trabalho de aço (1)

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ESTRUTURAS DE AÇO
(Atividade estruturada)
Universidade Estácio de Sá
Disciplina: Estruturas de Aço
Aluno: Fernanda Carolina Mourada Silva Santos
Matrícula: 201102187186
Professora: Consuelo Bello Quintana
 Resumos dos vídeos do Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA) para a disciplina de Estruturas de Aço, segue abaixo quais são os vídeos a serem resumidos.
1. Viabilidade econômica das estruturas em aço;
2. Tipos de perfis;
3. Características da construção em aço;
4. Proteção contra corrosão;
1 - VIABILIDADE ECONÔMICA DAS ESTRUTURAS EM AÇO
O custo da estrutura em aço em alguns casos pode ser maior do que os alternativos convencionais, contudo é muito importante olhar não apenas a questão do custo, como também as questões do projeto e as suas limitações. 
Alguns fatores importantes que precisam ser considerados são: Custo direto, custo indireto e seu tempo de construção, o fluxo de caixa e os ganhos que se tem com a velocidade na construção de um imóvel, e economia na mão de obra. Ou seja é necessário analisar a edificação como um todo, desde seu início ao término.
1.1 CUSTO DIRETO: 
Os Custos Diretos de um empreendimento ou obra podem ser definidos como a soma de todos os Insumos que a ele se incorporam, de maneira proporcional à quantidade de serviço realizada. Eles representam, portanto, os custos dos Materiais, da Mão de Obra e dos Equipamentos utilizados.
Os ditos Insumos são, portanto, os Materiais, a Mão de Obra e os Equipamentos utilizados e diz-se que eles são proporcionais às quantidades de serviços realizadas porque, ao se aumentar a quantidade de um determinado serviço (por exemplo, a execução de 1 m³ de concreto), aumenta-se, proporcionalmente, as quantidades do Insumos utilizados, quer sejam os Materiais (cimento, areia, brita), a Mão de Obra necessária para execução do concreto, (Hh de oficiais e ajudantes para confecção do concreto) e os Equipamentos, representados pelo custo horário da betoneira
Custo indireto: São aqueles serviços de apoio necessários para executar a obra antes de começar a construção, a implantação do canteiro de obra, que são instalações provisórias de escritórios, banheiros, vestiários, refeitórios, depósitos de materiais, quais são exigidos pela legislação, mais um custo mensal de administração local, constituído pelo engenheiro de obra, funcionários administrativos, consumo de energia, água, telefones, materiais de limpeza e há também os custos de Mobilização e Desmobilização, no início e no final da obra, com a utilização de aço é possível reduzir alguns custos devido a obra ficar mais ágil e limpa.
Tempo de Construção: Utilizadas tanto em edificações urbanas quanto em grandes pontes e estádios de futebol, as estruturas metálicas imprimem maior produtividade e velocidade construtiva aos projetos. Em comparação com processos convencionais, como a alvenaria, podem reduzir em até 40% o tempo de execução da obra com isso melhorando o fluxo de caixa e traz ganhos também com a antecipação no uso do imóvel.
Tipos de perfis
 A seção transversal de um perfil influencia no seu comportamento estrutural, a distribuição do material também influencia na quantidade, forma e espaço ocupado pelo perfil, diminuir espaço ocupado pelos elementos estruturais pode trazer vantagens estéticas, mas também praticas, como por exemplo, ampliar o espaço útil da edificação ou reduzir o consumo de material e assim o custo da obra.
 A parte vertical de um perfil é chamada de Alma e as parte horizontais são denominadas de mesas, abas ou flanges. Para escolher melhor perfil é importante levar em consideração alguns fatores: 
Facilidades de aquisição;
Disponibilidade de estoques;
Prazo de entrega;
Exigências de natureza estética;
Requisitos de montagem e manutenção da estrutura;
 Também é preciso conhecer os perfis disponíveis no mercado, os perfis podem ser classificados conforme a geometria da seção ou processo de fabricação.
Classificação dos Perfis – Fabricação
Os perfis estruturais de aço podem ser fabricados através de 3 processos, são eles:
Laminação a quente;
Conformação de chapas a frio; 
Soldagem de chapas;
 Os perfis laminados são obtidos a partir da laminação a quente de tarugos, sua dimensões são padronizadas e limitadas. Uma das vantagens do perfil laminado é que ele pode ser adquirido pronto para aplicação.
