Sobre o autor: ALUÍZIO FONTANA MARGARIDO é engenheiro civil pela escola politécnica da USP (1960), e doutor em engenharia pela mesma universidade (1972). Na USP, foi responsável pela disciplina de sistemas estruturais, na faculdade de Arquitetura e Urbanismo. Desde 1995, é professor das disciplinas de sistemas estruturais (curso de arquitetura) e pontes (curso de engenharia civil), na universidade São Judas Tadeu. Também é consultor técnico da Figueiredo Ferraz Consultoria e Engenharia de Projeto, empresa da qual foi diretor durante 36 anos. É autor do livro Fundamentos de Estruturas. Ficha técnica desta edição: Produção: CBCA Centro Brasileiro da Construção em Aço Coordenação e revisão: Sidnei Palatnik Projeto Gráfico: Caetano Sevilla e Sidnei Palatnik Editoração Eletrônica: Caetano Sevilla São Paulo 2007 Fotos: Sidnei Palatnik (exceto quando indicado) Ficha Técnica da 1ª Edição Produção: Nexem Universidade Federal do Espírito Santo Coordenação: Tarcísio Bahia Projeto Gráfico: Ana Claudia Berwanger e Ricardo Gomes Gráficos: Ricardo Gomes e Leonardo Zamprogno Editoração Eletrônica: Ana Claudia Berwanger e Ricardo Gomes Vitória, 2002. 2007 INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA/CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualque meio, sem a prévia autorização desta Entidade. Ficha catalográfica preparada pelo Centro de Informações do IBS/CBCA M327u Margarido, Aluízio Fontana O uso do aço na arquitetura / Aluízio Fontana Margarido Rio de Janeiro: IBS/CBCA, 2007. Formato Eletrônico Ilustrado Bibliografia ISBN 978-85-89819-14-5 1. Aço na construção 2. Propriedades do aço 3. Estruturas metálicas 4. Pontes 5. Estruturas treliçadas 6. Perfis de aço 7. Classificação dos aços CDU 624.014.2:72 1ª Edição 2002 2ª Edição 2007 Instituto Brasileiro de Siderurgia / Centro Brasileiro da Construção em Aço Av. Rio Branco, 181 / 28º Andar 20040-007 - Rio de Janeiro - RJ e-mail: cbca@ibs.org.br site: www.cbca-ibs.org.br
Apresentação O conteúdo original desta publicação foi composto a partir de apontamentos utilizados para um curso ministrado pelo Prof. Aluízio Fontana Margarido, como material de apoio a aula. Nesta edição estamos procedendo a uma revisão e ampliação deste conteúdo. Para mais informações sobre estruturas de aço, recomendamos consultar as referências bibliográficas, no final do capítulo 14. Centro dinâmico de serviços, capacitado para conduzir uma política de promoção do uso do aço na construção com foco exclusivamente técnico, o CBCA está seguro de que esta publicação enquadra-se no objetivo de contribuir para a difusão de competência técnica e empresarial do país. Índice Geral Cap. 1 - Histórico da Construção em Aço Cap. 2 - Propriedades dos Aços e sua Classificação Cap. 3 - Perfis Metálicos: Métodos de Obtenção e Padronização Cap. 4 - Meios de Ligação Cap. 5 - Representação Gráfica: Desenhos de Projeto e de Oficina Cap. 6 - Fabricação e Transporte Cap. 7 - Pré-Dimensionamento de Estruturas Cap. 8 - Detalhes de Projeto na Interface da Estrutura de Aço com Outros Materiais Cap. 9 - Montagem das Estruturas Metálicas Cap. 10 - Edifícios Altos Cap. 11 - Coberturas com Estruturas em Cabo Cap. 12 - Coberturas com Estruturas Treliçadas Cap. 13 - Exercícios de Pré-Dimensionamento de Edifícios Cap. 14 - Pontes Referências Bibliográficas
