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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II Execução de Estruturas Metálicas Faculdade de Ciências e Tecnologia João Guerra Martins 2008

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II

Execução de Estruturas Metálicas

Faculdade de Ciências e Tecnologia

João Guerra Martins

2008

Execução de Estruturas Metálicas

I

Resumo

No presente documento é apresentada uma metodologia de escolha do material, execução, transporte e

montagem de estruturas metálicas, tendo por base o Eurocódigo 3 (EC3) [2], as normas prEN 1090 [3]

e a EN 10025 [4].

Nesse sentido, o seu conteúdo inclui:

• Um Caderno de Encargos para a execução de estruturas metálicas, seguindo de perto a prEN

1090 [3] e incluindo a especificação de todos os procedimentos de controlo de qualidade

relevantes;

• Um plano de fabrico identificando todas as operações de fabrico a que a estrutura metálica

estará sujeita (incluindo pintura) e o tipo de processo escolhido para cada operação;

• Uma sequência de execução das diversas fases de fabrico, identificando os desperdícios

resultantes do fabrico a partir de perfis ou chapas disponíveis comercialmente, procurando a sua

minimização;

• O procedimento de montagem da estrutura;

• Mapa de Medições e Orçamento estimativo exaustivo dos custos da execução, transporte e

montagem da estrutura, quantificando custos de utilização de equipamento, custos de mão-de-

obra e matéria-prima.

Para exemplo de referência utiliza-se um pórtico produzido em perfil laminado a quente, com reforço

na ligação viga-pilar, incluindo-se esta aplicação prática em anexo.

Execução de Estruturas Metálicas

II

Índice Geral

Resumo.....................................................................................................................................................I

Índice Geral .............................................................................................................................................II

Índice Figuras ........................................................................................................................................VI

Índice Tabelas........................................................................................................................................ IX

Introdução................................................................................................................................................ 1

Capitulo 1 – Concepção de Estruturas Metálicas .................................................................................... 3

1.1 – A importância e as informações gerais do Projecto de Estruturas .............................................. 3

1.2 - Projecto das Estruturas Metálicas................................................................................................ 4

1.3 – Caderno de Encargos para Estruturas Metálicas......................................................................... 4

1.3.1 – Generalidades do Caderno de Encargos para Estruturas Metálicas ..................................... 4

1.3.2 – A norma prEN 1090 e o Caderno de Encargos para Estruturas Metálicas........................... 6

Capitulo 2 – Caderno de Encargos Tipo (estruturas metálicas)............................................................... 9

2.1 – Disposições gerais....................................................................................................................... 9

2.2 - Qualidade e Natureza dos Materiais .......................................................................................... 15

2.2.1 - Aço em perfis e chapas ....................................................................................................... 15

2.2.2 - Ligações mecânicas............................................................................................................. 21

2.2.3 – Ligações soldadas............................................................................................................... 28

2.2.4 – Acessórios de ligação ......................................................................................................... 31

2.2.5 - Argamassas de assentamento de chapas metálicas ............................................................. 32

2.3 – Classificação estrutural e ambiental.......................................................................................... 32

2.3.1 - Classificação do ambiente................................................................................................... 32

2.3.2 - Classificação da estrutura.................................................................................................... 32

Execução de Estruturas Metálicas

III

2.4 – Protecções e tratamentos........................................................................................................... 34

2.4.1 - Protecção ao Fogo............................................................................................................... 34

2.4.2 - Tratamento de superfície para protecção contra a corrosão e pintura dos elementos

metálicos......................................................................................................................................... 35

2.5 - Critérios de Medição ................................................................................................................. 39

Capitulo 3 – Execução........................................................................................................................... 40

3.1 – Aspectos genéricos do fabrico .................................................................................................. 40

3.2 - Traçagem da Estrutura Metálica................................................................................................ 41

3.3 – Corte.......................................................................................................................................... 41

3.4 – Furacão...................................................................................................................................... 48

3.5 – Maquinagem/Enformagem........................................................................................................ 51

3.6 – Soldadura .................................................................................................................................. 53

3.7 – Ligações Mecânicas .................................................................................................................. 58

3.8 – A razão de ser e o comportamento das ligações puramente soldadas, puramente mecânicas ou

mistas ................................................................................................................................................. 64

3.9 – Desempeno das peças ............................................................................................................... 67

3.10 – Tratamento de Superfície/Protecção Anticorrosiva ................................................................ 68

3.10.1 – Decapagem....................................................................................................................... 70

3.10.2 – Metalização e Pintura ....................................................................................................... 74

3.11 – Pré-montagem e etiquetagem.................................................................................................. 81

3.12 – Fiscalização, inspecção, testes e correcção ............................................................................. 81

3.12.1 - Materiais e Produtos Pré-fabricados ................................................................................. 82

3.12.2 – Produtos Fabricados ......................................................................................................... 82

Capitulo 4 – Transporte ......................................................................................................................... 86

4.1 – Condições gerais ....................................................................................................................... 86

Execução de Estruturas Metálicas

IV

4.2 - Quantificação de custos do transporte de componentes ............................................................ 86

Capitulo 5 – Montagem ......................................................................................................................... 87

5.1 - Condições gerais de montagem da estrutura.............................................................................. 87

5.2 – Condições do local .................................................................................................................... 89

5.3 – Critérios de montagem em obra ................................................................................................ 90

5.4 – Processo e metodologia de montagem...................................................................................... 91

5.4.1 – Aspectos genéricos ............................................................................................................. 91

5.4.2 - Ligações .............................................................................................................................. 92

5.4.3 - Alongamento de furos para parafusos................................................................................. 94

5.4.4 - Colocação dos parafusos em obra....................................................................................... 94

5.4.5 - Aperto definitivo dos parafusos .......................................................................................... 94

5.4.6 - Regulação das chaves de aperto.......................................................................................... 95

5.5 – Apoios e ancoragens ................................................................................................................. 96

5.6 – Chumbadouros e outros elementos embebidos em betão ......................................................... 96

5.7 – Inspecção, testes e correcções................................................................................................... 97

5.8 – Quantificação de custos de montagem...................................................................................... 97

Conclusão .............................................................................................................................................. 98

Bibliografia.......................................................................................................................................... 100

Anexo 1 – Resumo dos Eurocódigos afectos a estruturas metálicas ................................................... 102

A.1.1 - Eurocódigo 1 – Acções em Estruturas ............................................................................. 102

A.1.2 - Eurocódigo 3 – Estruturas metálicas................................................................................ 102

A.1.3 - Eurocódigo 8 – Projecto de estruturas em Zonas Sísmicas.............................................. 104

A.1.4 - Eurocódigo 9 – Projecto de estruturas de alumínio.......................................................... 105

Anexo 2 – Comparação entre a Metalização e a Pintura ..................................................................... 106

A.2.1 - Zincagem por imersão a quente ....................................................................................... 106

Execução de Estruturas Metálicas

V

A.2.2 - Pintura .............................................................................................................................. 106

A.2.3 - Vida útil da pintura........................................................................................................... 107

A.2.4 - Aspectos Económicos da Pintura ..................................................................................... 108

A.2.5 - Aços zincados por imersão a quente versus aços pintados com tintas líquidas ............... 109

A.2.6 - Esquemas de Pintura de Aços Pintados com Tintas Líquidas.......................................... 109

A.2.7 - Durabilidade do revestimento de tinta dos aços pintados ................................................ 110

A.2.8 - Durabilidade do revestimento zincado............................................................................. 110

A.2.9 - Comparação entre as diferentes atmosferas ..................................................................... 111

A.2.10 - Aços zincados por imersão a quente pintados com tintas líquidas (Sistema Duplex).... 111

Anexo 3 – Caso de estudo ................................................................................................................... 112

A.3.1 – Geral ................................................................................................................................ 115

A.3.2 - Fabrico/Produção da estrutura.......................................................................................... 115

A.3.3 – Transporte da Estrutura ................................................................................................... 124

A.3.4 - Montagem da Estrutura .................................................................................................... 125

A.3.5 – Inspecção e Manutenção (exploração) ............................................................................ 128

Anexo 4 - Tecnologias e medidas de prevenção aplicadas à operação de decapagem [11]............. 131

Anexo 5 - Tecnologia de materiais .................................................................................................. 135

Execução de Estruturas Metálicas

VI

Índice Figuras

Figura 1 – Estruturas metálicas com emprego de várias geometrias de perfis e tipos de aço [18]........ 18

Figura 2 – Estruturas metálicas com emprego de várias geometrias de perfis e tipos de aço [6].......... 24

Figura 3 – Estruturas metálicas com emprego de várias geometrias de perfis e tipos de aço [6].......... 24

Figura 4 - Materiais de soldadura e equipamentos de soldadura [12] ................................................... 30

Figura 5 – Argamassa de regularização e selagem sob placa de base de pilar [4] ................................ 32

Figura 6 - Esquema representativo da operação de corte e indicação das principais entradas e saídas de

materiais [11] ................................................................................................................................ 42

Figura 7 – Serrote .................................................................................................................................. 44

Figura 8 – Corte por Oxi-corte .............................................................................................................. 45

Figura 9 – Linha combinada corte plasma + furação. ........................................................................... 45

Figura 10 - Valores máximos admissíveis na distorção em furos por punção [6]................................. 50

Figura 11 – Linha automática de furação e cabeças da linha de automática de furação ....................... 50

Figura 12 – Linha automática de furação e cabeças da linha de automática de furação [13]................ 51

Figura 13 - Esquema representativo das operações de estampagem, calandragem e quinagem com

indicação das principais entradas e saídas de materiais [11] ........................................................ 52

Figura 14 – Esquema representativo das operações de fresagem, e torneamento com indicação das

principais entradas e saídas de materiais [11]............................................................................... 53

Figura 15 – Esquema representativo da operação de soldadura com indicação das principais entradas e

saídas de materiais [11]................................................................................................................. 54

Figura 16 – Soldadura MIG MAG ........................................................................................................ 58

Figura 17 – Diferença máxima entre espessuras de chapas (D ≤ 2mm → correntes; D ≤ 1mm → pré-

esforçadas) [3]............................................................................................................................... 59

Figura 18 - Estrutura metálica com apoios aparafusados [8]................................................................. 62

Figura 19 – Parafusos com anilhas especiais [6] ................................................................................... 63

Figura 20 – Parafusos com cabeças especiais [6].................................................................................. 63

Execução de Estruturas Metálicas

VII

Figura 21 – Parafusos especiais [6] ....................................................................................................... 63

Figura 22 – Tipos de ligações mais usuais em estruturas metálicas [9] ................................................ 65

Figura 23 – Ligações viga-pilar sem soldadura ou de soldadura reduzida, mais flexíveis, em geral [9]66

Figura 24 – Ligações viga-pilar só com soldadura ou de soldadura importante na ligação, mais rígidas,

em geral [9]................................................................................................................................... 66

Figura 25 – Ligação mista (soldadura de chapa de topo na viga com aparafusagem ao pilar, com

situação de distribuição completa tradicional de esforços no apoio (corte + flexão) [9].............. 67

Figura 26 – Formas de Corrosão em desenho esquemático [14]........................................................... 69

Figura 27 - Esquema representativo duma operação de decapagem mecânica com indicação das

principais entradas e saídas de materiais ...................................................................................... 71

Figura 28 - Esquema representativo duma operação de decapagem química com indicação das

principais entradas e saídas de materiais [11]............................................................................... 71

Figura 29 - Esquema representativo da operação de lixagem com identificação das principais entradas e

saídas de materiais [11]................................................................................................................. 72

Figura 30 - Esquema representativo duma operação de desengorduramento químico com indicação das

principais entradas e saídas de materiais [11]............................................................................... 73

Figura 31 – Influência do tempo de imersão no peso da camada de zinco [14] .................................... 76

Figura 32 – Camadas resultantes da metalização por zinco ou galvanização [14]................................ 76

Figura 33A - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [6] .............................................................. 78

Figura 33B - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [6] .............................................................. 79

Figura 33C - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [6] .............................................................. 80

Figura 34 - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [11, adaptado] .............................................. 85

Figura 35 - Chave dinamómetrica [13].................................................................................................. 95

Figura 36 – Recomendação sobre a utilização de galvanização e pintura [15] ................................... 111

Figura 37 – Viga-exemplo de cobertura do pórtico industrial a duas águas........................................ 113

Figura 38 – Pilar-exemplo de pórtico industrial a duas águas............................................................. 114

Figura 40 – Caso de Estudo – Proposta de corte de chapas 300mm×600mm e 300mm×1095mm

(assinalas com uma cruz “X” as partes em desperdício) ............................................................ 121

Execução de Estruturas Metálicas

VIII

Figura 41 – Caso de Estudo – Fase 2 - Montagem das componentes que são erguidas em blocos (vigas

de cobertura com união prévia no solo)...................................................................................... 126

Figura 42 – Caso de Estudo – Fase 3 - Elevação e fixação provisória dos pilares nos chumbadouros127

Figura 43 – Caso de Estudo – Fase 4 - Elevação e fixação provisória das vigas nos pilares .............. 128

Execução de Estruturas Metálicas

IX

Índice Tabelas

Tabela 1 – Normas prescritas para produtos estandardizados para aços estruturais [3]........................ 17

Tabela 2 – Normas prescritas para aços de enformados a frio, folhas e estribos de aço [3] ................. 17

Tabela 3 – Normas prescritas para aços inoxidáveis [3] ....................................................................... 17

Tabela 4 – Valores nominais da tensão de cedência fy e da tensão de rotura fu, para aços correntes de

acordo com a EN 10025-2 [4]....................................................................................................... 18

Tabela 5 – Composição química a que têm de obedecer os aços correntes de acordo com a EN 10025-2

[4].................................................................................................................................................. 19

Tabela 6 – Valores de referência genéricos para aços estruturais [10].................................................. 19

Tabela 7 – Valores nominais da fy e da fu, para aços de acordo com a normalização europeia [4]........ 20

Tabela 8 – Tabela de equivalências para a nova norma EN 10025 [4] ................................................. 21

Tabela 9 – Aços patinados segundo a nova norma EN 10025-5 [4]...................................................... 21

Tabela 10 – Valores nominais da tensão de cedência e da tensão de rotura à tracção [2]..................... 23

Tabela 11 – Valores nominais da tensão de cedência e da tensão de rotura à tracção [3]..................... 27

Tabela 12 – Valores nominais mínimos da força de pré-esforço em kN [4] ......................................... 27

Tabela 13 – Produtos estandardizados para consumíveis de soldadura [4] ........................................... 29

Tabela 14 – Normalização de aparelhos de apoio [6]............................................................................ 32

Tabela 15 – Definição das classes de consequências [3]....................................................................... 33

Tabela 16 – Critérios recomendados para produção e categorias de serviços [3] ................................. 34

Tabela 17 – Recomendações para a selecção de classes de execução [3] ............................................. 34

Tabela 18 – Classificação de preparação de superfície a tratar [3] ....................................................... 38

Tabela 19 – Condições sem requisitos especiais no corte de guilhotina na classe de execução 3 [3]... 43

Tabela 20 – Dureza superficial máxima permitida para os diversos tipos de aço, função da sua

resistência mecânica [4]................................................................................................................ 43

Quadro 21 – Comparação das características associadas às tecnologias de corte de chapa [11] .......... 47

Execução de Estruturas Metálicas

X

Tabela 22 - Valores nominais de furos para parafusos (mm) [6] .......................................................... 50

Tabela 23 – Classificação das classes de atrito para superfícies de ligações pré-esforçadas [3]........... 61

Tabela 24 – Diâmetros tradicionais de parafusos e rebites para estruturas metálicas [6]...................... 64

Tabela 25 – Quadro de inspecções complementares [2] ....................................................................... 84

Tabela 25 – Esquemas tipo de pintura industrial [13] ......................................................................... 109

Tabela 26 – Exemplos comparativos entre esquemas de pintura em aço [13] .................................... 110

Tabela 27 – Exemplos comparativos em ambientes diferenciados [13].............................................. 110

Tabela 28 – Caso de Estudo - Custo unitário do material (€/kg)......................................................... 119

Tabela 29 – Caso de Estudo – aproveitamento de chapa (30mm) para vigas de cobertura................. 122

Tabela 31 - Caso de Estudo – estimativa orçamental do pórtico (montagem incluída) ...................... 123

Tabela 32 - Caso de Estudo – custo dos perfis laminados para as vigas de cobertura ........................ 124

Tabela 33 - Caso de Estudo – custo das chapas de ligação das vigas de cobertura............................. 124

Tabela 34 - Caso de Estudo – Meios humanos para montagem do pórtico......................................... 127

Tabela 34 - Caso de Estudo – Meios mecânicos para montagem do pórtico ...................................... 128

Tabela 35 – Propriedades mecânicas e físicas de diversos metais para engenharia [19] .................... 135

Tabela 36 – Propriedades mecânicas e físicas de diversos não-metais [19]........................................ 135

Tabela 37 – Outras propriedades mecânicas e físicas de diversos não-metais [19] ............................ 136

Execução de Estruturas Metálicas

1

Introdução

O presente trabalho tem por objectivo apresentar e desenvolver, ainda que de forma sucinta, o tema

designado por Execução de Estruturas Metálicas.

A principal motivação que esteve na base deste estudo assenta na crucial importância que o fabrico tem

no âmbito, mais alargado, da Construção Metálica e Mista, dado ser esta fase do processo construtivo

que materializa fisicamente a estrutura, confirmando a sua correcta concepção.

Numa breve referência histórica, dizer-se-ia que estão, maioritariamente, colmatadas muitas das

grandes omissões do passado, em termos legislativos (cite-se o REAE, ainda em vigor, em boa verdade,

embora obsoleto e pouco usado pelos projectistas actuais, no que versa a formulações de cálculo e

verificação), encontrando-se neste momento, finalmente, disponíveis meios normativos bastantes para

um suficiente rigor e estandardização de procedimentos. Este facto tende a tornar mais simples e

globais os sistemas industriais de produção e montagem de estruturas metálicas, divulgando a

informação necessária ao cumprimento das boas regras construtivas, impondo critérios e tolerâncias,

bem como facilitando a internacionalização das empresas do sector.

Podemos afirmar que, em termos do estado da arte da Execução de Estruturas Metálicas, os grandes

referenciais são os Eurocódigos 3 e 4, bem como, e sobretudo, as Normas Europeias aplicáveis,

designadamente a EN 10025 [4] e a EN 4040.

Se pretendêssemos definir o problema em análise, poderíamos dizer que o mesmo consistiria em: (i)

respeitar o Projecto; (ii) fabricar com qualidade; (iii) optimizar o custo; (iv) garantir a segurança,

higiene e saúde na realização dos trabalhos; (iv) obter a necessária celeridade para controlar a execução

dentro do prazo; (v) assegurar a durabilidade expectável para a vida prevista da construção.

O objectivo deste trabalho será o resumo das prescrições normativas mais significativas, associadas às

recomendações de uma experiência valorizável e não regulamentarmente contraditória, aplicando a um

caso prático, conduzindo o percurso de uma componente de uma estrutura metálica desde a recepção do

Projecto, e seu Caderno de Encargos, até à montagem da estrutura, passando pelo planeamento,

encomenda, preparação, corte, furação, soldagem, montagem prévia, tratamento e transporte.

A metodologia a usar neste trabalho será fundamentada na permanente observância normativa,

complementando as partes omissas com recomendações entendidas por tecnicamente correctas.

Pelo exposto facilmente se depreende que as fontes utilizadas se baseiam nas publicações europeias

disponíveis sobre esta matéria, bem como bibliografia avulsa identificada na bibliografia. Em

suplemento foram contactadas empresas e técnicos do ramo da metalomecânica.

Execução de Estruturas Metálicas

2

A organização do texto segue, sucintamente, uma lógica semelhante ao próprio decurso inerente à

execução de Estruturas Metálicas, com a disposição seguinte:

• No capítulo 1 aborda-se, concisamente, a concepção de estruturas metálicas, cujo âmbito parte

da elaboração do Projecto (com o seu com diverso e rico conteúdo, que integra o conjunto das

Peças Desenhadas e Escritas, nomeadamente a Memória, as Condições Técnicas Gerais e

Especiais) até ao Caderno de Encargos, que deve conter a especificação de todos os

procedimentos de controlo de qualidade indispensáveis;

• No capítulo 2 apresenta-se o material aço estrutural, tanto no que trata a perfis, como a chapas,

parafusos e material de adição para soldadura, enumerando as suas normas, especificações,

características e quantificações de custos associados;

• O capítulo 3 insere-se o que toca à fase de fabrico, desde o planeamento de trabalhos e elencar

de produtos a adquirir, até ao traçado, corte e soldadura, ligação mecânica, tratamento de

superfície, inspecção, ensaios e correcções, ou seja: um plano de fabrico (aplicado à peça

exemplo), com a sequência de execução das suas diversas fases, optimizando no sentido de

reduzir aos desperdícios de material;

• O capítulo 4 debruça-se sobre o transporte e os cuidados a ter no seu carregamento, deslocação e

descarga, referindo-se o importante factor de custos associados;

• O capítulo 5 apresenta o processo de montagem da estrutura metálica, inspecção, testes,

correcções e quantificação dos seus custos;

• Finaliza-se, efectuando um balanço e conclusões do trabalho realizado.

Execução de Estruturas Metálicas

3

Capitulo 1 – Concepção de Estruturas Metálicas

1.1 – A importância e as informações gerais do Projecto de Estruturas

O Projecto é a peça fundamental de que se parte para o fabrico de uma estrutura, independentemente do

material construtivo, dado que este encerra todas as informações necessárias à sua execução,

nomeadamente e entre outros:

• Informação geral sobre as características do local da obra e sua envolvente (social, urbana,

paisagística, acessibilidades, infra-estruturas, etc);

• Geologia do solo e suas condicionantes;

• A regulamentação e normas de orientação, bem como os critérios e métodos análise e

segurança, dimensionamento e/ou verificação (se uma forma geral, para Estruturas Metálicas,

deve-se seguir-se os Eurocódigos de acordo com o Anexo 2 deste trabalho);

• A natureza, características e qualidade dos materiais (desde o aço estrutural, passando pelos

parafusos e chapas até aos consumíveis de soldadura, entre outros);

• A geometria e composição das secções, elementos e ligações;

• Topologia da estrutura;

• Fundações, com justificação da solução adoptada, referindo as condicionantes ponderadas tendo

por base o estudo geotécnico;

• Condições técnicas gerais e especiais (desde o que se refere à abertura de caboucos, ou à

desmatação e limpeza do local de obra, até ao relativo às operações de soldadura, ligações

aparafusadas, sistemas de protecção contra a corrosão, etc);

• Esclarecimentos pontuais pertinentes;

• Peças Desenhadas e todos os detalhes construtivos suficientes para a completa execução da

obra;

• Plano de Segurança, Higiene e Saúde (ainda que genérico e provisório);

• Procedimentos de transporte;

• Processo de montagem;

Execução de Estruturas Metálicas

4

• Limitações de uso e recomendações de manutenção periódica.

1.2 - Projecto das Estruturas Metálicas

O projecto estruturas metálicas não é uma excepção face ao exposto no ponto anterior, sendo aqui mais

premente a salvaguardava dos padrões de segurança exigíveis, dado que a esbelteza das peças propiciar

fenómenos de 2.ª ordem que devem ser acautelados. Por outro lado, a observância da garantia de

execução (nomeadamente em termos das ligações, prevenindo a entrada dos parafusos nos orifícios e o

espaço de manobra das ferramentas) tem aqui particular acuidade.

Acresce ainda que, ao contrário do que sucede no caso de estruturas de betão armado ou pré-esforçado,

as secções são verificadas na suficiência estandardizada das suas dimensões, face ao valor da

solicitação. Na verdade, em geral, existem geometrias de mercado que obrigam o projectista na sua

escolha, sendo raros os casos em que este impõe a sua dimensão (normalmente só para estruturas

especiais, como obras-de-arte). Tal situação é, pois, oposta ao que sucede com as secções de betão

armado ou pré-esforçado, em que o projectista de facto as dimensiona: decide sobre a forma e medidas

da secção, bem como da sua composição em termos de armaduras.

Basicamente, a documentação necessária e exigida a incluir no projecto de estruturas metálicas já está

estabelecida há longos anos [10], contemplando:

• Peças Escritas (Memória descritiva e justificativa, Condições Técnicas Gerais; Condições

Técnicas Especiais), devendo incluir a natureza e qualidade dos materiais, bem como os

processos de construção – algumas vezes as Condições Técnicas surgem incluídas no caderno

de Encargos;

• Peças Desenhadas (que deve incluir desde a localização e rigorosa implantação da obra, às

fundações e estruturas, com plantas, alçados, cortes e pormenores com todo o detalhe necessário

a uma completa e perfeita execução, bem como uma simbologia e notas explicativas entendíveis

e satisfatórias).

1.3 – Caderno de Encargos para Estruturas Metálicas

1.3.1 – Generalidades do Caderno de Encargos para Estruturas Metálicas

O Caderno de Encargos é um indissociável complemento do Projecto, independentemente da dimensão

e âmbito da obra, sendo decisivamente importante para a boa execução da obra, garantido a sua

qualidade, regras e controlo de execução. Claro está que a sua observância assenta numa experiente e

competente Fiscalização. Dissemos complemento porque, em boa verdade, a peça documental essencial

Execução de Estruturas Metálicas

5

para a execução da obra é o Projecto, sendo possível levar a efeito construções sem Caderno de

Encargos, mas nunca sem o primeiro. Contudo, mas não basta o mesmo assegurar

Assim, de uma forma concisa mas entendida por suficiente, apresentação uma organização documental

tipo de referência na elaboração de um Caderno de Encargos:

• Caderno de Encargos, propriamente dito, incluindo toda a documentação a exigir ao

Empreiteiro, antes, durante e após a execução da obra:

� Objecto;

� Regime jurídico

� Disposições gerais da empreitada (licenciamento municipal/oficial, regulamentação

aplicável, esclarecimentos, subempreitadas, clausulas do contrato, livro de obra, horários,

patentes, licenças, marcas de fabrico ou de comércio e desenhos registados, etc.);

� Disposições particulares da empreitada (pessoal, montagem/desmontagem e manutenção

do estaleiro, instalações, equipamento, obras auxiliares e preparatórias, remoções e

limpezas, etc);

� Valor da adjudicação, condições de pagamento, adiantamentos e revisão de preços;

� Regras e forma de pagar trabalhos a mais, omissões e imprecisões;

� Condições gerais de execução da empreitada;

� Normas de medição e seus autos;

� Planeamento e direcção de obra (condições de aceitação de proposta e amostras de

materiais alternativos, condições de elaboração de: programa descritivo de trabalhos;

cronograma/plano de trabalhos; plano de mão-de-obra; plano de equipamentos, etc);

� Prazos de execução;

� Cauções e garantias;

� Fiscalização e controlo;

� Materiais e elementos de construção (aqueles que não estão incluídos no Projecto);

� Contrato, consignação, recepção e liquidação da obra;

� Prémios e multas;

Execução de Estruturas Metálicas

6

� Etc.

• Medições (que podem integrar o Projecto) e, eventualmente, Estimativa Orçamental;

• Esquema de controlo de qualidade e procedimento de inspecção, para que não exista qualquer

tipo de dúvidas sobre as características dos materiais de construção e a forma de execução dos

trabalhos, seus níveis de exigência e sua verificação (inclui plano dos ensaios necessários para

que a qualidade do material e dos trabalhos seja assegurada);

• Esquema de montagem, para haver uma melhor organização na execução da estrutura, redução

de tensões residuais, eliminação ou mitigação dos problemas que possam surgir, considerando-

os na fase de projecto;

• Esquema de manutenção, tendo em vista a redução de custos e a conservação da qualidade e

operacionalidade da estrutura durante o ciclo de vida expectável;

• Programa de Concurso (eventual).

Em caso de ser exigível um Plano de Qualidade este incluirá (ISO 9000) [6]:

• Documento de gestão da qualidade;

• Documentos de preparação de execução (“check lists”);

• Documentos de controlo de qualidade da produção (“follow up”).

1.3.2 – A norma prEN 1090 e o Caderno de Encargos para Estruturas Metálicas

A norma prEN 1090 [3] é, talvez, a principal referência na Execução de Estruturas Metálicas,

constituindo-se o seu conteúdo num verdadeiro manual de especificações para este fim.

Por exemplo, no caso do Plano de Qualidade não ser exigido, e dado que se trata de uma estrutura

metálica, citam-se alguns dos documentados que deverão ser sempre listados em cumprimentos dessa

prEN 1090 [3]: (i) plano de inspecção da produção; (ii) gestão de alterações; (ii) manipulação de não

conformidades, etc [6].

De qualquer modo, é sempre de referir que a documentação é uma parte inalienável de um contrato de

obra, pois identifica as responsabilidades assumidas por cada uma das partes no negócio.

Assim, e para além da já referida, e de forma mais específica visando a execução de estruturas

metálicas, os planos e desenhos a elaborar devem também ser os seguintes intervenientes (incluem-se

os autores responsáveis):

Execução de Estruturas Metálicas

7

• Peças Escritas e Desenhadas do Projecto (com detalhe vasto e rigoroso próprio estruturas

metálicas, em que as dimensões são em “mm”) – Projectista;

• Condições Técnicas Gerais, Especiais e Medições – Projectista;

• Planos e Desenhos de Fabrico (execução) das estruturas metálicas – Empreiteiro

• Planos e Desenhos de Montagem das estruturas metálicas e outros, complementares, que se

mostrem necessários – Empreiteiro;

• Plano de Qualidade para Fabrico e Montagem das estruturas metálicas – Empreiteiro;

• Plano de Segurança, Higiene e Saúde com procedimentos para a elaboração dos trabalhos –

Empreiteiro;

• Plano e Pormenorização de Soldadura (segundo ponto 7.2 da prEN 1090-2 [3]) – Empreiteiro;

De forma mais exaustiva, e no que trata à elaboração da documentação a fornecer pelo Empreiteiro,

esta deverá seguir os pontos 4.2, 7.2, 9.2 e 9.3 da prEN 1090-2 [3], sendo que esta prEN 1090 [3] lista

os documentos normativos de referência divididos por categorias [6]:

• Materiais:

� Aços;

� Chapas de aço;

� Consumíveis de soldadura;

� Ligadores mecânicos (parafusos, etc);

� Cabos;

� Aparelhos de Apoio.

