Estruturas de Aço - Dimensionamento prático

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#estruturas de aço

Pré-visualização

do centro de gravidade. 
Distância do bordo comprimido à linha neutra. 
Distância do bordo inferior à linha neutra. 
Distância do bordo superior à linha neutra. 
Distância do bordo tracionado à linha neutra. 
Coordenada, braço de alavanca interno. 

Maiúsculas Romanas 
Área da seção transversal de uma haste. 
Área de mesa de viga I. 
Área bruta. 
Área do metal-base. 
Área líquida de uma peça com furos ou entalhes; área da seção do núcleo 
de uma haste rosqueada. 
Área efetiva de solda; área efetiva de cisalhamento; área da alma de viga 
I. 
Área da alma de viga I .  
Fator de modificação da resistência à flexão para diagrama não uniforme 
de momento fletor. 
Coeficiente de redução para determinação de área líquida efetiva em 
peças tracionadas. 
Razão entre a tensão crítica de flambagem elástica ( 7j,) e a tensão de 
escoamento a cisalhamento if.,) .  
Módulo de elasticidade (módulo de Young); para o aço tomado igual a 
200000 MPa. 
Módulo de elasticidade do concreto. 
Módulo de elasticidade do aço. 
Força aplicada a uma estrutura. 
Carga permanente, centro de gravidade, módulo de deformação 
transversal. 
Momento quadrático de uma área referido ao eixo que passa no centro de 
gravidade (comumente denominado momento de inércia). 
Coeficiente de flambagem (111 = Kl). 
Comprimento, tramo de uma viga. 
Momento fletor. 
Momento solicitante de projeto. 
Momento resistente de projeto. 
Momento de plastificação total da seção. 
Momento fletor referido aos eixos x e y, respectivamente. 
Momento que inicia a plastificação da seção. 
Esforço normal. 
Carga crítica. 
Fator de redução da resistência devido à flambagem local. 
Reação, esforço. 
Resistência de cálculo = R,/y"' 
Resistência nominal. 
Momento estático. Esforço solicitante. 
Esforço solicitante de projeto. 
Momento de torção. 



a 

y 

T 

Pronúncia 

alfa 

beta 

gama 

delta 

epsílon 

dzeta 

e ta 

teta 

iota 

capa 

lambda 

mi 

Esforço cortante. 
Módulo elástico de resistência da seção. 
Módulo de resistência referido ao bordo comprimido. 
Módulo de resistência referido ao bordo tracionado. 
Módulo plástico de resistência da seção. 

Minúsculas Gregas 

Notações ix 

Coeficiente de dilatação térmica do aço a =  1 ,2 X I 0-5 oc-1; relação 
E/Ec entre módulos de elasticidade do aço e do concreto. 
Coeficiente de segurança; peso específico do material; para aço 
y = 77 kN/m3 
Deslocamento, flecha. 
Deformação unitáiia e = tl€/C0. 
Parâmetro de esbeltez de coluna. 
Esbeltez de placa de largura b e espessura t = bit. 
Coeficiente de atrito. 
Coeficiente de deformação transversal (coeficiente de Poisson) ;  para o 
aço admitido v =  0,3 . 
Tensão normal de compressão devida à flexão. 
Tensão normal de compressão. 
Tensão crítica. 
Tensão residual em perfis laminados ou soldados (tomada igual a 0,3 f.). 
Tensão normal de tração. 

· 

Tensão de ci salhamento. 
Coeficiente de fluência. 

Alfabeto Grego 
Grafia Grafia 

Minúsculas Maiúsculas Pronúncia Minúsculas Maiúsculas 

a A ni v N 

{3 B c si g 2 
1' r omícron o o 
8 !:::. pi 7T rr 
E E rô p p 

' z sigma a L 
Tj H tau T T 

(} e ipsílon v y 
I fi cp <I> 

K K qui X X 
À A psi !fi -qr 
!L M ômega w n 



X Notações 

AASHTO 
ABNT 
AISC 
AIS f 
AR XXX 
ASD 
ASTM 
AWS 
EUROCODE 

LRFD 
MRXXX 
NBR 

Siglas 
American Association of State Highway and Transportation Officials 
Associação Brasileira de Normas Técnicas 
American lnstitute of Steel Construction 
American Iron and Steel Institute 
Designação para aço de alta resistência em f = XXX MPa 
Allowable Stress Design 

· 

American Society for Testing and Materiais 
American Welding Society 
Conjunto de normas européias para projetos estruturais e geotécnicos de 
obras civis 
Load and Resistance Factor Design 
Aço de média resistência}; = XXX MPa 
Norma brasileira 

· 

Sistemas de Unidades 
Tradicionalmente, os cálculos de estabilidade das estruturas eram efetuados no sistema MKS 

(metro, qui lograma-força, segundo). 
Por força dos acordos internac ionais ,  o s i stema MKS foi substi tuído pelo "Sistema 

Internacional de Unidades S I", que difere do primeiro nas unidades de força e de massa. 
No sistema MKS, a unidade de força denominada quilograma-força (kgf) é o peso da massa 

de um quilograma, vale dizer, é a força que produz, na massa de um quilograma, a aceleração 
da gravidade (g = 9,8 m/s2) .  

