Engenharia Civil - AçoMadeiras - Aula 1

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PROFESSOR: BRUNO BICA, ME.
Estrutura de aço e 
madeira
ESTRUTURAS DE CONCRETO
AULA 01: APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Temas da aula
• BREVE HISTÓRICO DO AÇO
• SISTEMAS ESTRUTURAIS
• PROPRIEDADES
• TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS
SISTEMAS 
ESTRUTURAIS
BREVE HISTÓRICO 
SOBRE CONCRETO
PROPRIEDADES TIPOS DE AÇOS 
ESTRUTURAIS
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA
HISTÓRICO DO AÇO
Aço é uma liga ferro-carbono
• Teor de carbono varia de 0,008% até 2,11%.
• Resistência à compressão e tração: 300 até
1200 MPa.
• Elevada resistência através de tratamentos
térmicos ou conformatação.
• Composição quimica: aço-carbono ou aço-liga
• Diferentes empregos para diferentes
características.
HISTÓRICO DO AÇO
Ponte Coalbrookdale, Inglaterra(1779)
30 m de vão
• O primeiro material siderúrgico empregado na construção foi o ferro fundido
• Os elementos treliçados trabalhavam à compressão;
Ponte sobre o rio Paraíba do Sul, Rio de Janeiro 
30 m de vão (1857)
HISTÓRICO DO AÇO
• Meados de XIX ferro forjado passa a ser mais utilizado 
devido à segurança.
• Obras mais comuns: pontes ferroviárias em treliça de 
ferro forjado.
• Necessidade melhores materiais!!!
Ponte do Brooklyn (1883)
Necessidade melhores materiais!!!
HISTÓRICO DO AÇO
Fornalha de Bessemer
Inglaterra
• O aço era um material economicamente inviável $$$$
• Henry Bessemer, em 1856, cria um forno que permitiu produzir em larga escala
(1860~1870)
• O aço ganha espaço
Processo Siemens-Martin - Laminadores
(1867)
HISTÓRICO DO AÇO
Uso do aço no Brasil cresceu depois ds Segunda Guerra
• Até meados do século XX: construções quase exclusivamente de aço-carbono, cerca 
de 370 MPa.
• 1950: uso de aços com maiores resistências
HISTÓRICO DO AÇO
Langkawi Sky Bridge – MalásiaLangkawi Sky Bridge – Malásia
HISTÓRICO DO AÇO
Langkawi Sky Bridge – MalásiaAqueduto Magdeburg Alemanha
HISTÓRICO DO AÇO
Langkawi Sky Bridge – MalásiaPonte Mauricio de Nassau (1643)
HISTÓRICO DO AÇO
Langkawi Sky Bridge – MalásiaPonte de Ferro Blumenau
HISTÓRICO DO AÇO
Langkawi Sky Bridge – MalásiaHercílio Luz (1926)
HISTÓRICO DO AÇO
Langkawi Sky Bridge – MalásiaHercílio Luz (2021)
TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS
Segundo a composição química, os aços utilizados em estruturas são divididos em dois
grupos: aços-carbono e aços de baixa liga. Os dois tipos podem receber tratamentos
térmicos que modificam suas propriedades mecânicas.
Aço carbono 
O aumento de resistência em relação ao ferro puro é produzido pelo carbono e, em 
menor escala, pelo manganês.
TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS
Aço carbono 
O aumento de teor de carbono eleva a resistência do aço, porém diminui a sua
ductilidade (capacidade de se deformar), o que conduz a problemas na soldagem.
Em estruturas usuais de aço, utilizam-se aços com baixo teor de carbono, que podem
ser soldados sem precauções especiais.
TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS
Aço carbono 
Os principais tipos de aço-carbono usados em estruturas, segundo os padrões da ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas), da ASTM (American Society for Testing and
Materiais) e das normas europeias EN:
(ver também Tabelas A l .4 a A 1 .5, Anexo A) .
TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS
Baixa liga
Os aços de baixa liga são aços-carbono acrescidos de elementos de liga (cromo colúmbio,
cobre, manganês, molibdênio, níquel, fósforo, vanádio, zircônio), os quais melhoram
algumas propriedades mecânicas.
PADRONIZAÇÃO ABNT
Segundo a especificação N B R 7007 - Aços para perfis laminados para uso estrutural da
ABNT, os aços podem ser enquadrados nas seguintes categorias, designadas a partir do
limite de escoamento de aço fy:
MR250, aço de média resistência ( fy = 250 MPa; fu = 400 MPa)
AR350, aço de alta resistência ( fy = 350 MPa; fu = 450 MPa)
AR-COR4 1 5 , aço de alta resistência (fy= 415 MPa; fu = 520 MPa), resistente à 
corrosão.
