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APOSTILA DE ESTRUTURA METÁLICA

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dos momentos de engastamento obtidos. 
Estes momentos tendem ao arrancamento dos chumbadores superiores, devido ao binário de 
forças que surge como decomposição deste momento no apoio, conforme mostrado na figura: 
 
KN
m
KNmTd 184686,0
2,126
== , considerando-se duas barras na parte superior, temos: KN92
2
184
= . 
 
� Verificação da tração combinada com força cortante: 
 
( )



=×−××=−
=×=
=××==
=
×
=
kNVfA
kNR
kNfAR
mmA
dup
ntt
upnt
p
5,77
4
7660093,182520169,093,169,0
3,934,12475,0
4,12482520175,075,0
201
4
16 22
φ
pi
 
 ( )atendekNTR dntt 923,93 =>=φ 
 
� Verificação quanto ao cisalhamento do fuste das barras rosqueadas: 
 
( )
kNR
fAAR
nvv
upuenv
3,457,6965,0
69,7kN69646,5N8256,02017,06,07,0
=×=
=×××===
φ
τ
 
 Considerando 5 parafusos, a resistência total passa a ser: 
 ( )atendekNkN 6,764,2263,455 >=× . 
 
� Verificação quanto a pressão de contato nos furos: 
 
 ααα 720004501610 =××== un tdfR 
 
� Esmagamento sem rasgamento: 0,3=α 
 
� Rasgamento entre dois furos consecutivos: 
( )0,3375,425,0
16
686
1 ==−





=−





= αηα
d
s
 
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� Rasgamento entre o furo e aborda da placa de apoio: 
 875,10
16
30
2 =−





=−





= ηα
d
e
 
 ( ) ( )atendekNkNNRn 3,155
6,76135135000875,172000 =>=×= 
 
 Conclusão: A ligação está suficientemente dimensionada. 
 
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Metal da solda solidificado
Escória
Metal-base
Eletrodo
Material fusível
4 LIGAÇÕES SOLDADAS 
4.1 TECNOLOGIA DE SOLDAGEM 
 As ligações soldadas caracterizam-se pela coalescência das partes em aço a serem unidas por 
fusão. A fusão do aço é provocada pelo calor produzido por um arco voltaico que se dá entre um 
eletrodo metálico e o aço a soldar, havendo a deposição do material do eletrodo. 
 Entretanto, o material fundido deve ser isolado da atmosfera para evitar a formação de 
impurezas na solda. Este isolamento pode se dar, na grande maioria dos casos, por duas maneiras, 
conforme mostra a figura abaixo. Os principais tipos de eletrodos para soldas em estruturas 
metálicas são: 
(a) Eletrodo manual revestido: Há desprendimento gasoso do revestimento do eletrodo, 
proveniente da fusão. Os gases criam uma atmosfera inerte de proteção para evitar a porosidade 
(introdução de O2), a fragilidade (introdução de N2), bem como estabilizar o arco voltaico, 
permitindo maior penetração da solda. 
(b) Arco submerso em material granular fusível: O eletrodo nu é acompanhado de um 
tubo de fluxo com material granulado, que funciona como isolante térmico, garantindo assim 
proteção quanto aos efeitos da atmosfera. O fluxo granulado funde-se parcialmente, formando uma 
camada de escória líquida que posteriormente se solidifica. 
Os principais eletrodos utilizados na indústria da construção metálica são: 
 
E70xx, com resistência à ruptura por tração: fw = 70ksi = 485MPa (mais comum); 
E60xx, com resistência à ruptura por tração: fw = 60ksi = 415MPa 
 
Obs: ksi, uma antiga unidade inglesa de tensão (e, consequentemente de pressão), significa 
kilo pound per square inch, ou seja kilo libras por polegada quadrada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 – Tipos de eletrodo 
 
