trabalho de estruturas de aço

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1 INTRODUÇÃO
 
O Centro Viva Vida é um programa de redução da mortalidade infantil e materna, sendo parceria entre o Governo de Minas e a sociedade civil, com investimentos na melhoria do acesso e da qualidade da assistência ao pré-natal, parto e puerpério; do planejamento familiar, da assistência ao neonato e à criança até um ano de idade.
O presente trabalho tem como objetivo apresentar o estudo e a investigação de manifestações patológicas nas estruturas de aço utilizadas para a construção desse centro Viva Vida que está sendo construído na cidade de Pará de Minas.
Por se tratar de um centro de atendimento com grande fluxo de pessoas, há, portanto, a necessidade de uma estrutura de grandes vãos e priorizando uma concepção que proporcione facilidade e rapidez na execução, a estrutura em aço atende perfeitamente as necessidades dessa construção.
O processo para construções em estruturas em aço se destaca, pois o aço tem uma maior resistência mecânica se comparada a outros materiais. É um dos processos construtivos mais velozes e é o que suporta os maiores vãos, também se deve destacar que estrutura em aço causa uma grande redução nos gastos com as fundações.
A construção civil, nos dias de hoje, é considerada como um dos mercados mais competitivos, onde se procuram soluções eficientes, econômicas, duráveis e que sejam executadas nos prazos necessários.
2 METODOLOGIA
Este trabalho foi realizado em duas etapas: primeiramente foi feita a visita na obra e a verificação da estrutura, as dimensões dos pilares e vigas, em seguida, um levantamento fotográfico da estrutura e a identificação das manifestações patológicas existentes no Centro Viva Vida de Pará de Minas – em Minas Gerais (Figura 1).
Faixada da edificação
Figura 01
3 RESULTADOS
3.1 Características do Projeto 
Nome: Centro Viva Vida – Centro de saúde da criança e da mulher. 
Descrição: Edificação com 3 (três) pavimentos, constituído de vigas e pilares em perfis de aço aparente e vedação em alvenaria convencional, contendo no total 2.038 m² de área construída.
Endereço: Rua Doutor Aloísio Procópio Lobato Menezes, lote 1, Quadra C – 55, Bairro Senador Valadares, Cidade Pará de Minas – MG.
A estrutura de aço foi montada em 1990, mas a construção só começou 2006, estendendo-se até os dias de hoje. 
Localização do Centro Viva Vida – Google Maps
Figura 02
3.2 Sistema Estrutural 
Foi empregado perfis em aço ASTM A 36, conforme Norma NBR 8800 (Aços Laminados e Soldados). ASTM A36: São aços para aplicação em componentes estruturais onde as propriedades físicas são bem definidas para permitirem sua utilização em projetos que exijam dobramento e boa soldabilidade. Quando fabricados em chapas de aço possuem resistência intermediária e são aplicadas em componentes estruturais variados, desde os mais comuns até os mais elaborados tais como: Pontes, locomotivas, estruturas de máquinas, galpões, edifícios etc.
De acordo com as medidas in loco, as vigas têm as espessuras das mesas de 1,44 cm sendo o comprimento da mesa de 17,9 cm e altura da alma de 41 cm, sendo essas dimensões, olhando na tabela o perfil seria o W410 X 67,00. 
Já os pilares têm suas espessuras da mesa de 1,1 cm sendo o comprimento da mesa de 20,3 cm e a altura da alma de 20,3 cm, sendo essa dimensões, olhando na tabela o perfil seria o W200 X 46,1.
Perfil de Aço
Figura 03
Os elementos de ligação que foram utilizados foram cantoneiras, parafusos e soldas.
É constituído por 38 pilares que vão do térreo até a cobertura, com 12 metros de altura, 4 (quatro) vigas de 29 metros, 3 de 15,00, 5 de 7,50, 2 de 9,00 e 7 vigas de 15 metros de comprimento por pavimento. Fazendo o levantamento dão 456 metros de perfil dos pilares x 46,1 kg/m = 21.021,6 kg de aço dos pilares, e 321,5 metros de vigas x 3 (três) pavimentos = 964,50 metros x 67 kg/m = 64.621,50 kg de aço das vigas. Somando tudo temos aproximadamente 85.643,10 kg de aço na estrutura toda, se multiplicarmos pelo preço aproximado de mercado que é de 3,65 kg = R$312.597,32 (trezentos e doze mil quinhentos e noventa e sete reais e trinta e dois centavos) da estrutura metálica toda. 
