notas aula 1 Acço e Madeira

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Robson Ribeiro da Costa 
 
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Sumário: 
1. HISTÓRICO DO AÇO .......................................................................................................................................... 2 
2. PROCESSO SIDERÚRGICO .............................................................................................................................. 4 
2.1. Aço .............................................................................................................................................................. 4 
3. Tipos de Aço ...................................................................................................................................................... 7 
3.1.1. Aço e seus produtos ............................................................................................................................................... 8 
3.1.2. Propriedades do Aço ............................................................................................................................................ 17 
3.1.3. Produtos Siderúrgicos .......................................................................................................................................... 20 
3.2. Designação dos perfis ...............................................................................................................................21 
3.2.1. Produtos Metalúrgicos ......................................................................................................................................... 22 
 
 
 
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1. HISTÓRICO DO AÇO 
Os primeiros usos do ferro aconteceram, aproximadamente, 8.000 anos atrás, em civilizações 
como as do Egito, da Babilônia e da Índia. Estas civilizações utilizavam o ferro como adorno em 
construções ou com fins militares. O uso do ferro em escala industrial só aconteceu em meados 
do século XIX, fato ocorrido graças à Revolução Industrial na Inglaterra, França e Alemanha. 
A primeira obra importante construída em ferro fundido foi a ponte sobre o rio Severn, em 
Coalbrokdale, na Inglaterra, em 1779. 
 
 
Figura 1.1 – Ponte Coalbrokdale 
 
As aplicações em Edifícios tiveram como marco a construção do Palácio de Cristal em Londres, 
em 1851, com um sistema de fabricação e montagem que se assemelha muito ao usado 
atualmente. 
No Brasil a ponte sobre o Rio Paraíba do Sul, no Estado do Rio de Janeiro, em 1857, foi 
construída em ferro fundido. Os vãos de 30 metros são vencidos por arcos atirantados, sendo 
os arcos constituídos de peças de ferro fundido montadas por encaixe e os tirantes em ferro 
forjado. 
 
 
 
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Figura 1.2– Ponte sobre o Rio Paraíba do Sul 
 
 
 
 O aço já era conhecido desde a Antiguidade, mas não estava disponível a preços competitivos, 
por falta de um processo de fabricação industrial. Em 1856, o inglês Henry Bessemer inventou 
um forno que permitiu a produção em larga em escala. 
 
 Duas obras típicas da época: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.3–Viaduc de Garabit - 1884 
 
 
 
 
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Figura 1.4–Estação Ferroviária Quai d’Orsay – Paris – 1900. 
 
 O uso do aço no Brasil está diretamente ligado com a história do país. Na primeira fase de seu 
uso, em fins do século XIX, o Brasil ainda não tinha indústrias siderúrgicas; deste modo, 
importavam-se grandes quantidades de componentes de ferrovias, com suas estações e pontes, 
da Inglaterra. A segunda fase surgiu entre as duas guerras mundiais; em consequência da 
paralisação de importações tornou-se imperativo iniciar o processo de criação e desenvolvimento 
de empresas que ainda formam o parque siderúrgico nacional. Com esse desenvolvimento, 
surgiu, também todo o complexo de indústrias derivadas, como as de fabricação e montagem de 
estruturas e componentes metálicos. 
 
 
2. PROCESSO SIDERÚRGICO 
 
É o processo de obtenção do aço, desde a chegada do minério de ferro até o produto final a ser 
utilizado no mercado, em diferentes setores; 
 
2.1. Aço 
 Liga metálica composta principalmente de ferro e carbono 
 
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O aço é produzido, basicamente, a partir de minério de ferro, carvão e cal. A fabricação do aço 
pode ser dividida em quatro etapas: 
 
 
 
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1. Preparação da carga 
2. Redução 
3. Refino 
4. Laminação 
 
http://www.youtube.com/user/canaltkcsa?feature=watch 
 
 
 
 
 
1. Preparação da carga 
 
 O carvão é processado na coqueria e transforma-se em coque. 
 Grande parte do minério de ferro (finos) é aglomerada utilizando-se cal e finos de coque. 
 O produto resultante é chamado de sinter. 
 
2. Redução 
 
 Essas matérias-primas, agora preparadas, são carregadas no alto forno. 
 Oxigênio aquecido a uma temperatura de 1000ºC é soprado pela parte de baixo do alto forno. 
 O carvão, em contato com o oxigênio, produz calor que funde a carga metálica e dá início ao 
processo de redução do minério de ferro em um metal líquido: o ferro-gusa. 
 O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono muito elevado. 
 
3. Refino 
 
 Aciarias a oxigênio ou elétricas são utilizadas para transformar o gusa líquido ou sólido e a 
sucata de ferro e aço em aço líquido. 
 Nessa etapa parte do carbono contido no gusa é removido juntamente com impurezas. 
 A maior parte do aço líquido é solidificada em equipamentos de lingotamento contínuo para 
produzir semi-acabados, lingotes e blocos. 
 
