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NOTAS DE AULA PROJETO DE ESTRUTURAS DE AÇO Professor Gladimir de Campos Grigoletti 2o semestre de 2020 1 1 - O MATERIAL AÇO 1.1 - O aço na história Entre todas as conquistas da humanidade, a de saber fazer e utilizar o aço, é caracterizada na história como uma das que mais benefícios trouxeram. Os períodos históricos dentro da evolução da humanidade foram marcados pelo poder de transformação do homem e dos minérios em estado bruto encontrados por ele na natureza. Assim, temos a Idade da Pedra, seguida pela Idade do Bronze1. Quando o ser humano conseguiu obter calor suficiente para fundir o minério de ferro, deu-se início à Idade do Ferro. O fator custo teve importante papel nesta mudança. A fronteira entre o ferro e o aço foi definida na Revolução Industrial, com a invenção de fornos que permitiam não só corrigir as impurezas do ferro, como adicionar-lhes propriedades como resistência ao desgaste, ao impacto, à corrosão, etc. Por causa dessas propriedades e do seu baixo custo o aço passou a representar cerca de 90% de todos os metais consumidos pela civilização industrial. O progresso a partir das máquinas a vapor e a era do motor a explosão tornaram-se realizáveis pela disponibilidade do aço, capaz de gerar peças que resistissem, economicamente, aos esforços mecânicos e ao calor. Como elemento de construção permitiu a montagem de grandes estruturas em forma de pontes, edifícios, galpões, ferrovias e fábricas e também viabilizou o concreto armado pelo emprego do vergalhão de reforço. 1.2 - Aplicações do Aço Construção Civil • Edificações de andares múltiplos • Construções de casas em geral • Shopping centers e supermercados • Armazéns e silos • Postos de gasolina • Estádios e ginásios poliesportivos • Galpões industriais • Pipe-racks e suportes • Reservatórios, caixas d’água, tanques em geral • Torres de transmissão, postes • Esquadrias, portões, janelas, portas • Coberturas, telhas, forros, revestimentos, calhas, dutos • Pontes e viadutos • Escadas, pisos, passarelas • Metrôs e estações rodo-ferroviárias • Contenções e fundações 1 Bronze - é o nome com o qual se denomina toda uma série de ligas metálicas que tem como base o cobre e o estanho e proporções variáveis de outros elementos como zinco, alumínio, antimônio, níquel, fósforo, chumbo entre outros com o objetivo de obter características superiores a do cobre. O estanho tem a característica de aumentar a resistência mecânica e a dureza do cobre sem alterar a sua ductibilidade. 2 • Outdoors Outras Aplicações • Plataformas marítimas • Indústria naval • Indústria Automotiva • Equipamentos diversos 1.3 - Vantagens e Desvantagens na Utilização de Estruturas Metálicas na Construção Civil Vantagens • 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. • Maior área útil A alta resistência do aço nos diversos estados de solicitação (tração, compressão, flexão, etc.), permite aos elementos estruturais suportarem grandes esforços com áreas relativamente pequenas. Devido a isto as seções dos pilares e das 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, fatores muito importantes, principalmente em garagens. Note-se que apesar da grande densidade do aço (7850 kg/m3), as peças de aço, por terem as seções transversais (áreas) bem menores, são mais leves do que as peças feitas em concreto armado. • 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 as instalações hidro-sanitárias, elétricas, de telefone, de ar condicionado, de informática, etc. • 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, blocos e lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes, painéis de concreto, painéis dry-wall, etc). • Menor prazo de execução A fabricação da estrutura em paralelo com a execução das fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviços simultaneamente (por exemplo execução de lajes, do fechamento e das instalações simultaneamente), a diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais. • Racionalização de materiais e mão-de-obra Numa obra, através de processos convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura metálica possibilita a adoção de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdício seja sensivelmente reduzido. • Alívio de carga nas fundações 3 Por serem mais leves, as estruturas metálicas podem reduzir em até 30% o custo das fundações. Aproximadamente uma estrutura de aço pesa seis vezes menos que uma estrutura equivalente de concreto armado. • Garantia de qualidade Como o material aço é fabricado em siderúrgicas, onde há um alto controle de qualidade as propriedades mecânicas e físicas são bem definidas (pouca variabilidade). A fabricação das peças de uma estrutura metálica ocorre em série dentro de uma indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo o processo industrial. • Antecipação do ganho Em função da maior velocidade de execução da obra (aproximadamente 60% do tempo necessário para a execução de uma estrutura equivalente de concreto armado), haverá um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela rapidez no retorno do capital investido. • Organização do canteiro de obras (Alta eficiência construtiva) Como a estrutura metálica é totalmente pré-fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido, entre outros, à ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o inevitável desperdício desses materiais. O ambiente limpo e com menor geração de entulho, oferece ainda melhores condições de segurança ao trabalhador, contribuindo para a redução dos acidentes na obra. Há redução da área do canteiro de obras. • Precisão construtiva Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é medida em centímetros, numa estrutura metálica a unidade empregada é o milímetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada (a própria estrutura serve como gabarito), facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalação de elevadores, bem como redução no custo dos materiais de vedação e revestimentos. • Reciclabilidade O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas com menor geração de rejeitos. Também a substituição das peças que compõe a estrutura podem ser substituídas com facilidade o que permite reforçar ou substituir diversos elementos da estrutura. - O aço é o produto mais reciclado do mundo: 40% da produção mundial é feita a partir da sucata ferrosa. • Preservação do meio ambiente A estrutura metálica é menos agressiva ao meio ambiente. Além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emissão de material particulado e a poluição sonora geradas pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira. • Solução estrutural A solução estrutural com aço apresenta um resultado muito próximo entre o modelo teórico e o comportamento real. Um vínculo de aço projetado como articulado, poderá ser executado perfeitamente articulado,com relativa facilidade. A concepção de uma estrutura de aço é revelada claramente depois de executada e pode facilmente ser entendida. Desvantagens • Corrosão A suscetibilidade à corrosão requer que eles sejam cobertos com uma camada de tinta ou seja empregado outro método de proteção. Outra alternativa é utilizar aços de alta resistência 4 mecânica e resistentes à corrosão atmosférica (USI-SAC-250 e 300, COS-AR-COR 500 e 400, CSN COR 420 e 500). Estes aços são 2 a 4 vezes mais resistentes que os aços carbono e dispensam qualquer proteção, a não ser em casos especiais, tais como em regiões marinhas e indústriais agressivas. Em situações menos drásticas, o aço comum também pode ser protegido por alguns processos como: - pintura a base de pó de zinco; - pintura contendo zarcão e óleo de linhaça; - galvanização a fogo ou eletrolítica. • Exige cuidados com relação a composição do material para impedir agressões químicas • Preço elevado da estrutura quando analisada de forma isolada • Desembolso rápido de capital para aquisição da estrutura • Proteção ao fogo Medidas adicionais de proteção para aumentar o tempo de resistência da estrutura metálica ao fogo. O aço perde metade da resistência ao atingir temperaturas acima de 550o C. NBR 14432/2000 - Norma que regula o projeto e o dimensionamento de estruturas de aço em situação de incêndio. Ex: Argamassa de vermiculita (1370o C), mantas de fibra cerâmica (1760o C), mantas de lã de rocha (1200o C), tintas intumescentes (fogo retardantes) e argamassa composta de gesso e fibras (argamassa fibrosa). • Conforto térmico O aço é um bom condutor de calor, logo piora as condições de conforto térmico, o que recomenda tratamento termo-acústico. 1.4 - O que é o Aço O aço pode ser definido como uma liga metálica composta principalmente de ferro e de pequenas quantidades de carbono (de 0,002% até 2,00%, aproximadamente), com propriedades específicas, sobretudo de resistência e de ductilidade, muito importantes para suas aplicações na engenharia civil. Nos aços utilizados na construção civil o teor de carbono é da ordem de 0,18% a 0,25%. Em sua composição o aço, o aço contém certos elementos residuais (enxofre, silício, fósforo, etc.) resultantes do processo de fabricação e também outros elementos de liga (cromo, manganês, níquel, etc.) propositadamente adicionados à liga ferro-carbono para alcançar propriedades especiais. As propriedades dos aços, no entanto, não dependem apenas da sua composição química. Além dela, características ditas microestruturais, resultantes de tratamentos térmicos, de deformações mecânicas e de velocidade de solidificação, conferem propriedades físicas, mecânicas e quimícas adequadas às suas diversas aplicações. 1.5 - Como se faz o aço Qualquer aço, seja de uma faca, seja o que integra uma turbina, origina-se, primordialmente, de uma jazida natural de minério de ferro. Pode-se resumir o processo de fabricação do aço em quatro grandes etapas: 5 I - Preparação do minério de ferro (Fe + O + Sílica) O ferro (quarto elemento mais abundante do planeta) é encontrado em toda crosta terrestre, fortemente associado ao oxigênio e à sílica. O minério de ferro (principalmente a hematita) é um óxido de ferro, misturado com areia fina. Antes de serem levados ao alto-forno, o minério e o carvão são previamente preparados para melhoria do rendimento e economia do processo. O minério é transformado em pelotas e o carvão é destilado, para obtenção do coque, dele se obtendo ainda subprodutos carboquímicos. A coqueificação é o processo de destilação do carvão em ausência de ar, com liberação de substâncias voláteis, que ocorre nas células de coqueificação à temperatura de 1300oC durante um período de 18 horas. Coque: Produto resultante da coqueria sendo um material poroso com elevada resistência mecânica e alto ponto de fusão, constituindo-se basicamente de carbono e cinzas. O coque, nas especificações físicas e químicas requeridas, é encaminhado ao alto-forno e os finos de coque são enviados à sinterização e à aciaria. O coque é a matéria-prima mais importante na composição do custo de um alto-forno. O carbono é também relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado sob diversas formas. Na siderurgia, usa-se carvão mineral, e em alguns casos, o carvão vegetal. O carvão exerce duplo papel na fabricação do aço. Como combustível, permite alcançar altas temperaturas ( 1.500C) necessárias à fusão do minério de ferro. Como redutor (produção de gusa), associa-se ao oxigênio que se desprende do minério com a alta temperatura, deixando livre o ferro. Na sinterização, a preparação do minério de ferro é feita cuidando-se da granulometria, visto que os grãos mais finos são indesejáveis pois diminuem a permeabilidade do ar na combustão, comprometendo a queima. Para solucionar o problema, adicionam-se materiais fundentes (calcário, areia de sílica ou o próprio sínter) aos grãos mais finos. Com a composição correta, estes elementos são levados ao forno onde a mistura é fundida. Em seguida, o material resultante é resfriado e britado até atingir a granulometria desejada (diâmetro médio de 5mm). O produto final deste processo é denominado de sínter. II - Redução do minério de ferro: Processo de remoção do oxigênio do ferro (o coque metalúrgico atua como redutor) para ligar-se ao carbono e ocorre dentro de um equipamento chamado alto-forno. O ferro assim liberado é fundido em altas temperaturas, juntamente com o silício e o calcário que foi adicionado, formando o ferro líquido e a escória. A escória (silício, calcário e outros elementos), que flutua no ferro, é descartada, podendo ser aproveitada como matéria-prima na fabricação do cimento. O produto resultante, ferro mais impurezas como o carbono, o fósforo, o enxofre e o silício, é denominado ferro-gusa ou ferro de primeira fusão, utilizável para certas aplicações, porém ainda longe de apresentar as qualidades mais importantes que universalizaram o uso do aço (contém cerca de 3,5 a 4,0% de carbono). III - Refino: transformação da gusa em aço (diminuição do carbono e impurezas). O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado líquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos. IV - Laminação: O aço, em processo de solidificação, é deformado mecanicamente (conformação mecânica) e transformado em produtos siderúrgicos utilizados pela indústria de transformação, como chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras etc. OBS: Com a evolução da tecnologia, as fases de redução, refino e laminação estão sendo reduzidas no tempo, assegurando maior velocidade na produção. As usinas de aço do mundo inteiro segundo o seu processo produtivo, classificam-se: 6 INTEGRADAS - que operam as três fases básicas: redução, refino e laminação; SEMI-INTEGRADAS - que operam duas fases: refino e laminação. Estas usinas partem de ferro gusa, ferro esponja ou sucata metálica adquiridas de terceiros para transformá-los em aço em aciarias elétricas e sua posterior laminação. NÃO INTEGRADAS - que operam apenas uma fase do processo: redução ou laminação. No primeiro caso estão os produtores de ferro gusa, os chamados guseiros, que têm como característica comum o emprego de carvão vegetal em altos-fornos para redução do minério. No segundo, estão os relaminadores, geralmente de placas e tarugos, adquiridos de usinas integradas ou semi-integradas e que relaminam material sucatado. No mercado produtor operam ainda unidades de pequeno porte que se dedicam exclusivamente a produzir aço para fundições. 1.6 - Propriedades dos Aços Estruturais As propriedades mecânicas constituem as características mais importantes dos aços, para a sua aplicação no campo da engenharia, visto que o projeto e a execução das estruturas metálicas, assim como as confecções dos componentesmecânicos, são baseados no seu conhecimento. As propriedades mecânicas definem o comportamento dos aços quando sujeitos a esforços mecânicos e correspondem às propriedades que determinam a sua capacidade de resistir e transmitir os esforços que lhes são aplicados, sem romper ou sem que ocorram deformações excessivas. Para compreender o comportamento das estruturas de aço é essencial que o calculista esteja familiarizado com as propriedades do aço. Os diagramas tensão-deformação representam uma informação valiosa e necessária para entender como será o comportamento do aço em uma determinada situação. Diagrama Tensão-Deformação do Aço O diagrama tensão-deformação é obtido a partir do ensaio de tração simples, ou, ainda, através de um ensaio de compressão, desde que seja excluída a possibilidade de ocorrência de flambagem. Através deste ensaio um grande número de propriedades pode ser estudado. Barra submetida a tração simples A relação entre a tensão aplicada () e a deformação () resultante pode ser acompanhada pelo diagrama tensão-deformação. Os valores para a construção deste diagrama são obtidos submetendo-se o material ao ensaio de tração, sendo a deformação medida com o auxílio de um aparelho denominado extensômetro, acoplado à máquina de ensaio. lo + l F F A 7 Diagrama tensão x deformação de um aço carbono (fora de escala) Onde: Deformação Específica Longitudinal ou Alongamento unitário l l )( = Tensão Normal A F )( = Lei de Robert Hooke (1976): = E. Módulo de Elasticidade Longitudinal ou Módulo de Young =)E( Dentro de certos limites (fase elástica), ao se tracionar uma peça, a sua deformação segue a lei de Hooke, ou seja, é proporcional ao esforço aplicado. A proporcionalidade pode ser observada no trecho retilíneo do diagrama tensão-deformação sendo a constante de proporcionalidade denominada de módulo de elasticidade longitudinal ou módulo de Young (E = tg = /). Ultrapassando o limite de proporcionalidade (fp), tem lugar a fase plástica, na qual ocorrem deformações crescentes sem variação da tensão (patamar de escoamento). O valor constante da tensão, nessa fase, é chamado limite de escoamento (yield strength) (fy) do aço. O escoamento produz em geral uma deformação visível da peça metálica. Após o escoamento, ainda na fase plástica, a estrutura interna do aço se rearranja e o material passa pelo encruamento (acréscimo de tensões após escoamento), em que se verifica novamente a variação da tensão com a deformação, porém não-linearmente. O valor máximo da tensão na curva x é chamado de limite de resistência (fu) do aço. O incremento de tensões representado pelo encruamento não é, em geral, usado nos cálculos, pois diz respeito a deformações excessivas. fu fy (%) p fp Fase elástica Patamar de escoamento Encruamento E = tg = 200.000 MPa Estricção u 20 % Fratura Fase plástica Fase de ruptura y 0,2 % 1,5% 8 O limite de escoamento de um material é calculado dividindo-se a carga máxima que ele suporta, antes de escoar, pela área da seção transversal inicial do corpo de prova. Em materiais como os aços, o limite de escoamento é bem definido, pois a uma determinada tensão aplicada o material escoa, isto é, ocorre deformação plástica sem haver praticamente aumento de tensão. O limite de escoamento é a constante física mais importante no cálculo das estruturas de aço. Deve-se impedir que essa tensão seja atingida nas seções transversais das barras, como forma de limitar a sua deformação. O limite de resistência à tração de um material é calculado dividindo-se a carga máxima que ele suporta, antes da ruptura, pela área da seção transversal inicial do corpo de prova. Este limite, como os demais, é expresso em unidade de tensão (MPa ou kN/cm²). Observa-se, que o limite de resistência é calculado em relação à área inicial, o que é particularmente importante para os materiais dúcteis, uma vez que estes sofrem uma redução de área quando solicitados pela carga máxima. Embora a tensão verdadeira que solicita o material seja calculada considerando-se a área real, a tensão tal como foi definida anteriormente, tensão convencional, é mais importante para o engenheiro, pois os projetos devem ser feitos com base nas dimensões iniciais. A partir do limite de resistência começa a ocorrer uma estricção no corpo de prova. A tensão se concentra nesta região, levando à fratura. Em um ensaio de compressão, sem a ocorrência de flambagem, obtém-se um diagrama tensão-deformação similar ao do ensaio de tração, porém com tensões sempre crescentes após escoamento; ocorre um aumento da área da seção transversal, sem que seja atingida a ruptura propriamente dita. Nos aços em que o diagrama tensão x deformação não apresenta patamar de escoamento a determinação do limite de escoamento é feita traçando-se uma linha reta paralela ao trecho linear da curva x a partir de uma deformação residual de 0,20% até interceptar esta curva. A tensão normal correspondente ao ponto de interseção é a tensão de escoamento convencional (fy). Determinação da tensão de escoamento convencional do aço fu fy (%) 0,20% u Ruptura + 9 Elasticidade A capacidade de um material de voltar à forma original após sucessivos ciclos de carregamento e descarregamento (carga e descarga), denomina-se elasticidade. Por exemplo, uma peça de aço sob efeito de tensões de tração ou de compressão sofre deformações, que podem ser elásticas ou plásticas. A deformação elástica é reversível, ou seja, desaparece quando a tensão é removida. Nos aços e no ferro fundido, o módulo de elasticidade (E) é da ordem de 205.000 MPa, a uma temperatura de 20oC. Tabela 01 - Exemplos de Módulos de Elasticidade (E) Material E (MPa) Aço 200.000 Alumínio 69.000 Vidro Plano 65.000 a 80.000 Madeira 8.000 a 20.000 Concreto 25.000 a 30.000 Bronze 98.000 Plasticidade Deformação plástica é a deformação permanente provocada por tensão igual ou superior ao limite de escoamento. É o resultado de um deslocamento permanente dos átomos que constituem o material, diferindo, portanto, da deformação elástica, em que os átomos mantêm as suas posições relativas. A deformação plástica altera a estrutura interna de um metal, tornando mais difícil o escorregamento ulterior e aumentando a dureza do metal. Este aumento na dureza por deformação plástica é denominado endurecimento por deformação a frio ou encruamento e é acompanhado de elevação do valor do limite de escoamento e do limite de resistência. O encruamento reduz a ductibilidade do metal, pois parte da elongação é consumida durante a deformação a frio. Ductibilidade Ductibilidade é a capacidade que tem o metal de se deformar plasticamente antes da ruptura. Pode ser medida pelo valor da deformação específica () quando da ruptura do material ou pela redução da área da seção transversal do corpo de prova (estricção). Quanto mais dúctil o aço maior é a redução de área ou o alongamento antes da ruptura. A ductibilidade tem grande importância nas estruturas metálicas, pois permite a redistribuição de tensões locais elevadas. As vigas de aço dúcteis sofrem grandes deformações antes de se romper, o que na prática constitui um aviso da presença de tensões elevadas. Um material não-dúctil, o ferro fundido, por exemplo, não se deforma plasticamente antes da ruptura. Diz-se, no caso, que o material é de comportamento frágil, ou seja, apresenta ruptura frágil. A ductilidade dos materiais é função da temperatura e presença de impurezas. Materiais dúcteis se tornam frágeis a temperaturas mais baixas. Isto pode gerar situações desastrosas caso a temperatura de teste do material não corresponda à temperatura efetiva de trabalho. 