• Fabrico;

• Soldadura;

• Ensaios (destrutivos e não destrutivos);

• Montagem;

• Protecção contra a corrosão;

• Diversos.

Execução de Estruturas Metálicas

8

Dentro dos requisitos para produtos de construção metálica, mormente no que a perfis diz respeito,

podem-se encontrar especificações para a quase totalidade dos tipos de aço existente, tais como [6]:

• Em aço laminado até a classes S960;

• Em aço enformado a frio e elementos laminares até S960 (aço estrutural) e S700MC (aço inox);

• Produtos de aço inoxidável;

• Perfis estruturais ocos (circulares, quadrados ou rectangulares).

De sublinhar que esta norma não é apenas aplicável a estruturas metálicas, dimensionadas de acordo

com a EN1993 (estruturas metálicas), mas também a estruturas mistas aço-betão, dimensionadas de

acordo com a EN1994 (estruturas mistas).

A norma prEN 1090 [3] define, ainda, distintos níveis de exigência [6]:

• Classes de execução, relacionadas com as categorias de produção e exploração (as orientações

para a escolha das classes de execução são dadas no anexo B da EN1090, encontrando-se a lista

de requisitos para as classes no anexo A3 da EN1090, ver tabela 15 e 16 deste documento);

• Classes de consequência, que são definidas no EC0 (EN1990 - anexo B), visando estabelecer os

efeitos do colapso ou avarias estruturais (ver Tabela 14 deste documento);

• Classes de tolerância, a definir em futuras versões, mas actualmente as classes de tolerância são

classe 1 e 2, sendo que se não for especificada uma classe, assume-se classe 1 (mais

permissiva).

O próximo capítulo dedica-se, exclusivamente, à apresentação de um Caderno de Encargos Tipo

adaptado à Execução de Estruturas Metálicas.

Execução de Estruturas Metálicas

9

Capitulo 2 – Caderno de Encargos Tipo (estruturas metálicas)

Um Caderno de Encargos é, antes de qualquer outra interpretação, um documento em que as regras a

que vão obedecer as relações e compromissos entre o Dono-de-Obra e o Empreiteiro ficam

estabelecidos. Para um é a forma como vai ser efectuada a prestação de serviços (de fornecimento de

materiais, fabrico e/ou colocação), para o outro será o seu respectivo pagamento.

Neste contexto entendeu-se, ilustrativamente, introduzir um subcapítulo de “Disposições Gerais” para

melhor se compreender o espírito vertido no parágrafo anterior, e que poderá estar presente em

qualquer Caderno de Encargos de uma obra de construção civil, a que a Execução de Estruturas

Metálicas não foge.

No continuar deste trabalho, no sentido de este não se tornar demasiado extenso, as obras que não de

estrutura metálica, mas que na prática concorrem para a sua realização, como movimentos de terras e

fundações, ou mesmo revestimentos e outros acabamentos, não serão incluídas neste texto.

2.1 – Disposições gerais

Sem prejuízo do fixado nos artigos seguintes, tem a finalidade desta introdução o estipular, de forma

inequívoca, o seguinte:

• Todos os elementos constituintes da estrutura, bem como aqueles com finalidades

fundamentalmente construtivas, mas cobertos por estas Condições Técnicas Especiais e a pela

Memória Descritiva do Projecto, deverão ser, em qualquer caso, fabricados ou integrados com

produtos de marca homologada por entidade idónea e oficialmente certificada para o efeito, bem

como se deverão encontrar-se em estado de completamente novo e não apresentar qualquer

imperfeição;

• Deverá ser entregue à Fiscalização, por escrito, a indicação do fornecedor e da origem de todos

os elementos acima citados, bem como os respectivos documentos de homologação;

• O constante nos dois parágrafos anteriores, sendo obrigatório, não dispensa a necessária

aprovação prévia da Fiscalização antes do seu fabrico, ou da sua montagem, assim como a sua

posterior vistoria;

• A Fiscalização pode ainda, sempre que julgue necessário, mandar proceder a ensaios de

recepção que decorrerão a expensas do Empreiteiro;

Execução de Estruturas Metálicas

10

• Será ainda entregue à Fiscalização, por escrito, para ser submetido a aprovação, o Plano de

Trabalhos a efectuar com a necessária ordem de montagem e sua calendarização, de forma a se

poder efectuar a melhor coordenação de toda a produção das diversas especialidades;

• No caso de soluções deixadas como proposta a efectuar pelo Empreiteiro, mas sempre sujeitas á

aprovação da Fiscalização, o seu custo já estará incluído no fornecimento e montagem destas

peças, ou seja, deverá já vir contida no preço de concurso, não podendo por tal motivo este

invocar trabalhos a mais;

• Todas as despesas decorrentes da preparação, execução e limpeza da própria obra e do seu local,

como a montagem, desmontagem do estaleiro, sua manutenção e trabalhos a estes afins, correm

por conta do Empreiteiro (conforme rubrica no Mapa de Medições), bem como o abastecimento

de água e energia e outros recursos exteriores tidos como necessários à realização dos trabalhos,

se de modo diferente não for contratado;

• Toda a execução estará de acordo com a regulamentação e normalização em vigor (nacional

e/ou europeia), bem como todas as demais recomendações técnicas aplicáveis;

• No caso do estabelecido nestas cláusulas conduzir a situações de trabalhos não previstos

(trabalhos a mais) deve a Fiscalização ser de imediato informada no sentido de sancionar ou não

a sua execução.

Nesta conformidade, deverá ser entendido que todo o texto seguinte está sujeito às condições acima

designadas, pelo que não se fará uma referência explícita e repetitiva das mesmas, devendo ser estas

entendidas como permanentemente implícitas e vigentes.

Dever-se-á ter ainda em atenção o seguinte:

• Fazem parte integrante das Condições Técnicas Gerais e Especiais todos os fornecimentos,

trabalhos e a qualidade e modo de execução a estes relativa, de tudo o que à presente empreitada

respeite, de acordo as Peças Escritas e Desenhadas do Projecto, com o Caderno de Encargos em

geral e suas Medições e, se for caso disso, com eventuais alterações que venham a ser

introduzidas durante a obra (após aprovação por escrito da Fiscalização), do que o Empreiteiro

se obriga a cumprir integralmente e de que se fará pagar de acordo com valores de concurso ou

posteriormente negociados (caso não constem da lista de preços inicial);

• Na ausência de definições no que respeita a materiais ou técnicas construtivas por parte destas

Condições Técnicas Especiais ou da Memória projecto, deverá a execução dos trabalhos

obedecer às disposições legais em vigor, às normas, às especificações e demais documentos de

homologação de laboratórios oficiais portugueses ou entidades equiparadas;

Execução de Estruturas Metálicas

11

• Da empreitada fazem parte todos os trabalhos descritos no Projecto e nas respectivas Medições,

bem como todos aqueles que embora não expressamente descritos, são imprescindíveis para

cumprir as boas regras e técnicas de construção civil e como complemento dos previstos nas

folhas de medições, ou seja, a empreitada engloba todos os trabalhos que de acordo com a

intenção do Projecto levam ao completo acabamento da obra, desde que aprovados pela

Fiscalização;

• Os materiais a empregar e a forma de execução da obra será realizada tendo em conta o

estabelecido pelos documentos que adiante serão enunciados neste texto, bem como quaisquer

outros regulamentos, leis, decretos, normas, especificações e outros documentos emanados por

entidades oficiais ou oficialmente reconhecidas e cujas disposições sejam vinculativas para

obras de construção civil, nomeadamente e entre outras, Órgãos de Soberania (nacionais e

europeus), Laboratório Nacional de Engenharia Civil e Instituto Português da Qualidade;

• O Empreiteiro deverá ter sempre conhecimento da versão mais actualizada do documento cuja

natureza for a referida nas peças do Projecto e Caderno de Encargos, mesmo que nestes outra

mais antiga conste, não podendo alegar o uso desta última por desconhecimento da que se

encontre no actual em vigor, dando do facto conhecimento à Fiscalização;

• Poderá o Empreiteiro apresentar, separadamente, variantes ao sistema construtivo previsto, mas

só serão tidas em consideração para avaliação aquelas que dêem inteira satisfação às solicitações

e outros condicionamentos seguidos no Projecto. Da decisão tomada sobre as propostas

cambiantes expostas pelo Empreiteiro não tem cabimento qualquer recurso;

• Serão efectuadas todas as demolições e levantamentos necessários ao cumprimento do Projecto,

mesmo que não estejam expressamente referidos, desde que aprovados pela Fiscalização;

• A mão-de-obra a empregar será a qualificada para a realização das diversas tarefas e tipos de

trabalhos, sendo sempre a suficiente, em cada momento, para assegurar o cumprimento do Mapa

de Trabalhos aprovado e os prazos execução;

• Todo o pessoal estará devidamente legalizado no que concerne à sua condição apta para

trabalhar, que no que trata ao contrato válido de trabalho, quer às necessárias condições de

saúde;

• Todos os trabalhos serão executados de modo a não afectar os eventuais elementos da estrutura

a manter, se for o caso, quer outros quaisquer elementos da construção que devam permanecer,

bem como mobiliário, equipamento ou quaisquer artefactos dentro desta existentes;

Execução de Estruturas Metálicas

12

• Todos os produtos das demolições serão transportados pelo Empreiteiro para vazadouro da sua

responsabilidade, excepto os materiais que a Fiscalização entenda aproveitáveis, sendo estes

igualmente transportados pelo Empreiteiro para depósito a indicar por esta;

• A falta de materiais no mercado, a ausência de mão-de-obra ou as condições climatéricas

inerentes à época do ano em que a obra decorre, não poderão servir de motivo de prorrogação

do prazo, pelo que a programação dos trabalhos deverá prever a provável existência e

consequências de tais contrariedades;

• O Empreiteiro deverá inteirar-se no local da obra e junto do Dono-de-Obra do volume e

natureza dos trabalhos a executar, sobretudo quando este for por Valor Global, porquanto não

serão atendidas quaisquer reclamações baseadas no desconhecimento ou falta de previsão dos

mesmos;

• O Empreiteiro tomará as disposições necessárias para que a execução dos trabalhos não

prejudique as actividades da rotina do local onde os mesmos se desenvolvem;

• O Empreiteiro é responsável pelo estado de limpeza das zonas afectadas pela execução dos

trabalhos, de modo a mantê-los com aspecto que não contraste com as zonas circundantes, bem

como a executar todos os trabalhos finais de limpeza e reposição do existente à data da

consignação, se nenhuma alteração estiver prevista no Projecto;

• O Empreiteiro tomará as precauções indispensáveis para não causar prejuízo em edifícios

adjacentes à obra, instalações ou redes de qualquer natureza, árvores de qualquer porte,

pavimentos, etc., sendo da sua conta as reparações e reposições necessárias se as mesmas não

estiverem incluídas na empreitada;

• São inerentes à proposta do Empreiteiro todos os trabalhos preparatórios e de acabamento que

se relevem necessários a cada tarefa, assim como cargas e descargas de materiais, apeamentos,

etc;

• As omissões ou desencontros de dimensões e outros elementos de projecto com as reais

verificadas em obra serão objecto de reclamações por erros e omissões de projecto no prazo

legalmente aprovado;

• O Empreiteiro deve organizar o Livro da Obra contendo uma informatização sistematizada e de

fácil consulta dos acontecimentos mais significativos relacionados com a execução dos

trabalhos;

Execução de Estruturas Metálicas

13

• O Empreiteiro obriga-se a apresentar mensalmente a situação dos trabalhos realizados em

relação aos previstos no Mapa de Trabalhos;

• Os capítulos incluídos nas Condições Técnicas (Gerais e Especiais) que não sejam aplicáveis às

obras respeitantes ao presente projecto devem ser ignorados, sendo contudo aqui incluídos já

que se tornam válidos para eventuais trabalhos a mais a contratar com o Empreiteiro e que

concorram no seu âmbito.

Ainda em termos de Disposições Comuns atender-se-á ao seguinte:

• As referências e modelos comerciais, tipos e marcas, previstas no Caderno de Encargos têm

como objectivo dar indicação da natureza, da qualidade e de acabamento pretendido para o

trabalho em causa;

• O Empreiteiro, quando autorizado pela Fiscalização, poderá aplicar materiais diferentes dos

previstos, se a solidez, estabilidade, desempenho, características, propriedades, aspecto, duração

e conservação da obra não forem prejudicados e se não houver alteração para mais no preço;

• Os materiais nos quais se verificar, por simples exame ou em face do resultado dos ensaios ou

análises, não satisfazerem as condições exigidas, serão rejeitados;

• O facto de a Fiscalização permitir o emprego de qualquer material não isenta o empreiteiro da

responsabilidade sobre a maneira como ele se comportar;

• O Empreiteiro apresentará amostras de todos os materiais que se propõe empregar na obra

devidamente identificados e rotulados com indicação de fornecimento e fabricante;

• A Fiscalização reserva-se o direito, caso assim o entenda, de proceder a outros ensaios de

controlo de qualidade, sempre que considere insuficientes ou inadequados os prescritos neste

Caderno de Encargos;

• A Fiscalização, para garantia da boa execução dos trabalhos e sempre que julgue conveniente,

indicará quais as provas a que deverão ser submetidos os materiais, quer antes, quer depois de

aplicados, ou mesmo as zonas ou as secções da obra já erguidas e construídas;

• Estas provas serão feitas de acordo com os preceitos regulamentares em vigor ou com as

prescrições que, fixadas ou não pelo Caderno de Encargos, permitam estabelecer valores

comparativos da perfeita execução da obra;

• Os materiais rejeitados por não satisfazerem as condições exigidas, deverão ser removidos pelo

Empreiteiro para fora do local da obra no prazo de 48 horas;

Execução de Estruturas Metálicas

14

• Os perfis e as chapas devem ter as formas prescritas e apresentar-se desempenadas, dentro das

tolerâncias admitidas.

Em termos de Segurança atender-se-á ao seguinte:

• O Empreiteiro será responsável pela segurança devendo propor as medidas que julgar

convenientes para a execução dos trabalhos se faça respeitando a legislação em vigor,

sugerindo, se achar pertinentes alterações ao Pano de Segurança, Higiene e Saúde visado pela

Fiscalização;

• Deverá ser dada especial atenção à prevenção de acidentes, utilizando nomeadamente capacetes,

luvas e calçado de protecção para todo o pessoal ao serviço do Empreiteiro.

Em termos de Estaleiros, Circulação e Vedações atender-se-á ao seguinte:

• O Empreiteiro apresentará uma planta do estaleiro da obra com a localização das instalações e

equipamentos, para aprovação da Fiscalização;

• Em nenhuma situação é permitido o desrespeito das normas de segurança;

• O Empreiteiro efectuará logo de início os tapumes e guardas da área destinada ao trabalho

considerando sempre a possibilidade de acesso a viaturas de bombeiros e urgência ao local da

obra;

• Todas as protecções, informações e anúncios deverão apresentar-se sempre com bom aspecto;

• O Empreiteiro protegerá eficazmente a vegetação e árvores existentes no local da obra.

Em termos de Protecção contra Agentes Atmosféricos atender-se-á ao seguinte:

• A obra e os materiais deverão em qualquer fase estar protegidos dos agentes atmosféricos, sendo

da responsabilidade do Empreiteiro as reparações ou substituições que se tenham de efectuar em

qualquer zona por não se ter respeitado este artigo.

Em termos de Levantamento e Reposição de infra-estruturas (como de redes eléctricas, de águas e

esgotos, comunicações, aquecimento, fluidos no estado gasoso e outras congéneres habituais e próprias

dos diversos tipos de edificações) necessárias para o normal decorrer da obra atender-se-á ao seguinte:

• O Empreiteiro terá que no início de cada fase da obra em que tenha de recorrer aos trabalhos a

que respeita esta alínea, efectuar um completo inventário do existente que entregará na forma de

Peças Escritas e Desenhadas à Fiscalização, sendo da sua responsabilidade a integral e funcional

Execução de Estruturas Metálicas

15

recolocação de todos os elementos constantes, bem como os testes de aptidão necessários à sua

reentrada em serviço;

• O preço de concurso para os supracitados trabalhos incluirá todas as substituições de material

que não tenha condições de ser levantado e posteriormente reposto, não havendo lugar a

reclamações se tal cuidado não houver por parte do Empreiteiro na prévia visita e verificação

local;

• É ainda da competência do Empreiteiro a completa substituição de todos os elementos destes

sistemas que em virtude destas operações sofrerem qualquer deterioração;

• Fica claro, pois, que sobre estes trabalhos, nomeadamente a sua especificidade e quantidade,

devem-nos os concorrentes apreciar localmente no sentido de apresentar o preço respectivo, não

podendo em caso de adjudicação ignorarem a sua necessidade e sobre eles reclamarem erros,

omissões ou trabalhos a mais.

Como ressalva geral deste ponto (Disposições Gerais) refira-se que as soluções fixadas ou apontadas

nestas Condições Técnicas Gerais e Especiais são vinculativas desde que nas restantes peças que

compõe o Projecto completo outras mais rigorosas não forem explicitadas, caso em que serão estas

últimas a prevalecer.

2.2 - Qualidade e Natureza dos Materiais

2.2.1 - Aço em perfis e chapas

As propriedades dos aços, no que diz respeito às suas características gerais, são valores nominais a

adoptar para efeitos de cálculo.

As características dos diferentes tipos de aços devem basear-se na informação relativa às suas

propriedades mecânicas (determinadas a partir de ensaios de tracção, ensaios de choque e,

ocasionalmente, ensaios de dobragem) e à sua composição química.

As características dos perfis e chapas de aço usadas em elementos estruturais devem estar de acordo

com a norma EN 10025-2004 [4], designadamente nas suas partes (e na designação original):

• PART 1 - General technical delivery conditions.

• PART 2 - Technical delivery conditions for non-alloy structural steels. (Supersedes EN 10025:

1993);

Execução de Estruturas Metálicas

16

• PART 3 - Technical delivery conditions for normalised/normalised rolled weldable fine grain

structural steels. Supersedes EN 10113: parts 1 & 2: 1993);

• PART 4 - Technical delivery conditions for thermo mechanically rolled weldable fine grain

structural steels. (Supersedes EN 10113: parts 1 & 3: 1993);

• PART 5 - Technical delivery conditions for structural steels with improved atmospheric

corrosion resistance – also known as weathering steels. (Supersedes EN 10155: 1993);

• PART 6 - Technical delivery conditions for flat products of high yield strength structural steels

in the quenched and tempered condition. (Supersedes EN 10137: parts 1 & 2:1996).

A classificação dos aços correntes, apresentados nas tabelas 1 e 2 é designada pelas letras JR, JO, J2 e

K2, que representam o nível de qualidade do aço no que diz respeito à soldabilidade e aos valores

especificados do ensaio de choque. A qualidade aumenta para cada designação de JR a K2. Para uma

descrição mais detalhada da qualidade dos aços deve-se consultar a norma EN10025-2 [4].

Os aços utilizados em perfis e chapas têm de respeitar a norma EN 10025 [4], nas suas 6 partes,

sobretudo no que trata à sua qualidade do aço e às condições de fornecimento. Esta norma revoga e

substitui, praticamente, toda a normalização anterior, que se encontrava mais dispersa.

É, também, recomendável ter em consideração a norma EN 10164 “Steel products with improved

deformation properties perpendicular”, usando chapas de aço com propriedades de deformação

melhorada, no caso de chapas de topo sujeitas a esforços significativos (maior ductilidade).

Nas tabelas 1 a 3 incluem-se as normas prescritas pela própria norma prEN 1090-2 [3] para os aços a

adoptar em diversos de peças estruturais (ver figura 1), nomeadamente:

� Normas prescritas para produtos estandardizados para aços estruturais – Tabela 1;

� Normas prescritas para aços de enformados a frio, folhas e estribos de aço – Tabela 2;

� Normas prescritas para aços inoxidáveis – Tabela 3.

De notar que são omissas normas para as dimensões estandardizadas dos perfis mais usados em

construção metálica (“I” e “H”), denotando alguma liberdade industrial ainda existente nesta matéria.

Outro factor que se considera bastante negativo é a grande dispersão normativa, conduzindo a

incertezas quanto à existência de normas sobre algumas temáticas, bem como tornando difícil e oneroso

a consulta ao público e profissionais em geral.

Os aços correntes para elementos estruturais variam consoante as suas propriedades mecânicas e

composição química, como podemos verificar nas tabelas 4 e 5.

Execução de Estruturas Metálicas

17

Tabela 1 – Normas prescritas para produtos estandardizados para aços estruturais [3]

Tabela 2 – Normas prescritas para aços de enformados a frio, folhas e estribos de aço [3]

Tabela 3 – Normas prescritas para aços inoxidáveis [3]

Execução de Estruturas Metálicas

18

Figura 1 – Estruturas metálicas com emprego de várias geometrias de perfis e tipos de aço [18]

Ilustram-se, na tabela 6, os valores de referência genéricos das grandezas físicas para aços estruturais,

sendo os mesmos aproximadamente idênticos para todos os tipos de aço estrutural.

Na verdade, a propriedade mais diferenciadora dos diversos aços estruturais é a resistência mecânica,

seguindo-se a ductilidade e a tenacidade, muito associadas ao teor de carbono. Em geral quanto mais

carbono tem o aço menos próprio para estruturas, dado ser mais frágil.

Tabela 4 – Valores nominais da tensão de cedência fy e da tensão de rotura fu, para aços correntes

de acordo com a EN 10025-2 [4]

Tensão de cedência fy e tensão de rotura fu em N/mm2

Espessura nominal em mm

Alongamento mínimo em % (2) (L0 = 5.65/S0)

Espessura nominal em mm

Energia absorvida mínima no ensaio de choque (J) (3)

Espessura nominal em mm

t<=40 40<t<=80

Designação Qualidade

fy fu fy fu 3<t≤40 40<t≤63 63<t≤100

Temperatura

ºC 10<t≤15

JR 20 27

JO 0 27 S235

J2

235 360 215 360 26 25 24

-20 27

JR 20 27

JO 0 27 S275

J2

275 430 255 410 22 21 20

-20 27

JR 20 27

JO 0 27

J2 -20 27 S355

K2

355 510 335 470 22 21 20

-20 40

S450 440 550 410 550

(1) Os valores apresentados neste quadro são valores de referência. Para detalhes consultar a norma EN10025.

(2) Os valores apresentados neste quadro são aplicáveis a provetes longitudinais para o ensaio de tracção. Para chapas, chapas largas e produtos longos de largura maior ou igual a 600 mm utilizam-se provetes transversais e o alongamento mínimo deve ser inferior a 2%.

(3) Para espessuras inferiores a 10 mm a energia mínima absorvida no ensaio de choque deve deduzir-se da figura 1 da norma EN10025.

Execução de Estruturas Metálicas

19

Tabela 5 – Composição química a que têm de obedecer os aços correntes de acordo com a EN

10025-2 [4]

C em % máx. Para espessuras nominais t

em mm

Máx. CEV para espessuras

nominais em mm Designação Qualidade

t≤16 16<t≤40

t>40

Mn% Máx. Si% Máx. P% Máx. S% Máx. N% Máx.

t≤40 40<t≤150

JR 0.17 0.20 0.17 1.40 - 0.045 0.045 0.007 0.35 0.38

JO 0.17 0.17 0.17 1.40 - 0.040 0.040 0.009 0.35 0.38 S235

J2 0.17 0.17 0.17 1.40 - 0.035 0.035 - 0.35 0.38

JR 0.21 0.21 0.22 1.50 - 0.045 0.045 0.009 0.40 0.42

JO 0.18 0.18 0.18 1.50 - 0.040 0.040 0.009 0.40 0.42 S275

J2 0.18 0.18 0.18 1.50 - 0.035 0.035 - 0.40 0.42

JR 0.24 0.24 0.24 1.60 0.55 0.045 0.045 0.009 0.45 0.47

JO 0.20 0.20 0.22 1.60 0.55 0.040 0.040 0.009 0.45 0.47

J2 0.20 0.20 0.22 1.60 0.55 0.035 0.035 - 0.45 0.47 S355

K2 0.20 0.20 0.22 1.60 0.55 0.035 0.035 - 0.45 0.47

Nota: Os valores apresentados neste quadro são valores de referência. Para maiores detalhes consultar a norma EN10025.

Tabela 6 – Valores de referência genéricos para aços estruturais [10]

Módulo de Elasticidade E = 210.000 N/mm2;

Módulo de distorção G = E/2(1+υ) N/mm2;

Coeficiente de Poisson υ = 0,3

Coeficiente de dilatação térmica linear α = 12x10-6 (ºC)-1

Massa Volúmica ρ = 7.850 Kg/m3.

Na tabela 7 faz-se uma apresentação mais largada de tipos de aços, segundo a normalização europeia,

embora com valores mais concisos, em termos de características.

Face a alteração normativa, na tabela 8 faz-se a transferência da normalização anterior para a nova.

Ainda na tabela 9 mostra-se as características do aço patinado, que vendo sendo um uso crescente em

chapas arquitectónicas.

Os aços patinados, também designados de auto-protectivos, caracterizam-se por uma resistência

melhorada à corrosão. São aços fracamente ligados (com outros metais, como: P, Cu, Cr, Ni e Mo) que,

em condições específicas de exposição, têm a faculdade de propiciarem a formação progressiva uma

película superficial protectora de óxido exterior aderente e muito pouco porosa (designada por

“patina”) que reduz significativamente a velocidade de oxidação habitual nos aços. São habitualmente

conhecidos pelos nomes das marcas comerciais de fabrico: Corten (foram os primeiros aços patinados,

com origem nos Estados Unidos), Indaten (fabricados pela “Usinor”) e Diweten (criados pela “Dilling”

especialmente para pontes) [20].

Execução de Estruturas Metálicas

20

Tabela 7 – Valores nominais da fy e da fu, para aços de acordo com a normalização europeia [4]

Espessura nominal do elemento t [mm]

Designação t ≤40 mm 40 mm < t ≤80 mm

fy [N/mm2] fu [N/mm2] fy [N/mm2] fu [N/mm2]

EN 10025-2

S 235 235 360 215 360

S 275 275 430 255 410

S 355 355 510 335 470

S 450 440 550 410 550

EN 10025-3

S 275 N/NL 275 390 255 370

S 355 N/NL 355 490 335 470

S 420 N/NL 420 520 390 520

S 460 N/NL 460 540 430 540

EN 10025-4

S 275 M/ML 275 370 255 360

S 355 M/ML 355 470 335 450

S 420 M/ML 420 520 390 500

S 460 M/ML 460 540 430 530

EN 10025-5

S 235 W 235 360 215 340

S 355 W 355 510 335 490

EN 10025-6

S 460 Q/QL/QL1 460 570 440 550

EN 10210-1

S 235 H 235 360 215 340

S 275 H 275 430 255 410

S 355 H 355 510 335 490

S 275 NH/NLH 275 390 255 370

S 355 NH/NLH 355 490 335 470

S 420 NH/NHL 420 540 390 520

S 460 NH/NLH 460 560 430 550

EN 10219-1

S 235 H 235 360

S 275 H 275 430

S 355 H 355 510

S 275 NH/NLH 275 370

S 355 NH/NLH 355 470

S 460 NH/NLH 460 550

S 275 MH/MLH 275 360

S 355 MH/MLH 355 470

S 420 MH/MLH 420 500

S 460 MH/MLH 460 530

Execução de Estruturas Metálicas

21

Tabela 8 – Tabela de equivalências para a nova norma EN 10025 [4]

Tabela 9 – Aços patinados segundo a nova norma EN 10025-5 [4]

Modo de Oxidação

C Si Mn P S N Adição de Azoto?

Cr Cu

(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)

Designação Máx. Máx. Máx. Máx.

S235JOW FN 0.040 0.010 -

S235J2W FF

0.16 0.45 0.15

a

0.70

Máx.

0.040 0.035 - Sim

0.35

a

0.85

0.20

a

0.60

S355JOWP FN 0.040 0.010 -

S355J2WP FF 0.15 0.80 Máx. 1.1

0.05

a

0.16 0.035 - Sim

0.25

a

1.35

0.20

a

0.60

S355JOW FN Máx. 0.040 0.040 0.010 -

S355J2W FF Sim

S355K2W FF

0.19 0.55

0.45

a

1.60 Máx. 0.035 0.035 - Sim

0.35

a

0.85

0.20

a

0.60

FN = Aço efervescente não é admissível; FF = Aço completamente acalmado

O fornecimento e inspecção decorrerão de acordo com a norma EN 10204, sendo de adoptar a

certificação tipo 3.1 desta norma, devendo ser especificada a qualidade do material, suas propriedades

mecânicas e composição química. Não é dispensável o certificado de qualidade, dado não ser

admissível aguardar por ensaios de confirmação.

Todas as tolerâncias e mais características a exigir na qualidade dos aços observarão a prEN 1090-2

[3], mormente os seus ponto 5.1, 5.2 e 5.3.