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4. Laminação 
 
 Os semi-acabados, lingotes e blocos são processados por equipamentos chamados 
laminadores e transformados em uma grande variedade de produtos siderúrgicos, cuja 
nomenclatura depende de sua forma e/ou composição química. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Tipos de Aço 
 
Segundo a composição química, os aços utilizados são divididos em 2 grupos: 
 
 
 
 
 
 
Aço- carbono: liga metálica composta basicamente de ferro e carbono, com adição de outros 
elementos (silício, manganês, fósforo e etc.) que melhoram determinadas propriedades. 
 
Aço-liga: são aço-carbono acrescidos de elementos de liga que melhoram algumas propriedades 
mecânicas como cromo (endurecimento), cobre (corrosão), manganês (resistência mecânica), 
níquel (dureza) etc. 
 
 
 
 
 
 
 
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3.1.1. Aço e seus produtos 
 
 
 
 
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Para os procedimentos de dimensionamento, a NBR 8800(Projeto de estruturas de aço e de estruturas 
mistas de aço e concreto de edifícios), exige aços estruturais com fy < 450MPa e possuir a relação 
fu/fy > 1,18. 
 
 
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Tabela A.1 – NBR8800 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela A.2 – NBR880016 
 
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Tabela A.3 NBR8800 
 
 
Tabela A.4 NBR8800 
 
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3.1.2. Propriedades do Aço 
 
 
DUCTILIDADE: é a capacidade do material se deformar sob a ação de cargas. Quando existe a 
aplicação de elevadas tensões locais o aço se deforma plasticamente redistribuindo as tensões. 
Este comportamento plástico permite que se considere em uma ligação parafusada uma 
distribuição uniforme de cargas. Além deste efeito local, a ductilidade tem grande importância 
pois, conduz a mecanismos de ruptura acompanhados de grandes deformações que fornecem 
avisos da atuação de cargas elevadas antes de romperem. 
 
FRAGILIDADE: é o oposto da ductilidade; em certas condições os aços se tornam frágeis, pela 
ação de diversos agentes (baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais causados por 
soldas elétricas). 
Estas condições tem que ser evitadas ou verificadas com especial atenção, pois materiais frágeis 
rompem sem aviso prévio. Dezenas de acidentes em pontes e em navios ocorreram pela 
fragilidade do aço, decorrente de processos de soldagem inadequados. 
O comportamento frágil é analisado sob dois aspectos: iniciação da fratura e sua propagação. A 
iniciação acontece quando a tensão ou deformação unitária elevada surge em um ponto onde o 
material perdeu a ductilidade. Estas tensões elevadas podem surgir de tensões residuais, 
concentração de tensões, efeitos dinâmicos, etc. A falta de ductilidade pode acontecer de efeitos 
de temperaturas baixas, estado triaxial de tensões, efeito de encruamento, fragilização por 
hidrogênio,etc. Uma vez começada, a fratura irá se propagar pelo material mesmo sob efeito de 
tensões moderadas. 
 
RESILIÊNCIA: é a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico. 
 
TENACIDADE: é a capacidade de absorver energia mecânica com deformações elásticas e 
plásticas. É representada pela área total do diagrama  x . 
Um material dúctil com a mesma resistência de um material frágil requer maior quantidade de 
energia para ser rompido, portanto, mais tenaz. 
 
 
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DUREZA: é a resistência ao risco e abrasão. Pode ser medido pelos processos Brinnel, 
Rockwell, Shore. É importante para verificar a resistência do aço. 
 
FADIGA: quando submetidos a ciclos de carregamento e descarregamento o aço, bem como, 
outros materiais, pode romper com tensões menores que as suas resistências nominais. O 
anexo K da NBR 8800 trata sobre este assunto. 
 
TEMPERATURA ELEVADA: temperaturas elevadas modificam as propriedades físicas do aço. 
As temperaturas acima de 1000C, tendem a eliminar o limite de escoamento bem definido, 
tornando o diagrama  x  arredondado. As temperaturas elevadas também minoram as 
resistências ao escoamento fy e ruptura fu, bem como, o módulo de elasticidade E. 
Temperaturas acima de 250 a 3000C, provocam fluência nos aços. A NBR 8800 remete à NBR 
14323, para o dimensionamento em situações de incêndio. 
 
Corrosão: O processo de corrosão compromete a resistência da estrutura pela redução da seção 
útil dos perfis estruturais. O anexo N da NBR 8800 fornece informações gerais sobre o processo 
de corrosão e indica alguns procedimentos preventivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.1.3. Produtos Siderúrgicos 
 
 
 
 
 
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3.2. Designação dos perfis 
 
 
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3.2.1. Produtos Metalúrgicos 
 
 
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