ESTRUTURA METALICA-15

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TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO II
Uninassau – Centro Universitário Maurício de Nassau 
CURSO: Arquitetura e Urbanismo
Semestre: 1º Semestre / 2015
Período Letivo: 4º
Prof. Suely Mangabeira
Estruturas Metálicas
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HISTÓRICO
DEFINIÇÃO
VANTAGENS
DESVANTAGENS
UTILIZAÇÃO
OBRAS
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 Aproximadamente no sec 500 a.C houve a descoberta do cobre, que se mostrava demasiadamente ductil – capaz de deformar-se sob a ação de cargas .
 A descoberta do bronze, século após, possibilitou ao homem modelar utensílios como vasos, serras, escudos, machados, trombetas, sinos e outros.
BREVE HISTÓRICO
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A jornada da metalurgia começou com a descoberta do cobre na Anatólia (atual Turquia).
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Por volta do século IV d.C., os fundidores hindus foram capazes de fundir alguns pilares de ferro que se tornaram famosos.
Um deles, ainda existente em Dheli, tem uma altura de mais de sete metros, com outro meio metro abaixo do solo e um diâmetro que varia de quarenta centímetros na base a pouco mais de trinta centímetros no topo. Pesa mais de seis toneladas, é feito de ferro forjado e sua fundição teria sido impossível, naquele tamanho, na Europa, até época relativamente recente. Mas, a coisa mais notável nesse e em outros pilares de sua espécie, é a ausência de deterioração ou de qualquer sinal de ferrugem. 
CURIOSIDADE:
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CURIOSIDADE:
Vista do pilar no Complexo de Qutb, em Déli, Índia.
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Após a queda do império romano, desenvolveu-se na Espanha a Forja Catalã, que veio a dominar todo o processo de obtenção de ferro e aço durante a Idade Média.
BREVE HISTÓRICO
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A Grã-Bretanha foi a maior beneficiária dessa conquista científica, em razão de possuir, em territórios próximos a jazidas de minério de ferro, de carvão e de pedra. Dominou o mercado Internacional de ferro, a ponto de ter sido considerada a OFICINA MECANICA DO MUNDO.
BREVE HISTÓRICO
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 1779, construiu-se a primeira ponte de ferro, em Coalbrookdale, na Inglaterra
 1787, o primeiro barco de chapas de ferro e outras inovações. 
BREVE HISTÓRICO
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As ferrovias foram a maior contribuição à expansão das atividades da metalurgia e, no ano de 1830, entra em operação a ferrovia Liverpool-Manchester. 
 
BREVE HISTÓRICO
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Por volta de 1847, estava em andamento a execução de cerca de dez mil quilômetros de ferrovias.
 Os Estados Unidos, constroem na década de 1870, cinqüenta e uma mil milhas de estradas de ferro, o que representava, na época, tanto quanto se havia construído no restante do mundo. 
BREVE HISTÓRICO
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Ferrovia norte americana em 1860.
A primeira companhia ferroviária dos Estados Unidos foi a Baltimore and Ohio Railroad (B & O), fundada em 1827.
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 Britannia Brigde, com dois vãos centrais de 140 metros cada
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Brooklyn Bridge em Nova Iorque, nos Estados Unidos, a primeira das grandes pontes penseis, com 486 metros de vão livre e construída em 1883; 
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Torre Eiffel, em Paris, datada de 1889, com 312 metros de altura; Empire State Building, também em Nova Iorque, com seus 380 metros de altura e datado de 1933; 
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Golden Gate Bridge, na cidade de São Francisco, com 1280 metros de vão livre, construída em 1937 .
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 Outubro de 1888, chegou a Bananal, no Estado do Rio de Janeiro, a estação ferroviária que ali seria montada. 
 
O AÇO CHEGA AO BRASIL
Estação ferrovia no Bananal, Rio de Janeiro. 1888.
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 Estação da Luz, no centro da cidade de São Paulo em 1901 é a marca até hoje da paisagem da capital paulista.
 
O AÇO CHEGA AO BRASIL
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 O Mercado do Peixe, em Belém, por muito tempo conhecido como
 o Mercado de Ferro, inaugurado em 1901. 
O AÇO CHEGA AO BRASIL
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 O Mercado do Peixe, em Belém
O AÇO CHEGA AO BRASIL
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 O Mercado de São José, no Recife;
 
O AÇO CHEGA AO BRASIL
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 O Mercado de São José, no Recife, 1875
 
