RESPOSTAS EXERCICIOS PROPOSTOS: Estruturas de aço dimensionamento prático livro estruturas de aço Walter Pfeil

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Estruturas de aço : dimensionamento prático
Exercicios Propostos 
1.12.1 - O carbono aumenta a resistência do aço. Por que durante o processo de fabricação
do aço remove-se uma certa quantidade de carbono do ferro fundido?
R: O carbono aumenta a resistência do aço, porém o torna mais duro e frágil. O teor de carbono do aço pode ariar desde 0% até 1,7% e o ferro fundido contém 1,8% a 45% de carbono, havendo deste modo necessidade de retirar o excesso do mesmo para o aço não tornar-se tão frágil.
1.12.2 - Quais os objetivos de adicionar elementos de liga (cobre, manganês, molibdênio
etc.) aos aços-carbono para compor os aços de baixa liga?
R: Melhorar algumas das propriedades mecânica, podendo obter resistência elevada com teor de carbono de ordem de 0,20%, o que permite a soldagem dos aços sem preocupações especiais.
1.12.3 - Explique o que é ductilidade e qual a importância desta característica do aço em
sua utilização em estruturas. 
R: Denomina-se ductibilidade a capacidade de o material se deformar sob a ação das cargas e tem importância porque conduz a mecanismos de ruptura acompanhados de grandes deformações que fornecem avisos da atuação de cargas elevadas.
1.12.4 - Uma haste de aço sujeita a cargas cíclicas tem sua resistência determinada por
fadiga. Comente as providências propostas no sentido de aumentar a resistência da
peça:
- aumentar as dimensões transversais da haste;
- mudar o tipo de aço para outro mais resistente;
- mudar o detalhe de solda para atenuar o efeito de concentração de tensões.
 
1.12.5 - Quais os procedimentos de proteção da estrutura de aço contra corrosão?
É usualmente feita por pintura ou por galvanização. A pintura, em geral, as peças metálicas recebem uma ou duas demãos de tinta de fundo (primer) após a limpeza e antes de se iniciar a fabricação em oficina, e posteriormente são aplicadas uma ou duas demãos de tinta de acabamento. A galvanização consiste na adição, por imersão, de uma camada de zinco às superfícies de aço, após a adequada limpeza das mesmas.
1.12.6 - Qual o objetivo do contraventamento no plano da cobertura em viga treliçada de
um galpão industrial (Fig. 1 .33)?
Os sistemas de contraventamento são feitos por barras associadas 
geralmente em forma de ‘X’ compondo sistemas treliçados. Esses sistemas são 
destinados principalmente a fornecer estabilidade espacial ao conjunto, além 
de distribuir as cargas de vento. Por exemplo, o contraventamento no plano da 
cobertura é essencial para a estabilidade lateral do banzo superior da treliça, 
comprimindo por ação das cargas gravitacionais. 
A flambagem desses elementos comprimidos pode se dar no plano ho rizontal 
(ou plano de co bertura) e o contaventamento nesse plano serve pa ra reduzir os 
seus comprimentos de f lambagem e, portan to, para aumentar suas resistê ncias 
a compressã o. As terças atuam neste sistema transferindo as f orças de 
contenção lateral para o treliçado do contraventam ento. No caso em que há 
predominância da sucção de vento na cobertura sobre as cargas 
gravitacionais, oco rre inversão de esforços internos no s elementos da treliça e 
o banzo inferior passa a sofrer compressão.
1.12.7 - Qual a origem das tensões residuais em perfis laminados e em perfis soldados?
Os perfis quer laminados simples, quer compostos por solda, 
apresentam te nsões resi duais int ernas decorrentes de resfriamentos d esiguais 
em suas diversas partes. Nos perfis laminados após a laminação a s partes 
mais expostas dos perfis (bordas dos flanges e região central da alma) se 
resfriam mais rápido que a s áreas menos expostas (junta s alma-flange), sendo 
por elas impedidas de se contrair. Na fase fin al do resfriamento as área s de 
mais expostas já resfriadas impedem a contração das juntas alma -flange. 
Tensões residuais longitudinais se instalam em decorrência do impedimento a 
deformação de origem térmica. Nos p erfis soldados, a s regiões de alta 
temperatura se desenvolvem localmente junto aos cordões de solda. 
As tensões residuais conduzem a um diagrama tensão deformação do aço em 
perfil, no qual a transição do regime elástico para o pat amar de escoamento é 
mais gradual. Esse d iagrama é obtido por ensaio do perfil de uma pequena 
amostra sem tensão residual.
1.12.8 - Em que se baseia o Método das Tensões Admissíveis e quais são as suas limitações?
Utiliza-se d e um único coef iciente de segurança para expressar todas as 
incertezas ind ependentemente de sua origem. Por exemplo, e m geral a 
incerteza quan to a um valor especificado de carga d e peso próprio é menor do 
que a incerteza associada a uma carga proveniente do uso da estrutura. 
Em su a origem o método previa a analise estrutural em regime elástico co m o 
limite de resistência associado ao inicio de p lastificação d a seção mais 
solicitada. Não se consideravam reservas de resistência existentes após o 
inicio da plastificação, ne m a redistribuição de momen tos f letores causada pela 
plastificação de uma ou mais seções de estrutura hiperestática. 
Esta ultima limitação foi apontada na década de 1930 quando foi desenvolvida 
a teoria plástica de dimensionamento. 
O método das tensões admissíveis é conh ecido na literatura norte americano 
pelas siglas ASD (Allowable Stress Design) ou W SD (W orking Stress Design).
1.12.9 - Defina os termos Sd, Rd, y1 e y, da Eq. ( 1 .9).
Sendo d’ um índice qualquer Sd’ Solicitação de projeto; 
Rd’ resistência de projeto; 
ᵞf coeficiente de majoração de cargas ou (ações); 
ᵞm coeficiente de redução da resistência interna;
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2.4. 1- Que estados limites podem ser atingidos por uma peça tracionada?
Ruptura, escoamento, índice de esbeltes, cisalhamento de bloco.
2.4.2- Por que o escoamento da seção líquida de uma peça tracionada com furos não é
considerado um estado limite?
Porque o escoamento da seção com furos conduz a um pequeno 
alongamento da peça e essa não constitui um estado limite. 
2.4.3 - Por que as normas impõem limites superiores ao índice de esbeltez de peças tracionadas? 
Com a finalidade de reduzir efeitos vibratórios provoca do s por impactos 
dos ventos.
2.4.4 - Calcule o esforço resistente à tração da chapa de 20 mm de espessura ligada a outras
duas chapas por parafusos de 1 9 mm de diâmetro. Aço MR250.
2.4.5 - Calcule o esforço resistente da cantoneira tracionada de contraventamento L 50 X
50 X 6 ligada à chapa de nó por parafusos <P 9,5 mm (3/8"). Aço MR250.
2.4.6 - Calcule os comprimentos máximos dos seguintes elementos trabalhando como tirantes:
a) barra chata 19 mm X 75 mm ;
b) cantoneira L 50 X 50 X 6.