Perfis Estruturais de Aço

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ESTRUTURAS DE AÇO
2019.2
Professora: Marina Evangelista
AULA 03
Perfis estruturais de aço
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ESTRUTURAS DE AÇO
1. Considerações iniciais
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Os perfis estruturais de aço previstos pela ABNT NBR
8800:2008 mais utilizados na construção civil brasileira, que
podem ser classificados, segundo o modo de obtenção:
Perfis laminados
Perfis soldados
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2. Perfis laminados
• São obtidos por meio de um processo de transformação 
mecânica de metais chamado laminação;
• A forma de um corpo metálico é alterada para torná-lo 
adequado a determinada aplicação.
Chapas
Perfis de seções I, H, U e L
Barras redondas
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2. Perfis laminados
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Chapas
• Obtidas a partir da laminação a quente de uma placa de dimensões
maiores, com temperatura superior a 1.000 oC;
• A seção transversal da placa é reduzida ao passar entre pares de
cilindros paralelos, horizontais e verticais, cuja folga diminui
gradativamente;
• Os cilindros de cada par giram em sentidos contrários e movem a
peça por arrastamento.
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2. Perfis laminados
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Perfis de seções I, H, U e L
• Obtidos de forma similar as chapas, a partir de blocos, com 
o uso de cilindros de diâmetro variável.
Barras redondas
• Obtidas a partir de tarugos.
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2. Perfis laminados
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
• Chapas
• Perfis de seção aberta
- Formas de seção transversal
- Perfis I de faces inclinadas
- Perfis U
- Perfis L (cantoneiras)
- Perfis I e H de faces paralelas
• Barras redondas
- Lisas
- Nervuradas
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
• As chapas podem ser grossas (espessura igual ou superior
a 4,75 mm) ou finas (espessura inferior a 4,75 mm). Serão
estudadas as chapas grossas.
• As chapas são fornecidas como peças retangulares,
comprimento = 12 m e largura = 3,2 m.
2.1.1. Chapas
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.1. Chapas
• Definida pelo símbolo CH, seguido da espessura em
milímetros (Exemplo: CH 16). A espessura pode ser
acompanhada pela largura e pelo comprimento da peça,
em mm (Exemplo: CH 16 x 500 x 2.000).
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.1. Chapas
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Formas de seção transversal
Os perfis laminados de seção aberta produzidos são:
Perfil I de faces inclinadas
Perfil I e H de faces paralelas
Perfil U
Perfil L (cantoneiras) de abas iguais
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil I de faces inclinadas
• Face interna das mesas não é paralela à externa;
• Especificado pelo símbolo I, seguido da altura (d), em mm, e da
massa por unidade de comprimento, em kg/m (Exemplo: I 127 x
14,8).
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil I de faces inclinadas
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil I e H de faces paralelas
• Possui a face interna das mesas paralela à externa;
• Apresentam triângulos circulares dos 2 lados da alma na junção
com as mesas e foram projetados de forma a terem seções
transversais com boas propriedades geométricas para uso
estrutural em relação ao volume de aço consumido;
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil I e H de faces paralelas
• Perfil I - especificado pela letra W, seguida da altura nominal, em
mm, e da massa por unidade de comprimento, em Kg/m (Exemplo:
W 310 x 38,7);
• Perfil H - especificado pela letra W ou HP, seguida da altura
nominal, em mm, e da massa por unidade de comprimento, em
Kg/m (Exemplo: W 310 x 93; HP 250 x 85).
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil I e H de faces paralelas
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil U
• Especificado pelo símbolo U, seguido da altura (d), em mm, e
da massa por unidade de comprimento, em Kg/m (Exemplo: U
152,4 x 12,2).
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil U
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil L (cantoneira) de abas iguais
• Possuem abas iguais e podem pertencer a uma série baseada
em polegadas ou a uma série métrica;
• Especificado pelo símbolo L, seguido pelos comprimentos das
abas (b) e pela espessura (t), em mm (Exemplo: L 76,2 x 6,35).
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.2. Perfis de seção aberta
Perfil L (cantoneiras)
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.3. Barras redondas
Lisas
• Diâmetro entre 6,35 mm e 88,9 mm;
• Muito empregadas como tirantes ou como elementos de
contraventamento;
• Especificação das barras redondas lisas é feita pelo símbolo
φ, seguido do diâmetro (D), em mm (Exemplo: φ 50,8).
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.3. Barras redondas
Nervuradas
• Diâmetro entre 5 mm e 40 mm;
• Usadas como armadura de concreto, inclusive nos elementos
estruturais mistos de aço e concreto (as nervuras proporcionam
a aderência adequada entre a barra e o concreto);
• Especificação das barras redondas nervuradas é feita da mesma
forma que a das lisas.
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2. Perfis laminados
2.1. Perfis produzidos no Brasil 
2.1.3. Barras redondas
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3. Perfis Soldados
• São formados por 2 ou mais perfis laminados unidos
continuamente entre si por solda elétrica;
• Utilizados quando se necessita de seções transversais com
dimensões maiores que as dos perfis laminados disponíveis
ou para se obter uma forma especial de seção transversal,
em decorrência de exigências estruturais ou arquitetônicas.