EU 113 - 1972 EN 10113 - 1993

Fe E 275 KGN S 275N

Fe E 275 KTN S 275NL

Fe E 275 KGTM S 275M

Fe E 275 KTTM S 275ML

Fe E 355 KGN S355N

Fe E 355 KTN S355NL

Fe E 355 KGTM S355M

Fe E 355 KTTM S355ML

EU 25 - 1972 EN 10025 + A1 - 1993

Fe 360B S 235JR

Fe 360C S 235JO

Fe 360D S 235J2

Fe 430B S 275JR

Fe 430C S 275JO

Fe 430D S 275J2

Fe 510B S 355JR

Fe 510C S 355JO

Fe 510D S 355J2

Fe 510DD S 355K2

Execução de Estruturas Metálicas

22

2.2.2 - Ligações mecânicas

Em geral, as ligações mecânicas (como parafusos, porcas e anilhas) deverão seguir o preceituado no

ponto 5.6 da prEN 1090-2 [3], sendo de opção corrente a escolha da classe de parafusos 8.8 de alta

resistência (aptos a pré-esforço, ver tabela 10). Este classe é a 1.ª da série de parafusos apta a ligações

pré-esforçadas, sendo, portanto, possuidora de baixa relaxação e constituindo uma boa opção na relação

preço/desempenho.

Nas ligações mecânicas tem que se ter em atenção os parafusos, as porcas e as anilhas. Para a aplicação

de parafusos pré-esforços de alta resistência, os parafusos devem de respeitar a norma ISO 4017, as

porcas tem de respeitar a norma ISO 4032 ou 4775 e as anilhas tem de respeitar a norma ISO 7415.

Contudo existe alguma normalização europeia correspondente, designadamente a prEN 14399

(mencionada no ponto 5.6.4. da prEN 1090-2 [4], embora a esta data ainda não tenha todas as suas

partes concluídas).

Como recomendações para parafusos e porcas hexagonais [6]:

• Não pré-esforçados:

� As propriedades mecânicas devem ser especialmente especificadas para casos especiais,

como é o caso de: (i) ligadores de aço carbono ou de ligas análogas com diâmetros

superiores aos especificados nas EN ISO 898-1 e EN 20898-2; (ii) ligadores de aço

inoxidável com diâmetros superiores aos especificados nas EN ISO 3506-1 e EN 3506-2;

(iii) parafusos de ligas austeníticas-ferríticas de qualquer diâmetro;

� Os ligadores de aço carbono não devem ser usados para ligar elementos de aço inoxidável,

a não ser em casos devidamente ponderados. Nesses casos devem ser usados “kit’s” de

isolamento cuja especificação e detalhamento são obrigatórios.

• Parafusos estruturais de alta resistência (pré-esforço, ver tabela 10):

� Os parafusos pré-esforçados não devem ser em aço inox, salvo em casos especiais,

devendo então ser tomados como “ligadores especiais”;

� Estão em preparação diversas normas EN, nomeadamente relativas a parafusos de cabeça

embutida (prEN 14399-7), anilhas e anilhas indicadoras de pré-esforço (prEN 14399-9).

Estas anilhas indicadoras de PE não devem ser de aços auto-protegidos ou em aço inox

(problema de corrosão galvânica).

Execução de Estruturas Metálicas

23

A corrosão galvânica é um processo químico no qual se dá a destruição do metal menos nobre da série

galvânica, por depósito na protecção do mais nobre, quando ligados directamente, na presença de um

electrólito.

Ora, a camada de óxido que se cria no aço é catódica, sendo o aço anódico, não sendo essa camada

contínua, e por isso não se constituindo como uma barreira protectora, nas descontinuidades formam-se

células de corrosão. Uma corrente eléctrica forma-se do pólo negativo (ânodo) para o positivo (cátodo),

dissolvendo ou corroendo o pólo negativo.

Série galvânica → do metal mais activo (anódicos), para o menos activo (catódicos):

� Alumínio e Zinco – usados para proteger o aço;

� Ferro; Aço;

� Aço inoxidável – substitui eficazmente o aço relativamente à corrosão;

� Chumbo; Cobre; Prata; Ouro; Platina.

O potencial de corrosão galvânica aumenta com o aumento da diferença de potencial entre os dois

metais, pelo que é completamente desaconselhável o contacto, sobretudo em ambiente húmido, entre

metais nesta situação. Dai que muito cuidado terá que ser posto na escolha de elementos de ligalões

mecânicas (parafusos, rebites, anilhas, porcas, etc.).

Tabela 10 – Valores nominais da tensão de cedência e da tensão de rotura à tracção [2]

Componente Pré Normas Europeias

Requisitos genéricos (High strength structural bolting for preloading)

prEN 14399-1

Ligações pré-esforçadas (suitability of assemblies for preloaded application)

prEN 14399-2

Parafusos (Bolts) prEN 14399-3 (HR: deeper nuts) prEN 14399-4 (HV: shallower nuts)

Porcas (Nuts) prEN 14399-3 (HR: deeper nuts) prEN 14399-4 (HV: shallower nuts)

Anilhas (Washers) prEN 14399-5prEN 14399-6

De referir que as anilhas indicadoras de pré-esforço são uma alternativa à chave dinamométrica, de

modo a permitir uma mais expedito controlo do momento de aperto em ligações pré-esforçadas. De

notar que devido às condições de acesso à ligação e às tolerância dimensionais nem sempre o aperto é

total e uniforme, pelo que o esmagamento deve ser medido junto ao ponto médio (ver figura 2).

Execução de Estruturas Metálicas

24

Figura 2 – Estruturas metálicas com emprego de várias geometrias de perfis e tipos de aço [6]

Conforme as melhores condições de acesso estas anilhas podem ser colocadas do lado da porca ou do

lado da cabeça do parafuso (figura 3).

Figura 3 – Estruturas metálicas com emprego de várias geometrias de perfis e tipos de aço [6]

Existem também ligadores especiais, como parafusos injectados com resinas especiais. Em geral a

resina é injectada através de um orifício colocado na cabeça do parafuso, podendo este ser tradicional

(com rosca, anilha e porca) ou de espiga totalmente lisa.

Execução de Estruturas Metálicas

25

As características genéricas são [6]:

� Resina de 2 componentes, com viscosidade à temperatura ambiente compatível com a

injecção nos furos, apenas sob pressão (pode ter que ser usada uma argamassa moldável

durante a injecção, para vedar);

� A resina deve manter-se moldável durante pelo menos 15 minutos;

� A cura deve estar concluída aquando da entrada em serviço da estrutura;

� Em casos de reparações pode ter que se aplicar calor para acelerar a cura (máx. 50 ºC);

� Estes elementos podem ter que ser obtidos através de ensaios, devendo ser usado o anexo

G da EN 1990 – procedimento análogo ao da determinação do coeficiente de atrito em

parafusos pré-esforçados;

� Detalhes sobre a utilização deste sistema podem obtidos na publicação do ECCS nº79

(European recommendations for bolted connections with injection bolts);

� O diâmetro dos furos estandardizado é d0= d + 3 mm, excepto em parafusos de diâmetro

inferior a 27 mm, que pode ser de d + 2 mm, devendo ser usadas anilhas especiais, com

d1= d+0,5 mm.

• Outras Normas Europeias EN relacionadas com peças roscadas [12]:

� Parafusos:

� EN 24014:1991 Hexagon head bolts. Product grades A and B, com correspondência à ISO

4014:1988;

� EN 24015:1991 Hexagon head bolts. Product grade B. Reduced shank (Shank diameter =

pitch diameter), com correspondência à ISO 4015:1979;

� EN 24016:1991 Hexagon head bolts. Product grade C, com correspondência à ISO

4016:1988;

� EN 24017:1991 Hexagon head screws. Product grades A and B, com correspondência à

ISO 4017:1988;

� EN 24018:1991 Hexagon head screws. Product grade C, com correspondência à ISO

4018:1988;

� EN 28676:1991 Hexagon head screws with metric fine pitch thread. Product grades A and

B, com correspondência à ISO 8676:1988.

Execução de Estruturas Metálicas

26

• Outras Normas ISO relacionadas com porcas [12]:

� ISO 4032:1986 Hexagon nuts, style 1 - Product grades A and B;

� ISSO/DIS 4032 Hexagon nuts, style 1 – Product grades A and B;

� ISO 4033:1979 Hexagon nuts, style 2 - Product grades A and B;

� ISO/DIS 4033 Hexagon nuts, style 2 - Product grades A and B;

� ISO 4034:1986 Hexagon nuts - Product grade C;

� ISO/DIS 4034 Hexagon nuts - Product grade C;

� ISO 4775:1984 Hexagon nuts for high-strength structural bolting with large width across

flats - Product grade B - Property classes 8 and 10;

� ISO/DIS 4775 Hexagon nuts for high-strength structural bolting with large width across

flats - Product grade B - Property classes 8 and 10 (Revision of ISO 4775:1984).

• Outras Normas Europeias EN relacionadas com anilhas [12]:

� EN ISO 10644:1998 Screw and washer assemblies with plain washers. Washer hardness

classes 200 HV and 300 HV, com correspondência à ISO 10644:1998;

� EN ISO 10673:1998 Plain washers for screw and washer assemblies. Small, normal and

large series. Product grade A, com correspondência à ISO 10673:1998;

� EN 28738:1992 Plain washers for clevis pins. Product grade A, com correspondência à ISO

8738:1986.

Para anilhas também são muito usadas as Normas ISO 7089; 7091 a 7094 [12].

Existe alguma recomendação no sentido de se galvanizar as porcas e anilhas, sendo certo que durante o

aperto alguma dessa protecção se perde.

Os valores nominais das tensões de cedência e da tensão de rotura à tracção, estão regulamentados na

tabela 11, caso exista alguma exigência que não esteja prevista na tabela 11, tem que se referenciar a

norma ISO 898, nomeadamente:

• ISO 898-1:1988 Mechanical properties of fasteners - Part 1: Bolts, screws and studs;

• ISO/DIS 898-1 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel – Part 1:

Bolts, screws and studs;

Execução de Estruturas Metálicas

27

• ISO 898-2:1992 Mechanical properties of fasteners - Part 2: Nuts with specified proof load

values - Coarse thread;

• ISO 898-5:1998 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel – Part

5: Set screws and similar threaded fasteners not under tensile stresses;

• ISO 898-6:1994 Mechanical properties of fasteners - Part 6: Nuts with specified proof load

values - Fine pitch thread;

• ISO 898-7:1992 Mechanical properties of fasteners - Part 7: Torsional test and minimum

torques for bolts and screws with nominal diameters 1 mm to 10 mm.

Tabela 11 – Valores nominais da tensão de cedência e da tensão de rotura à tracção [3]

Ligações ordinárias (por corte e/ou tracção) Ligações Pré-esforçadas

(por atrito) Classe de parafuso

4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 10,9

fyb (N/mm2) 240 320 300 400 480 640 900

fub (N/mm2) 400 400 500 500 600 800 1000

Para valores fora dos limites estipulados na tabela 11, só podem ser utilizados caso seja comprovado a

sua eficiência para determinada aplicação.

Na tabela 12 apresentam-se os valores nominais mínimos da força de pré-esforço a aplicar nos

parafusos pré-esforçados. Estes valores pretendem assegurar a transmissão da força que permita a

mobilização do atrito entre as chapas a unir, além de garantir um estado de tensão que minimize a

possibilidade de desaperto por vibrações eventuais a que a estrutura possa estar sujeita. De sublinhar

que o aperto deve ser progressivo, preferivelmente na porca e da parte mais rígida para a memos rígida

da ligação.

Tabela 12 – Valores nominais mínimos da força de pré-esforço em kN [4]

As ligações serão feitas cuidadosamente, sendo rejeitadas aquelas que possam prejudicar a estabilidade

e resistência da obra.

De referir, ainda, que:

Execução de Estruturas Metálicas

28

• A parte não roscada da espiga dos parafusos deve ter comprimento suficiente para abranger toda

a espessura dos elementos a ligar, isto é, a parte roscada deverá iniciar-se na zona

correspondente à espessura da anilha;

• Os parafusos devem ser apertados por meio de chaves dinamométricas e sujeitos aos momentos

indicados no projecto;

• As superfícies de contacto de ligações resistentes ao escorregamento deverão respeitar os

requisitos da tabela 14 do ponto 8.4 da prEN 1090-2. Em geral, nas estruturas metálicas

correntes, consideram-se superfícies de contacto resistentes ao escorregamento as ligações de

topo entre troços do pórtico – classe C.

2.2.3 – Ligações soldadas

A norma prEN 1090 remete para a norma EN 729 “Quality requirements for welding”, os requisitos

básicos a preencher pela soldadura, estando dividida em função da classe de execução da estrutura: (i)

Parte 4 → classe execução 1; (ii) Parte 3 → classe execução 2; (iii) Parte 2 → classes execução 3 e 4.

Para efeitos dos requisitos de resistência da soldadura indica a EN ISO 14554 “Quality requirements

for welding – resistance welding of metallic materials”.

Por seu lado, um Plano de Soldadura deve ser elaborado caso a classe de execução da estrutura seja a 2,

3 ou 4, devendo incorporar os seguintes aspectos (de acordo com as normas EN 1011 e a prEN 1090):

� Detalhes de ligação;

� Tipos e dimensões das soldaduras;

� Especificação do procedimento de soldadura e consumíveis;

� Sequência de soldadura.

� Procedimentos a adoptar para evitar imperfeições

� Especificações de tratamentos térmicos

� Critérios de aceitação e rejeição.

Já no que trata a consumíveis de soldadura, e segundo o ponto 5.5 do prEN 1090-2 [3], estes têm que

respeitar a prEN 13479, devendo também ter-se em atenção a tabela 4 presente no ponto 5.5 da prEN

1090-2 [3], que é constituída por uma lista de normas de produtos para os consumíveis de soldadura

(aqui reposta como tabela 13).

Execução de Estruturas Metálicas

29

Tabela 13 – Produtos estandardizados para consumíveis de soldadura [4]

Os pontos 5.1 e 5.2 da prEN 1090-2 [3] também devem ser observados.

Não estando incluídas nas informações da norma prEN 13479, mas admitindo-se ser de interesse, para

efeitos de simbologia e nomenclatura, em termos de normas europeias, temos:

� EN 2574:1990 Série aeroespacial. Soldaduras. Informações nos desenhos;

� EN 22553:1994 Welded, brazed and soldered joints. Symbolic representation on drawings,

com correspondência à ISO 2553:1992;

� EN 24063:1992 Welding, brazing, soldering and braze welding of metals. Nomenclature of

processes and reference numbers for symbolic representation on drawings, com

correspondência à ISO 4063:1990.

Como referência também devem ser consideradas as seguintes normas:

� ISO 13920:1996 Welding — General tolerances for welded constructions —Dimensions

for lengths and angles — Shape and position;

� ISO 2553:1992 Welded, brazed and soldered joints - Symbolic representation on drawings;

� ISO/AWI 2553 Welded, brazed and soldered joints - Symbolic representation on drawings;

� ISO 4063:1998 Welding and allied processes - Nomenclature of processes and reference

numbers.

Execução de Estruturas Metálicas

30

De notar que existem normas especificas para procedimentos de soldadura (EN ISO 15609

“Specification and qualification of welding procedures for metallic materials”), bem como para a

qualificação de pessoal afecto à sua execução (EN 287-1 e a EN 1418).

Figura 4 - Materiais de soldadura e equipamentos de soldadura [12]

De salientar, ainda, que:

• A qualidade e resistência do material de adição das soldaduras terá de ser sempre de nobreza e

valor superior ao aço base soldado (na figura 4 podemos ver consumíveis e máquinas de soldar);

• Os trabalhos de soldadura exigem pessoal qualificado e aparelhagem conveniente, podendo a

Fiscalização exigir provas de habilitações técnicas dos soldadores, ensaios de caracterização dos

eléctrodos e quaisquer outros ensaios para o seu completo esclarecimento e de acordo com as

normas em vigor;

• As características da corrente eléctrica e a natureza dos eléctrodos devem ser apropriados à

qualidade dos materiais a ligar e ao tipo de soldadura a efectuar;

• A disposição das soldaduras e a sua ordem de execução devem ser estabelecidas de modo:

� A reduzir-se, tanto quanto possível, os estados de tensão resultantes da própria operação de

soldadura;

� A que as peças soldadas fiquem na posição pretendida.

• Na ligação das extremidades das barras (ligações de topo) as soldaduras devem ser dispostas,

tanto quanto possível, de uma forma equilibrada em relação ao eixo de cada barra e inibindo

pontos de sobreposição (deteriorando soldas anteriores);

Execução de Estruturas Metálicas

31

• Também se deverá evitar a aplicação excessiva de soldadura num mesmo local, bem como o

estabelecimento de variações bruscas de secção, pela concentração de tensões a que dão origem,

nomeadamente em elementos soldados em toda a periferia;

• Deverão ainda evitar-se soldaduras em entalhes ou furos de dimensões importantes;

• As soldaduras efectuadas não poderão ser arrefecidas rapidamente, exigindo-se uma descida

gradual e lenta da temperatura, e, nesta ordem de ideias, será pedida uma protecção das

soldaduras contra o arrefecimento brusco provocado pela chuva, pela neve, ou pela própria

acção do vento;

• As superfícies a soldar, bem como os próprios eléctrodos, devem estar isentos de escórias,

oxidação, carepa, tinta, humidade ou qualquer película de gordura;

• A soldadura depositada tem de ficar bem ligada aos materiais a soldar, sem que se tenha

queimado o material dos bordos;

• Os cordões executados não deverão apresentar irregularidades, poros, fendas, cavidades ou

quaisquer outros defeitos;

• Sempre que um cordão seja obtido por várias passagens deve proceder-se à repicagem das

escórias, por um processo adequado, e à limpeza com uma escova de arame, antes de cada

passagem;

• Em casos de comprovada necessidade, poderá exigir-se o recozimento de determinadas peças

para eliminação das tensões residuais provenientes das operações de soldadura;

• As medidas a tomar e o critério a adoptar na verificação das ligações soldadas será fixado pela

Fiscalização;

• Em geral, a execução de soldaduras deverá respeitar o disposto no capítulo 7 da prEN 1090-2.

2.2.4 – Acessórios de ligação

Cabos de alta resistência [6]:

• Os fios dos cabos de alta resistência têm que obedecer ao disposto na EN 10264-3 ou EN

10264-4, especificando a classe de resistência e a camada de protecção, de acordo com a EN

10244-2.

• Os cordões devem obedecer ao disposto na EN 10138-3

Aparelhos de apoio [6]:

Execução de Estruturas Metálicas

32

• Devem obedecer ao disposto na prEN 1337-3,4,5,6,7 ou 8 (ver quadro 14).

Tabela 14 – Normalização de aparelhos de apoio [6]

2.2.5 - Argamassas de assentamento de chapas metálicas

As argamassas de assentamento de chapas metálicas, a colocar entre as fundações e as bases de pilar

(figura 5), serão de carácter hidráulico, com base num cimento com propriedades não retrácteis. A

resistência será especificada nos elementos do Projecto, com um mínimo de resistência característica à

compressão de 25 MPa. Deverá ser respeitado o ponto 5.8 da prEN 1090-2. No ponto 9.5.5. desta

norma explicações complementares são dadas, conforme figura 5 deste texto, reportando o fabrico da

argamassa para as normas EN 206-1 e ENV 13670-1.

Figura 5 – Argamassa de regularização e selagem sob placa de base de pilar [4]

2.3 – Classificação estrutural e ambiental

2.3.1 - Classificação do ambiente

No sentido de caracterizar a agressividade do ambiente em que a estrutura metálica será inserida,

ajudando a seleccionar a protecção mais adequada, é necessário classificar o grau de corrosibilidade do

ambiente de acordo com a norma EN ISO 12944-2. Para o exemplo em estudo seleccionou-se o nível

C3, a que corresponde uma corrosibilidade média.

2.3.2 - Classificação da estrutura

A classificação de uma estrutura, segundo a norma prEN 1090-2 [3], é um indicador fundamental das

suas características de qualidade, pois espelha um nível de propriedades e fiabilidade que se repercute

Execução de Estruturas Metálicas

33

em todos os pontos do seu fabrico. Na verdade, numa apreciação global desta norma, temos que a sua

classificação surge em todas as alíneas importantes do processo, desde os aspectos ligados à escolha de

materiais até à própria documentação exigível em todas as fases de fabrico.

Uma mais clara e elucidativa exposição dos diversos requisitos classificativos encontra-se nos anexos

desta norma.

De nomear o Anexo B da norma prEN 1090-2 [3] que consiste num útil guia para a escolha da classe de

execução da estrutura metálica, de que se reproduz neste texto as tabelas mais significativas (tabela 15,

16 e 17), resultando da combinação das primeiras duas (tabela 15 e 16) a escolha da Classe de

Execução (tabela 17)

Deste modo, com base nestas tabelas e no seu significado intrínseco, e para efeitos do caso em estudo, a

estrutura classifica-se com classe de consequência CC3 (alta) e classe de produção e utilização PS2 a

que corresponde a classe de execução EXC3. Para todos os elementos da estrutura deverão ser

adoptados e respeitados os requisitos definidos nesta prEN 1090-2 [3], no que toca à classe de execução

EXC3.

Como excepções teremos as situações de elementos específicos para os quais esta especificação técnica

estabeleça uma exigência superior ou inferior, mas, neste último, essa indicação terá que ser específica

na adopção de uma classe de execução menos exigente.

Tabela 15 – Definição das classes de consequências [3]

Execução de Estruturas Metálicas

34

Tabela 16 – Critérios recomendados para produção e categorias de serviços [3]

Tabela 17 – Recomendações para a selecção de classes de execução [3]

Como exemplo de aplicação, admita-se um edifício residencial em estrutura mista aço–betão (com aço

estrutural S275), construído em Portugal, com elementos metálicos formados por perfis laminados a

quente, ligações em obra e do tipo aparafusado. Consultando a tabela 15 e 16 resulta ► Categoria de

exploração PS1 e consequência CC2, pelo que implica → Classe execução 2 [6].

2.4 – Protecções e tratamentos

2.4.1 - Protecção ao Fogo

A protecção ao fogo, em elementos susceptíveis de exposição em caso de incêndio, deverá ser realizada

com tintas intumescentes. Nesse sentido o Empreiteiro proporá à aprovação da Fiscalização a marca e

tipo de revestimento de protecção que pretenda aplicar, acompanhando prospecto técnico (composição,

ensaios de caracterização, certificado de garantia, condições de armazenamento e condições de

Execução de Estruturas Metálicas

35

aplicação) com certificado de origem e amostra. Deverá, ainda, incluir os esquemas de aplicação

recomendados pelo fabricante, de modo a permitir à Fiscalização uma decisão atempada e informada.

Fora situações de dispensabilidade justificada, o Empreiteiro poderá ainda propor uma protecção

passiva alternativa que garanta uma estabilidade ao fogo de 30 minutos (EF30), de acordo com a parte

2 do Eurocódigo 3 (EN 1993-1-2), adoptando uma temperatura crítica de cálculo de 500ºC. Neste caso,

e para cada tipo de perfil metálico, deverá apresentar uma nota de cálculo justificativa da dimensão da

protecção proposta, atendendo ao material ignífugo si e ao factor de massividade (razão entre a área

exposta ao fogo e o volume do perfil).

2.4.2 - Tratamento de superfície para protecção contra a corrosão e pintura dos

elementos metálicos

A presente especificação tem como finalidade definir e impor um conjunto de exigências que o

Empreiteiro deverá respeitar para a limpeza, protecção de superfícies por metalização e pintura dos

elementos metálicos.

O Empreiteiro poderá propor as alternativas que ache mais adequadas ou que correspondam a

desenvolvimentos mais recentes da técnica de protecção anti-corrosiva que, contudo, terão de ser

previamente aprovadas pela Fiscalização.

Não são, portanto, admitidos quaisquer desvios à presente especificação sem a prévia aprovação da

Fiscalização.

À Fiscalização reserva-se o direito de, no caso de existir qualquer divergência, ou quando entender,

recorrer ao parecer técnico e peritagem de entidades idóneas como LNETI ou ISQ (Instituto de

Soldadura e Qualidade).

Após conclusão do fabrico e antes da montagem será aplicado nas peças metálicas o esquema de

protecção anti-corrosiva previsto (nomeadamente metalização e/ou pintura, dado que poderá existir só

um ou ambos – no caso de estarem ambos presentes, será sempre a metalização seguida de pintura).

Em geral devem ser seguidas as seguintes recomendações gerais:

• Os trabalhos de metalização e pintura devem respeitar o disposto nas normas europeias em

vigor, designadamente a prEN 1090;

• Para o efeito da aplicação da protecção no local, se for o caso, deve o empreiteiro fornecer as

ferramentas e equipamentos, tal como gruas, andaimes e todo o demais material para a

montagem de plataformas de trabalho adequadas e seguras, removendo-os logo que o trabalho

esteja concluído;

Execução de Estruturas Metálicas

36

• Todas as estruturas metálicas serão montadas de forma a ficarem convenientemente alinhadas,

niveladas e aprumadas antes da demão final (em caso de pintura);

• Para resistir às solicitações devidas à elevação e montagem das peças o Empreiteiro deve prever,

quando necessário, a colocação de contraventamentos provisórios;

• Todo o trabalho deve ser executado por pessoal devidamente formado, especializado e de

reconhecida competência;

• Empreiteiro deverá dispor de equipamento que permita comprovar as espessuras dos diversos

tipos e camadas protectoras;

• A protecção da parte saliente dos chumbadouros deverá ser feita efectuada por galvanização

(metalização a quente com base em zinco), evitando-se ar pintura, devendo a execução do

roscado ter em atenção este tipo de protecção;

• As superfícies de rolamento ou escorregamento de aparelhos de apoio, tais como faces de rolos

ou outras análogas, não devem ser pintadas, mas protegidas por massa grafitada ou outro

material adequado.

Decapagem:

• Todo o material deve ser decapado a jacto húmido, sendo a granulometria da areia seleccionada

como limite máximo pelo peneiro de 30 por polegada;

• O grau de acabamento será em metal branco, como é definido pelas normas aplicáveis, em que a

superfície se apresenta de cor cinzenta clara, uniforme, ligeiramente áspera e inteiramente livre

de todos os vestígios de cascão, ferrugem, etc.

Inibidor:

• Será adicionado à água de molhagem de areia, na percentagem mínima de 1,6% em relação à

água utilizada, uma mistura na proporção de 4:1, em peso, de fosfato de diamónio e nitrato de

sódio;

• Esta mistura também deverá ser empregue na água de lavagem das peças.

Secagem (em caso de não existir metalização):

• Logo após a limpeza a jacto de areia e de lavagem da peça, deverá a secagem ser acelerada por

aquecimento indirecto, sendo imediatamente aplicada uma demão à pistola com a espessura

mínima de 10 microns de “wash primer” (no caso de pintura, não existindo este passo no caso

Execução de Estruturas Metálicas

37

de prévia metalização, pois é, em geral, produto de 2 componentes, endurecido com uma

solução de ácido fosfórico e formulado a partir de uma mistura de resina de butiral de polivinilo,

pigmentos e cargas. Destina-se a preparar e proteger as superfícies metálicas demasiado polidas,

de modo a criar aderência aos produtos posteriormente aplicados, ou seja, é um primário de

aderência e protecção anti-corrosiva).

Metalização:

• Em geral são sempre de evitar as metalizações a frio, pois estas concitem numa pintura com

resina epoxy em que as cargas são grânulos metálicos, sendo a sua durabilidade inferior à

metalização a quente.

• O esquema de protecção a aplicar nas estruturas metálicas deverá ter em atenção o grau de

corrosibilidade e durabilidade média. Em geral pode ser seguido o seguinte esquema:

� Preparação da superfície dos elementos ao grau P2, de acordo com a ISO 8501-3;

� Primário rico em zinco com 50 µm de película seca;

� Camada intermédia de tinta intumescente com 260 µm de película seca;

� Camada de acabamento acrílico com 50 µm de película seca.

Primário (em caso de não existir metalização):

• Com as superfícies perfeitamente secas e limpas, serão aplicadas duas demãos de cromato de

zinco com a espessura de 30 microns cada, sendo a primeira demão aplicada à trincha e a

segunda á pistola;

• As duas demãos terão cores diferentes a definir pela Fiscalização;

Pinturas:

• Superfícies em contacto com betão não devem ser pintadas;

• As marcas e modelos de tinta a aplicar deverão ser indicadas na proposta;

• Verificando-se que a tinta aplicada é de má qualidade a pintura será rejeitada e o Empreiteiro

fará a limpeza da estrutura e aplicará nova pintura à sua custa;

• As tintas a utilizar (primário e acabamento) deverão ser fornecidas por um mesmo Fabricante

sendo respeitadas escrupulosamente, na preparação e aplicação, as instruções deste;

Execução de Estruturas Metálicas

38

• A espessura média da película de qualquer camada deverá ser igual ou superior ao especificado

para um total de 20 medições realizadas numa mesma área, não sendo de tolerar, para qualquer

medição, um valor inferior a 80% dessa espessura ou, para um conjunto de 5 medições, um

valor médio inferior a 90%;

• O prazo entre demãos não será nunca inferior a 24h e convirá que não seja superior a uma

semana. Excedido este prazo, a Fiscalização poderá exigir a lavagem total ou parcial das

superfícies, o que sempre fará caso seja ultrapassado um mês.

Alternativamente, pode a Fiscalização preferir o seguinte esquema de protecção anti-corrosiva (em caso

de não existir metalização a quente ou em peças secundárias ou de vida reduzida):

• Decapagem mecânica ao grau SA 2 ½ (a tabela mais usada para comparação de qualidade de

decapagem consta de uma norma sueca SIS – o grau de decapagem por abrasivo mais usual é o

SA 2 ½ ou o SA 3; para decapagem mecânica é o grau ST 3);

• Uma demão de primário de epoxy rico em pó de zinco com uma espessura mínima de 50

mícrones;

• Duas demãos de tinta de acabamento à base de borracha clorada com a espessura mínima de

2x60 mícrones.