O AÇO CHEGA AO BRASIL
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1946 - A primeira corrida de aço em uma usina siderúrgica integrada de grande porte, no Brasil, deu-se em 22 de junho de 1946, na Usina Presidente Vargas, da CSN – Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta Redonda, no Estado do Rio de Janeiro. 
A CSN – GOVERNO VARGAS
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BRASILIA 1960
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RIO DE JANEIRO 1961
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1953 - FEM – Fábrica de Estrutura Metálicas
Ttecnologia brasileira da construção metálica. 
FEM
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ESTRUTURAS METÁLICAS
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DEFINIÇAO:
Estruturas formadas por associação de peças metálicas ligadas entre si por meio de conectores ou solda. 
As peças tem suas seções transversais limitadas em função da capacidade dos laminadores e seus comprimentos limitados em função dos transportes disponíveis. Os conectores mais usados são os parafusos, uma vez que os rebites esta cada vez mais em desuso.
Estruturas Metálicas - Galpões, Mezaninos, Quadras - Brasil: São Paulo / São Paulo
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ESTRUTURAS METALICAS EM ALUMINIO:
São executadas com perfis confeccionados a partir de ligas de alumínio. Tais ligas além do aspecto decorativo, devem apresentar resistência mecânica e resistência a corrosão.
Além da apresentação em chapas planas, o alumínio para estruturas é fornecido em perfis, sólidos (abertos) ou tubulares (fechados).
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PROPRIEDADES DO AÇO:
DUCTILIDADE – É a capacidade do material de se deformar sob a ação de cargas. Levando-se uma estrutura metálica a ruptura a mesma passa anteriormente por grandes deformações sinalizadoras.
FRAGILIDADE – Sob determinadas condições os aços podem se tornar frágeis como por exemplo sob temperatura extremadas (baixas temperaturas ambiente ou elevadas em caso de incêndios) podendo provocar rupturas bruscas sem aviso prévio
RESILÊNCIA – É a capacidade de absorver energia mecânica por unidade de volume tracionada em regime elástico.
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PROPRIEDADES DO AÇO:
TENACIDADE – É a capacidade de absorver energia total (elástica e plástica) por unidade de volume tracionada a sua ruptura.
FADIGA – Denomina-se “efeito fadiga” à ruptura de uma peça sob esforços repetidos a uma tensão inferior á sua característica de ruptura.
DUREZA – Denomina-se “dureza” à resistência à abrasão, ao risco ou à penetração de uma outra peça de dureza conhecida medida através de um dos três processos.
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PRODUTOS SIDERURGICOS PARA ESTRUTURAS:
Chapas , barras e perfis laminados são fabricados em laminadores e pesados sucessivas vezes até alcançarem as dimensões normatizadas.
Chapas são classificadas em grossas ( espessura igual ou superiror a 3/16” – 4,76mm) e finas de acordo com a MSG (Manufacture´s Standard Gauge).
Barras possuem as dimensões da seção transversal muito pequenas em relação ao seu comprimento. Possuem seção quadrada, retangular alongada (barra chata) ou circular.
Perfis laminados muito usados como peças estruturais, principalmente vigas, possuem seção transversal em “H”, “I” , “U” E “L” (cantoneiras).
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CHAPAS
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BARRAS
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PERFIS
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Os perfis H PRFV são usados como suportes em construções Suportam alto peso e largas envergaduras. 
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a) Alta resistência do material nos diversos estados de solicitação – tração, compressão, flexão, etc., o que permite aos elementos estruturais suportarem grandes esforços apesar das dimensões relativamente pequenas dos perfis que os compõem. 
b) Apesar da alta massa específica do aço, na ordem de 78,50 KN/m3, as estruturas metálicas são mais leves do que, por exemplo, as estruturas de concreto armado, proporcionado, assim, fundações menos onerosas. 
PRINCIPAIS VANTAGENS DA UTILIZAÇAO DO AÇO
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c) As propriedades
dos materiais oferecem grande margem de segurança, em vista do seu processo de fabricação que proporciona material único e homogêneo, com limites de escoamento, ruptura e módulo de elasticidade bem definidos. 
d) As dimensões dos elementos estruturais oferecem grande margem de segurança, pois por terem sido fabricados em oficinas, são seriados e sua montagem é mecanizada, permitindo prazos mais curtos de execução de obras. 
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e) Apresenta possibilidade de desmontagem da estrutura e seu posterior reaproveitamento em outro local. 
f) Apresenta possibilidade de substituição de perfis componentes da estrutura com facilidade, o que permite a realização de eventuais reforços de ordem estrutural, caso se necessite estruturas com maior capacidade de suporte de cargas. 
g) Apresenta possibilidade de maior reaproveitamento de material em estoque,ou mesmo, sobras de obra, permitindo emendas devidamente dimensionadas, que diminuem as perdas de materiais, em geral corrente em obras. 
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• Organização do canteiro de obra
 • Alívio nas fundações 
• Vãos livres maiores
• Racionalização de material e de mão de obra 
• Menor prazo de execução 
• Retorno financeiro mais rápido
