ESTRUTURAS METÁLICAS I

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1 PONTIÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS ESTRUTURAS METÁLICAS I NOTAS DE AULA 008 Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 0.1

2 Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 0.

3 01. Introdução 1.1. Breve Histórico: 1 Desde mis remot ntigüidde, tem-se notíci do omem utilizr-se de rteftos de ferro. Inicindo-se pel descobert do cobre, que se mostrv demsidmente ductil cpz de deformr-se sob ção de crgs -, o omem primorndo s sus própris relizções, trvés do empreendimento de su cpcidde de pensr e de relizr, estbeleceu os princípios d metlurgi, que n definição de lguns utores, é um síntese; pressupõe o uso coerente de um conjunto de processos, e não prátic de um instrumento único. E esses processos form-se somndo o longo ds necessiddes umns, pois pr síntese d metlurgi ou d forj, juntm-se s percussões (mrtelo), o fogo (fornl), águ (têmper), o r (fole) e os princípios d lvnc. Imgin-se que, provvelmente, o cobre foi descoberto por cso, qundo lgum fogueir de cmpmento ten sido feit sobre pedrs que continm minério cúprico. É presumível que lgum observdor mis rguto ten notdo lgo derretido pelo clor do fogo, reproduzindo, mis trde, o processo propositdmente. Ms, como já se observou, o cobre é por demis mole pr que com ele se fbriquem instrumentos úteis, em especil nos primórdios ds descoberts umns, bstnte crcterizds pels necessiddes de coiss bruts. As técnics de modelgem e de fusão vão se sofisticndo qundo surge primeir lig, o cobre rsênico, composto tão venenoso que logo teri que ser substituído. O psso seguinte foi descobert de que dição o cobre de pens pequen proporção de estno, formv um lig muito mis dur e muito mis útil do que o cobre puro. Er descobert do bronze, que possibilitou o omem modelr um multidão de novos e melores utensílios: vsos, serrs, escudos, mcdos, trombets, sinos e outros. Mis ou menos pelo mesmo período, o omem teri prendido fundir o ouro, prt e o cumbo. Como estbelecem lguns istoridores, um brilnte descobert conduz outr e, dess mneir, logo depois d descobert do cobre e do bronze, tmbém o ferro pssou ser utilizdo. Esse novo metl já er conecido á dois mil nos ntes d er cristã, ms por longo tempo permneceu rro e dispendioso, e seu uso somente foi mplmente estbelecido n Europ, por volt do no 500.C. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-1

4 Todo o ferro primitivo seri oje em di clssificdo como ferro forjdo. O método pr obtê-lo consisti em brir um burco em um encost, forrá-lo com pedrs, encê-lo com minério de ferro e mdeir ou crvão vegetl e ter fogo o combustível. Um vez queimdo todo o combustível, er encontrd um mss poros, pedregos e brilnte entre s cinzs. Ess mss er colid e btid mrtelo, o que tornv o ferro compcto e epulsv s impurezs em um cuv de fguls,. O trugo cbdo, cmdo lup, tin proimdmente o tmno de um btt doce, ds grndes. Com o tempo, o omem prendeu como tornr o fogo mis quente soprndo-o com um fole e construir fornos permnente de tijolos, em vez de mermente escvr um burco no cão. Dess mneir, o ço dí resultnte, er feito pel fusão do minério de ferro com um grnde ecesso de crvão vegetl ou juntndo ferro mleável com crvão vegetl e cozinndo o conjunto durnte vários dis, té que o ferro bsorvesse crvão suficiente pr se trnsformr em ço. Como esse processo er dispendioso e incerto e os fundidores nd sbim d químic do metl com que trblvm, o ço permneceu por muitos nos um metl escsso e dispendioso, e somente tin emprego em coiss de importânci vitl, como s lâmins ds espds. Do ponto de vist istórico, nrrm lguns especilists, que, por volt do século IV d.c., os fundidores indus form cpzes de fundir lguns pilres de ferro que se tornrm fmosos. Um deles, ind eistente em Deli, tem um ltur de mis de sete metros, com outro meio metro bio do solo e um diâmetro que vri de qurent centímetros n bse pouco mis de trint centímetros no topo. Pes mis de seis tonelds, é feito de ferro forjdo e su fundição teri sido impossível, nquele tmno, n Europ, té époc reltivmente recente. Ms, cois mis notável nesse e em outros pilres de su espécie, é usênci de deteriorção ou de qulquer sinl de ferrugem. Após qued do império romno, desenvolveu-se n Espn orj Ctlã, que veio dominr todo o processo de obtenção de ferro e ço durnte Idde Médi, esplndo-se notdmente pel Alemn, Inglterr e rnç. Nesse período, o ferro er obtido como um mss pstos que podi ser moldd pelo uso do mrtelo e não como um líquido que corresse pr um molde, como ocorre tulmente. O fim d Idde Médi que prepr Europ modern pel etensão do mquinismo, é tmbém testemun ds primeirs intervenções do cpitlismo no esforço pr produção industril. Ess evolução é compnd por grndes progressos técnicos, especilmente no que se refere os trnsportes mrítimos e, um impulso semelnte se observ no progresso d metlurgi. A forç idráulic foi plicd os foles ds forjs, ssim obtendo um tempertur mis elevd e regulr, e com crburção mis tiv deu-se fundição, correndo n bse do forno o ferro Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-

