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ESTRUTURAS METÁLICAS
Aço: PROPRIEDADES– Parte 2
MARÇO – 2017
Prof.: ROSANNA DUARTE 
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Propriedades do aço
DUCTILIDADE é a capacidade do material de se deformar sob ação de cargas. Conduz a mecanismos de ruptura acompanhados de grandes deformações, que fornecem avisos da atuação de cargas elevadas
FRAGILIDADE é o oposto de ductilidade. O estudo das condições em que os aços se tornam frágeis tem grande importância nas construções metálicas, uma vez que os materiais frágeis se rompem bruscamente, sem prévio aviso. 
DUREZA é a resistência ao risco ou abrasão, medida pela resistência que a superfície do material oferece a penetração de uma peça de maior dureza.
 
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Propriedades do aço
ELASTICIDADE de um material é a sua capacidade de voltar à forma original após sucessivos ciclos de carga e descarga. A deformação elástica é reversível.
Deformação PLÁSTICA é a deformação permanente provocada por tensão igual ou superior ao limite de escoamento do aço. A deformação plástica altera a estrutura interna do aço, aumentando sua dureza e o valor do limite de resistência, reduzindo a ductilidade.
SOLDABILIDADE se refere a capacidade do aço de ser soldado satisfatoriamente, sem dificuldades, sob condições normais de fabricação.
 
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Tensão x Deformação
Ensaios de tração – Perfis Gerdau-Açominas
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Tensão x Deformação
Ensaios de tração – Perfis Gerdau-Açominas
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Tensão x Deformação
Ensaios de tração – Perfis Gerdau-Açominas
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Tensão x Deformação
Ensaios de tração – Armadura 10mm
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Tensão x Deformação
Resumo dos ensaios:
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Aço: Fabricação
Produção do Ferro Gusa
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Corrosão
Denomina-se corrosão o processo de reação do aço com alguns elementos presentes no ambiente em que a estrutura encontra-se exposta. A corrosão promove a perda de material da seção transversal, podendo provocar um colapso da peça.
4Fe + 2H2O + 3O2  2(Fe2O3H2O)
A proteção contra corrosão dos aços expostos é usualmente feita por pintura ou por galvanização.
Em geral as peças metálicas recebem duas demãos de tinta de fundo após a limpeza total da superfície e antes de iniciar o processo de fabricação, e depois da montagem são aplicadas duas demãos de tinta de acabamento.
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Corrosão
A galvanização consiste na adição, por imersão, de uma camada de zinco na superfície da peça de aço, após adequada limpeza da mesma.
É possível a utilização de aços patináveis, com elevada resistência a corrosão, alcançada principalmente através da adição de cobre em sua composição química.
Este tipo de aço ao ser exposto ao ar, desenvolve uma película protetora produzida pela própria corrosão, chamada de pátina, que se transforma em uma barreira reduzindo a evolução do processo. 
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Elementos de Liga
A composição química determina muitas das características importantes do aço para aplicações estruturais. 
Alguns elementos químicos, chamados ELEMENTOS DE LIGA já aparecem no ferro gusa como parte integrante do minério de ferro ou então, podem ser adicionados durante o processo de produção do aço.
Uma grande diversidade de aços pode ser produzida com a adição de outros elementos de liga ao material do aço básico. Entre os elementos de liga, os mais importantes são:
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Elementos de Liga
Carbono (C); Manganês (Mn); Níquel (Ni); Cobre (Cu); Cromo (Cr); Molibdênio (Mo); Vanádio (V); Enxofre (S)
Legenda : (+) Efeito Positivo (-) Efeito Negativo
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Aços Estruturais
Aços estruturais são aqueles adequados para o uso em sistemas estruturais da construção civil, sujeitos aos diversos tipos de forças externas que possam atuar na edificação.
A escolha do aço mais adequado para uma determinada utilização estrutural, a um custo de aquisição e fabricação mínimos, é um procedimento que deve levar em conta diversos fatores:
Disponilbilidade no mercado;
Padronização do produto e sub-produtos;
Facilidade de fabricação dos componentes.
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Aços Estruturais
Segundo a composição química, os aços utilizados em estruturas são divididos em três grupos : aços-carbono, aços de baixa liga e aços de baixa liga com alta resistência mecânica.
1- AÇOS-CARBONO
Os aços-carbono são os tipos ainda mais usados, nos quais o aumento da resistência é produzido pelo carbono (≈1,7%) e, em menor escala pelo manganês (≈1,65%).
	