10 Ex: Os navios tipo Liberty, da época da 2a guerra, que literalmente quebraram ao meio. Eles eram fabricados de aço com baixa concentração decarbono, que se tornou frágil em contato com as águas frias do mar. Resiliência Resiliência é a capacidade que o aço possui de absorver energia mecânica no regime elástico, ou, o que é equivalente, a capacidade que o aço tem de restituir a energia mecânica absorvida (não fica deformado permanentemente). Denomina-se módulo de resiliência ou simplesmente resiliência a quantidade de energia elástica que pode ser absorvida por unidade de volume do metal tracionado. Ela pode ser medida pela área sob o diagrama tensão-deformação correspondente ao regime elástico. Módulo de resiliência: 2 22 0 0 0 2 2 2 y y y y y rU d E d E E E = = = = = Analisando a fórmula acima conclui-se que materiais de alta resiliência possuem alto limite de escoamento () e baixo módulo de elasticidade (E). Estes materiais seriam ideais para uso em molas. Tenacidade (Toughness) A capacidade que os materiais têm de absorver energia mecânica até a fratura (ruptura) quando submetidos à carga de impacto, denomina-se tenacidade. Em outras palavras, tenacidade é a energia total, elástica e plástica, que um material pode absorver por unidade de volume até a sua ruptura (medida em J/m³, Joules por metro cúbico), representada pela área total sob o diagrama tensão-deformação. y r fy Fase Elástica Fase Plástica Fratura (%) Área = módulo de resiliência 11 y r fy Fase Elástica Fase Plástica Fratura () Área = tenacidade Obs.: um material dúctil com a mesma resistência de um material frágil vai requerer maior quantidade de energia para ser rompido, sendo, portanto, mais tenaz. Fadiga Fadiga é um tipo de ruptura que ocorre em peças metálicas submetidas a sucessivos ciclos de carga e descarga. Como exemplo de cargas cíclicas pode-se citar as cargas atuantes em pontes rodoviárias, vigas de rolamento, etc. Devido à repetição do carregamento, ocorre a propagação de fissuras na peça metálica, ocasionando a ruptura por fadiga. Essas fissuras iniciam-se em pontos de concentrações de tensões, tais como: variações bruscas na forma da seção, furos, falhas em soldas, etc. A ruptura ocorre subitamente e sem aviso prévio. A falha por fadiga é do tipo frágil, com muito pouca deformação plástica. Fragilidade Fragilidade é o fenômeno oposto da ductilidade. Os aços podem ser tornados frágeis pelo efeito da temperatura, tanto ambiental quanto por efeitos térmicos localizados, como, por exemplo, solda elétrica, etc. Em uma estrutura de aço, o estudo das condições em que os aços se tornam frágeis têm grande importância, visto que um material frágil sofre ruptura brusca, sem aviso prévio. Influência dos Elementos de Liga nas Propriedades dos Aços A composição química caracteriza várias propriedades que são importantes para aplicações estruturais. Alguns dos elementos químicos presentes nos aços comerciais são conseqüência dos métodos de obtenção. Outros são adicionados deliberadamente, para atingir objetivos específicos. A composição química de cada tipo de aço é fornecida pelas normas correspondentes, em duas situações: composição do aço na panela e composição do produto acabado (lingotado); geralmente, a composição varia um pouco de uma situação para outra. A tabela a seguir descreve a influência dos principais elementos de liga no estabelecimento das características dos aços estruturais, ressalvando que o efeito de dois ou mais elementos usados simultaneamente podem ser diferentes dos efeitos de adições desses elementos isoladamente. 12 Tabela 02 - Influência dos elementos de liga nas propriedades dos aços Propriedades Elementos C Mn Si S P Cu Ti Cr Nb Ni Al H Mo N O Resistência Mecânica + + + - + + + + + + Ductibilidade - - - - - - - - - Tenacidade - - - + + + - - Soldabilidade - - - - - - - - + Resistência à corrosão - + + + + + + + Desoxidante + + Legenda: (+) efeito positivo; (-) efeito negativo. Carbono (C): O aumento do teor de carbono constitui a maneira mais econômica para obtenção da resistência mecânica nos aços, atuando primordialmente no limite de resistência. Por outro lado, prejudica sensivelmente a ductilidade ( em especial o dobramento) e a tenacidade. Teores elevados de carbono comprometem a soldabilidade e diminuem a resistência à corrosão atmosférica (o teor de carbono é usualmente limitado a 0,20%, nos aços resistentes à corrosão atmosférica). A cada 0,01% de aumento no teor de carbono, o limite de escoamento é elevado em aproximadamente 0,35 MPa. Contudo, além dos inconvenientes já citados, há o aumento da suscetibilidade ao envelhecimento. Assim, o teor de carbono nos aços estruturais é limitado em 0,3%, no máximo, podendo ser reduzido em função de outros elementos de liga presentes. Constantes Físicas dos Aços Estruturais Na faixa normal de temperaturas atmosféricas, os valores das constantes físicas dos aços são os apresentados na Tabela 03: Tabela 03 - Constantes físicas dos aços. Constante Física Valor Módulo de elasticidade longitudinal, E 200.000 MPa Módulo de elasticidade transversal, G )1(2 E G + = = 0,3846E = 76.920 MPa Coeficiente de Poisson, a 0,30 Coeficiente de dilatação térmica, a 1,2 × 10-6 °C-1 Peso específico, a 7.850 kg/m³ 1.7 - Aços Estruturais O aço estrutural está presente na maioria das construções metálicas. As estruturas das edificações são elementos de grande responsabilidade que exigem a confiança na qualidade do material a ser utilizado. O aço estrutural tem como principal característica a resistência mecânica e uma composição química definida. Proporciona boa soldabilidade e fácil corte. Existe uma grande variedade de formas e de tipos de aços disponíveis, o que decorre da necessidade de contínua adequação do produto às exigências de aplicações específicas que vão surgindo no mercado, seja pelo controle da composição química, seja pela garantia das propriedades mecânicas requeridas ou, ainda, por sua forma final (chapas, perfis, tubos, barras, etc.). 13 Para utilização na construção civil, o interesse maior recai sobre os chamados aços estruturais, termo designativo de todos os aços que, devido à sua resistência, ductibilidade e outras propriedades, são adequados para utilização em elementos que suportam cargas. Tipos de Aços Estruturais É na aciaria que fica definido o tipo de aço, a partir da adequação de sua composição química. Aços-carbono (Média Resistência Mecânica) O aço-carbono, é o tipo no qual o aumento da resistência, em relação ao ferro puro se dá, principalmente, pela adição de carbono e, em menor escala, pelo manganês. O aumento do teor de carbono eleva a resistência e a dureza (redução da ductibilidade); porém, o aço resulta mais quebradiço e sua soldabilidade diminui consideravelmente. Não necessitam, em geral, nenhum tratamento térmico após a laminação. Os aços-carbono têm baixíssima concentração de outros elementos na liga. O aços-carbono com até 0,30% de carbono (baixo carbono) podem ser soldados sem precauções especiais, sendo também os mais adequados à construção civil. Tabela 04 - Principais características e aplicações dos aços-carbono CLASSE (função do teor nominal de carbono) fu (MPa) CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS APLICAÇÕES BAIXO CARBONO C 0,30%; < 440 Boa tenacidade, conformabilidade e soldabilidade Pontes, edifícios, navios, caldeiras, tubos, estruturas mecânicas, etc. MÉDIO CARBONO 0,30% < C 0,60%; 440 a 590 Médias conformabilidade e soldabilidade. Estruturas parafusadas de navios e vagões, tubos, estruturas mecânicas, implementos agrícolas, etc. ALTO CARBONO 0,60% < C < 1,70%. 590 a 780 Más conformabilidade e soldabilidade, alta resistência ao desgaste. Peças mecânicas, implementos agrícolas, trilhos e rodas ferroviárias. Tabela 05 - Exemplos de aço-carbono para uso estrutural TIPO DE AÇO fy(MPa) fu (MPa) ASTM A-36 250 400 ASTM A-570 (grau 40) 275 380 ASTM A-570 (grau 45) 310 410 NBR 6648/CG-26 255* 410* 245** 410** NBR 6650/CF-26 260 410 NBR 7007/MR-250 250 400 * Válido para espessuras e 16 mm ** Válido para espessuras 16 < e 40 mm 14 Aços de Baixa Liga (Média e Alta Resistência Mecânica, Resistentes à Corrosão Atmosférica) Com uma pequena variação na composição química e com adição de alguns componentes, tais como vanádio, cromo, cobre, níquel, alumínio, molibdênio, titânio, nióbio, zircônio esses aços podem ter um aumento na sua resistência a corrosão atmosférica de duas a quatro vezes. São chamados aços de baixa liga de alta e média resistência mecânica e resistentes a corrosão atmosférica, sendo conhecidos também como aços patináveis. Tem fy 290 MPa. Esses elementos de liga produzem um aumento na resistência do aço através da modificação da micro-estrutura para grãos finos. Assim, pode-se obter um aço de alta resistência com um teor de carbono da ordem de 0,20%, permitindo, ainda, uma boa soldabilidade. A poluição da atmosfera terrestre, que acompanha a evolução da atividade industrial, agrava a ação da corrosão atmosférica sobre os metais em geral. Estudos têm demonstrado os efeitos da corrosão atmosférica sobre os aços, provocando significativas alterações em seu desempenho, que dependem basicamente da composição química e das condições ambientais a que estão submetidos. Ficou evidenciado que a adição de pequenas quantidades de certos elementos, em especial o cobre, cria uma espécie de barreira à corrosão do aço. A adição, em pequenas proporções, de elementos de liga, como cobre, cromo, fósforo e silício, criou o grupo dos aços patináveis ou aclimáveis, que se caracteriza por excelente resistência à corrosão atmosférica aliada à resistência mecânica adequada. A água atravessa a camada de ferrugem pelos poros e fissuras, atingindo o metal. Fino filme de ferrugem (pátina), no qual sais solúveis de sulfato bloqueiam poros e fissuras, protegendo o metal Aço-Carbono x Aço Patinável Os aços patináveis ou aclimáveis apresentam como principal característica à resistência à corrosão atmosférica, muito superior à do aço-carbono convencional, conseguida pela adição de pequenas quantidades dos elementos de liga já mencionados, podendo dispensar a proteção a corrosão atmosférica, pintura, por exemplo. Quando expostos ao clima, desenvolvem em sua superfície uma camada de óxido compacta, aderente e pouco solúvel em água, que funciona como barreira de proteção contra o prosseguimento do processo corrosivo, possibilitando, assim, a utilização desses aços sem qualquer revestimento. Esta barreira ou pátina protetora só é desenvolvida quando a superfície metálica for submetida a ciclos alternados de molhamento (chuva, nevoeiro, umidade) e secagem (sol, vento). O tempo necessário para a sua formação varia em função do tipo de atmosfera a que o aço está exposto, sendo em geral de 18 meses a 3 anos; após um ano, porém, o material já apresenta uma homogênea coloração marrom-clara. A tonalidade definitiva, uma gradação escura do marrom, será função da atmosfera predominante e da freqüência com que a superfície do material se molha e se seca. Para exemplificar o desempenho diferenciado dos aços patináveis quanto à resistência à corrosão atmosférica, vejam abaixo a comparação do processo de corrosão no aço estrutural comum e no aço patinável em diferentes ambientes: 15 Aço patinável x aço comum em atmosfera marinha Aço patinável x aço comum em atmosfera industrial Referente aos tipos de atmosfera que afetam os metais, e os aços em particular, convencionou-se adotar os seguintes padrões: - Atmosfera rural: baixas concentrações de poluentes, como silício e CO2; - Atmosfera urbana: presença de diversos gases, como SO2, CO2 e NOX; - Atmosfera industrial: presença de altas concemtrações de diversos compostos, sendo os principais os sulfetos (SO2, H2S), cloretos, amônias, CO2, etc. Aconcentração destes componentes depende das industriais localizadas na região; - Atmosfera marinha: presença de cloretos, que variam em concentração, em função da proximidade do mar; - Atmosfera mista: geralmente é onde se misturam os formadores de agentes contaminantes, tais como industrial-urbana, marinha-urbana, etc. Tabela 06 - Aços de baixa liga disponíveis no mercado e suas propriedades mecânicas 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0 2 4 6 8 10 12 14 P e rd a d e e s p e s s u ra ( m m ) Tempo em exposição (anos) Atmosfera Industrial Aço Patinável Aço-carbono comun 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P e rd a d e e s p e s s u ra ( m m ) Tempo em exposição (anos) Atmosfera Marinha Aço Patinável Aço-carbono comum 16 Siderúrgica Designação Comercial Resistência Mecânica fy (MPa) fu (MPa) USIMINAS USI-SAC-250 (USI-SAC-41) média 250 402 a 510 USI-SAC-300 (USI-SAC-41) alta 300 402 a 510 USI-SAC-350 (USI-SAC-50) alta 373 490 a 608 COSIPA COS-AR-COR-400 média 250 380 a 520 COS-AR-COR-400 E média 300 380 a 520 COS-AR-COR-500 alta 375(1) 320(2) 490 a 630(1) 480(2) CSN CSN COR 500 alta 300 420 CSN COR 420 alta 380 500 AÇOMINAS ASTM A572 alta 345 450 ASTM A588 alta 345 485 ASTM A992 alta 345 450 BELGO MINEIRA ASTM A588 alta 345 485 CST ASTM A242 alta 345 480 (1) Chapas grossas e tiras a quente (2) Laminados a frio O aço patinável surgiu em 1933, nos Estados Unidos, tendo como aplicação específica à fabricação de vagões de carga. A consolidação do aço patinável sem revestimento, contudo, se deu em definitivo nos anos 60, a partir de duas utilizações: na engenharia civil, em torres de transmissão; na arquitetura, em projetos de estruturas de edifícios comerciais e residenciais. Na arquitetura, a primeira edificação em aço patinável sem revestimento foi construída em Illinois, Estados Unidos, no início da década de 60. Atualmente, o aço patinável é largamente utilizado em diversos campos de aplicação, notadamente na construção civil, com destaque para pontes, viadutos, passarelas, edifícios, estações ferroviárias e rodoviárias, residências, reservatórios, etc. Este tipo de aço tem como vantagem adicional oferecer a opção de ser utilizado revestido ou sem qualquer proteção (além da pátina que se forma). A escolha dependerá, primordialmente, do projeto, do ambiente e do grau de contaminação a que o aço estiver exposto, bem como das condições de sua utilização. No uso dos aços patináveis não revestidos, para desenvolver a camada de óxido de forma compacta, aderente e homogênea, e com características protetoras, são necessários alguns cuidados: - A carepa de laminação deve ser eliminada, por jateamento com granalha ou areia; - Os respingos de solda, resíduos de óleo e graxa, bem como os resíduos de argamassa e concreto devem ser removidos; - Áreas em que possa haver retenção de água ou de resíduos sólidos devem, se possível, ser eliminadas no projeto; se isto for impraticável, deve-se protege-las com pintura; 17 - As partes não expostas à ação do intemperismo, como juntas de expansão, articulações, regiões sobrepostas e frestas, devem ser convenientemente protegidas, devido ao acúmulo de resíduos sólidos e de umidade. - As estruturas construídas com aço patinável sem revestimento precisam ser acompanhadas periodicamente, para verificação do desenvolvimento do óxido. Caso não ocorra a formação da pátina, de forma compacta e aderente, será necessário recorrer à pintura. Em locais em que as condições climáticas ou de utilização não permitam o desenvolvimento completo da pátina protetora, os aços patináveis devem ser revestidos com pintura, ou quando houver indicação neste sentido no projeto. O revestimento dos aços patináves deve existir quando a atmosfera for industrial altamente agressiva,marinha severa ou moderada (à distância de até 600 metros da orla marítima), regiões submersas ou sujeitas a respingos e locais em que não ocorram ciclos alternados de molhamento e secagem. Os revestimentos apresentam excelente aderência aos aços patináveis, com um desempenho no mínimo duas vezes superior em relação ao mesmo revestimento aplicado sobre aço-carbono comum. Alguns aspectos importantes devem ser observados para se obter um bom desempenho dos aços patináveis revestidos: - O sistema de pintura a aplicar deve ser especificado em função das condições climáticas e de utilização; - A preparação da superfície do aço, a etapa mais importante, deve adequar-se ao sistema de revestimento, nunca esquecendo de eliminar eventuais carepas de laminação (óxidos provinientes do processo de laminação); - Ter especial atenção com as partes submersas e com os locais sujeitos a respingos, pois, tem corrosão mais acentuada.” Aços com tratamento térmico Tanto os aços-carbono como os de baixa liga, podem receber tratamento térmico, modificando suas propriedades. Entretanto, os aços tratados termicamente têm sua soldagem prejudicada, tornando, dessa forma, o seu emprego pouco corrente como elementos estruturais. Assim, os aços com tratamento térmico são mais usados na fabricação de conectores, como os parafusos de alta resistência. Os parafusos de alta resistência utilizados na fixação de estruturas são fabricados com aço carbono, sujeito a tratamento térmico (ASTM A-325), bem como o aço de baixa liga (ASTM A-490). Aços Resistentes ao Fogo (Alta Resistência Mecânica, Resistentes à Corrosão Atmosférica) Um dos objetivos mais importantes nos projetos de construção civil é reduzir o risco de incêndios e, caso estes ocorram, aumentar o tempo de início de deformação da estrutura, conferindo, assim, segurança a essas construções. Os aços resistentes ao fogo são basicamente resultado de modificações de aços resistentes à corrosão atmosférica. As adições são ajustadas sempre no limite mínimo possível, de forma que garantam um valor determinado elevado de resistência mecânica à tração, proporcionando também boa soldabilidade e mantendo o padrão de excelente resistência à corrosão atmosférica, inerente ao aço de origem. 18 Os elementos geralmente adicionados são níquel, titânio, nióbio, vanádio, molibdênio, obedecendo a sua soma a um limite mínimo restrito, para garantir o equilíbrio das propriedades desejadas. Ex: USI-FIRE-350, USI-FIRE-400, USI-FIRE-490 e COS AR COR FIRE 500 Tabela 07 – Propriedades Mecânicas Típicas do USI-FIRE-490 ESPESSURA (mm) TRAÇÃO DE AMBIENTE TRAÇÃO 600 ºC IMPACTO CHARPY (0 ºC) fy (MPa) fu (MPa) AL 200mm (%) fy / fu fy (MPa) (J) 9,5 401 600 22 0,66 310 180 22,4 364 585 21 0,62 288 177 31,5 342 551 22 0,62 252 166 Aços sem Qualificação Estrutural Apesar de não serem considerados "aços estruturais", os tipos de aço especificado pela SAE (Society of Automotive Engineers) são freqüentemente empregados na construção civil como componentes de telhas, caixilhos, chapas xadrez e até indevidamente em estruturas como barras redondas de contraventamento, tirantes e chumbadores e barras auxiliares chatas. Esses tipos de aço são designados por um número de quatro algarismos onde: - O primeiro dígito representa o elemento ou elementos de liga característicos: 1. Aço-carbono 2. Aço-níquel 3. Aço-cromo-níquel 4. Aço-molibdênio 5. Aço-cromo 6. Aço-cromo-vanádio 7. Aço-tungstênio 8. Aço-níquel-manganês 9. Aço-silício-manganês - Os dois últimos dígitos representam a percentagem de carbono em 0,01%. Os dígitos intermediários restantes (em geral um só dígito) representam a porcentagem aproximada do elemento de liga predominante. Zero significa ausência de liga. Por exemplo: Aço SAE 1020 (aço-carbono, com 0,20% de carbono) Aço SAE 2320 (aço-níquel, com 3,5% de níquel e 0,20% de carbono) A norma brasileira equivalente a SAE é a NBR 6006/80 "Classificação por composição química de aço para a construção mecânica", cuja designação é similar a SAE. Por exemplo ABNT 1020/NBR 6006 = SAE 1020. 