Capitulo1Introduo_20190208110937

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ESTRUTURAS DE AÇO
INTRODUÇÃO
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BREVE HISTÓRICO
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BREVE HISTÓRICO
O Primeiro material siderúrgico empregado
na construção civil foi o ferro fundido.
Entre 1780 e 1820 construíram-se pontes
em arco ou treliçada.
1779: Primeira ponte em ferro fundido: Ponte 
de Coalbrookdale, sobre o rio Severn na 
Inglaterra, com 30 metros de vão.
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BREVE HISTÓRICO
1819-1826: Ponte suspensa de Menai, no
País de Gales, construída em 1819-1826, com
vão de 175 metros, utilizando ferro forjado.
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BREVE HISTÓRICO
O aço já era conhecido desde a antiguidade,
mas não estava disponível a preços
competitivos por falta de um processo industrial
de fabricação.
1856: O inglês Henry Bessemer inventou um
forno que permitiu a produção do aço em larga
escala, a partir das décadas de 1860/70.
1864: Os irmãos Martin desenvolveram um
forno de maior capacidade.
1867: Apareceu o processo Siemens-Martins.
1880: Foram introduzidos os laminadores de
barras.
1884: Viaduct de Garabit, no sul da 
França, com 165 m de vão.
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BREVE HISTÓRICO
1890: Ponte Firth of Forth, Escócia, com 521 m 
de vão, constitui um recorde mundial.
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BREVE HISTÓRICO
1900: Estação Ferroviária Quai d’Orsay, em Paris.
1939: O prédio serviu como estação de trens até 1939.
Na década de 70: quase foi demolido. O governo de Giscard d´Estaing impediu,
tombando-o e propondo que o edifício fosse transformado em museu.
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BREVE HISTÓRICO - BRASIL
1857: Ponte sobre o Rio Paraíba do Sul,
Estado do Rio de Janeiro, com vão de 30
metros vencidos por arcos atirantados, sendo
os arcos constituídos de peças de ferro
fundido e o tirante em ferro forjado.
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BREVE HISTÓRICO - BRASIL
Até meados do século XX: utilizou-se nas
construções quase exclusivamente o aço-
carbono com resistência a ruptura de cerca de
370 MPa.
A partir de 1950: começaram a ser
empregados aços de maior resistência.
BRASIL:
Após a Segunda Guerra Mundial: Construção
da CSN – Companhia Siderúrgica Nacional, em
Volta Redonda, Rio de Janeiro
1961: Edifício Avenida Central, RJ. Primeiro edifício alto em 
estrutura metálica no Brasil, fabricado e montado pela extinta FEM –
Fábrica de Estruturas Metálicas da CSN 
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BREVE HISTÓRICO - BRASIL
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BREVE HISTÓRICO - BRASIL
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
AWD Arena 
Hanover, Germany
Wembley Stadium - Londres, Inglaterra
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Arena 
Independência
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Mineirão
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Arena da 
Amazônia
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Strasbourg Railway Station - França 
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Aeroporto de Recife Rodoviária de Brasília
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Museu do Amanhã - RJ
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Turning Torso Tower - Suécia
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BREVE HISTÓRICO - ATUAIS
Sede da Aldar – Abu Dhabi
PROCESSO DE 
FABRICAÇÃO
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PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇO
➢ O que é o aço?
O aço é uma liga de ferro e carbono, que contém de 0,008% a
2,11% em peso, de carbono. De modo geral, o teor de carbono não
ultrapassa 1%. Contém, ainda, certos elementos químicos
secundário, como o manganês, silício, enxofre e fósforo, que
integravam as matérias-primas utilizadas em sua fabricação ou
foram deliberadamente adicionadas para lhe conferir determinadas
propriedades.
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PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇO
➢ Como o aço é fabricado?
VANTAGENS
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VANTAGENS
1. Alta Resistência do aço em comparação com outros materiais
▪ O aço é o material estrutural que possui maior índice de resistência.
Por essa razão, os componentes estruturais de aço apresentam seção
transversal com menores dimensões que os componentes de outros
materiais
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VANTAGENS
2. O aço é um material homogêneo de produção controlada
▪ O aço é o material homogêneo e praticamente isotrópico e que,
portanto, possui características mecânicas bem definidas. Assim,
consegue-se uma aproximação muito boa entre seu comportamento
estrutural definido teoricamente e o que efetivamente ocorre na
prática
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VANTAGENS
3. As estruturas são produzidas em fábricas por 
processos industrializados seriados, cujo efeito 
de escala favorece a menores prazos e menores 
custos.
▪ Como a estrutura metálica é composta de peças pré-
fabricadas, a montagem pode ser executada com
grande rapidez, o que permite que termine a obra em
prazo menor.
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VANTAGENS
4. Os elementos das estruturas metálicas podem ser desmontados e
substituídos com facilidade e permitem também reforço e
ampliação quando necessário.
5. Possibilidade de reaproveitamento do material que não seja mais
necessário à construção.
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VANTAGENS
6. Canteiro de Obras Menor, Limpo e Organizado
▪ Dispensa de escoramento e fôrmas e a ausência de manuseio de
materiais diferentes fazem com que a área necessária ao canteiro de
obras e à estocagem seja reduzida e que o canteiro se mantenha
limpo, organizado e sem entulhos.
PROJETO 
ESTRUTURAL E 
NORMAS
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ O Projeto Estrutural é a escolha:
▪ Dos arranjos dos elementos estruturais e de suas dimensões, de
forma que as cargas de serviço decorrentes do uso e outras ações
externas sejam resistidas com segurança e os deslocamentos
decorrentes estejam dentro de limites aceitáveis.
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ Objetivos de um projeto
estrutural:
▪ Garantia de segurança
estrutural evitando-se o
colapso da estrutura
▪ Garantia de bom desempenho
da estrutura evitando-se a
ocorrência de grandes
deslocamentos, vibrações,
danos locais.
No dia 27 de junho de 2009, um apartamento residencial em Xanguai, na China, 
caiu completamente para trás. Ele ainda estava em construção, portanto estava 
desocupado, por isso a queda só causou uma morte. 
Um problema em paredes de contenção do rio Dianpu, próximo ao prédio, pode ter 
causado a queda, mas ainda não há provas concretas do por que esse prédio 
gigantesco simplesmente desabou. 
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ Etapas de um projeto estrutural:
1. Anteprojeto ou projeto básico, quando são definidos o sistema
estrutural, os materiais a serem utilizados, o sistema construtivo,
dimensionamento básico;
2. Dimensionamento ou cálculo estrutural, fase na qual são definidos as
dimensões finais dos elementos estruturais e suas ligações de
maneira a garantir a segurança e o bom desempenho da estrutura;
3. Detalhamento, quando são elaborados os desenhos executivos da
estrutura contendo as especificações de todos os seus componentes.
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ Etapas de um projeto estrutural:
Nas fases de dimensionamento e detalhamento, utiliza-se, além dos
conhecimentos de análise estrutural e resistência dos materiais, grande
número de regras e recomendações referente a:
• Critérios de garantia de segurança;
• Padrões de testes para caracterização dos materiais e limites dos
valores de características mecânicas;
• Definição de níveis de carga que representem a situação mais
desfavorável;
• Limites de tolerâncias para imperfeições na execução;
• Regras construtivas, etc
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ Critérios para garantia de segurança
▪ As estruturas e os elementos estruturais devem ter resistência
adequada, para permitir a funcionalidade adequada durante a sua vida
útil.
▪ O projeto deve prover alguma reserva de resistência, acima das que
seriam necessárias para resistir às cargas de serviço, ou seja, a
estrutura deve prever a possibilidade de excesso de carga
(SOLICITAÇÃO).
✓ Excesso de cargas ➔ mudança do uso daestrutura.
✓ Subestimativa dos efeito das cargas ➔ simplificação da análise
estrutural ou variações dos processos de construção ;
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ Critérios para garantia de segurança
• O projeto deve também ter uma provisão para a possibilidade de uma
redução da resistência.
✓ Desvios nas dimensões dos elementos;
✓ Os materiais podem ter uma resistência menor do que a
usada nos cálculos.
✓ Uma seção de aço pode ocasionalmente ter uma tensão de
escoamento abaixo do valor mínimo especificado.
Excesso de carga e Menor Resistência 
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
▪ Critérios para garantia de segurança
• As normas para projeto de estruturas metálicas utilizam:
✓ MÉTODO DAS TENSÕES ADMISSÍVEIS, (ASD – Allowable Stress
Design),
✓ MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES (LRFD - Load and Resistance
Factor Design)
• Método dos estados limites - ABNT NBR 8800:2008; CAN/CSA 516-01
(Canadense) e EUROCODE 3
• As normas norte americanas AISC (American Institute of Steel Construction),
mantiveram paralelamente os dois métodos. Em 2005 foi publicada a versão
integrada da norma contendo os dois métodos em um único documento,
ANSI/AISC 360-05.
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PROJETO ESTRUTURAL E NORMAS
A nossa responsabilidade como engenheiro é muito grande.
Em qualquer etapa do processo precisamos verificar se tudo que 
projetamos e especificamos está sendo realmente seguido na fabricação 
e na montagem.