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Estruturas de Aço I - Prof. Michèle Pfeil
Fabricação de Estruturas de Aço
A. As perguntas a seguir devem ser respondidas com base nos conteúdos do vídeo e do 
capítulo sobre projeto e fabricação do livro “Estruturas de Aço: Conceitos, Técnicas e 
Linguagem” de Luís Andrade de Mattos Dias.
1. Quais os processos de corte de peças de aço?
2. Quais os processos de fabricação de tubos?
3. Quais as etapas de fabricação de perfis soldados?
4. Em que casos é vantajoso o uso das vigas encasteladas ou alveolares em relação às 
vigas de alma cheia?
5. Quais os processos de solda usados na fabricação de estruturas de aço? (ver também 
Cap.4 de Pfeil & Pfeil, Estruturas de Aço)
6. Em pesquisa aos sítios na internet de companhias siderúrgicas no Brasil (Gerdau, 
Usiminas, Belgo Arcelor, V&M do Brasil etc) determinar as faixas de bitolas dos 
seguintes perfis laminados e os aços em que são fornecidos:
• Perfis tipo I
• Perfis cantoneira (L)
• Perfis tubulares
C. Visitar o sítio do CBCA- Centro Brasileiro de Construção em Aço na internet. Em 
“Construção em Aço”, selecione e comente uma das características dos sistemas 
estruturais em aço; comente o último item “Preservação do meio ambiente”.
Estruturas de Aço I - Prof. Michèle Pfeil
Video ESDEP
Fabricação de Estruturas Metálicas
As estruturas metálicas são geralmente fabricadas a partir de perfis laminados, perfis 
soldados ou perfis compostos de chapas e seções laminadas. A geometria da seção 
transversal dos perfis é escolhida em função do tipo de esforço a que a peça estará 
submetida; as seções padronizadas estão disponíveis em diversas dimensões e em diferentes 
tipos de aço.
Seções padronizadas laminadas de perfil aberto incluem vigas I, com alturas variando entre 
203 mm até 914mm, proporcionadas de forma a se obter o melhor momento de inércia em 
torno de um eixo. As colunas laminadas, peças compactas com alturas variando entre 
152mm até 356mm, têm dimensões apropriadas para resistir à compressão com flambagem 
em dois planos. Seções cantoneira, com abas iguais ou desiguais. Seções tubulares podem 
ser circulares, quadradas ou retangulares com dimensões externas variando entre 20mm a 
450mm. Alguns desses perfis formam a base para outros perfis tais como as vigas 
encasteladas e as seções T. 
O componente básico da fabricação metálica é a chapa, disponível em uma larga faixa de 
espessuras e que pode ser usada para formar perfis soldados ou estruturas em placas 
enrijecidas. Perfis ou chapas estão disponíveis em aços estruturais de diferentes tipos, sendo 
o mais comum o aço carbono com tensão de escoamento igual a 250 MPa. Aços de alta 
resistência estão disponíveis para aplicações especiais, mas em geral só na forma de chapas. 
A resistência não é o único critério para a seleção de um tipo de aço. Por exemplo, a 
resistência a fratura é importante para níveis médios de tensão, particularmente a baixas 
temperaturas e para seções de parede espessa soldadas.
A fabricação da estrutura metálica em geral começa com o estabelecimento de um contrato 
que vai provavelmente envolver os processos de fabricação e montagem da estrutura em 
questão. Os documentos que acompanham a contratação de fabricação de uma estrutura são 
o projeto básico com desenhos, especificações, lista de quantidades e os termos e condições 
do contrato. Em geral o contrato de fabricação inclui a elaboração de desenhos pelo 
fabricante, em especial os desenhos de detalhamento das ligações entre peças estruturais.
O fabricante começa com o planejamento do processo de fabricação que envolve a 
encomenda de material da usina siderúrgica ou de estoques, preparação dos desenhos de 
fabricação, etapas da fabricação, aplicação de processos de proteção contra corrosão e de 
acabamento, envio da estrutura ao campo e finalmente a montagem. 
Um planejamento cuidadoso é essencial para o sucesso do processo de fabricação 
considerando a otimização do uso dos equipamentos tendo em vista os outros contratos em 
andamento na fábrica. O escritório de projetos da fábrica se encarrega de estudar e 
interpretar o projeto fornecido pelo projetista e de preparar a lista completa de material a ser 
adquirida pelo departamento de compras. Para isto ele elabora o projeto de detalhamento da 
estrutura e os desenhos de fabricação.
