cap35 - Produtos metálicos estruturais

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Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Fernando Ottoboni Pinho
Fabio Domingos Pannoni 
Gerdau Açominas S.A. 
Produtos Metálicos Estruturais
CAPÍTULO 35
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
INTRODUÇÃO
•Figura 1: Linha do tempo ilustrando a oferta de aços e perfis em aço ao mercado brasileiro. 
 
PPeerrffiiss 
LLaammiinnaaddooss 
AAbbaass 
IInncclliinnaaddaass 
PPeerrffiiss 
SSoollddaaddooss 
PPeerrffiiss 
DDoobbrraaddooss aa 
FFrriioo 
PPeerrffiiss 
LLaammiinnaaddooss 
ddee AAbbaass 
PPaarraalleellaass 
TTuubbooss 
EEssttrruuttuurraaiiss 
sseemm ccoossttuurraa 
 
Aço 
COR-TEN 
71 02 98 
11996600 11997700 11998800 11999900 22000000 
53 
Aço 
A7 
Aço 
A36 
Aço 
A572/A588 
Aço 
SAC41 
80 
PPeerrffiiss 
EElleettrroo--
ssoollddaaddooss 
 
00 
11995500 
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
•Figura 2: Rotas de produção dos aços estruturais
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•Figura 3: Ilustração de um forno de coque, utilizado na siderurgia integrada.
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•Figura 4: Esquema de uma sinterização, utilizada na siderurgia integrada.
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•Figura 5: Esquema de um alto-forno, utilizado na siderurgia integrada.
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•Figura 6: Esquema de um conversor, utilizado na siderurgia integrada.
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•Figura 7: Esquema de um lingotamento contínuo
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•Figura 8: Esquema de um laminador de perfis estruturais de aço.
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
Denominação Características
Resistências mínimas
Limite de Escoamento Limite de Resistência
tf/cm2 MPa kN/cm2 tf/cm2 MPa kN/cm2
ASTM A36
NBR 7007:2002/MR-250
Aço carbono estrutural comum
Perfis, chapas e barras
2,5 250 25 4,0 400 40
ASTM A570 G33 Aço carbono para perfis formados à 
frio
Chapas finas
2,3 230 23 3,6 360 36
ASTM A572 G50
NBR 7007:2002/AR-345
Aço alta resistência e baixa liga
Perfis e chapas grossas
3,5 345 35 4,5 450 45
USI-SAC 300
COS-AR-COR 400
CSN-COR 420
Aço baixa liga e alta resistência à 
corrosão atmosférica
Chapas grossas
3,0 300 30 4,0 400 40
ASTM A588
NBR 7007:2002/AR 350 COR
CSN-COR 500
USI-SAC 350
COS-AR-COR 500
Aço baixa liga, alta resistência 
mecânica e à corrosão atmosférica.
Perfis e chapas grossas 3,5 345 35 4,9 490 49
ASTM A992 Aço alta resistência e baixa liga
Estruturas sujeitas a ações cíclicas e 
sismos
Limite de escoamento/Limite de 
resistência ≤ 0,85
3,5~4,5
345~45
0
35~45 4,5 450 45
• Quadro 1: Principais aços estruturais.
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 2: Bitolas de chapas grossas
Bitolas Padrões Massa
Mm Polegadas Kg/m2
3,18 1/8” 24,92
4,75 3/16” 37,38
6,3 ¼” 49,46
8,0 5/16” 62,8
9,5 3/8” 74,59
12,5 ½” 98,13
16,0 5/8” 125,6
19,0 ¾” 149,15
22,0 7/8” 175,84
25,0 1” 196,25
32,0 1 ¼” 246,96
38,0 1 ½” 294,38
45,0 1 ¾” 353,25
50,0 2” 392,50
57,0 2 ¼” 447,44
64,0 2 ½” 494,55
76,0 3” 596,60
89,0 3 ½” 698,65
102,0 4” 800,70
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 3: Comparativo entre alguns perfis estruturais e suas principais
características
Perfis e suas 
Características
Laminados de 
abas paralelas
Laminados de 
abas inclinadas
Formados à frio Eletro-soldados Soldados Tubos estruturais
Custo Relativo/kg 
(aproximado)
1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4
Homogeneidade estrutural Peça única Peça única 1 chapa dobrada
Composto 3 
chapas
Composto 3 
chapas
Peça única
Resistência do aço Alta A572 G50 Normal A36 Baixa A570 Alta A572 G50 Normal A36
Normal
A500
Número de bitolas Altura 
do perfil
88 bitolas I 
150~610mm
10 bitolas I 
76~152mm
76 bitolas U 
100~300mm
36 bitolas I 
150~500mm
88 bitolas I 
150~1700mm
48 bitolas 
33~355mm
Prazo de entrega Pronta entrega Pronta entrega Pronta entrega Pronta entrega
Entrega em 30 a 
60dias
Pronta entrega
Comprimento padrão
Para alturas: -
até 310mm 6m e 
12m - acima 
310mm 12m
6m 6m 12m Sob medida 12m
Comprimento sob 
medida
De 6 a 24m Não De 6 a 12m De 6 a 18m De 6 a 24m Não
Necessidade de 
desempeno
Não Não Sim Sim Sim Não
Acabamento superficial
Raio de 
concordância
Raio de 
concordância
Dobras com raio 
de concordância
Splash
Depende do 
acabamento das 
soldas
Sem arestas
Ensaio não-destrutivo Não Não Não
Pode ser 
necessário
Pode ser 
necessário
Não
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 4: Perfis laminados de abas inclinadas
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• Quadro 5: Perfis U laminados de abas inclinadas
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• Quadro 6: Cantoneiras de abas iguais série polegadas –
dimensões e propriedades
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• Quadro 7: Cantoneiras de abas iguais série métrica –
dimensões e propriedades.
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• Quadro 8: Perfis laminados de abas paralelas –
dimensões e propriedades.
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• Quadro 8: Perfis laminados de abas paralelas –
dimensões e propriedades.
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 8: Perfis laminados de abas paralelas –
dimensões e propriedades.
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Perfis Soldados por arco elétrico
 