19 Segundo a Norma Brasileira "Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio", em elaboração, a utilização de aços sem qualificação estrutural para perfis é tolerada se o aço possuir propriedades mecânicas adequadas para receber o trabalho a frio. Não devem ser adotados no projeto valores superiores a 180 MPa e 300 MPa para a resistência ao escoamento fy e a resistência à ruptura fu, respectivamente. Tabela 08 - Exemplos de Aços SAE Classificação SAE fy (MPa) fu (MPa) Observações 1010 220 380 Laminado a quente 1020 214 455 Laminado a quente 1020 448 537 Estirado a frio 1040 365 620 Laminado a quente 1040 516 634 Estirado a frio 1040 379 634 Tratamento térmico 1060 489 806 Laminado a quente 1060 510 898 Tratamento térmico 2320 434 593 Laminado a quente 2320 400 579 Normalizado 2320 689 716 Estirado a frio 2340 529 786 Laminado a quente 2340 510 730 Normalizado 2340 824 937 Tratamento térmico Aços Estruturais e Materiais de Ligação Padrão ABNT Propriedades mecânicas Na tabela 09 são dadas as resistências ao escoamento (fy) e à ruptura (fu) para aços estruturais especificados por normas brasileiras e na tabela 10 para aços estruturais especificados pela ASTM (American Society for Testing Materials) 20 Tabela 09 - Aços ABNT para usos Estruturais (Perfis, Chapas e Tubos) NBR 7007 NBR 6648 NBR 6649 / NBR 6650 NBR 5000 Aços para perfis laminados para uso estrutural Chapas grossas de aço carbono para uso estrutural Chapas finas de aço carbono para uso estrutural (a frio/a quente) Chapas grossas de aço de baixa liga e alta resistência mecânica Denominação fy (MPa) fu (MPa) Denominação fy (MPa) fu (MPa) Denominação fy (MPa) fu (MPa) Denominação fy (MPa) fu (MPa) MR-250 250 400-560 CG-26 255 410 CF-26 260/260 400/410 G-30 300 415 AR-350 350 450 CG-28 275 440 CF-28 280/280 440/440 G-35 345 450 AR-350 COR 350 485 CF-30 ---/300 ---/490 G-42 415 520 AR-415 415 520 G-45 450 550 NBR 5004 NBR 5008 NBR 5920 / NBR 5921 NBR 8261 Chapas finas de aço de baixa liga e alta resistência mecânica Chapas grossas e bobinas grossas, de aço de baixa liga, resistentes à corrosão atmosférica, para uso estrutural Chapas finas e bobinas finas (a frio/ a quente), de aço de baixa liga, resistentes à corrosão atmosférica, para uso estrutural Perfil tubular de aço carbono, formado a frio, com e sem costura, de seção circular ou retangular, para usos estruturais. Denominação fy (MPa) fu (MPa) Denominação fy (MPa) fu (MPa) Denominação fy (MPa) fu (MPa) Denominação Seção circular Seção retangular fy (MPa) fu (MPa) fy (MPa) fu (MPa) F-32/Q-32 310 410 CGR 400 250 380 CFR 400 ---/250 ---/380 B 290 400 317 400 F-35/Q-35 340 450 CGR 500 e 500A 370 490 CFR 500 310/370 450/490 C 317 427 345 427 Q-40 380 480 Q-42 410 520 Q-45 450 550 21 Tabela 10 - Aços de uso frequentes especificados pela ASTM para uso estrutural Classificação Denominação Produto Grupo de perfil a b ou faixa de espessura disponível Grau fy (MPa) fu (MPa) Aços - carbono A36 Perfis 1, 2 e 3 - 250 400 a 550 Chapas e barras c t 200 mm A500 Perfis 4 A 230 310 B 290 400 Aço de baixa liga e alta resistência mecânica A572 Perfis 1, 2 e 3 42 290 415 50 345 450 55 380 485 1 e 2 60 415 520 65 450 550 Chapas e Barras t 150 mm 42 290 415 t 100 mm 50 315 460 t 50 mm 55 290 435 t 31,5 mm 60 415 520 65 450 550 A992 Perfis 1, 2 e 3 - 345 a 450 450 Aços de baixa liga e alta resistência mecânica resistentes à corrosão atmosférica A242 Perfis 1 - 345 485 2 - 315 460 3 - 290 435 Chapas e Barras c t 19 mm - 345 480 19 mm < t 37,5 mm - 315 460 37,5 mm < t 100 mm- 290 435 A588 Perfis 1 e 2 - 345 485 Chapas e Barras c t 100 mm - 345 480 100 mm < t 125 mm - 315 460 125 mm < t 200 mm - 290 435 Aços de baixa liga temperados e auto- revenidos A913 Perfis 1 e 2 50 345 450 60 415 520 65 450 550 a Grupos de perfis laminados para efeito de propriedades mecânicas: - Grupo 1: Perfis com espessura de mesa inferior ou igual a 37,5 mm; - Grupo 2: Perfis com espessura de mesa superior a 37,5 mm e inferior ou igual a 50 mm; - Grupo 3: Perfis com espessura de mesa superior a 50 mm; - Grupo 4: Perfis tubulares b t corresponde à menor dimensão ou ao diâmetro da seção transversal da barra. c Barras redondas, quadradas e chatas. d A relação fu/fy não pode ser inferior a 1,18. 22 Tabela 11 - Equivalência de aços por normas Produto Norma ABNT/NBR Classe Grau fy (MPa) fu (MPa) Classe ASTM equivalente Perfis 7007 MR-250 - 250 400 A 36 AR-290 - 290 415 A 572 GR-42 AR-345 - 345 450 A 572 GR-50 AR-COR-345 A 345 485 A 242 GR 1 AR-COR-345 B 345 485 A 242 GR-2 e A 588 Chapas 6648 CG-26 - 255 410 A 36 6649/6650 CF-26 - 260 410 A 36 5000 G-30 - 300 415 A 572 GR-42 5000 G-35 - 345 450 A 572 GR-50 5004 F-35/Q-35 - 340 450 A 572 GR-50 5008 1,2 e 2A T 19 mm 345 480 A 588 5920/5921 CF-BLAR - 340 480 A 588 Tubos 8261 Circular B 290 400 A 500 GR-B 8261 Quadrado ou retangular B 317 400 A 500 GR-B 8261 Circular C 317 427 A 500 GR-B 8261 Quadrado ou retangular C 317 427 - Parafusos Na Tabela 12 são fornecidos os valores mínimos da resistência ao escoamento e da resistência à ruptura de parafusos, de acordo com suas respectivas normas ou especificações, bem como os diâmetros nos quais os mesmos podem ser encontrados. Os parafusos fabricados com aço temperado não podem ser soldados nem aquecidos. Tabela 12 - Materiais usados em parafusos Especificação fyb (MPa) fub (MPa) Diâmetro db (mm) polegadas ASTM A307 - 415 1/2 db 4 ISO 898 classe 4.6 235 390 12 db 36 - ASTM A325 1) 635 560 825 725 16 db 24 24 < db 36 1/2 db 1 1 db 1 ISO 7411 Classe 8.8 640 800 12 db 36 - ASTM A490 895 1035 16 db 36 1/2 db 1 ISO 7411 Classe 10.9 900 1000 12 db 36 - NOTA: 1) Disponíveis também com resistência à corrosão atmosférica comparável à dos aços AR350 COR ou à dos aços ASTM A588. 23 Metais de soldas A resistência mínima à tração dos metais de soldas mencionados na Tabela 8 de 6.2.4, conforme as normas ou especificações das soldas citadas nessa tabela, é fornecida a seguir na Tabela A.4. Tabela 13 - Resistência à tração do metal da solda Metal da solda fw (MPa) Todos os eletrodos com classe de resistência 6 ou 60 415 Todos os eletrodos com classe de resistência 7 ou 70 485 Todos os eletrodos com classe de resistência 8 ou 80 550 1.8 - Produtos siderúrgicos estruturais As usinas siderúrgicas produzem aços para utilização como elementos ou componentes em estruturas sob as seguintes formas: chapas grossas, chapas finas a quente e a frio, chapas zincadas, perfis laminados, tubos sem costura, barras redondas e chatas, fios trefilados, cordoalhas e cabos. • CHAPAS São produtos planos laminados com largura superior a 500 mm, sendo classificadas como chapas finas ou chapas grossa. As chapas fornecidas com bordos naturais de laminação (sem cantos vivos) se denominam universais. Quando os bordos são cortados na tesoura, as chapas se denominam aparadas. A laminação consiste na redução da área da seção transversal, com conseqüente alongamento, do produto recebido do lingotamento, para conformá-lo na apresentação desejada (chapas, perfis, etc.). A laminação de uma placa (250 mm de espessura aproximadamente) compreende o seu pré aquecimento e posterior deformação, pela passagem sob pressão entre os laminadores (cilindros), reduzindo a sua espessura até a medida desejada para comercialização. CHAPAS GROSSAS (espessura > 5 mm) Espessura: 6 a 200 mm Largura: 1000 a 3800 mm Comprimento: 5000 a 18000 mm Temperatura: 1250 o C Espessura de entrada: 200 a 500 mm Temperatura: 850 o C Espessura de saída: 6 a 200 mm 24 Tabela 14 - Espessuras-padrão das chapas grossas de aço ESPESSURAS (mm) LARGURAS (mm) COMPRIMENTOS (mm) 6,30 8,00 9,50 1000 1200 6000 12,50 16,00 19,00 1500 1830 12000 22,40 25,00 28,50 2000 2200 31,50 37,50 44,50 2440 2750 50,00 63,00 75,00 3000 3500 89,00 100,00 3800 Usos: nas construções de estruturas metálicas, principalmente para a formação de perfis soldados para trabalhar como vigas, colunas e estacas, mas também podem ser utilizadas, dependendo da disponibilidade de equipamento adequado para dobramento, em perfis formados a frio. CHAPAS FINAS A QUENTE (espessura 5 mm) Espessura: 1,20 a 12,50 mm Largura: 800 a 1800 mm Comprimento: 2000 a 6000 mm ou em bobinas Espessura de entrada: 30 mm Espessura de saída: 1,20 a 12,50 mm BOBINA Tabela 15 - Espessuras-padrão das chapas finas a quente de aço ESPESSURAS (mm) LARGURAS (mm) COMPRIMENTOS (mm) 1,20 1,50 2,00 1000 2000 2,25 2,65 3,00 1100 3000 3,35 3,75 4,25 1200 6000 4,50 4,75 5,00 1500 bobinas Usos: Chapas finas a quente: obtenção de perfis de chapas dobradas, para construção de estruturas metálicas leves e, principalmente, como terças e vigas de tapamento. 25 CHAPAS FINAS A FRIO (são relaminadas a frio) Espessura: 0,30 a 3,00 mm Largura: 800 a 1600 mm Comprimento: 2000 a 6000 mm ou em bobinas Espessura de entrada: 1,50 a 5,00 mm Espessura de saída: 0,30 a 3,00 mm BOBINA TEMPERATURA AMBIENTE Tabela 16 - Espessuras-padrão das chapas finas a frio de aço ESPESSURAS (mm) LARGURAS (mm) COMPRIMENTOS (mm) 0,30 0,38 0,45 1000 2000 0,60 0,75 0,85 1100 2500 0,90 1,06 1,20 1200 3000 1,50 1,70 1,90 1500 bobinas 2,25 2,65 Usos: Chapas finas a frio são utilizadas na fabricação de elementos complementares na construção, tais como: telhas, calhas, rufos, esquadrias, dobradiças, portas, batentes, etc. As dimensões preferenciais fornecidas pelas siderúrgicas, na forma plana, são: chapas finas a quente 1,20 m por 3,00 m e chapas finas a frio 1,20 m por 2,00 m. As chapas finas podem também ser fornecidas em bobinas, possuindo nesse caso custo unitário menor. • CHAPAS XADREZ São chapas laminadas a quente com relevos na superfície, para utilização em pisos, passadiços, plataformas, etc. Exemplo de chapa xadrez 26 Tabela 17 - Espessuras-padrão das chapas xadrez ESPESSURAS (mm) Peso estimado (kg/m²) 3,00 24,00 4,50 34,00 4,75 38,00 5,00 40,00 6,30 49,39 8,00 62,72 9,50 74,48 • CHAPAS ZINCADAS O processo de galvanização a quente contínuo tornou econômica a chapa zincada. Este processo associa as propriedades resistentes do aço à resistência à corrosão do revestimento de zinco. São produtos com espessuras padrão de 0,25 mm a 1,95 mm fornecidas nas larguras padrão de 1000 mm e nos comprimentos padrão de 2000 mm e 3000 mm, e também sob a forma de bobinas. Tabela 18 - Espessuras-padrão das chapas zincadas ESPESSURAS (mm) Peso (kg/m²) 0,25 1,96 0,30 2,36 0,35 2,75 0,43 3,38 0,50 3,93 0,65 5,10 0,80 6,28 0,95 7,46 1,11 8,71 1,25 9,81 1,55 12,17 1,95 15,31 Usos: devidamente trabalhadas, como elementos complementares nas construções, sejam telhas para coberturas e tapamentos laterais, calhas, rufos, caixilhos, dutos de ar condicionado, divisórias, etc. • PERFIS LAMINADOS Os perfis laminados são obtidos pelo mesmo processo utilizado para os produtos laminados planos, com os blocos ou tarugos provenientes do lingotamento contínuo entrando diretamente para a linha de laminação de perfis (deformação mecânica a quente), obtendo-se seções transversais nos formatos I, H, U, L e T. Podem ser de abas inclinadas (padrão americano - faces internas das abasnão paralelas as faces externas) ou de abas paralelas (padrão europeu). 27 Perfil laminado padrão americano Perfil laminado padrão europeu Tabela 19 - Nomenclatura para perfis I e H tw bf tf d h mesa superior mesa inferior alma tf Perfil soldado d - altura total do perfil h - altura da alma bf - largura da mesa tf - espessura da mesa tw - espessura da alma Perfil laminado de abas paralelas Perfis laminados de abas paralelas produzidos no Brasil A AÇOMINAS investiu 83 milhões de dólares na implantação, em sua Usina de Ouro Branco, de um moderno laminador de perfis tipo universal. A unidade, que entrou em operação em julho de 2002 tem capacidade de fabricar até 440 mil toneladas anuais de perfis laminados de abas paralelas I e H, com dimensões de 150 a 610 milímetros. Essa capacidade pode ser facilmente duplicada. O laminador de Perfis Gerdau Açominas ocupa um galpão de 1.350 metros de extensão, em uma área total de 147 mil metros quadrados. Diagrama do Laminador bf tf tf h d tw alma mesa superior mesa inferior 28 Os Perfis Gerdau Açominas são obtidos a partir da laminação de blocos de aço que podem ser provenientes de lingotamento convencional ou contínuo. O bloco é colocado em fornos de reaquecimento e em seguida introduzido no laminador, ganhando sua forma final através de uma sucessão de passes em cilindros conformadores. Esse processo é chamado "X-H" em virtude da forma que o material vai adquirindo (ora a forma de um "X", ora de um "H") durante os passes de laminação, como pode ser visto na figura abaixo. Conjunto universal - sistema X-H Os perfis laminados de abas paralelas são uma excelente opção para quem usa o aço como elemento construtivo, com características e vantagens, dentre os quais se destacam: - As abas paralelas permitem melhores soluções de ligações, encaixes e acabamentos estruturais; - São mais leves que perfis tradicionais; - Permitem ganhos de escala aos fabricantes de estruturas; - Precisão na concordância entre a alma e as abas; - Uniformidade da composição química e das propriedades mecânicas; - Características e série definida de bitolas proporcionam flexibilidade no cálculo e no dimensionamento das estruturas; - Menor massa linear (kg/m); - Vigas inteiriças, sem tensões localizadas; A Gerdau-Açominas oferece os seus perfis em uma ampla variedade de bitolas, de 150 a 610 mm (6 a 24 polegadas), disponíveis para pronta entrega na especificação ASTM A 572 Grau 50, no comprimento padrão de 12 metros para todas as bitolas, ou de 6 metros para as bitolas até 310 mm. A Gerdau Açominas coloca também à disposição do mercado o corte dos perfis em comprimentos específicos, entre 6 e 24 metros, mediante consulta prévia e condições especiais de fornecimento. Outras especificações de aço incluindo as ASTM A588 (resistente à corrosão) e ASTM A992, já desenvolvidas, poderão ser fornecidas sob encomenda. 29 Tabela 20 - Exemplos de perfis laminados de abas paralelas produzidos pela AÇOMINAS Tipo de perfil Designação exemplo Explicação Perfil H HP 250 x 85,0 Perfil H de abas paralelas d = 250 mm massa = 85,0 kg/m W 250 x 89,0 Perfil H de abas paralelas d = 250 mm massa = 89,0 kg/m Perfil I W 250 x 44,8 Perfil I de abas paralelas d = 250 mm massa = 44,8 kg/m Perfis laminados padrão americano Atualmente no Brasil, os perfis laminados padrão americano são fabricados pela Belgo Mineira e Gerdau. Estes perfis estão disponíveis em aço ASTM A-36 e em aço A-588, com pequenas dimensões (altura até 304,8 mm no máximo), e com características geométricas que trazem algumas dificuldades à construção civil. São perfis cujas faces internas das mesas não são paralelas às faces externas, dificultando a execução das conexões. A espessura de alma desses perfis, está em geral, acima dos valores normalmente adequados para o projeto econômico de vigas. Os perfis laminados médios e pesados, padrão americano, que eram fabricados exclusivamente pela CSN e a Cofavi - Ferro e Aço de Vitória deixaram de produzi-los, sendo necessário sua importação. A Siderúrgica Aço Minas Gerais - AÇOMINAS foi projetada para suprir o mercado com perfis laminados adequados ao uso na construção civil. bf tf tf h d tw bf tf tf h d tw 30 Tabela 21 - Exemplos de perfis laminados padrão americano Tipo de perfil Designação exemplo Explicação Cantoneira de abas iguais L 50 x 6,3 Cantoneira de abas iguais a= 50 mm t = 6,3 mm Cantoneira de abas desiguais L 102 x 76 x 7,9 Cantoneira de abas desiguais a= 102 mm b = 76 mm t = 7,9 mm Perfil H H 152 x 37,1 Perfil H d = 152 mm massa = 37,1 kg/m Perfil I I 152 x 18,5 Perfil I de abas inclinadas d = 152 mm massa = 18,5 kg/m Perfil U U 152 x 12,2 Perfil U de abas inclinadas d = 152 mm massa = 12,2 kg/m tf tf d h tw bf a a t b a t tf médio tf médio d h tw bf tf tf d h tw bf 31 Nos Estados Unidos são usadas as seguintes designações para os perfis S (standard) - perfil I de abas inclinadas WF (wide flange shape) - perfil I de abas paralelas e largas C (channel) - perfil canal U ou C PL (plate) - chapa Exemplos: WF 14 x 34 C 12 x 20,7 S 12 x 31,8 Nos Brasil são usadas as seguintes designações para os perfis de abas paralelas padrão europeu IP - perfil I de abas paralelas HP - perfil H de abas paralelas nas séries: HPP - perfil H de abas paralelas série pesada HPM - perfil H de abas paralelas série média HPL - perfil H de abas paralelas série leve Perfis laminados padrão europeu Os perfis laminados de padrão europeu podem ser fabricados em forma de H, I, U, L. e T. Os perfis I com abas inclinadas são os perfis IPN, os perfis I com abas paralelas são os perfis IPE e, os perfis em forma de H são os perfis HE. Os perfis HE são divididos em três categorias: HEA - Perfis H de abas paralelas leves; HEB - Perfis H de abas paralelas médios; e HEM - Perfis H de abas paralelas pesados. A tabela ilustra os perfis laminados de acordo com o padrão europeu. 32 Tabela 22 - Perfis laminados padrão europeu Tipo de perfil Características Designação exemplo Perfil IPN Seção I com abas inclinadas IPN 500 Perfil IPE Seção I com abas paralelas bf /d 0,66 IPE 100 Perfil HEA S e ç ã o H c o m a b a s p a ra le la s , p o ré m a r e la ç ã o b /h > 0 ,6 6 Série leve bf > d para 100 bf < 300 tw < tw do perfil HEB e tf < tf do perfil HEB de altura nominal correspondente. HEA 200 Perfil HEB Série média bf = d para 100 d 300 e d > bf para os valores restantes de d HEB 280 Perfil HEM Série pesada d > bf e tw > tw do perfil HEB de altura nominal correspondente. HEM 260 h tw d bf tf tf h tw tf tf bf d h tw tf tf bf d tf h tf bf d tw tw tw d h tw bf 33 Tabela 22 - Perfis laminados padrão europeu (continuação) Tipo de perfil Características Designação exemplo Perfil UPN Seção U de abas inclinadas UPN 140 Perfil UPE Seção U de abas paralelas UPE 140 Perfil L Cantoneira de abas iguais L 30 x 4 Perfil LD Cantoneira de abas diferentes L 60 x40 x 6 Perfil T Seção T bf = h T 40 tf tf d h tw bf tf médio tf médio d h tw bf a a t b a t h bf tw médio 34 • BARRAS CHATAS São encontradas nas dimensões básicas básicas de 38 x 4,8 a 304,8 x 50,8 mm e nos aços SAE1010/1020 e A36. Usos: Para uso em geral, principalmente em guarda corpo. • BARRAS QUADRADAS São encontradas nas dimensões básicas básicas de 50,8 mm a 152 mm nos aços SAE1010/1020 e A36. Usos: Para uso principal como trilhos de pontes rolantespequenas. • BARRAS REDONDAS Com amplo número de bitolas as barras redondas são usadas praticamente na confecção de chumbadores, parafusos e tirantes. Tabela 23 - Barras redondas Diâmetro (mm) Peso (kg/m) 12,5 0,99 16,0 1,55 19,0 2,24 22,0 3,05 25,0 3,98 28,0 5,03 32,0 6,22 35,0 7,52 38,0 8,95 44,0 12,18 50,0 15,40 57,0 20,10 64,0 24,90 70,0 30,00 76,0 35,80 89,0 48,70 102,0 63,60 35 • TUBOS ESTRUTURAIS Existe grande variedade nas dimensões dos tubos encontrados no mercado, sendo fornecidos no comprimento padrão de 6000 mm. Podem ser produzidos em laminadores especiais (tubos sem costura) ou com chapa dobrada e soldada (tubos com costura). Usos: como elementos estruturais, principalmente na formação de treliças espaciais, corrimãos, etc. Tabela 24 - Exemplos de tubos estruturais Tipo de perfil Designação exemplo Explicação Tubo retangular 50 x 30 x 2,0 a = 50 mm b = 30 mm t = 2 mm Tubo quadrado 40 x 40 x 3,0 a = b = 40 mm t = 3 mm Tubo circular 25 x 2,0 = 50 mm t = 2 mm • FIOS, CORDOALHAS E CABOS Os fios ou arames são obtidos a partir de barras laminadas por trefilações sucessivas. Fabricam-se fios de aço doce e também de aço duro (aço de alto carbono). Os fios de aço duro são empregados em molas, cabos de protensão de estruturas, pontes pênseis, etc. As cordoalhas (strands) são formadas por três ou sete fios arrumados em forma de hélice. O módulo de elasticidade da cordoalha é quase tão elevado quanto o de uma barra maciça de aço E= 195000 MPa (cordoalha) a a t t a b t 36 Os cabos de aço (wire rope) são formados por fios trefilados finos, agrupados em arranjos helicoidais variáveis. Enrolando-se seis cordoalhas de sete fios em torno de um núcleo de fibra (cânhamo), obtém-se um cabo chamado 6 x 7. Usando-se seis cordoalhas de dezenove fios, obtém- se um cabo de 6 x 19 com núcleo de cânhamo. Os cabos podem se construídos também com núcleo de de aço, possuindo então maior resistência e menor flexibilidade. Os cabos de aço são muito flexíveis, o que permite seu emprego em moitões para multiplicação de forças. Entretanto, o módulo de elasticidade é baixo, cerca de 50% do módulo de uma barra maciça. Fios trefilados Cordoalha de sete fios Cabo de aço 6 x19 Produtos metálicos obtidos por trefilação Trefilação é uma operação em que a matéria-prima é estirada, normalmente a frio, através de uma matriz em forma de canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) feita de material muito duro (carbeto de tungstênio) polido, por meio de uma força trativa aplicada do lado de saída da matriz. Em cada passagem na fieira, o frio sofre uma redução de diâmetro da qual resulta geralmente um aumento de resisitência. O escoamento plástico é produzido principalmente pelas forças compressivas provenientes da reação da matriz sobre o material. Forma resultante: simetria circular é muito comum em peças trefiladas, mas não obrigatória. Esquema de um trefilação 37 Tração Compressão Fieira (carbeto de tungstênio polido) Fio Compressãoi f Detalhe de uma fieira i - diâmetro inicial - diâmetro inicialf - diâmetro final Tabela 25 - Processos de deformação Processo Força atuante Trabalho Ilustração Semi-produtos ou produtos a quente a frio Aços Não-ferrosos Laminação Compressão direta X Placas Chapas Barras Perfis Placas Chapas Barras X Chapas Trefilação Compressão indireta X Barras Arames Fios Barras Arames Fios Tubos 1.9 - PRODUTOS SIDERÚRGICOS ESTRUTURAIS São derivados dos aços planos sendo de dois tipos: perfis soldados e perfis em chapa dobrada. Normalmente fornecidos em comprimentos menores que 12000 mm, devido à limitação de transporte. PERFIS SOLDADOS Os perfis soldados são produzidos pelos fabricantes de estruturas metálicas a partir do corte e soldagem das chapas fabricadas pelas usinas siderúrgicas. O material de solda, seja a soldagem executada por eletrodo revestido, arco submerso ou qualquer outro tipo, deve ser especificado, compatibilizando-o com o tipo de aço a ser soldado, isto é, deve ter características similares de resistência mecânica, resistência à corrosão, etc. Os perfis soldados são largamente empregados na construção de estruturas de aço, em face da grande versatilidade de combinações possíveis de espessuras, alturas e larguras. O custo para a fabricação dos perfis soldados é maior do que para a laminação dos perfis laminados, no entanto, esses últimos não estão disponíveis em quantidade e dimensões necessárias às obras civis. 