 O Perfil formado a frio, conhecido popularmente por perfil de chapa dobrada é obtido a partir do dobramento ou perfilação de chapa a frio, quando as chapas são finas com espessuras entre 1,5mm e 5,0mm os perfis recebem a denominação de perfis leves, os perfis leves são mais utilizados em obra de pequeno porte ou elementos estruturais secundários. Perfis formados a frio permitem grande variação de forma e dimensões nas seções, além disso, podem ser encontrados prontos e padronizados ou até fabricados sob encomendas.
 Os Perfis Soldados são obtidos das soldagem das chapas, eles permitem uma grande variação na forma e dimensão das seções, esse tipo de perfil é utilizado especialmente em obra de médio a grande porte ou em qualquer situação em que o projeto exigir seções com formas especiais. Nesses casos os perfis soldados podem ser fabricados sob encomendas 
Classificação dos Perfis – Geometria
 Levando em conta a geometria da seção, os perfis podem ser agrupados das seguintes maneiras. 
 As cantoneiras são especificadas pela letra “L” acompanhada das dimensões das abas e da espessura da chapa em milímetro, as cantoneiras podem ter abas com tamanhos iguais ou diferentes. Por apresentar pouca inercia as cantoneiras isoladas se adaptam melhor a esforços de tração simples.
 O perfil U é especificado pela letra “U” acompanhada das dimensões da altura da alma em milímetros e informação do seu peso por metro. A discriminação do peso é importante porque existem perfis que tem a mesma altura, mas largura e espessura diferentes. O perfil U não deve ser usado com a alma na horizontal ainda mais com as abas para cima, além de apresentar pouca inercia nessa direção esse perfil pode sofrer flambagem das mesas por compressão oque diminui ainda mais sua resistência, com as abas para cima o perfil facilita o acumulo de água e contribui para a formação de focos corrosão. A utilização do perfil pode ser vantajosa por apresentar bom desempenho a compressão e tração.
 O Perfil I é especificado pela letra “I” acompanhada das dimensões da altura da alma em milímetros e a informação do seu peso por metro. A discriminação do peso é importante porque existem perfis que tem a mesma altura, mas largura e espessura diferentes. Uma característica do perfil I e apresentar a altura da alma bem maior que a largura das mesas. Os perfis I laminados recebem a denominação W e os Soldados recebem a denominação VS ou CVS. A seção do perfil I faz com que ele seja indicado para seções submetidas a momento fletor, ou seja, para vigas.
 O perfil H se distingue do perfil I por apresentar a largura das mesas igual ou muito parecidas com a altura da alma. O perfil é especificado pela letra “H” ”acompanhada das dimensões da altura da alma em milímetros e a informação do seu peso por metro. A discriminação do peso é importante porque existem perfis que tem a mesma altura mas largura e espessura diferentes. Os perfis H laminados recebem a denominação em HP ou W e os Soldados recebem a denominação CS ou CVS. A seção do perfil H faz com que ele seja indicado para seções submetidas a compressão , ou seja, para colunas, por causa da distribuição dos seu material por sua área.
 Os Perfis tubulares podem ter diversas geometrias, as mais comuns são as circulares, quadradas e retangulares. Os tubos quadrados e retangulares são especificados com suas dimensões externas e a espessura em milímetros, os tubos circulares são especificados pelo seu diâmetro e espessura em milímetros. Os perfis Tubulares são divididos em sem costura ecom costuras.
 Os perfis Tubulares sem costuras são fabricados pelo processo de laminação a quente ou extrusão, os tubos sem costura quadrados e retangulares são obtidos a partir da conformação de tubos circulares.
 Os perfis tubulares com costura são obtidos pela conformação de chapas em perfiladoras ou dobramento em calandra e posterior soldagem da emenda, os tubos com costura de pequenos diâmetros normalmente são feitos pelo processo continuo de conformação em perfiladoras, já os tubos com costuras de grande diâmetros geralmente são dobrados em calandras.