Os aços carbonos usuais têm limite de escoamento de 250 MPa (25 kN/cm2), enquanto os aços de baixa liga usuais têm limite de escoamento de 350 MPa (35 kN/cm2).
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Aços Estruturais
2- AÇOS DE BAIXA LIGA
Os aços de baixa liga são aços-carbono acrescidos de elementos de liga, tais como, Cromo, Cobre, Manganês, Molibdênio, Níquel e Vanádio.
Esses aços, chamados de AÇOS PATINÁVEIS, quando expostos ao clima, desenvolvem em sua superfície uma camada de óxido compacta e aderente que funciona como barreira de proteção contra o processo corrosivo.
Os aços patináveis são fabricados com baixo teor de carbono, inferior a 0,25%, alcançando um limite de escoamento igual ou superior a 300 Mpa (30 kN/cm2).
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Aços Estruturais
Estruturas aparentes com aços patináveis
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Aços Estruturais
3- AÇOS DE BAIXA LIGA COM ELEVADA RESISTÊNCIA
Algumas usinas fabricam ainda aços de baixa liga e com alta resistência mecânica, soldáveis e com características de elevada resistência a corrosão atmosférica, obtida pela adição de pequenas quantidades de elementos de liga.
Este tipo de aço alcança um limite de escoamento igual ou superior a 350 Mpa (35 kN/cm2).
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Aços Estruturais
4 - AÇOS RESISTENTES AO FOGO
	São basicamente resultado de modificações de aços resistentes à corrosão atmosférica, através da adição basicamente, de Molibdênio e Cobre, de forma que garantam determinados níveis de valores de suas características mecânicas, e certas propriedades tais como, módulo de elasticidade e soldabilidade.
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Aços Estruturais
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Produtos para construção civil
Os principais materiais usados como elementos e componentes estruturais são:
chapas finas a frio
chapas finas a quente
chapas grossas
chapas zincadas
perfis laminados estruturais
perfis soldados estruturais
perfis estruturais de chapa dobrada a frio
tubos estruturais, barras redondas e barras chatas.
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Produtos para construção civil
1- Chapas finas a frio
São produtos com espessuras de 0,30mm a 2,66mm fornecidas nas larguras de 1000mm, 1200mm e 1500mm e nos comprimentos de 2000mm e 3000mm, e também sob a forma de bobinas metálicas. 
A aplicação mais frequente ocorre na construção civil como complementos, tais como esquadrias, dobradiças, portas, batentes, calhas e rufos.
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Produtos para construção civil
2- Chapas finas a quente
São produtos com espessuras de 1,20mm a 5,00mm fornecidas nas larguras de 1000mm, 1100mm, 1200mm, 1500mm e 1800mm e nos comprimentos de 2000mm, 3000mm e 6000mm, e também sob a forma de bobinas metálicas. 
A aplicação mais frequente é para fabricação de perfis de chapa dobrada a frio, na construção de estruturas metálicas leves.
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Produtos para construção civil
3- Chapas grossas
São produtos com espessuras de 6,35mm a 75mm fornecidas em diversas larguras de 1000mm a 3800mm, nos comprimentos de 6000mm e 12000mm. A aplicação mais frequente é na construção de estruturas metálicas.
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Produtos para construção civil
4- Chapas zincadas
São produtos com espessuras de 0,25mm a 1,95mm fornecidas nas larguras de 1000mm e nos comprimentos de 2000mm e 3000mm, e também sob a forma de bobinas metálicas.
 A aplicação mais frequente ocorre na construção civil na forma de telhas metálicas, calhas, rufos, esquadrias, dutos de ar e perfis de divisórias
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Produtos para construção civil
5 - Perfis laminados
Os perfis laminados seguem os seguintes padrões:
- perfis laminados de abas inclinadas padrão americano (Belgo Mineira e a Gerdau), disponíveis em aço ASTM-A36, ASTM A-572 e ASTM A-588.
- perfis laminados de abas paralelas nas formas I e H (Gerdau-Açominas), com ampla variedade de bitolas, de 150mm a 610mm, e mais leves que os perfis tradicionais, disponíveis para pronta entrega em aço ASTM A-572 Grau 50 no comprimento padrão de 12,0m ou de 6,0m para as bitolas até 310mm.
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Produtos para construção civil
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Produtos para construção civil
6 - Perfis soldados
Obtidos pelo corte, composição e soldagem de chapas planas de aço estrutural, permitindo grande variedade de forma e dimensões de seções, sendo oferecido em escala industrial por diversos fabricantes, tais como a Usiminas Mecânica e a CSN.
São classificados em série conforme o tipo de esforço solicitante predominante a ser submetido o elemento estrutural :
a) Série VS 
Para uso em elementos fletidos, com relação 2<d/b<4;
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Produtos para construção civil
b) Série CVS
Para uso em elementos submetidos a flexo-compressão, com relação 1<d/b<1,5;
c) Série CS
Para uso em colunas comprimidas, com relação d/b=1.
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Produtos para construção civil
7 - Perfis formados a frio
São perfis obtidos pelos processos de dobramento a frio de chapas de aço, com espessura variando de 2,0mm até 12,5mm, dependendo do equipamento. 
Embora possuam dimensões padronizadas, podem ser produzidos pelos fabricantes de acordo com o perfil solicitado pelo projetista. Bastante utilizado em estruturas de galpões leves, mezaninos e coberturas metálicas leves.
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Produtos para construção civil