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3. Perfis Soldados
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3. Perfis Soldados
• Os perfis soldados mais comuns são os I ou H, constituídos
por 3 chapas cortadas nas dimensões apropriadas;
• No Brasil, esses perfis são prescritos pela norma ABNT NBR
5884:2005, que, além de fixar requisitos para fabricação, os
divide nas 4 séries de dimensões padronizadas seguintes:
3.1. Perfis Padronizados
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3. Perfis Soldados
3.1. Perfis Padronizados
 Série CS (colunas soldadas): composta de perfis H
duplamente simétricos, usados como barras como é o caso
da maioria dos pilares;
 Série VS (vigas soldadas): composta de perfis I duplamente
simétricos, usados como barras na maioria dos casos
fletidas, como as vigas;
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3. Perfis Soldados
3.1. Perfis Padronizados
 Série CVS (colunas-vigas soldadas): composta de perfis
intermediários entre I e H, duplamente simétricos.
 Série VSM (vigas soldadas monossimétricas): composta de
perfis I monossimétricos, usados em vigas mistas.
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3. Perfis Soldados
3.1. Perfis Padronizados
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3. Perfis Soldados
3.2. Perfis com dimensões quaisquer
• A ABNT NBR 5884:2005 cobre também os perfis soldados I e
H de dimensões quaisquer, permitindo ao projetista da
estrutura total liberdade.
• Além de fixar requisitos para fabricação, os divide nas 2
séries seguintes:
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3. Perfis Soldados
3.2. Perfis com dimensões quaisquer
 Série PS (perfil soldado): composta de perfis duplamente
simétricos;
 Série PSM (perfil soldado monossimétrico): composta de
perfis monossimétricos.
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3. Perfis Soldados
• Os perfis soldados I e H devem ser especificados por meio do
símbolo (CS, VS, CVS e VSM, no caso dos perfis padronizados, ou PS
e PSM, no caso dosperfis de dimensões quaisquer), seguido da
altura, em mm, e da massa por unidade de comprimento, em Kg/m
(Exemplo: CS 500 x 253; VS 400 x 53; CVS 350 x 98; VSM 600 x 99;
PS 500 x 147; PSM 400 x 52).
• Se as 2 mesas forem iguais, basta colocar altura x largura das mesas
x espessura das mesas x espessura da alma (Exemplo: I 500 x 300 x
16 x 8).
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4. Tensões residuais nos perfis 
São as tensões normais e de cisalhamento que aparecem
durante o resfriamento não uniforme de um perfil, decorrentes
do processo de fabricação, e que possuem resultantes nulas de
força e momento. Originam-se porque:
• o aço, quando resfria, sofre redução de volume e aumento
de resistência e rigidez;
• certas partes da seção transversal passam da temperatura de
laminação para a ambiente mais rapidamente que outras.
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4. Tensões residuais nos perfis 
O processo em um perfil com seção transversal retangular, em que se adota
a hipótese simplificadora de que as regiões próximas das bordas resfriam
uniformemente primeiro, tornando-se comprimidas, e a região central
resfria uniformemente por último, tornando-se tracionada.
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4. Tensões residuais nos perfis 
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4. Tensões residuais nos perfis 
As tensões normais residuais variam ligeiramente ao longo do
comprimento da barra, o que dá origem a fluxos longitudinais e
transversais de cisalhamento e, como consequência, a tensões
residuais de cisalhamento.
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4. Tensões residuais nos perfis 
• Em uma barra com tensões normais residuais, o escoamento se inicia
a uma tensão σp, inferior à resistência ao escoamento fy obtida no
ensaio de um corpo de prova sem tensões residuais. Essa tensão em
que o escoamento começa é a tensão normal causada pela força
externa, que, somada ao máximo valor da tensão normal residual
(σr), fornece uma tensão igual à resistência ao escoamento do aço
(fy). Logo:
σp = fy – σr
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4. Tensões residuais nos perfis 
• Aumentando a força externa, o escoamento vai atingindo
gradativamente toda a seção transversal da barra, com as
deformações crescendo de forma não linear com as tensões normais.
O escoamento se completa quando a tensão externa atuante se torna
igual à resistência ao escoamento do aço (fy).
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4. Tensões residuais nos perfis 
A máxima tensão normal residual (σr), na maioria dos perfis, está entre 70 MPa 
e 140 MPa e é pouco influenciada pelo valor da resistência ao escoamento do 
aço, fy.
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4. Tensões residuais nos perfis 
De maneira similar, em uma barra com tensões residuais de cisalhamento, o
escoamento por cisalhamento se inicia a uma tensão de cisalhamento τp
igual à diferença entre a resistência ao escoamento por cisalhamento fvy e a
máxima tensão residual de cisalhamento:
A máxima tensão residual de cisalhamento (τr), na maioria dos perfis usuais,
apresenta valores relativamente baixos, entre 20 MPa e 40 MPa, e
dificilmente superiores a 20% da resistência ao escoamento por
cisalhamento do aço, fvy.
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5. Referências 
• FAKURY, Ricardo; SILVA, Ana Lydia R. Castro E; CALDAS, Rodrigo 
B. Dimensionamento de Elementos Estruturais de Aço e 
Mistos de Aço e Concreto. São Paulo – Pearson, 2016.
• PFEIL, Walter; PFEIL, Michele. Estruturas de Aço. 8.ed.rev. Rio 
de Janeiro: LTC, 2009. 
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OBRIGADA!
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