38 Séries de perfis I soldados Série simétrica é a série composta por perfis que apresentam simetria na sua seção transversal em relação aos eixos x-x e y-y, conforme ilustrado na figura abaixo. y x x y Com a finalidade de padronizar a composição de perfis soldados, a NBR-5884/1980 dividiu os perfis soldados nas séries indicadas na tabela 09. Tabela 26 - Série simétrica de perfis soldados (NBR-5884) Série Características Designação exemplo Explicação tw bf tf d h tf CS Utilizado em colunas d/bf = 1 CS 250 x 52 d = 250 mm m = 52 kg/m tw bf tf d h tf CVS Utilizado em vigas-colunas 1 d/bf 1,5 CVS 400 x 82 d = 400 mm m = 82 kg/m tw bf tf d h tf VS Utilizado em vigas 1,5 d/bf 4 VS 400 x 40 d = 400 mm m = 40 kg/m PS Perfis soldados simétricos cujas dimensões não estão indicadas na NBR-5884 39 Série monossimétrica é a série composta por perfis soldados que não apresentam simetria na sua seção transversal em relação ao eixo x-x e apresentam simetria em relação ao eixo y-y, conforme ilustrado na figura abaixo. y x x y y x x y (a) (b) Perfis monossimétricos: (a) largura de mesa diferente e (b) espessura de mesa diferente Tabela 27 - Série monossimétrica de perfis soldados (NBR-5884) Série Características Designação exemplo Explicação tw bfi tfs d h tfi bfs VSM Utilizado em vigas 1 d/bf 4 bf = bfs = bfi tfs = tfi VSM 450 x 49 d = 450 mm m = 48,8 kg/m tw bfi tfs d h tfi bfs PSM Perfis soldados monossimétricos, inclusive os perfis com larguras de mesas diferentes entre si, cujas dimensões não estão indicadas na norma PSM 400 x 82 d = 400 mm m = 82 kg/m Nota: Os perfis I soldados cujas dimensões não estejam indicadas na NBR-5884 podem ser adotados com a designação de PS ou PSM, seguida da altura em milímetros e da massa em quilogramas por metro. PERFIS ESTRUTURAIS FORMADOS A FRIO Os perfis estruturais formados a frio, também conhecidos como perfis de chapas dobradas, vêm sendo utilizados de forma crescente na execução de estruturas metálicas leves, pois podem ser projetados para cada aplicação específica, enquanto os perfis laminados estão limitados a dimensões predeterminadas. 40 Nem sempre são encontrados no mercado os perfis laminados com dimensões adequadas às necessidades do projeto de elementos estruturais leves, pouco solicitados, tais como terças, montantes e diagonais de treliças, travamentos, etc., enquanto os perfis estruturais formados a frio podem ser fabricados nas dimensões desejadas. Os perfis formados a frio, sendo compostos por chapas finas, possuem leveza, facilidade de fabricação, de manuseio e de transporte, além de possuirem resistência e ductilidade adequadas ao uso em estruturas civis. A Norma NBR 6355/01 - "Perfis Estruturais de Aço Formados a Frio", padroniza uma série de perfis formados com chapas de espessuras entre 1,50 mm a 4,75 mm, indicando suas características geométricas, pesos e tolerâncias de fabricação. No caso de estruturas de maior porte, a utilização de perfis formados a frio duplos, em seção unicelular (tubular retangular) também conhecidos como seção-caixão,podem resultar, em algumas situações, estruturas mais econômicas. Isso se deve à boa rigidez à torção (eliminando travamentos), menor área exposta, (reduzindo a área de pintura), menor área de estagnação de líquidos ou detritos (reduzindo a probabilidade de corrosão). Processos de fabricação Dois são os processos de fabricação dos perfis formados a frio: contínuo e descontínuo. O processo contínuo, adequado à fabricação em série, é realizado a partir do deslocamento longitudinal de uma chapa de aço, sobre os roletes de uma linha de perfilação. Os roletes vão conferindo pouco a pouco à chapa, a forma definitiva do perfil. Quando o perfil deixa a linha de perfilação, ele é cortado no comprimento indicado no projeto. Perfiladeira (processo contínuo) O processo descontínuo, adequado a pequenas quantidades de perfis, é realizado mediante o emprego de uma prensa dobradeira. A "faca" da dobradeira é prensada contra a chapa de aço, obrigando-a a formar uma dobra. Várias operações similares a essa, sobre a mesma chapa, fornecem à seção do perfil a geometria exigida no projeto. O comprimento do perfil está limitado à largura da prensa. O processo contínuo é utilizado por fabricantes especializados em perfis formados a frio e o processo descontínuo é utilizado pelos fabricantes de estruturas metálicas. Bobina de tiras de aço Antes Depois simples complexo cilíndrico chapa faca matriz Posição aberta Posição fechada Antes Depois 41 Exemplos de perfis formados a frio PERFIS ELETROSSOLDADOS Perfis fabricados a partir de bobinas de aço pelo processo de soldagem por resistência elétrica, também conhecido por eletrofusão. A união de duas abas ou flanges a uma alma por esse processo deu origem aos perfis Usilight fabricados pela USIMINAS MECÂNICA. São produzidos na faixa de 100 mm a 500 mm de altura. Trata-se do processo de fabricação contínua de perfis de aço com emprego do sistema de eletrossolda a alta freqüência, que se baseia no uso da corrente elétrica com uma freqüência de 400.000 Hz que flui pela superfície metálica a uma profundidade não superior a 0,8 mm, gerando uma potência de alta densidade nas superfícies a serem soldadas. Apresenta alta produtividade, pois permite soldar a grande velocidade (30 m/min) com baixo consumo de calor. A união eletrossoldada se caracteriza pela ausência do crescimento de grão, tão característico nos processos de solda por fusão. No processo de alta freqüência, não há a introdução e deposição de um outro material, uma vez que a união das partes ocorre por caldeamento. 42 Tabela 28 - Série de perfis eletrossoldados Série Características Designação exemplo Explicação tw bf tf d h tf CE* Perfis metálicos utilizados em colunas de edifícios industriais e comerciais CE 250 x 49 d = 250 mm m = 48,8 kg/m tw bf tf d h tf VE* Perfis metálicos empregados em vigas de edifícios industriais, comerciais e em pontes rodoviárias e ferroviárias. VE 400 x 44 d = 400 mm m = 44,0 kg/m VEE* Perfis metálicos com características dimensionais equivalentes às dos perfis I laminados de abas inclinadas. VEE 250 x 35 d = 250 mm m = 34,7 kg/m ( I 10” x 37,8) VEE - Estacas Perfis metálicos com características dimensionais equivalentes às dos perfis I, laminados de abas inclinadas e utilizados exclusivamente como estacas de fundações. São produzidos apenas com o aço NTU-QC 250 (fy 250 MPa). VEE 203 x 29 d = 203 mm m = 28,9 kg/m ( I 8” x 30,5) CVE Perfis metálicos utilizados tanto em vigas quanto em colunas. São fabricados sob encomenda. CVE 250 x 53 d = 250 mm m = 53,4 kg/m *São produzidos para estoque em aço COS-AR-COR com fy 300 MPa 43 Barras TRACIONADAS Campos de Aplicação Elementos estruturais constituídos por perfis metálicos simples ou compostos, objeto de estudo deste trabalho, sujeitos a solicitações de tração simples ou axial, são empregados sob as seguintes formas: - contraventamentos de edifícios e pontes, em forma de K e X; - peças de estruturas de torres de transmissão; e - barras de sistemas treliçados em coberturas de edifícios e de galpões industriais. As figuras baixo ilustram algumas aplicações de elementos tracionados em estruturas. Cobertura de edificações Contraventamentos nas cordas inferiores das tesouras 44 Contraventamentos verticais em forma de K e Y Contraventamentos verticais em forma de X Comportamento de uma barra tracionada Uma barra de aço sujeita a uma força axial de tração terá – em seu dimensionamento pelo método dos estados limites – duas regiões distintas. TRECHO Y – região da barra onde não é permitido o escoamento generalizado por inutilizar a peça devido a ocorrência de alongamento excessivo. TRECHO U – região da barra onde não há uniformidade de tensões, notadamente junto aos furos. Por ser uma região restrita permite-se o escoamento localizado mas não poderá haver ruptura da peça. 45 Tensões normais de tração axial, em uma barra tracionada com furos. Verificação para os estados limites últimos Determinação da força axial resistente de cálculo (Nt,rd) A força axial de tração resistente de cálculo, Nt,Rd, a ser usada no dimensionamento, exceto para barras redondas com extremidades rosqueadas e barras ligadas por pinos, é o menor dos valores obtidos, considerando-se os estados-limites últimos de escoamento da seção bruta e ruptura da seção líquida, de acordo com as expressões indicadas a seguir: a) para escoamento da seção bruta g y t,Rd a1 = A f N b) para ruptura da seção líquida e u t,Rd a2 = A f N onde: a1 é o coeficiente de ponderação da resistência para escoamento da seção bruta e igual a 1,10 e, a2 é o coeficiente de ponderação da resistência para a ruptura da seção líquida e igual a 1,35; Ag é a área bruta da seção transversal da barra; Ae é a área líquida efetiva da seção transversal da barra; fy é a resistência ao escoamento do aço; 46 fu é a resistência à ruptura do aço. Para que a peça metálica, sujeita a forças axiais de tração, possa ser considerada verificada para os estados limites últimos, a força axial de tração resistente de cálculo deve ser maior ou igual à força axial de tração solicitante de cálculo, ou seja, Nt,Rd Nt,Sd. Áreas de cálculo Área bruta (Ag) A área bruta de uma seção transversal qualquer de uma barra é obtida pela soma dos produtos da espessura pela largura bruta (b) de cada elemento, sendo medida na direção normal ao eixo da peça. g A b t= Área bruta de barras tracionadas No caso de perfis L (cantoneiras), obtém-se a largura bruta pela soma das abas subtraída de sua espessura. A área bruta de uma seção transversal também pode ser obtida de tabelas de fabricantes dos perfis metálicos. Área bruta de barras tracionadas Área líquida efetiva (Ae) Na determinação da área líquida efetiva, dois casos devem ser levados em consideração: - nas ligações de peças tracionadas, feitas através de soldas ou parafusos, onde a solicitação for transmitida para cada um dos elementos de sua seção transversal, a área líquida efetiva é igual à área líquida; 47 - nas ligações de peças tracionadas, feitas através de soldas ou parafusos, em que a transmissão da solicitação for feita para apenas alguns elementos da seção transversal, o fluxo de tensões na região da ligação fica perturbado, não mais distribuindo-se de maneira uniforme na seção e, então, nem toda a seção líquida é efetiva para resistir ao carregamento. Assim, a área líquida efetiva (Ae) é dada por: e t n =A C A onde: An é a área líquida da barra; Ct é um coeficiente de redução da área líquida. Área líquida (An) Em regiões com furos, feitos para ligação ou para qualquer outra finalidade, a área líquida, An, de uma barra é a soma dos produtos daespessura pela largura líquida (bn) de cada elemento, calculada como segue: n n 1 j A b t= - Em ligações parafusadas, a largura dos furos deve ser considerada 2,0 mm maior que a dimensão nominal desses furos (devido ao dano causado ao material junto ao furo, provocado pelo processo de furação), perpendicular à direção da força aplicada (alternativamente, caso se possa garantir que os furos sejam executados com broca, pode-se usar a largura igual à dimensão máxima). Como o furo padrão é feito 1,5 mm maior que o diâmetro nominal dos parafusos (db), nesses casos, o diâmetro do furo para efeito de cálculo da área líquida será igual ao diâmetro do parafuso mais 3,5 mm (dd = db + 3,5 mm); - no caso de uma série de furos distribuídos transversalmente ao eixo da barra, em diagonal a esse eixo ou em ziguezague, a largura líquida dessa parte da barra deve ser calculada deduzindo-se da largura bruta a soma das larguras de todos os furos em cadeia, e somando-se para cada linha ligando dois furos, a quantidade s2/4g, sendo s e g, respectivamente, os espaçamentos longitudinal e transversal (gabarito) entre estes dois furos. Assim, a equação para determinar a largura líquida de uma seção com furação em zigue-zague fica: 2 n d 1 1 4 . . ( ) n furos n diagonais s b b d g = − + 48 Ilustração dos espaçamentos s e g entre furos - a largura líquida crítica daquela parte da barra será obtida pela cadeia de furos que produza a menor das larguras líquidas (bn), para as diferentes possibilidades de linhas de ruptura; - para cantoneiras, o gabarito g dos furos em abas opostas deve ser considerado igual à soma dos gabaritos, medidos a partir da aresta da cantoneira, subtraída de sua espessura; - na determinação da área líquida de seção que compreenda soldas de tampão ou soldas de filete em furos, a área do metal da solda deve ser desprezada. Exemplo de furação reta: A largura líquida é obtida subtraindo-se da largura bruta os diâmetros de cálculo de todos os furos contidos na seção reta da peça: n d 1 . n furos b b d= − Sendo, portanto, a área líquida calculada conforme a seguir: An = bn × t Seção líquida de peça com furação reta. Exemplo de furação em zigue-zague: A área líquida é calculada pela equação: 2 n d 1 1 4 . . ( ) n furos n diagonais s b b d g = − + s g Nt,Sd Nt,Sd 49 Seção líquida de peça com furação em zigue-zague. Na figura acima, observa-se que é necessária a pesquisa de vários caminhos (1-1-1, 1-2-2-1, 1-2-3-3), de modo que o menor valor para a largura líquida seja encontrado, pois a peça pode romper segundo qualquer uma dessas linhas de ruptura. No caso de perfis L (cantoneira), obtém-se a área líquida de maneira semelhante ao anterior, rebatendo-se as abas do perfil para obter-se a chapa equivalente. Caso a seção da peça não possua furos, a área líquida será igual à área bruta da mesma. - Em regiões em que não existam furos, a área líquida, An, deve ser tomada igual à área bruta da seção transversal, Ag. Coeficiente de redução (Ct) O coeficiente de redução da área líquida, Ct, nas barras com seções transversais constituídas por mais de um elemento plano, tem os seguintes valores: - quando a força de tração for transmitida diretamente para cada um dos elementos (alma, mesa, abas) da seção transversal da barra, por soldas ou parafusos: 00,1C t = - quando a força de tração for transmitida somente por soldas transversais: c t g A C A = 50 Onde Ac é a área da seção transversal dos elementos conectados e Ag á área bruta da seção transversal da barra. - nas barras com seções transversais abertas, quando a força de tração for transmitida somente por parafusos ou somente por soldas longitudinais ou ainda por uma combinação de soldas longitudinais e transversais para alguns (não todos) os elementos da seção transversal da barra (devendo, no entanto, ser usado 0,90 como limite superior e não se permitindo o uso de ligações que resultem em um valor inferior a 0,60): c t c 1 e C = − onde: ec é a excentricidade da ligação, igual à distância do centróide da seção da barra, G, ao plano de cisalhamento da ligação (em perfis com um plano de simetria, a ligação deve ser simétrica em relação a este plano e são consideradas, para cálculo de Ct, duas barras fictícias e simétricas, cada uma correspondente a um plano de cisalhamento da ligação, por exemplo, duas seções T no caso de perfis I ou H ligados pelas mesas ou duas seções U, no caso desses perfis serem ligados pela alma, ver figura xx); c é o comprimento efetivo da ligação na direção da força axial (igual ao comprimento da solda, nas ligações soldadas e nas ligações parafusadas é igual à distância do primeiro ao último parafuso da linha de furação com maior número de parafusos); Ilustração dos valores de ec seções transversais abertas - nas chapas planas, quando a força de tração for transmitida somente por soldas longitudinais ao longo de ambas as suas bordas, tem os seguintes valores: t 1,00C = , para w 2b t 0,87C = , para w2 1,5b b t 0,75C = , para w1,5b b onde: w é o comprimento dos cordões de solda e b é a largura da chapa (distância entre as soldas situados nas duas bordas). 51 Chapa plana com força de tração transmitida por solda longitudinal - nas barras com seções tubulares retangulares, quando a força de tração for transmitida por meio de uma chapa de ligação concêntrica ou por chapas de ligação em dois lados opostos da seção, desde que o comprimento da ligação, c, não seja inferior à dimensão da seção na direção paralela à(s) chapa(s) de ligação (Figura xx) (devendo, no entanto, ser usado 0,90 como limite superior e não se permitindo o uso de ligações que resultem em um valor inferior a 0,60): c t c 1 e C = − Ilustração do valor de ec em seção tubular retangular - nas barras com seções tubulares circulares, quando a força de tração for transmitida por meio de uma chapa de ligação concêntrica (Figura xx) (devendo, no entanto, ser usado 0,90 como limite superior e não se permitindo o uso de ligações que resultem em um valor inferior a 0,60): - se o comprimento da ligação, c, for superior ou igual a 1,30 do diâmetro externo da barra: t 1,00C = ; - se o comprimento da ligação for superior ou igual ao diâmetro externo da barra e menor que 1,30 vezes esse diâmetro (devendo, no entanto, ser usado 0,90 como limite superior e não se permitindo o uso de ligações que resultem em um valor inferior a 0,60):: c t c 1 e C = − 52 Ilustração do valor de ec em seção tubular circular Estado limite de serviço (ELS) Limitação do índice de esbeltez A norma NBR-8800/2008, com a finalidade de reduzir efeitos vibratórios provocados por impactos, ventos, etc., recomenda que o índice de esbeltez destas barras, tomado como a maior relação entre o comprimento destravado e o raio de giração correspondente (L/r), excetuando-se tirantes de barras redondas pré-tensionadas ou outras barras que tenham sido montadas com pré- tensão, não exceda 300. Recomenda-se que perfis ou chapas, separados uns dos outros por uma distância igual à espessura de chapas espaçadoras, sejam interligados através dessas chapas espaçadoras, de modo que o maior índice de esbeltez de qualquer perfil ou chapa, entre essas ligações, não ultrapasse 300. Barra composta tracionada Determinação da força axial resistente de cálculo (Nt,rd) para barras redondas com extremidades rosqueadas A força axial de tração resistente de cálculo, Nt,Rd, das barras redondas com extremidades rosqueadas é o menor dos valores, considerando os estados-limites últimos de escoamento da seção bruta e de ruptura da parte rosqueada. Tais valores devem ser obtidos conforme abaixo: a) para escoamento da seção bruta g y b y t,Rd a1 a1 = = A f A f N c) para ruptura da seção líquida (parte rosqueada) be ub t,Rd t,Rd a2 A f F N= = onde:53 a1 é o coeficiente de ponderação da resistência para escoamento da seção bruta e igual a 1,10 e, a2 é o coeficiente de ponderação da resistência para a ruptura da seção líquida e igual a 1,35; Abe é a área líquida efetiva da seção transversal da barra, para tração; fy é a resistência ao escoamento do aço; fub é a resistência à ruptura do material da barra redonda rosqueada à tração. A área líquida efetiva da seção transversal da barra (Abe), para tração é dada por: Abe = 0,75 Ab com Ab = 0,25 × db 2 onde: Ab (=Ag) é a área bruta da seção transversal, baseada no diâmetro do parafuso ou no diâmetro externo da rosca da barra redonda rosqueada, db. Para que a peça metálica, sujeita a forças axiais de tração, possa ser considerada verificada para os estados limites últimos, a força axial de tração resistente de cálculo deve ser maior ou igual à força axial de tração solicitante de cálculo, ou seja, Nt,Rd Nt,Sd. 62 BARRAS COMPRIMIDAS Campos de aplicação Peças metálicas prismáticas submetidas a esforços de compressão causadas por cargas atuando segundo o eixo que passa pelos centros de gravidade das suas seções transversais, podem ser encontrados na seguinte gama de aplicações: - pilares com ligações rotuladas de pórticos contraventados; - sistemas de contraventamento de edifícios; e - componentes de treliças em coberturas de edificações e em pontes. Em pilares de pórticos com ligações rígidas, não é comum a ocorrência de peças com compressão pura, ocorrendo somente em pilares internos onde os momentos fletores das vigas se anulam. Sob essa aplicação, os efeitos combinados de momentos fletores e esforço normal de compressão (flexocompressão), devem ser considerados na verificação da estrutura para os estados limites. Este capítulo apresenta os critérios de dimensionamento de barras prismáticas submetidas à força axial de compressão simples, considerando os efeitos de flambagem global e flambagem local. 