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APOSTILA DE ESTRUTURA METÁLICA

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igual ou inferior a 0,25%, com adição de 
alguns elementos de liga (Vanádio, Cromo, Cobre, Níquel e Alumínio) não ultrapassando a 
quantidade de 2%, e limite de escoamento igual ou superior a 300 MPa. Em combinações 
adequadas, os elementos de liga adicionados promovem ao aço melhoras na sua ductilidade, 
tenacidade, soldabilidade, resistência à abrasão e a corrosão (até 4 vezes). 
 A elemento cobre (Cu), é o responsável pela criação de uma camada de óxido 
compacta e aderente que dificulta a corrosão do aço. Esta proteção é desenvolvida quando a 
superfície metálica é exposta a ciclos alternados de molhamento (chuva, nevoeiro, umidade) e 
secagem (sol, vento). 
Esses tipos de aço resistentes à corrosão atmosférica são denominados patináveis. 
 
Tabela 1 - Resistência de alguns aços-carbono 
 
Tipo de Aço 
fy (MPa) fu (MPa) 
ASTM-A36 250 400 
ASTM-A570 (gr.36) 250 365 
NBR 6648/CG-26 255* 410* 
ASTM-A572 (gr.50) 345 450 
NBR 6650/CF-24 240 370 
MR-250 250 400 
Prof. Glauco J. O. Rodrigues. 
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* Válido para espessuras t≤ 16mm 
1.3 PROPRIEDADES MECÂNICAS 
A Figura 1 apresenta o diagrama Tensão x Deformação para alguns aços. Para obtenção deste 
diagrama, ensaia-se em laboratório uma haste metálica (corpo de prova), devidamente presa à uma 
prensa hidráulica, e aplica-se nesta haste esforços de tração, medindo-se as deformações do aço. O 
aparelho responsável pela medição das deformações na haste é conhecido como extensômetro. 
Caso o corpo de prova seja descarregado e imediatamente recarregado, durante o período 
elástico, a peça não apresenta nenhuma deformação residual e o caminho a ser percorrido será igual 
ao inicial. Caso esse alívio de tensões ocorra após o escoamento, a peça apresentará deformações 
residuais representadas no gráfico abaixo por 0,002%, onde a reta tracejada é paralela à reta inicial 
do ensaio. 
 As tensões fy e fu, são denominadas, respectivamente como tensão de escoamento e tensão de 
ruptura, que serão usadas no dimensionamento dos elementos estruturais, de acordo com as 
propriedades mecânicas do aço ensaiado. 
 
Figura 1 - Diagrama Tensão x Deformação para alguns aços 
 
Constantes Físicas 
• Módulo de Elasticidade: E = 205000 MPa 
• Coeficiente de Poisson: ν = 0,3 
• Coeficiente de Dilatação Térmica: β = 12 x 10-6 °C-1 
• Peso Específico: γa = 77 kN/m3 
 
Ductilidade 
É a capacidade que alguns materiais possuem de se deformarem antes da ruptura, quando 
sujeitos a tensões elevadas. Quanto mais dúctil o aço, maior a redução de área ou alongamento antes 
da ruptura. A ductilidade pode ser medida a partir da deformação (ε) ou da estricção. Este 
comportamento fornece avisos de ocorrência de tensões elevadas em pontos da estrutura. Em outras 
palavras é a capacidade do material de deformar-se sob a ação de cargas sem que haja colapso 
imediato. 
 
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Fragilidade 
Oposto da ductilidade. Propriedade muito importante e merece ser cuidadosamente estudada, 
pois o corpo se deforma pouco antes da ruptura, que ocorre sem aviso prévio (ruptura frágil). 
 
Elasticidade 
É definida como a capacidade que o material possui de retornar ao seu estado inicial após o 
descarregamento, não apresentando deformações residuais. 
 
Plasticidade 
A deformação plástica é uma deformação provocada por tensão igual ou superior ao limite de 
escoamento. Neste tipo de deformação, ocorre uma mudança na estrutura interna do metal, 
resultando em um deslocamento relativo entre os seus átomos (ao contrário da deformação elástica), 
resultando em deformações residuais. 
 