d h
tw
tf
bf
x
y
 
d h
tw
tf
bf
x
y
 
d h
tw
tf
bf
x
y
Série CS
altura “d” variando de 
150 a 750mm
Série CVS
altura “d” variando de 
150 a 850mm
Série VS
altura “d” variando de 
150 a 2000mm
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 9: Perfis eletro-soldados – dimensões e
propriedades.
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• Quadro 10: Perfis U formados a frio mais usados–
dimensões e propriedades.
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• Quadro 11: Perfis Ue formados a frio mais usados –
dimensões e propriedades.
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• Quadro 12: Perfis Ue formados a frio mais usados –
dimensões e propriedades.
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Cisalhamento Chumbadores à Arrancamento 
 
 
 
 
Aço 
SAE 1020 
 
 
 
 
2D
L1
~100
D
H
 
 
 
 
 
 
F F
x
 
 
 
2D
L2
~100
D
F
 
 
L3
D
B
L3
D
t t
B
a
F F
 
 
D 
mm 
Ab 
cm
2
 
H 
kN 
L1 
mm 
F 
kN 
X min 
mm 
L2 
mm 
L3 
mm 
a 
mm 
B 
mm 
t 
mm 
19 2,84 22 330 
22 3,80 30 330 
25 5,06 40 380 73 150 800 600 10 100 19 
32 7,92 61 380 115 160 1000 600 10 100 19 
38 11,4 88 380 165 180 1250 600 12 120 25 
45 15,2 118 220 220 1250 800 12 150 32 
50 19,6 152 284 250 1700 800 16 150 32 
 
