Apostila de Estrutura Metálica
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Apostila de Estrutura Metálica


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ESTRUTURA METÁLICA 
(Baseado na NBR 8800:2008) 
 
 
 
Perspectiva didática de um galpão industrial com indicação do nome usual de seus principais 
componentes. Fonte: BELLEI, Ildony H. - Edifícios Industriais em Aço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof.: Rogério de C. P. de Andrade. e-mail: rogeriocpa@gmail.com 
 
Índice 
1 - Introdução _________________________________________________
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1 
Lista de exercícios n.º 1 _________________________________________________
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6 
2 - Métodos dos estados limites _________________________________________________
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8 
Lista de exercícios n.º 2 _________________________________________________
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13 
3 - Tração _________________________________________________
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14 
Lista de exercícios n.º 3 _________________________________________________
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18 
4 - Parafusos _________________________________________________
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20 
Lista de exercícios n.º 4 _________________________________________________
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24 
5 - Compressão _________________________________________________
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26 
Lista de exercícios n.º 5 _________________________________________________
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35 
6 - Flexão _________________________________________________
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38 
Lista de exercícios n.º 6 _________________________________________________
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43 
7 \u2013 Bibliografia _________________________________________________
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47 
8 - Catálogos e anexos _________________________________________________
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48 
 Catálogos: 
8.1. Perfis I e H (Gerdau AÇOMINAS) 
8.2. Cantoneiras simples 
8.3. Cantoneiras opostas pelo vértice 
8.4. Cantoneiras lado a lado 
8.5. Perfil U \u2013 laminado 
8.6. Perfil Ue \u2013 dobrado 
8.7. Perfil tubular quadrado 
8.8. Perfil tubular retangular 
8.9. Perfil tubular redondo 
8.10. Perfis soldados (CS, CVS e VS) 
 
Anexos: 
8.11. NBR6120 (1980) - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações 
8.12. Projeto básico (Livro: Edifícios Industriais em Aço \u2013 Ildony H. Bellei, Ed. PINI) 
8.13. Projeto detalhado (Livro: Edifícios Industriais em Aço \u2013 Ildony H. Bellei, Ed. PINI) 
8.14. Tabela de conversão de polegadas para milímetros (Internet) 
Estrutura metálica - NBR 8800:2008 Revisão_3 (07/2015) 
Introdução Prof.: Rogério de C. P. de Andrade 
 
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1 - Introdução 
 O aço é sem dúvida um dos materiais mais utilizados no mundo. Seu uso vai desde produção 
de automóveis, máquinas e equipamentos, até grandes estruturas como prédios, pontes e 
plataformas de petróleo offshore. Mesmo as estruturas de concreto armado e protendido, utilizam 
elementos de aço (barras de aço ou cabos) como reforço no seu interior. Neste sentido, pode-se dizer 
que o aço está presente em todas as estruturas de obras civis, industriais e viárias. 
 
Exemplos de estruturas em aço. 
 
Os aços de média e alta resistência mecânica são de especial interesse para uso estrutural devido a 
sua resistência, ductilidade, tenacidade, soldabilidade, entre outras propriedades, pois são utilizados 
em elementos estruturais que suportam e transmitem esforços mecânicos. Existe hoje no mercado 
uma variedade muito grande de tipos de aço. Estima-se que seja mais de 3500 tipos diferentes. A sua 
classificação pode ser feita de diversas formas, onde podemos citar suas propriedades mecânicas, 
teor de carbono, elementos de liga, etc. O aço é uma liga de ferro e carbono, juntamente com outros 
elementos adicionais, como silício, manganês, fósforo, enxofre etc. O teor de carbono, que é o 
elemento que mais exerce influência nas propriedades do aço, varia, em geral, na faixa de 0,008% a 
2,11%. O carbono aumenta a resistência do aço, porém o torna mais duro e frágil (quebradiço), além 
de diminuir sua soldabilidade consideravelmente. Os aços com baixo teor de carbono têm menor 
resistência à tração, porém são mais dúcteis. As resistências à ruptura por tração ou compressão dos 
aços utilizados em estruturas são iguais, variando entre amplos limites, desde 250 MPa até valores 
acima 1200 MPa. 
 
