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Nota Técnica: Sistema de fixação a gás para pinos aplicados em Steel Deck

 

1. Objetivo:
Instruir sobre detalhes de aplicação e especificação de sistema de fixação de pinos instalados por ferramentas acionadas a gás, quando utilizadas para fixação em Steel Deck.

 

2. Introdução:
A aplicação em questão resume-se ao uso de pinos de aço, com design específico para aplicações em estruturas metálicas (principalmente aço estrutural). Para isto faz-se uso de ferramenta finca pinos acionada por gás.
A ferramenta atua sobre o pino de forma indireta, pela ação de um pistão que é deslocado pela energia da queima do gás dentro da câmara de combustão. Esta energia se dissipa em forma de movimento do pistão que golpeia a cabeça do pino efetuando a fixação.
O sistema é composto por pinos montados em tiras plásticas e células de gás, que em conjunto com a ferramenta proporciona um sistema totalmente automático de alta produtividade.

 

3. Pinos:
Para aplicação em Steel Deck é necessário que o pino tenha um desenho específico, denominado ponta balística (step shank). Conforme figuras a seguir.

pinos-3

Os pinos são montados em tiras plásticas formando conjuntos de 10 pinos denominados pentes. O pente tem função de aumentar a autonomia da ferramenta que pode ser alimentada por até 4 pentes (40 pinos). Isto possibilita que a mesma funcione de modo automático.

 

3.1. Propriedades:

Material Aço Carbono SAE 1060
Dureza 51 a 55 HRC
Revestimento Zincado

.

3.2. Cargas Permissíveis de Tração e Corte em Aço Estrutural ASTM A36*:

Descrição do Pino  Espessura da Chapa de Fixação   Tensão de Escoamento do Aço (MPa)
 3/16″ (4,76mm)  1/4″ (6,35mm)    3/8″ (9,52mm) 1/2″ (12,70mm) ≥ 3/4″ (19,05mm)
Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf)
 3,0 x 13 mm 51 116 73 116 78 113 78 91 78 91 250
98 131 116 158 125 171 125 171 125 171 350

*Observações:
¹ As capacidades de cargas permissíveis indicadas se calculam utilizando fator de segurança C.S.: 5,0.
² As tensões de escoamento indicadas acima referem-se a 250 MPa (36 ksi) e 350 MPa (50 ksi).
³ Pinos instalados em espessura igual 3/8″ (9,52 mm) requerem embutimento mínimo de 8 mm.
⁴ Pinos instalados em espessura maior ou igual 1/2″ (12,70 mm) requerem embutimento mínimo de 10 mm.

 

3.3. Carga Permissível de Arrancamento (Pullover) e Rasgamento em Corte (Shear Bearing) em Chapa de Aço ASTM A653*:

Descrição do Pino  Espessura da Chapa deGalvanizada (Forma) Tensão de Escoamento do Aço (MPa)
18 ga. (1,25 mm)  20 ga. (0,95 mm) 22 ga. (0,80 mm) 24 ga. (0,65mm) 26 ga. (0,50mm)
Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf) Tração (kgf) Corte (kgf)
 3,0 x 13 mm 145 173 118 149 111 105 76 82 44 56 280

*Observações:
¹ As capacidades de cargas permissíveis indicadas se calculam utilizando fator de segurança C.S.: 3,0 em conformidade com AISI S100.
² A tensão de escoamento indicada acima referem-se a 280 MPa (40 ksi).
³ O diâmetro da cabeça do pino é 6,30 mm.

 

4. Célula de Gás:

Composta por um cilindro de alumínio com gás pressurizado e válvula para controle de dosagem.
O gás é composto pela mistura de propano e butano liquefeitos, que é injetado no interior da câmara de combustão, onde ocorre o processo de queima e expansão.
Cada célula de gás contém aproximadamente 40 g/80 ml de gás propelente. Esta quantidade proporciona autonomia aproximada de 1.000 disparos.
Vide imagem ao lado.
celula-de-gas_300px

 

5. Ferramenta:

 hardgt90_mg_9221-_site A ferramenta recomendada para aplicação em Steel Deck necessita ter força de impacto mínima de 90 J (Joules), para garantir a penetração mínima do pino na estrutura de aço.
O sistema a gás funciona de forma indireta, onde o pistão atua sobre o pino proporcionando a fixação.
O acionamento da ferramenta se dá por meio elétrico, utilizando bateria recarregável que aciona a vela. Neste momento é gerada a faísca, que em contado com a mistura de gases e oxigênio dentro da câmara de combustão, inicia a queima, dissipando energia que movimenta o pistão.
Ao lado imagem de um modelo de ferramenta.


6. Pontos de aplicação:

A figura a seguir mostra os pontos de aplicação dos pinos, bem como dos fixadores para costura das formas.

 

nota-tecnica-sistema-de-fixacao-de-pinos-acionados-por-gas-aplicados-a-steel-deck-3-600px

 

Data da análise: Agosto de 2013
Por: Diego R. Camera
Departamento: Engenharia de Produtos

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