AÇOS ESTRUTURAIS E SEUS PRODUTOS (1)

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Rua Maruim, nº 587 Bairro: Centro - Aracaju/SE - CEP 49.010-160PABX: (79) 3222-8870 
e-mail: atendimento@colegiogabarito.com.br www.colegiogabarito.com.br 
 
 
DISCIPLINA: ESTRUTURAS EM MADEIRA E AÇO 
 PROFESSOR: CARLOS AUGUSTO M. FERREIRA 
DATA: 26/05/2015 
 
 
ESTRUTURA EM AÇO- NBR 8800/2008 
 
1-DEFINIÇÃO: 
 
O aço é constituído de um agregado cristalino, cujos cristais (grãos) se encontram justapostos. As 
propriedades dos aços dependem muito de sua estrutura cristalina, ou seja, de sua composição 
química, do tamanho dos grãos, de sua uniformidade. Os tratamentos térmicos bem como os 
trabalhos mecânicos modificam em maior ou menor intensidade alguns destes aspectos (arranjo, 
dimensões, formato dos grãos) e, conseqüentemente, podem levar a alterações nas propriedades de 
um determinado tipo de aço, conferindo-lhe características específicas: mole ou duro, quebradiço ou 
tenaz (resistente à ruptura), etc. 
 
1.1-AÇO ESTRUTURAL: 
 
São vergalhões para reforço de concreto, barras, chapas e perfis para aplicações estruturais. 
São aqueles que são adequados para o uso em elementos que suportam cargas. 
 
 
2-VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS AÇOS ESTRUTURAIS: 
 
2.1-Vantagens: 
 
*Prazos curtos: o tempo de fabricação médio das peças é de 30 dias e o da montagem, de uma 
semana a 15 dias. Exemplo: uma casa de 300m² leva cerca de uma semana para ser montada. Uma de 
concreto com as mesmas características, em torno de três meses; 
*Racionalização de material e mão-de-obra: o sistema industrializado evita desperdício e requer 
menos operários; 
*Confecção de trabalhos em paralelo: enquanto se fazem as fundações, as peças metálicas estão 
sendo fabricadas; 
*Obra limpa e organizada: sem depósitos de cimento, areia, madeira e ferragens, o entulho é menor. 
*Flexibilidade de reformas: é possível incorporar novos elementos metálicos; 
*Maior área útil e distância entre vãos: os pilares e as vigas são mais delgados do que osequivalentes 
de concreto. Ou seja, a área interna aumenta e a distância entre os pilares também; 
*Possibilidade de reciclagem: o aço tem alto valor de revenda e pode ser derretido para a confecção 
de outras peças. 
 
2.2-Desvantagens: 
 
*Risco de custos maiores: se o projeto não levar em conta todos os itens da construção, o preço pode 
ser de 5 a 20% maior se comparado ao processo tradicional; 
*Pouco indicado em construção pequena: como se trata de uma estrutura industrial, não se justifica 
economicamente a encomenda de poucas peças; 
*Dificuldade de transporte: a locomoção é mais complicada em locais ermos ou cidades distantes de 
centros urbanos; 
*Desembolso em curto espaço de tempo: como os prazos são pequenos, o dinheiro tem que estar 
disponível; 
 
 
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*Necessidade de amarração: a estrutura de aço necessita de perfis complementares para se unir às 
superfícies de fechamento; 
*Contração e dilatação constantes: se essa movimentação característica do aço não for respeitada, 
podem surgir trincas nas paredes e nos pisos. Deve-se respeitar as especificações de projeto: se ele 
determinar paredes de tijolos, não é aconselhável usar blocos de concreto, por exemplo. 
 
 
3-PRODUTOS SIDERÚRGICOS ESTRUTURAIS: 
 
As Usinas produzem aços para utilização estrutural sobdiversas formas: chapas, barras, perfis 
laminados, fios trefilados, cordoalhas e cabos. 
Os três primeiros tipos são fabricados em laminadores que, em sucessivos passes, dão ao aço 
preaquecido a seção desejada. Os fios trefilados são obtidos puxando uma barra de aço 
sucessivamente por meio de fieiras de diâmetro decrescente. As cordoalhas e os cabos são formados 
por associação de fios. Perfis estruturais podem ainda ser fabricados por dobramento de chapas e por 
associação de chapas através de solda. 
 