63 Tipos Construtivos Os tipos construtivos utilizados em membros comprimidos de estruturas de aço, são os apresentados a seguir: a) Peças de seção simples: Perfis laminados de abas paralelas padrão americano Perfis laminados padrão americano CS - Colunas soldadas Perfis tubulares Na forma de colunas, de maneira geral, os perfis U e L (cantoneiras) não são usados isoladamente. No entanto, eles são empregados em peças comprimidas de treliças leves e contraventamentos. b) Peças de seção composta (peças de seção múltipla) 64 Dimensionamento e verificação Para que barras prismáticas submetidas à forças axiais de compressão, possa ser considerada verificada para os estados limites últimos, a força axial de compressão resistente de cálculo deve ser maior ou igual à força axial de compressão solicitante de cálculo, ou seja, Nc,Rd Nc,Sd. Devem ainda ser observadas as condições relativas à limitação da esbeltez (vide item a frente). Cálculo da força axial resistente de cálculo (Nc,Rd) A força axial de compressão resistente de cálculo, Nc,Rd, de uma barra, associada aos estados limites últimos de instabilidade por flexão, por torção ou flexo-torção e de flambagem local, deve ser determinada pela expressão: g y c,Rd a1 Q A f N = onde: é o fator de redução associado à resistência à compressão; Q é o fator de redução total associado à flambagem local obtido no Anexo F da NBR 8800/08 (Q = 1,0 quando não há flambagem local, ou seja, quando todos os elementos da seção (mesa, alma, etc.) possuem relações b/t ≤ (b/t)lim apresentadas na tabela 30; Ag é a área bruta da seção transversal da barra; fy é o limite de escoamento do aço e; a1 é o coeficiente de ponderação das resistências e igual a 1,10 Fator de redução 65 O fator de redução associado à resistência à compressão, , é dado por: - para 0 ≤ 1,5: 2 00,658 = - para 0 > 1,5: 2 0 0,877 = onde: 0 é o índice de esbeltez reduzido, dado a seguir. O valor de pode ser também obtido da Tabela 31, para os casos em que 0 não supere 3,0. O índice de esbeltez reduzido, 0, é dado por: g y 0 e Q A f N = onde: Ne é a força axial de flambagem elástica Força axial de flambagem elástica (Anexo E da NBR 8800/08) - Perfis com dupla simetria ou simétricos em relação a um ponto A força axial de flambagem elástica, Ne, de uma barra com seção transversal com dupla simetria ou simétrica em relação a um ponto é o menor valor dentre os obtidos por: a) para flambagem por flexão em relação ao eixo principal central de inércia x da seção transversal: x ex x x( ) 2 2 E I N = K L = g x 2 2 E A b) para flambagem por flexão em relação ao eixo principal central de inércia y da seção transversal: y ey y y 2 2 E I N = (K L ) = g y 2 2 E A c) para flambagem por torção em relação ao eixo logitudinal z: w ez o z z 2 2 2 E C1 N = +G J r (K L ) onde: 66 x é o índice de esbeltez da barra por flexão em relação ao eixo x e dado por x x x x K L r = ; y é o índice de esbeltez da barra por flexão em relação ao eixo y e dado por y y y y K L r = ; Kx é o coeficiente de flambagem global por flexão em relação ao eixo x (vide tabela 29); Ky é o coeficiente de flambagem global por flexão em relação ao eixo y (vide tabela 29); Kz é o coeficiente de flambagem global por torção; rx é o raio de giração em relação ao eixo principal central de inércia x da seção transversal; ry é o raio de giração em relação ao eixo principal central de inércia y da seção transversal; Ix e Iy são os momentos de inércia da seção transversal em relação aos eixos principais centrais x e y, respectivamente; E é o módulo de elasticidade do aço (E = 200.000 MPa); Cw é a constante de empenamento da seção transversal; G é o módulo de elasticidade transversal do aço (G = 77.000 MPa); L é o comprimento real da barra comprimida; J é a constante de torção da seção transversal; ro é o raio de giração polar da seção bruta em relação ao centro de cisalhamento, dado por: 2 2 2 2 o x y o o( + + + )r = r r x y xo e yo são as coordenadas do centro de cisalhamento na direção dos eixos centrais x e y, respectivamente, em relação ao centro geométrico da seção. - Seções monossimétricas, exceto o caso de cantoneiras simples previsto em E.1.4 A força axial de flambagem elástica, Ne, de uma barra com seção transversal monossimétrica, cujo eixo y é o eixo de simetria, é o menor valor dentre os obtidos por: a) para flambagem elástica por flexão em relação ao eixo central de inércia x da seção transversal: x ex x x( ) 2 2 E I N = K L = g x 2 2 E A 67 b) para flambagem elástica por flexo-torção: 2 ey ez ey ez o o eyz 2 2 o o ey ez 4 [1- ( ) ] 1- 1 2[1- ( ) ] ( ) N N N N y / r N = y / r N N + − + onde Ney e Nez são as forças axiais de flambagem elástica calculadas conforme as equações vistas para perfis com dupla simetria ou simétricos em relação a um ponto. Caso o eixo x seja o eixo de simetria, basta substituir x por y em a) e y por x e yo por xo em b). - Cantoneiras simples conectadas por uma aba Os efeitos da excentricidade da força de compressão atuante em uma cantoneira simples podem ser considerados por meio de um comprimento de flambagem equivalente, desde que a mesma: - seja carregada nas extremidades através da mesma aba; - seja conectada por solda ou por pelo menos 2 parafusos na direção da solicitação e; - não esteja solicitada por ações transversais intermediárias. Nesse caso, a força axial de flambagem elástica da cantoneira, Ne, é dada por: x1 ex 2 x1 x1( ) 2 E I N = K L onde: Ix1 é o momento de inércia da seção transversal em relação ao eixo que passa pelo centro geométrico e é paraleloà aba conectada; Kx1 Lx1 é o comprimento de flambagem equivalente, dado a seguir. - Para cantoneiras de abas iguais ou de abas desiguais conectadas pela aba de maior largura, que são barras individuais ou diagonais ou montantes de treliças planas com as barras adjacentes conectadas do mesmo lado das chapas de nó ou das cordas: a) quando x1 x1 x1 x1 x1 x1 0 80 72 0,75 L K L r L r = + b) quando x1 x1 x1 x1 x1 x1 80 32 1,25 L K L r L r = + onde: Lx1 é o comprimento da cantoneira, tomado entre os pontos de trabalho situados nos eixos longitudinais das cordas da treliça; 68 rx1 é o raio de giração da seção transversal em relação ao eixo que passa pelo centro geométrico e é paralelo à aba conectada. Nas cantoneiras de abas desiguais com relação entre as larguras das abas de até 1,7 e conectadas na menor aba, o produto Kx1 Lx1 não pode ser tomado inferior ao valor: - x1x1 min 0,95 r L r - dado nas alíneas a) e b) anteriores, aumentado de e x1 s 4 1 2 b - r b onde: rmin é o raio de giração mínimo da cantoneira; be é a largura da maior aba da cantoneira; bs é a largura da menor aba da cantoneira. Valores do coeficiente de flambagem Coeficiente de flambagem por flexão Na Tabela 29 são fornecidos os valores teóricos dos coeficientes de flambagem global por flexão, Kx ou Ky, para seis casos de condições de contorno de elementos isolados, nos quais a rotação e a translação das extremidades são totalmente livres ou totalmente impedidas. Caso não se possa assegurar a perfeição do engaste, devem ser usados os valores recomendados apresentados. - Nos elementos contraventados, o coeficiente de flambagem por flexão deve ser tomado igual a 1,0, a menos que se demonstre que pode ser utilizado um valor menor. - Nas barras das subestruturas de contraventamento analisadas de acordo com as prescrições do ítem 4.9.7 da NBR 8800/08, o coeficiente de flambagem por flexão deve ser tomado igual a 1,0. 69 Tabela 29 – Coeficientes de flambagem por flexão de elementos isolados. Coeficiente de flambagem por torção O coeficiente de flambagem por torção, Kz, função das condições de contorno, deve ser determinado por análise estrutural, ou, simplificadamente, tomado igual a: a) 1,00, quando ambas as extremidades da barra possuírem rotação em torno do eixo longitudinal impedida e empenamento livre; b) 2,00, quando uma das extremidades da barra possuir rotação em torno do eixo longitudinal e empenamento livres e, a outra extremidade, rotação e empenamento impedidos. 70 Tabela 30 - Valores de (b/t)lim c w 4 k h t = , sendo 0,35 ≤ kc ≤ 0,76 71 Instabilidade local de barras axialmente comprimidas (Anexo F - NBR 8800/08) - Os elementos que fazem parte das seções transversais usuais, exceto as seções tubulares circulares, para efeito de instabilidade local, são classificados em AA (duas bordas longitudinais vinculadas) e AL (apenas uma borda longitudinal vinculada). - As barras submetidas à força axial de compressão, nas quais elementos componentes da seção transversal possuem relações b/t > (b/t)lim da tabela 30 (elementos esbeltos), têm o fator de redução total Q dado por: Q = Qs×Qa onde Qs e Qa são fatores de redução que levam em conta a instabilidade local dos elementos AL e AA, cujos valores devem ser determinados como mostrado em F.2 e F.3, respectivamente. Deve-se ainda considerar que: a) se a seção possuir apenas elementos AL: Q = Qs b) se a seção possuir apenas elementos AA: Q = Qa Elementos comprimidos AL Os valores de Qs a serem usados para os elementos comprimidos AL são os seguintes: a) elementos do grupo 3 da tabela 30: 1,340 0,76= − yfb Q t E para y y 0,45 0,91 E b E f t f 2 0,53 = y E Q b f t para y 0,91 b E t f b) elementos do grupo 4 da tabela 30: 1,415 0,74= − yfb Q t E para y y 0,56 1,03 E b E f t f 72 2 0,69 = y E Q b f t para y 1,03 b E t f c) elementos do grupo 5 da tabela 30: 1,415 0,65= − y c fb Q t k E para y y 0,64 1,17 ( / ) ( / ) c c E b E f k t f k 2 0,90 = c y E k Q b f t para y 1,17 ( / ) c b E t f k com o coeficiente kc dado por c 4 ( / ) = w k h t , sendo 0,35 ≤ kc ≤ 0,76 d) elementos do grupo 6 da tabela 30: 1,908 1,22= − yfb Q t E para y y 0,75 1,03 E b E f t f 2 0,69 = y E Q b f t para y 1,03 b E t f onde: h é a altura da alma; tw é a espessura da alma; b e t são a largura e a espessura do elemento, respectivamente. Se existirem dois ou mais elementos AL com fatores de redução Qs diferentes, deve-se adotar o menor destes fatores. Elementos comprimidos AA O fator de redução Qa das seções transversais com elementos comprimidos AA, cuja relação entre largura e espessura ultrapassa os valores indicados na tabela 30, é definido como: 73 ef g =a A Q A onde Ag é a área bruta e Aef a área efetiva da seção transversal, dada por: ef g ef( )= − −A A b b t com o somatório estendendo-se a todos os elementos AA. Nessa expressão b e t são, respectivamente, a largura e a espessura de um elemento comprimido AA, conforme tabela 30; bef é a largura efetiva de um elemento comprimido AA, conforme a seguir. A largura efetiva dos elementos AA é igual a: a ef 1,92 1 / = − E c E b t b b t onde ca é um coeficiente, igual a 0,38 para mesas ou almas de seções tubulares retangulares e 0,34 para todos os outros elementos e σ é a tensão que pode atuar no elemento analisado, tomada igual a: = yf com obtido conforme formulação da pág. 65, adotando Q igual a 1,0. Opcionalmente, de forma conservadora, pode-se tomar: = yf Paredes de seções tubulares circulares Nas seções tubulares circulares, o fator de redução para a flambagem local é dado por: a) Q = 1,0 para y 0,11 D E t f b) 0,038 2 ( / ) 3 = + y E Q D t f para y y 0,11 0,45 E D E f t f Onde: D é o diâmetro externo da seção tubular circular; t é a espessura da parede. OBS: Não é prevista a utilização de seções circulares com D/t superior a y 0,45 E f . 74 Tabela 31 - Valor de em função do índice de esbeltez 0 75 BARRAS PRISMÁTICAS SUBMETIDAS A MOMENTO FLETOR E FORÇA CORTANTE Generalidades Este capítulo é aplicável ao dimensionamento de barras prismáticas submetidas a momento fletor e força cortante, nas seguintes condições: - seções I e H com dois eixos de simetria e seções U não sujeitas a momentos de torção, fletidas em relação ao eixo de maior momento de inércia. Dimensionamento e verificação No dimensionamento das barras submetidas a momento fletor e força cortante, devem ser atendidas as seguintes condições: MSd ≤ MRd VSd ≤ VRd onde: MSd é o momento fletor solicitante de cálculo; VSd é a força cortante solicitante de cálculo; MRd é o momento fletor resistente de cálculo e; VRd é a força cortante resistente de cálculo. Devem ainda ser verificados todos os estados limites de serviço aplicáveis, conforme prescrições existentes na NBR-8800. Nomenclatura tw bf tf dh mesa superior mesa inferior alma d = altura total do perfil h = altura da alma bf = largura da mesa tf = espessura da mesa tw = espessura da alma 76 MOMENTO DE PLASTIFICAÇÃO (Mpl) Obs: Na situação de plastificação total (figura anterior), o equilíbrio das forças horizontais define a posição da linha neutra plástica (LNP) como sendo o eixo que divide a seção em duas áreas iguais, uma tracionada At e outra comprimida Ac. Nas seções simétricas, as linhas neutras elástica e plástica coincidem, ao contrário do que ocorre em seçõesnão-simétricas. M4 M4 M4 = Mpl y = fy M3 M3 My < M3 < Mpl Início da plastificação y = fy M1 M1 M1 < My Completamente elástica fy y M2 M2 M2 = My Início do escoamento = fy y 77 C yc fy Ac At Ft ty fy C A fc y= F A ft t y= M C y F ypl c t t= + M A f y A f ypl c y c t y t= + M f A y A ypl y c c t t= + ( ) Z A y A yc c t t= + ( ) Mpl = fy × Zx Zx = Módulo de resistência plástico MOMENTO FLETOR RESISTENTE DE CÁLCULO (MRd) Para as vigas não-esbeltas, o momento fletor resistente de cálculo é dado por: pl Rd a1 p para , M M = Rd pl pl r a1 ) p p r ) r p ( ( ) ( 1 para , M M M M − − = − − e análise da FLA e FLM b Rd pl pl r a1 ) p p r ) r p ( ( ) ( para , C M M M M − − = − − e análise da FLT cr Rd a1 r para , M M = (não aplicável à FLA – ver anexo H da NBR 8800) a1 é o coeficiente de ponderação das resistências e igual a 1,10 Obs: Vigas de alma não-esbelta são aquelas constituídas por seções I, H, U, cujas almas, quando perpendiculares ao eixo de flexão, têm parâmetro de esbeltez, , inferior ou igual a r ( e r definidos para o estado limite de FLA). Parâmetros referentes ao momento fletor resistente Estados limites aplicáveis FLA - Flambagem Local da Alma wt h = 3,76 p y E f = 5,70 r y E f = 78 E = 200.000 MPa = 20.000 kN/cm2 r x y M W f= Mcr viga de alma esbelta (Anexo H da NBR 8800/08) Mr - momento fletor correspondente ao início do escoamento, incluindo a influência das tensões residuais em alguns casos; Wx - módulo de resistência elástico da seção, relativo ao eixo de flexão x (eixo de maior momento de inércia); FLM - Flambagem Local da Mesa 2 f f b t = p y 0,38 E f = y r r y r c 0,83 0,95 / para perfis laminados para perfis soldados ( ) ( ) E f E f k − = − c w 4 k h t = com 0,35 ≤ kc ≤ 0,76 r y r ( ) M f W= − cr c 0,69 0,90 para perfis laminados para perfis soldados c2 c2 E W M E k W = A tensão residual de compressão nas mesas, r, deve ser tomada igual a 30% da resistência ao escoamento do aço utilizado (r = 0,30 fy). Wc - módulo de resistência elástico do lado comprimido da seção, relativo ao eixo de flexão, no caso Wc = Wx. 79 W - módulo de resistência elástico mínimo da seção transversal da barra em relação ao eixo de flexão (no caso de perfis I de dupla simetria W = Wx). FLT - Flambagem Lateral com Torção - Seções com 2 eixos de simetria b y L r = Lb - distância entre duas seções contidas à flambagem lateral com torção (comprimento destravado) ry - raio de giração da seção em relação ao eixo y p y 1,76 E f = 2 y 1 y y 1,38 27 1 1 w r 1 I J C r J I = + + r y r ( ) M f W= − b y w b cr b y w 1 0,039 2 2 2 C E I C J L M L I C = + onde: y r( ) 1 f W E J − = y f w ( ) 2I d t C 4 − = para seções I f f w f f w f f w w f w f f w 0,5 3 0,5 2 12 6 0,5 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 2t b t d t b t t d t t C b t t d t t − − − + − = − + − para seções U Cw - constante do empenamento da seção transversal; Cb - fator de modificação para o diagrama de momento fletor não-uniforme (permite-se adotar, conservativamente o valor Cb= 1,0 para todos os casos) Iy - momento de inércia da seção em relação ao eixo que passa pelo plano médio da alma; 80 Mcr - momento fletor de flambagem elástica; J - constante de torção da seção transversal - parâmetro de esbeltez; p - parâmetro de esbeltez correspondente à plastificação; r - parâmetro de esbeltez correspondente ao início do escoamento; r - tensão residual de compressão nas mesas. MRd é o menor valor calculado para a FLM, FLA e FLT. Para assegurar a validade da análise elástica, o momento fletor resistente de cálculo não pode ser tomado maior que 1,50 W fy/1,10, sendo W o módulo de resistência elástico mínimo da seção transversal da barra em relação ao eixo de flexão (no caso de perfis I de dupla simetria W = Wx). FORÇA CORTANTE RESISTENTE DE CÁLCULO (VRd) Para seções I, H e U fletidas em relação ao eixo central de inércia perpendicular à alma (eixo de maior momento inércia), a força cortante resistente de cálculo, VRd, é dada por: - para ≤ p: pl Rd a1 V V = - para p < ≤ r: p pl Rd a1 V V = - para > r: 2 p pl Rd a1 1,24 V V = onde: w λ h = t v y 1,10 p k E f = v y 1,37 r k E f = 81 tomando-se: v w 260 5,0 > 3 > ( ) para almas sem enrijecedores transversais, para ou para 2 a a k h h h / t = v 5 ( / ) para todos os outros casos 2 5 k , a h = + onde: Vpl é a força cortante correspondente à plastificação da alma por cisalhamento; a é a distância entre as linhas de centro de dois enrijecedores transversais adjacentes; h é a altura da alma, tomada igual à distância entre as faces internas das mesas nos perfis soldados e igual a esse valor menos os dois raios de concordância entre mesa e alma nos perfis laminados e; tw é a espessura da alma. A força cortante correspondente à plastificação da alma por cisalhamento é dada por: Vpl = 0,60 × Aw × fy Nessa equação, Aw é a área efetiva de cisalhamento, que deve ser tomada igual a: Aw = d × tw onde: d é a altura total da seção transversal; TABELAS PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS DOS PERFIS ESTRUTURAIS PERFIS SOLDADOS SEGUNDO NBR5884 1 Séries de perfis 1.1 Série simétrica: Série composta por perfis que apresentam simetria na sua seção transversal em relação aos eixos X-X (linha paralela à mesa, que passa pelo centróide (CG) da seção transversal do perfil) e Y-Y (linha perpendicular ao eixo X-X, que passa pelo centróide (CG) da seção transversal dos perfis). 1.1.1 Série CS: perfis soldados tipo p ilar com relação 1= fb d relacionados na tabela B.1 do anexo B 1.1.2 Série CVS: perfis soldados tipo viga-pilar com relação 5,11 ≤< fb d relacionados na tabela B.2 do anexo B 1.1.3 Série VS :perfis soldados tipo v iga com relação .45,1 ≤< fb d relacionados na tabela B.3 do anexo B 1.1.4 Série PS: perfis soldado que não esteja relacionado nas tabelas do anexo B desta Norma. 1.1.5 Série PSM: perfis soldados monossimétricos não relacionados nas tabelas do anexo B inclusive os perfis com larguras de mesas diferentes entre si. 1.2 Série monossimétrica: perfis soldados que não apresentam simetria na sua seção transversal em relação ao eixo X-X e apresentam simetria em relação ao eixo Y-Y. 1.2.1 Série VSM: perfís soldados monossimétricos tipo viga com relação ,41 ≤< fb d cujas mesas apresentam larguras idênticas, relacionados na tabela B.4 do anexo B desta Norma. 2 Designação A designação dos perfis soldados segundo esta Norma faz-se pela série, seguido da altura em milímetros e da massa aproximada em quilogramas por metro. EXEMPLOS: 1 A designação de um perfil série CS com 300mm de altura por 300mm de largura de mesa e 62,4 kg/m é CS300x62. 2 A designação de um perfil série VSM com 450mm de altura por 200mm de largura de mesa e 48,9 kg/m é VSM450x49. Anexo B (normativo) Tabelas usuais de perfis soldados Tabela B.1- Perfis soldados série CS PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy CS kg/mcm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 150 x 25 25,4 32,4 150 6,3 134 8,0 150 1337 178 6,42 199 450 60 3,73 91 4,1 6 22685 21 9,4 1,250 5 0,89 275 150 x 29 28,9 36,8 150 6,3 131 9,5 150 1527 204 6,44 227 535 71 3,81 108 4,14 10 26372 21 7,9 1,053 5 0,89 242 150 x 31 30,6 39 150 8 131 9,5 150 1559 208 6,32 235 535 71 3,7 109 4,09 11 26372 16 7,9 1,053 5 0,88 226 150 x 37 37,3 47,5 150 8 125 12,5 150 1908 254 6,34 289 704 94 3,85 143 4,15 22 33234 16 6 0,800 5 0,88 185 150 x 45 45,1 57,4 150 8 118 16,0 150 2274 303 6,29 349 901 120 3,96 182 4,2 43 40401 15 4,7 0,625 6 0,88 153 200 x 29 29 37 200 6,3 187 6,30 200 2778 278 8,66 299 840 84 4,76 128 5,37 5 78791 30 15,9 1,587 3 1,19 322 200 x 34 34,2 43,6 200 6,3 184 8,0 200 3278 328 8,67 361 1067 107 4,95 162 5,45 8 98304 29 12,5 1,250 5 1,19 273 200 x 39 38,8 49,4 200 6,3 181 9,5 200 3762 376 8,73 414 1267 127 5,06 192 5,51 13 114919 29 10,5 1,053 5 1,19 241 200 x 41 41,2 52,5 200 8 181 9,5 200 3846 385 8,56 427 1267 127 4,91 193 5,44 15 114919 23 10,5 1,053 5 1,18 225 200 x 50 50,2 64 200 8 175 12,5 200 4758 476 8,62 530 1667 167 5,1 253 5,52 29 146484 22 8 0,800 5 1,18 184 200 x 61 60,8 77,4 200 8 168 16,0 200 5747 575 8,62 645 2134 213 5,25 323 5,58 58 180565 21 6,3 0,625 6 1,18 152 250 x 43 42,9 54,7 250 6,3 234 8,0 250 6531 522 10,93 570 2084 167 6,17 252 6,81 11 305021 37 15,6 1,250 5 1,49 272 250 x 49 48,7 62,1 250 6,3 231 9,5 250 7519 602 11 655 2474 198 6,31 299 6,87 16 357736 37 13,2 1,053 5 1,49 240 250 x 52 51,8 66 250 8 231 9,5 250 7694 616 10,8 678 2475 198 6,12 301 6,79 18 357736 29 13,2 1,053 5 1,48 224 250 x 63 63,2 80,5 250 8 225 12,5 250 9581 766 10,91 843 3256 260 6,36 394 6,89 37 459035 28 10 0,800 5 1,48 184 250 x 66 65,9 83,9 250 9,5 225 12,5 250 9723 778 10,77 862 3257 261 6,23 396 6,84 39 459035 24 10 0,800 5 1,48 176 250 x 76 76,5 97,4 250 8 218 16,0 250 11659 933 10,94 1031 4168 333 6,54 503 6,97 72 570375 27 7,8 0,625 6 1,48 152 250 x 79 79 100,7 250 9,5 218 16,0 250 11788 943 10,82 1049 4168 333 6,43 505 6,92 75 570375 23 7,8 0,625 6 1,48 147 250 x 84 84,2 107,3 250 12,5 218 16,0 250 12047 964 10,6 1085 4170 334 6,23 509 6,84 84 570375 17 7,8 0,625 6 1,48 138 250 x 90 90,4 115,1 250 9,5 212 19,0 250 13456 1076 10,81 1204 4949 396 6,56 599 6,98 121 660064 22 6,6 0,526 6 1,48 129 250 x 95 95,4 121,5 250 12,5 212 19,0 250 13694 1096 10,62 1238 4951 396 6,38 602 6,9 129 660064 17 6,6 0,526 6 1,48 122 250 x 108 108 137,6 250 12,5 205 22,4 250 15501 1240 10,61 1406 5837 467 6,51 708 6,96 202 755442 16 5,6 0,446 8 1,48 108 300 x 62 62,4 79,5 300 8 281 9,5 300 13509 901 13,04 986 4276 285 7,33 432 8,14 22 901921 35 15,8 1,053 5 1,78 224 300 x 76 76,1 97 300 8 275 12,5 300 16894 1126 13,2 1229 5626 375 7,62 567 8,27 44 1162354 34 12 0,800 5 1,78 184 300 x 92 92,2 117,4 300 8 268 16,0 300 20661 1377 13,27 1507 7201 480 7,83 724 8,36 87 1451808 34 9,4 0,625 6 1,78 152 300 x 95 95,4 121,5 300 9,5 268 16,0 300 20902 1393 13,12 1534 7202 480 7,7 726 8,3 90 1451808 28 9,4 0,625 6 1,78 147 300 x 102 101,7 129,5 300 12,5 268 16,0 300 21383 1426 12,85 1588 7204 480 7,46 730 8,2 100 1451808 21 9,4 0,625 6 1,78 137 300 x 109 109 138,9 300 9,5 262 19,0 300 23962 1597 13,13 1765 8552 570 7,85 861 8,36 145 1687791 28 7,9 0,526 6 1,78 128 300 x 115 115,2 146,8 300 12,5 262 19,0 300 24412 1627 12,9 1816 8554 570 7,63 865 8,27 156 1687791 21 7,9 0,526 6 1,78 121 300 x 122 122,4 155,9 300 16 262 19,0 300 24936 1662 12,65 1876 8559 571 7,41 872 8,18 176 1687791 16 7,9 0,526 6 1,77 114 300 x 131 130,5 166,3 300 12,5 255 22,4 300 27774 1852 12,92 2069 10084 672 7,79 1.018 8,34 243 1941956 20 6,7 0,446 8 1,78 107 300 x 138 137,5 175,2 300 16 255 22,4 300 28257 1884 12,7 2126 10089 673 7,59 1.024 8,25 263 1941956 16 6,7 0,446 8 1,77 101 300 x 149 149,2 190 300 16 250 25,0 300 30521 2035 12,67 2313 11259 751 7,7 1.141 8,3 350 2126953 16 6 0,400 8 1,77 93 Tabela B1 (continuação) PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy CS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 350 x 89 89,1 113,5 350 8 325 12,5 350 27217 1555 15,49 1688 8934 511 8,87 771 9,64 51 2543610 41 14 0,800 5 2,08 183 350 x 93 92,9 118,4 350 9,5 325 12,5 350 27646 1580 15,28 1727 