A categoria de corrosibilidade encontra-se classificada na norma EN ISSO 12944, contudo o anexo K

da norma prEN 1090 dá algumas sindicações. Na tabela 18 inclui-se a classificação de preparação das

superfícies a tratar [3], sendo visível que o tipo de preparação assenta na durabilidade espectável do

tratamento.

Tabela 18 – Classificação de preparação de superfície a tratar [3]

Todos os trabalhos de reparação de pinturas em obra serão realizados de acordo com a EN 12944-7.

Execução de Estruturas Metálicas

39

Nas superfícies para ligações com atrito (pré-esforçadas) deve apenas ser aplicado o primário de forma

a garantir uma classe de atrito C. Se necessário deve ser determinado o coeficiente de atrito da

superfície (anexo G da prEN 1090-2).

2.5 - Critérios de Medição

As regras de medição em estruturas metálicas são, em geral, as seguintes:

• A medição será realizada em quilogramas (Kg);

• O peso a considerar na medição será sempre o da secção nominal dos perfis, ou da espessura

nominal das chapas, devendo o seu preço incluir todos os demais órgãos de ligação como

parafusos, porcas, anilhas, etc., além dos eléctrodos para as soldaduras a efectuar;

• A medição indicará, além do elemento estrutural, os tipos e dimensões dos perfis, tubos, chapas

e outros elementos constituintes;

• A determinação das medidas para o cálculo das medições obedecerá às regras discriminadas nos

seguintes pontos;

• No caso dos perfis e tubos, os comprimentos serão determinados em metros e convertidos em

Kg, de acordo com o seu peso nominal;

• No caso das chapas, a área será determinada em m2, a converter em Kg de acordo com o seu

peso nominal;

• Em elementos de outro formato deverá indicar-se o peso por unidade;

• Não serão feitas deduções para entalhes e furos;

• Nos perfis cortados obliquamente, a medida será a do maior comprimento do perfil;

• As medidas para a determinação da medição de chapas de superfície irregular, serão obtidas a

partir do menor rectângulo circunscrito a essas superfícies;

• As medições não incluem os desperdícios, mas o preço por quilo deverá espelhar os mesmos,

intrinsecamente – pelo que estes devem se objecto optimização (obtenção do menor

desperdício) e quantificação (para efeitos do preço final por unidade de peso).

Execução de Estruturas Metálicas

40

Capitulo 3 – Execução

3.1 – Aspectos genéricos do fabrico

O fabrico de estruturas metálicas (produção, execução e montagem) é regulado pela prEN 1090 [3] nas

suas 3 partes, sobretudo devendo respeitar-se o capítulo 6 da parte 2 (prEN 1090-2.6), bem como

exigências complementares deste texto.

Recomendações gerais:

• Deverão ser respeitadas todas as especificações relativas a materiais, ao fabrico e à protecção

anti-corrosiva dos elementos metálicos;

• Todos os materiais empregues na obra serão objecto de certificado emitido pela siderurgia que

os fornece;

• Todos os elementos metálicos serão bem forjados e trabalhados segundo as regras da arte,

sendo, quando tal se torne necessário, limados, aplainados, torneados e ajustados

convenientemente.

• Para melhor controlo no processo de fabrico devem ser identificadas todas as peças, na garantia

que essa marcação tem características indeléveis;

• O manuseamento e armazenamento das peças deverá ser conforme as recomendações

especificadas pelo fabricante e tendo em atenção as datas de vencimento do produto em causa,

para evitar uma possível deterioração do material. Caso existem suspeitas de possível

deterioração do material, terá de passar por uma vistoria que assegure que este está de acordo

com os padrões pretendidos;

• A tabela 7 do capítulo 6 do prEN1090-2 [3] contém uma lista que refere todos os controlos e

medidas de armazenamento. Esta lista refere a elevação das peças, armazenamento, protecção

contra o fogo e transporte;

• Nas operações de traçagem, pré-montagem, soldadura e montagem serão tomadas as precauções

necessárias para que, depois da montagem definitiva, existam as contra-flechas previstas no

projecto.

Execução de Estruturas Metálicas

41

3.2 - Traçagem da Estrutura Metálica

A traçagem será feita com precisão idêntica à da classificação estrutura metálica e de acordo com o

projecto, devendo ter-se em atenção particular o seguinte:

• Antes de iniciar a traçagem das peças metálicas, o Empreiteiro deverá confirmar, no local, as

dimensões exactas referentes aos elementos da estrutura, incluindo as eventuais partes em betão,

que sejam condicionantes para a estrutura metálica;

• O Empreiteiro deve ainda submeter à apreciação da Fiscalização um levantamento topográfico

da geometria das peças após concluído o seu fabrico. Os resultados deste levantamento devem

respeitar as cotas constantes dos desenhos;

• Se no projecto forem indicadas contraflechas, devem estas ser tidas em consideração na

traçagem e devidamente distribuídas para que a forma final seja a conveniente;

• A traçagem das peças deverá ser feita tendo em vista a obtenção de contornos exactos, de

acordo com os desenhos, e de modo que os bordos ou os topos se ajustem perfeitamente em

todo o comprimento das juntas;

• Na traçagem das peças a soldar deverão ser tidas em conta as deformações devidas à retracção

longitudinal e transversal;

• Não serão permitidas marcas a escopro ou a punção a frio, que permaneçam no material a

aplicar em obra;

• Antes de iniciar a traçagem das peças o Empreiteiro deve confirmar, no local, se as dimensões

referentes a outras partes da construção que se ligam com a estrutura a fabricar correspondem

aos valores previstos nos desenhos do projecto, procedendo aos acertos de dimensões

necessárias que submeterá à aprovação da Fiscalização.

3.3 – Corte

As empresas com menos recursos utilizam geralmente os tradicionais maçaricos de corte. Actualmente,

existem tecnologias de corte mais avançadas, tais como o oxi-corte com controlo numérico, o corte por

plasma, o corte por laser e o corte por jacto de água com abrasivo. Este último é uma alternativa aos

processos de corte térmico. No entanto, quase todos os materiais metálicos e não metálicos podem ser

cortados por via térmica [11].

Execução de Estruturas Metálicas

42

Resumindo as várias e mais usuais técnicas de corte de peças metálicas, poderemos enumerar as

seguintes:

� Serra;

� Guilhotina;

� Disco;

� Arco de plasma;

� Laser;

� Jacto de água;

� Calor.

Generalidades

O corte de perfis pode ser executado para acerto de comprimentos com disco de serra ou com

guilhotina (neste último caso não necessita de fluido de corte). No corte de chapa quando o contorno é

recto e a forma convexa, o corte de chapa pode também ser feito com guilhotina. Nos casos, em que os

contornos são mais complicados, requer-se outro tipo de tecnologias como o oxi-corte, corte por

plasma, por laser ou por jacto de água com abrasivo. Todas estas tecnologias podem envolver a

utilização de comando numérico, que permite optimizar a utilização da chapa e eliminar os erros de

traçagem.

Na Figura 6 está apresentado um diagrama esquemático da operação de corte seguida, eventualmente,

de desengorduramento químico [11].

Figura 6 - Esquema representativo da operação de corte e indicação das principais entradas e saídas de materiais [11]

Execução de Estruturas Metálicas

43

Algumas particularidades dos tipos de corte:

• Guilhotina: as extremidades livres têm que ser tratadas por forma a remover defeitos. Para

classe de execução 3 este método pode ser usado sem requisitos especiais nas condições da

tabela 19;

• Calor: por forma a assegurar que as duas partes têm uma dureza inferior a 380 HV 10 (norma-

requisito geral), poder ser necessário proceder ao pré-aquecimento (ver tabela 20);

Tabela 19 – Condições sem requisitos especiais no corte de guilhotina na classe de execução 3 [3]

Tabela 20 – Dureza superficial máxima permitida para os diversos tipos de aço, função da sua

resistência mecânica [4]

Como recomendações gerais:

• Os perfis serão cortados com o maior cuidado, segundo as formas determinadas, recorrendo-se à

lima sempre que seja necessário para se obter um ajustamento perfeito das diferentes peças;

• Os cortes efectuados a maçarico ou por arco eléctrico (calor) serão posteriormente afagados

sempre que a irregularidade da zona de corte prejudique a execução das ligações;

• O corte das barras, perfis e tubos serão de preferência feita à serra;

• Nos cortes realizados à guilhotina ou a oxi-corte, tomar-se-á o cuidados especiais no

acabamento dos bordos, em particular quando houver que proceder a soldadura;

• As saliências, falhas e rebarbas dos bordos das peças serão removidas à mó de esmeril.

Execução de Estruturas Metálicas

44

Corte por serra

O corte por serra é um dos mais recomendados (serra rígida ou por fita rotativa), por não introduzir

tensões residuais, sendo o equipamento mais usual o serrote (ver figura 7). Esta ferramenta é rápida e

faz cortes de atados, tem algumas limitações quando tem de fazer cortes mais complexos e/ou com

mais de 45º.

Em geral, o corte dos perfilados deverá ser feito de preferência por serrote e, só nos casos em que a

natureza do corte o exija, poderá ser feito a maçarico (no caso de entalhes, etc.).

Figura 7 – Serrote

Oxi-corte

O oxi-corte talvez seja o melhor processo de corte térmico para chapas de aço ligado e de não ligado na

gama de espessuras de 3 a 30 mm. O consumo de energia é pequeno. A maior parte do calor é

produzido por meio da reacção exotérmica do oxigénio com o aço a cortar. O equipamento é de fácil

instalação. Como fonte de calor para o pré-aquecimento do material e para se atingir a temperatura de

fusão usa-se, predominantemente, a chama oxiacetilénica [11].

Na verdade, no caso de corte de chapas o método mais usual é o oxi-corte (ver figura 8) e o corte por

plasma. O oxi-corte pode cortar grandes espessuras, já o plasma só é empregue até 16mm de espessura.

O corte por plasma corta a maior velocidade e dá um melhor acabamento que o oxi-corte, mas ambas

fazem formas curvas e não furam.

Todos os cortes efectuados por oxi-corte, e nomeadamente naqueles aos quais se vão aplicar cordões de

soldadura, deverão ser convenientemente limpos e afagados.

Execução de Estruturas Metálicas

45

Figura 8 – Corte por Oxi-corte

Corte por plasma

Talvez um dos melhores métodos combinados seja o das linhas conjuntas de corte plasma e furação

(ver figura 9). Na verdade, esta máquina é bastante rápida, efectua cortes complexos, entalhes,

redondos, etc.

Figura 9 – Linha combinada corte plasma + furação.

O corte por plasma é um processo em que o material metálico é fundido na zona de corte pelo jacto de

plasma, sendo a junta de corte removida por jacto de ar. Também são utilizados gases de corte de efeito

oxidante e gases com injecção suplementar de água. O consumo de energia é relativamente elevado,

porque o material tem de ser fundido numa junta larga. Os gases utilizados nas aplicações de corte por

plasma são o árgon, o hidrogénio e o azoto [11].

Execução de Estruturas Metálicas

46

O corte por plasma com injecção de água é indicado para o corte de aços de construção e de Cr-Ni. O

bom arrefecimento e a elevada velocidade de corte reduzem o empeno por acção do calor desenvolvido.

Assim, as superfícies do corte são de aspecto metálico, mostram boa qualidade e regularidade. O uso de

água reduz o impacto ambiental, cheiros, poeiras, ruído, sendo a emissão de radiações UV absorvida.

Outra das características mais vantajosa, é o facto de a água minimizar o efeito do calor na integridade

estrutural do metal [11].

Todos os materiais condutores podem ser cortados por plasma. A qualidade do corte depende do tipo de

material e do sistema de corte por plasma utilizado [11].

Corte por laser

O laser é uma fonte de radiação visível que emite luz coerente monocromática. Para o corte de

materiais é preferido o laser de CO2. A radiação laser é obtida por intermédio de uma mistura de

dióxido de carbono, azoto e hélio que é excitada electricamente, sendo o gás de corte o oxigénio. Com

uma lente na cabeça de corte, o feixe é focado sobre a superfície do material a cortar [11].

O raio laser é ideal para cortar materiais metálicos e não metálicos de pequena espessura. É o processo

de corte térmico com maior qualidade e precisão. Apenas com máquinas que operam com controlo

numérico é possível alcançar uma elevada velocidade e precisão de corte, sem defeitos e com pouca

rugosidade. Com esta tecnologia é igualmente possível cortar chapas de grandes dimensões, de formas

complexas e constituídas por materiais de alta resistência, dificilmente estampáveis [11].

Corte por jacto de água

Muito embora, será de referir que o melhor corte é o de jacto de água, pois permite desenhos de rigor

abaixo da décima milésima em chapas de quase toda a espessura, porém é excepcionalmente caro e raro

usado em metalomecânicas.

Por outro lado, existe uma grande variedade de materiais onde os processos de corte térmico não são

aplicáveis por razões de ordem técnica e/ou económica. Tipicamente, o corte por jacto de água permite

cortar uma grande variedade de metais e suas ligas como bronze, cobre, alumínio, aço macio e aço

inoxidável. [11]

O material é cortado pela acção de um jacto de água de alta pressão, podendo também conter um

abrasivo para facilitar a operação. Esta tecnologia permite uma grande exactidão de corte e uma boa

qualidade superficial. Outras características vantajosas resultantes da sua aplicação são o material não

ser afectado pelo calor e não serem necessárias operações de acabamento, sendo mantida a integridade

estrutural do material [11].

Execução de Estruturas Metálicas

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Quadro 21 – Comparação das características associadas às tecnologias de corte de chapa [11]

Execução de Estruturas Metálicas

48

3.4 – Furacão

Na execução da furação: estão previstos na norma os seguintes processos [6]:

• Por broca;

• Punção;

• Laser;

• Plasma;

• Por calor.

A furação das peças metálicas é outra etapa do ciclo de produção do fabrico das estruturas metálica. O

capítulo 6 do prEN1090-2 [3] faz referência ao dimensionamento dos furos, às tolerâncias estabelecidas

para a execução desses mesmos furos e à sua execução propriamente dita.

De notar que:

• Acabamento da furação: analogia com o corte;

• Tolerâncias: de acordo com a norma ISO 286-2, mas, em todo o caso, a tolerância máxima para

irregularidades de furação será no máximo de 1mm para a distância de um dos furos ao que lhe

seguir, e de 2mm para a distância aos furos extremos de uma mesma linha;

• Dimensões: são especificadas de acordo com uma nomenclatura específica - combinação dos

diâmetros do furo e do ligador (normal ou sobredimensionado) ou dos furos oblongos (curto ou

longo).

Recomendações gerais:

• Quando existe a necessidade de fazer escariação nas peças, para a colocação do parafuso, essa

escariação deve ser executada de maneira a que quando o parafuso é colocado a parte superior

da sua cabeça fique nivelada com a face da peça;

• Somente se admite a abertura de furos por punçoamento sem posterior mandrilagem no caso de

furos que não tenham função estrutural importante;

• No caso de ligações importantes a abertura dos furos deve fazer-se ou por brocagem simultânea

dos diversos elementos a ligar;

Execução de Estruturas Metálicas

49

• Ainda, no caso de ligações importantes e sendo a abertura realizada por punçoamento, este será

de diâmetro, pelo menos, 3mm inferior ao diâmetro definitivo, sendo posteriormente a

mandrilagem realizada com as peças convenientemente ligadas (normativamente os furos têm

que ser mandrilados para classes de execução 3 e 4, mas esta operação pode ser dispensada em

classes 1 e 2 - apenas punção);

• Como se percebeu, a abertura dos furos deve, em geral, ser realizada por brocagem (com os

valores nominais recomendados desses furos de acordo com o diâmetro do parafuso – tabela

21);

• O comprimento nominal de parafusos oblongos não deve exceder 2,5 vezes o diâmetro nominal

do parafuso;

• Nos parafusos de cabeça embebida (“countersunk bolts”) as dimensões do negativo e suas

tolerâncias devem ser tais que a face superior da cabeça do parafuso e a face da peça onde é

instalado coincidam;

• Nos rebites instalados a quente o diâmetro nominal do orifício deve ser igual ao diâmetro

nominal do fuste do rebite mais:

� 2 mm para as classe de execução 1 ou 2;

� 1 mm para as classe de execução 3 ou 4.

• Os furos relativos ao mesmo parafuso, em peças sobrepostas, deverão permitir a livre inserção

do elemento de ligação das peças, sendo permitida, na excentricidade, a tolerância de 1mm, com

a condição de se anular esta diferença a mandril;

• Os alinhamentos dos furos deverão ser rigorosamente paralelos às secções de corte, admitindo-

se a tolerância de 1mm;

• A furação, quando realizada a saca-bocados ou à broca, que não garanta a forma cilíndrica e

circular dos furos, será realizada com diâmetro inferior ao valor nominal, no mínimo de 2mm,

sendo alargada para a do projecto, a mandril, com as peças ligadas na sua posição definitiva;

• Nas peças em que se tenham realizado furos deverão ser eliminadas as rebarbas das duas faces

em contacto, para que se ajustem perfeitamente uma sobre a outra;

• O equipamento a utilizar tem que obedecer aos requisitos da prEN 1090 (12.3.2.3);

• Nas emendas os orifícios das várias partes têm que ser executados na mesma direcção;

Execução de Estruturas Metálicas

50

• A distorção está limitada.

Tabela 22 - Valores nominais de furos para parafusos (mm) [6]

Figura 10 - Valores máximos admissíveis na distorção em furos por punção [6]

Existem linhas automáticas de furação de vigas (ver figura 11), nesse processo existem várias cabeças

de brocas para funções diversas, diferentes orientações e múltiplos furos (ver figura 11). Estas linhas

automáticas de furacão são dirigidas por informaticamente.

Figura 11 – Linha automática de furação e cabeças da linha de automática de furação

Todas as peças furadas para ligações serão vistoriadas pela Fiscalização a fim de se verificar a

perfeição do trabalho e proceder às correcções tidas por convenientes.

Execução de Estruturas Metálicas

51

3.5 – Maquinagem/Enformagem

Na maquinagem/enformagem de peças metálicas o aço (inicialmente em chapa lisa) pode ser dobrado,

pressionado e forjado, para execução destes tipos de peças metálicas existem dois processos possíveis

em termos de temperatura associada:

• Enformagem a quente: em que existe um aquecimento prévio da chapa à sua conformação,

estabelecendo a norma prEN 1090 [3] critérios de enformagem a quente, com restrições

relativas aos tipos de aço e às temperaturas a que cada classe de aço deve ser trabalhada, sem

que para isso o material perca significativamente qualquer tipo de características;

• Enformagem a frio: pode ser executada através de rolos ou prensas.

A enformagem, sobretudo a frio (exemplos de geometrias na figura 12), é um processo de conformação

de chapas com utilização crescente em estruturas metálicas, sendo cada ver mais usadas para o fabrico

de asnas de cobertura, mas não só. Entre as grandes vantagens deste tipo de perfil estão a sua excelente

relação preço/peso e a facilidade de se criarem formas abertas com baixa energia de deformação, dada a

pequena espessura da chapa.

Figura 12 – Linha automática de furação e cabeças da linha de automática de furação [13]

De notar os seguintes aspectos no processo de enformagem:

• Existe diminuição de ductilidade e a norma prEN 1090 [3] especifica procedimentos de alívio

de tensões residuais através de temperatura;

• Esta norma também específica raios mínimos de curvatura em função do tipo de aço usado;

• Fornece, ainda, requisitos específicos para a dobragem de perfis circulares ocos.

Em termos de metalomecânica poderemos ser mais específicos, sendo as operações de maquinagem

mais significativas: estampagem, calandragem e quinagem. Efectuam-se, de igual modo, em menor

escala, operações de fresagem e de torneamento [11]:

Execução de Estruturas Metálicas

52

• Estampagem - Nesta operação, a chapa é deformada plasticamente por prensagem utilizando

ferramentas com a geometria adequada a esse fim. Esta operação pode ser realizada tanto a frio

como a quente, dependendo do tipo de material e do grau de deformação pretendido. Em alguns

casos, a chapa é engordurada previamente.

• Calandragem - A calandragem é utilizada para dobrar chapa, sendo esta obrigada a passar pelo

meio de uma série de cilindros, adquirindo progressivamente a curvatura desejada até ao caso

extremo da formação de um cilindro.

• Quinagem - A quinagem é um processo que permite formar quinas vivas ou dobrar uma peça de

modo a que esta fique com um raio de curvatura muito pequeno. É sobretudo usada em chapa.

• Fresagem - A fresagem permite trabalhar uma peça, fazendo furos ou modificando-lhe a forma,

através de fresas em rotação.

• Torneamento - Processo em que a peça a trabalhar roda em torno do seu eixo estando a

ferramenta cortante fixa e posicionada lateralmente.

Os 3 primeiros processos acima descritos têm uma sequência de operações muito semelhante, pelo que

são apresentados esquematicamente através do mesmo diagrama de blocos na Figura 13.

Os dois últimos processos têm, também, a uma sequência de operações idêntica, como tal são

identificados no mesmo diagrama de blocos (Figura 14).

Figura 13 - Esquema representativo das operações de estampagem, calandragem e quinagem com indicação das

principais entradas e saídas de materiais [11]

Execução de Estruturas Metálicas

53

Figura 14 – Esquema representativo das operações de fresagem, e torneamento com indicação das principais entradas

e saídas de materiais [11]

3.6 – Soldadura

Os processos de soldadura destinam-se a unir peças de um modo permanente, através da fusão na zona

de contacto do metal das peças ou de um material adicionado. Os diferentes processos de soldadura

podem distinguir-se de uma maneira muito geral, quer pela fonte de energia utilizada para fundir o

metal a soldar e o metal de adição, quer pela técnica como o metal em fusão é protegido da oxidação. O

metal de adição pode estar na forma de eléctrodos revestidos, fio ou barra. A soldadura pode ser

manual, semi-automática ou automática [11].

Os vários tipos de soldadura são representados conjuntamente no diagrama da Figura 15, em que setas

de tipos e cores diferentes (identificadas por números diferentes) ilustram as entradas e saídas de cada

tipo de operação, sendo a energia comum a todas elas [11].

Em termos normativos a soldadura das peças metálicas tem de estar de acordo com o descrito no

capítulo 7 da prEN 1090-2 [3]. Este capítulo está dividido em 7 sub-capitulos.

No que trata à preparação e execução de soldaduras, para além dos aspectos atrás referidos, esta norma

refere ainda [6]:

� Armazenagem e manuseamento dos consumíveis;

� Protecção contra vento, chuva, etc;

� Pré-aquecimento (visa evitar dureza excessiva);

Execução de Estruturas Metálicas

54

� Aspectos específicos das soldaduras de cordão (nomeadamente m perfis enformados);

� Aspectos específicos das soldaduras de topo;

� Soldaduras em aços auto protegidos – especificação dos elementos consumíveis;

� Soldaduras por pontos ou entalhe;

� Outros tipos de soldadura,

� Tratamentos térmicos.

Figura 15 – Esquema representativo da operação de soldadura com indicação das principais entradas e saídas de

materiais [11]

O Plano de Soldadura é um dos documentos a cujo conteúdo e exigências todo o processo de soldadura

está sujeito, sendo para o efeito relevante a EN ISO 4063. De notar que existem outras normas

europeias que têm especificações apropriadas para os procedimentos qualificados de soldadura, essas

normas referenciam também condições especiais a ter em atenção nos procedimentos da soldadura. Os

soldadores têm de ser qualificados segundo as normas EN 287-1 e a EN 1418. No anexo E da prEN

1090-2 [3] estão previstas alguns dos tipos de solda a que um operador terá de executar.

Execução de Estruturas Metálicas

55

A preparação e execução começam pela recepção dos consumíveis, seu armazenamento e

manuseamento. Na tabela 12 do ponto 7.5.2 da prEN 1090-2 [3] está previsto o tempo e a temperatura

de armazenamento do material. Tem de haver uma preocupação com a protecção contra as condições

climatéricas e preocupação também quanto ao pré-aquecimento. Existe ainda a especificação de alguns

tipos de soldadura e os tratamentos térmicos.

Os critérios de aceitação tem de respeitar os níveis existentes na EN ISO 5817, sendo que as classes de

execução EXC1, EXC2, EXC3 tem um nível de qualidade de D, C, B respectivamente, a EXC4 tem

nível de qualidade B com mais exigências adicionais referenciadas na tabela 13 da prEN 1090-2 [3].

Está previsto, ainda, a existência de soldadura para aços imaculados, com modificações e exigências

para a norma EN 1011-1 e EN 1011-3. O aço carbono, assim como outros tipos de aços diferentes, tem

processos e cuidados diferentes a ter em conta.

Como recomendações complementares enunciam-se:

• Na execução de ligações soldadas empregar-se-á, em geral, a soldadura por arco eléctrico;

• O trabalho de soldadura, no qual deve ser utilizada aparelhagem conveniente, só poderá ser

executado por pessoal devidamente qualificado segundo a norma em vigor já identificada,

devendo os soldadores estar devidamente certificados;

• As características da corrente, a natureza e o diâmetro dos eléctrodos devem ser apropriados à

qualidade dos materiais e ao tipo de ligações a efectuar;

• Tanto as zonas a soldar como os eléctrodos devem estar bem secos;

• As superfícies destinadas a receber soldadura deverão encontrar-se não só secas como bem

limpas, isentas de corpos estranhos, ferrugem, escórias e gorduras.

• No caso do cordão ser obtido por várias passagens, deve proceder-se antes de cada nova

passagem, à repicagem das escórias por um processo adequado e à limpeza a escova de arame;

• Os cordões devem ficar isentos de irregularidades, poros, fendas, cavidades, ou outros defeitos;

• Na realização de soldaduras devem-se tomar as precauções necessárias para reduzir as

tensões/deformações residuais permanentes, bem como garantir que as peças fiquem nas

posições pretendidas;

• Deve-se evitar ou reduzir ao indispensável o número de soldaduras a efectuar fora da oficina;

Execução de Estruturas Metálicas

56

• Antes de dar início às operações de soldadura, de acordo com o Plano de Soldadura (se existir),

deve o Empreiteiro realizar um programa de trabalhos indicando os consumíveis e os

parâmetros de soldadura (intensidade, tensão e velocidade), a preparação dos chanfres, etc;

• Deve evitar-se a aplicação excessiva de soldadura num mesmo local, bem como o

estabelecimento de variações bruscas de secção, nomeadamente em elementos soldados

periférica;

• A disposição e a ordem de execução devem ser estabelecidas de modo a reduzir-se os estados de

tensão resultantes da própria operação de soldadura, simultaneamente facilitando que as peças

fiquem na posição pretendida;

• As soldaduras não serão arrefecidas rapidamente, exigindo-se uma descida gradual e lenta da

temperatura, pelo que será exigida uma protecção das soldaduras, contra o arrefecimento brusco,

em caso de condições atmosféricas adversas;

• O metal depositado tem que ficar bem ligado aos materiais a soldar, sem que se tenha queimado

o material dos bordos;

• A cada passagem, e antes de iniciado o novo cordão, a superfície do cordão realizado deve ser

cuidadosamente desembaraçado de escórias, utilizando a picadeira e a escova de aço ou outro

método conveniente, a fim de se verificar a existência de fissuras, poros ou outros defeitos. Esta

operação será executada até completo desaparecimento dos defeitos de compacidade. Tomar-se-

á os mesmos cuidados quando houver que prosseguir um cordão interrompido ou ligar dois já

executados;

• Nos cordões de soldadura topo a topo, e sempre que seja possível construtivamente, proceder-

se-á à esmerilagem da raiz e execução do respectivo cordão;

• Em caso de comprovada necessidade, poderá exigir-se o tratamento térmico de peças;

• As dimensões dos cordões de soldadura devem satisfazer, além do prescrito nas Peças Escritas e

Desenhadas do Projecto e da legislação em vigor, aos seguintes condicionamentos:

� A espessura dos cordões não deve, em qualquer caso, ser inferior a 3mm;

� A espessura dos cordões de ângulo não deve ser superior a 0,7 da menor espessura dos

elementos a ligar;

� Os cordões de topo, contínuos, devem ocupar toda a extensão da justaposição;

Execução de Estruturas Metálicas

57

� Os cordões de ângulo contínuos não devem, em geral, ter comprimento inferior a 40mm

nem superior a 60 vezes a espessura do cordão;

� Nos cordões de topo descontínuos, o comprimento de cada troço não deve ser inferior a 4

vezes a espessura do elemento mais fino a ligar e o intervalo entre dois troços sucessivos

não deve exceder 12 vezes aquela espessura;

� Nos cordões de ângulo descontínuos o comprimento de cada troço não deve ser inferior a 4

vezes a espessura do elemento mais fino a ligar;

� O intervalo entre dois troços sucessivos não deve exceder 16 vezes a espessura do

elemento mais fino, no caso de elementos sujeitos a esforços de compressão e 24 vezes

essa espessura, no caso de elementos sujeitos a esforços de tracção;

� Em cordões de ângulo descontínuos, quando os troços estão colocados alternadamente de

um lado e de outro da aresta de ligação, os intervalos indicados são considerados como se

os troços estivessem em linha;

� Quando se dispõem cordões de soldadura opostos, a chapa intermédia deverá ter a

espessura mínima de 7mm;

� Os cordões de ângulo, aplicados nos bordos arredondados de perfis, não deverão interessar

mais do que 75 por cento da espessura do perfil no bordo;

� A superfície aparente dos cordões de soldadura deverá ser plana, nunca côncava, podendo

contudo ser convexa desde que a flecha apresente o limite máximo de 2mm;

� Poderá ser exigida a aprovação prévia pela Fiscalização da sequência prevista para a

soldadura tipo dos eléctrodos a utilizar.

• Se for detectada uma soldadura defeituosa, todas as soldaduras existentes no elemento serão

submetidas a inspecção. Por outro lado, proceder-se-á ao controlo de todas as soldaduras

refeitas, reconhecidas inicialmente como defeituosas;

• A Fiscalização poderá exigir sondagens nos cordões que lhe afigurem defeituosos, os quais

serão refeitos por soldadura.