O aço MR250 corresponde ao aço ASTM A36.
NOMENCLATURA SAE
Para os aços utilizados na indústria mecânica e por vezes também em construções civis
emprega-se a nomenclatura da Society of Automotive Engineers (SAE), a qual se baseia em
quatro dígitos.
O primeiro representa o elemento ou liga característica do aço
NOMENCLATURA SAE
Os dois últimos dígitos representam uma porcentagem de carbono em 0,0 1 %. Os dígitos
intermediários restantes (em geral um só dígito) representam a porcentagem aproximada 
do elemento de liga predominante. Por exemplo:
Aço SAE 1 020 (aço-carbono, com 0,20% de carbono)
Aço SAE 2320 (aço-níquel, com 3,5% de níquel e 0,20% de carbono).
PROPRIEDADES DO AÇO
Elevada resistência mecânica
Fonte: Fakury (2017)
• Maior índice de resistência (razão entre resistência e peso específico).
• Elementos estruturais com menor seção transversal.
PROPRIEDADES DO AÇO
Ductilidade
Fonte: Fakury (2017)
• Resistente ao impacto e a concentração de tensões (redistribuição pelo
elemento).
• Altas deformações sob ação de cargas (def de ruptura entre 15 a 40%). Grande
deformação plástica
PROPRIEDADES DO AÇO
Fragilidade
Fonte: Fakury (2017)
• Oposto da ductilidade. Aço pode se tornar frágil devido agentes externos.
• Se rompe bruscamente, sem aviso prévio.
• Pode ser analisado por dois aspectos: inicio da fratura e propagação.
(a) rompimento altamente ductil
(b) rompimento dúctil
(c) rompimento frágil
PROPRIEDADES DO AÇO
Fragilidade
Fonte: Fakury (2017)
• Oposto da ductilidade. Aço pode se tornar frágil devido agentes externos.
• Se rompe bruscamente, sem aviso prévio.
• Pode ser analisado por dois aspectos: inicio da fratura e propagação.
(a) rompimento altamente ductil
(b) rompimento dúctil
(c) rompimento frágil
PROPRIEDADES DO AÇO
Dureza
Fonte: Fakury (2017)
• Resistência ao risco ou abrasão
Efeito de temperatura
• Temperaturas > 100 ºC tendem a eliminar o limite de esocamento bem definido ( tensão x
deformação fica arredondado)
• Temperatura elevada: reduz resistência de escoamento, de ruptura e módulo E
• 250 a 300 ºC: fluência
PROPRIEDADES DO AÇO
Resiliência e Tenacidade
Fonte: Fakury (2017)
• Capacidade de absorver energia em regime elástico
• Capacidade de abosrver energia total (elástico + plástico)
Fadiga
• Quando o aço trabalha sob efeitos de esforços repetidos pode haver ruptura em tensões
menores que as obtidas em ensaios com cargas estáticas.
• Importante para dimensionamentos de peças sob ação dinâmica (pontes, peças
mecânicas)
PROPRIEDADES DO AÇO
Elevado grau de confiança
Fonte: Fakury (2017)
Canteiro menor, mais limpo e organizado
Facilidade reforço e ampliação
Reciclagem e reaproveitamento
Rápida execução
SISTEMAS ESTRUTURAIS 
Elementos estruturais
• BARRAS
Eixos
Vigas e pilares
Escoras
SISTEMAS ESTRUTURAIS 
Elementos estruturais
• Solicitação em função do emprego da barra
Fonte: Pfeil (2009)
SISTEMAS ESTRUTURAIS 
Elementos estruturais
• Placas e Chapas
SISTEMAS ESTRUTURAIS 
Elementos estruturais
• Placas e Chapas
Fonte: Pfeil (2009)
SISTEMAS ESTRUTURAIS 
Elementos estruturais
• Ligações
Fonte: Pfeil (2009)
Esses dois tipos ideais de ligações são difíceis de serem materializados. Na prática, os
comportamentos de alguns detalhes de ligação podem ser assemelhados a um ou outro caso
ideal de ligação.
Perfeitamente rígida Rotulada
SISTEMAS ESTRUTURAIS 
Elementos estruturais
• Ligações
Fonte: Pfeil (2009)
Contratravamento
Produtos e sistemas de aço
https://www.cbca-acobrasil.org.br/site/produtos-
e-sistemas-em-aco/
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
Fonte: Pfeil (2009)
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
PERFIS SOLDADOS
LAMINADOS
FORMADOS A FRIO
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
TUBOS SEM COSTURATUBOS COM COSTURA
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
LIGHT STEEL FRAMESTEEL DECK
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
ESQUADRIAS
TELHADOS E FECHAMENTO LATERAL
SISTEMAS CONSTRUTIVOS
DRYWALL