Corrosão 
Promove a perda da seção das peças de aço. 
 
1.4 TIPOS DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS EM AÇO 
As peças estruturais podem ser encontradas no mercado sob diversas formas. Nas Figuras 
2, 3, 4, 5 e 6 mostradas a seguir, são apresentadas algumas das mais usadas. 
 
• Chapas 
 
Figura 2 - Chapa 
 
• Barras 
 
 
 
Figura 3 - Barra 
• Perfis Laminados 
Peças que apresentam grande eficiência estrutural podendo ser encontradas sob diversas 
geometrias, sendo algumas apresentadas nas figuras abaixo. Os perfis H, I, C podem ter abas 
São laminados planos assim denominados quando 
uma das dimensões (espessura) é muito menor que 
as demais. Sua especificação, de acordo com a 
norma, é através das letras CH seguida da espessura 
(mm) e o tipo de aço empregado. 
Quando o diâmetro é muito menor que o seu 
comprimento. Sua especificação é através do símbolo 
φ seguido do diâmetro da barra em mm. As barras 
que possuem seção transversal redondas são 
geralmente empregas nas estruturas metálicas como 
tirantes, contraventamentos e chumbadores.. 
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paralelas (padrão europeu, ver [5]) ou não (padrão americano), de acordo com sua especificação. Já 
os perfis tipo L ou cantoneiras, são formados por duas abas perpendiculares entre si, podendo 
apresentar larguras iguais ou diferentes. 
 
 
Figura 4 - Perfis Laminados 
 
• Perfis Soldados 
São elementos que surgiram de forma a suprirem as limitações impostas pelos perfis 
laminados tipo I. Podendo ser encontrados sob diversas geometrias, como H, I, L. A norma também 
permite que sejam criados perfis especiais, de modo a suprir as necessidades do projetista. Também 
possuem grande eficiência estrutural. A nomenclatura é dada pelo símbolo do perfil utilizado 
seguido pela sua altura em mm e a massa em kg/m. 
 
 
Figura 5 - Perfis Soldados 
 
• Perfis de Chapas Dobradas 
São perfis formados a frio, padronizados sob as formas L, U, UE, Z, ZE. Porém, oferecem 
grande liberdade de criação ao projetista. O seu dobramento deve obedecer a raios mínimos (não 
muito pequenos) evitando a formação de fissuras nestes pontos. Esse tipo de perfil apresenta cantos 
arredondados e utilização de aços com alto teor de carbono. 
 
 
 Figura 6 - Perfis de Chapa Dobrada 
 
Dentre os acima apresentados, ainda podemos ter os trilhos, tubos, e perfis compostos, como 
por exemplo, o perfil caixão composto da união de dois perfis I. O leitor deve consultar as mais 
variadas bibliografias, bem como os catálogos dos fabricantes, bem como a NBR 14762:2001, 
destinada exclusivamente aos perfis de chapa dobrada, a fim de ficar a par dessas formas e/ou 
composições, bem como seus critérios específicos de projeto. 
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1.5 ELEMENTOS CONSTITUINTES DA SEÇÃO “I” 
 
Figura 7 - Elementos constitutivos da seção "I" 
 
1.6 MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES 
Os diversos métodos de verificação visam atender os seguintes objetivos: 
• A estrutura, em nenhuma de suas partes deve sofrer colapso; 
• Deslocamentos ou vibrações excessivas não devem comprometer a utilização da 
estrutura, garantindo o bom desempenho da mesma. 
 
O método de dimensionamento no qual se baseia este curso é o Método dos Estados Limites, 
que é o método que trata a NBR 8800/86 [3]. 
Um estado limite ocorre sempre que a estrutura deixa de satisfazer um de seus objetivos. Eles 
podem ser divididos em: 
• Estados limites últimos; 
• Estados limites de utilização; 
 
Os estados limites últimos estão associados à ocorrência de cargas excessiva e conseqüente 
colapso da estrutura. 
Os estados limites de utilização (associados a

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