O projeto assistido por computador é também usado. Uma vez prontos os desenhos de 
fabricação, um detalhado cronograma é preparado mostrando para cada elemento as etapas 
de fabricação e acabamento. Este cronograma deve levar em conta a disponibilidade de 
equipamentos de fabricação e transporte, e otimizar os seus usos. 
As peças de aço oriundas dos laminadores de usina siderúrgica chegam à fábrica por 
caminhão ou trem, e em seguida são posicionadas no pátio de estoque em posição de fácil 
acesso para transporte posterior por ponte rolante. A cada item que entra é feita uma marca 
de identificação e seu registro com dados relevantes tais como o tipo de aço, e peso. Ao ser 
requisitada pela unidade de fabricação, a peça é levada do pátio para a fábrica. Antes de ser 
utilizada alguns preparativos são necessários, tais como limpeza com jato de partículas e 
pintura com primer. A peça é levada inicialmente a um forno para aquecimento; depois é 
bombardeada com jatos de partículas cerâmicas que removem sujeira e corrosão e 
permitem máxima adesão da pintura. Logo em seguida é feita a pintura com spray de um 
primer para proteção das superfícies limpas. Após esta preparação começa o processo de 
fabricação. 
Para uma estrutura típica de edifício, as peças são inicialmente cortadas em seu 
comprimento por uma serra circular cuja velocidade de corte é automaticamente ajustada de 
acordo com as variações nas dimensões transversais da peça ao longo do processo de corte. 
A tolerância em termos de esquadro é de 0,2% da altura do corte. A operação é controlada 
por computador. Perfis menores podem ser cortados por serras menores. 
O processo de furação por broqueamento é também controlado por computador com 
número variável de furos em cada seção. Alternativamente os furos podem ser feitos por 
puncionamento, processo mais rápido que o anterior, porém indicado somente para chapas 
finas. Máquinas modernas operam com um mínimo de distorção do material; furos 
puncionados são normalmente utilizados em peças secundárias, cantoneiras e chapas 
“gussets” de espessura até 12mm. 
O corte com guilhotina, que opera de maneira análoga ao puncionamento, pode ser usado 
em cantoneiras leves, chapas e perfis T, com espessuras de chapa até 25mm. 
Perfis complexos ou curvos podem ser fabricados com corte por chama de oxiacetileno 
(maçarico). Esta operação pode ser controlada por um sensor ótico seguindo um desenho 
em papel ou numericamente por computador. O corte com chama também pode ser usado 
para fabricar perfis tubulares. 
Nas situações em que o corte com serra e com maçarico não forem suficientemente precisos 
os extremos dos perfis podem ser usinados. Isto será necessário somente no caso de 
emendas de colunas de edifício nas quais a transferência de esforços de compressão de dão 
por contato. 
Perfis de chapa dobrada são fabricados a frio em prensas especiais de grande capacidade, 
denominadas dobradeiras. Um exemplo destes perfis são os enrijecedores trapezoidais 
usados em tabuleiros metálicos de pontes.
Perfis cilíndricos ou cônicos podem ser produzidos por deformação a frio. A calandra, 
equipamento utilizado, é composto de 2 rolos inferiores fixos e um único rolo superior que 
é ajustado na altura em função da espessura da chapa utilizada e do raio da dobra.Equipamentos modernos podem operar com chapas até 100 mm de espessura. Os tubos 
assim fabricados podem ser utilizados como montantes ou diagonais em estruturas de 
plataformas offshore. 
Para vigas de grandes vãos nas quais a resistência requerida ao cisalhamento é pequena em 
relação à resistência à flexão e aos limite de deslocamentos, é vantajoso aumentar a altura 
dos perfis laminados. Isto pode ser feito com o corte poligonal da alma dando origem às 
vigas encasteladas. As partes inferior e superior do perfil são unidas por solda com uma 
defasagem no comprimento de forma a aumentar a altura do perfil e criando furos 
hexagonais na alma. Na região dos apoios ou de aplicação de carga concentrada é 
necessário o fechamento desses furos com chapas soldadas para restabelecer a área da alma. 
