ESTRUTURA METÁLICA - SLIDE

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ESTRUTURAS METÁLICAS
PRINCIPAL NORMA: ABNT NBR 8800:2008
INTRODUÇÃO
SISTEMAS ESTRUTURAIS
PRINCIPAIS COMPONENTES
TIRANTES OU ELEMENTOS 
TRACIONADOS
PILARES OU ELEMENTOS 
COMPRIMIDOS
VIGAS OU ELEMENTOS 
FLETIDOS E COMPRIMIDOS
TRELIÇAS
LAJES STEEL DECK
CONTRAVENTAMENTOS
VANTAGENS E DESVANTAGENS
vantagens DESVANTAGENS
Resistência 
Mecânica
Prazo de 
Execução
Lucro 
Antecipado
Redução do 
Peso
Redução nas 
dimensões 
das Peças
Reutilização
ALTO CUSTO
CORROSÃO
TRATAMENTOS 
ESPECIAIS
INSTABILIDADE
De acordo com a NBR 8800:2008, as constantes físicas que 
podem ser adotadas para finalidade estrutural são:
Módulo de Elasticidade: E = 200.000 Mpa
Coeficiente de Poisson: 0,30
Módulo de Elasticidade Transversal: G = 77.000 Mpa
Coeficiente de Dilatação Térmica: 1,20 x 10-5°C-1
Massa Específica: 7.850 Kg/m³
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
DUCTILIDADE
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
FRAGILIDADE
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
Tenacidade
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
Plasticidade
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
FADIGA
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
DUREZA
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
TEMPERATURA
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
CORROSÃO
PROPRIEDADES MECÂNICA 
DO AÇO
AÇOS ESTRUTURAIS
FERRO SUPERIOR A 95% E CARBONO MÁXIMO 
DE 0.29%
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO 
AÇO
A quantidade de Carbono altera as 
características do aço? SIM!!!!!!!!!!!
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO 
AÇO
TIPOS DE AÇO
NBR 8800:2008
Fy = 450 MPa Fu/Fy >= 1.18
AÇOS MAIS COMUNS:
✓ Aços-carbono;
✓ Aços de baixa liga sem tratamento térmico;
✓ Aços de alta resistência e Baixa liga com 
tratamento térmico;
TIPOS DE AÇO
TIPOS DE AÇO
✓ LAMINADOS (ABNT NBR 8800:2008)
✓ SOLDADOS(ABNT NBR 8800:2008)
✓ CHAPA DOBRADA (ABNT NBR 14762:2001)
TIPOS DE PERFIS
PERFIS LAMINADOS:
✓ PERFIL I
✓ PERFIL H
✓ PERFIL L
✓ PERFIL U
✓ CHAPAS
TIPOS DE PERFIS
PERFIS LAMINADOS:
✓ W 510 X 50 = ALTURA 510
e massa linear de 50 kg/m
TIPOS DE PERFIS
A DIFERENÇA ENTRE PERFIS I E H? 
QUAL É?
TIPOS DE PERFIS
PERFIS SOLDADOS:
✓ Perfil CS - Colunas Soldadas
✓ Perfil VS – Vigas Soldadas
✓ Perfil CVS – Colunas e Vigas Soldadas
✓ Perfil VSM – Vigas Soldadas Monossimetricas
TIPOS DE PERFIS
PERFIS LAMINADO x PERFIS SOLDADO
- Padrões nas dimensões x Maior Liberdade
- Menor Custo x Maior Custo
TIPOS DE PERFIS
PERFIS DE CHAPA DOBRADA OU FORMADOS A 
FRIO:
FORMAS:
• L, U, EU, Z, ZE...
➢ Problemas de instabilidade;
TIPOS DE PERFIS
✓ GERDAU
✓ CSN
✓ USIMINAS
FABRICANTES
DEVEMOS OBSERVAR:
❑ ESFORÇOS DE TRAÇÃO SIMPLES
❑ ESFORÇOS DE COMPRESSÃO SIMPLES
❑ ESFORÇOS DE FLEXÃO
ESCOLHA DOS PERFIS
✓MÉTODOS DOS ESTADOS LIMITES
✓MÉTODOS DA TENSÕES ADMISSÍVEIS
METODOLOGIAS DE 
CÁLCULO
✓MÉTODOS DOS ESTADOS LIMITES
➢ Recomendado pela ABNT NBR 8800/2008;
➢ SE TRABALHA COM MAJORAÇÃO DE CARGAS (VALE OBSERVAR O ESTADO 
LIMITE);
➢ CALCULAR A CARGA ATUANTE E MANTEM COM UM COEFICIENTE DE 
CARGA MENOR QUE O COEFICIENTE DE SEGURANÇA.
METODOLOGIAS DE 
CÁLCULO
✓MÉTODOS DA TENSÕES ADMISSÍVEIS
➢ Adotado pela AISC;
➢ APLICAMOS NA CARGA UMA TENSÃO ADMISSÍVEL QUE É SEMPRE MENOR 
QUE A TENSÃO ULTIMA DA PEÇA.