Estão previstos, em princípio, dois processos de soldadura, para os elementos metálicos em aço, com

deposição de material:

• Soldadura por arco eléctrico com eléctrodo revestido – SAE (ER);

• Soldadura por aço eléctrico com ecrã gasoso – MAG ou MIG (ver figura 16).

Execução de Estruturas Metálicas

58

Figura 16 – Soldadura MIG MAG

A soldadura SAE (ER) tem uma flexibilidade máxima, é compatível com vários materiais e tem

bastante facilidade de aplicação em obra. Por outro lado tem uma baixa taxa de deposição e uma má

limpeza de escórias.

A soldadura MIG ou MAG é bastante versátil, tem uma taxa de deposição mais elevada se for pelo

processo manual. No caso de robotização a taxa de deposição baixa consideravelmente. Este método

tem ainda outra desvantagem, quer seja pelo método automático ou manual, que é a sua difícil

instalação em obra. De qualquer modo esta última dificuldade é, normalmente sempre ultrapassada,

dado que as soldaduras em obras são raras, actualmente.

Outros processos de soldadura poderão ser aceites mediante aprovação da Fiscalização.

Todos os trabalhos de soldadura devem ser devidamente comprovados mediante a presentação de

respectivo certificado a aprovar pela Fiscalização.

3.7 – Ligações Mecânicas

As ligações mecânicas são também uma das etapas da execução de estruturas metálicas, estas ligações

tem de estar de acordo com o previsto no capítulo 8 da prEN 1090-2 [3].

Execução de Estruturas Metálicas

59

Como recomendações complementares enunciam-se:

• Os parafusos serão, em geral, munidos de anilhas, em cuja espessura deve terminar a parte

roscada, só se podendo dispensar o uso de anilhas desde que as ligações sejam pouco

importantes e se verifique que a zona lisa da arreigada do parafuso é suficiente para transmitir à

chapa os esforços secundários nos parafusos;

• Os parafusos a aplicar serão, para cada caso, os da classe referida nos desenhos do projecto.

Todos terão, obrigatoriamente, uma anilha dos lados da porca, sendo esta, nos casos indicados

no Projecto, de pressão do tipo mola, tendo em vista permitir alguma mobilidade da ligação,

sobretudo para efeitos de pequenas dilatações ou rotações de apoio, sem que com isso se ponha

em causa a estabilidade do conjunto, sendo tal garantia da responsabilidade o Empreiteiro;

• No caso de superfícies sobre as quais se faz o aperto dos parafusos não serem normais ao eixo

destes, devem-se colocar anilhas de cunha, de modo que o aperto não introduza esforços

secundários nos parafusos;

• Sempre que se verifiquem condições que possam conduzir ao desaperto dos parafusos em

serviço, por exemplo vibrações, devem utilizar-se dispositivos que impeçam esse desaperto, tais

como anilhas de mola ou contra-porcas;

• O roscado dos parafusos deve sobressair pelo menos um filete das respectivas porcas;

• O aperto dos parafusos deve ser suficiente para garantir a eficiência das ligações, tendo-se em

atenção que o aperto exagerado produz estados de tensão desfavoráveis nos parafusos;

• Uma das ligações que causa maiores problemas na sua execução são as emendas, este tipo de

ligações são bastante complexas devido as tolerâncias serem mínimas e ao número elevado de

factores a ter em conta, um desses factores é o facto de as peças em causa serem de espessuras

diferentes, caso exista uma diferença de espessura nas peças em causa, a sua diferença num

aspecto geral não deverá ultrapassar, os 2mm. No caso de ser uma ligação em pré-esforço, a

diferença entre peças deverá ser de 1mm. Esta explicação está ilustrada na figura 6 do capítulo 8

da prEN 1090-2 [3] e figura 17 deste texto.

Figura 17 – Diferença máxima entre espessuras de chapas (D ≤ 2mm → correntes; D ≤ 1mm → pré-esforçadas) [3]

Execução de Estruturas Metálicas

60

Condições de aperto em ligações correntes (não pré-esforçadas) [6]:

• São admitidas folgas até 2 mm no contacto se a espessura dos elementos ligados é elevada

(espessura superior a 8 mm para perfis);

• Cada conjunto de parafusos deve ser apertado na totalidade até à condição “snug-tight” (resulta

do esforço de uma pessoa através de uma chave normal), sem esforçar demasiado os parafusos;

• Para conseguir este estado é necessário, em grupos grandes, fazer vários ciclos, do interior para

o exterior;

• Precauções especiais no caso de parafusos de dimensão M12 ou em caso de parafusos curtos.

Condições de aperto em ligações pré-esforçadas:

• Na execução de ligações aparafusadas pré-esforçadas respeitar-se-ão as anteriores condições

fixadas para as do tipo corrente no que nestas não for contra ou substituído nos pontos

seguintes;

• As superfícies dos elementos a ligar devem ser cuidadosamente limpas de quaisquer matérias

susceptíveis de provocar uma diminuição do atrito entre as superfícies (ferrugem, gordura,

pintura, água, etc.). A limpeza será feita a jacto de areia ou à chama, de características

adequadas, devendo executar-se em curto prazo (algumas horas) a montagem da ligação, de

modo a evitar que as superfícies se oxidem;

• Os parafusos devem ser munidos de anilhas, uma do lado da cabeça e outra do lado da porca -

mediante justificação, a primeira poderá ser eliminada em parafusos cujas cabeças possuam

dimensões estudadas de forma que possam transmitir, com segurança, às chapas o pré-esforço

instalado dos parafusos;

• Caso seja necessário um maior ajuste no aperto poder-se-á colocar mais anilhas, o máximo de 3

ou a combinação necessário para que não ultrapasse os 12mm, essas anilhas serão colocadas do

lado da peça que se pretende fixar;

• Os diâmetros dos parafusos estão especificados nas normas, e não deverá ser utilizado nenhum

parafuso em que o seu diâmetro não esteja devidamente regulamentado nessa mesma norma. O

posicionamento e comprimento dos parafusos, também têm uma exacta especificação na norma

acima referida;

• Os furos não deverá exceder o diâmetro nominal dos parafusos, tendo apenas uma folga com

tolerância especificada no artigo e norma aplicável;

Execução de Estruturas Metálicas

61

• As porcas quando são aplicadas nos parafusos devem enroscar facilmente, devendo o aplicador

conseguir enroscar com a mão, sem necessidade de recorrer ao auxílio da chave (até que a porca

encoste na anilha ou na peça a ligar);

• As anilhas colocadas por baixo das cabeças dos parafusos tem de ter um chanfre, que estará de

acordo com a norma prEN 14399-6, sendo que as anilhas colocadas por baixo das porcas têm de

estar de acordo com o especificado na norma prEN 14399-5;

• Nas ligações pré-esforçadas é obrigatório usar anilhas quando:

� Classe 8.8: sob a peça que vai rodar (porca ou cabeça);

� Classe 10.9: sob a cabeça e sobre a porca.

• Também podem ser usadas anilhas suplementares, até 3 com o máximo de 12 mm, para ajustar

o comprimento do conjunto a ligar, colocadas do lado da peça fixa;

• A prEN 1090 fornece, ainda, dados complementares relativos à especificação dos parafusos,

porcas e anilhas (8.2.2 a 8.2.4) para ligações pré-esforçadas;

• A preparação das superfícies, que entrem em contacto com as ligações mecânicas, tem alguns

aspectos que suscitam cuidados. Desde logo o atrito, na tabela 14 do capítulo 8 da prEN 1090-2

[3] está previsto a classificação que podem ser assumidas pelo atrito das superfícies (tabela 23

deste texto).

Tabela 23 – Classificação das classes de atrito para superfícies de ligações pré-esforçadas [3]

O anexo G da mesma norma (prEN 1090-2) tem também o método de cálculo para determinação do

coeficiente de atrito, sendo os valores do coeficiente de átrio estabelecidos por classes (tabela 22).

No aperto dos parafusos de ligações pré-esforçadas tem de haver cuidado com a calibração do método

de aperto, a calibração tem de ser de modo a que o pré-esforço mínimo seja alcançado. A norma prEN

14399-2 contém dados e testes que poderão utilizados na calibração.

Execução de Estruturas Metálicas

62

Para o aperto é efectuado por dois métodos: o método de controlo do torque e o método combinado.

O aperto pelo método de controlo de torque consiste na utilização de uma chave dinamométrica para

o aperto dos parafusos. Todos os dados para o uso deste método estão previstos na EN ISO 6789, com

uma precisão de ± 4 %.

O método combinado consiste no controlo mais a rotação da porca.

A rotação da porca no método de controlo do alongamento do parafuso é realizada através do número

de voltas da porca.

• Em termos de execução [6]:

� Método da chave dinamométrica: antes de dar o aperto final em todos os parafusos, apertar

cada um deles com 75%.

� Método combinado (controlo + rotação da porca): primeira etapa → todos os parafusos a

75%; segunda etapa → idem; terceira etapa → rotação da porca.

Na figura 18 ilustra-se uma ligação simples de base de pilar.

Figura 18 - Estrutura metálica com apoios aparafusados [8]

Como indicador indirecto de tracção vimos, anteriormente, a técnica das anilhas especiais, cabeças

especiais e parafusos especiais (ver figuras 19 a 21).

Execução de Estruturas Metálicas

63

Figura 19 – Parafusos com anilhas especiais [6]

Figura 20 – Parafusos com cabeças especiais [6]

Figura 21 – Parafusos especiais [6]

A prEN 1090-2 [3] tem ainda exemplos de parafusos especiais, o parafuso de cabeça embebida, os

parafusos e cavilhas ajustados e os parafusos injectados, são outros tipos de parafusos especiais a ter

em causa.

No ponto 8.7 do prEN 1090-2 [3] está referida a colocação de rebites, tanto a instalação dos rebites mas

também os seus critérios de aceitação.

Execução de Estruturas Metálicas

64

As ligações de elementos de paredes finas (como os enformados) estão previstas no ponto 8.9 do prEN

1090-2 [3] e também no anexo D, sendo todos os critérios e métodos lá mencionados. Nestas ligações

utiliza-se, normalmente, os parafusos auto-roscantes.

Na tabela 24 apresentam-se os diâmetros tradicionais de parafusos e rebites para estruturas metálicas,

sendo de referir que o diâmetro se refere à medida exterior do roscado e não ao liso (a que corresponde

a área resistente).

Tabela 24 – Diâmetros tradicionais de parafusos e rebites para estruturas metálicas [6]

3.8 – A razão de ser e o comportamento das ligações puramente soldadas,

puramente mecânicas ou mistas

Vai-se discutir, ainda que com brevidade, a razão de ser e o comportamento das ligações puramente

soldadas, puramente mecânicas ou mistas.

Na realidade, situações existem em que, numa mesma estrutura, podemos ter ligações dos 3 tipos.

Porém, é mais vulgar que o Projectista opte, em maioria ou exclusividade, por um só tipo de solução.

No nosso país, em geral, as ligações mecânicas principais de uma estrutura metálica estão associadas a

trabalhos de soldadura (ligação 2 e 3 da figura 22, chapa de topo de ligação pilar-pilar e chapa de base

de pilar, respectivamente), muito embora essa regra não seja obrigatória ou absolutamente universal

(ligação 1 da figura 22, ligação viga-pilar).

Na verdade a existência de soldadura nas ligações mecânica depende muito do tipo de conceito

empregue pelo Projectista, ou pelas disposições de fabrico da indústria metalomecânica local. Nos

Estados Unidos, por exemplo, é frequente as ligações sempre puramente mecânicas, por uma de alguma

rapidez de execução e custo da mão-de-obra especializada.

Execução de Estruturas Metálicas

65

Figura 22 – Tipos de ligações mais usuais em estruturas metálicas [9]

Em geral as ligações mecânicas sem soldadura criam soluções mais rápidas de executar (não há

soldadura), mas mais deformáveis e condenando a estrutura ao uso de perfis mais robustos (não se

aproveita, normalmente, os momentos negativos que se poderiam mobilizar nos apoios das vigas, pelo

que as secções do perfil ficam apenas sujeitas a momentos positivos únicos e, necessariamente, mais

elevados).

Conforme se pode apreciar nas figuras 23 e 24, em geral, as ligações viga-pilar sem soldadura ou de

soldadura reduzida são mais flexíveis, enquanto as ligações viga-pilar só com soldadura ou de

soldadura importante na ligação são mais rígidas. Esta situação conduz a que as primeiras sejam

estruturas mais deslocáveis e, logo, mais sensíveis a efeitos de 2.ª ordem (encurvadura) que as

segundas.

Obviamente que podem ser previsto sistemas de contraventamento que minimizem a mobilidade

exagerada das estruturas de ligações puramente mecânicas, tais como: paredes de betão armado,

cantoneiras em “Cruz de St.º André” ou cabos pré-tensionados.

Execução de Estruturas Metálicas

66

Figura 23 – Ligações viga-pilar sem soldadura ou de soldadura reduzida, mais flexíveis, em geral [9]

Figura 24 – Ligações viga-pilar só com soldadura ou de soldadura importante na ligação, mais rígidas, em geral [9]

Execução de Estruturas Metálicas

67

Por outro lado, numa situação ideal, teríamos as ligações puramente soldadas, extremamente rígidas,

contudo obrigariam a significativa quantidade de soldadura em obra, situação pouco prática, de difícil

controlo de qualidade, onerosa e mesmo potencialmente mais perigosa que em oficina.

Daí que a melhor conclusão seja uma combinação quase óbvia (ligação mista):

• Soldadura prévia em estaleiro/oficina das chapas de topo nas ligações mecânicas (criação de

uniões rígidas ou semi-rígidas, limitando a deformabilidade desta e da própria estrutura, bem

como permitindo a existência de momentos de apoio nas vigas, com resultante economia das

secções);

• Aparafusagem em obra, sem necessidade de soldadura no seu local de implantação, permitindo

simplicidade, economia e rapidez de montagem.

Figura 25 – Ligação mista (soldadura de chapa de topo na viga com aparafusagem ao pilar, com situação de

distribuição completa tradicional de esforços no apoio (corte + flexão) [9]

Na figura 25 pode-se observar uma ligação mista, com a soldadura de chapa de topo na viga (em

oficina) e posterior com aparafusagem ao pilar (em obra). Desta solução surge uma desejável

complementaridade de esforços no apoio, de corte com flexão. Obviamente que numa industria com

mão-de-obra e soldadura muito cara esta solução pode não ser a mais económica, muito embora.

3.9 – Desempeno das peças

O desempeno das peças será feito a frio e, tanto quanto possível, feito à máquina, por pressão e não por

choque. O desempeno a quente será excepcional e respeitando as regras técnicas adequadas ao aço.

Execução de Estruturas Metálicas

68

As peças devem ser desempenadas segundo as tolerâncias especificadas no projecto, ou, na falta dessa

indicação, as tolerâncias normativas usuais.

3.10 – Tratamento de Superfície/Protecção Anticorrosiva

A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela acção química ou electroquímica do meio,

podendo estar ou não associado a esforços mecânicos. Comummente chamada de “ferrugem”, quando

encontrada nos metais como ferro e aço, a corrosão afecta não apenas o aspecto estético do material,

como também sua resistência mecânica e vida útil [14].

Ao se considerar o emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações é necessário

que estes resistam à acção do meio corrosivo, além de apresentar propriedades mecânicas suficientes e

características de fabricação adequadas [14].

Na grande maioria dos casos, a adopção de processo preventivo anti-corrosão no inicio da utilização

dos materiais, proporcionará um significativo aumento da vida útil da estrutura, além da economia de

custos devido ao menor número de manutenções necessárias [14].

As formas segundo as quais a corrosão pode manifestar-se são definidas principalmente pela aparência

da superfície corroída, sendo as principais [14] (ver figura 26):

• Corrosão uniforme: quando a corrosão se processa de modo aproximadamente uniforme em

toda a superfície atacada. Esta forma é comum em metais que não formam películas protectoras,

como é o caso do aço e do ferro;

• Corrosão por placas: quando os produtos de corrosão se formam em placas que se desprendem

progressivamente. É comum em metais que formam película inicialmente protectora mas que,

ao se tornarem espessas, fracturam e perdem aderência, expondo o metal a novo ataque;

• Corrosão alveolar: quando o desgaste provocado pela corrosão se dá sob forma localizada, com

o aspecto de crateras. É frequente em metais formadores de películas semi-protectoras ou

quando se tem corrosão sob depósito;

• Corrosão por pontos (puntiforme): quando o desgaste se dá de forma muito localizada e de alta

intensidade, geralmente com profundidade maior que o diâmetro e bordos angulosos. A

corrosão por pontos é frequente em metais formadores de películas protectoras, em geral

passivas, que, sob a acção de certos agentes agressivos, são destruídas em pontos localizados, os

quais se tornam activos, possibilitando corrosão muito intensa;

Execução de Estruturas Metálicas

69

• Corrosão inter-granular ou inter-cristalina: quando o ataque se manifesta no contorno dos grãos,

como no caso dos aços inoxidáveis austeníticos sintetizados, expostos a meios corrosivos;

• Corrosão trans-granular ou trans-cristalina: quando o fenómeno se manifesta sob a forma de

trincas que se propagam pelo interior dos grãos do material, como no caso da corrosão sob

tensão de aços inoxidáveis austeníticos.

Figura 26 – Formas de Corrosão em desenho esquemático [14]

O tratamento de superfície está regulamentado no ponto capítulo 10 da prEN 1090-2 [3], sendo óbvio

que existem alguns cuidados e exigências a ter com as superfícies antes de aplicar a protecção de

corrosão.

Condições da superfície, conforme as classes de execução e de acordo com a EN10163 [6]:

� Classes 1 e 2: qualquer acabamento de superfície;

� Classe 3: Classe A2 (produtos planos - chapas) ou C2 (produtos longos - perfis);

� Classe 4: Classe B3 (produtos planos - chapas) ou D3 (produtos longos - perfis).

Execução de Estruturas Metálicas

70

De referir que:

� Para a execução do tratamento protector de corrosão tem de se respeitar o descrito no

anexo K da prEN 1090-2 [3].

� Para elaboração da galvanização e da pintura tem de se respeitar as normas EN ISO 1461 e

EN ISO 12944-4/-5/-7, respectivamente.

Após o fabrico será aplicado nas peças metálicas o esquema de protecção anti – corrosiva que se

apresenta.

3.10.1 – Decapagem

A decapagem visa eliminar as camadas de óxidos presentes na superfície das peças, de modo a que a

posterior deposição de material constitua uma camada perfeitamente aderente e homogénea. Pode

efectuar-se por via mecânica (por jacto de areia ou de granalha), por via química e por via

electroquímica (catódica, anódica e por corrente alterna) [11].

Dependendo da localização, do tipo de superfície a preparar e do tipo de contaminantes (óxidos,

sujidade, poeiras, sais, tinta lascada, óleos e gorduras), utilizam-se diferentes técnicas de preparação da

superfície, tais como:

• Decapagem mecânica e química;

• Lixagem;

• Desengorduramento (com detergentes, solventes e limpeza a vapor).

Decapagem mecânica

A decapagem mecânica com abrasivo é o método mais comum de preparar a superfície metálica,

removendo parte dos contaminantes presentes (calamina, óxidos e resíduos de tinta) e permitindo à

superfície adquirir alguma rugosidade de modo a melhorar a aderência da tinta. Essa decapagem é

efectuada manualmente pelos trabalhadores, geralmente a céu aberto, ou em cabines de decapagem

com recuperação de granalha, quando as dimensões das peças o permitem. A granalha é projectada em

média a uma velocidade de 130 m/s e a uma pressão de 7 bar [11].

Apesar dos problemas ambientais e de saúde provocada pela utilização de areia nas decapagens

(poeiras contendo sílica), o seu consumo ainda não foi totalmente banido. No entanto, tem-se verificado

uma maior sensibilização dos industriais para esse facto, verificando-se a gradual substituição da areia

por granalha de um subproduto da indústria do cobre (escória de cobre) e por granalha de aço. Na

figura 27 apresenta-se um exemplo esquemático da decapagem mecânica [11].

Execução de Estruturas Metálicas

71

Figura 27 - Esquema representativo duma operação de decapagem mecânica com indicação das principais entradas e

saídas de materiais

Decapagem química

A decapagem por acção química é, usualmente, utilizada nos aços e no cobre, recorrendo-se ao ácido

sulfúrico, ao ácido clorídrico ou ao ácido nítrico. A decapagem do alumínio é realizada em meio

alcalino com soda cáustica. Na Figura 28 apresenta-se um exemplo esquemático da decapagem química

[11].

Figura 28 - Esquema representativo duma operação de decapagem química com indicação das principais entradas e

saídas de materiais [11].

Lixagem

A lixagem tal como a decapagem mecânica é uma operação integrada no início do processo, quando da

preparação da peça ou da superfície para a pintura. Os métodos utilizados são mecânicos, podendo ser

efectuados com lixas ou com escovas. A lixagem tem como objectivo desbastar a peça ou a superfície,

retirando-lhe as contaminações ou conferir-lhe um aspecto ou rugosidade determinada. Na figura 29

apresenta-se um esquema exemplificativo duma operação de lixagem [11].

No caso da reparação de estruturas metálicas a lixagem é uma técnica complementar ou alternativa à

decapagem com granalha, uma vez que a estrutura já de encontra montada. É geralmente utilizada na

preparação de superfícies de acesso difícil à decapagem com granalha ou em pequenas áreas a preparar.

A preparação manual pode ser também utilizada em substituição da decapagem com granalha,

Execução de Estruturas Metálicas

72

acarretando, no entanto, a necessidade de mais mão-de-obra e mais tempo para a sua execução. Apesar

destas desvantagens, a lixagem pode ser mais eficiente na remoção de óxidos e de tintas cuja

composição contenha metais pesados [11].

Figura 29 - Esquema representativo da operação de lixagem com identificação das principais entradas e saídas de

materiais [11]

As ferramentas manuais mais frequentemente utilizadas na preparação de superfícies metálicas são:

escovas de aço, martelos lascantes, martelos de agulhas, raspadeiras, e outras ferramentas de impacto.

Estas ferramentas são geralmente pneumáticas e não eléctricas, não existindo o problema de

sobreaquecimento, nem o risco de ocorrerem choques eléctricos [11].

Desengorduramento de peças ou superfícies

Esta operação tem como objectivo retirar toda a gordura ou óleo existente na peça. Pode ser levada a

cabo com métodos químicos ou electroquímicos, utilizando solventes orgânicos (clorados ou não), em

fase líquida ou em fase vapor, ou soluções aquosas contendo sais alcalinos, produtos molhantes e

aditivos. Os sistemas orgânicos podem trabalhar em circuito fechado com recuperação de solvente. Nos

sistemas de desengorduramento em fase aquosa, são geradas grandes quantidades de resíduos líquidos

carregados de contaminantes minerais e orgânicos susceptíveis de reutilização parcial, após tratamento

para separação dos constituintes indesejáveis. O desengorduramento precede obrigatoriamente a

decapagem ácida ou alcalina. A título exemplificativo apresenta-se na Figura 30 um diagrama

esquemático do desengorduramento químico [11].

Após uma limpeza inicial necessária para remover óleos e graxas (desengraxamento), as peças podem

ser decapadas em ácido clorídrico ou sulfúrico.

Os inibidores podem ser adicionados ao ácido, de maneira que se removam somente a ferrugem e as

escamas (ou carepas) de óxidos e o metal-base seja pouco atacado.

Compostos inorgânicos como cloretos, sulfatos, óxidos, fluxo de solda não são removidos com

solventes orgânicos. Tal como muitos solventes e agentes de limpeza alcalinos não podem ser

Execução de Estruturas Metálicas

73

utilizados na limpeza de bronze, alumínio e aço galvanizado, os quais são frequentemente utilizados.

Nos sistemas de desengorduramento em fase aquosa, são geradas grandes quantidades de resíduos

líquidos carregados de contaminantes minerais e orgânicos susceptíveis de reutilização parcial, após

tratamento para separação dos constituintes indesejáveis [11].

Figura 30 - Esquema representativo duma operação de desengorduramento químico com indicação das principais

entradas e saídas de materiais [11]

Processo mais usual em Estruturas Metálicas

Contudo, o jacto abrasivo é o mais usado na limpeza de peças fundidas e em peças de aço laminado,

para eliminar salpicos de solda, ferrugem, carepas ou tinta, para tornar áspera a superfície da peça ou

para melhorar a ancoragem. Nesse caso, apenas uma rápida decapagem é suficiente para remover os

óxidos de ferro [14]. Pelo que, em geral, todas as superfícies serão previamente decapadas por

intermédio de jacto abrasivo.

Entenda-se, pois, por decapagem todo o processo destinado à remoção de óxidos e impurezas

inorgânicas, incluindo-se nestas categorias: a carepa de recozimento e de laminação, as camadas de

ferrugem, a casca de fundição e as incrustações superficiais. Sendo certo que a decapagem pode ser

feita por diferentes tipos de processos, destaca-se, portanto, o processo por jacto abrasivo, que consiste

em remover as impurezas por efeito do impacto de esferas de aço (ou outro material) sobre a peça a

limpar.

Este método de remoção superficial é indicado para uso em material duro, como o aço. A qualidade da

superfície resultante depende da distância entre bocais, que pode ser optimizada. As esferas de aço são

mais eficientes do que a areia, entretanto encarecem o processo pois a sua produção é onerosa [15].

Podem ser utilizados na decapagem os seguintes tipos de abrasivos:

� Grenalha de gusa angular;

� Grenalha de aço angular;

Execução de Estruturas Metálicas

74

� Areia siliciosa angular;

� Quartzo.

O abrasivo a empregar qualquer que seja o seu tipo, deve estar isento de contaminações, sobretudo de

saís solúveis.

Na decapagem tem de se ter em consideração a limpeza, removendo da superfície a tratar todos os

elementos estranhos que afectem o desempenho do esquema de protecção, tais como: calamina

(minério de zinco), ferrugem, pó, saís, óleos e gorduras, pinturas antigas.

Tem de se ter em atenção, ainda, a criação de uma superfície que favoreça a aderência da protecção de

revestimento, pois o objectivo é criar uma rugosidade adequada à aderência do esquema metalização ou

de pintura.

A prEN 1090 [3] fornece requisitos específicos para as superfícies antes da aplicação de tratamento

protector de corrosão, podendo-se obter dados complementares no seu Anexo K, bem como ainda [6]:

� EN ISO 12944 para superfícies a pintar;

� EN ISO 14713 para superfícies a galvanizar;

� EN ISO 14616 para superfícies a tratar por projecção de metal.

3.10.2 – Metalização e Pintura

A metalização ou pintura deverá ser efectuada imediatamente após a preparação da superfície, evitando

tempo que permita a oxidação superficial e comprometa a aderência do revestimento protectivo.

A superfície deverá estar perfeitamente limpa e seca, pelo que todo o abrasivo e partículas de superfície

produzidos pela operação de decapagem terão de ser cuidadosamente removidos. Nenhum tratamento

poderá ser aplicado sem a prévia aprovação da Fiscalização.

Além das condições de exposição, outros dos factores da escolha do sistema de protecção são: o grau

de agressão ao meio ambiente, o tempo de secagem, o equipamento e o procedimento de aplicação. No

entanto, o estaleiro que está a proceder ao trabalho não pode escolher o tipo de protecção a aplicar,

dependendo, em geral essa decisão do cliente [11].

Pinturas correntes como forma económica de protecção

A forma mais económica de protecção por pintura é a aplicação de primário (único ou de capa sobre

sub-capa → primário de protecção e primário de adesão, entre o anterior e a tinta de acabamento,

respectivamente) seguido de tinta de acabamento (como um esmalte), sendo certo que o seu efeito

Execução de Estruturas Metálicas

75

limitado na eficácia e no tempo. Em geral, para estruturas metálicas, este sistema não é admissível,

dada a sua precariedade em duração.

Pinturas especiais (tipo metalização a frio) como forma expedita de protecção

Este esquema de protecção alternativo (embora se situe no campo das pinturas) é uma espécie de

metalização a frio, preconizando uma solução baseada em resinas acrílicas, de acordo com o seguinte

esquema:

• Aplicação de primário para aço do tipo PVC - alquídico/fosfato de zinco (primário anticorrosivo

activo, de secagem rápida, um componente, na base de uma combinação de resina sintética e

fosfato de zinco com elevada espessura de película seca, contendo solventes, embora seja

fisiologicamente inócuo e não poluente) com espessura seca de filme de 80 mícrones;

• Acabamento de pintura com tinta à base de resinas e endurecedor, com elevada espessura de

filme (≥ 40 mícrones), aplicada em duas demãos.

No fundo trata-se de uma metalização a frio seguida de uma pintura de elevada qualidade (2

componentes), à base de resinas especiais endurecidas e com filme denso.

Metalização a quente como protecção mais eficaz [14]

Obviamente que a metalização a quente será sempre mais eficaz e duradoura, nomeadamente no

conhecido sistema de galvanização (deposição de liga rica em zinco). A zincagem por imersão a quente

é um processo de revestimento de peças de aço ou ferro fundido, de qualquer tamanho, peso, forma e

complexidade, visando sua protecção contra a corrosão.

Quando imersos na cuba de zincagem, o ferro e o aço são imediatamente molhados pelo zinco. Ao se

retirar as peças do banho, uma quantidade de zinco fundido é arrastada sobre as camadas de liga e, ao

se solidificar, transforma-se na camada externa de zinco praticamente puro. O resultado é um

recobrimento formado por uma camada externa de zinco e várias camadas de liga Fe-Zn que estão

unidas metalurgicamente ao metal-base.

A temperatura normal de zincagem é de 445 a 455°C, sendo a velocidade da reacção muito rápida a

princípio, formando-se durante esse período inicial a maior parte da espessura da camada. Em seguida,

a reacção passa a ser mais lenta e a espessura não aumenta muito, mesmo que a peça permaneça imersa

por longo período (ver figura 31) [14].