Histórico da Construção em Aço Posicionar os principais marcos no desenvolvimento do uso do aço como material estrutural no contexto geral das técnicas construtivas. 1779 1846 1848 1930 (WWW.VISITINGDC.COM/NEW-YORK) (GOLONDON.ABOUT.COM) (MICHAEL DAVIES) 1200 Marco Polo faz menção a pontes metálicas na China e na Índia. 1700 Inicia-se o moderno cálculo estrutural. 1779 Ironbridge, em Coalbrookdale, de Abraham Darby, considerada a primeira obra em estrutura metálica, ponte de ferro fundido, com 30 m de vão (Inglaterra). 1780 Grande difusão, até 1820, de pontes em arco de ferro fundido 1820 Início da laminação de trilhos. 1824 Josef Roebling produz cabos de aço e os utiliza na ponte do Niágara 1846 Britania Bridge, ponte de estrutura tubular de seção quadrada com vãos de 69, 138, 138 e 69 m (Inglaterra). 1848 Palm House, de Decimus Burton (Londres). 1851 Palácio de Cristal, de Joseph Paxton (Londres). 1855 Lambot, na França, constrói a primeira peça de cimento armado com aço. E faz um barco! 1861 Monier, jardineiro francês faz vasos de concreto armado 1867 Monier patenteia uma série de peças em concreto armado e é praticamente nesta data que nasce o concreto armado. 1870 Início da laminação de perfis. 1885 Home Insurance Building, em Chicago 1889 Galeria das Máquinas, em Paris (França). 1890 O aço substitui o ferro forjado e torna-se o principal material estrutural. 1900 Mailart projeta pontes de concreto incorporando às pontes um extraordinário senso estético 1 1904 É publicada a primeira norma de concreto armado na Alemanha. 1907 Cai a ponte de Quebec, e, em função do acidente, contribui muito para o desenvolvimento do cálculo estrutural. 1924 Freyssinet desenvolve o Concreto protendido utilizando cabos de aço de alto desempenho. 1926 Ponte Hercílio Luz, de 343 m, utilizando cadeia de barras (Florianópolis). 1930 Inaugurado o Chrysler Building, de William Van Alen, com 77 pavimentos 1931 Empire State Building, de Shreve, Lamb and Harmon Architects, com 102 pavimentos Ponte de aço em arco, em Kill, com 505 metros de vão A Associação Brasileira de Cimento Portland propõe o primeiro regulamento brasileiro para o cálculo do concreto armado.
1962 1973 Ponte de Maracaibo, com tabuleiro de concreto e vão 232 m (Venezuela). Edifíco Palácio do Desenvolvimento (Brasília). 1935 Verrazano Narrows, ponte suspensa com vão 1278 m Golden Gate, ponte suspensa com 1260 m de vão Ile d Orleans, ponte de 317 m (França). 1940 Ponte de Tacoma, ponte suspensa com vão de 840 m 1949 Primeira ponte de alumínio (Canadá). 1951 Cologne Muelheim II - ponte suspensa ortótropa com vão de 310 m (Alemanha). 1955 Cologne Rodenkirchen, ponte suspensa ortótropa com 372 m (Alemanha). 1958 Seagram Building Mies van der Rohe 1959 Palácio do Café- Drogadada (São Paulo) 1961 Edifício Avenida Central (Rio de Janeiro). 1964 1974 Saint Nazaire, ponte estaiada com vão de 394 m (França). 1966 Sears Tower, Chicago, com 110 pavimentos Escritório Central da CSN Volta Redonda - Rio de Janeiro. 1975 Ponte Bum Creek, 204 m de vão, ponte em arco (USA). Ponte Salazar, ponte suspensa ferroviária e rodoviária vão 997 m Severn Bridge, ponte ortótropa suspensa vão 972 m (Inglaterra). 1967 Friedrich Ebert ponte estaiada vão 276 m (Alemanha). Humber River, ponte de 1374 m (Inglaterra). 1977 Centro Pompidou, de Renzo Piano & Richard Rogers (Paris). 1979 Palácio de Congressos da Bahia. 1980 Hangar da Varig (Rio de Janeiro). 1969 1984 Manheim: Ponte suspensa vão 286 m (Alemanha). Sede do Banco Progresso (Belo Horizonte). 1971 1985 Inicia-se a oferta de uma grande gama de aços que apresentam tensões de escoamento 1700 kgf/m 2 à 2 7000 kgf/m. Hong Kong & Shanghai Bank, Norman Foster & Associados (China). Erskine Bridge, ponte estaiada com vão de 300 m (Escócia) Ópera de Arame (Curitiba). Ponte El Alamillo, de Santiago Calatrava, em Sevilla (Espanha). 1994 Kansai Airport, Renzo Piano (Japão). Estação Ferroviária de TGV Lyon - Satolas, de Santiago Calatrava (França). 1997 Museu Guggenheim, em Bilbao, de Frank Gehry (Espanha). Ernesto Tarnoczy É construída, pela primeira vez no mundo, uma ponte em balanços sucessivos, no rio do Peixe, executada pelo engenheiro brasileiro Emílio Baumgart. 1992 1998 Ponte Akashi Kaikyo, com 45 Km de extensão (Japão). 2004 Taipei 101, de C.Y.Lee, em estrutura de aço, com 101 pavimentos e 509 m de altura (Taiwan). 2004 1992 Estação Largo 13 de Maio. Centro Empresarial do Aço (São Paulo). Instituto Cultural Itaú (São Paulo). 1977