EX: ELEVADOR QUE SUPORTA MAIS DE 1200 KG, NORMALMENTE TRABALHA 
COM 600 KG POR QUESTÕES DE SEGURANÇA
METODOLOGIAS DE 
CÁLCULO
➢ESFORÇO ATUANTE DIFERENTE DE 
CARGA ATUANTE!!
METODOLOGIAS DE 
CÁLCULO
➢ESTADO LIMITE DE SERVIÇO (ELS)
➢ESTADO LIMITE ÚLTIMO (ELU)
DIFERENÇAS ENTRE 
ESTADOS LIMITES
➢ ESTADO LIMITE ÚLTIMO (ELU): ocorrências de cargas 
excessivas e consequente colapso estrutural.
• FLAMBAGEM
• FADIGA
• RUPTURA DE UMA LIGAÇÃO
• COLAPSO DA ESTRUTURA
DIFERENÇAS ENTRE 
ESTADOS LIMITES
➢ ESTADO LIMITE DE SERVIÇO (ELS): ASSOCIADOS A 
CARGAS EM SERVIÇO E CORRESPONDEM A CONDIÇÕES 
ONDE A ESTRUTURA ESTÁ TRABALHANDO DE FORMA 
DIFERENTE A PLANEJADA A QUAL ESTÁ DESTINADA.
• DESLOCAMENTOS EXCESSIVOS;
• VIBRAÇÕES QUE CAUSAM DESCONFORTO;
• CORROSÃO E FISSURAÇÃO.
DIFERENÇAS ENTRE 
ESTADOS LIMITES
VERIFICAÇÃO DA ESTRUTURA: Rd = Rk/γ
γ = Coeficiente de Segurança
Condições de Segurança:
Rd >= Sd
Rd = Resistência de Projeto
Sd = Solicitação de Projeto
PROJETO NOS ESTADOS 
LIMITES
TODAS AS CARGAS SOLICITANTES POSSUEM FATORES DE MAJORAÇÃO:
VALORES DE COEFICIENTES DE SEGURANÇA PARA AÇÕES PERMANENTES
PROJETO NOS ESTADOS LIMITES
VALORES DE COEFICIENTES DE SEGURANÇA PARA AÇÕES VARIÁVEIS
PROJETO NOS ESTADOS LIMITES
Observações da ABNT NBR 8800/2008:
PROJETO NOS ESTADOS LIMITES
✓PERMANENTES (G)
✓VARIÁVEIS(Q)
✓EXCEPCIONAIS(E)
AÇÕES NAS ESTRUTURAS
COMBINAÇÕES DE AÇÕES
COMBINAÇÕES E.L.U:
COMBINAÇÕES DE AÇÕES
COMBINAÇÕES E.L.S:
COMBINAÇÕES DE AÇÕES
VAMOS A PRÁTICA!!!
Uma Viga Metálica da cobertura de um edifício Comercial está sujeita as seguintes cargas:
• Cargas Permanentes:
✓ Peso próprio da viga metálica – 0.9 KN/m
✓ Peso próprio das telhas – 0.50 KN/m
• Cargas Variáveis:
✓ Sobrecarga de cobertura (Para baixo) – 2.5 KN/m
✓ Ação do vento a 0º (Para Cima) – 3 KN/m
✓ Ação do vento a 90º (Para Cima) – 4 KN/m
Quais são as hipóteses que podem ocorrer para o ELS e o ELU?
UNIDADES USUAIS
• Cargas e Esforços: KN EX: 1 KN = 100 KG = 0.1 T
• Cargas distribuídas na superfície: KN/m² (NBR 6120)
• Cargas em Superfícies de Vigas Linearmente Distribuídas: KN/cm 
• Dimensões dos Perfis e Peças: mm
• Momento Fletor: KN.cm
Propriedades Geométricas:
• Momento de Inércia: cm4
• Área da Seção: cm²
• Raio de Giração: cm
• Módulo de Resistência: cm³
ABNT NBR 6120/2019
ABNT NBR 6120/2019
ABNT NBR 6120/2019
ABNT NBR 6120/2019
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ABNT NBR 6120/2019
ABNT NBR 6120/2019
ABNT NBR 6120/2019
CARGAS LINEARES
CARGA TOTAL: CARGA CALCULADA (Q) X DISTÂNCIA DO VÃO A SER APLICADO X ÁREA DE 
INFLUÊNCIA 
CARGA LINEAR: CARGA TOTAL / VÃO A SER APLICADO A CARGA
EXERCÍCIO PROPOSTO
Vamos determinar as cargas solicitantes de projeto que vão ser expressas em KN/m² de um pavimento
intermediário de uma edificação, montada em estrutura de aço com peso próprio estimado em 50 kg/m²,
com piso em vigotas e blocos de EPS com H16, contrapiso de regularização de 4 cm e piso cerâmico
com espessura de 1 cm.
EXERCÍCIO PROPOSTO
Determinar as cargas distribuídas em um pórtico de uma cobertura para uma edificação, coberto com
telhas de fibrocimento a carga de vento já é conhecida e tem valor de 0.80 KN/m² de Sucção na
cobertura. Os pórticos possuem 8 m de distância entre si e não possuem paredes entre cada pórtico, o
Peso estimado da estrutura da cobertura apoiada sobre o pórtico será de 4 Kg/m² e o das vigas do
pórtico de 45 kg/m.