento de 60 ksi (aproximadamente 420 MPa)
Grau 80: Limite de escoamento de 80 ksi (aproximadamente 550 MPa)
Grau 100: Limite de escoamento de 100 ksi (aproximadamente 690 MPa)
Grau 120: Limite de escoamento de 120 ksi (aproximadamente 830 MPa)
Limites de escoamento semelhantes permitem estabelecer relações correspondentes entre diferentes tipos de vergalhões:
O padrão ASTM Grau 60 dos EUA corresponde ao vergalhão TMT da Índia (Fe500), ao vergalhão HRB da China (HRB400E), ao B500B do Reino Unido e ao DIN 488 da Alemanha, entre outros.
O projeto do conector de vergalhão deve atender aos requisitos de limite de escoamento da emenda do vergalhão correspondente.
Internacionalmente, os conectores de vergalhões são classificados em dois tipos, conforme o padrão do American Concrete Institute (ACI 318): conectores de vergalhões Tipo 1 e conectores de vergalhões Tipo 2
Os conectores de vergalhões Tipo 1 devem atingir pelo menos 125% do limite de escoamento do vergalhão em condições de tração.
Os conectores de vergalhões Tipo 2 não apenas atendem ao requisito de 125% do limite de escoamento dos conectores Tipo 1, mas também exigem uma resistência do conector de 100% da resistência à tração última do vergalhão.
Em relação às emendas de armadura de aço—especificamente vergalhões unidos usando acopladores mecânicos—é necessário realizar ensaios de tração (O que é ensaio de tração em vergalhões??), conforme ilustrado na figura abaixo.
O ensaio de tração verifica se a emenda mecânica pode atingir o limite de escoamento correspondente após o conector ser conectado ao vergalhão correspondente.
Durante este ensaio de tração, os acopladores de vergalhões Tipo 2 demonstram um modo no qual o próprio vergalhão fratura, em vez da junta de emenda; os acopladores Tipo 1, por outro lado, tipicamente falham na junta de emenda. Esses resultados de ensaio indicam que a resistência à tração dos acopladores de vergalhões Tipo 2 é equivalente—ou até excede—a do material do vergalhão original.
Esta é uma tabela de dimensões de referência para os conectores de vergalhões roscados Cheeron Tipo II:
