Apostila_Modulo_3

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3Características do Aço na Construção Civil
MÓDULO
Sistemas estruturais em Aço
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Módulo 3 
Índice - Módulo 3
7. As seções estruturais e suas aplicações.
7.1 Perfis Estruturais 
 7.1.1 Perfil Laminado. 
 7.1.2 Perfil de Chapa Dobrada.
 7.1.3 Perfil de Chapas Soldadas. 
 7.1.4 Perfis calandrados. 
•	 7.2	Cantoneiras	
•	 7.3	Perfil	U	
•	 7.4	Perfil	I	
•	 7.5	Perfil	H	
•	 7.6	Perfil	tubular	
8. Os principais elementos de ligação: rebites, parafusos e solda
•	 8.1	Rebites	
•	 8.2	Parafusos	
•	 Parafusos	comuns	
•	 Parafusos	de	alta	resistência	
•	 8.3	Solda	
•	 Controle	de	qualidade	da	solda	
•	 Tipos	de	soldagem	
•	 Representação	gráfica	das	soldas	
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Parte 1 - As seções estruturais e suas aplicações 
7. As seções estruturais e suas aplicações.
Vídeo – Tipos de seções estruturais
7.1 Perfis Estruturais
Denomina-se	perfil	estrutural	à	barra	obtida	por	diversos	processos	e	que	apre-
senta forma de seção com determinadas características para absorver determi-
nados esforços. 
Os	perfis	estruturais	são	obtidos	a	partir	dos	lingotes	reaquecidos,	que	passam	
pelos	 laminadores-desbastadores,	 onde	 têm	 suas	 seções	 transversais	 alteradas	
e a estrutura molecular do aço trabalhada para atingir características físicas 
apropriadas. 
Como	resultado	dessa	operação	são	obtidas	placas,	ou	tarugos,	de	seção	qua-
drada ou retangular. As placas são destinadas à fabricação de chapas e os tarugos 
à fabricação de perfis estruturais. 
Os	tarugos	são	processados,	sob	pressão,	em	máquinas	denominadas	laminado-
res,	em	três	fases:	bruta,	intermediária	e	de	acabamento.	Ao	final	desse	processo	
são	obtidos	os	perfis	com	seções	adequadas	às	solicitações	estruturais.	
As chapas laminadas, por sua vez, podem resultar em outros perfis através de 
seu dobramento ou soldagem com outras chapas. 
Os	perfis	estruturais	podem	ser	obtidos	de	três	maneiras	básicas:
laminado, de chapa dobrada e de chapas soldadas. 
 
Sistemas Estruturais em Aço
Corte de placa com maçaricos
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Módulo 3
7.1.1 Perfil Laminado
É	aquele	obtido	a	partir	da	laminação	dos	tarugos.	Suas	dimensões	são	padro-
nizadas	e	limitadas.	Normalmente	é	utilizado	em	obras	de	médio	porte.	Tem	
como	vantagem	a	redução	do	trabalho	de	transformação	da	chapa,	pois	já	vem	
pronto.	Os	principais	perfis	laminados	fabricados	no	Brasil	são:	cantoneira,	U,	
I	e	H.	
Vídeo – Gerdau Açominas – fabricação de perfis laminados
7.1.2 Perfil de Chapa Dobrada.
O perfil de chapa dobrada é obtido pelo dobramento de chapas a frio. Quando 
as	chapas	são	finas,	entre	1,5	mm	a	5	mm,	os	perfis	recebem	a	denominação	
de perfis leves. Por serem muito esbeltos exigem cuidados especiais na sua 
aplicação,	tanto	quanto	à	solicitação	aos	esforços	como	pela	possibilidade	de	
fácil	deterioração,	para	isso	existe	norma	específica,	a	NB	143.	Os	perfis	mais	
pesados	podem	ser	executados	com	chapas	que	podem	chegar	à	espessura	de	
25	mm.	Neste	caso	 são	exigidos	 raios	de	curvaturas	mínimos	na	dobragem	
para evitar fissuração ou alteração nas características do aço. 
Os	perfis	leves	são	mais	comuns	e	são	utilizados	em	obras	de	pequeno	porte	ou	
em	elementos	estruturais	secundários.	Em	coberturas	o	uso	de	perfil	de	chapa	
dobrada é mais econômico. 
Os perfis de chapas dobradas permitem grande variação de forma e dimensões 
das seções, mas podem, também, ser encontrados prontos e padronizados. 
Os	perfis	de	chapas	dobradas	mais	comuns	são:	cantoneira,	U	e	U	enrijecido.	