 • Garantia de níveis e prumos
 • Redução de acidentes 
• Facilidade de montagem e desmontagem 
• Otimização de ampliações e reformas 
• Compatibilidade com sistemas construtivos 
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UTILIZAÇAO DO AÇO
A estrutura é uma parte importante da obra, completada por painéis de piso, vedações, elementos de definição de espaços, equipamentos, instalações, caixilhos, etc. 
O uso de lajes pré-moldadas, treliçadas, protendidas ou forma-laje (steel deck), dispensam escoramentos, permitem um bom nivelamento, podem eliminar a necessidade de forros e permitem o trabalho conjunto com as vigas metálicas (vigas mistas). 
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UTILIZAÇAO DO AÇO
Os fechamentos podem ser em painéis pré-fabricados, placas, alvenarias vinculadas ou não às estruturas. 
A escolha do sistema de vedação impacta na estrutura, tanto no dimensionamento quanto na definição de juntas de movimento. 
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UTILIZAÇAO DO AÇO
Para fechamento, os painéis metálicos permitem rapidez de instalação, fácil embutimento de tubulações, boa qualidade de acabamento e adaptação de lay-outs. 
Painéis pré-fabricados de fachada permitem melhor previsão de detalhes na interface com estrutura e caixilhos, na estanqueidade e na padronização dos acabamentos. 
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Santiago Calatrava
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Cidade das Artes e das Ciências
Alamillo Bridge Santiago Calatrava 1987 - 1992 
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Santiago Calatrava
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Cidade das Artes e das Ciências
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Santiago Calatrava
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Rio Mar Recife
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Projeto desenvolvido pelos arquitetos Andre Saey Chico Mota, da AFA ARQUITETOS ASSOCIADO
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O Atrium do Hospital Israelita Albert Einstein integra harmonicamente a área externa e o térreo, ampliando sensivelmente a recepção, e organiza com maior eficácia os fluxos de pacientes, acompanhantes e médicos propiciando maior conforto a esses usuários
Siegbert Zanettini 
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Vantagens no uso do Aço
O sistema construtivo em aço apresenta vantagens significativas sobre o sistema construtivo convencional:
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Liberdade no projeto de arquitetura - A tecnologia do aço confere aos arquitetos total liberdade criadora, permitindo a elaboração de projetos arrojados e de expressão arquitetônica marcante.
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Economia em ebulição: vista aérea da capital, Cidade do Panamá, com o recém-inaugurado Hotel Trump (em forma de vela) à esquerda, maior torre da América ...
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Hard Rock Hotel Panama Megapolis: Panama City 
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Compatibilidade com outros materiais - O sistema construtivo em aço é perfeitamente compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes e painéis de concreto, painéis "drywall", etc).
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Redução de tempo e custos se somam a  leveza da sede do escritório Siegbert Zanettini, construida em 1987, onde a opção pelo sistema industrial em aço respondeu a necessidade de projetar um espaço mutante.
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Flexibilidade - A estrutura metálica mostra-se especialmente indicada nos casos onde há necessidade de adaptações, ampliações, reformas e mudança de ocupação de edifícios. Além disso, torna mais fácil a passagem de utilidades como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc.
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Maior área útil - As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito importante principalmente em garagens.
Edifício Fares Cândido Lopes
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"Centro Comercial Hibridas ”com Edificio Garagem
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a)Limitação de fabricação em função do transporte até o local da montagem final, assim como custo desse mesmo transporte, em geral bastante oneroso. 
 b) Necessidade de tratamento superficial das peças estruturais contra oxidação devido ao contato com o ar, sendo que esse ponto tem sido minorado através da utilização de perfis de alta resistência à corrosão atmosférica, cuja capacidade está na ordem de quatro vezes superior aos perfis de aço carbono convencionais. 
PRINCIPAIS DESVANTAGENS DA UTILIZAÇAO DO AÇO
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c) Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para a fabricação e montagem. 
d) Limitação, em algumas ocasiões, na disponibilidade de perfis estruturais, sendo sempre aconselhável antes do início de projetos estruturais, verificar junto ao mercado fornecedor, os perfis que possam estar em falta nesse mercado. 
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NORMAS UTILIZADAS
NBR 8800/2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas 
mistas de aço e concreto de edifícios
- NBR 6120/80 – Cargas para Cálculo de Estruturas de Edificações 
- NBR 6123/88 – Forças Devidas ao Vento em Edificações
-NBR 14432/2001 – "Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos das edificações"
- AWS D 1.1-06 – American Welding Society
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