5 fundido susceptível de fornecer peçs moldds. O forno, que prtir de então se pôde mplir, trnsformou-se em forno de fole e, em seguid, em lto-forno. O lto-forno crvão vegetl, segundo os istoridores, preceu por volt de 160; o primeiro lmindor remont proimdmente o no de Entretnto, o grnde impulso o desenvolvimento d siderurgi ocorreu com o dvento d trção vpor e o surgimento ds ferrovis, primeir ds quis inugurd em 187. Até o fim do século XVIII, mior prte ds máquins industriis erm feits de mdeir. O rápido desenvolvimento dos métodos de refinção e de trblo do ferro briu cmino novs utilizções do metl e à construção de máquins industriis e, por conseqüênci, à produção, em quntidde, de objetos metálicos de uso gerl. Entre s descoberts científics, que grdtivmente im melorndo o processo de produção industril, merece destque utilizção do crvão de pedr pr redução do minério de ferro, que resultou n loclizção dos compleos siderúrgicos e que veio determinr, por privilégios geológicos, o pioneirismo de um nção n siderurgi. A Grã-Bretn foi, relmente, mior beneficiári dess conquist científic, em rzão de possuir, em territórios economicmente próimos, jzids de minério de ferro e de crvão de pedr. Junt-se isto tod um estrutur comercil voltd pr o eterior e já se pode vislumbrr o perfil de um pís que, prticmente sozino, foi cpz de deter o privilégio de domínio do mercdo interncionl de ferro, ponto de ter sido considerd oficin mecânic do mundo. Apesr de não ser o único pís produzir ferro, foi o primeiro produzi-lo em escl comercil. A epnsão d Revolução Industril modificou totlmente metlurgi e o mundo. O uso de máquins vpor pr injeção de r no lto-forno, lminres, tornos mecânicos e o umento d produção, trnsformrm o ferro e o ço no mis importnte mteril de construção. Em 1779, construiu-se primeir ponte de ferro, em Colbrookdle, n Inglterr; em 1787, o primeiro brco de cps de ferro e outrs inovções. As ferrovis, como já menciondo nteriormente, certmente form o mior contributo à epnsão ds tividdes d metlurgi e, no no de 180, entr em operção ferrovi Liverpool-Mncester. No uge d tividde d construção ferroviári, por volt de 1847, estv em ndmento eecução de cerc de dez mil quilômetros de ferrovis. Qundo rede ferroviári britânic tin sido completd, indústri siderúrgic mplid foi cpz de suprir mtéri-prim pr construção de ferrovis em outros píses, onde se destcm os Estdos Unidos que, n décd de 1870, construiu cinqüent e um mil mils de estrds de ferro, o que representv, n époc, tnto qunto se vi construído no restnte do mundo. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-

6 N décd de produção dos ltos-fornos nos Estdos Unidos tornou-se mior do mundo e, ntes de 1900, produção de ço nortemericn ultrpssou tods s demis no mundo. Pr que se ten um idéi do nível de crescimento d produção de ço, pode se perceber nel, um umento vertiginoso, tnto que por volt de 1876, ess produção er de um milão de tonelds/no, pssndo em 196, cinqüent nos depois, pr ordem de cem milões de tonelds no, tingindo, tulmente, lgo em torno de setecentos milões de tonelds de ços ds mis diverss quliddes e proprieddes mecânics, sob form de perfis, cps, brrs, tubos, trilos, etc. Algums obrs notáveis em estruturs metálics e que merecem ser citds, demonstrm, de mneir insofismável, ess grnde conquist do omem moderno. Prtindo-se d já menciond ponte ingles de Colbrookdle em 1779, em ferro fundido com vão de 1 metros, pssmos, logo depois ind n Inglterr, à Britnni Brigde, com dois vãos centris de 140 metros cd; tmbém pel Brookln Bridge em Nov Iorque, nos Estdos Unidos, primeir ds grndes pontes pênseis, com 486 metros de vão livre e construíd em 188; Torre Eiffel, em Pris, dtd de 1889, com 1 metros de ltur; o Empire Stte Building, tmbém em Nov Iorque, com seus 80 metros de ltur e dtdo de 19; Golden Gte Bridge, n cidde de São rncisco, com 180 metros de vão livre, construíd em 197 té o World Trde Center, em Nov Iorque, com seus 410 metros de ltur e seus 110 ndres, construído em 197, e isso pr citrmos lgums. No Brsil, tividde metlúrgic, no início d colonizção er eercid pelos rtífices ferreiros, cldeireiros, funileiros, sempre presentes nos grupos de portugueses que desembrcvm ns recém-fundds cpitnis. A mtériprim sempre foi importd e cr. As primeirs obrs em estruturs metálics no Brsil, têm su origem, ssim como nos demis píses do mundo, prtir ds estrds de ferro. Nrr-se que em outubro de 1888, cegou Bnnl, no Estdo do Rio de Jneiro, estção ferroviári que li seri montd. A mis senscionl estção ferroviári é Estção d Luz, no centro d cidde de São Pulo, pois com lgums modificções, feits pós um incêndio, estção é, fundmentlmente, mesm que se terminou de construir em 1901 e que, imponentemente, mrcv e mrc té oje, pisgem d cpitl pulist. De dt nterior, provvelmente de 1875, encontr-se o Mercdo de São José, no Recife; ms, tmbém, o Mercdo do Peie, em Belém, por muito tempo conecido como o Mercdo de erro, que foi inugurdo em Acredit-se que primeir obr utilizr-se de ferro pudldo processo de refinção do ferro dtdo de 1781, n Inglterr, ptentedo por Henr Cort, Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-4

7 descrit como mis pesd form de trblo jmis empreendid pelo omem fbricdo no Brsil, deu-se por volt de 1857, que foi Ponte de Príb do Sul, no Estdo do Rio de Jneiro, com cinco vãos de trint metros, estndo em uso té tulidde. Ms, como mrco de construção, não se poderi deir de citr, em São Pulo, o Viduto Snt Efigêni, que de cordo com o Eng.º Pulo Alcides Andrde, constituiu-se num mrco de São Pulo. A istóri desse viduto, segundo o engeneiro, se inici por volt do no de 1890, qundo se obteve licenç do Conselo de Intendentes pr su construção. A obr, porém, não foi inicid e o contrto pr su construção foi cnceldo. Pr se resumir istóri de um obr replet de vi-e-vém, de ordem burocrátic, el somente teve início no no de 1911 e terminou em 191. A estrutur, totlmente fbricd n Bélgic, foi pens montd no locl, pel união por rebitgem ds peçs numerds processo de ligções estruturis dot n époc e com s furções pronts, sendo inugurd em 6 de setembro de 191. As crcterístics estruturis d obr nos cmm tenção, em especil, por determinds peculiriddes. A ponte é formd por um tbuleiro superior com 55 metros de etensão, poido sobre cinco trmos, sendo três centris com 5,50 metros cd e mis dois vãos com 0,00 metros de vão ns etremiddes. Os três vãos centris, por su vez, são formdos por rcos com flec de 7,50 metros, o que equivle um relção flec/vão de 7 8, vlores esses, té oje utilizdos em dimensionmento de estruturs em rco. 4 A primeir corrid de ço em um usin siderúrgic integrd de grnde porte, no Brsil, deu-se em de juno de 1946, n Usin Presidente Vrgs, d CSN Compni Siderúrgic Ncionl, em Volt Redond, no Estdo do Rio de Jneiro. O pís importv prticmente todo o ço de que necessitv, tnto que s instlções industriis d própri CSN form construíds por empress estrngeirs. Por quele período, à eceção dos produtos plnos (cps) que tinm demnd grntid, os demis produtos, tis como trilos e perfis lmindos, encontrvm dificulddes n su comercilizção, qundo foi propost pel USX United Sttes Steeel, empres norte-mericn fbricnte de ço e fornecedor de estruturs metálics, pós pesquis de mercdo, que CSN instlsse um fábric de estruturs com o objetivo de consumir produção de lmindos e de incentivr o seu uso 4. Nsci, dess mneir, prtir de 195, EM ábric de Estruturs Metálics, crindo um tecnologi brsileir d construção metálic. 4 Roosevelt de Crvlo, n ocsião funcionário d CSN, foi um pesso de fundmentl importânci neste processo. Após breve estágio nos E.U.A.. voltou pr Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-5

8 orgnizr n fábric recém-crid, um curso pr detlmento de estruturs metálics. O trblo desenvolvido possibilitou formção de um equipe de primeir lin e trnsformou-se em verddeir escol. Com Pulo rgoso construção metálic coneceu um de seus momentos mis estimulntes. Com implntção d CSN, ele começou se preprr pr colborr no desenvolvimento d nov tecnologi que, creditv, veri de gnr grnde impulso no pís. O vngurdrismo do escritório Pulo rgoso não se limitou pens o rrojo, que propiciou construção ds primeirs grndes edificções de ço no Brsil. Introduziu e perfeiçoou nos seus projetos os conceitos de vigs mists, trzido d Alemn, um dos ftores mis importntes pr vibilizção econômic d solução metálic pr edifícios ltos. Estv deflgrdo o processo que dri início às edificções de ço no Brsil. Dignos de not, muito embor sejm muits s edificções, mencionremos pens lgums desss obrs: Nome Edifício Grgem Améric Edifício Plácio do Comércio Edifício Avenid Centrl Edifício Snt Cruz Áre Construíd m 17 Pvimentos m 1 Pvimentos m 6 Pvimentos m Pvimentos Projeto Arquitetônico Rino Levi Lucjn Korngold Henrique E. Mindlin Jime Lun dos Sntos Projeto Estruturl Pulo R. rgoso Pulo R. rgoso Pulo R. rgoso Pulo R. rgoso bricnte.e.m..e.m..e.m..e.m. Construtor Cvlcnti & Junqueir Lucjn Korngold Cpu & Cpu Ernesto Wöebcke Quntittivo de Aço 948 Ton Ton Ton Ton. Locl - Dt S.P S.P R.J R.S Cronologi do Uso dos Metis Orgnizd por Tomz Mres Gui Brg. Edifícios Industriis em Aço Ildon H. Belle Editor Pini. Eng.º Pulo Andrde mteril disponível n Internet 4. Edificções de Aço no Brsil Luís Andrde de Mttos Dis Zigurte Editor 00. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-6

9 1.. Vntgens e Desvntgens n utilizção do Aço Estruturl: Como todo mteril de utilizção em construção, o ço estruturl é possuidor de crcterístics que trzem benefícios de tod ordem o que, certmente, proporcion vntgens em su utilizção. Muito embor não sej cusdor de mlefícios qundo utilizdo em construções, é tmbém necessário estbelecer lgums desvntgens com relção à su utilizção. Pois bem, vmos els 1, Vntgens: Como principis vntgens d utilizção do ço estruturl, podemos citr: ) Alt resistênci do mteril nos diversos estdos de solicitção trção, compressão, fleão, etc., o que permite os elementos estruturis suportrem grndes esforços pesr ds dimensões reltivmente pequens dos perfis que os compõem. b) Apesr d lt mss específic do ço, n ordem de 78,50 KN/m, s estruturs metálics são mis leves do que, por eemplo, s estruturs de concreto rmdo, proporciondo, ssim, fundções menos oneross. c) As proprieddes dos mteriis oferecem grnde mrgem de segurnç, em vist do seu processo de fbricção que proporcion mteril único e omogêneo, com limites de escomento, ruptur e módulo de elsticidde bem definidos. d) As dimensões dos elementos estruturis oferecem grnde mrgem de segurnç, pois por terem sido fbricdos em oficins, são seridos e su montgem é mecnizd, permitindo przos mis curtos de eecução de obrs. e) Apresent possibilidde de desmontgem d estrutur e seu posterior reproveitmento em outro locl. f) Apresent possibilidde de substituição de perfis componentes d estrutur com fcilidde, o que permite relizção de eventuis reforços de ordem estruturl, cso se necessite estruturs com mior cpcidde de suporte de crgs. g) Apresent possibilidde de mior reproveitmento de mteril em estoque, ou mesmo, sobrs de obr, permitindo emends devidmente dimensionds, que diminuem s perds de mteriis, em gerl corrente em obrs. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-7