 
Perfis	I	laminados	de	abas	paralelas
Perfiladeira contínua
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Sistemas Estruturais em Aço
Detalhe de uma perfiladeira contínua
Estrutura de perfis conformados a frio
7.1.3 Perfil de Chapas Soldadas.
É o perfil obtido pela soldagem de chapas entre sí. Permite grande varieda-
de na forma e dimensões das seções; chapas, com as mais diversas espessuras, 
variando	entre	5	e	50	mm,	e	que	podem	ainda,	estar	previamente	dobradas,	
quando	soldadas	entre	si	originam	as	mais	diversas	possibilidades	de	seções.	
Devido ao custo de fabricação mais elevado, o perfil soldado é utilizado em 
obras	de	médio	a	grande	porte.	No	entanto,	quando	o	projeto	exigir	seções	
com formas especiais, essa solução pode ser usada em obras de menor porte. 
7.1.4 Perfis calandrados
Os	perfis	estruturais	podem,	quando	necessário,	ser	submetidos	a	encurvamen-
to	em	relação	a	ambos	os	eixos,	processo	que	recebe	o	nome	de	calandragem.	
Neste	processo,	devem	ser	respeitados	os	 limites	dos	raios	de	curvatura,	que	
dependem da secção do perfil. O processo de calandragem aumenta bastante 
o custo do perfil.
Pilar	em	perfil	H	de	chapa	soldada	e	vigas	
treliçadas em chapas dobradas a frio
Perfil calandrado
Perfil calandrado
Formas de calandragem em relação 
ao eixo do perfil
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Módulo 3
7.2 Cantoneiras
As cantoneiras podem ser obtidas por dobramento de chapa, ou laminadas 
(produto de siderúrgica). São especificadas em projeto pela letra “L”, seguidas 
das dimensões da seção especificando primeiro as larguras das abas, seguidas da 
sua espessura. As dimensões das cantoneiras laminadas são expressas em pole-
gadas e as de chapa dobrada em milímetros. 
Exemplo: 
L	4”	x	4”	x	½”	ou	L	100	x	100	x	12,5	mm.	
O primeiro é laminado e o segundo de chapa dobrada.
Os usos mais comuns para as cantoneiras são apresentados a seguir:
a) Elemento de ligação entre peças
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Sistemas Estruturais em Aço
b) barras de treliças, principalmente em tesouras de telhado
É	recomendável	que	as	barras	das	treliças	sejam	formadas	por	cantoneiras	du-
plas,	para	que	o	c.g.	da	força	passe	pelo	c.g.	da	seção,	evitando-se	assim	excen-
tricidades	que	resultem	em	esforços	indesejáveis.	
A	ligação	entre	as	cantoneiras	é	feita	através	de	chapas,	nas	quais	são	soldadas	
ou parafusadas.
c) Composição de pilares.
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Módulo 3
Neste	caso,	com	pequena	quantidade	de	material	pode	ser	obtida	uma	coluna,	
bastante rígida e com uma seção com grande momento de inércia. 
É	de	capital	importância	que,	para	garantir	que	as	4	cantoneiras	não	trabalhem	
independentes, mas como uma única seção formada por 4 cantoneiras, se evite 
o	escorregamento	relativo	entre	elas,	para	isso	é	necessário	ligar	as	cantoneiras	
com	travamentos	adequados,	sendo	o	mais	eficiente	aquele	que	forma	triân-
gulos. 
d) Reforços de chapas de piso ou vedação. 
As cantoneiras se comportam como nervuras aumentando a rigidez da chapa. 
Caso	a	chapa	não	fosse	enrijecida	pelas	cantoneiras,	sua	espessura	teria	que	ser	
maior, resultando em maior peso e custos mais elevados.
7.3 Perfil U
Perfil	U	laminado
O	perfil	U	pode	ser	obtido	por	dobramento	de	chapa	ou	por	laminação	em	
siderúrgica. Sua especificação é feita pelo uso do símbolo “[“, seguido das di-
mensões da seção e peso por metro linear. 
No caso de perfis laminados é fornecida a altura da alma em polegadas seguida 
do peso por metro linear; 
No caso do perfil de chapa dobrada são fornecidas todas as dimensões da seção 
em	milímetros,	na	seguinte	seqüência:	altura,	largura	e	espessura.	
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Sistemas Estruturais em Aço 
Exemplos: 
•	[	8”	x	17,11	para	perfil	laminado	
•	[	100	x	50	x	3(mm)	para	perfil	de	chapa	dobrada.	
Nos perfis laminados, para cada altura de alma são fabricados diversos perfis 
com	várias	 espessuras	 de	 alma	 e	mesa.	Em	vista	 disso	 pode-se,	mais	 popu-
larmente, substituir a especificação através do peso pela posição do perfil no 
catálogo	de	fabricação.	
Exemplo: 
•	[	8”	x	17,11	ou	[	8”	1a	alma	
A	denominação	1ª	alma	significa	que	foi	escolhido,	dentre	os	perfis	de	8”	de	
altura	que	aparecem	no	catálogo,	aquele	que	apresenta	espessura	de	alma	mais	
fina	e	que,	portanto,	aparece	em	primeiro	lugar	no	catálogo.	
Os	perfis	“U”	são	comumente	usados	nas	seguintes	situações:	
a) Barras de Treliças de grande porte. 
Perfil	U	utilizado	com	o	banzo	superior	e	inferior
b) Composiçãode pilares através da soldagem dos perfis entre si ou 
com chapas ou cantoneiras 
Observe-se a intenção de jogar material longe do centro de gravidade da seção 
com o intuito de diminuir o efeito da flambagem. 
Composição de perfis para compo-
sição de pilar
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Módulo 3
c) Terças para apoio de telhas de cobertura
As	terças	são	vigas	que	apóiam	as	telhas	e	que	por	sua	vez	apóiam-se	nas	te-
souras. 
Recomenda-se	que	as	abas	do	perfil	estejam	voltadas	para	baixo,	a	fim	de	que	
não	haja	acúmulo	de	poeira	ou	água	oriunda	da	condensação	da	umidade	do	
ar,	que	pode	provocar	corrosão.	
d) Vigas para pequenas cargas e vãos 
O	uso	de	um	único	perfil	deve	ser	restrito	a	cargas	de	vãos	pequenos,	pois	
devido	a	assimetria	da	seção	existe	a	tendência	de	ocorrer	torção.	Para	melhor	
desempenho	da	viga	pode-se	usar	a	composição	de	dois	perfis	“U”,	de	forma	
a tornar a seção simétrica e não sujeita à torção. Esta solução permite o uso 
em	vigas	com	cargas	e	vãos	maiores,	mas	tem	contra	si	um	razoável	aumento	
de custo.
Um	fator	que	torna	a	composição	de	perfis	U	menos	eficiente	para	vigas	é	
embasado no princípio da distribuição de massa nas seções. As vigas são sub-
metidas, predominantemente, a momento fletor e, como foi visto a melhor 
seção	para	esse	esforço	é	aquela	que	concentra	material	 longe	do	centro	de	
gravidade,	na	direção	normal	ao	eixo	em	torno	do	qual	ocorre	a	flexão.	Quan-
do	dois	perfis	U	 são	compostos,	 a	 concentração	de	material	 se	dá	na	 alma,	
quando	o	melhor	seria	na	mesa.	
e) Viga para apoio de degraus de escada
Viga para apoio dos degraus da escada
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Sistemas Estruturais em Aço
Parte 2 - As seções estruturais e suas aplicações 
7.4 Perfil I
Perfil	I	laminado	de	abas	inclinadas
O	perfil	“I”	pode	ser	obtido	por	laminação	em	siderúrgica	ou	pela	soldagem	
de	três	chapas.	
Os	perfis	“I”	laminados	são	especificados	em	projeto	pela	letra	“I”,	acom-
panhada da dimensão da sua altura em polegadas ou milímetros, seja padrão 
americano ou europeu, seguida do seu peso por metro linear. No padrão 
americano, pode-se informalmente substituir a especificação do peso pela 
posição	do	perfil	na	tabela	do	catálogo	do	fabricante	(1ª	alma,	2ª	alma,...)	
Os	perfis	de	chapas	soldadas,	quando	não	obtidos	industrialmente,	são	especi-
ficados pela sigla VS (viga soldada), seguida da sua altura em milímetros e do 
seu peso por metro linear. 
Alguns	 fabricantes	 têm	 suas	 próprias	 siglas.	Os	perfis	 laminados	produzidos	
pela Gerdau Açominas são especificados pela letra W. Os perfis soldados da 
Usiminas	pela	sigla	VE,	onde	a	letra	E	indica	que	são	executados	por	eletrosol-
dagem.	A	Usiminas	ainda	usa	a	sigla	VEE	para	perfis	I	eletrosoldados	que	têm	
as mesmas seções dos perfis laminados padrão americano. 
Exemplo:			I	12”	x	60,6	kgf/m	ou
																I	12”	-	1ª	alma
	 				VS	300	x	62,	onde	o	último	número	é	o	peso	por	metro	linear
	 				W	310	x	28,3,	onde	o	último	número	é	o	peso	por	metro	linear
	 				VE	250	x	19,	onde	o	último	número	é	o	peso	por	metro	linear
Os	perfis	de	chapas	soldadas	podem,	ainda,	quando	fogem	de	padrões	indus-
triais, ser especificados pelas suas dimensões em milímetros na seguinte ordem: 
altura, largura, espessura da mesa e espessura da alma.
Ex.:			VS	300x150x6,3x3,04	(mm)
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Os	perfis	“I”	podem	ser	usados	como:
a) Viga
É essa a principal e mais importante aplicação desse perfil. Sua forma de seção 
é	extremamente	adequada	para	absorver	os	esforços	de	flexão,	já	que	suas	me-
sas	constituem	elementos	de	grande	quantidade	de	massa,	afastados	do	centro	
de gravidade da seção. 
Todos	os	perfis	I	sejam	laminados	ou	soldados,	têm	a	espessura	da	mesa	maior	
que	a	da	alma,	compatível	com	o	princípio	de	distribuição	de	massa	na	seção.	
Muito	interessante	também	é	o	uso	do	perfil	“I”	associado	ao	concreto,	com-
pondo	vigas	mistas	de	seção	“T”.	Nesse	caso	o	concreto	absorve	a	compressão	
e o aço a tração, devidas ao momento fletor, resultando em vigas muito resis-
tentes e, com pouca altura, pois os dois materiais são solicitados dentro de suas 
melhores características mecânicas. 
Para	garantir	que	os	dois	materiais	trabalhem	solidariamente,	evitando	escor-
regamentos relativos, devido à força cortante, são usados elementos de “trava-
mento”,	denominados	conectores,	soldados	na	mesa	superior	do	perfil	metá-
lico. O mais comum dos conectores é o “stud bolt”, um elemento com forma 
de parafuso. 
Perfil	I	laminado	de	abas	paralelas
Laje	steel	deck	com	fixadores	tipo	
“stud	bolt”,	que	permitem	calcular	a	
viga como uma viga mista de seção 
T.
Módulo 3 
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Sistemas Estruturais em Aço
b) Viga vierendeel alveolar 
Essa	viga	é	obtida	pelo	corte	conveniente	da	alma	de	um	perfil	“I”	e	posterior	
soldagem	das	 partes	 cortadas,	 resultando	 em	uma	 viga	 de	maior	 resistência	
com	a	mesma	quantidade	de	material.	Este	tipo	de	viga	permite	a	passagem	
de tubulações através de sua alma. O uso dessa viga deve ser bem avaliado, pois 
todo seu processo de obtenção gera custos mais elevados. 
Sistema de corte do perfil
Corte do perfil em seção circular Preparação das peças para soldagem
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Módulo 3 
c) Pilar isolado para pequenas cargas 
A	seção	em	I	não	apresenta	a	melhor	forma	de	seção	para	forças	de	compres-
são, portanto para pilares, pois a forma da seção resulta em uma maior rigidez 
na	direção	paralela	à	alma,	do	que	na	direção	normal	a	ela.	Essa	característica	
impede	o	uso	de	perfis	I	para	pilares	mais	solicitados	e	mais	longos.	
d) Composição de pilares 
Pilares podem ser compostos através da soldagem direta de dois perfis ou pela 
ligação de dois perfis por meio de chapas ou cantoneiras, de uma maneira se-
melhante	à	utilizada	para	perfis	U.	
e) Estacas de fundação 
O	perfil	“I”	é	utilizado	para	 tal	 finalidade,	principalmente	quando	se	deseja	
menor	vibração	durante	a	cravação	da	estaca,	ou	ainda	quando	o	estaqueamen-
to	precisa	ser	executado	em	local	que	não	permita	a	entrada	de	bate-estacas	
de	grande	altura,	o	perfil	de	aço	pode	ser	cravado	em	pequenos	segmentos	e	
emendados	por	 solda.	Recomenda-se	 também	seu	uso,	 em	 fundações	onde	
ocorram forças horizontais ou momentos, esforços não absorvíveis por estacas 
de concreto. 
Composição	de	pilar	com	perfil	I
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Sistemas Estruturais em Aço
Perfil	I	utilizado	como	estrutura	de	escada
Vigas	com	perfil	I
f) Estacas-prancha 
Utiliza-se	o	perfil	“I”	para	a	contenção	do	solo	em	escavações	de	grande	pro-
fundidade. Os perfis são cravados convenientemente espaçados e entre eles são 
colocadas	pranchas	de	madeira	ou	até	uma	laje	de	concreto	armado,	que	ser-
virão como paredes para contenção do solo. As forças horizontais do empuxo 
do solo são transmitidas aos perfis de aço. 
Se	a	escavação	for	provisória	e	houver	posterior	re-aterro,	os	perfis	podem	ser	
recuperados por extração. No caso de sub-solos, a escavação é permanente e os 
perfis permanecem compondo o arrimo e fazendo parte da fundação. 
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Exemplos: 
•	CS	300	x	26,	onde	o	último	número	é	o	peso	por	metro	linear	
•	W	310	x	93,	onde	o	último	número	é	o	peso	por	metro	linear	
•	CE	300	x	76,	onde	o	último	número	é	o	peso	por	metro	linear	
Os	perfis	soldados,	quando	não	produzidos	industrialmente,	podem	ser	especi-
ficados	genericamente,	seja	perfil	I	ou	H	pela	sigla	PS	de	Perfil	Soldado.	
Como essas seções não são tabeladas elas deverão ser identificadas na prancha 
de	desenho	em	tabela	própria,	onde	todas	as	dimensões	sejam	especificadas.	
Normalmente a ordem de identificação é altura do perfil, largura da mesa, 
espessura da mesa e espessura da alma. 
O	perfil	“H”,	pelas	suas	características	geométricas	é	quase	que	unicamente	
utilizado como pilar, pois apresenta boa rigidez em ambas as direções, respon-
dendo bem ao esforço de compressão axial. 
A	inércia	de	sua	seção	faz	com	que	o	perfil	“H”	seja	indicado,também,	para	
pilares submetidos a flexo-compressão (flexão+compressão axial). 
Módulo 3
(PerfilH)
Este tipo de perfil pode ser obtido pela soldagem de 3 chapas ou por lamina-
ção.	Diferencia-se	geometricamente	do	perfil	“I”	por	apresentar	largura	de	aba,	
ou mesa, igual a altura da alma. 
As	 indicações	 em	desenho	 são	 semelhantes	 às	 do	perfil	“I”.	Exceto	que	os	
perfis não industrializados de chapa soldada recebem a sigla CS, iniciais de 
Coluna Soldada. 
Os perfis laminados produzidos pela Gerdau Açominas recebem a sigla W ou 
HP.	Os	perfis	eletrosoldados	produzidos	pela	Usiminas	recebem	a	sigla	CE,	de	
Coluna Eletrosoldada. 
7.5 Perfil H
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Sistemas Estruturais em Aço
Universal	Records	–	São	Paulo
Cidade	do	Samba	–	Rio	de	Janeiro
Residência	–	São	Paulo
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Parte 3 - As seções estruturais e suas aplicações 
Módulo 3
7.6 Perfil tubular
Os	perfis	tubulares	podem	ser	obtidos	pelo	processo	de	extrusão,	quando	não	
apresentam costura, ou pela calandragem (processo para curvar chapas ou 
perfis) de chapas e posterior costura. Os primeiro são chamados “tubos sem 
costura”	e	os	últimos	“tubos	com	costura”.	Não	há	diferença	quanto	às	pro-
priedades físicas de um ou outro, mas apenas no processo de fabricação, onde 
os tubos de maiores dimensões são obtidos com costura e os de menores sem 
costura.	Tubos	sem	costura	são	obtidos	com	dimensões	que	não	ultrapassam	
o	diâmetro	de	355,6	mm.	
As	seções	dos	tubos	podem	ser	circulares,	quadradas	ou	retangulares.
Os tubos são especificados em projeto pela dimensão externa seguida da 
espessura em milímetros. 
Exemplos: 
•	Ø	200	x	3	(tubo	circular)	
•	ì	150	x	80	x	2	(tubo	retangular),	onde	o	primeiro	número	é	sempre		 	
 a altura e o segundo a largura. 
Tipos	de	seção	para	tubos	sem	costura
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Sistemas Estruturais em Aço
Perfilação	a	quente	de	tubos	quadrados
Conformação a frio de tubo sem costura circular 
para seção retangular
Perfilação	de	tubo	quadrado	–	cadeira	de	entrada
Perfilação	de	tubo	quadrado	–	cadeira	de	saída
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Módulo 3
Para maiores informações sobre tubos sem costura:
www.vmtubes.com.br 
Importante! 
Um	problema	sério	dos	perfis	tubulares	é	a	possibilidade	de	sofrerem	deterio-
rações	de	dentro	para	fora	e	que	não	podem	ser	detectadas	visualmente.	
Por isso recomenda-se o uso de tubos em aços resistentes à corrosão. 
•	Os	tubos	são	usados	em:	
a) Barras de treliças planas e espaciais. 
Os perfis tubulares, por possuírem massa igualmente distanciadas do centro 
de gravidade, prestam-se bem à utilização em barras submetidas tanto a tração 
como a compressão, como ocorre nas treliças. 
Apresentam certas dificuldades em relação às ligações entre as barras, embora 
já	existam	sistemas	bastante	eficientes	para	execução	de	nós	em	treliças	com	
tubos cilíndricos (ex: Sistema Mero para treliças espaciais). 
b) Barras submetidas a torção. 
Os	perfis	tubulares,	principalmente	os	cilíndricos,	são	os	que	melhor	absor-
vem esforços de torção, por possuírem massas igualmente distanciadas do 
centro	de	gravidade.	Os	perfis	I,	por	exemplo,	tem	um	desempenho	fraco	
sob	a	ação	de	torção,	pois	a	alma	concentra	material	próximo	ao	centro	de	
gravidade. 
c) Pilares. 
Talvez,	do	ponto	de	vista	de	comportamento	frente	à	esforços	de	compressão,	
seja essa a mais interessante aplicação dos perfis tubulares, pois apresentam 
maior	eficiência	contra	flambagem	e	com	menor	consumo	de	material.	São	
executados	vazados	ou	preenchidos	com	concreto,	quando	então	se	obtém	
uma	grande	resistência	com	seções	bastante	esbeltas.	
d) Vigas. 
Os perfis tubulares retangulares podem ser usados como vigas. Do ponto de 
vista	econômico	os	perfis	tubulares	são	menos	eficientes	que	os	perfis	I,	pois	
ao	contrário	destes	apresentam	maior	concentração	de	massa	na	alma,	o	que	
contraria	o	princípio	já	bastante	comentado.	
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Sistemas Estruturais em Aço
Perfil	tubular	–	Aeroporto	Santos	Dumont	–	Rio	de	Janeiro
Aeroporto	dos	Guararapes	-	Recife
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Pilar	tubular	–	CEA	–	São	Paulo
Módulo 3
Passarela	–	São	Paulo
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Sistemas Estruturais em Aço
Cobertura	em	passarela	–	São	Paulo
Base de treliças - Fortaleza
Estrutura	atirantada	–	São	Paulo
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Módulo 3
Elementos de Ligação
Os principais elementos de ligação: rebites, parafusos e solda
Rebites
O rebite é um pino cilíndrico feito de material dúctil, tendo em uma das ex-
tremidades,	uma	cabeça	que	se	apóia	em	uma	das	peças	a	serem	ligadas.	
Para	melhor	introdução	do	rebite	é	necessária	uma	folga	de	1/16”	entre	seu	
diâmetro e o furo. O comprimento do rebite deve ser superior à soma das 
espessuras	das	chapas,	de	forma	que	o	trecho	restante,	quando	prensado,	forme	
a segunda cabeça, fixando as peças. 
A rebitagem é feita a alta temperatura a fim de facilitar a deformação do corpo 
do rebite na formação da segunda cabeça e do preenchimento total do furo. 
Estação	da	Luz	–	São	Paulo	–	SP
Atualmente, os rebites estão em desuso nas estruturas devido às seguintes 
razões: 
•	Desenvolvimento	da	técnica	de	soldagem	e	dos	parafusos	de	alta	resistência,	
que	permitem	ligações	mais	eficientes;	
•	Os	rebites	necessitam	de	equipes	de	4	a	5	homens	bastante	experientes;	
•	Perigo	de	incêndio;	
•	Ruído	excessivo;	
•	Ambiente	de	trabalho	insalubre	(calor	e	ruído).	
Qualquer	conexão	feita	com	rebite	pode	ser	executada	com	solda,	já	o	inver-
so não é verdadeiro. 
As	ligações	soldadas	podem	atingir	até	100%	de	eficiência,	as	rebitadas	no	
máximo	80%.	
Parafusos
Os	parafusos	são	barras	cilíndricas	rosqueadas	numa	extremidade	e	com	
cabeça em outra, de forma a permitir o aperto entre as peças através de ferra-
menta	adequada.	Os	parafusos	mais	empregados	nas	construções	metálicas	
são	os	de	cabeça	quadrada	e	hexagonal.	
Apresentam porcas com a mesma dimensão e forma da cabeça. Os furos para 
introdução	dos	parafusos	devem	ter	folga	de	1/16”.
Ligação com parafusos de alta resis-
tência
Para	 fixação	do	parafuso	 são	necessárias	duas	 ferramentas:	uma	para	girar	 a	
porca, outra para impedir o giro da cabeça. Portanto para execução de uma 
ligação	parafusada	são	necessários	apenas	dois	operários.	
Em ligações submetidas a vibração são acrescentadas arruelas de pressão.
Para uma escolha prévia do diâmetro do parafuso, aplica-se a seguinte relação: 
1,6	t	≤	d	<	3	Δ
Onde: 
•	t	=	espessura	da	chapa	mais	grossa.	
•	Δ	=	espessura	da	chapa	mais	fina.	
25
Sistemas Estruturais em Aço
Parafusos comuns
Os parafusos comuns são fabricados com aço carbono, menos resistentes e são 
reconhecidos	pela	sigla	ASTM	A307.	
Por serem pouco resistentes, os parafusos comuns são usados em ligações se-
cundárias	e	em	estruturas	de	pequeno	porte.	
Parafusos de alta resistência
São parafusos executados com aço de médio e baixo carbono, portanto mais 
resistentes São parafusos com alta tensão de ruptura a tração e a cisalhamento. 
Chegam	a	resistir	a	tensões	de	tração	iguais	a	11.950	kgf/cm².	
Esses parafusos podem fazer a ligação entre as peças de duas maneiras: 
•	a)	Por	atrito	entre	as	peças	ligadas	
•	Solução	utilizada	quando	a	estrutura	não	permite	qualquer	deslocamento	
(escorregamento) da ligação. 
b)	Por	resistência	ao	cisalhamento	do	corpo	do	parafuso	
Neste	caso,	há	sempre	a	possibilidade	de	acomodação	entre	as	peças	ligadas.	
Os	parafusos	de	alta	resistência	são	bem	mais	caros	que	os	parafusos	comuns	
e,	 portanto,	 recomendáveis	 para	 obras	 de	médio	 e	 grande	 portes,	 onde	 sua	
resistência	propicia	a	diminuição	no	número	de	parafusos	se	comparados	com	
os parafusos comuns.
São	fabricados	dois	tipos	de	parafusos	de	alta	resistência:	
-	ASTM	A325	com	limite	de	escoamento	entre	5600	e	6500	kgf/cm²	
-	e	o	ASTM	A490	com	limite	de	escoamento	entre	8000	e	9600	kgf/cm²	
Os	parafusos	ASTM	A325	são	os	mais	usados.	
26
Módulo 3
fonte:O	Uso	do	Aço	na	Arquitetura	–	Aloizio	Margarido	–	ed.	CBCA	-	2008
Solda
As ligações soldadas começaram a ser utilizadas com grande sucesso a partir 
da	década	de	40,	e	hoje	são	tão	difundidas	e	de	qualidade	tão	boa	que	existem	
obras inteiramente soldadas. 
As	ligações	soldadas	são	as	que	apresentam	a	maior	rigidez.	
A	 soldagem	 se	 faz	 pelo	 aquecimento	 do	material-base	 (elementos	 a	 serem	
ligados)	a	uma	temperatura	de	aproximadamente	4.000	°C.	
Essa temperatura é obtida pela criação de uma arco voltaico entre o material-
base e o eletrodo. O material-base ao atingir a temperatura indicada, funde-se 
propiciando a união entre as peças; o eletrodo, além de provocar o arco voltai-
co, também se funde preenchendo o vazio entre a ligação. 
O	material-base	durante	a	soldagem,	sofre	modificações	físico-químicas,	o	
que	pode	influenciar	na	resistência	da	junta	soldada	sendo,	portanto,	muito	
importante	o	tipo	e	qualidade	do	material-base.	
Caso	o	metal	base	não	seja	soldável	(por	exemplo:	aço	com	grande	quanti-
dade	de	manganês)	a	solda	não	se	realiza	adequadamente,	tornando	a	ligação	
frágil.	
27
Sistemas Estruturais em Aço
Importante!
Controle de qualidade da solda
O principal defeito da solda é sua descontinuidade ou falha. As falhas enfra-
quecem	drasticamente	a	ligação.	Para	garantir	a	qualidade	da	ligação,	as	soldas	
devem	sofrer	rigoroso	controle	e	aprovadas	após	exames	especiais,	tais	como:	
São	fabricados	dois	tipos	de	parafusos	de	alta	resistência:	
• a) Controle magnetoscópico 
Este ensaio serve para a observação de falhas superficiais. Consiste na mag-
netização da peça a ser verificada; através da medição do campo magnético 
podem-se perceber as descontinuidades, revelando-se as falhas. 