Será importante referir que se deve-se galvanizar à mínima temperatura que permita um escorrimento

fácil do excesso de zinco durante a extracção do material. Temperaturas acima de 470 ºC são

Execução de Estruturas Metálicas

76

desaconselháveis, pois a reacção do zinco com as paredes da peça torna-se muito intensa acelerando

seu desgaste e diminuindo sua vida útil, prejudicando em vez de beneficiar [14].

Figura 31 – Influência do tempo de imersão no peso da camada de zinco [14]

Camadas características de metalização a quente por galvanização [14]

Observando-se a micrografia do revestimento, ampliada 200 vezes (ver figura 32) vêem-se as várias

camadas de liga Fe-Zn formadas durante o processo.

Figura 32 – Camadas resultantes da metalização por zinco ou galvanização [14]

Assim, a primeira camada GAMA (próxima do aço) possui de 21 a 28% de ferro. A Segunda camada

DELTA contém de 7 a 12% de ferro. A terceira camada ZETA apresenta de 5,8 a 6,2% de ferro.

Finalizando, a Quarta camada ETA é formada praticamente de zinco.

Dependendo da composição química do metal-base e da aspereza da superfície, podem-se obter

espessuras de revestimento maiores do que o especificado. Consequentemente, como a vida de um

Execução de Estruturas Metálicas

77

revestimento é proporcional à sua espessura, não são poucos os produtos zincados por imersão a quente

que duram muito mais do que o calculado pelo revestimento mínimo especificado.

Com chapas ainda não trabalhadas, que podem ser conformadas após a zincagem, o crescimento da

camada-liga é deliberadamente suprimido, adicionando-se alumínio ao banho de zinco, para a obtenção

de maior durabilidade do revestimento, com sacrifício da espessura.

A pureza do zinco utilizado não é crítica. Zincos com 98,0% de pureza, contendo pouco mais de 1,0%

de chumbo e pequenos teores de outros metais como cádmio, ferro, estanho e cobre, são satisfatórios. O

alumínio às vezes é adicionado em pequenas quantidades (cerca de 0,005%) para aumentar o brilho da

peça e deixar o revestimento mais liso.

Durante o processo de zincagem por imersão a quente, dois resíduos aparecem e podem contaminar o

banho: a borra, uma massa pastosa constituída de liga Fe-Zn (5,0% + 95,0%), mais pesada do que o

zinco fundido, que se concentra no fundo do tanque; e cinza ou escória de óxido de zinco que ser forma

na superfície do banho.

Após a zincagem, a superfície pode ficar brilhante, cinza-fosco ou floreada, dependendo de vários

factores. A presença ou ausência de brilho ou as várias tonalidades de cinza não têm qualquer efeito

sobre a eficácia do revestimento.

Obtenção de camadas espessas de revestimento [14]

Quando a peça deve ter longa vida, camadas espessas de revestimento são desejáveis, uma vez que a

durabilidade do mesmo é proporcional à sua espessura.

O jacto abrasivo prévio na superfície da peça permite que a espessura do revestimento seja aumentada,

sem alterar a técnica de zincagem.

A espessura do revestimento varia de acordo com a composição química do aço, composição do banho

de zinco, temperatura e tempo de imersão. Às vezes essas camadas espessas podem ter uma aparência

cinza-escuro quando as camadas da liga Fe-Zn se estendem até a superfície externa. O técnico

responsável pelo tratamento deve ser consultado antes da especificação de revestimentos mais espessos

do que os comummente usados.

Pormenorização construtiva

De notar que se a protecção é, de facto, importante, o detalhe construtivo que evite pontos singulares de

acumulação de humidades e sujidades não é de menor relevo. Por outro lado, outra preocupação a não

descurar é o contacto entre metais de potencial galvânico diferente, o que facilmente conduz à corrosão

do de potencial inferior.

Execução de Estruturas Metálicas

78

Incluem-se esquemas gráficos visando o melhor detalhe para evitar a corrosão (figura 33A a 33C) [6].

Figura 33A - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [6]

Execução de Estruturas Metálicas

79

Figura 33B - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [6]

Execução de Estruturas Metálicas

80

Figura 33C - Detalhes construtivos para evitar a corrosão [6]

Execução de Estruturas Metálicas

81

Especificação do sistema de protecção

Independentemente desta discussão, o sistema tem de ser especificado de acordo com as normas

técnicas usuais, nomeadamente a prEN 1090 [3], em que se consideram a qualidade do revestimento, os

tratamentos prévios da superfície) e a necessidade de inspecção de qualidade rigorosa.

3.11 – Pré-montagem e etiquetagem

Deverá ser efectuada uma pré-montagem em oficina das partes da estrutura, não necessariamente do

seu todo em conjunto, mas o das partes vizinhas suficientes para assegurar a fácil e rápida montagem

em obra, sem necessidade de ajustes locais que introduzam deformações e tensões residuais.

Do mesmo modo, antes de sair da oficina, e de acordo com o procedimento de identificação já ai

existente, nenhuma peça pode ser transportada sem que seja completa e inequivocamente identificados

os seguintes parâmetros:

• Designação da peça e suas características técnicas;

• Recomendações e notas de transporte;

• Sua posição dentro da estrutura global (desenho);

• Ordem de montagem;

• Peças a que vai unir e esquema elucidativo (desenho);

• Elementos de ligação;

• Recomendações e notas de montagem;

• Eventual tratamento final em obra.

3.12 – Fiscalização, inspecção, testes e correcção

Todos os elementos da estrutura metálica deverão ser inspeccionados das antes do transporte para a

obra. A inspecção deverá respeitar o especificado no capítulo 12 da prEN 1090-2.

O Empreiteiro deverá elaborar um plano de inspecção e ensaio específico para a estrutura antes do

início do processo de fabrico. Este plano deverá ser revisto e aprovado pelo Dono-de-Obra. Para a

realização do plano de inspecção e ensaio deverão ser observados o ponto 4.2 e o anexo C da prEN

1090-2 [3].

Execução de Estruturas Metálicas

82

Se eventuais correcções a efectuar na estrutura requererem revisão das estruturas, estas deverão ser

submetidas para aprovação do Projectista.

O Empreiteiro deverá facilitar a acção da Fiscalização, fornecendo as amostras necessárias para a

determinação das propriedades mecânicas dos materiais, assim como dar perfeita liberdade de acção

dentro da sua oficina.

Cumprida a execução da estrutura deverá realizar-se uma inspecção cuidada de toda a obra, consistindo

fundamentalmente na verificação individual de cada nó, de cada tipo de ligação e dos aparelhos de

apoio.

Fiscalização tem o direito de ordenar a realização de ensaios para a averiguação de segurança da obra,

em especial nos casos em que tiver sido apresentada variante ou em que tiverem sido utilizados

materiais, métodos de dimensionamento ou processos de execução não tradicionais.

Se os ensaios demonstrarem a existência de defeito de responsabilidade do Empreiteiro, a reparação

deste bem como a realização do ensaio ou ensaios que o evidenciaram, constituirão encargo do

Empreiteiro.

3.12.1 - Materiais e Produtos Pré-fabricados

Serão inspeccionados todos os certificados de qualidade dos materiais empregues na estrutura. Nos

casos em que se verifique a ausência do respectivo certificado de qualidade, deverá proceder-se à

realização de ensaios laboratoriais para verificar as propriedades dos materiais.

Todos os elementos devem ser acompanhados de documento que certifique que o elemento se encontra

conforme com a presente especificação técnica, bem como a norma prEN1090 [3]. No caso de ausência

do referido documento o material será considerado não conforme.

3.12.2 – Produtos Fabricados

As vigas, pilares, madres, tirantes, pendurais, pernas de asnas e peças análogas serão ensaiadas antes de

serem assentes se a Fiscalização assim a determinar.

Qualquer ensaio consistirá, em geral, na aplicação das solicitações previstas no projecto, as quais serão

atingidas, de preferência, por acréscimos graduais e com medição dos deslocamentos e das extensões

tanto máximos como residuais.

A segurança da obra deve ser julgada a partir dos resultados: (i) dos ensaios dos materiais: (ii) dos

ensaios da estrutura; (iii) da sua comparação com os valores previstos no projecto.

Relatórios dos ensaios deverão ser apensos ao projecto definitivo da obra.

Execução de Estruturas Metálicas

83

A geometria dos elementos fabricados deverá ser inspeccionada de acordo com o ponto 12.3 da prEN

1090-2.

Esta inspecção deverá ser realizada em fábrica antes do transporte dos elementos para obra.

A inspecção das ligações aparafusadas deverá ser realizada de acordo com o especificado no ponto 12.5

e ponto 12.6 da prEN 1090-2.

Os critérios de inspecção, testes e correcção estão devidamente documentadas e estabelecidas no

capítulo 12 da prEN 1090-2 [3], este capítulo tem descriminado como em toda a prEN 1090-2 [3],

todas as fases do processo de execução de uma peça metálica, de modo a que seja mais fácil ao

utilizador a compreensão de todo o processo.

Identificação, documentação de inspecção e localização [6]:

• Os documentos necessários dependem da classe de execução, de acordo com a EN 10204:

� Classe 1: declaração de conformidade com a encomenda;

� Classe 2: relatório de ensaio de conformidade;

� Classes 3 e 4: certificado de inspecção.

• A inspecção das soldaduras deverá ser realizada de acordo com o especificado no ponto 12.3 da

prEN 1090-2:

� Inspecção antes e durante soldadura;

� Inspecção após soldadura (fornece todos os detalhes de ensaios não destrutivos,

nomeadamente timing, extensão da inspecção).

Todas as soldaduras são inspeccionadas visualmente e a norma obriga a inspecções complementares

(NDT) excepto para classe de execução 1, de acordo com a tabela 25 (tabela 19 da prEN 1090-2),

havendo possibilidade de redução do número de inspecções mediante certas condições.

Refere-se um procedimento particular para conectores de cabeça, através de flexão aplicada seguida de

inspecção visual.

As tolerâncias fabrico e montagem das estruturas metálicas deverão respeitar o especificado no capítulo

11 da prEN 1090-2.

Tolerâncias de espessura [6]:

• Conforme as classes de execução, e de acordo com a EN10029:

Execução de Estruturas Metálicas

84

� Classe 2: Classe A;

� Classes 3 e 4: Classe B.

Tabela 25 – Quadro de inspecções complementares [2]

Na figura 34 pode-se observar um fluxograma de fabrico em Execução de Estruturas Metálicas [11,

adaptado], sendo este uma boa referência para o estabelecimento de um Plano de Fiscalização e

Ensaios.

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Execução de Estruturas Metálicas

86

Capitulo 4 – Transporte

4.1 – Condições gerais

Neste tipo de transporte tem de se ter vários factores em conta, desde logo a escolha do tipo de camião

para executar o transporte. A escolha do camião tem de ser feita tendo em consideração o tamanho e o

peso da peça a transportar.

No caso de haver uma ou várias peças de tamanho fora da medida tem de haver um cuidado maior. Os

transportes especiais têm de ser executados em alturas de pouco movimento e com escolta oficial da

polícia.

Mesmo nos casos de transporte especial tem de existir um grande cuidado quanto ao tamanho e peso da

própria peça. A peça não pode ser muito comprida por forma a que exista a possibilidade de não haver

camião que a consiga transportar em segurança, o tamanho da peça em altura também se torna limitado,

não podendo exceder a altura mínima recomendado para a passagem em viadutos e túneis. O peso da

peça e também outro factor limitador, tanto no que diz respeito ao peso aconselhável para a circulação

nas vias de comunicação, mas principalmente, ao peso aconselhável na passagem por pontes ou

viadutos.

O carregamento das peças no camião será efectuado com uma grua ou por uma ponte móvel, este tipo

de carregamento deve ter todo o tipo de cuidados, tanto no âmbito da higiene e segurança no trabalho,

como também na colocação da peça em cima do camião. A peça deve ser calçada devidamente para que

fique completamente estável, e para que não existam deformações na peça durante o transporte da

mesma. A peça deve também ser amarrada com as cintas para que não deslize, tem também de haver

um grande cuidado para que não haja nenhum desprendimento das cintas durante a deslocação.

Outro cuidado importante é nos pontos pelos quais a peça é movimentada, de modo a não introduzir

deformações ou mesmo rupturas.

4.2 - Quantificação de custos do transporte de componentes

A quantificação dos custos do transporte será determinado segundo o tipo de viaturas de transporte a

utilizar, a necessidade batedores da Brigada de Trânsito e carros de apoio e balizagem, bem como a

distância entre a instalação industrial e a obra.

Execução de Estruturas Metálicas

87

Capitulo 5 – Montagem

O processo de montagem é o ultima fase no que diz respeito ao fabrico e execução de estruturas

metálicas.

Os trabalhos de montagem das estruturas deverão respeitar as exigências da presente especificação

técnica, bem como o discriminado no capítulo 9 da prEN 1090-2 [3].

O Empreiteiro deverá elaborar um plano de montagem da estrutura.

Os trabalhos de montagem não deverão ser iniciados sem que o plano de montagem da estrutura seja

aprovado pela Fiscalização/Dono-de-Obra (deverá ser consultado o Projectista em caso de dúvidas, no

sentido de não existirem esforços para os quais alguma peça possa não estar dimensionada no decorrer

da montagem). Para a elaboração do referido plano deverá ser observado o ponto 9.3.2 da prEN 1090-2

[3].

5.1 - Condições gerais de montagem da estrutura

O Empreiteiro deverá assegurar-se que os meios utilizados na montagem e a forma de suspensão e

união das peças não vão introduzir quaisquer deformações ou tensões permanentes significativas.

Sendo o culminar das várias fases de execução anteriores, tem também que se ter em atenção alguns

requisitos fundamentais, tais como:

• Detalhada gestão na quantidade e ordem de envio das peças metálicas e componentes para a

obra (desde a oficina);

• O seguimento da ordem exacta da colocação das peças (na montagem em obra).

Relativamente aos aspectos da montagem, a EN1090 dá uma série de orientações para boa execução

dos trabalhos (Caderno de Encargos), focando sobre os seguintes temas:

• Condições do estaleiro;

• Metodologias de montagem – condições impostas no projecto, fases, contraventamentos

provisórios, etc;

• Apoios e ancoragens – apoios provisórios, sua colocação, etc;

• Colocação de argamassas e selagens – especificações e recomendações;

Execução de Estruturas Metálicas

88

• Mão-de-obra: desenhos de montagem – exigências e requisitos, marcação, manuseamento e

armazenamento, métodos de montagem, alinhamento, procedimentos de aperto das ligações;

• Ajuste das peças, máximas correcções permitidas, etc.

Quanto ao controle da montagem, deve incluir o cumprimento de um Plano de Controlo de Qualidade,

com verificações de diversos aspectos, tais como:

• Apoios;

• Pontos e níveis de referência constantes do plano de execução;

• Critérios de aceitação;

• Definição de não conformidade e sua correcção.

Em termos de sequência e cuidados a ter nas fases de montagem, devem observar-se as seguintes

recomendações:

• Os pórticos serão transportados por partes, dentro das dimensões óptimas de cada peça, tendo

em conta o seu transporte, sendo a assemblagem dos diversos componentes efectuada em obra;

• Neste caso, estas partes serão munidas de olhais de montagem, para que uma vez feito o aperto

destes, por parafusos ajustados, as partes fiquem correctamente posicionadas para a soldadura

de ligação. Esta soldadura terá de ser executada em perfeitas condições e ser convenientemente

reforçada. A localização destas secções está definida no projecto e quando tal não suceder será

necessária a aprovação da Fiscalização;

• Os cordões de soldadura, e a área adjacente numa extensão de 15cm para cada lado, devem ser

limpos e aplicarem-se duas demãos de cromato de zinco com a espessura de 30 mícrones cada;

• Todo o trabalho de topografia ficará a cargo do Empreiteiro, com o adequado controle

dimensional sujeito a aprovação da Fiscalização. Deverá ser efectuado o levantamento

topográfico rigoroso das eventuais peças de betão onde irá apoiar-se a estrutura metálica;

• A montagem da estrutura será realizada de acordo com a sequência aprovada pela Fiscalização,

sendo que o processo de elevação e posicionamento dos troços, que constituem os pórticos,

efectuado com recurso aos meios mecânicos considerados necessários e a definir pelo

Empreiteiro, propondo igualmente a solução à aprovação da Fiscalização;

• Os pórticos isolados deverão ser estabilizados, se necessário, por meio de estruturas provisórias,

a definir pelo Empreiteiro, enquanto não estiverem ligados entre si, pelos elementos de

Execução de Estruturas Metálicas

89

travamento definidos no projecto de execução. Deverá também de garantir que a estabilidade do

conjunto fique assegurada em caso de desmontagem eventual de certos membros, para a

introdução de equipamentos segundo as instruções da Fiscalização;

• Todas as estruturas provisórias necessárias deverão ser fornecidas pelo Empreiteiro. No final

dos trabalhos deverá proceder-se à limpeza e remoção destas estruturas provisórias;

• Todas as peças devem ser conveniente e previamente marcadas em oficina para que, na

montagem, não surjam dúvidas quanto à posição que ocupam e a que outros elementos se ligam,

bem como a forma como o fazem;

• A montagem da estrutura metálica deverá ser feita por pessoal especializado e respeitar todas as

normas e regulamentos de segurança aplicáveis, em particular os regulamentos de segurança

dedicados à Construção Civil;

• Os eixos principais e as marcas de desnivelamento necessárias à montagem serão fixados,

materializados e referenciados a pontos fixos;

• A colocação dos chumbadouros deverá ser feita tomando as necessárias precauções para que o

seu posicionamento não seja modificado, por deslocamentos inadvertidos e imperceptíveis;

• Os erros de montagem não poderão ser corrigidos por calor. Antes de corrigir os erros de

montagem, será necessária a respectiva autorização da Fiscalização;

• No final devem-se retocar as pinturas que tenham ficado danificadas durante a montagem.

À Fiscalização deve reservar-se o direito de, em qualquer momento, inspeccionar os materiais e a sua

utilização em obra.

5.2 – Condições do local

O local tem de ser preparado para receber os funcionários que vão executar a montagem e o material

necessário à elevação da estrutura. No que diz respeito aos trabalhadores em obra, deverão estar

garantidos todos os requisitos e condições de higiene e segurança (tal como regulamentado no Plano de

Higiene e de Segurança no Trabalho).

Quanto às condições pretendidas para uma boa execução dos trabalhos, o ponto 9.2 do prEN 1090-2

[3], refere os requisitos que devem ser acautelados.

Entre outros, referem-se alguns, contidos ou não na prEN 1090 [3], que merecem especial atenção:

Execução de Estruturas Metálicas

90

• Na selecção do local para implantação da sapata da grua (condições do solo e sua drenagem) e

sua efectiva colocação;

• Na execução das infra-estruturas necessárias, dentro e fora do estaleiro, nomeadamente

eléctricas e de águas;

• Na necessidade de colocação de apoios provisórios, para a sustentação transitória da estrutura;

• Ter em atenção alguma possibilidade de ocorrência de condições climatéricas adversas, que

possam por em causa a estabilidade dos trabalhos efectuados e a segurança do local e dos

trabalhadores;

• Os danos cansados a terceiros tem também de ser equacionados, tanto em habitações vizinhas

como em vias existentes no local, todos esses casos tem de ser examinados e devidamente

reparados.

5.3 – Critérios de montagem em obra

Os critérios gerais de montagem de uma estrutura em obra devem obedecer ao que está previsto no

Projecto e Plano de Montagem.

Contudo, existem alguns preceitos que são estabelecidos pelo ponto 9.6 da prEN 1090-2 [3],

nomeadamente no que se refere à marcação das peças, ao manuseamento, armazenamento, aos ensaios

de montagem e aos métodos de montagem.

Os critérios de marcação estão previsto e referenciados no ponto 6.2 da prEN 1090-2 [3], o

manuseamento e armazenamento tem de estar em conformidade com o estabelecido no ponto 6.3 da

prEN 1090-2 [3], o armazenamento do material deve estar devidamente embalado e identificado,

devendo ser armazenado num local seco. A identificação deve ser efectuada individualmente, para se

identificar claramente a peça e saber qual a sua posição na montagem da estrutura. Essa identificação

deve estar devidamente visível.

O armazenamento e manuseamento das peças têm de ser efectuados com o mínimo risco possível de

ocorrência de algum dano. No caso de alguma avaria terá de existir uma fase de estudo, ficando

devidamente documentada, de modo a que se encontre a melhor solução para resolução do problema

criado.

Os ensaios de montagem devem estar em conformidade com o previsto no ponto 6.10 da prEN 1090-2

[3].

Execução de Estruturas Metálicas

91

Nos métodos de montagem, para além de estar em conformidade com o estabelecido pelo projecto e

planos de montagem, tem ainda que estar em conformidade com o estabelecido no ponto 9.6.5 da prEN

1090-2 [3].

Como já se aludiu, ao longo da montagem da estrutura pode ser necessário a colocação de elementos

estruturais provisórios. Estes elementos, retirados quando a parte em causa da estrutura já esteja auto-

suficiente, serão reutilizados no desenrolar da obra onde sejam reclamados.

Pelo menos 1/3 dos parafusos a aplicar nos elementos de fixação terão se ser colocados antes que a

estrutura comece a ter algum tipo de solicitação ao nível de estabilidade estrutural.

5.4 – Processo e metodologia de montagem

Os processos e metodologias de montagem estão devidamente especificados no ponto 9.3 da prEN

1090-2 [3], neste ponto pode-se verificar os critérios que constituem o projecto base dos métodos de

montagem e o método de montagem em construção.

5.4.1 – Aspectos genéricos

Os critérios que constituem o projecto de métodos de montagem começam por ter em atenção a

sequência da montagem, deste modo tem de se conjugar o transporte possível, com a disponibilidade do

estaleiro para armazenar devidamente as peças a enviar.

De realçar que tem de se ter em atenção o posicionamento e o tipo de uniões, bem ainda o tamanho e

peso máximo das mesmas.

Os elementos provisórios de auxílio de montagem da estrutura (escoramento e contraventamentos),

estão devidamente previstos em todas as fases da montagem, sejam eles em apoios, contraventamentos,

escoras, tirantes, etc. Quando este tipo de material deixa de fazer falta para a sustentação da estrutura, a

sua fácil remoção também tem de estar devidamente pensada a acautelada.

A vedação da obra também está devidamente regulamentada no capítulo 9 do prEN 1090-2 [3],

utilizando aço perfilado e metal laminado para o efeito.

Existem outros tipos de situações pensados para alguns casos particulares em situações que nem sempre

ocorrem, tais como:

• O posicionamento e os apoios que vão ser utilizados para os veículos de transporte e

levantamento das peças metálicas, pois a sua insuficiente fundação pode gerar possíveis

assentamentos dos apoios, o que poderia provocar deformações da estrutura parcialmente

construída;

Execução de Estruturas Metálicas

92

• A posição da grua e a sua eficácia de alcance aos materiais a levantar.

O método de montagem em construção deve seguir em conformidade o projecto e os desenhos. Só

poderá haver lugar algum tipo de alteração, ao método de montagem, caso seja uma alternativa

devidamente estuda, comprovada e segura.

O plano do método de montagem, para além de descrever muito bem todos os critérios mencionados

em 9.3.1 da prEN 1090-2 [3], deve ainda preencher todos os requisitos quanto a higiene e segurança da

obra e dos seus trabalhadores.

5.4.2 - Ligações

Em geral, será de observar o seguinte:

• Para o aperto de parafusos não pré-esforçados deverá ser observado o disposto no ponto 8.3 da

prEN 1090-2 [3];

• Para o aperto de parafusos pré-esforçados deverá ser observado o disposto no ponto 8.5 da prEN

1090-2 [3];

• O Empreiteiro indicará à Fiscalização a necessidade em espaço para armazenagem do seu

equipamento e materiais;

• Os perfilados serão arrumados sobre suportes de modo a isolá-los do solo e dispostos de modo a

evitar a retenção de águas sobre os ferros, bem como com apoios suficientes para não introduzir

distorções nas peças, sendo colocadas sempre de modo que a flexão surja pelo eixo forte;

• O Empreiteiro assumirá a inteira responsabilidade pela protecção das peças da estrutura até ao

momento em que ela esteja montada e recepcionada;

• O Empreiteiro tomará as precauções necessárias para evitar a danificação da pintura e para

evitar a acumulação de lama, sujidade e outras matérias estranhas que impedirão uma boa

aplicação de pintura no estaleiro;

• Antes de iniciar a montagem, o Empreiteiro verificará a implantação e os níveis de todos os

chumbadouros e de todos os maciços de fundação;

• O Empreiteiro assegurar-se-á, igualmente, que os maciços de fundação apresentam uma

superfície perfeitamente horizontal e que os alinhamentos previstos nos desenhos foram

respeitados;

Execução de Estruturas Metálicas

93

• O Empreiteiro assinalará imediatamente à Fiscalização qualquer defeito, sem o que este será

considerado como único responsável pelo posicionamento exacto e preciso;

• As estruturas serão montadas respeitando com precisão os eixos e níveis dados nos desenhos. O

conjunto da estrutura será devidamente posicionado, vertical e horizontalmente, antes da

realização das ligações definitivas e da execução das selagens;

• Serão objecto de particular atenção o controle dimensional e a qualidade das ligações;

• Antes da colocação dos parafusos a Fiscalização efectuará a vistoria das furações, a fim de

verificar a perfeição do trabalho e proceder às correcções julgadas convenientes;

• As ligações devem efectuar-se sem introduzir esforços importantes nas peças, sejam estes

provisórios quer residuais;

• O Empreiteiro obriga-se a aceitar realizar o acerto da estrutura por partes (vãos, troços de naves,

blocos separados, etc), a fim de permitir a continuação dos trabalhos nas zonas niveladas e

acabadas ao mesmo tempo que executa o resto da montagem. As placas de base serão montadas

sobre calços de aço até à regularização da estrutura, após o que a totalidade da placa de base

será;

• Salvo outra indicação em contrário, os parafusos deverão ser perfeitamente limpos incluindo o

eliminar de excesso de lubrificantes de protecção) e levarem duas demãos de primário com a

espessura de 30 mícrones cada, se a estrutura levar um acabamento a tinta e após a montagem;

• As peças são mantidas em posição por parafusos de montagem e parafusos de resistência

ligeiramente apertados, de tal maneira que se obtenha a coincidência dos furos;

• Nas superfícies metálicas, que ficarão encostadas, será aplicada em oficina apenas uma

decapagem mecânica, não sendo pintadas com qualquer demão de tinta;

• No estaleiro, as superfícies em contacto, anteriormente decapadas, são limpas de poeira e da flor

da ferrugem, com uma escova metálica macia (não é necessário fazer desaparecer a cor da

ferrugem);

• O emprego de escovas rotativas é proibido e a acção da escova não deve diminuir a rugosidade

da superfície;

• Se as superfícies a ligar, decapadas, vierem de fábrica com revestimento de protecção, é

interdito o emprego de detergentes ou de produtos derivados do petróleo para a sua remoção ou

limpeza.

Execução de Estruturas Metálicas

94

5.4.3 - Alongamento de furos para parafusos

No caso de furos desalinhados que não permitam a colocação adequada dos parafusos respectivos,

poderá ser empregue o parafuso com o diâmetro seguinte. Neste caso deverá proceder-se à furação dos

elementos a ligar para o novo parafuso a utilizar, devendo sempre ser respeitadas as distâncias mínimas

regulamentares ao bordo da chapa, definidas na EN 1993-1-8.

Não poderão ser empregues processos térmicos na execução das novas furações sem o consentimento

expresso da Fiscalização (com eventual consulta ao Projectista).

5.4.4 - Colocação dos parafusos em obra

Cuidados a observar:

• Depois da verificação do ajustamento das peças a ligar, será colocada a totalidade dos parafusos

da ligação e apertados a 75% do momento de aperto definitivo e assim devem permanecer pelo

menos 3 horas. O aperto deverá ser dado na porca, mantendo imóvel a cabeça do parafuso

(salvo situações excepcionais atrás identificadas);

• O Empreiteiro assegura-se que todos os parafusos estão apertados a 75%, assinalando-os

convenientemente, sendo o mesmo será efectuado com chave de choque ou chave

dinamométrica;

• O encosto das superfícies em contacto será verificado visualmente, na periferia e nos furos de

ligação (em caso de necessidade será aplicado um aperto suplementar nas zonas onde o encoste

parecer duvidoso).

5.4.5 - Aperto definitivo dos parafusos

Cuidados a observar:

• O aperto definitivo duma união (a 100%), sempre com a Fiscalização presente, não será

realizado enquanto todos os parafusos da união não estiverem colocados e apertados a 75%;

• O aperto definitivo será sempre feito com a chave dinamométrica, progressivamente, sem

pancadas e sem retrocesso;

• Os parafusos serão apertados, até 100%, sempre pela mesma ordem, iniciando-se pelos

parafusos centrais e executado no sentido rotativo dos ponteiros do relógio;

• Na medida do possível, as uniões do mesmo tipo serão apertadas pela mesma chave, para um

mesmo diâmetro de parafuso.

Execução de Estruturas Metálicas

95

5.4.6 - Regulação das chaves de aperto

A regulação das chaves dinamométricas será feita em laboratório avalizado e reconhecido.

A regulação das chaves de choque é efectuada pelo Empreiteiro, sempre com a presença da

Fiscalização, apertando alguns parafusos directamente nas uniões das peças.

O Empreiteiro assegura-se do bom funcionamento da chave de choque, efectuando em cada recomeço

de serviço a verificação da regulação por ocasião dos primeiros apertos.

A regulação é corrigida por tentativas e considera-se em condição se forem obtidos bons resultados

sobre uma série de 30 parafusos.