8935 511 8,69 773 9,56 55 2543610 34 14 0,800 5 2,08 176 350 x 108 107,9 137,4 350 8 318 16,0 350 33403 1909 15,59 2073 11435 653 9,12 985 9,74 101 3188642 40 10,9 0,625 6 2,08 151 350 x 112 111,6 142,2 350 9,5 318 16,0 350 33805 1932 15,42 2111 11436 653 8,97 987 9,68 105 3188642 33 10,9 0,625 6 2,08 146 350 x 119 119,2 151,8 350 12,5 318 16,0 350 34609 1978 15,1 2186 11439 654 8,68 992 9,55 117 3188642 25 10,9 0,625 6 2,08 137 350 x 128 127,6 162,6 350 9,5 312 19,0 350 38873 2221 15,46 2432 13579 776 9,14 1.171 9,75 170 3718797 33 9,2 0,526 6 2,08 128 350 x 135 135 172 350 12,5 312 19,0 350 39633 2265 15,18 2505 13582 776 8,89 1.176 9,64 182 3718797 25 9,2 0,526 6 2,08 121 350 x 144 143,6 182,9 350 16 312 19,0 350 40519 2315 14,88 2591 13588 776 8,62 1.184 9,53 205 3718797 20 9,2 0,526 6 2,07 113 350 x 153 153 194,9 350 12,5 305 22,4 350 45254 2586 15,24 2859 16012 915 9,06 1.384 9,72 284 4294659 24 7,8 0,446 8 2,08 107 350 x 161 161,4 205,6 350 16 305 22,4 350 46082 2633 14,97 2940 16017 915 8,83 1.392 9,62 307 4294659 19 7,8 0,446 8 2,07 101 350 x 175 175,1 223 350 16 300 25,0 350 49902 2852 14,96 3204 17875 1021 8,95 1.550 9,67 409 4717367 19 7 0,400 8 2,07 93 350 x 182 182,1 232 350 19 300 25,0 350 50577 2890 14,76 3271 17882 1022 8,78 1.558 9,6 439 4717367 16 7 0,400 8 2,06 89 350 x 216 215,9 275 350 19 287 31,5 350 59845 3420 14,75 3903 22526 1287 9,05 1.955 9,71 802 5708504 15 5,6 0,317 8 2,06 75 400 x 106 106,4 135,6 400 9,5 375 12,5 400 41727 2086 17,54 2271 13336 667 9,92 1.008 10,92 63 5005208 39 16 0,800 5 2,38 176 400 x 128 128 163 400 9,5 368 16,0 400 51159 2558 17,72 2779 17069 853 10,23 1.288 11,06 120 6291456 39 12,5 0,625 6 2,38 146 400 x 137 136,6 174 400 12,5 368 16,0 400 52404 2620 17,35 2881 17073 854 9,91 1.294 10,91 134 6291456 29 12,5 0,625 6 2,38 137 400 x 146 146,3 186,4 400 9,5 362 19,0 400 58962 2948 17,79 3207 20269 1013 10,43 1.528 11,14 194 7354824 38 10,5 0,526 6 2,38 128 400 x 155 154,9 197,3 400 12,5 362 19,0 400 60148 3007 17,46 3305 20273 1014 10,14 1.534 11,01 208 7354824 29 10,5 0,526 6 2,38 121 400 x 165 164,8 209,9 400 16 362 19,0 400 61532 3077 17,12 3420 20279 1014 9,83 1.543 10,88 235 7354824 23 10,5 0,526 6 2,37 113 400 x 176 175,5 223,6 400 12,5 355 22,4 400 68864 3443 17,55 3777 23899 1195 10,34 1.806 11,1 324 8516884 28 8,9 0,446 8 2,38 106 400 x 185 185,3 236 400 16 355 22,4 400 70169 3508 17,24 3887 23905 1195 10,06 1.815 10,98 351 8516884 22 8,9 0,446 8 2,37 100 400 x 201 201 256 400 16 350 25,0 400 76133 3807 17,25 4240 26679 1334 10,21 2.022 11,04 468 9375000 22 8 0,400 8 2,37 93 400 x 209 209,2 266,5 400 19 350 25,0 400 77205 3860 17,02 4332 26687 1334 10,01 2.032 10,96 502 9375000 18 8 0,400 8 2,36 89 400 x 248 248,1 316 400 19 337 31,5 400 91817 4591 17,05 5183 33619 1681 10,31 2.550 11,09 918 11406549 18 6,3 0,317 8 2,36 75 450 x 144 144,2 183,7 450 9,5 418 16,0 450 73621 3272 20,02 3540 24303 1080 11,5 1.629 12,43 135 11442627 44 14,1 0,625 6 2,68 146 450 x 154 154,1 196,3 450 12,5 418 16,0 450 75447 3353 19,6 3671 24307 1080 11,13 1.636 12,27 151 11442627 33 14,1 0,625 6 2,68 137 450 x 165 164,9 210,1 450 9,5 412 19,0 450 85001 3778 20,11 4088 28859 1283 11,72 1.933 12,52 218 13400915 43 11,8 0,526 6 2,68 128 450 x 175 174,7 222,5 450 12,5 412 19,0 450 86749 3856 19,75 4216 28863 1283 11,39 1.940 12,38 234 13400915 33 11,8 0,526 6 2,68 120 450 x 188 188,5 240,1 450 9,5 405 22,4 450 97865 4350 20,19 4700 34023 1512 11,9 2.277 12,6 349 15550692 43 10 0,446 8 2,68 112 450 x 198 198 252,2 450 12,5 405 22,4 450 99526 4423 19,87 4823 34027 1512 11,62 2.284 12,48 365 15550692 32 10 0,446 8 2,68 106 450 x 209 209,1 266,4 450 16 40522,4 450 101463 4509 19,52 4966 34034 1513 11,3 2.294 12,35 396 15550692 25 10 0,446 8 2,67 100 450 x 216 215,9 275 450 12,5 400 25,0 450 108385 4817 19,85 5281 37975 1688 11,75 2.547 12,53 496 17145264 32 9 0,400 8 2,68 97 450 x 227 226,9 289 450 16 400 25,0 450 110252 4900 19,53 5421 37982 1688 11,46 2.557 12,42 527 17145264 25 9 0,400 8 2,67 92 450 x 236 236,3 301 450 19 400 25,0 450 111852 4971 19,28 5541 37992 1689 11,23 2.567 12,32 566 17145264 21 9 0,400 8 2,66 88 450 x 280 280,2 357 450 19 387 31,5 450 133544 5935 19,34 6644 47863 2127 11,58 3.224 12,46 1033 20947287 20 7,1 0,317 8 2,66 75 450 x 291 290,6 370,2 450 22,4 387 31,5 450 135186 6008 19,11 6771 47877 2128 11,37 3.238 12,38 1095 20947287 17 7,1 0,317 8 2,66 72 450 x 321 320,9 408,8 450 19 375 37,5 450 152314 6770 19,3 7629 56975 2532 11,81 3.831 12,56 1676 24227325 20 6 0,267 8 2,66 65 450 x 331 330,9 421,5 450 22,4 375 37,5 450 153809 6836 19,1 7748 56988 2533 11,63 3.844 12,48 1737 24227325 17 6 0,267 8 2,66 63 Tabela B1 (continuação)... PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy CS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 500 x 172 171,5 218,5 500 12,5 468 16,0 500 104414 4177 21,86 4556 33341 1334 12,35 2.018 13,63 168 19521333 37 15,6 0,625 6 2,98 136 500 x 195 194,5 247,8 500 12,5 462 19,0 500 120226 4809 22,03 5237 39591 1584 12,64 2.393 13,75 260 22895099 37 13,2 0,526 6 2,98 120 500 x 207 207,2 263,9 500 16 462 19,0 500 123102 4924 21,6 5423 39599 1584 12,25 2.405 13,58 294 22895099 29 13,2 0,526 6 2,97 113 500 x 221 220,5 280,9 500 12,5 455 22,4 500 138161 5526 22,18 5996 46674 1867 12,89 2.818 13,86 406 26611872 36 11,2 0,446 8 2,98 106 500 x 233 233 296,8 500 16 455 22,4 500 140908 5636 21,79 6177 46682 1867 12,54 2.829 13,71 440 26611872 28 11,2 0,446 8 2,97 100 500 x 253 252,8 322 500 16 450 25,0 500 153296 6132 21,82 6748 52099 2084 12,72 3.154 13,79 586 29378255 28 10 0,400 8 2,97 92 500 x 263 263,4 335,5 500 19 450 25,0 500 155574 6223 21,53 6899 52109 2084 12,46 3.166 13,68 629 29378255 24 10 0,400 8 2,96 88 500 x 312 312,4 398 500 19 437 31,5 500 186324 7453 21,64 8286 65650 2626 12,84 3.977 13,84 1149 36010447 23 7,9 0,317 8 2,96 74 500 x 324 324,1 412,9 500 22,4 437 31,5 500 188689 7548 21,38 8448 65666 2627 12,61 3.992 13,74 1217 36010447 20 7,9 0,317 8 2,96 72 500 x 333 333,1 424,3 500 25 437 31,5 500 190497 7620 21,19 8572 65682 2627 12,44 4.006 13,67 1286 36010447 17 7,9 0,317 8 2,95 70 500 x 369 369,1 470,2 500 22,4 425 37,5 500 215306 8612 21,4 9683 78165 3127 12,89 4.741 13,86 1931 41778564 19 6,7 0,267 8 2,96 63 500 x 378 377,8 481,3 500 25 425 37,5 500 216969 8679 21,23 9801 78180 3127 12,75 4.754 13,8 1999 41778564 17 6,7 0,267 8 2,95 61 550 x 228 228,4 290,9 550 16 512 19,0 550 165283 6010 23,84 6598 52703 1916 13,46 2.907 14,93 324 37138082 32 14,5 0,526 6 3,27 112 550 x 257 256,9 327,2 550 16 505 22,4 550 189447 6889 24,06 7520 62131 2259 13,78 3.420 15,08 484 43224942 32 12,3 0,446 8 3,27 100 550 x 269 268,8 342,4 550 19 505 22,4 550 192667 7006 23,72 7711 62142 2260 13,47 3.434 14,94 533 43224942 27 12,3 0,446 8 3,26 95 550 x 279 278,7 355 550 16 500 25,0 550 206302 7502 24,11 8219 69340 2521 13,98 3.813 15,16 645 47767822 31 11 0,400 8 3,27 92 550 x 290 290,5 370 550 19 500 25,0 550 209427 7616 23,79 8406 69351 2522 13,69 3.826 15,04 693 47767822 26 11 0,400 8 3,26 88 550 x 345 344,6 439 550 19 487 31,5 550 251459 9144 23,93 10110 87375 3177 14,11 4.808 15,22 1265 58706326 26 8,7 0,317 8 3,26 74 550 x 358 357,6 455,6 550 22,4 487 31,5 550 254731 9263 23,65 10311 87392 3178 13,85 4.825 15,11 1340 58706326 22 8,7 0,317 8 3,26 72 550 x 368 367,6 468,3 550 25 487 31,5 550 257234 9354 23,44 10465 87410 3179 13,66 4.840 15,02 1416 58706326 19 8,7 0,317 8 3,25 69 550 x 395 394,7 502,8 550 19 475 37,5 550 288317 10484 23,95 11642 104012 3782 14,38 5.715 15,33 2051 68280365 25 7,3 0,267 8 3,26 65 550 x 407 407,3 518,9 550 22,4 475 37,5 550 291353 10595 23,7 11834 104029 3783 14,16 5.731 15,24 2126 68280365 21 7,3 0,267 8 3,26 63 550 x 417 417,1 531,3 550 25 475 37,5 550 293675 10679 23,51 11980 104046 3783 13,99 5.746 15,17 2201 68280365 19 7,3 0,267 8 3,25 61 550 x 441 441,2 562,1 550 31,5 475 37,5 550 299480 10890 23,08 12347 104108 3786 13,61 5.790 15 2468 68280365 15 7,3 0,267 8 3,24 58 550 x 498 498,2 634,7 550 31,5 461 44,5 550 339231 12336 23,12 14046 123515 4491 13,95 6.845 15,15 3758 78827755 15 6,2 0,225 8 3,24 51 600 x 250 249,6 317,9 600 16 562 19,0 600 216146 7205 26,08 7887 68419 2281 14,67 3.456 16,28 354 57722931 35 15,8 0,526 6 3,57 112 600 x 281 280,7 357,6 600 16 555 22,4 600 248024 8267 26,34 8995 80659 2689 15,02 4.068 16,44 528 67258147 35 13,4 0,446 8 3,57 100 600 x 294 293,8 374,3 600 19 555 22,4 600 252298 8410 25,96 9226 80672 2689 14,68 4.082 16,29 582 67258147 29 13,4 0,446 8 3,56 95 600 x 305 304,6 388 600 16 550 25,0 600 270308 9010 26,39 9835 90019 3001 15,23 4.535 16,53 704 74390625 34 12 0,400 8 3,57 92 600 x 318 317,5 404,5 600 19 550 25,0 600 274468 9149 26,05 10062 90031 3001 14,92 4.550 16,4 757 74390625 29 12 0,400 8 3,56 88 600 x 332 332,2 423,2 600 22,4 550 25,0 600 279182 9306 25,68 10319 90052 3002 14,59 4.569 16,25 840 74390625 25 12 0,400 8 3,56 84 600 x 377 376,8 480 600 19 537 31,5 600 330248 11008 26,23 12114 113431 3781 15,37 5.718 16,59 1380 91625003 28 9,5 0,317 8 3,56 74 600 x 391 391,2 498,3 600 22,4 537 31,5 600 334635 11155 25,91 12360 113450 3782 15,09 5.737 16,47 1463 91625003 24 9,5 0,317 8 3,56 71 600 x 402 402,2 512,3 600 25 537 31,5 600 337991 11266 25,69 12547 113470 3782 14,88 5.754 16,38 1546 91625003 21 9,5 0,317 8 3,55 69 600 x 432 431,6 549,8 600 19 525 37,5 600 379396 12647 26,27 13965 135030 4501 15,67 6.797 16,71 2238 106787109 28 8 0,267 8 3,56 65 600 x 446 445,6 567,6 600 22,4 525 37,5 600 383496 12783 25,99 14200 135049 4502 15,42 6.816 16,61 2320 106787109 23 8 0,267 8 3,56 63 600 x 456 456,3 581,3 600 25 525 37,5 600 386631 12888 25,79 14379 135068 4502 15,24 6.832 16,54 2402 106787109 21 8 0,267 8 3,55 61 600 x 483 483,1 615,4 600 31,5 525 37,5 600 394469 13149 25,32 14827 135137 4505 14,82 6.880 16,35 2695 106787109 17 8 0,267 8 3,54 58 600 x 546 545,6 695 600 31,5 511 44,5 600 447862 14929 25,39 16888 160333 5344 15,19 8.137 16,51 4104 123586390 16 6,7 0,225 8 3,54 51 Tabela B1 (conclusão) PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy CS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 650 x 305 304,6 388 650 16 605 22,4 650 317584 9772 28,61 10602 102547 3155 16,26 4.771 17,8 573 100958460 38 14,5 0,446 8 3,87 100 650 x 319 318,9 406,2 650 19 605 22,4 650 323120 9942 28,2 10876 102561 3156 15,89 4.787 17,64 631 100958460 32 14,5 0,446 8 3,86 95 650 x 330 330,5 421 650 16 600 25,0 650 346352 10657 28,68 11596 114448 3521 16,49 5.320 17,9 762 111745199 38 13 0,400 8 3,87 92 650 x 345 344,6 439 650 19 600 25,0 650 351752 10823 28,31 11866 114461 3522 16,15 5.335 17,76 820 111745199 32 13 0,400 8 3,86 88 650 x 361 360,6 459,4 650 22,4 600 25,0 650 357872 11011 27,91 12172 114483 3523 15,79 5.357 17,59 911 111745199 27 13 0,400 8 3,86 84 650 x 395 395,2 503,4 650 16 587 31,5 650 418935 12890 28,85 14042 144198 4437 16,92 6.692 18,09 1439 137885561 37 10,3 0,317 8 3,87 77 650 x 409 409 521 650 19 587 31,5 650 423991 13046 28,53 14300 144212 4437 16,64 6.707 17,97 1496 137885561 31 10,3 0,317 8 3,86 74 650 x 425 424,7 541 650 22,4 587 31,5 650 429722 13222 28,18 14593 144233 4438 16,33 6.728 17,83 1586 137885561 26 10,3 0,317 8 3,86 71 650 x 437 436,7 556,3 650 25 587 31,5 650 434104 13357 27,93 14817 144255 4439 16,1 6.746 17,74 1677 137885561 23 10,3 0,317 8 3,85 69 650 x 468 468,5 596,8 650 19 575 37,5 650 487894 15012 28,59 16500 171673 5282 16,96 7.974 18,1 2425 160980133 30 8,7 0,267 8 3,86 65 650 x484 483,8 616,3 650 22,4 575 37,5 650 493280 15178 28,29 16781 171694 5283 16,69 7.994 17,99 2515 160980133 26 8,7 0,267 8 3,86 63 650 x 496 495,6 631,3 650 25 575 37,5 650 497399 15305 28,07 16996 171715 5284 16,49 8.012 17,91 2604 160980133 23 8,7 0,267 8 3,85 61 650 x 525 524,9 668,6 650 31,5 575 37,5 650 507697 15621 27,56 17533 171790 5286 16,03 8.065 17,7 2923 160980133 18 8,7 0,267 8 3,84 57 650 x 593 592,8 755,2 650 31,5 561 44,5 650 577540 17770 27,65 19993 203826 6272 16,43 9.540 17,88 4449 186688314 18 7,3 0,225 8 3,84 51 700 x 389 389 495,6 700 22,4 650 25,0 700 450118 12861 30,14 14179 142978 4085 16,99 6.207 18,94 982 162791016 29 14 0,400 8 4,16 84 700 x 426 426,2 542,9 700 16 637 31,5 700 527527 15072 31,17 16364 180097 5146 18,21 7.758 19,47 1550 201185305 40 11,1 0,317 8 4,17 77 700 x 441 441,2 562 700 19 637 31,5 700 533989 15257 30,82 16668 180111 5146 17,9 7.775 19,34 1611 201185305 34 11,1 0,317 8 4,16 74 700 x 458 458,2 583,7 700 22,4 637 31,5 700 541312 15466 30,45 17013 180135 5147 17,57 7.797 19,2 1709 201185305 28 11,1 0,317 8 4,16 71 700 x 471 471,2 600,3 700 25 637 31,5 700 546912 15626 30,18 17276 180158 5147 17,32 7.817 19,09 1807 201185305 25 11,1 0,317 8 4,15 69 700 x 505 505,4 643,8 700 19 625 37,5 700 615335 17581 30,92 19246 214411 6126 18,25 9.244 19,49 2612 235226318 33 9,3 0,267 8 4,16 65 700 x 522 522 665 700 22,4 625 37,5 700 622253 17779 30,59 19578 214434 6127 17,96 9.266 19,37 2709 235226318 28 9,3 0,267 8 4,16 63 700 x 535 534,8 681,3 700 25 625 37,5 700 627542 17930 30,35 19832 214456 6127 17,74 9.285 19,28 2806 235226318 25 9,3 0,267 8 4,15 61 700 x 567 566,7 721,9 700 31,5 625 37,5 700 640767 18308 29,79 20467 214538 6130 17,24 9.343 19,05 3151 235226318 20 9,3 0,267 8 4,14 57 700 x 640 640,2 815,5 700 31,5 611 44,5 700 730131 20861 29,92 23359 254551 7273 17,67 11.054 19,24 4795 273267687 19 7,9 0,225 8 4,14 51 750 x 417 417,5 531,8 750 22,4 700 25,0 750 556995 14853 32,36 16338 175847 4689 18,18 7.119 20,28 1053 230987549 31 15 0,400 8 4,46 84 750 x 457 457,2 582,4 750 16 687 31,5 750 653434 17425 33,5 18862 221508 5907 19,5 8.903 20,86 1661 285848980 43 11,9 0,317 8 4,47 77 750 x 473 473,4 603 750 19 687 31,5 750 661540 17641 33,12 19216 221524 5907 19,17 8.921 20,72 1727 285848980 36 11,9 0,317 8 4,46 74 750 x 492 491,7 626,4 750 22,4 687 31,5 750 670727 17886 32,72 19618 221549 5908 18,81 8.946 20,56 1832 285848980 31 11,9 0,317 8 4,46 71 750 x 506 505,8 644,3 750 25 687 31,5 750 677752 18073 32,43 19924 221574 5909 18,54 8.967 20,45 1937 285848980 27 11,9 0,317 8 4,45 69 750 x 542 542,3 690,8 750 19 675 37,5 750 763246 20353 33,24 22203 263710 7032 19,54 10.608 20,87 2800 334636688 36 10 0,267 8 4,46 65 750 x 560 560,3 713,7 750 22,4 675 37,5 750 771960 20586 32,89 22591 263735 7033 19,22 10.632 20,74 2904 334636688 30 10 0,267 8 4,46 62 750 x 574 574,1 731,3 750 25 675 37,5 750 778623 20763 32,63 22887 263760 7034 18,99 10.652 20,64 3008 334636688 27 10 0,267 8 4,45 61 750 x 608 608,5 775,1 750 31,5 675 37,5 750 795282 21208 32,03 23627 263848 7036 18,45 10.714 20,41 3379 334636688 21 10 0,267 8 4,44 57 750 x 687 687,4 875,7 750 31,5 661 44,5 750 907500 24200 32,19 26987 313063 8348 18,91 12.680 20,61 5141 389337823 21 8,4 0,225 8 4,44 51 Tabela B3 – Perfis soldados Série VS PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy VS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 150 x 15 15 19,1 150 4,75 137 6,3 100 771 103 6,35 113 105 21 2,34 32 2,67 2,2 5421 39 7,9 2,381 3 0,69 361 150 x 18 17,6 22,4 150 4,75 134 8 100 903 120 6,35 135 133 27 2,44 41 2,71 3,9 6721 39 6,3 1,875 5 0,69 308 150 x 20 19,8 25,2 150 4,75 131 9,5 100 1028 137 6,39 154 158 32 2,5 48 2,74 6,2 7814 38 5,3 1,579 5 0,69 274 150 x 19 19,2 24,4 150 6,3 134 8 100 934 125 6,19 142 134 27 2,34 41 2,66 4,6 6721 21 6,3 1,875 5 0,69 283 150 x 21 21,4 27,3 150 6,3 131 9,5 100 1057 141 6,22 161 159 32 2,41 49 2,7 6,9 7814 21 5,3 1,579 5 0,69 253 200 x 19 18,8 24 200 4,75 187 6,3 120 1720 172 8,47 188 182 30 2,75 46 3,17 2,7 17019 39 9,5 2,646 3 0,87 363 200 x 22 21,9 27,9 200 4,75 184 8 120 2017 202 8,5 225 231 39 2,88 59 3,23 4,8 21234 39 7,5 2,083 5 0,87 312 200 x 25 24,6 31,4 200 4,75 181 9,5 120 2305 231 8,57 256 274 46 2,95 69 3,27 7,5 24823 38 6,3 1,754 5 0,87 277 200 x 20 19,9 25,3 200 4,75 187 6,3 130 1841 184 8,53 200 231 36 3,02 54 3,45 2,9 21638 39 10,3 2,442 3 0,91 360 200 x 23 23,2 29,5 200 4,75 184 8 130 2165 217 8,57 240 293 45 3,15 69 3,52 5,1 26997 39 8,1 1,923 5 0,91 308 200 x 26 26,1 33,3 200 4,75 181 9,5 130 2477 248 8,62 274 348 54 3,23 81 3,55 8,1 31560 38 6,8 1,619 5 0,91 273 250 x 21 20,7 26,4 250 4,75 237 6,3 120 2840 227 10,37 251 182 30 2,63 47 3,1 2,9 26939 50 9,5 3,307 3 0,97 367 250 x 24 23,8 30,3 250 4,75 234 8 120 3319 266 10,47 297 231 39 2,76 59 3,17 5 33733 49 7,5 2,604 5 0,97 320 250 x 27 26,5 33,8 250 4,75 231 9,5 120 3787 303 10,58 338 274 46 2,85 70 3,22 7,7 39563 49 6,3 2,193 5 0,97 287 250 x 23 22,7 28,9 250 4,75 237 6,3 140 3225 258 10,56 282 288 41 3,16 63 3,67 3,2 42778 50 11,1 2,834 3 1,05 363 250 x 26 26,3 33,5 250 4,75 234 8 140 3788 303 10,63 336 366 52 3,31 80 3,74 5,6 53567 49 8,8 2,232 5 1,05 313 250 x 30 29,5 37,6 250 4,75 231 9,5 140 4336 347 10,74 383 435 62 3,4 94 3,79 8,9 62824 49 7,4 1,88 5 1,05 279 250 x 25 24,6 31,4 250 4,75 237 6,3 160 3611 289 10,72 312 430 54 3,7 82 4,24 3,5 63856 50 12,7 2,48 3 1,13 360 250 x 29 28,8 36,7 250 4,75 234 8 160 4257 341 10,77 375 546 68 3,86 104 4,32 6,3 79959 49 10 1,953 5 1,13 308 250 x 32 32,5 41,4 250 4,75 231 9,5 160 4886 391 10,86 429 649 81 3,96 123 4,36 10 93778 49 8,4 1,645 5 1,13 273 300 x 23 22,6 28,8 300 4,75 287 6,3 120 4296 286 12,21 320 182 30 2,51 47 3,04 3 39127 60 9,5 3,968 3 1,07 372 300 x 26 25,7 32,7 300 4,75 284 8 120 5000 333 12,37 376 231 39 2,66 59 3,12 5,1 49112 60 7,5 3,125 5 1,07 327 300 x 28 28,3 36,1 300 4,75 281 9,5 120 5690 379 12,55 425 274 46 2,76 70 3,17 7,9 57723 59 6,3 2,632 5 1,07 296 300 x 25 24,6 31,3 300 4,75 287 6,3 140 4856 324 12,46 357 288 41 3,03 63 3,6 3,4 62133 60 11,1 3,401 3 1,15 367 300 x 28 28,2 35,9 300 4,75 284 8 140 5683 379 12,58 423 366 52 3,19 80 3,69 5,8 77988 60 8,8 2,679 5 1,15 320 300 x 31 31,3 39,9 300 4,75 281 9,5 140 6492 433 12,76 480 435 62 3,3 95 3,74 9 91662 59 7,4 2,256 5 1,15 288 300 x 27 26,5 33,8 300 4,75 287 6,3 160 5416 361 12,66 394 430 54 3,57 82 4,17 3,7 92746 60 12,7 2,976 3 1,23 364 300 x 31 30,7 39,1 300 4,75 284 8 160 6365 424 12,76 470 546 68 3,74 104 4,26 6,5 116414 60 10 2,344 5 1,23 315 300 x 34 34,3 43,7 300 4,75 281 9,5 160 7294 486 12,92 535 649 81 3,85 123 4,31 10,2 136825 59 8,4 1,974 5 1,23 281 300 x 33 33,2 42,3 300 4,75 284 8 180 7047 470 12,91 516 778 86 4,29 131 4,83 7,2 165753 60 11,3 2,083 5 1,31 310 300 x 37 37,3 47,5 300 4,75 281 9,5 180 8096 540 13,06 591 924 103 4,41 155 4,89 11,3 194815 59 9,5 1,754 5 1,31 276 300 x 46 45,6 58,1 300 4,75 275 12,5 180 10128 675 13,2 737 1215 135 4,57 204 4,96 24,5 251068 58 7,2 1,333 5 1,31 225 Tabela B3 (continuação) PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy VS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 350 x 26 26,4 33,6 350 4,75 337 6,3 140 6884 393 14,31 438 288 41 2,93 64 3,54 3,6 85089 71 11,1 3,968 3 1,25 372 350 x 30 30,1 38,3 350 4,75 334 8 140 8026 459 14,48 516 366 52 3,09 80 3,64 6 106983 70 8,8 3,125 5 1,25 326 350 x 33 33,2 42,3 350 4,75 331 9,5 140 9148 523 14,71 583 435 62 3,21 95 3,69 9,2 125930 70 7,4 2,632 5 1,25 296 350 x 28 28,4 36,2 350 4,75 337 6,3 160 7651 437 14,54 481 430 54 3,45 83 4,11 3,9 127013 71 12,7 3,472 3 1,33 367 350 x 33 32,6 41,5 350 4,75 334 8 160 8962 512 14,7 570 546 68 3,63 104 4,21 6,7 159695 70 10 2,734 5 1,33 320 350 x 36 36,2 46,1 350 4,75 331 9,5 160 10249 586 14,91 648 649 81 3,75123 4,27 10,4 187978 70 8,4 2,303 5 1,33 289 350 x 30 30,4 38,7 350 4,75 337 6,3 180 8418 481 14,75 525 613 68 3,98 104 4,68 4,2 180845 71 14,3 3,086 3 1,41 364 350 x 35 35,1 44,7 350 4,75 334 8 180 9898 566 14,88 625 778 86 4,17 131 4,78 7,4 227378 70 11,3 2,431 5 1,41 315 350 x 39 39,2 49,9 350 4,75 331 9,5 180 11351 649 15,08 712 924 103 4,3 156 4,84 11,5 267648 70 9,5 2,047 5 1,41 283 350 x 38 37,6 47,9 350 4,75 334 8 200 10834 619 15,04 680 1067 107 4,72 162 5,35 8 311904 70 12,5 2,188 5 1,49 311 350 x 42 42,2 53,7 350 4,75 331 9,5 200 12453 712 15,23 777 1267 127 4,86 192 5,41 12,6 367144 70 10,5 1,842 5 1,49 277 350 x 51 51,3 65,4 350 4,75 325 12,5 200 15604 892 15,45 969 1667 167 5,05 252 5,5 27,2 474609 68 8 1,4 5 1,49 228 400 x 28 28,3 36 400 4,75 387 6,3 140 9340 467 16,11 525 288 41 2,83 64 3,48 3,7 111646 81 11,1 4,535 3 1,35 375 400 x 32 31,9 40,6 400 4,75 384 8 140 10848 542 16,35 614 366 52 3 81 3,58 6,2 140551 81 8,8 3,571 5 1,35 333 400 x 35 35,1 44,7 400 4,75 381 9,5 140 12332 617 16,61 692 435 62 3,12 95 3,65 9,4 165630 80 7,4 3,008 5 1,35 302 400 x 30 30,2 38,5 400 4,75 387 6,3 160 10347 517 16,39 575 430 54 3,34 83 4,05 4,1 166656 81 12,7 3,968 3 1,43 371 400 x 34 34,4 43,8 400 4,75 384 8 160 12077 604 16,61 677 546 68 3,53 105 4,15 6,9 209803 81 10 3,125 5 1,43 326 400 x 38 38,1 48,5 400 4,75 381 9,5 160 13781 689 16,86 766 649 81 3,66 124 4,22 10,5 247238 80 8,4 2,632 5 1,43 295 400 x 32 32,3 41,1 400 4,75 387 6,3 180 11353 568 16,62 624 613 68 3,86 104 4,61 4,4 237289 81 14,3 3,527 3 1,51 367 400 x 37 36,9 47 400 4,75 384 8 180 13307 665 16,83 740 778 86 4,07 132 4,72 7,5 298723 81 11,3 2,778 5 1,51 321 400 x 41 41,1 52,3 400 4,75 381 9,5 180 15230 762 17,06 840 924 103 4,2 156 4,79 11,7 352024 80 9,5 2,339 5 1,51 289 400 x 39 39,4 50,2 400 4,75 384 8 200 14536 727 17,02 802 1067 107 4,61 162 5,29 8,2 409771 81 12,5 2,5 5 1,59 317 400 x 44 44 56,1 400 4,75 381 9,5 200 16679 834 17,24 914 1267 127 4,75 192 5,36 12,8 482886 80 10,5 2,105 5 1,59 283 400 x 53 53,2 67,8 400 4,75 375 12,5 200 20863 1043 17,54 1136 1667 167 4,96 252 5,46 27,4 625651 79 8 1,6 5 1,59 235 450 x 51 51,2 65,2 450 6,3 431 9,5 200 22640 1006 18,63 1130 1268 127 4,41 194 5,19 15,1 614461 68 10,5 2,368 5 1,69 259 450 x 60 60,3 76,8 450 6,3 425 12,5 200 27962 1243 19,08 1378 1668 167 4,66 254 5,32 29,7 797526 67 8 1,8 5 1,69 220 450 x 71 70,9 90,3 450 6,3 418 16 200 33985 1510 19,4 1664 2134 213 4,86 324 5,41 58,2 1004565 66 6,3 1,406 6 1,69 187 450 x 80 80,1 102 450 6,3 412 19 200 38989 1733 19,55 1905 2534 253 4,98 384 5,47 95 