• b) Controle com líquidos penetrantes 
Também	utilizada	para	observação	de	defeitos	superficiais.	A	superfície	a	ser	
verificada	é	banhada	com	líquido	penetrante	colorido.	As	falhas	absorvem	o	
líquido,	após	a	limpeza	do	excesso	e	aplicação	do	revelador	(à	base	de	talco	
ou gesso), ficam à mostra as descontinuidades. 
• c) Controle Radiográfico 
Destina-se	à	verificação	dos	defeitos	internos.	Emprega-se	o	Raio-X.	Ao	
atravessar o material os raios são absorvidos progressivamente. Quanto maior 
a espessura atravessada, menor a intensidade de radiação emergente. Ao atra-
vessarem as falhas os raios emergem com maior intensidade impressionando 
o	filme	com	tonalidade	mais	escura.	Após	revelação	da	chapa	de	filme,	pode-
se	observar	as	falhas	através	da	ocorrência	de	manchas	mais	escuras.	
• d) Controle por Ultra-som 
Destina-se também à verificação dos defeitos internos. O princípio baseia-se 
na reflexão das ondas acústicas ao atingirem meios de diferentes densidades. 
Se no percurso da onda houver uma falha (vazio com densidade baixa), ha-
verá	uma	reflexão	antes	da	onda	atravessar	todo	o	material,	esse	retorno	será	
captado	antes	pelo	receptor,	denunciando	a	existência	da	falha.	
Tipos de soldagem
Conforme as chapas a serem soldadas sejam posicionadas podem ocorrer dois 
tipos de soldagem. 
• a) Solda de topo 
Neste caso as chapas são posicionadas uma contra a outra e em um mesmo 
plano. 
Conforme aumentem as espessuras das chapas a serem unidas, devem ser pre-
vistos	detalhes	que	garantam	a	penetração	total	da	solda.	Para	isso	as	extremi-
dades das chapas devem ser convenientemente preparadas.
28
Módulo 3
Fonte:	O	Uso	do	Aço	na	Arquitetura	–	Aloi-
zio	Margarido	–	ed.	CBCA	-	2008
• b) Solda em ângulo 
Quando	as	chapas	são	posicionadas	em	planos	ortogonais.	Aqui	também,	de-
pendendo das espessuras das chapas, suas extremidades devem ser preparadas 
com algum tipo de chanfro. 
Representação gráfica das soldas
Mesmo	para	aqueles	que	não	pretendem	ser	projetistas	de	estruturas	metá-
licas é importante conhecer a simbologia mínima de representação de solda 
para	que	se	tenha	uma	interpretação	correta	do	projeto.	
As	soldas	são	indicadas	com	setas,	sobre	as	quais	são	especificados	o	tipo	e	
espessura da solda. A solda de topo é representada por dois traços paralelos 
sobre a seta. A solda em ângulo é representada por um triângulo. Caso o 
triangulo	esteja	voltado	para	baixo,	a	solda	ocorre	do	lado	onde	está	a	ponta	
da	seta	e	se	ao	contrário,	o	triângulo	estiver	para	cima,	a	solda	ocorre	exata-
mente	do	lado	oposto	ao	que	se	encontra	a	extremidade	da	seta.	Esta	repre-
sentação	que	a	princípio	pode	parecer	descabida	é	interessante	para	evitar	
concentração de informações. Quando a solda ocorre nas duas faces indica-
das pela seta o triângulo é duplo. 
A seguir, são apresentadas as formas mais comuns de representação de solda 
nos	desenhos	de	estruturas	metálicas.	
(ver	próxima	páginas)
Observações gerais:
a)	As	ligações	soldadas	devem	ser	preferencialmente	executadas	em	fábrica.	
Sua execução no canteiro pode acontecer em condições adversas e com me-
nor	controle	de	qualidade,	resultando	em	ligações	deficientes.	
c) As ligações soldadas são mais vantajosas em relação às parafusadas por não 
necessitarem de furos. Os furos diminuem a seção resistente da peça. Essas 
ligações não exigem a mesma precisão das ligações parafusadas. 
d)	As	ligações	com	parafusos	são	executadas	no	canteiro,	o	que	garante	mais	
qualidade	e	rapidez	à	execução.	
Quando o edifício tem um uso não permanente, as ligações parafusadas são 
uma	exigência	já	que	permitem	fácil	desmontagem	da	estrutura.	
Para saber mais sobre ligações:
O	Uso	do	Aço	na	Arquitetura	–	Aloizio	Margarido	
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Sistemas Estruturais em Aço
Fonte:	O	Uso	do	Aço	na	Arquitetura	–	Aloizio	Margarido	–	ed.	CBCA	-	2008