O processo de verificação do aperto é o seguinte:

• Marcação da posição inicial da porca e da cabeça do parafuso (referência em relação a uma

aresta da porca);

• Desaperto da porca de 1/12 de volta mantendo imóvel a cabeça do parafuso;

• Aplicação do momento de aperto, com chave dinamométrica (ver figura 35), correctamente

aferida, mantendo a cabeça do parafuso imóvel e fazendo aperto progressivamente, sem

pancadas e sem retrocesso;

• Verificação da não rotação da cabeça do parafuso;

• Comparação da posição da paragem da porca, com a posição inicial.

O aperto considera-se correcto quando a aresta da porca se imobiliza numa zona compreendida entre

1mm a 8mm depois da referência inicial feita na anilha. No entanto, se a porca se imobiliza antes da

sua posição inicial, deverá ser levada a esta posição por um aperto suplementar.

Figura 35 - Chave dinamómetro, micrómetro e paquímetro [13]

Execução de Estruturas Metálicas

96

A soldadura em estaleiro não será autorizada, salvo os casos estipulados nos desenhos ou com a

autorização da Fiscalização.

5.5 – Apoios e ancoragens

Os apoios e ancoragens são uma das fases mais importantes do método de montagem para qualquer tipo

de estrutura, pois trata-se da parte de sustentação de toda a estrutura. Um assentamento dos apoios, por

qualquer motivo, seja ele por deficiência do estudo do terreno, seja por mau estudo do tipo de apoio a

utilizar, pode trazer para a estrutura deformações que muitas vezes podem ser irrecuperáveis, podendo

até haver a possível ocorrência de colapso da estrutura.

O ponto 9.5 da prEN 1090-2 [3] refere exactamente isso, recordando a necessidade da inspecção dos

apoios, a sua adequação, a possível necessidade de utilizar apoios temporários.

Outra parte também importante que é a betonagem e impermeabilização adequada dos apoios.

5.6 – Chumbadouros e outros elementos embebidos em betão

O responsável pela execução dos trabalhos de betão armado deverá assumir a responsabilidade da

colocação dos chumbadouros, bem como outros elementos de aço que deverão ser embebidos em betão.

Os chumbadouros deverão ser posicionados com recurso a equipamento que permita a precisão

adequada. Estes elementos deverão ser fixados de forma conveniente de modo a manterem a posição

adequada durante os trabalhos de betonagem.

O plano de elaboração dos trabalhos de posicionamento e fixação dos chumbadouros, bem como os

documentos onde se indica a localização dos chumbadouros em que se baseiam estes trabalhos, deverão

ser verificados e aprovados pelo responsável da montagem das estruturas metálicas antes do início dos

trabalhos, com acompanhamento da Fiscalização.

O responsável pelas estruturas metálicas deverá efectuar a sua própria inspecção para verificação do

correcto posicionamento dos chumbadouros, devendo informar o Dono-de-Obra no caso de haver

desvios superiores às tolerâncias permitidas.

O espaço entre as chapas de base de pilar e os maciços de fundação deverá ser preenchido com recurso

a argamassas de assentamento, imediatamente após a elevação e posicionamento destes elementos.

Estas estruturas não deverão ser carregadas antes de se proceder a esta operação.

Execução de Estruturas Metálicas

97

5.7 – Inspecção, testes e correcções

As inspecções, testes e correcções são sempre uma das fases mais importantes de uma obra, uma vez

que é nessa fase que se vai verificar se esta decorre em conformidade que o que foi proposto.

Deste modo a inspecção, testes e correcções de montagem estão referidos no ponto 12.7 da prEN 1090-

2 [3]. Esse ponto faz referência ao estudo elaborado nesse âmbito e as posições a tomar em todas as

fases de montagem de uma estrutura deste tipo. Os trabalhos de montagem das estruturas serão

realizados de acordo com a última versão do plano de montagem. Os trabalhos terão início apenas após

a aprovação do plano de montagem pela Fiscalização.

As tolerâncias fabrico e montagem das estruturas metálicas deverão respeitar o especificado no capítulo

11 da prEN 1090-2 [3].

5.8 – Quantificação de custos de montagem

A quantificação dos custos da montagem não é excepção às regras atrás apresentadas, sendo

contabilizados todos os meios humanos, mecânicos e de consumo (a empregar/colocar na obra ou

gastar durante esta) que directa e indirectamente forma mobilizados em função desta, sendo eles

internos (da empresa) ou externos (subempreitada e aluguer).

Execução de Estruturas Metálicas

98

Conclusão

Talvez a maior conclusão deste documento seja o tomar da consciência que o processo de elaboração

das Normas Europeias ainda não está concluído, tendendo, contudo, para uma crescente estabilização.

Porém é ainda manifesta a dispersão normativa, sendo corrente para uma mesma situação simples a

necessária leitura de múltiplas normas, com toda a dificuldade de interpretação, organização e alguma

sobreposição ou contradição. Muito trabalho e optimização documental ainda haverá a fazer nesta área,

no sentido de estabelecer, em concreto e sem equívocos, as normas europeias EN de uma forma

estrutura e racional, abandonando definitivamente outras congéneres (ISO, DIN, BS, etc.).

No balanço do trabalho, propriamente dito, acredita-se que foram tocados os aspectos fundamentais que

se encerram na temática da Execução de Estruturas Metálicas, partindo do conteúdo que o

Projecto/Concepção deve incluir, até à montagem e ensaio de estrutura, passando pela sua importante

fase de fabrico e mesmo transporte até ao local da obra.

Identificou-se o material aço estrutural e suas principais características, tanto o corrente em perfis e

chapas, como o utilizável nas ligações mecânicas e soldadas. Para tanto recorreu-se à normalização em

vigor, sobretudo a norma europeia EN 10025 e o Eurocódigo 3.

Estabeleceu-se, ainda que de forma sumária, o conteúdo basilar de um Caderno de Encargos para

Construção Metálica, bem como se enumeraram as fases do processo de fabrico nos seus passos

fundamentais, caracterizando-as e identificando as incidências normativas a respeitar. Designadamente

apresentou-se, de forma bastante extensa, a prEN 1090 [3], nas suas partes 1 a 3, sendo certo que será a

parte 2 a mais significativa no que à execução toca.

Ultrapassou-se mesmo o mero âmbito das disposições reguladoras e completou-se com recomendações

surgidas da prática diária da oficina.

Neste contexto transmitiu-se a envolvente de todo o processo de Execução de Estruturas Metálicas, que

se inicia no estudo do Projecto, com vista a correcta e optimizada aquisição dos materiais necessários,

bem como ao seu melhor emprego. A traçagem, o corte, a furação, a enformagem, o desempeno de

peças, soldadura e as ligações mecânicas foram assuntos abordados com uma relativa profundidade,

bem ainda como o próprio tratamento das superfícies e o detalhamento construtivo.

Dentro das ligações mecânicas e soldadas explicitou-se o sentido e o papel de uma e outra, na certeza

que ambas acabam por ser contributos inseparáveis das ligações entre peças metálicas.

Outra parte igualmente importante no fabrico destas peças estruturais é o tratamento (protecção

anticorrosiva), desde a decapagem, passando pela metalização e terminando na pintura.

Execução de Estruturas Metálicas

99

O transporte e também um dos pontos críticos, tendo sido elencados os cuidados principais a ter nesta

etapa da Execução de Estruturas Metálicas. Desde logo os cuidados a ter no manuseamento das peças

até à sua colocação no veiculo que irá efectuar o transporte, a sua estabilização e modo de fixação. A

ordem e forma de descarga em obra mereceu igual preocupação.

A última fase trata uma das mais importantes partes de todo o processo, que é a montagem em obra das

peças da estrutura metálica. Todos os trabalhos, tal como os outros atrás mencionados, têm de estar de

acordo com a legislação em vigor (nomeadamente a EN 1090 [3]). Faz-se referência a todo o processo

e metodologias de montagem das referidas peças, incluindo as regras de fixação às fundações e o aperto

global das ligações.

Ficou ainda claro que durante e no final de todo o processo de fabrico é obrigatório realizar as

inspecções, testes e correcções necessárias à completa verificação das peças, seguindo a mesma

legislação anteriormente referida (prEN 1090-2 [3]) e outras que lhe sejam aplicáveis.

Termina-se sublinhando a importância da minimização de custos e racionalização de meios, no sentido

de cada vez mais tornar as Estruturas Metálicas uma solução construtiva de utilização crescente, não só

pela sua beleza como pela facilidade de reciclagem. De facto, este é um tema de vanguarda num mundo

cada vez mais concentrado em preocupações ambientais e de sustentabilidade. Ora, tal desiderato só

pode ser concretizado no conhecimento bastante do comportamento estrutural e na melhor forma de

bem construir.

Execução de Estruturas Metálicas

100

Bibliografia

[1] Associação Brasileira de Construção metálica

[Em linha]. Disponível em http://www.abcem.org.br [Consultado em 21/07/2007]

[2] CEN - European Committee for Standardisation

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[3] CEN - European Committee for Standardisation

Norma prEN 1090:

prEN 1090-1: 2004 – Steel and aluminium structural components - General delivery conditions.

prEN 1090-2: 2005 – Execution of steel structures and aluminium structures - Part 2: Technical requirements for the execution of steel structures - Stage 34.

prEN 1090-3: 2005 – Execution of steel and aluminium structures - Part 3: Technical rules for execution of aluminium structures.

[4] CEN - European Committee for Standardisation

Norma EN 10025 - 2004:

PART 1 General technical delivery conditions.

PART 2 Technical delivery conditions for non-alloy structural steels. (Supersedes EN 10025 : 1993)

PART 3 Technical delivery conditions for normalised/normalised rolled weldable fine grain structural steels. Supersedes EN 10113 : parts 1 & 2 : 1993

PART 4 Technical delivery conditions for thermo mechanically rolled weldable fine grain structural steels. (Supersedes EN 10113 : parts 1 & 3 : 1993

PART 5 Technical delivery conditions for structural steels with improved atmospheric corrosion resistance – also known as weathering steels. (Supersedes EN 10155 : 1993

PART 6 Technical delivery conditions for flat products of high yield strength structural steels in the quenched and tempered condition. (Supersedes EN 10137 : parts 1 & 2:1996)

[5] CEN - European Committee for Standardisation

EN 10164 - “Steel products with improved deformation properties perpendicular”

[6] Costa Neves, Luís Aulas 9 e 10 da disciplina de Execução e Estruturas Metálicas, Mestrado e Pós-graduação em Construção Metálica e Mista, FCTUC, 2006.

[7] ESAB – Welding &Cutting [Em linha]. Disponível em www.esabna.com/mexico/ producto.htm [Consultado em 19/08/2007]

[8] Graciella - Comércio, Indústria e Construção, Lda.

[Em linha]. Disponível em www.graciella.com.br/ estrut.html. [Consultado em 31/08/2007]

[9] Guerra Martins, João Estruturas Metálicas – EC3, Cap. 6 - Ligações, UFP, Porto, 2005.

[10] INCM – Imprensa Nacional Casa da Moeda

Regulamento de Estruturas de Aço para Edifícios, REAE, 1985.

Execução de Estruturas Metálicas

101

[11] INETI – Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial

Guia Técnico – Sector da Indústria Marítima, Lisboa, Setembro, 2001.

[12] João M. Pereira Dias Normas NP, ISO e EN relacionadas com Desenho Técnico, 2000, Departamento de Engenharia Mecânica, IST.

[13] Luís Carlos Prola, Igor Pierin

Resistência última de aço formado a frio pela análise linear de estabilidade, Escola Superior de Tecnologia de Tomar, Portugal

[14] Portal da Galvanização [Em linha]. Disponível em http://www.portaldagalvanizacao.com.br/custos.asp [Consultado em 19/08/2007]

[15] Santos & Castro, Lda [Em linha]. Disponível em http://www.santoscastro.pt [Consultado em 25/08/2007]

[16] Spare's Website [Em linha]. Disponível em www.spare.it [Consultado em 22/08/2007]

[17] Unidade de Engenharia e Tecnologia Naval

Tecnologia Naval – Parte I – Tecnologia e Comportamento dos Materiais no Meio Ambiente, IST, 2005/2006

[18] VoestAlpine [Em linha]. Disponível em http://www.voestalpine.com/ag/de.htm [Consultado em 12/09/2007]

[19] E. J. HEARN MECHANICS OF MATERIALS 2, Butterworth-Heinemann, Oxford, Third edition, 1997

[20] Office Technique pour l’Utilisation de l’Acer

[Em linha]. Disponível em http://www.otua.org/v3/service.htm [Consultado em 12/02/2008]

Execução de Estruturas Metálicas

102

Anexo 1 – Resumo dos Eurocódigos afectos a estruturas metálicas

A.1.1 - Eurocódigo 1 – Acções em Estruturas

• EN 1991-1 Tráfego nas pontes.

� EN 1991-1-1 Densidades, peso próprio e sobrecargas nos edifícios.

� Generalidades;

� Requisitos;

� Estados-limite;

� Acções em estruturas e influências ambientais;

� Propriedades dos materiais;

� Propriedades geométricas;

� Modelação para análise estrutural e sua resistência;

� Projecto por ensaios e controlo de qualidade;

� Verificação através do método dos factores parciais.

� EN 1991-1-2 Acções gerais – Acções na estrutura expostas a fogo.

� EN 1991-1-3 Acções gerais – Neve

� EN 1991-1-4 Acções gerais – Vento

� EN 1991-1-5 Acções gerais – Sismos

� EN 1991-1-6 Acções gerais – Acções durante a execução

� EN 1991-1-7 Acções acidentais.

• EN 1991-2 Tráfego nas pontes.

• EN 1991-3 Acções induzidas pelas maquinarias e guindastes.

• EN 1991-4 Acções nos silos e tanques.

A.1.2 - Eurocódigo 3 – Estruturas metálicas

Este Eurocódigo deve ser seguido complementando com os seguintes documentos:

Execução de Estruturas Metálicas

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� EN 1990 “Base de projecto estrutural”

� EN 1991 “Acções em estruturas”

� ENs, ETAGs e ETAs para construção de produtos revelantes para estruturas metálicas.

� prEN 1090 “Execução de estruturas metálicas – Considerações técnicas”

� EN 1992 para EN 1999 quando estruturas metálicas ou componentes metálicos são

referenciados para,

Eurocódigo 3 está subdividido em várias partes:

• EN 1993-1 Estruturas metálicas: Regras gerais e regras para edifícios.

• EN 1993-2 Estruturas metálicas: Pontes em Aço.

• EN 1993-3 Estruturas metálicas: Torres, mastros e chaminés.

• EN 1993-4 Estruturas metálicas: Silos, depósitos e oleodutos

• EN 1993-5 Estruturas metálicas: Estacas

• EN 1993-6 Estruturas metálicas: Estruturas de aparelhos de elevação

EN 1993-2 para EN 1993-6 refere a regras gerais em EN 1993-1. Parte das regras EN 1993-2 para EN

1993-6 suplemento de regras gerais em EN 1993-1.

EN 1993-1 “Regras gerais e regras para edifícios” compreende:

• EN 1993-1-1 Estruturas metálicas: Regras gerais e regras para edifícios.

• EN 1993-1-2 Estruturas metálicas: Resistência ao fogo

• EN 1993-1-3 Estruturas metálicas: Elementos e chapas finas enformadas a frio

• EN 1993-1-4 Estruturas metálicas: Aços inoxidáveis.

• EN 1993-1-5 Estruturas metálicas: Elementos laminares

• EN 1993-1-6 Estruturas metálicas: Resistência à estabilidade de cascas.

Execução de Estruturas Metálicas

104

• EN 1993-1-7 Estruturas metálicas: Resistência e estabilidade de elementos planos carregados

transversalmente.

• EN 1993-1-8 Estruturas metálicas: Ligações metálicas

• EN 1993-1-9 Estruturas metálicas: Fadiga.

• EN 1993-1-10 Estruturas metálicas: Fractura.

• EN 1993-1-11 Estruturas metálicas: Dimensionamento de elementos traccionados.

• EN 1993-1-12, Estruturas metálicas – Aços de alta resistência.

A.1.3 - Eurocódigo 8 – Projecto de estruturas em Zonas Sísmicas

EN 1998 Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance:

• (1) EN 1998-1 applies to the design of buildings and civil engineering works in seismic regions.

It is subdivided in 10 Sections, some of which are specifically devoted to the design of

buildings.

• (2) Section 2 of EN 1998-1 contains the basic performance requirements and compliance criteria

applicable to buildings and civil engineering works in seismic regions.

• (3) Section 3 of EN 1998-1 gives the rules for the representation of seismic actions and for their

combination with other actions. Certain types of structures, dealt with in EN 1998-2 to EN

1998-6, need complementing rules which are given in those Parts.

• (4) Section 4 of EN 1998-1 contains general design rules relevant specifically to buildings.

• (5) Sections 5 to 9 of EN 1998-1 contain specific rules for various structural materials and

elements, relevant specifically to buildings as follows:

� Section 5: Specific rules for concrete buildings;

� Section 6: Specific rules for steel buildings;

� Section 7: Specific rules for composite steel-concrete buildings;

� Section 8: Specific rules for timber buildings;

� Section 9: Specific rules for masonry buildings.

• (6) Section 10 contains the fundamental requirements and other relevant aspects of design and

safety related to base isolation of structures and specifically to base isolation of buildings.

Execução de Estruturas Metálicas

105

� NOTE: Specific rules for isolation of bridges are developed in EN 1998-2.

• (7) Annex C contains additional elements related to the design of slab reinforcement in steel-

concrete composite beams at beam-column joints of moment frames.

� NOTE: Informative Annex A and informative Annex B contain additional elements related

to the elastic displacement response spectrum and to target displacement for pushover

analysis.

A.1.4 - Eurocódigo 9 – Projecto de estruturas de alumínio

• Parte 1-1 Regras gerais e regras para edifícios.

• Parte 1-2 Resistência ao fogo.

• Parte 2 Regras para as estruturas susceptíveis à fadiga.

Execução de Estruturas Metálicas

106

Anexo 2 – Comparação entre a Metalização e a Pintura

Apresenta-se um estudo comparativo entre a zincagem por imersão a quente e a pintura, no sentido de

se poder efectuar uma decisão mais informada e adequada a cada caso prático real [15, adaptado].

A.2.1 - Zincagem por imersão a quente

Como vimos, é um tratamento que tem como finalidade a obtenção de uma camada de zinco sobre uma

peça de ferro ou aço, sendo um tratamento por imersão a quente contra a corrosão conhecido no mundo

todo há mais de 130 anos. Numerosos dados de vida útil de camadas de zincagem, nos mais variados

ambientes, vêm sendo compilados através de ensaios reais de corrosão. Desse modo, actualmente é

possível prever a durabilidade de um recobrimento de zinco obtido por imersão a quente com uma

margem de erro muito menor que no caso da pintura. Isso se deve, sobretudo, ao facto de que as

características de durabilidade de uma camada de zinco obtida por imersão a quente praticamente são

independentes do seu processo de obtenção, ou seja, de acordo com o ambiente exposto e a camada de

zinco pode-se prever a vida útil do material (podendo chegar a 50 anos, mas dependendo da

agressividade ambiente - sendo que a velocidade de corrosão do zinco é 1/10 da velocidade de corrosão

do ferro, o que é primordial no calculo da vida útil [1]).

A.2.2 - Pintura

Existem vários sistemas de pinturas protectivas para metal, sendo as mais comuns os seguintes:

• Sistema alquídico – recomendado para ambientes normais, prevê as seguintes etapas:

� Limpeza a jacto metálico (acabamento quase branco) – grau de decapagem SA 2 ½;

� Duas demãos de primário zarcão alquídico: 35 mícrones (mínimo por demão);

� Duas demãos de acabamento com esmalte alquídico: 30 mícrones (mínimo por demão);

� Espessura total da película: 130 mícrones (mínimo).

• Sistema epóxi - indicado para ambientes salubres ou expostos a vapores solventes, inclui:

� Limpeza a jacto metálico (acabamento quase branco) – grau de decapagem SA 2 ½;

� Duas demãos de primário zarcão alquídico: 35 mícrones (mínimo por demão);

� Duas demãos de acabamento com esmalte epóxi: 60 micra mícrones (mínimo por demão);

� Espessura total da película: 190 mícrones (mínimo).

Execução de Estruturas Metálicas

107

• Sistema borracha clorada - recomendado para ambientes salubress ou expostos a gases ácidos,

inclui:

� Limpeza a jacto metálico (acabamento quase branco) – grau de decapagem SA 2 ½;

� Duas demãos de primário zarcão alquídico: 35 mícrones (mínimo por demão);

� Duas demãos de acabamento com esmalte borracha clorada: 60 mícrones (mínimo por

demão);

� Espessura total da película: 190 mícrones (mínimo).

De notar que, em todos os esquemas de pintura, o primário de zarcão alquídico está presente. Trata-se

de um primário anticorrosivo à base de resinas alquídicas longas em óleo, pigmentado com óxido de

ferro. Especialmente recomendado para aplicação em estruturas metálicas, em interior e exterior, em

ambientes moderadamente corrosivos. Uma vez que este produto não contém chumbo, pode ser

utilizado em sistemas onde sejam impostas restrições ao uso de primários de zarcão (óxido vermelho).

Tem características de boa aplicabilidade, espalhamento, aderência e lixagem.

A.2.3 - Vida útil da pintura

É extremamente difícil prever a vida útil de um recobrimento pintado, devido à dependência de

diversos factores, como preparação da superfície, formulação e preparação da tinta, técnica de

aplicação e espessura da película. A preparação inadequada da superfície, por exemplo, pode reduzir

pela metade a vida útil da película, pois as pinturas alquídicas, quando expostas a ambientes agressivos,

se saponificam em prazo bastante curto, provocando o destacamento da película. Todos esses itens

explicam a escassez de dados práticos referentes à durabilidade de um sistema de pintura

predeterminado.

A vida útil apresentada a seguir é uma orientação quanto à ordem de grandeza dos sistemas de pintura

analisados:

� Sistema alquídico – 4 anos

� Sistema epóxi – 8 anos

� Sistema borracha clorada – 7 anos.

Pelo exposto se compreende a preferência generalizada pelas tintas com base num resina epóxi, tanto

mais que são mais económicas que a borracha clorada.

Execução de Estruturas Metálicas

108

A.2.4 - Aspectos Económicos da Pintura

Dois tipos de custos são importantes na pintura industrial: o custo inicial e o custo de manutenção

(retoques e repinturas).

• Custo inicial: é dado pela expressão Ci = C1 + Ct + Ca

� Ci = custo inicial por m2;

� C1 = custo de limpeza por m2;

� Ct = custo das tintas por m2, para uma determinada espessura;

� Ca = custo de aplicação por m2.

• Custo de manutenção: constitui-se no somatório dos custos de retoques com os custos de

repintura.

• Custo acumulado: é obtido pelo somatório do custo inicial com os custos de retoques e

repinturas.

Este custo, dividido pelo número de anos previstos para o esquema de pintura, fornece o custo anual.

• O custo de cada tinta é dado pelo quociente entre o preço do litro da tinta pelo rendimento

prático.

• O custo de aplicação representa cerca de 10 a 30% do custo inicial de uma pintura e constitui-se

na apropriação dos custos envolvidos que são:

� Custo da mão-de-obra;

� Custo de materiais como solventes e outros materiais de limpeza;

� Custo de energia (eléctrica ou pneumática);

� Amortização dos equipamentos.

O custo da limpeza, representa 40 a 60% do custo inicial de uma pintura, constitui-se na apropriação

dos custos a seguir indicados:

� Custo da inspecção;

� Custo da limpeza com solvente (material e mão-de-obra);

� Custo da remoção de defeitos superficiais (material, amortização de equipamento e mão de

obra);

Execução de Estruturas Metálicas

109

� Custo da limpeza mecânica (custo de energia, abrasivos, mão de obra, amortização de

equipamentos e outros).

• O custo das tintas representa 20 a 40% do custo inicial de uma pintura e constitui-se no

somatório dos custos das tintas referentes a cada demão aplicada.

A.2.5 - Aços zincados por imersão a quente versus aços pintados com tintas líquidas

Na escolha de qualquer revestimento deve ser levado em conta sua vida útil, relacionada com o custo e

despesas de manutenção.

Apesar de poderem ter um custo de aplicação maior, podem ser mais vantajosos para aplicação em

estruturas que exigem uma longa vida, sem necessidade de serviços de manutenção frequentes.

Estudos comparativos dos custos entre ambos mostram que o custo da zincagem sobre a pintura,

considerada uma vida útil de 25 anos é de 2 a 3 vezes menor (CORRÊA, Arnaldo; FERREIRA, J. D. –

Corrosão e Tratamento Superficiais dos Metais, conforme citação na bibliografia [13]).

A.2.6 - Esquemas de Pintura de Aços Pintados com Tintas Líquidas

Na tabela 25 apresentam-se três esquemas de pintura industrial.

Tabela 25 – Esquemas tipo de pintura industrial [13]

ESQUEMA DE PINTURA TRATAMENTO

CONVENCIONAL SEMINOBRE NOBRE

LIMPEZA St3 ou Sa2 Sa2½ Sa2½

TINTA DE FUNDO 2 demãos de Zarcão Alquídico Óleo Modificado, 35 µm película seca

2 demãos de Óxido de Ferro Epóxi, 35 µm película seca

1 demão de Zinco Etil Silicato, 75 µm película seca

TINTA INTERMEDIÁRIA

---- ---- 1 demão de Óxido de Ferro Epóxi, 35 µm película seca

TINTA DE ACABAMENTO

2 demãos de tinta Alquídica Brilhante, 30 µm película seca

2 demãos de Esmalte Fenólico Pigmentado com Alumínio, 25 µm película seca

2 demãos de Epóxi Alta Espessura, 120 µm película

seca

Fontes (conforme citação em [13]): Prof. Horst Reiche

Graus de Limpeza:

� St3 → limpeza mecânica (lixa, escova, etc.);

� Sa2 → jacto abrasivo comercial;

� Sa2½ → jacto abrasivo ao metal (acabamento quase branco – superfície brilhante afagada).

Execução de Estruturas Metálicas

110

A.2.7 - Durabilidade do revestimento de tinta dos aços pintados

Na tabela 26 apresentam-se exemplos comparativos entre esquemas de pintura em aço (não

galvanizado) em diferentes ambientes corrosivos, destacando-se que os valores constantes da tabela

estão expressos em anos e são baseados em dados práticos, considerando-se tintas de boa qualidade,

aplicação adequada e ausência de danos mecânicos.

Tabela 26 – Exemplos comparativos entre esquemas de pintura em aço [13]

TIPO DE ATMOSFERA

RURAL INDUSTRIAL MARINHA ESQUEMA DE PINTURA

Retoques Repintura Parcial

Repintura Total Retoques Repintura Parcial

Repintura Total Retoques Repintura Parcial

Repintura Total

CONVENCIONAL 4 a 6 6 a 8 8 a 10 2 a 4 4 a 7 7 a 10 0,3 a 0,8 0,8 a 1,5 1,5 a 2,5

SEMINOBRE 5 a 7 7 a 10 10 a 12 3 a 6 6 a 8 8 a 12 0,5 a 1 1 a 2 2 a 4

NOBRE 4 a 6 8 a 12 12 a 16 5 a 7 7 a 10 10 a 15 2 a 4 4 a 7 7 a 10

Fonte (conforme citação em [13]): NUNES, L. P: - Pintura Industrial

Tabela 27 – Exemplos comparativos em ambientes diferenciados [13]

TIPO DE ATMOSFERA

PARÂMETRO RURAL (BELÉM/PA) INDUSTRIAL (COSIPA –

CUBATÃO/SP) MARINHA (FORTALEZA/CE)

Temp. Média (˚C) 26 23 26

U.R. Média (%) 86 75 75

Taxa de SO2 (mg/m2.dia) 5 (baixa) 54 (alta) 5 (baixa)

Taxa de Cloretos (mg/m2.dia) 2 (baixa) 14 (baixa) 300 (muito alta)

Taxa de corrosão do aço nu (µm/ano)

27 160 118

Taxa de corrosão do aço galvanizado (µm/ano)

1,2 1,3 5,4

Durabilidade para camada de 90µm do aço galvanizado (ano)

78 69 17

Fonte (conforme citação em [13]): MICAT – Mapa Iberoamericano de Corrosividad Atmosférica –

Programa CYTED (valores aproximados)

A.2.8 - Durabilidade do revestimento zincado

A tabela 27 integra o estudo do Mapa de Corrosão Ibero-americana, coordenados pelo Centro de

Pesquisa de Energia Eléctrica (CEPEL) e Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) em conjunto com

Execução de Estruturas Metálicas

111

os demais países latino-americanos e da península ibérica. No exemplo de ambiente rural temos uma

cidade do interior do Amazonas, no industrial de uma cidade com forte indústria química e no de

ambiente marinho uma cidade costeira do Atlântico Sul com intensa maresia.

A.2.9 - Comparação entre as diferentes atmosferas

Ensaios de exposição de painéis de aço zincado, realizados pelo IPT, com duração de 12 anos nas

atmosferas rural e industrial e de 17 anos na atmosfera urbana, conforme critérios recomendados pelas

Normas ISO 9223 e 9224 demonstram que a taxa de corrosão do aço zincado decresce ligeiramente

com o tempo, tendendo a uma estabilidade.

A.2.10 - Aços zincados por imersão a quente pintados com tintas líquidas (Sistema

Duplex)

Uma boa pintura pode prolongar a vida útil dos produtos zincados de 1.5 a 2.7 vezes a soma das

expectativas de vida útil separadas (efeito sinérgico), além de proporcionar posteriormente

manutenções fáceis e baratas (ver figura 36). Sua validade é nítida para atender a requisitos especiais de

resistência à corrosão ou aparência).