10 1... Desvntgens: Como principis desvntgens d utilizção do ço estruturl, podemos citr: ) Limitção de fbricção em função do trnsporte té o locl d montgem finl, ssim como custo desse mesmo trnsporte, em gerl bstnte oneroso. b) Necessidde de trtmento superficil ds peçs estruturis contr oidção devido o contto com o r, sendo que esse ponto tem sido minordo trvés d utilizção de perfis de lt resistênci à corrosão tmosféric, cuj cpcidde está n ordem de qutro vezes superior os perfis de ço crbono convencionis. c) Necessidde de mão-de-obr e equipmentos especilizdos pr fbricção e montgem. d) Limitção, em lgums ocsiões, n disponibilidde de perfis estruturis, sendo sempre conselável ntes do início de projetos estruturis, verificr junto o mercdo fornecedor, os perfis que possm estr em flt nesse mercdo. 1. Estruturs Industriis em Aço Ildon H. Belle Editor Pini.. Estruturs Metálics Antonio Crlos. Brgnç Pineiro Editor Edgrd Blücer Ltd. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-8

11 1.. tores que influencim o custo de Estruturs Metálics: 1 Trdicionlmente o ço tem sido vendido por toneld e, conseqüentemente, discutindo-se o custo de um estrutur de ço impõe-se que se formulem seus custos por toneld de estrutur cbd. N relidde, eiste um gm considerável de outros ftores que se somm n constituição desses vlores e que têm influênci no custo finl dess estrutur, que não somente o seu peso. Como principis ftores que influencim o custo de Estruturs Metálics, podemos citr: ) Seleção do sistem estruturl: o se considerr qul o sistem estruturl que se propõe dimensionr, é necessário levr em cont os ftores de fbricção e posterior montgem, bem como su utilizção futur, no que diz respeito, por eemplo, à iluminção, ventilção e mesmo outros ftores que venm ser cusdores de problems futuros e que possm demndr rrnjos posteriores. b) Projeto dos elementos estruturis: é sempre necessário um cuiddo especil nesse requisito, em vist imens repetitividde dos elementos dimensiondos. Um vez que se dimension um componente estruturl, ele se repete por um numero grnde de vezes, e cso esse elemento ten sido dimensiondo quém de sus necessiddes, os refleos de ordem estruturl se frão notr em tod obr; ssim como, em cso contrário, de dimensionmento dos elementos estruturis lém de sus necessiddes reis, crret custo dicionl, sem dúvid nenum, desnecessário. c) Projeto e Detle ds coneões: d mesm mneir que nos itens nteriores, s coneões, ou s ligções estruturis deverão levr em cont spectos de fbricção. Por eemplo, s ligções de fábric poderão ser soldds, pois esse tipo de trblo o ser relizdo em fábric é feito de mneir reltivmente simples, o psso que, qundo esss ligções são relizds n obr, s condições locis já não são tão fvoráveis um bom processo de montgem, em vist de que, n fábric, trbl-se o nível do cão ou mesmo em bncds proprids, enqunto que no locl d obr, s condições de trblo são, em gerl, eecutds sobre ndimes ou outros elementos; o que nos lev considerrmos pr s ligções de obr utilizção de prfusos. d) Processo de fbricção, especificções pr fbricção e montgem: estão dentre os ftores que mis influencim os custos d obr, pois processos de especificções ml delineds cusm trsos ou mesmo necessidde de retrblo de certs etps de eecução, ssim como montgem d estrutur deverá ser levd em cont mesmo ntes de su contrtção, pr Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-9

12 que se verifiquem elementos limitdores dess etp d construção, tis como proimidde de vizinos, lins de energi, tubulções enterrds, movimentção dos equipmentos de montgem, etc. e) Sistems de proteção contr corrosão e incêndio: no primeiro cso, d corrosão, já se citou eistênci, no mercdo, de determindos produtos que minorm ess dificuldde, ms que se deve levr em cont, tmbém, se ofert desses produtos podem ou não onerr obr, vlindo e comprndo o custo de pinturs especiis em relção o mteril ço. De um mneir gerl, principlmente em zons litorânes, de grnde gressividde, utilizção desses perfis especiis é menos oneroso do que pinturs especiis. No cso de combte incêndio, esse specto deve levr em considerção norms específics delineds pelo Corpo de Bombeiros, ms que de um mneir gerl, crescentm, de form significtiv, ônus sobre o custo d obr. Pintur Intumescente: Proteção pssiv em Estruturs Metálics com tints intumescentes de cordo com Legislção do Corpo de Bombeiros. No Brsil, prtir de 1995, est tecnologi foi introduzid, tendo bo ceitção pelo mercdo. O sistem compreende de um primer, tint intumescente tint de cbmento. É necessário um prévio jtemento brsivo e posteriormente plicção d tint de fundo epoimstic vermelo óido n espessur de películ sec de 100 micrometros. O idel pr eecução dos serviços com pintur intumescente, é que s estruturs já estejm montds, com s eventuis lvenris, ou ljes pronts, pois ns fces onde eistem tis mteriis, não será necessári plicção do mteril, porém, locis onde eistm forros ou fecmentos em plcs, os serviços de pintur deverão ser eecutdos ntes desss colocções. A plicção é feit com pessol especilizdo pois é necessário rigoroso controle técnico ns demãos de mteril que não podem ultrpssr os limites estbelecidos por demão, devendo se observr os corretos espços de tempo entre esss demãos. O cbmento é trvés de produto dequdo, cmdo top sel, plicdo com método convencionl de pintur. A tecnologi utilizd ns tints intumescentes, gem prtir d tempertur de 00.ºC, inicindo-se um processo de epnsão volumétric onde são liberdos gses tóicos e, formndo-se um cmd espess de espum semi-rígid n superfície d estrutur metálic, protege mesm, retrdndo ção d tempertur sobre esss. Dependendo do tipo d estrutur (leve, médi ou pesd) e d utilizção (industril, comercil, institucionl) é plicd um espessur dequd de mteril intumescente que irá proteger estrutur, conforme o cso requerido pel legislção, de 0 10 minutos. 1. Edifícios Industriis em Aço Ildon H. Belle Editor Pini Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-10

13 1.4. Principis fses n construção de um obr: As obrs de construção, de mneir gerl, estbelecem determinds premisss pr su bo eecução e que podem ser definids ssim: ) Projeto Arquitetônico: ness etp são delineds finliddes d obr, o seu estudo, su composição, ssim como os mteriis que serão utilizdos, crcterístics de ventilção, iluminção. Bem se vê trtr-se de etp ds mis importntes, em vist de que todos os demis projetos complementres fundções, estrutur, instlções, etc serão desenvolvidos prtir ds premisss definids ness etp, necessitndo, portnto, de tempo dequdo pr su bo confecção. b) Projeto estruturl: n seqüênci nturl dos projetos, surge etp onde se dá vestiment o corpo d obr, ou sej, estrutur, qundo todos os componentes desse corpo devem ser devidmente trbldos, de form estbelecer consonânci com o projeto rquitetônico. É não menos importnte do que o nterior, pois se o primeiro delinei s lins básics de um obr, estrutur vem dr conformção àquels lins. 1 Vle qui citção do Jonstom/Lim., em seu livro Bsic Steel Design : Um bom projetist estruturl pens de fto em su estrutur tnto ou mis do que pens no modelo mtemático que us pr verificr os esforços internos, bsedo nos quis ele deverá determinr o mteril necessário, tipo, dimensão e loclizção dos membros que conduzem s crgs. A mentlidde d engenri estruturl é quel cpz de visulizr estrutur rel, s crgs sobre el, enfim sentir como ests crgs são trnsmitids trvés dos vários elementos té s fundções. Os grndes projetists são dotdos dquilo que às vezes se tem cmdo intuição estruturl. Pr desenvolver intuição e sentir, o engeneiro torn-se um observdor rguto de outrs estruturs. Pode té mesmo deter-se pr contemplr o comportmento de um árvore projetd pel nturez pr suportr s tempestdes violents; su fleibilidde é frágil ns fols e nos glos diminuídos, ms crescente em resiet6enci e nunc bndonndo continuidde, n medid em que os glos se confundem com o tronco, que por su vez se espl sob su bse no sistem de rízes, que prevê su fundção e coneão com o solo. c) Sondgens do Solo: é de fundmentl importânci pr o bom delinemento, em especil, do sistem estruturl ser dotdo que, como já vimos, é um dos ftores preponderntes n nálise de custos de um obr em estrutur metálic. A prtir d bo ou má qulidde do solo, o sistem estruturl proposto irá considerr s condições mis propícis pr o poio dess estrutur sobre os elementos estruturis que compõe s fundções, podendo ou não, por eemplo, serem engstdos nesses elementos. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-11