Alguns pilares, até a altura que será colocado o forro de gesso e as vigas que ficarão aparentes já foram pintados com fundo protetor em cromato de zinco cinza grafite sobre a superfície escovada, que serve de ampla proteção anticorrosiva às superfícies de metais ferrosos, em ambientes externos e internos.
As modulações são feitas de 2,40 X 7,20 e 6,00 X 7,20 metros.
Perfis de aço ASTM A36, Vigas W410 X 67 e Pilares W200 X 46.
Figura 04
Tabela do aço utilizado de acordo com a NBR 8800.
Figura 05
Tabela da bitola do pilar e da viga.
Figura 06
3.3 Elementos de Ligações entre as Peças 
O termo ligação é aplicado a todos os detalhes construtivos que promovam a união de partes da estrutura entre si ou a sua união com elementos externos a ela (fundações).
Assim como é de vital importância a escolha correta do aço a ser empregado no processo de fabricação das estruturas metálicas, de acordo com suas características de resistência estrutural e à corrosão atmosférica, a mesma preocupação deve se ter com os elementos e os meios de ligação.
A qualidade dos materiais, empregados nas ligações ou vinculações entre as barras de aço e destas com os demais elementos estruturais, sejam eles em aço ou concreto, garantem a segurança e a durabilidade da solução proposta no projeto estrutural metálico.
Os elementos de ligação são todos os componentes incluídos no conjunto para permitir ou facilitar a transmissão de esforços. E os meios de ligação são elementos que promovem a união entre as partes da estrutura para formar a ligação.
3.3.1 Elementos de Ligação 
Na edificação do Viva Vida, foi utilizado apenas o elemento de ligação conhecido como cantoneira, como mostra a figura abaixo.
Elemento de ligação tipo cantoneira.
Figura 07
3.3.2 Meios de ligação 
Na edificação do Vivia Vida foram utilizados dois tipos de ligações: a ligação soldada contínua, sendo esta a mais utilizada, e a ligação aparafusada, pouco utilizada.
3.3.3 Ligações soldadas
O processo de soldagem é o mais empregado industrialmente como elemento de ligação dos componentes das estruturas metálicas. Conceitua-se a soldagem, como sendo a operação que visa a união de duas ou mais peças, assegurando na junta, a continuidade das propriedades físicas e químicas do material de base. Abaixo figuras da soldagem entre as peças na edificação.
Soldagem contínua entre pilares e vigas.
Figura 08
3.3.4 Ligações aparafusadas
Os parafusos utilizados nas construções metálicas são normalmente o comum - ASTM A-307 e os de alta resistência – ASTM A-325 e O ASTM A-490 (ASTM - American Society for Testing and Materials). Os parafusos de alta resistência são montados com protensão (torque especificado de montagem) e requerem cuidados especiais com relação às arruelas e ao acabamento da superfície de contacto das partes ligadas. Os parafusos comuns são montados sem especificação de torque de montagem e não requerem cuidados especiais. Os parafusos de alta resistência são usados em ligações de mais responsabilidade enquanto os comuns são usados em ligações não estruturais ou secundárias. 
Na construção do Viva Vida foram utilizados parafusos comuns do tipo 
ASTM A-307, como mostra as figuras abaixo.
Ligações aparafusadas
Figura 09
3.4 Planta esquemática de Locação do Sistema Estrutural 
Nesta planta (Anexo 1) consta a modulação dos pilares de acordo com o projeto estrutural da edificação e, será anexada ao final deste trabalho. 
3.5 Planta de Elevação
Nesta planta (Anexo 2) conta os cortes das faixadas dando uma visão do posicionamento das vigas e da dimensões das seções transversais das mesmas, e será anexado ao final deste trabalho.
3.6 Manifestações patológicas em estruturas de aço
 