3.1-Produtos laminados: 
Os produtos laminados, em geral, se classificam em barras, chapas e perfis. 
 
3.1.1-As barras são produtos laminados nos quais duas dimensões são pequenas em relação à terceira. 
As barras são laminadas em seção circular, quadrada ou retangular alongada. Estas últimas chamam-
se comumente de barras chatas. 
Os aços encontrados no comércio são os tipos CA-25, CA-50 e CA-60 (barras de seção circular). 
 
 
Ilustração das aderências da barra lisa (CA-25) e nervuradas (CA-50 e CA-60). 
 
 
3.1.2-As chapas são produtos laminados, nos quais uma dimensão é muito maior que as outras duas. 
As chapas dividem-se em duas categorias: Chapas grossas de espessuras superior a 5,0 mm e chapas 
finas fabricadas à frio e a quente. As chapas fornecidas com os bordos naturais de laminação se 
denominam universais. Quando os bordos são cortados na tesoura, as chapas se denominam aparadas. 
 
3.1.3-Os laminadores produzem perfis de grande eficiência estrutural, em forma de H, I, C, L, U e Z 
os quais são denominados correntemente de ‘perfis laminados’. 
Os perfis de utilização corrente são aqueles cuja seção transversal se assemelha às formas das letras I, 
H, U e Z, recebendo denominação análoga a essas letras, e à letra L, nesse caso denominados 
cantoneiras. Os perfis podem ser obtidos diretamente por laminação ou a partir de 
operaçãodeformação a frio ou de soldagem de chapas denominados respectivamente perfis 
laminados, formados a frio e soldados. 
 
 
 
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Como exemplo de designação de perfis temos: 
*L 50 x 2,46– Perfil L de abas iguais de 50mm e peso de 2,46 kg/m; 
* L 100 x 75 x 10,71– Perfil L de abas desiguais de 100mm de altura por 75mmde largura e peso de 
10,71 kg/m; 
* I 200 x 27– Perfil ‘ I ‘ com altura de 200mm e peso de 27 Kg/m; 
* H 200 x 27– Perfil ‘ H ‘ com altura de 200mm e peso de 27 Kg/m; 
* U 200 x 27– Perfil ‘ U ‘ com altura de 200mm com peso de 27 Kg/m; 
* L 50 x 2,46– Perfil L de abas iguais de 50mm e peso de 2,46 kg/m; 
* L 100 x 75 x 10,71– Perfil L de abas desiguais de 100mm de altura por 75mm de largura e peso de 
10,71 kg/m; 
* I 200 x 27– Perfil ‘ I ‘ com altura de 200mm e peso de 27 Kg/m; 
*H 200 x 27– Perfil ‘ H ‘ com altura de 200mm e peso de 27 Kg/m; 
* U 200 x 27– Perfil ‘ U ‘ com altura de 200mm com peso de 27 Kg/m; 
* U 150 x 60 x 3– Perfil U não enrijecido com altura de 150mm, aba de 60mm e espessura de 3mm; 
* U 150 x 60 x 20 x 3– Perfil U enrijecido com altura de 150mm, aba de 60mm, dobra de 20mm e 
espessura de 3mm. 
 
 A designação de perfis soldados seguem especificações dos fabricantes sempre na forma de perfil 
tipo ‘ I ‘: 
*CS– Perfil coluna soldada (altura e abas com a mesma dimensão) 
* VS– Perfil viga soldada 
* CVS– Perfil coluna-viga soldada 
 
Como exemplo de designação de perfis temos: 
*CS 250 x 52– Perfil CS com altura de 250mm e peso de 52 Kg/m; 
* VS 600 x 95 – Perfil VS com altura de 600mm e peso de 95 kg/m; 
* CVS 450 x 116– Perfil CVS com altura de 450mm e peso de 116 Kg/m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PADRÃOCOMERCIAL DE PERFIS METÁLICOS: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Os trilhos são produtos laminados destinados a servir de apoio paras as rodas metálicas de pontes 
rolantes ou trens. A seção do trilho ferroviário apresenta uma base de apoio, uma alma vertical e um 
bolero sobre o qual se apoia a roda. Os tubos são produtos ocos, de seção circular, retangular ou 
quadrada. Eles podem ser produzidos em laminadores especiais ou com chapa dobrada e soldada. 
 