Características da construção em aço
 O início de sua utilização na construção se data no começo do século XVIII com a construção da ponte IRON BRIGDE 1779, até os dias de hoje, a construção em aço está ligada a modernidade, inovação, vanguarda e desempenho, durante esse tempo o aço vem ajudando engenheiros e arquitetos conseguir soluções arrojadas que são eficientes e de alta qualidade.
 O sucesso de qualquer empreendimento depende de alguns fatores, redução de tempo, aumento da produtividade, racionalização dos materiais e da mão de obra, a viabilidade econômica das estruturas em aço vem aumentando sua utilização nas construções, hoje o aço está em pequenas a grandes obras.
 E uma de suas características e que permitem liberdade no projeto de arquitetura, devido a seção de vigas e pilares serem mais esbeltos do que o concreto aumentando assim o espaço útil, ajudando nas adaptações e ampliações.
 A utilização do aço ajuda em outro ponto da construção devido a aumentar o espaço útil, facilita na passagem de utilidades como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto , telefonia entre outros. 
O sistema construtivo em aço apresenta características significativas, são elas:
Liberdade no projeto de arquitetura 
A tecnologia do aço confere aos arquitetos total liberdade criadora, permitindo a elaboração de projetos arrojados e de expressão arquitetônica marcante.
Maior área útil 
As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas do que as quivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito importante principalmente em garagens.
Flexibilidade 
A estrutura em aço mostra-se especialmente indicada nos casos onde há necessidade de adaptações, ampliações, reformas e mudança de ocupação de edifícios. Além disso, torna mais fácil a passagem de utilidades como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc.
Compatibilidade com outros materiais 
O sistema construtivo em aço é perfeitamente compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes e painéis de concreto, painéis "dry-wall", etc).
Menor prazo de execução 
A fabricação da estrutura em paralelo com a execução das fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviços simultaneamente, a diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais.
Racionalização de materiais e mão-de-obra 
Numa obra, através de processos convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura em aço possibilita a adoção de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdício seja sensivelmente reduzido.
Alívio de carga nas fundações 
Por serem mais leves, as estruturas em aço podem reduzir em até 30% o custo das fundações.
Garantia de qualidade 
A fabricação de uma estrutura em aço ocorre dentro de uma indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo o processo industrial.
Antecipação do ganho 
Em função da maior velocidade de execução da obra, haverá um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela rapidez no retorno do capital investido.
Organização do canteiro de obras 
Como a estrutura em aço é totalmente pré-fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido entre outros à ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o inevitável desperdício desses materiais. O ambiente limpo com menor geração de entulho, oferece ainda melhores condições de segurança ao trabalhador contribuindo para a redução dos acidentes na obra.
Precisão construtiva 
Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é medida em centímetros, numa estrutura em aço a unidade empregada é o milímetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalação de elevadores, bem como redução no custo dos materiais de revestimento.
Reciclabilidade 
O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas com menor geração de rejeitos.
Preservação do meio ambiente 
A estrutura em aço é menos agressiva ao meio ambiente pois além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emissão de material particulado e poluição sonora geradas pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira.
Proteção contra corrosão
 Cada material tem seu conjunto de características próprias, que precisam ser levadas em consideração na hora de sua aplicação, pois cada material possui sua resistência, durabilidade e tratamento, não devemos olhar se pelo aspecto se ele é bom ou ruim, sim fazer esta avaliação.
 Quase sempre a falha vem de especificações incorretas, aplicações inadequadas ou ausência de manutenção ao longo de sua vida útil.
 Então devemos fazer esta avaliação pois a corrosão é um tipo de deterioração que pode ser facilmente encontrada em obras metálicas. O aço oxida quando em contato com gases nocivos ou umidade, necessitando por isso de cuidados para prolongar sua durabilidade.
 A corrosão é um processo de deterioração do material que produz alterações prejudiciais e indesejáveis nos elementos estruturais. Sendo o produto da corrosão um elemento diferente do material original, a liga acaba perdendo suas qualidades essenciais, tais como resistência mecânica, elasticidade, ductilidade, estética, etc.
 Em certos casos quando a corrosão está em níveis elevados, torna-se impraticável sua remoção, sendo, portanto, a prevenção e controle as melhores formas de evitar problemas.