14 d) Detlmento, bricção, Trnsporte e Montgem: nesss etps os ftores que compõem bo eecução d obr devem ser bem delinedos, começr pelo detlmento dos elementos estruturis, peç por peç, visndo tender necessiddes de cronogrms tnto de fbricção qunto de montgem. No cso d fbricção, devem ser observds s premisss de projeto e detlmento, ssim como prever pr s etps de trnsporte e montgem, confecção de estruturs que não eijm, em demsi, contrtção de equipmentos ind mis especiis, tis como veículos especiis ou guindstes tmbém especiis. 1. Edifícios Industriis em Aço Ildon H. Belle Editor Pini Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-1

15 1.5. Produtos Siderúrgicos e Produtos Metlúrgicos: Os produtos siderúrgicos, vi de regr, podem ser clssificdos de form gerl em perfis; cps e brrs. As indústris siderúrgics produzem cntoneirs de bs iguis ou desiguis, perfis H, I ou Tê, perfis tipo U, brrs redonds, brrs cts, tubos circulres, qudrdos ou retngulres, cps em bobins, fins ou grosss; enqunto os produtos metlúrgicos são os compostos por cps dobrds tis como perfis tipo U enrijecido ou não, cntoneirs em gerl de bs iguis, perfil crtol, perfil Z ou trpezoidis, ou ind, compostos por cps soldds pr perfis tipo Tê solddo ou I solddo Designção dos perfis: ) Perfis lmindos ou conformdos quente: A designção de perfis metálicos lmindos segue determind ordem Como eemplo de códigos teremos: Código, ltur (mm.), peso (Kg/m) L Cntoneirs de bs iguis ou desiguis I Perfil de seção trnsversl n form d letr I H Perfil de seção trnsversl n form d letr H U Perfil de seção trnsversl n form d letr U T Perfil de seção trnsversl n form d letr Tê Como eemplo de designção de perfis teremos: L 50,46 Perfil L de bs iguis de 50mm e peso de,46 kg/ml L ,71 Perfil L de bs desiguis de 100mm de ltur por 75mm de lrgur e peso de 10,71 kg/ml I 00 7 Perfil I com ltur de 00mm e peso de 7 Kg/ml H 00 7 Perfil H com ltur de 00mm e peso de 7 Kg/ml U 00 7 Perfil U com ltur de 00mm com peso de 7 Kg/ml Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-1

16 b) Perfis de cp dobrd ou perfis formdos frio (P): A designção de perfis metálicos de cp dobrd segue determind ordem Tipo, Altur, Ab, Dobr, Espessur (tods s medids em mm) L Cntoneirs de bs iguis ou desiguis U Perfil de seção trnsversl n form d letr U enrijecidos ou não Como eemplo de designção de perfis teremos: L 50 Perfil L de bs iguis de 50mm e espessur de mm L 50 0 Perfil L de bs desiguis de 50mm por 0mm e espessur de mm U Perfil U não enrijecido com ltur de 150mm, b de 60mm e espessur de mm U Perfil U enrijecido com ltur de 150mm, b de 60mm, dobr de 0mm e espessur de mm A designção de perfis solddos seguem especificções dos fbricntes sempre n form de perfil tipo I CS Perfil colun soldd (ltur e bs com mesm dimensão) VS Perfil vig soldd CVS Perfil colun-vig soldd Como eemplo de designção de perfis teremos: CS 50 5 Perfil CS com ltur de 50mm e peso de 5 Kg/ml VS Perfil VS com ltur de 600mm e peso de 95 kg/ml CVS Perfil CVS com ltur de 450mm e peso de 116 Kg/ml Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-14

17 c) Outros produtos: Cps fins frio possuem espessurs pdrão de 0,0mm,65mm e fornecids em lrgurs pdronizds de 1.000mm, 1.00mm e 1.500mm e nos comprimentos de.000mm e.000mm, e tmbém sob form de bobins Cps fins quente possuem espessurs pdrão de 1,0mm 5,00mm e fornecids em lrgurs pdronizds de 1.000mm, 1.100mmn, 1.00mm, 1.500mm e 1.800mm e nos comprimentos de.000mm,.000mm e 6.000mm, e tmbém sob form de bobins Cps grosss possuem espessurs pdrão de 6,mm 10mm e fornecids em diverss lrgurs pdronizds de 1.000mm.800mm e em comprimentos de 6.000mm e 1.000mm Brrs redonds presentds em mplo numero de bitols que são utilizds em cumbdores, prfusos e tirntes Brrs cts presentds ns dimensões de 8 4, (mm) Brrs qudrds presentds ns dimensões de 50mm 15mm Tubos estruturis presentdos em mplo numero de dimensões e fornecidos em comprimento pdrão de 6.000mm d) Nomencltur S.A.E. Pr os ços utilizdos n indústri mecânci e por vezes tmbém em construções civis, empreg-se comfreqüênci nomencltur S.A.E. SAE 100 ço-crbono com 0,0% de crbono 1. Estruturs Metálics Antonio Crlos. Brgnç Pineiro Editor Edgrd Blücer Ltd.. Edifícios Industriis em Aço- Ildon H. Belle Editor Pini Ltd. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-15

18 PADRÃO COMERCIAL DE PERIS METÁLICOS Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-16

19 1.6. Aplicções Geris ds Estruturs Metálics: Dentre s inúmers plicções ds estruturs metálics, podemos citr: Teldos Edifícios Industriis, Residenciis e Comerciis Residêncis Hngres Pontes e Vidutos Pontes Rolntes e Equipmentos de Trnsporte (Esteirs) Reservtórios Torres Guindstes Postes Pssrels Indústri Nvl Escds Mezninos Silos Helipontos 1. Estruturs Metálics Antonio Crlos. Brgnç Pineiro Editor Edgrd Blücer Ltd. Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-17

20 1.7. Principis Norms pr Projeto e Obrs em Estruturs Metálics: Entiddes normtivs são ssocições representtivs de clsse ou orgnismos oficiis que determinm os procedimentos serem seguidos pr eecução de um determind tividde. Pr projetos e eecução de obrs em Estruturs Metálics, eistem norms que prescrevem os mteriis utilizdos (ço, solds, prfusos, etc), metodologi de projetos (crgs, dimensionmento, detlmento) e eecução d obr (fbricção, montgem, sistems de combte corrosão e incêndio). As principis entiddes responsáveis por esses diversos níveis de tividdes são: ABNT Associção Brsileir de Norms Técnics AISC - Americn Institute of Steel Construction ANSI Americn Ntionl Stndrds Institute ASTM Americn Societ for Testing nd Mterils SAE Societ of Automotive Engineers DIN Deutsc Industrie Norm Tendo em vist que no Brsil o órgão que tende às premisss de projeto, cálculo e eecução é ABNT, ess entidde estbelece como prerrogtivs pr s tividdes n áre de Estruturs Metálics s seguintes norms: NB 14 (NBR 8800) Projeto e Eecução de Estruturs de Aço de Edifícios E que, por su vez, estbelece como Norms Técnics complementres: NB 86 (NBR 8681) Ações e Segurnç ns estruturs NB 5 (NBR 610) Crgs pr o Cálculo de Estruturs de Edificções NB 599 (NBR 61) orçs Devido o Ventos em Edificções NBR 14 Dimensionmento pr Estruturs de Aço de Edifícios em Situção de Incêndio NBR 144 Eigêncis de Resistênci o ogo de Elementos Construtivos de Edificções Prof. AUGUSTO CANTUSIO NETO 1-18