Nas soldas usuais a fusão do aço é provocada pelo calor produzido por um arco voltaico 
entre o eletrodo metálico e o aço a soldar (metal base). O eletrodo manual é revestido para 
que durante a sua fusão este revestimento se transforme em gases que isolam a região da 
solda protegendo-a de reações com a atmosfera. A solda com eletrodo manual revestido é 
bastante versátil pois pode ser utilizada tanto na indústria quanto no campo em chapas de 
espessuras a partir de 3mm. Neste processo o soldador segura o eletrodo e controla seu 
movimento e o consumo do metal da solda. Para passe longos de solda o processo semi-
automático, solda M.I.G (metal inert gas) ou solda com proteção gasosa pode ser usado. 
Neste caso o arame do eletrodo é alimentado automaticamente de uma bobina enquanto o 
soldador opera a tocha de soldagem. O arco elétrico é protegido pelo fluxo de gás inerte ou 
de CO2 para proteger a poça de fusão da reação com o oxigênio da atmosfera. O outro 
processo mais utilizado na indústria é o da solda por arco submerso no qual o eletrodo é um 
fio metálico sem revestimento, porém o arco voltaico e o metal fundido ficam revestidos 
por um material granular. Este é um processo automático essencial em soldas de grandes 
dimensões como no caso de vigas soldadas. A solda obtida é de grande regularidade. 
Na furação de chapas de ligação, um gabarito é produzido para determinar a posição dos 
furos. Chapas idênticas são então puncionadas.
Quando todos os componentes e peças de um elemento estrutural estiverem fabricados, eles 
são levados para a área de conexões, para serem ligados por soldas ou parafusos. Os 
parafusos comuns são instalados manualmente enquanto os parafusos de alta resistência 
usados em ligações por atrito são apertados de maneira a pre-tracionar o parafuso com uma 
força conhecida, por exemplo através de uma chave calibrada.
Os processsos de solda descritos anteriormente geram calor e pode causar distorção das 
peças. Isto pode ser controlado por meio de pré-deformação das peças ou por pré-
aquecimento. Freqüentemente, torna-se conveniente que a montagem seja feita com o 
auxílio de uma peça-guia, sobre a qual os componentes são posicionados por meio de 
pontos de solda. A sequência para finalização das soldas de união é planejada de forma a 
minimizar as distorções. É claro que o uso de peças-guias é mais econômica para um 
grande número de peças a ser fabricadas, já que as guias são relativamente caras.
O controle de qualidade começa com o projeto, o detalhamento e o fornecedor dos 
materiais. Todas as operações de fabricação dependem da escolha dos detalhes adotados e 
do material usado. Inspeções regulares para controle de qualidade asseguram que todo o 
material pode ser identificado em relação à sua resistência. O material é testado com 
ultrassom em pontos de solda. A inspeção das soldas deve ser efetuada para garantir que 
não há defeitos tais como porosidade, falta de penetração e trincas. Os eletrodos são 
corretamente estocados e identificados. As marcas de identificação e montagem das peças 
devem ser claras. Os equipamentos de medidas e sensores devem ser periodicamente 
calibrados. Em algumas estruturas ou trechos críticos de estruturas é necessária a pré-
montagem na própria fábrica. Embora seja um procedimento caro, a pré-montagem da 
estrutura ou parte dela permite a correção de problemas que, se ocorressem no campo, 
causariam um custo muito elevado.
Após a fabricação dá-se o acabamento às estruturas com pintura manual ou automática. 
Diferentes especificações podem ser adotadas, variando entre uma demão de “primer” até 
diversas demãos com tintas especiais. Para aplicações especiais tais como torres de linhas 
de transmissão as peças podem ser galvanizadas. É particularmente importante o cuidado 
no manuseio das peças para minimizar os danos à proteção por pintura ou galvanização.
Em seguida à pintura os elementos estruturais são estocados para posterior transporte nas 
quantidades e dimensões adequadas aos caminhões e carretas de transporte. Se não há 
suficiente área de estoque, o transporte deve ser programado para ocorrer logo após o 
término da fabricação. O transporte de peças muito longas pode requerer arranjos prévios 
com a polícia rodoviária local, o que deve ser planejado com antecedência.
O cuidado e atenção no detalhamento e a eficiência na fabricação da estrutura metálica 
minimizam problemas no campo e tornam mais rápida e eficiente a montagem.
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	6. Em pesquisa aos sítios na internet de companhias siderúrgicas no Brasil (Gerdau, Usiminas, Belgo Arcelor, V&M do Brasil etc) determinar as faixas de bitolas dos seguintes perfis laminados e os aços em que são fornecidos:
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