1176486 65 5,3 1,184 6 1,69 166 450 x 59 58,6 74,7 450 6,3 431 9,5 250 27249 1211 19,1 1339 2475 198 5,76 301 6,61 18 1200119 68 13,2 1,895 5 1,89 253 450 x 70 70,1 89,3 450 6,3 425 12,5 250 33946 1509 19,5 1652 3256 260 6,04 395 6,75 36,2 1557668 67 10 1,44 5 1,89 212 450 x 83 83,4 106,3 450 6,3 418 16 250 41523 1845 19,76 2011 4168 333 6,26 504 6,85 71,9 1962042 66 7,8 1,125 6 1,89 178 450 x 95 95 121 450 6,3 412 19 250 47818 2125 19,88 2315 4949 396 6,4 598 6,91 117,9 2297825 65 6,6 0,947 6 1,89 156 500 x 61 61,1 77,8 500 6,3 481 9,5 250 34416 1377 21,03 1529 2475 198 5,64 302 6,55 18,4 1488026 76 13,2 2,105 5 1,99 256 500 x 73 72,5 92,4 500 6,3 475 12,5 250 42768 1711 21,51 1879 3256 260 5,94 395 6,7 36,6 1934052 75 10 1,6 5 1,99 215 500 x 86 500 x 97 86 97,4 109,5 124,1 500 500 6,3 6,3 468 462 16 19 250 250 52250 60154 2090 2406 21,84 22,02 2281 2621 4168 4949 333 396 6,17 6,31 505 598 6,81 6,87 72,3 118,3 2440167 2861887 74 73 7,8 6,6 1,25 1,053 6 6 1,99 1,99 182 160 Tabela B3 (continuação) PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy VS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 550 x 64 63,6 81 550 6,3 531 9,5 250 42556 1547 22,92 1728 2475 198 5,53 302 6,5 18,8 1806857 84 13,2 2,316 5 2,09 258 550 x 75 75 95,6 550 6,3 525 12,5 250 52747 1918 23,49 2114 3256 260 5,84 396 6,65 37 2351125 83 10 1,76 5 2,09 219 550 x 88 88,4 112,6 550 6,3 518 16 250 64345 2340 23,9 2559 4168 333 6,08 505 6,77 72,7 2970375 82 7,8 1,375 6 2,09 186 550 x 100 99,9 127,3 550 6,3 512 19 250 74041 2692 24,12 2935 4949 396 6,24 599 6,84 118,7 3487799 81 6,6 1,158 6 2,09 164 600 x 81 81,2 103,5 600 8 581 9,5 300 62768 2092 24,63 2358 4277 285 6,43 437 7,68 27,2 3726627 73 15,8 2,105 5 2,38 230 600 x 95 95 121 600 8 575 12,5 300 77401 2580 25,29 2864 5627 375 6,82 572 7,89 49,1 4853760 72 12 1,6 5 2,38 197 600 x 111 111 141,4 600 8 568 16 300 94091 3136 25,8 3448 7202 480 7,14 729 8,05 91,9 6139008 71 9,4 1,25 6 2,38 168 600 x 125 124,8 159 600 8 562 19 300 108073 3602 26,07 3943 8552 570 7,33 864 8,14 147,1 7215366 70 7,9 1,053 6 2,38 150 600 x 140 140,4 178,8 600 8 555 22,4 300 124012 4134 26,34 4498 10082 672 7,51 1017 8,22 234,6 8407268 69 6,7 0,893 8 2,38 133 600 x 152 152,3 194 600 8 550 25 300 135154 4505 26,39 4918 11252 750 7,62 1134 8,27 322,3 9298828 69 6 0,8 8 2,38 123 650 x 84 84,4 107,5 650 8 631 9,5 300 75213 2314 26,45 2622 4278 285 6,31 438 7,61 28,1 4384443 79 15,8 2,281 5 2,48 231 650 x 98 98,1 125 650 8 625 12,5 300 92487 2846 27,2 3172 5628 375 6,71 573 7,83 49,9 5715088 78 12 1,733 5 2,48 198 650 x 114 114,1 145,4 650 8 618 16 300 112225 3453 27,78 3807 7203 480 7,04 730 8 92,7 7235208 77 9,4 1,354 6 2,48 171 650 x 128 128 163 650 8 612 19 300 128792 3963 28,11 4346 8553 570 7,24 865 8,1 147,9 8510691 77 7,9 1,14 6 2,48 152 650 x 143 143,5 182,8 650 8 605 22,4 300 147713 4545 28,43 4950 10083 672 7,43 1018 8,18 235,5 9925820 76 6,7 0,967 8 2,48 136 650 x 155 155,4 198 650 8 600 25 300 160963 4953 28,51 5408 11253 750 7,54 1135 8,23 323,2 10986328 75 6 0,867 8 2,48 125 700 x 105 105,2 134 700 8 675 12,5 320 115045 3287 29,3 3661 6830 427 7,14 651 8,35 53,4 8066667 84 12,8 1,75 5 2,66 199 700 x 122 122,3 155,8 700 8 668 16 320 139665 3990 29,94 4395 8741 546 7,49 830 8,53 99,1 10220470 84 10 1,367 6 2,66 171 700 x 137 137,1 174,6 700 8 662 19 320 160361 4582 30,31 5017 10379 649 7,71 983 8,63 157,9 12030579 83 8,4 1,151 6 2,66 152 700 x 154 153,7 195,8 700 8 655 22,4 320 184037 5258 30,66 5715 12236 765 7,91 1157 8,72 251,3 14042147 82 7,1 0,977 8 2,66 136 700 x 166 166,4 212 700 8 650 25 320 200642 5733 30,76 6245 13656 854 8,03 1290 8,77 344,9 15552000 81 6,4 0,875 8 2,66 125 750 x 108 108,3 138 750 8 725 12,5 320 134197 3579 31,18 4001 6830 427 7,04 652 8,29 54,3 9282667 91 12,8 1,875 5 2,76 200 750 x 125 125,4 159,8 750 8 718 16 320 162620 4337 31,9 4789 8741 546 7,4 831 8,48 99,9 11769304 90 10 1,465 6 2,76 173 750 x 140 140,2 178,6 750 8 712 19 320 186545 4975 32,32 5458 10380 649 7,62 984 8,59 158,8 13862037 89 8,4 1,234 6 2,76 155 750 x 157 156,8 199,8 750 8 705 22,4 320 213953 5705 32,72 6209 12236 765 7,83 1158 8,69 252,2 16190941 88 7,1 1,046 8 2,76 138 750 x 170 169,6 216 750 8 700 25 320 233200 6219 32,86 6780 13656 854 7,95 1291 8,74 345,7 17941333 88 6,4 0,938 8 2,76 128 800 x 111 111,5 142 800 8 775 12,5 320 155074 3877 33,05 4351 6830 427 6,94 652 8,24 55,1 10584000 97 12,8 2 5 2,86 201 800 x 129 128,6 163,8 800 8 768 16 320 187573 4689 33,84 5194 8741 546 7,31 831 8,43 100,8 13427365 96 10 1,563 6 2,86 175 800 x 143 143,3 182,6 800 8 762 19 320 214961 5374 34,31 5910 10380 649 7,54 985 8,55 159,7 15823202 95 8,4 1,316 6 2,86 157 800 x 160 160 203,8 800 8 755 22,4 320 246374 6159 34,77 6714 12237 765 7,75 1159 8,65 253 18492653 94 7,1 1,116 8 2,86 140 800 x 173 172,7 220 800 8 750 25 320 268458 6711 34,93 7325 13657 854 7,88 1292 8,71 346,6 20501333 94 6,4 1 8 2,86 130 850 x 120 120,5 153,5 850 8 825 12,5 350 190878 4491 35,26 5025 8936 511 7,63 779 9,03 59,9 15662913 103 14 1,943 5 3,08 201 850 x 139 139,3 177,4 850 8 818 16 350 231269 5442 36,11 6009 11437 654 8,03 993 9,24 109,8 19881309 102 10,9 1,518 6 3,08 174 850 x 155 155,4 198 850 8 812 19 350 265344 6243 36,61 6845 13581 776 8,28 1177 9,37 174,2 23439511 102 9,2 1,278 6 3,08 156 850 x 174173,6 221,2 850 8 805 22,4 350 304467 7164 37,1 7784 16010 915 8,51 1385 9,48 276,4 27408286 101 7,8 1,084 8 3,08 139 850 x 188 187,6 239 850 8 800 25 350 331998 7812 37,27 8499 17868 1021 8,65 1544 9,54 378,7 30397705 100 7 0,971 8 3,08 129 Tabela B3 (continuação) PERFIL MASSA ÁREA ALT. ALMA MESAS EIXO X - X EIXO Y - Y rT IT Cw h/tw bf/2tf d/af ec u u/A m A d tw h tf bf Ix Wx rx Zx Iy Wy ry Zy VS kg/m cm2 mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm3 cm4 cm3 cm cm3 cm cm4 cm6 cm-1 mm m2/m m-1 900 x 124 123,6 157,5 900 8 875 12,5 350 216973 4822 37,12 5414 8936 511 7,53 780 8,98 60,7 17588938 109 14 2,057 5 3,18 202 900 x 142 142,4 181,4 900 8 868 16 350 262430 5832 38,04 6457 11437 654 7,94 994 9,2 110,7 22336617 109 10,9 1,607 6 3,18 175 900 x 159 158,6 202 900 8 862 19 350 300814 6685 38,59 7345 13581 776 8,2 1178 9,33 175,1 26345006 108 9,2 1,353 6 3,18 157 900 x 177 176,8 225,2 900 8 855 22,4 350 344925 7665 39,14 8342 16010 915 8,43 1386 9,44 277,2 30820107 107 7,8 1,148 8 3,18 141 900 x 191 190,8 243 900 8 850 25 350 375994 8355 39,34 9101 17868 1021 8,58 1545 9,51 379,5 34193929 106 7 1,029 8 3,18 131 950 x 127 126,8 161,5 950 8 925 12,5 350 245036 5159 38,95 5813 8936 511 7,44 780 8,92 61,6 19626617 116 14 2,171 5 3,28 203 950 x 146 145,5 185,4 950 8 918 16 350 295858 6229 39,95 6916 11437 654 7,85 995 9,15 111,5 24934842 115 10,9 1,696 6 3,28 177 950 x 162 161,7 206 950 8 912 19 350 338808 7133 40,55 7855 13581 776 8,12 1178 9,29 175,9 29420216 114 9,2 1,429 6 3,28 159 950 x 180 179,9 229,2 950 8 905 22,4 350 388207 8173 41,16 8910 16011 915 8,36 1386 9,41 278,1 34432011 113 7,8 1,212 8 3,28 143 950 x 194 193,9 247 950 8 900 25 350 423027 8906 41,38 9714 17868 1021 8,51 1546 9,48 380,4 38213460 113 7 1,086 8 3,28 133 1000 x 140 139,7 178 1000 8 975 12,5 400 305593 6112 41,43 6839 13337 667 8,66 1016 10,29 68,9 32505208 122 16 2 5 3,58 201 1000 x 161 161,2 205,4 1000 8 968 16 400 370339 7407 42,46 8172 17071 854 9,12 1295 10,53 126 41312256 121 12,5 1,563 6 3,58 174 1000 x 180 179,8 229 1000 8 962 19 400 425095 8502 43,08 9306 20271 1014 9,41 1535 10,68 199,6 48759624 120 10,5 1,316 6 3,58 156 1000 x 201 200,6 255,6 1000 8 955 22,4 400 488119 9762 43,7 10583 23897 1195 9,67 1807 10,81 316,4 57087252 119 8,9 1,116 8 3,58 140 1000 x 217 216,7 276 1000 8 950 25 400 532575 10652 43,93 11555 26671 1334 9,83 2015 10,88 433,3 63375000 119 8 1 8 3,58 130 1100 x 159 158,6 202,1 1100 9,5 1075 12,5 400 394026 7164 44,15 8182 13341 667 8,12 1024 9,97 83,2 39421875 113 16 2,2 5 3,78 187 1100 x 180 180,2 229,5 1100 9,5 1068 16 400 472485 8591 45,37 9647 17074 854 8,63 1304 10,27 140,2 50135723 112 12,5 1,719 6 3,78 165 1100 x 199 198,5 252,9 1100 9,5 1062 19 400 538922 9799 46,16 10894 20274 1014 8,95 1544 10,45 213,8 59207091 112 10,5 1,447 6 3,78 149 1100 x 219 219,3 279,4 1100 9,5 1055 22,4 400 615490 11191 46,94 12299 23901 1195 9,25 1816 10,6 330,5 69363646 111 8,9 1,228 8 3,78 135 1100 x 235 235,3 299,8 1100 9,5 1050 25 400 669562 12174 47,26 13368 26674 1334 9,43 2024 10,69 447,4 77041667 111 8 1,1 8 3,78 126 1200 x 200 200,2 255 1200 9,5 1168 16 450 630844 10514 49,74 11765 24308 1080 9,76 1646 11,59 156,7 85162752 123 14,1 1,667 6 4,18 164 1200 x 221 220,9 281,4 1200 9,5 1162 19 450 720523 12009 50,6 13304 28865 1283 10,13 1950 11,78 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x 26,6 26,6 207 133 170 190 5,8 8,4 7,92 29,34 2.611 252,3 8,73 282,3 330 49,6 3,10 76,3 34,2 7,65 32.477 3,54 0,98 0,97 W 200 x 31,3 31,3 210 134 170 190 6,4 10,2 6,57 26,50 3.168 301,7 8,86 338,6 410 61,2 3,19 94,0 40,3 12,59 40.822 3,60 0,99 1,00 W 250 x 17,9* 17,9 251 101 220 240 4,8 5,3 9,53 45,92 2.291 182,6 9,96 211,0 91 18,1 1,99 28,8 23,1 2,54 13.735 2,48 0,94 1,26 W 250 x 22,3 22,3 254 102 220 240 5,8 6,9 7,39 37,97 2.939 231,4 10,09 267,7 123 24,1 2,06 38,4 28,9 4,77 18.629 2,54 0,95 1,30 W 250 x 25,3 25,3 257 102 220 240 6,1 8,4 6,07 36,10 3.473 270,2 10,31 311,1 149 29,3 2,14 46,4 32,6 7,06 22.955 2,58 0,96 1,35 W 250 x 28,4* 28,4 260 102 220 240 6,4 10,0 5,10 34,38 4.046 311,2 10,51 357,3 178 34,8 2,20 54,9 36,6 10,34 27.636 2,62 0,96 1,41 W 250 x 32,7 32,7 258 146 220 240 6,1 9,1 8,02 36,03 4.937 382,7 10,83 428,5 473 64,8 3,35 99,7 42,1 10,44 73.104 3,86 1,13 1,50 W 250 x 38,5 38,5 262 147 220 240 6,6 11,2 6,56 33,27 6.057 462,4 11,05 517,8 594 80,8 3,46 124,1 49,6 17,63 93.242 3,93 1,14 1,56 W 250 x 44,8* 44,8 266 148 220 240 7,6 13,0 5,69 28,95 7.158 538,2 11,15 606,3 704 95,1 3,50 146,4 57,6 27,14 112.398 3,96 1,15 1,58 W 310 x 21,0* 21,0 303 101 272 292 5,1 5,7 8,86 53,25 3.776 249,2 11,77 291,9 98 19,5 1,90 31,4 27,2 3,27 21.628 2,42 1,05 1,77 W 310 x 23,8* 23,8 305 101 272 292 5,6 6,7 7,54 48,50 4.346 285,0 11,89 333,2 116 22,9 1,94 36,9 30,7 4,65 25.594 2,45 1,05 1,80 W 310 x 28,3 28,3 309 102 271 291 6,0 8,9 5,73 45,20 5.500 356,0 12,28 412,0 158 31,0 2,08 49,4 36,5 8,14 35.441 2,55 1,06 1,92 W 310 x 32,7 32,7 313 102 271 291 6,6 10,8 4,72 41,12 6.570 419,8 12,49 485,3 192 37,6 2,13 59,8 42,1 12,91 43.612 2,58 1,071,99 W 310 x 38,7 38,7 310 165 271 291 5,8 9,7 8,51 46,66 8.581 553,6 13,14 615,4 727 88,1 3,82 134,9 49,7 13,20 163.728 4,38 1,31 2,20 W 310 x 44,5 44,5 313 166 271 291 6,6 11,2 7,41 41,00 9.997 638,8 13,22 712,8 855 103,0 3,87 158,0 57,2 19,90 194.433 4,41 1,32 2,23 W 310 x 52,0* 52,0 317 167 271 291 7,6 13,2 6,33 35,61 11.909 751,4 13,33 842,5 1.026 122,9 3,91 188,8 67,0 31,81 236.422 4,45 1,33 2,26 W 360 x 32,9 32,9 349 127 308 332 5,8 8,5 7,47 53,10 8.358 479,0 14,09 547,6 291 45,9 2,63 72,0 42,1 9,15 84.111 3,20 1,25 2,53 W 360 x 39,0 39,0 353 128 308 332 6,5 10,7 5,98 47,32 10.331 585,3 14,35 667,7 375 58,6 2,73 91,9 50,2 15,83 109.551 3,27 1,26 2,62 W 360 x 44,0 44,0 352 171 308 332 6,9 9,8 8,72 44,70 12.258 696,5 14,58 784,3 818 95,7 3,77 148,0 57,7 16,70 239.091 4,43 1,43 2,71 W 360 x 51,0 51,0 355 171 308 332 7,2 11,6 7,37 42,75 14.222 801,2 14,81 899,5 968 113,3 3,87 174,7 64,8 24,65 284.994 4,49 1,43 2,80 W 360 x 57,8* 57,8 358 172 308 332 7,9 13,1 6,56 38,96 16.143 901,8 14,92 1.014,8 1.113 129,4 3,92 199,8 72,5 34,45 330.394 4,53 1,44 2,84 W 360 x 64,0 64,0 347 203 288 320 7,7 13,5 7,52 37,40 17.890 1.031,1 14,80 1.145,5 1.885 185,7 4,80 284,5 81,7 44,57 523.362 5,44 1,56 2,79 W 360 x 72,0 72,0 350 204 288 320 8,6 15,1 6,75 33,47 20.169 1.152,5 14,86 1.285,9 2.140 209,8 4,84 321,8 91,3 61,18 599.082 5,47 1,57 2,81 W 360 x 79,0* 79,0 354 205 288 320 9,4 16,8 6,10 30,68 22.713 1.283,2 14,98 1.437,0 2.416 235,7 4,89 361,9 101,2 82,41 685.701 5,51 1,58 2,86 W 410 x 38,8 38,8 399 140 357 381 6,4 8,8 7,95 55,84 12.777 640,5 15,94 736,8 404 57,7 2,83 90,9 50,3 11,69 153.190 3,49 1,40 3,24 W 410 x 46,1 46,1 403 140 357 381 7,0 11,2 6,25 50,94 15.690 778,7 16,27 891,1 514 73,4 2,95 115,2 59,2 20,06 196.571 3,55 1,41 3,37 W 410 x 53,0 53,0 403 177 357 381 7,5 10,9 8,12 47,63 18.734 929,7 16,55 1.052,2 1.009 114,0 3,84 176,9 68,4 23,38 387.194 4,56 1,55 3,49 W 410 x 60,0 60,0 407 178 357 381 7,7 12,8 6,95 46,42 21.707 1.066,7 16,88 1.201,5 1.205 135,4 3,98 209,2 76,2 33,78 467.404 4,65 1,57 3,63 W 410 x 67,0* 67,0 410 179 357 381 8,8 14,4 6,22 40,59 24.678 1.203,8 16,91 1.362,7 1.379 154,1 4,00 239,0 86,3 48,11 538.546 4,67 1,57 3,64 W 410 x 75,0* 75,0 413 180 357 381 9,7 16,0 5,63 36,80 27.616 1.337,3 16,98 1.518,6 1.559 173,2 4,03 269,1 95,8 65,21 612.784 4,70 1,58 3,67 W 460 x 52,0 52,0 450 152 404 428 7,6 10,8 7,04 53,21 21.370 949,8 17,91 1.095,9 634 83,5 3,09 131,7 66,6 21,79 304.837 3,79 1,55 4,09 W 460 x 60,0 60,0 455 153 404 428 8,0 13,3 5,75 50,55 25.652 1.127,6 18,35 1.292,1 796 104,1 3,23 163,4 76,2 34,60 387.230 3,89 1,56 4,29 W 460 x 68,0* 68,0 459 154 404 428 9,1 15,4 5,00 44,42 29.851 1.300,7 18,46 1.495,4 941 122,2 3,28 192,4 87,6 52,29 461.163 3,93 1,57 4,34 W 460 x 74,0 74,0 457 190 404 428 9,0 14,5 6,55 44,89 33.415 1.462,4 18,77 1.657,4 1.661 174,8 4,18 271,3 94,9 52,97 811.417 4,93 1,71 4,49 W 460 x 82,0 82,0 460 191 404 428 9,9 16,0 5,97 40,81 37.157 1.615,5 18,84 1.836,4 1.862 195,0 4,22 303,3 104,7 70,62 915.745 4,96 1,72 4,52 W 460 x 89,0* 89,0 463 192 404 428 10,5 17,7 5,42 38,44 41.105 1.775,6 18,98 2.019,4 2.093 218,0 4,28 339,0 114,1 92,49 1.035.073 5,01 1,73 4,59 W 530 x 66,0 66,0 525 165 478 502 8,9 11,4 7,24 53,73 34.971 1.332,2 20,46 1.558,0 857 103,9 3,20 166,0 83,6 31,52 562.854 4,02 1,75 5,33 W 530 x 72,0 72,0 524 207 478 502 9,0 10,9 9,50 53,13 39.969 1.525,5 20,89 1.755,9 1.615 156,0 4,20 244,6 91,6 33,41 1.060.548 5,16 1,91 5,56 W 530 x 74,0 74,0 529 166 478 502 9,7 13,6 6,10 49,26 40.969 1.548,9 20,76 1.804,9 1.041 125,5 3,31 200,1 95,1 47,39 688.558 4,10 1,76 5,49 W 530 x 82,0 82,0 528 209 477 501 9,5 13,3 7,86 50,25 47.569 1.801,8 21,34 2.058,5 2.028 194,1 4,41 302,7 104,5 51,23 1.340.255 5,31 1,93 5,80 W 530 x 85,0* 85,0 535 166 478 502 10,3 16,5 5,03 46,41 48.453 1.811,3 21,21 2.099,8 1.263 152,2 3,42 241,6 107,7 72,93 845.463 4,17 1,77 5,73 W 530 x 92,0* 92,0 533 209 478 502 10,2 15,6 6,70 46,84 55.157 2.069,7 21,65 2.359,8 2.379 227,6 4,50 354,7 117,6 75,50 1.588.565 5,36 1,94 5,97 W 610 x 101,0 101,0 603 228 541 573 10,5 14,9 7,65 51,54 77.003 2.554,0 24,31 2.922,7 2.951 258,8 4,76 405,0 130,3 81,68 2.544.966 5,76 2,17 7,53 W 610 x 113,0 113,0 608 228 541 573 11,2 17,3 6,59 48,34 88.196 2.901,2 24,64 3.312,9 3.426 300,5 4,86 469,7 145,3 116,50 2.981.078 5,82 2,18 7,73 W 610 x 155,0 155,0 611 324 541 573 12,7 19,0 8,53 42,60 129.583 4.241,7 25,58 4.749,1 10.783 665,6 7,38 1.022,6 198,1 200,77 9.436.714 8,53 2,57 8,33 W 610 x 174,0 174,0 616 325 541 573 14,0 21,6 7,52 38,63 147.754 4.797,2 25,75 5.383,3 12.374 761,5 7,45 1.171,1 222,8 286,88 10.915.665 8,58 2,58 8,45 Entrada gradual em produção. Consulte disponibilidade. *Bitolas previstas para 2003. TABELA DE BITOLAS - PERFIS I Vallourec / Tubos Estruturais, Seção Circular, Quadrada e Retangular Laminação - Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil Seção Tubular Quadrada (TQ) Dimensões Externas Espessura da Parede Massa por Unidade de Comp. Área da Seção Transversal Momento de Inércia Raio de Giração Módulo de Resistência Elástico Módulo de Resistência Plástico Const. Torção Módulo de Resistência à Torção Área de superfície por unid. de Comp. b x b t m A Ix = Iy rx = ry Wx = Wy Zx = Zy J Wt U (mm) (mm) (kg/m) (cm²) (cm4) (cm) (cm³) (cm³) (cm4) (cm³) (m²/m) 50 x 50 3,6 5,03 6,41 22,1 1,86 8,86 10,8 37,3 13,4 0,189 4,0 5,55 7,07 23,7 1,83 9,49 11,7 40,4 14,4 4,5 6,19 7,89 25,5 1,80 10,2 12,8 44,1 15,6 5,0 6,82 8,69 27,0 1,76 10,8 13,7 47,5 16,6 5,6 7,55 9,62 28,6 1,72 11,4 14,7 51,1 17,6 60 x 60 3,6 6,16 7,85 40,4 2,27 13,5 16,2 66,6 20,3 0,229 4,0 6,81 8,67 43,6 2,24 14,5 17,6 72,6 22,0 4,5 7,60 9,68 47,2 2,21 15,7 19,3 79,8 23,9 5,0 8,40 10,7 50,5 2,17 16,8 20,9 86,4 25,6 5,6 9,34 11,9 54,0 2,13 18,0 22,6 93,8 27,5 6,4* 10,5 13,4 54,8 2,02 18,3 23,6 101 29,0 7,1* 11,5 14,7 56,8 1,97 18,9 24,9 107 30,4 70 x 70 3,6 7,58 9,65 66,5 2,63 19,0 22,7 108 28,7 0,279 4,0 8,40 10,7 72,1 2,60 20,6 24,8 119 31,1 4,5 9,34 11,9 78,6 2,57 22,5 27,2 131 34,0 5,0 10,4 13,2 84,6 2,53 24,2 29,6 142 36,7 5,6 11,5 14,7 91,2 2,49 26,1 32,2 155 39,6 6,4 13,0 16,6 94,5 2,39 27,0 34,1 170 42,5 7,1 14,3 18,2 99,3 2,33 28,4 36,4 182 45,0 8,0 15,9 20,3 104 2,26 29,7 38,9 194 47,6 8,8 17,3 22,1 107 2,20 30,6 40,8 203 49,4 80 x 80 3,6* 8,24 10,5 102 3,12 25,5 30,2 165 38,4 0,303 4,0* 9,11 11,6 111 3,09 27,8 33,1 180 41,8 4,5 10,2 13,0 122 3,06 30,4 36,5 200 45,9 5,0 11,3 14,4 131 3,02 32,9 39,7 218 49,7 5,6 12,6 16,0 142 2,98 35,6 43,4 239 53,9 6,4 14,2 18,1 150 2,88 37,5 46,6 264 58,5 7,1 15,6 19,9 159 2,82 39,7 50,0 284 62,3 8,0 17,4 22,2 168 2,75 42,1 53,9 307 66,6 8,8 19,0 24,2 175 2,69 43,8 56,9 325 69,8 10,0 21,4 27,2 182 2,59 45,6 60,7 346 73,5 90 x 90 4,0* 10,3 13,1 162 3,52 36,0 42,6 261 54,2 0,339 4,5* 11,5 14,6 178 3,49 39,5 47,1 289 59,6 5,0* 12,7 16,2 193 3,45 42,9 51,4 316 64,7 5,6 14,1 18,0 210 3,41 46,6 56,4 348 70,5 6,4 16,0 20,4 223 3,31 49,6 61,0 387 77,0 7,1 17,7 22,5 238 3,25 52,9 65,7 419 82,5 8,0 19,7 25,1 255 3,18 56,6 71,3 456 88,8 8,8 21,5 27,4 267 3,12 59,3 75,7 485 93,7 10,0 24,2 30,8 282 3,02 62,6 81,5 523 99,8 11,0 26,3 33,5 268 2,83 59,7 80,6 524 99,6 As bitolas destacadas com faixa cinza são mais frequentemente produzidas e devem ser adotadas preferencialmente. Para outras bitolas, consultar sobre quantidades mínimas de fabricação e prazo de entrega. * Produto fornecido sob consulta. y y x x b b / Vallourec / Tubos Estruturais, Seção Circular, Quadrada e Retangular Seção Tubular Quadrada (TQ) y y x x b b Dimensões Externas Espessura da Parede Massa por Unidade de Comp. Área da Seção Transversal Momento de Inércia Raio de Giração Módulo de Resistência Elástico Módulo de Resistência Plástico Const. Torção Módulo de Resistência à Torção Área de superfície por unid. de Comp. b x b t m A Ix = Iy rx = ry Wx = Wy Zx = Zy J Wt U (mm) (mm) (kg/m) (cm²) (cm4) (cm) (cm³) (cm³) (cm4) (cm³) (m²/m) 100 x 100 4,5* 13,016,5 249 3,89 49,9 59,0 402 75,1 0,380 5,0* 14,3 18,2 271 3,86 54,2 64,6 441 81,7 5,6 15,9 20,3 296 3,82 59,2 71,0 485 89,3 6,4 18,1 23,0 318 3,71 63,5 77,3 543 98,1 7,1 19,9 25,4 340 3,66 68,0 83,6 589 106 8,0 22,3 28,4 366 3,59 73,2 91,1 645 114 8,8 24,3 31,0 386 3,53 77,2 97,1 690 121 10,0 27,4 34,9 411 3,43 82,2 105 750 130 11,0 29,8 38,0 400 3,25 80,1 106 767 132 12,5 33,4 42,6 410 3,10 82,1 111 804 137 110 x 110 5,0 15,8 20,1 368 4,28 66,9 79,3 594 101 0,418 5,6 17,6 22,4 403 4,24 73,2 87,3 655 110 6,4 20,0 25,5 435 4,13 79,1 95,5 735 122 7,1 22,1 28,1 468 4,08 85,0 104 800 131 8,0 24,6 31,4 506 4,01 91,9 113 879 143 8,8 26,9 34,3 536 3,95 97,4 121 944 152 10,0 30,3 38,6 575 3,86 105 132 1.032 164 11,0 33,1 42,2 569 3,67 103 134 1.072 169 12,5 37,1 47,3 591 3,53 107 143 1.139 178 120 x 120 5,0* 17,3 22,1 485 4,68 80,9 95,4 778 122 0,459 5,6 19,4 24,7 532 4,64 88,7 105 860 134 6,4 22,1 28,1 578 4,54 96,4 116 968 148 7,1 24,3 31,0 624 4,49 104 126 1.056 160 8,0 27,2 34,7 677 4,42 113 138 1.163 175 8,8 29,8 37,9 720 4,36 120 148 1.252 186 10,0 33,5 42,7 777 4,26 129 162 1.376 203 11,0 36,7 46,7 778 4,08 130 166 1.445 210 12,5 41,1 52,4 817 3,95 136 178 1.551 223 14,2 46,2 58,8 844 3,79 141 189 1.638 234 16,0 51,3 65,3 855 3,62 142 197 1.690 240 130 x 130 5,0* 18,6 23,7 626 5,14 96,3 113 998 145 0,490 5,6* 20,8 26,5 687 5,10 106 125 1.104 159 6,4* 23,6 30,1 750 4,99 115 138 1.246 177 7,1* 26,1 33,2 811 4,94 125 150 1.361 192 8,0* 29,2 37,2 883 4,87 136 165 1.502 210 8,8 31,9 40,7 942 4,81 145 177 1.621 224 10,0 36,0 45,9 1.021 4,72 157 195 1.788 245 11,0 39,3 50,1 1.033 4,54 159 201 1.892 256 12,5 44,3 56,4 1.093 4,40 168 217 2.047 274 14,2 49,7 63,3 1.141 4,25 176 231 2.184 289 16,0 55,3 70,4 1.170 4,08 180 243 2.285 301 As bitolas destacadas com faixa cinza são mais frequentemente produzidas e devem ser adotadas preferencialmente. Para outras bitolas, consultar sobre quantidades mínimas de fabricação e prazo de entrega. * Produto fornecido sob consulta. Vallourec / Tubos Estruturais, Seção Circular, Quadrada e Retangular Seção Tubular Quadrada (TQ) y y x x b b Dimensões Externas Espessura da Parede Massa por Unidade de Comp. Área da Seção Transversal Momento de Inércia Raio de Giração Módulo de Resistência Elástico Módulo de Resistência Plástico Const. Torção Módulo de Resistência à Torção Área de superfície por unid. de Comp. b x b t m A Ix = Iy rx = ry Wx = Wy Zx = Zy J Wt U (mm) (mm) (kg/m) (cm²) (cm4) (cm) (cm³) (cm³) (cm4) (cm³) (m²/m) 140 x 140 5,0* 20,2 25,7 791 5,55 113 132 1.256 170 0,529 5,6* 22,5 28,6 870 5,51 124 146 1.391 187 6,4* 25,6 32,6 953 5,41 136 162 1.571 208 7,1* 28,3 36,0 1.032 5,36 147 176 1.719 226 8,0* 31,6 40,3 1.127 5,29 161 194 1.901 248 8,8 34,6 44,1 1.205 5,23 172 209 2.055 266 10,0 39,0 49,7 1.312 5,14 187 230 2.274 291 11,0 42,7 54,4 1.338 4,96 191 239 2.421 306 12,5 48,0 61,2 1.425 4,83 204 259 2.634 329 14,2 53,9 68,7 1.500 4,67 214 279 2.834 350 16,0 60,1 76,6 1.553 4,50 222 295 2.995 367 150 x 150 6,4 28,6 36,4 1.189 5,71 158 188 1.949 242 0,589 7,1 31,6 40,2 1.290 5,66 172 205 2.134 263 8,0 35,4 45,1 1.412 5,59 188 226 2.364 289 8,8 38,8 49,4 1.513 5,53 202 244 2.560 311 10,0 43,8 55,8 1.653 5,44 220 269 2.839 341 11,0 47,9 61,0 1.696 5,27 226 281 3.038 360 12,5 53,9 68,7 1.817 5,14 242 306 3.321 389 14,2 60,7 77,3 1.926 4,99 257 330 3.596 417 16,0 67,7 86,2 2.009 4,83 268 351 3.830 440 160 x 160 6,4* 29,6 37,7 1.461 6,23 183 215 2.382 278 0,609 7,1 32,7 41,6 1.587 6,18 198 235 2.611 303 8,0* 36,7 46,7 1.741 6,11 218 260 2.897 334 8,8* 40,1 51,1 1.870 6,05 234 281 3.141 359 10,0 45,3 57,7 2.048 5,96 256 311 3.490 395 11,0 49,5 63,1 2.114 5,79 264 326 3.748 419 12,5 55,9 71,2 2.275 5,65 284 356 4.114 455 14,2 62,9 80,1 2.425 5,50 303 386 4.477 489 16,0 70,1 89,3 2.546 5,34 318 413 4.799 520 175 x 175 6,4 33,6 42,8 1.942 6,74 222 261 3.145 338 0,688 7,1* 37,1 47,3 2.115 6,69 242 285 3.452 369 8,0* 41,7 53,1 2.325 6,62 266 316 3.836 406 8,8* 45,6 58,1 2.503 6,56 286 342 4.166 438 10,0* 51,6 65,7 2.751 6,47 314 379 4.641 484 11,0* 56,4 71,9 2.859 6,31 327 399 5.006 515 12,5* 63,7 81,1 3.095 6,18 354 438 5.520 562 14,2* 71,7 91,4 3.322 6,03 380 477 6.043 609 16,0* 80,1 102 3.516 5,87 402 514 6.525 651 As bitolas destacadas com faixa cinza são mais frequentemente produzidas e devem ser adotadas preferencialmente. Para outras bitolas, consultar sobre quantidades mínimas de fabricação e prazo de entrega. * Produto fornecido sob consulta. / Vallourec / Tubos Estruturais, Seção Circular, Quadrada e Retangular Seção Tubular Quadrada (TQ) y y x x b b Dimensões Externas Espessura da Parede Massa por Unidade de Comp. Área da Seção Transversal Momento de Inércia Raio de Giração Módulo de Resistência Elástico Módulo de Resistência Plástico Const. Torção Módulo de Resistência à Torção Área de superfície por unid. de Comp. b x b t m A Ix = Iy rx = ry Wx = Wy Zx = Zy J Wt U (mm) (mm) (kg/m) (cm²) (cm4) (cm) (cm³) (cm³) (cm4) (cm³) (m²/m) 180 x 180 6,4* 33,6 42,8 2.123 7,05 236 277 3.431 359 0,688 7,1* 37,1 47,3 2.313 6,99 257 303 3.768 392 8,0* 41,7 53,1 2.546 6,93 283 336 4.189 432 8,8 45,6 58,1 2.742 6,87 305 364 4.551 467 10,0 51,6 65,7 3.017 6,78 335 404 5.074 515 11,0 56,4 71,9 3.142 6,61 349 425 5.480 549 12,5 63,7 81,1 3.406 6,48 378 467 6.050 600 14,2 71,7 91,4 3.663 6,33 407 510 6.635 651 16,0 80,1 102 3.887 6,17 432 550 7.178 698 200 x 200 6,4* 37,6 47,9 2.961 7,86 296 346 4.750 450 0,768 7,1* 41,6 53,0 3.232 7,81 323 379 5.223 492 8,0* 46,6 59,4 3.566 7,75 357 421 5.815 544 8,8 51,2 65,2 3.850 7,69 385 457 6.328 588 10,0 57,9 73,7 4.251 7,60 425 508 7.072 651 11,0 63,3 80,7 4.457 7,43 446 538 7.667 697 12,5 71,5 91,1 4.859 7,30 486 594 8.502 765 14,2 80,9 103 5.261 7,16 526 651 9.375 835 16,0 90,3 115 5.625 7,00 562 706 10.210 901 220 x 220 6,4* 42,1 53,6 3.994 8,63 363 423 6.370 551 0,858 7,1* 46,6 59,3 4.367 8,58 397 464 7.010 603 8,0 52,3 66,6 4.828 8,51 439 516 7.815 668 8,8 57,4 73,1 5.221 8,45 475 560 8.514 724 10,0 64,9 82,7 5.782 8,36 526 625 9.533 804 11,0 71,1 90,6 6.094 8,20 554 665 10.360 863 12,5 80,1 102 6.674 8,08 607 735 11.530 951 14,2 90,3 115 7.264 7,93 660 809 12.770 1.042 16,0 101 129 7.812 7,78 710 881 13.970 1.129 240 x 240 6,4 46,1 58,7 5.243 9,45 437 507 8.320 662 0,938 7,1 51,0 65,0 5.740 9,40 478 557 9.163 725 8,0 57,3 73,0 6.357 9,33 530 620 10.230 805 8,8 62,9 80,1 6.885 9,27 574 674 11.150 873 10,0 71,1 90,6 7.643 9,18 637 753 12.500 972 11,0 78,0 99,4 8.088 9,02 674 804 13.620 1.046 12,5 87,9 112 8.890 8,90 741 891 15.190 1.156 14,2 99,7 127 9.717 8,75 810 984 16.880 1.272 16,0 111 142 10.500 8,60 875 1.075 18.540 1.384 As bitolas destacadas com faixa cinza são mais frequentemente produzidas e devem ser adotadas preferencialmente. Para outras bitolas, consultar sobre quantidades mínimas de fabricação e prazo de entrega. * Produto fornecido sob consulta. Vallourec / Tubos Estruturais, Seção Circular, Quadrada e Retangular Seção Tubular Quadrada (TQ) y y x x b b Dimensões Externas Espessura da Parede Massa por Unidade de Comp. Área da Seção Transversal Momento de Inércia Raio de Giração Módulo de Resistência Elástico Módulo de Resistência Plástico Const. Torção Módulo de Resistência à Torção Área de superfície por unid. de Comp. b x b t m A Ix = Iy rx = ry Wx = Wy Zx = Zy J Wt U (mm) (mm) (kg/m) (cm²) (cm4) (cm) (cm³) (cm³) (cm4) (cm³) (m²/m) 250 x 250 6,4* 47,3 60,2 5.955 9,94 476 552 9.428 721 0,961 7,1* 52,4 66,7 6.523 9,89 522 607 10.390 791 8,0 58,8 74,9 7.229 9,82 578 676 11.600 878 8,8 64,5 82,2 7.835 9,77 627 735 12.650 953 10,0 73,0 93,0 8.707 9,68 697 822 14.200 1.062 11,0 80,1 102 9.231 9,52 738 879 15.480 1.144 12,5 90,3 115 10.160 9,39 813 975 17.280 1.266 14,2 102 130 11.130 9,25 890 1.078 19.220 1.395 16,0 115 146 12.0509,09 964 1.180 21.150 1.520 260 x 260 6,4* 50,1 63,8 6.729 10,3 518 599 10.630 783 1,017 7,1 55,4 70,6 7.374 10,2 567 659 11.720 859 8,0 62,3 79,4 8.178 10,2 629 734 13.090 955 8,8 68,4 87,1 8.869 10,1 682 799 14.280 1.037 10,0 77,4 98,6 9.865 10,0 759 894 16.040 1.156 11,0 84,8 108 10.480 9,84 806 956 17.500 1.247 12,5 95,8 122 11.550 9,72 888 1.063 19.550 1.381 14,2 108 138 12.670 9,58 974 1.176 21.770 1.524 16,0 122 155 13.740 9,42 1.057 1.289 23.990 1.663 270 x 270 8,0 65,5 83,4 9.751 10,8 709 826 15.550 1.075 1,067 8,8 71,8 91,5 10.580 10,8 770 899 16.980 1.169 10,0 81,6 104 11.790 10,7 857 1.007 19.080 1.304 11,0 89,5 114 12.540 10,5 912 1.080 20.840 1.409 12,5 100 128 13.860 10,4 1.008 1.201 23.320 1.563 14,2 114 145 15.230 10,2 1.108 1.332 26.000 1.728 16,0 128 163 16.560 10,1 1.204 1.462 28.700 1.890 290 x 290 8,0* 68,6 87,4 11.510 11,5 794 923 18.310 1.203 1,117 8,8* 75,3 95,9 12.510 11,4 863 1.006 20.000 1.309 10,0* 85,6 109 13.940 11,3 962 1.127 22.480 1.462 11,0 93,4 119 14.870 11,2 1.026 1.210 24.580 1.581 12,5 106 135 16.450 11,0 1.134 1.348 27.530 1.757 14,2 119 152 18.120 10,9 1.249 1.497 30.740 1.945 16,0 134 171 19.740 10,8 1.362 1.645 33.980 2.131 20,0* 166 211 22.860 10,4 1.576 1.944 40.550 2.498 300 x 300 12,5 110 140 18.350 11,5 1.223 1.451 30.600 1.892 1,156 14,2 124 158 20.230 11,3 1.349 1.612 34.200 2.096 16,0 139 177 22.080 11,2 1.472 1.774 37.840 2.299 20,0 172 219 25.630 10,8 1.709 2.100 45.260 2.702 As bitolas destacadas com faixa cinza são mais frequentemente produzidas e devem ser adotadas preferencialmente. Para outras bitolas, consultar sobre quantidades mínimas de fabricação e prazo de entrega. * Produto fornecido sob consulta. Vallourec / Tubos Estruturais, Seção Circular, Quadrada e Retangular Laminação de tubos - Usina Barreiro Dimensões externas Espessura da parede Massa por Unidade de Comp. Área da Seção Transversal Momento de Inércia Raio de Giração Módulo de Resistência Elástico Módulo de Resistência Plástico Const. Torção Módulo de Resistência à Torção Área de superfície por unidade de Comp. d t m A I x = Iy rx = ry Wx= Wy Zx= Zy J Wt U (mm) (mm) (kg/m) (cm²) (cm4) (cm) (cm³) (cm³) (cm4) (cm³) (m²/m) 33,4 3,2 2,38 3,04 3,50 1,07 2,10 2,93 7,00 4,19 0,105 3,6 2,65 3,37 3,80 1,06 2,27 3,21 7,59 4,55 38,1 3,2 2,75 3,51 5,39 1,24 2,83 3,91 10,8 5,66 0,1203,6 3,06 3,90 5,87 1,23 3,08 4,30 11,7 6,16 4,0 3,36 4,29 6,31 1,21 3,31 4,67 12,6 6,63 42,2 3,6 3,43 4,37 8,20 1,37 3,89 5,38 16,4 7,77 0,133 4,0 3,77 4,80 8,85 1,36 4,20 5,86 17,7 8,39 4,5 4,18 5,33 9,60 1,34 4,55 6,43 19,2 9,10 5,0 4,59 5,84 10,3 1,33 4,88 6,96 20,6 9,75 48,3 3,6 3,97 5,06 12,7 1,59 5,26 7,21 25,4 10,5 0,152 4,0 4,37 5,57 13,8 1,57 5,70 7,87 27,5 11,4 4,5 4,86 6,19 15,0 1,56 6,21 8,66 30,0 12,4 5,0 5,34 6,80 16,2 1,54 6,69 9,42 32,3 13,4 5,6 5,90 7,51 17,4 1,52 7,21 10,3 34,8 14,4 6,4 6,61 8,42 18,9 1,50 7,83 11,3 37,8 15,7 60,3 3,6 5,03 6,41 25,9 2,01 8,58 11,6 51,7 17,2 0,189 4,0 5,55 7,07 28,2 2,00 9,34 12,7 56,3 18,7 4,5 6,19 7,89 30,9 1,98 10,2 14,0 61,8 20,5 5,0 6,82 8,69 33,5 1,96 11,1 15,3 67,0 22,2 5,6 7,55 9,62 36,4 1,94 12,1 16,8 72,7 24,1 6,4 8,51 10,8 39,9 1,92 13,2 18,7 79,8 26,5 7,1 9,32 11,9 42,7 1,90 14,2 20,2 85,5 28,3 8,0 10,3 13,1 46,0 1,87 15,3 22,1 92,0 30,5 8,8 11,2 14,2 48,6 1,85 16,1 23,6 97,2 32,2 73,0 3,6 6,16 7,85 47,4 2,46 13,0 17,4 94,8 26,0 0,229 4,0 6,81 8,67 51,8 2,44 14,2 19,1 104 28,4 4,5 7,60 9,68 57,0 2,43 15,6 21,1 114 31,3 5,0 8,38 10,7 62,1 2,41 17,0 23,2 124 34,0 5,6 9,31 11,9 67,8 2,39 18,6 25,5 136 37,1 6,4 10,5 13,4 74,9 2,37 20,5 28,5 150 41,1 7,1 11,5 14,7 80,7 2,34 22,1 31,0 161 44,2 8,0 12,8 16,3 87,6 2,32 24,0 34,0 175 48,0 8,8 13,9 17,7 93,2 2,29 25,5 36,5 186 51,0 10,0 15,5 19,8 101 2,26 27,6 40,0 201 55,2 11,0 16,8 21,4 106 2,23 29,1 42,7 212 58,2 Seção Tubular Circular (TC) As bitolas destacadas com faixa cinza são mais frequentemente produzidas e devem ser adotadas preferencialmente. Para outras bitolas, consultar sobre quantidades mínimas de fabricação e prazo de entrega. t y d xx y perfis U = altura = largura das mesas = espessura média das mesas = espessura da alma = área bruta = momento de inércia em relação ao eixo x = módulo de resistência elástico em relação ao eixo x = raio de giração em relação ao eixo x = módulo de resistência plástico em relação ao eixo x = momento de inércia em relação ao eixo y = módulo de resistência elástico em relação ao eixo y = raio de giração em relação ao eixo y = módulo de resistência plástico em relação ao eixo y = constante de torção = constante de empenamento A .2 . P e r fis U tw bf tf (médio) dG xx xg y y d bf tf tw Ag = posição do centro geométrico G na direcão do xxg I x Wx r x Z x I y Wy r y Z y J C w Designação (mm x kg/m) d (mm) bf (mm) tw (mm) tf (mm) xg (mm) Ag (cm2) Massa (kg/m) Eixo x Eixo y J (cm4) Cw (cm6)Ix (cm4) Wx (cm3) rx (cm) Zx (cm3) Iy (cm4) Wy (cm3) ry (cm) Zy (cm3) U 76,2 x 6,11 76,2 35,8 4,32 6,9 11,1 7,78 6,11 68,9 18,1 2,98 21,3 8,2 3,32 1,03 7,35 1,1 65,4 U 76,2 x 7,44 38,0 6,55 11,1 9,48 7,44 77,2 20,3 2,85 24,5 10,3 3,82 1,04 8,45 1,5 78,4 U 76,2 x 8,93 40,5 9,04 11,6 11,4 8,93 86,3 22,7 2,75 28,2 12,7 4,39 1,06 9,73 3,1 104 U 101,6 x 7,95 101,6 40,1 4,57 7,5 11,6 10,1 7,95 159,5 31,4 3,97 36,9 13,1 4,61 1,14 10,5 1,4 193 U 101,6 x 9,30 41,8 6,27 11,5 11,9 9,30 174,4 34,3 3,84 41,3 15,5 5,10 1,14 11,4 2,6 251 U 101,6 x 10,80 43,7 8,13 11,7 13,7 10,80 190,6 37,5 3,73 46,1 18,0 5,61 1,15 12,6 3,5 283 U 152,4 x 12,20 152,4 48,8 5,08 8,7 13,0 15,5 12,20 546 71,7 5,94 84,2 28,8 8,16 1,36 18,6 2,9 1.040 U 152,4 x 15,60 51,7 7,98 12,7 19,9 15,60 632 82,9 5,63 101 36,0 9,24 1,34 21,1 5,9 1.420 U 152,4 x 19,40 54,8 11,1 13,1 24,7 19,40 724 95,0 5,42 119 43,9 10,5 1,33 24,6 9,6 1.610 U 152,4 x 23,10 57,9 14,2 13,8 29,4 23,10 815 107,0 5,27 137 52,4 11,9 1,33 28,7 18,4 2.040 U 203,2 x 17,10 203,2 57,4 5,59 9,9 14,5 21,8 17,10 1.356 133,4 7,89 157 54,9 12,8 1,59 29,7 5,9 3.880 U 203,2 x 20,50 59,5 7,70 14,1 26,1 20,50 1.503 147,9 7,60 179 63,6 14,0 1,56 32,2 7,7 4.420 U 203,2 x 24,20 61,8 10,03 14,0 30,8 24,20 1.667 164,0 7,35 203 72,9 15,3 1,54 35,5 11,9 5.160 U 203,2 x 27,90 64,2 12,37 14,4 35,6 27,90 1.830 180,1 7,17 227 82,5 16,6 1,52 39,4 17,7 5.720 U 203,2 x 31,60 66,5 14,71 14,9 40,3 31,60 1.990 196,2 7,03 251 92,6 17,9 1,52 43,8 26,4 6.250 U 254,0 x 22,70 254,0 66,0 6,10 11,1 16,1 29,0 22,70 2.800 221 9,84 260 95,1 19,0 1,81 44,5 9,9 10.900 U 254,0 x 29,80 69,6 9,63 15,4 37,9 29,80 3.290 259 9,31 317 117,0 21,6 1,76 50,5 15,1 13.100 U 254,0 x 37,20 73,3 13,40 15,7 47,4 37,20 3.800 299 8,95 378 139,7 24,3 1,72 58,4 29,5 16.300 U 254,0 x 44,70 77,0 17,10 16,5 56,9 44,70 4.310 339 8,70 437 164,2 27,1 1,70 68,0 51,5 18.400 U 254,0 x 52,10 80,8 20,80 17,6 66,4 52,10 4.820 379 8,52 497 191,7 30,4 1,70 79,5 89,0 22.400 U 304,8 x 30,70 304,8 74,7 7,11 12,7 17,7 39,1 30,70 5.370 352 11,7 416 161,1 28,3 2,03 65,6 17,8 27.100 U 304,8 x 37,20 77,4 9,83 17,1 47,4 37,20 6.010 394 11,3 479 186,1 30,9 1,98 71,4 23,3 30.900 U 304,8 x 44,70 80,5 13,00 17,1 56,9 44,70 6.750 443 10,9 552 214 33,7 1,94 79,5 35,3 35.000 U 304,8 x 52,10 83,6 16,10 17,6 66,4 52,10 7.480 491 10,6 624 242 36,7 1,91 89,0 58,1 40.900 U 304,8 x 59,60 86,7 19,20 18,3 75,9 59,60 8.210 539 10,4 696 273 39,8 1,90 100,0 87,7 44.800 U 381,0 x 50,40 381,0 86,4 10,20 16,5 20,0 64,2 50,40 13.100 688 14,3 828 338 51,0 2,30 114,4 43,3 84.500 U 381,0 x 52,10 86,9 10,70 19,9 66,4 52,10 13.360 701 14,2 847 347 51,8 2,29 116,0 45,5 86.500 U 381,0 x 59,50 89,4 13,20 19,8 75,8 59,50 14.510 762 13,8 937 387 55,2 2,25 124,8 58,5 95.100 U 381,0 x 67,00 91,9 15,70 19,9 85,3 67,00 15.650 822 13,5 1.028 421 58,5 2,22 134,9 83,3 108.000 U 381,0 x 74,40 94,4 18,20 20,3 94,8 74,40 16.800 882 13,3 1.119 460 62,0 2,20 146,1 110,0 116.000 U 381,0 x 81,90 96,9 20,70 22,1 104,8 81,90 17.950 942 13,1 1.209498 66,5 2,18 158,5 155,0 132.000 Nota: Zx e Zy foram determinados com base na espessura média das mesas. cantoneiras de abas iguais Série baseada em polegadas b = largura das abas t = espessura das abas xg = posição do centro geométrico G na direção do eixo x1 yg = posição do centro geométrico G na direção do eixo y1 Ag = área bruta Ix1 = momento de inércia em relação ao eixo x1 Wx1 = módulo de resistência elástico em relação ao eixo x1 Zx1 = módulo de resistência plástico em relação ao eixo x1 rx1 = raio de giração em relação ao eixo x1 Iy1 = momento de inércia em relação ao eixo y1 Wy1 = módulo de resistência elástico em relação ao eixo y1 ry1 = raio de giração em relação ao eixo y1 ry = raio de giração em relação ao eixo y (mínimo) J = constante de torção A.3.1. Série baseada em polegadas xg yg b b G y1 y ty1 x1x1 y (eixo de menor inércia) Designação (mm x mm) b (mm) t (mm) xg = yg (mm) Ag (cm2) Massa (kg/m) Ix1 = Iy1 (cm4) Wx1 = Wy1 (cm3) Zx1 = Zy1 (cm3) rx1 = ry1 (cm) ry (cm) J (cm4) L 12,70 x 3,17 12,70 3,17 4,3 0,70 0,55 0,10 0,11 0,21 0,37 0,25 0,024 L 15,88 x 3,17 15,88 3,17 5,1 0,90 0,71 0,20 0,19 0,33 0,47 0,37 0,030 L 19,05 x 3,17 19,05 3,17 5,9 1,11 0,87 0,36 0,27 0,49 0,57 0,38 0,037 L 22,20 x 3,17 22,20 3,17 6,6 1,32 1,04 0,58 0,38 0,69 0,66 0,46 0,044 L 25,40 x 3,17 25,40 3,17 7,6 1,48 1,19 0,83 0,49 0,91 0,79 0,48 0,051 L 25,40 x 4,76 25,40 4,76 8,1 2,19 1,73 1,25 0,66 1,30 0,76 0,48 0,17 L 25,40 x 6,35 25,40 6,35 8,6 2,84 2,22 1,66 0,98 1,65 0,76 0,48 0,38 L 31,75 x 3,17 31,75 3,17 8,9 1,95 1,50 1,67 0,82 1,45 0,97 0,64 0,064 L 31,75 x 4,76 31,75 4,76 9,7 2,77 2,20 2,50 1,15 2,09 0,97 0,61 0,21 L 31,75 x 6,35 31,75 6,35 10,2 3,62 2,86 3,33 1,47 2,68 0,94 0,61 0,49 L 38,10 x 3,17 38,10 3,17 10,7 2,32 1,83 3,33 1,15 2,12 1,17 0,76 0,078 L 38,10 x 4,76 38,10 4,76 11,2 3,42 2,68 4,58 1,64 3,07 1,17 0,74 0,26 L 38,10 x 6,35 38,10 6,35 11,9 4,45 3,48 5,83 2,13 3,96 1,15 0,74 0,60 L 44,45 x 3,17 44,45 3,17 12,2 2,71 2,14 5,41 1,64 2,92 1,40 0,89 0,091 L 44,45 x 4,76 44,45 4,76 13,0 4,00 3,15 7,50 2,30 4,25 1,37 0,89 0,30 L 44,45 x 6,35 44,45 6,35 13,5 5,22 4,12 9,57 3,13 5,50 1,35 0,86 0,70 L 50,80 x 3,17 50,80 3,17 14,0 3,10 2,46 7,91 2,13 3,85 1,60 1,02 0,10 L 50,80 x 4,76 50,80 4,76 14,5 4,58 3,63 11,70 3,13 5,62 1,58 1,02 0,35 L 50,80 x 6,35 50,80 6,35 15,0 6,06 4,74 14,60 4,10 7,29 1,55 0,99 0,81 L 50,80 x 7,94 50,80 7,94 15,5 7,42 5,83 17,50 4,91 8,87 1,53 0,99 1,56 L 50,80 x 9,52 50,80 9,52 16,3 8,76 6,99 20,00 5,73 10,37 1,50 0,99 2,65 (continua ) L 63,50 x 4,76 63,50 4,76 17,5 5,80 4,57 23,00 4,91 8,93 1,98 1,24 0,44 L 63,50 x 6,35 63,50 6,35 18,3 7,67 6,10 29,00 6,40 11,64 1,96 1,24 1,03 L 63,50 x 7,94 63,50 7,94 18,8 9,48 7,44 35,00 7,87 14,24 1,93 1,24 1,98 L 63,50 x 9,52 63,50 9,52 19,3 11,16 8,76 41,00 9,35 16,72 1,91 1,22 3,38 L 76,20 x 4,76 76,20 4,76 20,8 7,03 5,52 40,00 7,21 13,01 2,39 1,50 0,53 L 76,20 x 6,35 76,20 6,35 21,3 9,29 7,29 50,00 9,50 17,02 2,36 1,50 1,25 L 76,20 x 7,94 76,20 7,94 22,1 11,48 9,07 62,00 11,60 20,89 2,34 1,50 2,41 L 76,20 x 9,52 76,20 9,52 22,6 13,61 10,71 75,00 13,60 24,59 2,31 1,47 4,11 L 76,20 x 12,70 76,20 12,70 23,6 17,74 14,00 91,00 18,00 31,66 2,29 1,47 9,54 L 88,90 x 6,35 88,90 6,35 24,6 10,90 8,56 83,70 13,00 23,42 2,77 1,76 1,46 L 88,90 x 7,94 88,90 7,94 25,2 13,50 10,59 102,00 16,00 28,81 2,75 1,75 2,83 L 88,90 x 9,52 88,90 9,52 25,8 16,00 12,58 121,00 19,20 34,00 2,75 1,75 4,84 L 101,60 x 6,35 101,60 6,35 27,7 12,51 9,81 125,00 16,40 30,85 3,17 2,00 1,68 L 101,60 x 7,94 101,60 7,94 28,4 15,48 12,19 154,00 21,30 38,02 3,15 2,00 3,26 L 101,60 x 9,52 101,60 9,52 29,0 18,45 14,57 183,00 24,60 44,94 3,12 2,00 5,57 L 101,60 x 11,11 101,60 11,11 29,5 21,35 16,80 208,00 29,50 51,72 3,12 1,98 8,78 L 101,60 x 12,70 101,60 12,70 30,0 24,19 19,03 233,00 32,80 58,31 3,10 1,98 13,01 L 127,00 x 6,35 127,00 6,35 34,1 15,73 12,34 252,00 27,10 48,77 4,00 2,53 2,11 L 127,00 x 7,94 127,00 7,94 34,7 19,50 15,31 308,00 33,40 60,27 3,97 2,53 4,11 L 127,00 x 9,52 127,00 9,52 35,3 23,29 18,30 362,00 39,50 71,43 3,94 2,51 7,03 L 127,00 x 11,11 127,00 11,11 35,8 26,96 23,52 417,00 45,70 82,41 3,93 2,50 11,10 L 127,00 x 12,70 127,00 12,70 36,3 30,64 24,10 470,00 52,50 93,15 3,91 2,49 16,48 L 127,00 x 15,88 127,00 15,88 37,6 37,80 29,80 566,00 64,00 113,93 3,86 2,46 31,79 L 152,40 x 9,52 152,40 9,52 41,70 28,10 22,20 641,00 57,40 104,07 4,78 3,02 8,49 L 152,40 x 12,70 152,40 12,70 42,70 37,09 29,20 828,00 75,40 136,17 4,72 3,00 19,94 L 152,40 x 15,88 152,40 15,88 43,90 45,86 36,00 1.007,0 93,50 167,09 4,67 2,97 38,57 L 152,40 x 19,05 152,40 19,05 45,20 54,44 42,70 1.173,0 109,90 196,81 4,65 2,97 65,85 L 203,20 x 15,88 203,20 15,88 56,60 62,90 48,70 2.472,4 168,90 304,15 6,31 4,01 52,13 L 203,20 x 19,05 203,20 19,05 57,90 73,81 57,90 2.901,1 199,90 359,71 6,27 3,99 89,26 Nota: Z e J foram calculados considerando dois retângulos de espessura t, um com largura b e outro (b-t ). (continuação ) Designação (mm x mm) b (mm) t (mm) xg = yg (mm) Ag (cm2) Massa (kg/m) Ix1 = Iy1 (cm4) Wx1 = Wy1 (cm3) Zx1 = Zy1 (cm3) rx1 = ry1 (cm) ry (cm) J (cm4) L 40,00 x 3,00 40,00 3,00 11,1 2,31 1,87 3,58 1,24 2,23 1,24 0,79 0,069 L 40,00 x 4,00 40,00 4,00 11,5 3,08 2,42 4,47 1,55 2,91 1,22 0,79 0,16 L 40,00 x 5,00 40,00 5,00 11,8 3,75 3,00 5,56 1,97 3,56 1,22 0,79 0,31 L 45,00 x 3,00 45,00 3,00 12,3 2,61 2,12 5,16 1,58 2,85 1,41 0,89 0,078 L 45,00 x 4,00 45,00 4,00 12,8 3,44 2,77 6,67 2,07 3,72 1,39 0,89 0,18 L 45,00 x 5,00 45,00 5,00 14,0 4,30 3,38 7,84 2,43 4,56 1,35 0,87 0,35 L 50,00 x 3,00 50,00 3,00 13,5 2,91 2,36 7,15 1,96 3,54 1,57 0,99 0,087 L 50,00 x 4,00 50,00 4,00 14,0 3,84 3,09 9,26 2,57 4,63 1,55 0,99 0,20 L 50,00 x 5,00 50,00 5,00 14,2 4,80 3,77 11,00 3,05 5,68 1,54 0,97 0,40 L 50,00 x 6,00 50,00 6,00 15,6 5,69 4,47 12,80 3,72 6,70 1,51 0,97 0,68 L 60,00 x 4,00 60,00 4,00 16,5 4,64 3,64 16,31 3,75 6,75 1,88 1,19 0,25 L 60,00 x 5,00 60,00 5,00 16,4 5,82 4,57 19,40 4,45 8,31 1,82 1,17 0,48 L 60,00 x 6,00 60,00 6,00 18,2 6,91 5,42 22,80 5,29 9,82 1,82 1,17 0,82 L 65,00 x 4,00 65,00 4,00 17,7 5,04 3,96 20,90 4,42 7,96 2,03 1,29 0,27 L 65,00 x 5,00 65,00 5,00 17,7 6,34 4,98 24,70 5,20 9,81 2,01 1,28 0,52 L 65,00 x 6,00 65,00 6,00 18,4 7,44 5,91 30,00 6,44 11,61 2,01 1,28 0,89 L 75,00 x 5,00 75,00 5,00 20,2 7,27 5,71 38,70 7,06 13,19 2,31 1,48 0,60 L 75,00 x 6,00 75,00 6,00 20,5 8,72 6,87 45,70 8,40 15,63 2,30 1,48 1,04 L 75,00 x 7,00 75,00 7,00 20,9 10,10 7,92 52,60 9,73 18,01 2,28 1,46 1,63 L 75,00 x 8,00 75,00 8,00 21,4 11,40 8,95 59,00 11,00 20,34 2,28 1,45 2,42 L 75,00 x 9,00 75,00 9,00 22,3 12,70 10,03 66,40 12,60 22,62 2,29 1,48 3,43 L 75,00 x 10,0 75,00 10,0 22,5 14,00 11,06 72,50 13,80 24,84 2,28 1,48 4,67 L 76,00 x 5,00 76,00 5,00 20,8 7,35 5,84 41,50 7,52 13,55 2,38 1,50 0,61 L 80,00 x 5,00 80,00 5,00 21,8 7,75 6,08 48,60 8,35 15,06 2,50 1,59 0,65 L 80,00 x 6,00 80,00 6,00 22,2 9,24 7,25 57,30 9,91 17,86 2,49 1,58 1,11 (continua ) Série métrica b = largura das abas t = espessura das abas xg = posição do centro geométrico G na direção do eixo x1 yg = posição do centro geométrico G na direção do eixo y1 Ag = área bruta Ix1 = momento de inércia em relação ao eixo x1 Wx1 = módulo de resistência elástico em relação ao eixo x1 Zx1 = módulo de resistência plástico em relação ao eixo x1 rx1 = raio de giração em relação ao eixo x1 Iy1 = momento de inércia em relação ao eixo y1 Wy1 = módulo de resistência elástico em relação ao eixo y1 ry1 = raio de giração em relação ao eixo y1 ry = raio de giração em relação ao eixo y (mínimo) J = constante de torção A.3.1. Série métrica xg yg b G y1 y b t y (eixo de menor inércia) y1 x1x1 Zy 1 = módulo de resistência plástico em relação ao eixo y1 L 80,00 x 7,00 80,00 7,00 22,1 10,80 8,49 64,20 11,10 20,60 2,44 1,57 1,75 L 80,00 x 8,00 80,00 8,00 22,6 12,30 9,66 72,30 12,60 23,28 2,42 1,55 2,59 L 80,00 x 9,00 80,00 9,00 23,4 13,60 10,74 81,50 14,40 25,902,45 1,58 3,67 L 80,00 x 10,0 80,00 10,0 33,7 15,00 11,85 89,00 15,80 28,47 2,44 1,58 5,00 L 80,00 x 12,0 80,00 12,0 24,3 17,80 14,01 103,00 18,50 33,44 2,41 1,58 8,52 L 90,00 x 6,00 90,00 6,00 24,1 10,60 8,30 80,30 12,20 22,78 2,76 1,78 1,25 L 90,00 x 7,00 90,00 7,00 25,1 12,10 9,50 94,80 14,60 26,31 2,80 1,78 1,98 L 90,00 x 8,00 90,00 8,00 25,0 13,90 10,90 104,00 16,10 29,76 2,74 1,76 2,94 L 100,0 x 6,00 100,0 6,00 27,2 11,64 9,14 114,40 15,70 28,30 3,13 1,99 1,40 L 100,0 x 7,00 100,0 7,00 26,9 13,70 10,70 128,00 17,50 32,72 3,06 1,97 2,21 L 100,0 x 8,00 100,0 8,00 27,4 15,50 12,20 145,00 19,90 37,05 3,06 1,96 3,28 L 100,0 x 9,00 100,0 9,00 28,3 17,20 13,50 164,30 22,90 41,30 3,09 1,97 4,64 Nota: Z e J foram calculados considerando dois retângulos de espessura t, um com largura b e outro (b-t ). (continuação ) B) Closed Cross Sections Hollow Structural Sections (HSS), Round St. Venant torsional constant: ( )[ ]44 2 32 2 tddIJ −−== π where d is the outer diameter, I is the moment of inertia, and t is the wall thickness. The warping constant Cw is taken equal to zero. Shear constant: Q ItCRT 2 = ( )[ ]44 2 64 tddI −−= π ( )22 463 6 ttddtQ +−= Fig. 7 Hollow Structural Sections (HSS), Square and Rectangular A conservative estimate of the St. Venant torsional constant is given by: p tA J P 24 ≈ Mid-contour length: ( ) ( )[ ] ( )π−−−+−= 422 CRtbtdp Enclosed area: ( )( ) ( )π−−−−= 42CP RtbtdA Mean corner radius: t RR R iOC 5.12 ≈ + = where d and b are the outside dimensions, and t is the wall thickness. RO and Ri are the outer and inner corner radii taken equal to 2t and t, respectively. The warping constant Cw is usually taken equal to zero. Fig. 8 An approximate expression for the shear constant is given by Stelco (1981): ( )thtCRT 42 −≈ where h is the outer section dimension in the direction of the applied shear force.