No sistema SI ,  a unidade de força, denominada Newton (N) ,  produz na massa de um 
quilograma a aceleração de 1 m/s2• Resultam as relações: 

1 kgf = 9,8 N = 10 N 
1 N = 0, 1 02 kgf 

Utilizam-se coiTentemente os múltiplos quilonewton (kN) e meganewton (MN): 

1 kN = 1 03 N = 1 00 kgf = 0, 1 0  tf 
1 MN = 1 06 N = 1 00 X 103 kgf = 1 00 tf 

1 tf = uma tonelada-força 



Sumário 

1. INTRODUÇÃO 1 
1 . 1  Definições 1 
1 .2 Notícia Histórica 2 
1 .3 Processo de Fabricação 6 
1 .4 Tipos de Aços Estruturais 9 

1 .4. 1 Classificação 9 
1 .4 .2 Aços-carbono 9 
1 .4.3 Aços de baixa liga 1 0  
1 .4.4 Aços com tratamento térmico 1 1  
1 .4.5 Padronização ABNT 1 1  
1 .4.6 Nomenclatura SAE 1 1  

1 .5 Ensaios de Tração e Cisalhamento S imples 1 1  
1 .5 . 1  Tensões e deformações 1 1  
1 .5 .2 Ensaio de tração simples 1 3  
1 .5 . 3  Ensaio de  cisalhamento simples 1 5  

1 .6 Propriedades dos Aços 1 6  
1 .6 . 1 Constantes físicas do aço 1 6  
1 .6 .2 Ductil idade 1 6  
1 .6 .3  Fragilidade 1 6  
1 .6 .4 Resiliência e tenacidade 1 6  
1 .6 .5 Dureza 1 7  
1 .6 .6 Efeito de temperatura elevada 1 7  
1 .6.7 Fadiga 1 7  
1 .6 .8  Corrosão 1 8  

1 .7 Produtos Siderúrgicos Estruturais 1 9  
1 .7 . 1 Tipos de produtos estruturais 1 9  
1 .  7 . 2  Produtos laminados 1 9  
1 .7 .3  Fios, cordoalhas, cabos 22 
1 .7 .4  Perfis de chapa dobrada 22 
1 .7 .5 Ligações de peças metálicas 23 
1 .7 .6  Perfis soldados e perfis compostos 23 

1 . 8 Tensões Residuais e Diagrama Tensão-Deformação de Perfis Simples 
ou Compostos em Aços com Patamar de Escoamento 24 

1 .9 Si stemas Estruturais em Aço 25 
1 .9 . 1 Elementos estruturais 25 
1 .9 .2  Sistemas planos de elementos l ineares 26 
1 .9 .3  Comportamento das ligações 27 
1 .9 .4 Estruturas aporticadas para edificações 27 
1 .9 .5 Sistemas de piso para edificações 3 1  
1 .9 .6  Galpões industriais simples 32 
1 .9 .7  S istemas de elementos bidimensionais 32 



Xii Sumário 

1 . 1 0 Métodos de Cálculo 34 
1 . 10. 1 Projeto estrutural e normas 34 
1 . 1 0. 2  Estados limites 35 
1 . 10.3 Método das tensões admissíveis 36 
1 . 1 0.4 Teoria plástica de dimensionamento das seções 37  
1 . 1 0.5 Método dos estados limites 37 

1 . 1 1  Problemas Resolvidos 45 
1 . 1 2  Problemas Propostos 46 

2. PEÇAS TRACIONADAS 47 
2. 1 Tipos Construtivos 4 7 
2 .2  Critérios de Dimensionamento 49 

2 .2 . 1 Distribuição de tensões normais na seção 49 
2 .2 .2 Estados limites últimos e esforços normais resistentes 49 
2 .2 .3  Limitações de esbeltez das peças tracionadas 50 
2.2.4 Diâmetros dos furos de conectares 5 1  
2 .2 .5 Área da seção transversal líquida de peças tracionadas com furos 5 1  
2 .2 .6 Área da seção transversal líquida efetiva 52 
2.2 .7 Cisalhamento de bloco 53 

2 .3 Problemas Resolvidos 54 
2.4 Problemas Propostos 61  

3. LIGAÇÕES COM CONECTORES 63 
3 . 1 Tipos de Conectares e de Ligações 63 

3 . 1 . 1  Rebites 63 
3 . 1 .2 Parafusos comuns 63 
3 . 1 .3 Parafusos de alta resistência 65 
3 . 1 .4 Classificação da ligação quanto ao esforço solicitante dos conectares 65 

3 .2  Disposições Construtivas 66 
3 .2 . 1 Furação de chapas 66 
3 .2 .2 Espaçamentos dos conectares 68 

3 . 3  Dimensionamento dos Conectares e dos Elementos da Ligação 69 
3 .3 .I Resistência dos aços utilizados nos conectares 69 
3 .3 .2  Tipos de  rupturas em ligações com conectares 69 
3 .3 . 3  Dimensionamento a corte dos conectares 70 
3 .3 .4 Dimensionamento a rasgamento e pressão de apoio da chapa 70 
3 .3 .5  Dimensionamento a tração dos conectares 7 1  
3 .3.6 Dimensionamento a tração e corte s imultâneos - fórmulas de interação 72 
3 . 3 .7 Resistência ao deslizamento em ligações por atrito 72 
3 .3 . 8  Resistência
Antenor H. Lopes fez um comentário
  • muito bom
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    JOÃO MANOEL ANDRADE fez um comentário
  • Grandiosa ajuda!!!
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    Halan Melo fez um comentário
  • alguém tem a solução dos exercícios 4.7.9 e 4.7.10?
    • 1 aprovações
    Gleydson Ferreira fez um comentário
  • Ótimo livro didático!!
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    Luana Guidi fez um comentário
  • Aprovado!!!
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