 De acordo com a norma ISO 9223 os ambientes são classificados em 5 categorias de agressividade a corrosão, são eles, segue abaixo na tabela.
 Existem algumas formas de proteger a estrutura de aço contra corrosão, as duas principais são: Pintura e a Galvanização a quente.
Pintura
 A proteção contra corrosão através de pintura consiste em criar uma barreira impermeável protetora na superfície exposta do aço através de aplicação de esmaltes, vernizes, tintas e plásticos, obedecendo as seguintes etapas:
A especificação do sistema de pintura deve levar em conta: 
Fatores climáticos -radiação ultravioleta, variação de temperatura, chuvas, umidade, poeiras, névoa salina etc; 
Poluentes presentes na atmosfera; 
Tipo de superfície a ser protegida;
Características do microambiente;
Temperatura e condições de trabalho;
Método de aplicação da pintura, entre outros. Cabe lembrar que a pintura de estruturas metálicas envolve muito mais do que a simples aplicação de tintas. O sistema deve abranger: 
Preparo da superfície, grau de limpeza, perfil de rugosidade;
Número de demãos da tinta de fundo e espessuras da película seca por demão em micrometros; 
Intervalo entre cada demão;
Número de demãos da tinta intermediária (se houver) ou da tinta de acabamento e espessuras por demão;
Intervalo entre cada demão e tempo para a cura final antes de colocar o equipamento ou a estruturaem operação.
Tipos de tintas utilizados na proteção de estruturas metálicas: 
Tintas alquídicas – conhecidas como esmaltes ou primers sintéticos, são monocomponentes e muito utilizadas em portas e esquadrias. Caracterizam-se pelo baixo custo. 
Tintas acrílicas – monocomponentes, podem ser à base de solventes orgânicos ou de água. Os produtos hidrossolúveis são indicados para ambientes de média agressividade. Costumam ter ótimo desempenho na pintura de estruturas, equipamentos, bombas etc. 
Tintas epoxídicas – bicomponentes, sendo o componente A geralmente à base de resina epóxi e o B à base de poliamida, poliamina ou isocianato alifático. De acordo com a composição, podem ser utilizadas em ambientes de média e alta agressividade.
Tintas poliuretânicas - bicomponentes. O componente A pode ser à base de resina de poliéster ou de resina acrílica polihidroxilada. Já o componente B costuma ser à base de isocianato alifático ou isocianato aromático. Geralmente têm resistência aos raios ultravioleta superior à das tintas epóxi e se caracterizam pela boa retenção de cor. São normalmente utilizadas em esquemas de pintura com primers epóxi.
Etil silicato de zinco – dá proteção catódica ao aço carbono pelo mesmo mecanismo da galvanização e por isso é substituto econômicos para galvanizações. 
Tintas para altas temperaturas - resistentes a temperaturas elevadas. Podem ser mono ou bicomponentes, à base de silicone ou silicatos.
Galvanização a quente
 A galvanização é o processo de zincagem por imersão a quente, que consiste na imersão da peça em um recipiente com zinco fundido a 460°C. O zinco adere à superfície do aço através da formação de uma camada de liga Fe-Zn, sobre a qual deposita-se uma camada de zinco pura de espessura correspondente a agressividade do meio a qual a peça será submetida. Para garantir uma proteção ainda maior contra a corrosão costuma-se aplicar tintas sobre as superfícies zincadas.
O processo divide-se nas seguintes fases:
Desengorduramento – Banho em solução ácida para remoção de óleos, massas e outras gorduras.
Lavagem na água – Lavagem realizada para evitar a contaminação dos banhos seguintes.
Decapagem química em ácido – Banho em Ácido Clorídrico Comercial para remoção de óxidos e carepas.
Lavagem – Lavagem realizada para evitar a contaminação dos banhos seguintes.
Fluxagem – Solução de Cloreto de Zinco e Cloreto de Amónio,que funciona como protetor contra oxidação entre a decapagem e a imersão no banho de zinco. Além disso funciona como molhante das peças no banho de zinco.
Secagem – Estágio em estufa a 60º C para secagem das peças e redução do choque térmico, quando da imersão no banho de zinco.
Banho em zinco fundido – Imersão em Zinco fundido entre 440º a 465º, para reação entre Fe/Zn, que compõe o revestimento final.