• Quadro 13: Resistências dos chumbadores para cargas de
serviço (sem fatoração).
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•Figura 9: Parafusos de alta resistência ASTM A325 e A490 – Identificação.
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• Quadro 14: Resistências dos parafusos A325 para cargas
de serviço (sem fatoração).
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• Quadro 15: Resistências dos parafusos A490 para cargas
de serviço (sem fatoração).
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• Quadro 16: Compatibilidade do metal base com o metal de
solda – eletrodos e arames.
Metal base
ASTM
Metal de solda compatível (AWS A5)
Eletrodo 
Revestido 
(SMAW)
Arco submerso 
(SAW)
Arco com 
proteção gasosa 
(GMAW)
Arco com fluxo 
no núcleo 
(FCAW)
A36
A572 G50
A588
E60XX, E70XX
E7018
E7018W, E7018G
AWS A5.17
F7AO EM 12K
F7AO EW
AWS A5.17
ER70S-6
ER8018S-G
AWS A5.20
E80T-1, E71T-1
E80T1 W, E71T8
Ni1
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• Quadro 17: Resistência ao cisalhamento de filetes para
cargas de serviço (sem fatoração).
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
•Figura 10: Fluxograma básico de uma refinaria de alumina. 
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•Figura 11: Fluxograma básico de uma cuba eletrolítica para produção de alumínio
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PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 18: Propriedades mecânicas mínimas das ligas de
alumínio estruturais.
Liga Uso Têmpera Espessura 
(mm)
L.R.
(tração 
MPa)
L.E.
(MPa)
A
(% em 
50mm)
3003 Chapas para telhas e fachadas, dutos, equipamentos H112
H14
H16
Soldada
6-12
1-25
1-4
Todas
115
140
165
100
65
115
145
35
8
5
4
-
3004 Como cladding, em tubulações e tanques de estocagem, 
equipamentos 
H112
H32
H34
H36
Soldada
6-12
0,50-12
0,40-10
0,40-4
Todas
160
190
220
240
150
65
145
170
190
60
7
5
4
3
-
5052 Chapas para telhas e fachadas, dutos, revestimentos de 
veículos, equipamentos
H32
H34
Soldada
1-12
1-10
Todas
215
235
170
160
180
70
7
6
-
5083 As mais resistentes das ligas não tratáveis termicamente: 
chapas grossas, veículos de carga, aplicações criogênicas e 
superestruturas de embarcações
H112
H116 e H321
H323
H343
Soldada
12-4-
6-20
1-6
3-6
Todas
275
305
310
345
260
125
215
235
270
125
10
10
8
8
-
5086 Utilizada onde soldabilidade é importante: tanques, trailer, 
vagões ferroviários e de metrô, revestimentos de barcos
H112
H116 e H32
H34
Soldada
6-12
1-20
3-20
Todas
250
275
300
235
125
195
235
105
8
8
6
-
5454 Não é tratável termicamente. Utilizada em tanques, vasos de 
pressão e peças de equipamentos
H112
H32
H34
Soldada
6-12
1-10
2-10
Todas
220
250
270
205
125
180
200
90
8
8
6
-
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
PRODUÇÃO DE AÇOS ESTRUTURAIS
• Quadro 18: Propriedades mecânicas mínimas das ligas de
alumínio estruturais.
Liga Uso Têmpera Espessura 
(mm)
L.R.
(MPa)
L.E.
(MPa)
A
(% em 
50mm)
6061 Móveis, corrimãos, transportes, equipamentos e estruturas T4 e T451
T6 e T651
Soldada
Todas
Todas
Todas
180
260
170
110
240
110
14
8
-
6063 Perfis com paredes finas e sólidos complexos T5
T54
T6
Soldada
Todas
Todas
Todas
Todas
150
230
205
120
110
205
170
70
8
8
8
-
6351 Perfis estruturais de uso geral, veículos rodoviários, chapas 
grossas e embarcações
T4
T6
Soldada
Todas
Todas
Todas
220
290
170
130
255
110
16
8
-
7004 Montagens soldadas: guindastes, chassis de veículos de carga 
e vagões ferroviários e de metrô
T1
T5
T51
Soldada
Todas
Todas
Todas
Todas
325
370
290
275
205
315
255
165
10
10
10
-