 
4-FIOS, CORDOALHAS, CABOS: 
 
Os fios ou arames são obtidos por trefilação. Fabricam-se fios de aço doce e também de aço duro(aço 
de alto carbono). Os fios de aço duro são empregados por molas, cabos de protensão de estruturas 
etc. As cordoalhas são formadas por três ou sete fios arrumados em forma de hélice. O módulo de 
elasticidade da cordoalha é quase tão elevado quanto o de uma barra maciça de aço. Os cabos de aço 
são formados por fios trefilados finos, agrupados em arranjos helicoidais variáveis. Os cabos de aço 
são muito flexíveis, o que permite seu emprego em moitões para multiplicação de forças. Entretanto 
o módulo de elasticidade é baixo, cerca de 50% do módulo de uma barra maciça. 
 
 
 
 
 
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5-PERFIS DE CHAPAS DOBRADAS: 
 
As chapas metálicas de aço dúcteis podem ser dobradas a frio, transformando-se em perfis de chapa 
dobrada. A dobragem das chapas é feita em prensas especiais nas quais a gabaritos que limitam os 
raios internos de dobragem a certos valores mínimos, especificados para impedir a fissuração do aço 
na dobra. O uso de chapas finais na fabricação destes perfis conduz o problema de instabilidade 
estrutural não existente em perfis laminados. Há uma grande variedade de perfis que podem ser 
fabricados, muitos com apenas um eixo de simetria ou nenhum, alguns simples, outros mais 
complexos. 
 
 
6-LIGAÇÕES DE PEÇAS METÁLICAS: 
 
As peças metálicas estruturais são fabricadas com dimensões transversais limitadas pela capacidade 
dos laminadores pela capacidade dos veículos de transporte. As estruturas de aço são formadas por 
associação de peças ligadas entre si. Os meios de união entre as peças metálicas tem assim 
importância fundamental. 
Basicamente, há dois tipos de ligação: por meio de conectores ou por solda. 
Os conectores são colocados em furos que atravessam as peças a ligar. 
A ligação por solda consiste em fundir as partes em contato de modo a provocar coalescência das 
mesmas. No século XX, os rebites foram os meios de ligação mais utilizados. Nos últimos decênios a 
solda transformou-se no elemento preponderante de ligação, graças ao progresso nos equipamentos e 
a difusão de aços-carbonos e aços-liga soldáveis. A tendência moderna é utilizar a solda na 
fabricação em oficinas, empregando conectores nas ligações executadas no campo. 
 
 
7- PROPRIEDADES DO AÇO: 
 
7.1-DUCTILIDADE: 
É a capacidade do material de se deformar sob a ação de cargas antes de se romper, daí sua grande 
importância, já que estas deformações constituem um aviso prévio à ruptura final do material, o que é 
de extrema importância para prevenir acidentes em uma construção, por exemplo. 
 
7.2- FRAGILIDADE: 
É o oposto à ductilidade, é a característica dos materiais que rompem bruscamente, sem aviso prévio 
(um dos principais fatores responsáveis por diversos tipos de acidentes ocorridos em pontes e 
navios). 
 
7.3-RESILIÊNCIA: 
É a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico, ou seja, a capacidade de restituir a 
energia mecânica absorvida. 
 
7.4-TENACIDADE: 
É a energia total, plástica ou elástica, que o material pode absorver até a ruptura. Assim, um material 
dúctil com a mesma resistência de um material frágil irá requerer maior energia para ser rompido, 
portanto é mais tenaz. 
 
 
 
 
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7.5- FLUÊNCIA: 
É mais uma outra propriedade apresentada pelo aço e metais em geral. Ela acontece em função de 
ajustes plásticos que podem ocorrer em pontos de tensão, ao longo dos contornos dos grão do 
material. Estes pontos de tensão aparecem logo após o metal ser solicitado por uma carga constante, e 
sofrer a deformação elástica. Após esta fluência ocorre a deformação continua, levando a uma 
redução da área do perfil transversal da peça (denominada estricção). Tem relação com a temperatura 
a qual o material está submetido: quanto mais alta, maior ela será, porque facilita o início e fim da 
deformação plástica. Nos aços, é significativa para temperaturas superiores a 350° C, ou seja, em 
caso de incêndios. 
 