 
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Introdução Prof.: Rogério de C. P. de Andrade 
 
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Aplicação 
 O aço tem aplicação bastante ampla, algumas de suas aplicações são citadas abaixo: 
\u2022 Edifícios de múltiplos andares; 
\u2022 Residências; 
\u2022 Coberturas; 
\u2022 Pontes, viadutos e passarelas; 
\u2022 Edifícios industriais; 
\u2022 Torres (telecomunicações e transm. de energia); 
\u2022 Terminais e aeroportos; 
\u2022 Estruturas offshore. 
 
Vantagens e desvantagens da construção em aço 
Vantagens 
\u2022 Rapidez de fabricação e montagem 
\u2022 Precisão 
\u2022 Alta resistência e leveza 
\u2022 Flexibilidade para modificação e reforços 
\u2022 Reciclável 
 
Desvantagens 
\u2022 Necessidade de proteção contra a corrosão 
\u2022 Necessidade de proteção contra o fogo 
\u2022 Construir em aço é mais caro (mito) 
\u2022 Dificuldade com interfaces (mito) 
 
Propriedades mecânicas 
Para efeito de cálculo devem ser adotados, para os aços aqui relacionados, os seguintes valores 
de propriedades mecânicas: 
\u2022 Módulo de elasticidade \u2192 E = 200.000 MPa; 
\u2022 Coeficiente de Poisson \u2192 \u3bd = 0,3; 
\u2022 Módulo de elasticidade transversal \u2192 G = 77.000 MPa; 
\u2022 Coeficiente de dilatação térmica \u2192 \u3b2 = 1,2 x 10-5 oC-1; 
\u2022 Massa específica \u2192 \u3c1 = 7.850 kg/m³ = 78,5 kN/m³. 
 
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Designação de perfis 
 
Perfis laminados 
 
 
 
Tubos industriais 
 
 
 
 
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Perfis soldados 
 
\u2022 Série CS para colunas (com d/bf = 1) 
\u2022 Série VS para vigas (com 1,5 < d/bf \u2264 4) 
\u2022 Série CVS para colunas e vigas (com 1 < d/bf \u2264 1,5) 
 
Perfis de chapas dobradas 
 
Chapa fina Chapa grossa Barra redonda 
 
 
 
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Projeto estrutural e a norma NBR 8800:2008 
 O projeto é composto por especificações técnicas, cálculos estruturais, desenhos de projeto, 
desenhos de fabricação e diagramas de montagem. Os principais objetivos do projeto estrutural são 
proporcionar segurança estrutural quanto ao colapso e bom desempenho da estrutura em serviço. 
 O objetivo das normas é apresentar regras e recomendações que garantam que os projetos 
atendam aos requisitos já mencionados. Elas normalmente estão relacionadas aos critérios de 
segurança a serem utilizados, limites de valores das características mecânicas, carregamentos a 
serem considerados, tolerâncias, etc. 
 A norma NBR 8800:2008 define os \u201cprincípios gerais que regem o projeto à temperatura 
ambiente das estruturas de aço a das estruturas mistas de aço e concreto das edificações, incluindo 
passarelas de pedestres e suportes de equipamentos\u201d. 
 A NBR 8800:2008 não abrange o projeto de perfis formados a frio e de estruturas sob ação 
de altas temperaturas. 
 
Aços de uso frequente especificados pela ASTM para uso estrutural (fonte: NBR 8800:2008) 
 
fy \u2192 tensão de escoamento; 
fu \u2192 tensão de ruptura;
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LISTA DE EXERCÍCIOS \u2013 N.º 1 
1. Pesquise e resuma os métodos de cálculos adotados em projeto: 
a. Método das tensões admissíveis (ASD \u2013 Allowable Stress Design); 
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