Escória
Metal da solda solidificado
Metal-base
Metal da solda fundido
Máquina de solda
Arco
Gases
Revestimento
Eletrodo
Máquina de solda
(gerador de corrente
contínua)
Eletrodo Revestido 
Arco Submerso 
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4.2 PATOLOGIAS NAS LIGAÇÕES SOLDADAS 
 As soldas podem apresentar uma grande variedade de defeitos. Podemos observar os mais 
comuns, nas figuras a seguir: 
 
(a) Penetração inadequada: decorre em geral da insuficiência ou instabilidade da corrente 
elétrica demandada pelo arco voltaico de fusão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) Porosidade: decorre da retenção de pequenas bolhas de gás durante o resfriamento, 
ocasionadas principalmente pelo excesso de distância entre o eletrodo e a chapa ou excesso 
de corrente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(c) Trincas ou Fissuras: decorrem, principalmente por resfriamento excessivamente rápido do 
material, ocorrendo, na maior parte das vezes nos aços de baixa liga. Pode-se minorar este 
efeito com pré-aquecimento do metal base (chapa) e utilização de eletrodos revestidos com 
carbonato de sódio (baixo hidrogêneo). 
 
 
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4.3 POSIÇÕES DE SOLDAGEM 
As posições de soldagem mostradas nas figuras a seguir, relacionam-se diretamente com o 
custo da operação de soldagem, devido ao aumento do grau de dificuldade de execução. 
 
R$(a)<R$(b)<R$(c)<R$(d) 
 
 
 
Figura 16 – Posições de soldagem 
4.4 TIPOS DE SOLDA E SEUS RESPECTIVOS PROCESSOS DE DIMENSIONAMENTO 
� Soldas de Entalhe 
 
São utilizadas quando se deseja preenchimento total do espaço entre as peças ligadas. No 
dimensionamento, considera-se a seção do metal base de menor espessura. Podem ser de dois tipos: 
 
(a) Penetração Total: quando a espessura efetiva da garganta é igual à espessura da chapa de 
menor dimensão; 
 
 
 
 
 
(b) Penetração Parcial: quando da garganta corresponde à espessura do chamfro. 
 
(a) Plana
(flat) (b) Horizontal
(c) Vertical (d) Sobrecabeça(overhead)
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Tabela 8 - Dimensões mínimas das gargantas de solda de entalhe com penetração parcial 
Espessura da chapa 
mais grossa (mm) 
Garganta de solda com 
penetração parcial temin (mm) 
Até 6,3 3 
6,3-12,5 5 
12,5-19 6 
19-37,5 8 
37,5-57 10 
57-152 13 
Acima de 152 16 
 
As resistências de cálculo das soldas de entalhe são dadas em função de uma área efetiva de 
solda, lew tA = , onde te é a espessura efetiva e l é o comprimento efetivo do cordão de solda. 
A verificação estrutural das soldas de penetração (total ou parcial) consiste na verificação da 
distribuição das tensões no contato entre o metal da solda e o metal base. Quando se trata de 
penetração total, a verificação se restringe ao metal base, devido ao fato de o metal da solda 
apresentar resistência de ruptura maior que este. Nas soldas de penetração parcial, deve ser adotado 
o menor dos valores obtidos entre o escoamento do metal base e a ruptura do metal da solda, na 
região de contato. O mesmo procedimento deve ser adotado em caso de cisalhamento, quando 
tensões atuando em direções diferentes, são combinadas vetorialmente. 
A tabela seguinte resume as fórmulas de verificação de dimensionamento das soldas em 
função de seu tipo de penetração e de solicitação. 
Considerar fy como a tensão de escoamento do metal base e fw a tensão de ruptura por tração 
do eletrodo que será utilizado na execução da solda 
 
Chanfrar quando a parte 
saliente da peça mais espessa for 
maior que 10mm, 
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Tabela 9 - Fórmulas de resistência de cálculo das soldas de entalhe 
Penetração da solda Tipo de solicitação

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