7.6-FADIGA: 
A fadiga é a ruptura de um material sob esforços repetidos ou cíclicos. A ruptura por fadiga é sempre 
uma ruptura frágil, mesmo para materiais dúcteis. 
 
7.7-DUREZA: 
É a resistência ao risco ou abrasão: a resistência que a superfície do material oferece à penetração de 
uma peça de maior dureza. Sua análise é de fundamental importância nas operações de estampagem 
de chapas de aços. 
 
7.8-CORROSÃO: 
Denomina-se corrosão o processo de reação do aço com alguns elementos presentes no ambiente em 
que se encontra exposto, sendo o produto desta reação muito similar ao minério de ferro. A corrosão 
promove a perda de seção das peças de aço, podendo se constituir em causa principal de um colapso. 
 
A proteção contra corrosão dos aços expostos ao ar é usualmente feita por pintura ou por 
galvanização. A vida útil da estrutura de aço protegida por pintura depende dos procedimentos 
adotados para sua execução nas etapas de limpeza das superfícies, especificação da tinta e sua 
aplicação. Em geral, as peças metálicas recebem uma ou duas demãos de tinta de fundo (primeiro 
após a limpeza e antes de se iniciar a fabricação em oficina), e posteriormente são aplicadas uma ou 
duas demãos da tinta de acabamento. 
 
A galvanização consiste na adição, por imersão, de uma camada de zinco às superfícies do aço, após 
a adequada limpeza das mesmas. Alternativamente, a adição de cobre na composição química do aço 
aumenta sua resistência à corrosão atmosférica. O açoresistente à corrosão, ao ser exposto ao ar, 
desenvolve uma película (pátina) produzida pela própria corrosão que se transforma em uma barreira 
reduzindo a evolução do processo. 
 
 
8-ESTRUTURA METÁLICA E SEUS COMPONENTES: 
 
81-PLACAS DE BASE: 
As placas de base são utilizadas para distribuir a carga de uma coluna em aço para a fundação. 
As placas de base de colunas podem estar submetidas a tipos de carregamentoquedependem da 
excentricidade da aplicação da carga. Para carregamento centrado e depequenas excentricidades 
praticamente toda a placa de base está submetidaàcompressão, neste caso a ancoragem através dos 
chumbadores não é essencial para o equilíbrio do sistema. 
No entanto quando se tem excentricidade maior, a ancoragem passa a ser importante eresponsável 
pelo equilíbrio.Rua Maruim, nº 587 Bairro: Centro - Aracaju/SE - CEP 49.010-160PABX: (79) 3222-8870 
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8.2-CHUMBADORES: 
São hastes de aço redondo com roscas em uma das extremidades, utilizadas para ancorar a estrutura 
metálica às fundações. O diâmetro e a quantidade de chumbadores dependem das ações e do sistema 
estrutural adotado. 
 
83-CONEXÕES: 
São juntas ou emendas feitas em uma estrutura, para permitir que o esforço vindo de uma peça seja 
transmitido para outra, sem alteração do mesmo. 
Uma conexão bem executada possibilita maior resistência e segurança à estrutura. 
 
8.4-LIGAÇÕES: 
As ligações são realizadas através de parafusos ou de soldas, raramente é feita por meio de rebites, 
que são utilizados em casos especiais. 
 
8.5- COLUNAS: 
É um elemento destinado a receber as cargas verticais de uma obra, transmitindo-as às fundações. 
 
8.6-TESOURA: 
É uma peça estrutural que recebe as cargas do material de cobrimento (telhas), peso próprio das 
terças, ventos e eventuais sobrecargas. 
 
8.7-CONTRAVENTAMENTOS: 
É responsável pela rigidez da estrutura, devido às ações de ventos e aos esforços que a estrutura 
recebe dos elementos que a compõe, incluindo sobrecargas. 
Podem ser do tipo horizontal ou vertical. 
 
8.8-TERÇAS: 
São apoios para as chapas de tapamento ou cobertura.