Quando um olhal de içamento é projetado, o calculista seguindo as normas, sempre tem um critério de folga máxima, entre furo do olhal e a manilha de içamento.

Na prática muitas vezes,  a escolha da anilha é feita casando a capacidade de carga do olhal com a capacidade de carga da anilha, deixando de lado os critérios geométricos entre anilha e furo. Para este artigo coletei os dados de algumas normas de olhais de içamento, para verificar qual critério de folga elas tem e depois utilizando um software de elementos finitos poderemos verificar como os olhais podem sair de suas margens de segurança quando esses critérios não são seguidos. Seguem alguns critérios de folga conforme norma:

– N-2683-ESTRUTURAS OCEÂNICAS – OLHAL DE IÇAMENTO – DIMENSIONAMENTO:

f  = 1 mm para dpino ≤ 33 mm;

f  = 0,03 . dpino ou 5 mm, o que for menor, para dpino > 33 mm.

– ANSI/AISC 360-10 Specification for Structural Steel Buildings:

– 1 mm de folga máxima para qualquer diâmetro.

1° Passo: Vamos resolver de forma analítica, através da formulação da N-2683, um olhal de içamento projetado para 20 KN, respeitando a folga permitida por norma, onde o diâmetro do furo será de 17 mm e o diâmetro da anilha será de 16 mm.

F= 20KN x 1,1 x 1,3= 28,6KN

 

Resultado: obtém-se os seguintes aproveitamentos (tensão calculada/ tensão admissível):

– Pressão de contato entre pino e furo: 66%

– Cisalhamento da área efetiva: 95,3%

– Tração da área liquida efetiva: 77,8%

Por tanto pelos cálculos da N-2683 este olhal está conforme, a rigor a norma avalia mais parâmetros, mas como o objetivo aqui é tratar sobre folga, vamos focar apenas nesses três itens.

2° Passo Calcular o mesmo olhal do içamento, com auxílio de software de elementos finitos, respeitando os parâmetros geométricos da norma, ou seja a folga de 1 mm:

Imagem retirada do software MecWay de Elementos Finitos

Resultados: Obtém-se os seguintes aproveitamentos:

– Pressão de contato entre pino e furo: 62%

– Cisalhamento da área efetiva: 96%

– Tração da área liquida efetiva: 89%

Observa-se apenas uma diferença acentuada de resultados na tração liquida efetiva, um erro relativo de 15%. Isso poderia ser melhorado com o refinando da malha.

3° Passo Calcular o mesmo olhal de içamento porém com uma anilha de diâmetro 14 mm, ou seja, saindo dos limites de folga da norma, pois 3 mm > 1 mm.

Resultados:

 

– Pressão de contato entre pino e furo: 83%

– Cisalhamento da área efetiva: 96%

– Tração da área liquida efetiva: 96%

Resumo dos resultados:

O objetivo desse trabalho não é obter dados apurados nos métodos dos elementos finitos, mas entender um pouco mais as possíveis consequências do que ocorre no olhal, quando em campo não é seguido os critérios de folga estabelecidos pela norma.

Na análise em questão observa-se que com o aumento de apenas 2 mm da folga permitida, a pressão de contato pode aumentar até 33% do valor previsto em projeto e a tração efetiva pode aumentar até 7,8% o valor previsto em projeto. Nem sempre a carga estará no máximo de sua capacidade de projeto e existem os fatores de segurança, estas talvez sejam as principais causas, que evitem que o olhal colapse todas as vezes que trabalha com folga excessiva. No entanto vale ressaltar que quando se trabalha com folga excessiva, a estrutura estará trabalhando fora das especificações e das margens de segurança, podendo desgastar mais rápido e até colapsar.

Por tanto deve haver em campo essa preocupação e interação com o projetista, trabalhar com folga sem consulta será estar confiando na sorte.