No quadro 1 descreve-se a situação da edificação como um todo, realizada portodas as integrantes do grupo (Figura 2), com breve comentário das manifestações patológicas encontradas. 
Avaliação da edificação
Figura 10
3.6.1 Quadro 1 – Patologias identificadas no estudo de caso
	Patologia
	Descrição
	
	
Corrosão causada pela ausência de proteção contra o processo de corrosão.
Esse tipo de patologia foi o mais presente em toda a estrutura.
	
	
Contato direto da estrutura metálica com o solo, sem nenhuma proteção, permitindo e até mesmo facilitando que a umidade seja transmitida diretamente para a estrutura.
	
	
Corrosão em solda contínua devido à ausência de tratamento prévio.
3.7 Diagnostico das Patologias 
3.7.1 Como corrigir a corrosão já existente
No caso da estrutura escolhido como existem grandes quantidades de ferrugem, deve-se utilizar uma escova de arame – seja ela manual ou adaptada à furadeira elétrica, - em cima da superfície oxidada, para retirar todas as lascas soltas. Depois, aplicar sobre a superfície já limpa, liquido neutralizador de ferrugem, o qual converte os restos de ferrugem em uma camada negra. De seguida pintar com tinta à base de esmalte, estanho, zinco ou crómio. 
Não se deve aplicar nenhum tipo de camada ou pintura em cima da ferrugem, pois ela alastrará com muita rapidez e facilidade. Retirar primeiro a ferrugem para garantir um bom resultado.
3.7.2 Como corrigir o contato direto da estrutura metálica com o solo
Os perfis próximos às paredes devem ter desta uma distância adequada (em torno de 15 cm) para que se possa atingir toda a superfície durante a pintura. Os perfis devem ser afastados do contato com o solo e umidade constante, principalmente os pilares. Neste caso, é recomendável que o pilar fique afastado do solo pelo menos 5 cm. Deve ser apoiado em uma base de concreto que aflore os 5 cm. Caso isso não seja possível, toda região do pilar metálico abaixo do solo deve ser envolta em uma camada de concreto impermeabilizada, de preferência armada, de espessura em torno de 10 cm.
3.7.3 Como corrigir a corrosão em solda contínua
O processo de soldagem é considerado ponto-chave no controle da corrosão. A corrosão em soldas é resultado de alguns fatores, tais como: diferença de material da solda e o material da estrutura soldada; a ocorrência de frestas; ocorrência de tensões localizadas na interface entre a solda e o material soldado. Uma soldagem feita com material adequado e com alívio de tensões sempre são mais isentas de corrosão. A atenção deve voltar-se para o acabamento da solda, que deve ser adequadamente usinada, evitando-se, com isso, frestas e reentrâncias. A corrosão em solda ocorre quando o ambiente for agressivo e normalmente se restringe ao cordão. Para corrigir deve-se verificar taxa de vazão do gás. Verificar tamanho do arco. Corrigir a posição da tocha. Centralizar os eletrodos no bocal de gás.
 Limpar a superfície do material de base e dos materiais de adição. Abrir o arco sem tocar o metal de base; usar corrente de alta frequência.
4 RELÁTORIO FOTOGRÁFICO 
1º Pavimento, vigas e pilares em perfis de aço, com fundo protetor até a altura que será colocado o forro.
Figura 11
2 º Pavimento, Vigas ainda sem fundo protetor
Figura 12
3º Pavimento Vigas e pilares.
Figura 13
Instalações Hidráulicas 
Figura 14
Junta de Dilatação 
Figura 15
Pilar e vigas do 2ºe 3º Pavimento e, da cobertura.
Figura 16
Impermeabilização e pintura das vigas metálicas.
Figura 17
Vista Lateral da entrada
Figura 18
Vista do fundo da obra
Figura 19
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
A utilização do aço tem possibilitado aos arquitetos, engenheiros e construtores, soluções arrojadas, eficientes e de alta qualidade.
As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito importante para obra do Centro Viva Vida.
As patologias observadas na estrutura são de resoluções fáceis que se executadas de maneira adequada e de acordo com as normas estabelecidas não comprometerão a resistência da estrutura.
No aspecto de adequabilidade ao meio ambiente a construção com aço tem muito que contribuir, como o baixo índice de desperdício, pois durante a construção de uma obra com aço, a matéria prima é adquirida no tamanho exato em quantidades precisas e a estrutura é fabricada em milímetro reduzindo a praticamente zero o desperdício. Há também a redução de formas e escoramentos, portanto muita madeira deixa de ser retirada da natureza e jogada fora. E, por fim, o aço é reciclável, ele pode retornar aos fornos siderúrgicos após a vida útil da edificação para ser reutilizado para um novo fim como estruturas metálicas novamente, automóveis, geladeiras tubos de condução, etc. 
A estrutura em aço, portanto, viabilizou o projeto que buscava uma tecnologia de rápida execução, economia, sustentabilidade e redução de custos. A estrutura foi essencial para a construção de grandes vãos atendendo assim o grande fluxo de pessoas no Centro Viva Vida. 
REFERÊNCIAS 
MANIFESTAÇÃO PATOLOGICA EM ESTRUTURAS METÁLICAS E MISTAS. PRÉDIO DA ESCOLA DE MINAS - UFOP 
ANDRADE, Miguel (1); FERREIRA, Franciele M.C. (2); SOUZA, Henor Artur de (4) 
https://ecivilufes.files.wordpress.com/2013/02/01-ligac3a7c3b5es-introduc3a7c3a3o.pdf
http://www.metalplanestruturas.com.br/processos/fabricacao/aco-estrutural
http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=19&Cod=1521
http://www.engenhariaearquitetura.com.br/noticias/188/Medidas-preventivas-evitam-deterioracao-de-estruturas-metalicas.aspx