Figura 36 – Recomendação sobre a utilização de galvanização e pintura [15]

Execução de Estruturas Metálicas

112

Anexo 3 – Caso de estudo

Este anexo materializa um caso prático que pretende recriar uma situação real que concretize os

conceitos teóricos atrás expostos no texto, utilizando-se a execução de um pórtico de uma nave

industrial.

A tarefa é proceder à execução do conjunto de peças cujos desenhos estão na figura 37 e 38,

respectivamente a viga de cobertura e o seu pilar de suporte.

O exemplo encerra 4 partes:

� Fabrico;

� Transporte;

� Montagem;

� Manutenção (esta última meramente informativa e não pertencente à execução).

De frisar que a preparação dos desenhos e especificação das dimensões necessárias ao fabrico das peças

metálicas deverá ser acompanhada pela Fiscalização, devendo merecer aprovação prévia à sua

execução.

De igual modo todo o processo de transporte e montagem severa ser acompanhado e assistido pela

Fiscalização.

Exe

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o de

Est

rutu

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Met

álic

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113

Fig

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37 –

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114

Fig

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38 –

Pila

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s ág

uas.

Execução de Estruturas Metálicas

115

A.3.1 – Geral

Neste caso prático será adoptado, em geral, aço estrutural do tipo S355JR (EN 10025-2), dado possuir

elevada relação preço/qualidade. Este aço será adoptado quer para perfis como para chapas (em geral,

incluindo de topo, de reforço e de ancoragem), devendo surgir a sua identificação nas Peças

Desenhadas e Medições.

Todas as fases decorrerão em respeito pelo Projecto, pelo Caderno de Encargos e pelo conteúdo de

todos os capítulos atrás patenteados, bem ainda como de acordo com a normalização e legislação em

vigor.

A.3.2 - Fabrico/Produção da estrutura

A selecção da natureza e qualidade dos materiais e o processo de fabrico terão de estar conforme o

prescrito no texto deste trabalho, “Capítulo 2 – Caderno de Encargos” e ”Capítulo 3 – Execução”,

respectivamente e de forma genérica.

O fabrico, ou produção da estrutura, passa por uma série de fases que se encadeiam de forma lógica e

relativamente dependentes entre si. Quer isto dizer que, na maior parte das vezes, não é possível

dissociar uma fase da sua antecedente e precedente, sem que verifiquem atrasos e/ou situações de

desconformidade qualitativa.

Ir-se-á apresentar as diversas fases do processo de fabrico na sequência mais racional e usual.

O aço escolhido, pelas razões atrás apontadas, será o S355JR para perfis e chapas.

FABRICO - Fase 1 - Estudo do projecto e planeamento preliminar (encomenda e preparação dos

trabalhos oficinais)

A preparação da obra, seu planeamento e execução, é um aspecto decisivo no que concerne a:

• Estudar o Projecto no seu conjunto de Peças Escritas e Desenhadas;

• Visitar o local da obra inteirando-se das suas características e condicionantes;

• Estabelecer o processo de fabrico, tendo em vista os equipamentos e ferramentas a utilizar;

• Quantificar o tipo e quantidade de mão-de-obra a utilizar e o tempo que cada vai ficar

hipotecada aos trabalhos a realizar (a medição do tempo por mão-de-obra permite saber a

ocupação de equipamentos);

• Quantificar os materiais a adquirir e efectuar consultas de compra (eventualmente também

equacionar compra, ou aluguer, de equipamentos e ferramentas);

Execução de Estruturas Metálicas

116

• Consultar subempreiteiros das especialidades a entregar no exterior (se for o caso);

• Elaborar os cronogramas de tarefas tendo em vista o cumprimento do prazo de execução.

Existe já software específico para modelação e preparação de estruturas metálicas, o que permite

minimizar erros de preparação, dado incluírem sistemas automáticos de detecção de erros, bem como

possibilitam uma visualização tridimensional da estrutura. Neste caso os desenhos de fabrico podem ser

gerados automaticamente pelo software referido.

No final desta etapa de produção de desenhos de execução e acerto de medições (com verificação de

erros e/ou omissões nas medições oficiais do Dono-de-Obra), automática ou manual, dá-se a

preparação da encomenda dos perfis, chapas, parafusos e demais acessórios necessários à produção das

peças. Também aqui se podem pedir preços para a parte de movimentos de terras e fundações de betão

armado, se fizerem parte da empreitada adjudicada. Estas operações têm, como é óbvio, por base os

desenhos e especificações do projecto de execução da estrutura.

FABRICO - Fase 2 - Recepção dos materiais

A triagem e armazenamento do material a aprovisionar em fábrica será realizada de acordo com a

sequência e tipo de operações em que estes vão ser aplicados. Será recomendada a marcação do

material logo na altura da sua recepção em oficina, no sentido de ficar claro qual a obra a que se

destina.

Será prevista a recepção seriada do material, separando-se a recepção da peça metálica, da dos

parafusos, anilhas e porcas, bem assim como a recepção dos materiais para soldadura e pinturas.

Em todos os casos temos de aplicar a mesma sequência de critérios a seguir, separar uma amostra para

que depois seja ensaiada, se necessário, de modo a que se verifique se os critérios de aceitação estão a

ser cumpridos.

FABRICO - Fase 3 - Preparação das componentes individuais (sub-elementos das peças

estruturais)

O início das operações de fabrico pode ter lugar após a chegada dos materiais, de acordo com o Plano

de Fabrico, sendo, em geral, a seguinte (contudo, poderão aqui existir situações em que é mais rentável

trocar a sequência que se apresenta):

• Operações de corte (chapas, perfis, tubos);

• Operações de conformação (calandragem, dobragem, quinagem, etc);

• Operações de furação (chapas e perfis);

Execução de Estruturas Metálicas

117

• Operações de soldadura (chapas e perfis).

Como se referiu, situações existem em que torna mais recomendável alterar este faseamento. Por

exemplo, proceder primeiro à soldadura e só depois à furação, com vista a um mais fácil acerto entre

peças as unir (maior coincidência entre os diversos furos).

Contudo, à que chamar à atenção que as operações de soldadura a decorrer nesta fase, são, na sua

maioria, de pequena monta, pois será em fase seguinte, após a verificação da geometria global da

estrutura em pré-montagem, que se dão os grandes trabalhos de soldadura. Como será óbvio pequenas

soldaduras que não influenciem, com significado, os acertos numa montagem global da estrutura,

podem já ocorrer, optimizando o tempo de execução. Também sub-peças de difícil acesso após a

assemblagem de peças principais devem agora ser soldadas. O mesmo pode suceder com certo tipo de

operações de furação.

Em termos de equipamento a utilizar para o diverso tipo de peças, este varia em função dos recursos de

cada empresa, sendo comum:

• Perfis e tubos:

� Operações de corte → processo executado com serrote automático (em geral de fita);

� Operações de calandragem → processo executado com uma calandra;

� Operações de furação → processo executado por equipamento automático de broca.

• Chapas de ligação:

� Operação de corte → processo executado com uma máquina de oxi-corte;

� Operação de furação → processo executado no centro de furacão e maquinagem, através de

brocas.

Na fase final destas operações são retiradas as imperfeições e restos de material provenientes do corte e

furação, utilizando torno de esmeril ou rebarbadora.

FABRICO - Fase 4 - Assemblagem prévia das componentes individuais e verificação topológica

(pré-montagem sectorial da estrutura)

Nesta altura estamos em condições de posicionar as peças soltas já preparadas, colocando-as na posição

de projecto e fixando-as com pré-soldadura por pontos (“pingagem” da peça).

Este posicionamento relativo dos diferentes elementos para formar as peças principais (vigas de

cobertura, treliças, pilares compostos, etc.) é seguido de uma verificação de cotas. Caso as cotas

Execução de Estruturas Metálicas

118

estejam de acordo com o desenho de fabrico, passa-se à fase de seguinte, de soldadura efectiva e

definitiva.

O elemento estrutural é movimentado, então, para a zona de soldadura, já com todos os componentes

colocados na sua disposição final. Por regra dá-se neste passo a marcação indelével da peça marcando-a

por punção, num dos seus topos, com o número da componente a que corresponde no desenho de

execução, incluindo a obra a que se destina.

FABRICO - Fase 5 - Soldadura definitiva de peças estruturais

Realiza-se, nesta fase, a soldadura definitiva das diversas componentes entre si, utilizando os processos

correntes (MIG/MAG).

Não deverá ser dado o trabalho por pronto enquanto não se proceder à verificação de todas as

soldaduras executadas, de acordo com o Plano de Inspecção e Ensaios. Este plano é proposto pelo

Empreiteiro à Fiscalização que deverá consultar o Projectista, previamente ao início do processo de

fabricação da estrutura.

As soldaduras são inspeccionadas visualmente, sendo feito um rastreio aleatório de inspecção a uma

parte delas, em número convencionado, com recurso a ensaios não destrutivos, de acordo com o

especificado no Caderno de Encargos.

FABRICO - Fase 6 - Saneamento da soldadura definitiva e protecção superficial

Encontrando-se as peças já produzidas efectua-se a limpeza das mesmas e procede-se à sua protecção

anti-corrosiva e, eventualmente, anti-fogo.

Esta operação decorre de acordo com o vertido anteriormente nos subcapítulos 2.4 e 3.10 deste

trabalho.

Deste modo, o passo seguinte consiste introduzir as peças na câmara de decapagem para lhes conferir o

grau de decapagem necessário, neste caso, de acordo com o Caderno de Encargos com um nível SA

2½.

Esta operação permite remover da superfície toda a camada oxidada e outras sujidades, bem como dotar

a superfície de um nível de rugosidade indicado para posteriormente serem aplicada a protecção.

Neste caso de exemplo a escolha de protecção recairia numa metalização seguida de uma pintura em

resina epoxy, conferindo uma protecção máxima.

Na eventualidade de ser pretendida, pelo Dono-de-Obra, uma protecção também anti-fogo, com um

menor custo de protecção anti-corrosiva, poderíamos optar por um esquema mais económico e muito

usado em termos nacionais:

Execução de Estruturas Metálicas

119

� Aplicação de um primário rico em zinco com 50µm seco ou 100µm húmido;

� Uma demão de tinta intumescente (protecção ao fogo), com 260µm seco ou 375µm

húmido;

� Uma demão de acabamento acrílico com 50µm seco ou 100µm húmido.

Conforme Caderno de Encargos, no final das aplicações das camadas acima identificadas são

efectuadas verificações da espessura de cobertura das mesmas (com equipamento apropriado), bem

como de realiza inspecção visual para a detecção de defeitos de pintura, nomeadamente escorridos,

bolhas de ar, incrustações e sujidades, etc.

FABRICO - Fase 7 - Preparação das peças estruturais e material para expedição

A última fase corresponde à preparação das peças estruturais e do material para expedição para o local

da obra.

Isto compreende não só a colocação das peças estruturais na ordem de montagem, como o

embalamento identificado de acessórios (como parafusos, porcas e anilhas).

FABRICO - Optimização de componentes e contabilização de desperdícios de fabrico

Vai-se efectuar um estudo de optimização das componentes de fabrico de estruturas, tendo em contas as

dimensões comerciais que o mercado impõe, tanto em termos de perfis como de chapas.

Para as componentes necessárias temos o preço por unidade de peso na tabela 28.

Tabela 28 – Caso de Estudo - Custo unitário do material (€/kg)

Material Custo Unitário (€/Kg)

Perfil laminado a quente do tipo HEA600 (178kg) 0.75

Cantoneira laminadas a quente 0.78

Chapas laminadas a quente 0.80

Perfis laminados

A viga de cobertura tem um total de 12038mm, contudo esta dimensão inclui as chapas de topo, com

30mmm ambas, pelo que o desperdício para um perfil HEA600 de 12000 será perfeitamente

desprezível: 12038mm-2×30mm = 11978mm → 12000-11978mm = 22mm. Podemos considerar que a

peça está optimizada e o peso em kg da perda não pode ser contabilizado, apenas o trabalho de corte é

mensurável.

Ainda no que trata à viga de cobertura, esta tem um reforço nos apoios por corte de um outro perfil

HEA600, sendo certo que um mesmo perfil pode proporcionar dois reforços (corte simétrico, conforme

Execução de Estruturas Metálicas

120

esquema da figura 29). O comprimento do reforço é de 4845mm, pelo que o desperdício para um perfil

HEA600 de 6000 será: 6000mm-4845mm = 1155mm → 205.6kg → ±154€ por pórtico (2 reforços) e

77€ por reforço. Poderíamos, então, optar antes por um perfil de 16000m, que daria 3 peças duplas e

apenas um desperdício 1465mm, satisfazendo o fabrico de 3 pórticos. Mais, como o corte sucessivo de

reforços se faz com a mesma inclinação a serão dispensados 3 cortes (de remate em cada peça) face ao

que se teria de contabilizar para perfis de 6000mm (a figura 39 também mostra esse efeito).

Figura 39 – Um mesmo perfil proporciona dois reforços por corte simétrico do mesmo

Conclui-se que a peça está optimizada para um perfil de 16000mm, sendo que o custo de desperdiço

será, agora de 16000mm-3×4845mm = 1465mm → 260,8kg → ±196€ por 3 pórticos (6 reforços) e

±32€ por reforço (um custo bastante menos significativo e menos de metade do anterior).

No caso do pilar em que apoia a viga de cobertura, este tem um total de 10553mm, contudo esta

dimensão inclui as chapas de topo, com 40mmm a de base e 20mm a de coroamento de pilar, pelo que

o desperdício para um perfil HEA600 de 12000 será: 10553-40mm-20mm = 10493mm → 12000-

104938mm = 1507mm.

Também poderemos considerar que a peça está optimizada, dado que, se assim entendermos, num 2.º

pórtico poder-se-ia usar o desperdício para soldar a um perfil HEA600 de 9000mm, dado que:

9000mm+1493mm = 10493mm (comprimento do pilar), sendo a sobra deste pórtico 1507mm. A

decisão de utilizar este desperdício passa por a soldadura ser mais económica do que a diferença entre

um perfil de 9000m para 12000mm (3m x 178kg/m = 534kg, que a cerca de 750€ a tonelada,

corresponde a cerca de 400€), bem como o Caderno de Encargos o permitir. Atendendo ao preço da

soldadura (mão-de-obra e outros custos incluídos) seria uma possibilidade a considerar. A ser o caso o

desperdício de perfil para pilar seria: 1507mm - 1493mm = 14mm, ou seja, não mensurável, muito

embora surja uma soldadura a encarar.

De notar que os perfis são rectos, pois se houvesse curvatura, com operação de calandragem, seria

necessário um comprimento extra de perfil, para permitir a fixação dos perfis na calandra e realizar o

raio de curvatura na zona pretendida, pelo que esta excepcional optimização não seria viável.

Por último refira-se a existência de cantoneira de abas iguais, com 100mm, em pares, em troços de

120mm, aparafusadas nos banzos do pilar. Dado que este valor de comprimento é divisível por

3000mm, temos 25 componentes certas para um perfil dessa dimensão e desperdício nulo.

Execução de Estruturas Metálicas

121

Perfis enformados a frio

As madres de cobertura são perfis enformados a frio, com 8mm de espessura. Uma vez que não

sabemos a dimensão do afastamento entre pórticos e existe alguma liberdade na encomenda de peças

este tipo, vamos considerar desperdício nulo.

Desperdícios de chapa

Para este pórtico temos 4 espessuras diferentes de chapa, 15, 20, 30 e 40 mm (a chapa de 15mm surge

entre os banzos do pilar – com dois tipo de geometria, conforme corte e nos reforços da ligação de base

de pilar, conforme figura 38).

Sendo as chapas adquiridas com 2000mm×6000mm, e sendo as dimensões das diversas chapas

constantes no quadro 29, temos a seguinte proposta de corte de chapa da figura 40 (por simplicidade

limita-se ao caso da viga, verificando que no caso da chapa de 300m×600mm o remate é perfeito no

final da peça 6000m×2000mm).

Figura 40 – Caso de Estudo – Proposta de corte de chapas 300mm×600mm e 300mm×1095mm (assinalas com uma

cruz “X” as partes em desperdício)

Execução de Estruturas Metálicas

122

Tabela 29 – Caso de Estudo – aproveitamento de chapa (30mm) para vigas de cobertura

Chapa - designação Área do elemento

(m2)

Quantidade

(un)

Área total

(m2)

De topo na ligação viga-viga do perfil laminado a quente do tipo HEA600

(300mm × 600mm)

0,18 60 10,8

De topo na ligação viga-pilar do perfil laminado a quente do tipo HEA600

(300mm × 1095mm)

0,3285

30 9,855

Área utilizada 20,655

Área total 24

Desperdício 3,345

Para o aproveitamento, e por questões do processo de corte usado para chapas (oxi-corte, em geral),

considerou-se uma distância mínima entre elementos ou entre os elementos e os bordos da chapa de 10

mm nas chapas com 15 mm de espessura e de 15 mm para as de dimensão superior a 15mm de

espessura. Com outros tipos de corte, como a jacto de água, o desperdício no corte poderia ser inferior.

Verifica-se que existe um desperdício de 3,345 m2, o que corresponde a ±773kg, ou seja, ±620€.

Contudo, por cada cobertura de pórtico produzida – duas vigas a 2×2 chapas de topo - apenas

corresponde a menos de 35€.

FABRICO - Medições e Orçamento

Para efeitos de uma estimativa orçamental do custo do pórtico vamos limitar-nos a uma avaliação de

mercado (tabela 31), baseada no preço global por kg (preços de concurso a Obra Pública) de obra

pronta (tipo chave na mão). De realçar que para ter em conta ligações, reforços e outros acessórios, ao

peso dos perfis costuma-se agravar em 10 a 15% (em obras correntes de estruturas de edifícios).

Obviamente que esta medição e orçamento apenas satisfaz o ponto de vista do Dono-de-Obra, sendo

certo que o valor real de execução que o Empreiteiro fornece é resultado de um estudo muito mais

exaustivo e detalhado em todos os passos do processo (materiais + fabrico + transporte + montagem),

ponderando os seguintes aspectos pormenorizados, entre outros:

• Preço do perfil necessário incluindo o desperdício (tem-se que comprar com base nas dimensões

das peças de mercado, que variam conforme o tipo de perfil e sua altura) – ver exemplo na

tabela 32 que incide sobre as vigas de cobertura de um pórtico;

• Quantidade de chapas necessárias incluindo o desperdício (tem-se que comprar com base nas

dimensões das peças de mercado, que variam conforme a espessura da chapa) – ver exemplo na

tabela 33 que incide sobre as chapas de topo 300mm×600mm das vigas de cobertura de um

pórtico;

• Corte;

Execução de Estruturas Metálicas

123

• Furação;

• Decapagem;

• Metalização e/ou pintura (incluindo, de forma separada, a tinta de protecção anti-corrosiva e a

de protecção ao fogo, sendo o caso – note-se que também aqui há desperdícios, por exemplo, o

rendimento prático na aplicação da tinta durante as operações de pintura é inferior a 50%);

• Transporte (adiante faz-se uma abordagem mais cuidada e completa, para este exemplo);

• Montagem (adiante faz-se uma abordagem mais cuidada e completa, para este exemplo).

Em todos os casos deverá ser de diferenciar, unitariamente (a que multiplicará as quantidades):

• Custo do material;

• Custo de mão-de-obra (atendendo ao rendimento por unidade de tempo, mas pode variar, como:

horas/m2/demão);

• Custo de equipamento (também aqui atendendo ao rendimento, que pode ser por diveros tipo de

unidade: m; m2; m3, hora, etc.);

• Subcontratação;

• Outros custos directos e indirectos.

Tabela 31 - Caso de Estudo – estimativa orçamental do pórtico (montagem incluída)

Execução de Estruturas Metálicas

124

Tabela 32 - Caso de Estudo – custo dos perfis laminados para as vigas de cobertura

Tabela 33 - Caso de Estudo – custo das chapas de ligação das vigas de cobertura

Chapa Custo Unitário

(€/Kg)

Necessário

(m2)

Total de chapa (m2)

Desperdício (m2)

Massa (Kg/m2) Total (Kg) Custo total (€)

e = 30mm 0.80 2×0.18 2×0.194 0.014 231 44,814 35.8

A.3.3 – Transporte da Estrutura

Os cuidados e regras de transporte já foram expostos anteriormente (Capítulo 4 - Transporte), ficando

para este ponto a quantificação dos seus custos, determinado em função de:

• Distância a percorrer (entre a instalação industrial e a obra);

• Tipo de viatura e capacidade (em toneladas);

• Quantidade de viagens (sobretudo em caso do transporte ser fretado fora o custo diminui em

função do número de percursos);

• Tempo de imobilização em carga e descarga (as paragens de tempo em carga e descarga podem

onerar o transporte, podendo obrigar a ajudadas de custo complementares – estadia do condutor

e estacionamento da viatura);

• Necessidade de balizagem e/ou policiamento.

Se considera-mos o custo unitário do transporte de 50€ (franquia da viatura) a que soma 1,15€/km

(preço médio no 2.º semestre de 2007), o local de fabrico em Barcelos e o local da obra e no Porto, a

distância em causa é de 50Km (só é contabilizada a distância entre locais).

Sendo assim, com uma carga aproximada de 9500 Kg (que corresponde a um pórtico - dois pilares e

duas vigas), o que comercialmente totaliza 10 toneladas (para selecção da viatura), o custo da

deslocação será de cerca 100€.

Recordar que esta etapa de transporte é constituída por 3 fases: (i) preparação da carga; (ii) deslocação;

(iii) descarga e armazenamento.

TRANSPORTE - Fase 1 - Preparação e carga

Que inclui os cuidados de acomodação para que não surjam empenos nas peças).

Perfis Custo Unitário

(€/Kg)

Necessário

(mm)

Total

(mm)

Desperdício

(mm)

Massa

Kg/m

Material

Total (Kg)

Custo

Total (€)

HEA600 0.75 2×11978 2×12000 2×22 178 4272 3204

Execução de Estruturas Metálicas

125

TRANSPORTE - Fase 2 – Deslocação

Que deverá seguir um percurso harmonioso – em traçado e estado do piso - e ser efectuada com uma

responsável condução, que evite vibrações que possam mover a carga ou propiciar fricções entre esta.

TRANSPORTE - Fase 3 – Descarga e recepção

Com armazenamento cuidado e de acordo com o Plano de Montagem, facilitando a mesma.

De alertar, ainda, que estas 3 fase de transporte tem de decorrer para que se evite qualquer percussão

nas peças, que proporcione corrosões pontuais.

A.3.4 - Montagem da Estrutura

O processo de montagem tem de estar conforme o preceituado no corpo deste trabalho (Capítulo 5 –

Montagem), genericamente.

Em termos de equipamentos, porém, nada foi adiantado, pelo que essa parte será agora abordada.

Existem diversos tipos de equipamentos mecânicos que são adequados à montagem de estruturas

metálicas, sendo certo que também depende do tipo de estruturas: (i) edifícios industriais; (ii) edifícios

urbanos; (iii) pontes rodo ou ferroviárias; (iv) estruturas especiais, como reservatórios, passadiços

pedonais, antenas, etc. No caso (ii) e (iii) não diferem dos habituais, como as clássicas gruas ou

guindastes de lança móvel, bem como estruturas autoportantes ou auto-lançáveis (iii); no caso (iv)

podem usar-se gruas móveis e andaimes, entre outros; no caso (i), o mais comum, são usados desde

empilhadores (menos eficaz e mais perigoso, excepto os do tipo empilhador telescópio – pequenas

gruas hidráulicas de barco telescópico) até gruas móveis de maior ou menor porte (situação mais

corrente e a ideal).

Sendo o nosso exemplo um pórtico de um edifício industrial/armazém/grande superfície comercial

iremos recorrer a uma grua móvel (28 toneladas) e a um cesto elevatório.

A grua vai ter a função de descarregar a peça do camião e de a elevar no local exacto onde ela vai ser

fixa, sendo acompanhada pelo cesto elevatório onde se encontram os oficiais de serralharia

(montadores/soldadores) para proceder às uniões dos elementos estruturais.

De salientar que os pilares serão elevados e alinhados verticalmente de forma individual, mas no caso

das vigas de cobertura a opção é a montagem simultânea (colocação nos pilares), depois de

aparafusadas na cumeeira ainda no solo. De facto estas vigas estão preparadas para este esforço, pois,

na realidade, os extremos da cobertura serão os seus apoios definitivos nos pilares. Deste modo:

� Evita-se uma ligação em altura;

Execução de Estruturas Metálicas

126

� Torna-se mais simples o trabalho da grua;

� Dispensa-se escoramento provisório ou a necessidade de outra grua;

Como inconveniente surge a circunstância de as tolerâncias dimensionais serem mais estreitas, uma vez

que a ligação viga-viga já se encontra terminada, existe menos margem de acertos por aperto final

iterativo entre todas as ligações.

MONTAGEM - Fase 1 – Colocação das peças junto ao local de implantação (com ou sem

descarga directa dos camiões)

Admite-se que o transporte da fábrica até ao local da obra foi feito anteriormente ou que outra equipa,

ainda que no mesmo dia, já o colocou as peças na zona onde vão ser montadas. A não ser o caso a

própria equipa de montagem retira directamente dos camiões e coloca junto ao local de implantação,

com a grua móvel.

MONTAGEM - Fase 2 – Montagem das componentes que são erguidas em blocos

Na circunstância de serem elevadas partes já previamente montadas (as duas vigas unidas na cumeeira,

no nosso caso de exemplo, figura 41) procede-se às necessárias ligações. Esta fase poderia ser

executada depois dos pilares erguidos, mas deste modo pode-se efectuar uma primeira apreciação de

compatibilidade das ligações entre as vigas e os pilares ainda no solo.

Figura 41 – Caso de Estudo – Fase 2 - Montagem das componentes que são erguidas em blocos (vigas de cobertura com

união prévia no solo)

MONTAGEM - Fase 3 – Elevação e fixação provisória dos pilares nos chumbadouros

São erguidos os pilares, posicionados e fixados, com apertos provisórios, nos chumbadouros, conforme

figura 42 (a betonagem já teve lugar atempadamente, tendo o betão o endurecimento e a resistência

apropriada).

MONTAGEM - Fase 4 – Elevação e fixação provisória das vigas nos pilares

Nesta fase erguem-se as vigas, já unidas entre si, pela zona das extremidades, mas com um cabo finco

na cumeeira para evitar oscilações. São colocados os parafusos e dados apertos até 75% do momento

final (figura 43).

Execução de Estruturas Metálicas

127

MONTAGEM - Fase 5 – Verificação de cotas com apertos iterativos até ao momento final

Com a estrutura montada verificam-se as cotas, procedendo-se a acertos se necessário.

Simultaneamente vão-se apertando as ligações até se atingir os 100% de momento. De notar nesta e em

todas as fases anteriores a cesta elevatória

albergada os oficiais serralheiros nas

orações de colocação de componentes e

aparafusassem.

MONTAGEM - Fase 6 – Injecção de

argamassa de assentamento e calço de

base de pilar

Procede-se à injecção de argamassa de

assentamento para calçamento da chapa de

base de pilar, sendo que esta se encontrava

apoiada em porcas de nivelamento, que

permanecem embebidas nesta argamassa

espacial.

Em caso do pórtico se encontrar

devidamente estabilizado, tornando-se

dispensáveis quaisquer apoios exteriores a

si, procede-se à remoção dos elementos de

estabilização provisórios (escoramentos e/ou

tirantes).

Figura 42 – Caso de Estudo – Fase 3 - Elevação e

fixação provisória dos pilares nos chumbadouros

MONTAGEM - Fase 6 – Verificação final das ligações e remates de pintura

Nesta fase, um serralheiro irá proceder à verificação de todas as ligações (incluindo as pré-esforçadas,

efectuando a verificação final aos momentos de aperto), enquanto outro o segue para realizar os últimos

retoques de pintura na estrutura.

Tabela 34 - Caso de Estudo – Meios humanos para montagem do pórtico

Descrição Número de elementos Custo unitário (€/dia) Custo total (€/dia)

Encarregado geral 1 200 200

Montadores/soldadores 6 150 900

Total 1100

Chumbadouros (previamente colocados

por negativo de chapa de base de pilar)

Pilar HEA600

Fundação (pegão)

Fase 3

Execução de Estruturas Metálicas

128

Tabela 34 - Caso de Estudo – Meios mecânicos para montagem do pórtico

Descrição Número de elementos Custo unitário (€/dia) Custo total (€/dia)

Grua móvel 1 350 350

Cesto elevatório 1 100 100

Total 450

Como é óbvio no custo da montagem tem de se contabilizar os meios humanos e os meios mecânicos,

pelo que o custo de montagem de um pórtico com 9210 kg é de 1550€, sendo o trabalho realizado num

dia útil.

Chumbadouros (previamente colocados

por negativo de chapa de base de pilar)

Pilar HEA600

Fundação (pegão)

Figura 43 – Caso de Estudo – Fase 4 - Elevação e fixação provisória das vigas nos pilares

A.3.5 – Inspecção e Manutenção (exploração)

Introduz-se aqui este subcapítulo de forma extremamente breve e meramente informativa.

A abordagem à manutenção dos edifícios evidenciou a necessidade da consciencialização, por parte de

projectistas e construtores, de que o edifício não é somente constituído pela fase de produção, mas,

principalmente, pela fase de uso. Enquanto a fase de produção engloba, de modo geral, as actividades

Execução de Estruturas Metálicas

129

técnicas de planeamento, projecto e execução, a fase de uso engloba as actividades de operação e

manutenção.

Os custos de manutenção dividem-se em fixos e periódicos. Os custos chamados fixos são aqueles

relacionados com os componentes e equipamentos da edificação cuja frequência de serviços de

manutenção é alta – mensal por exemplo (Contratos de Manutenção) – e periódicos, aqueles

relacionados com componentes cujo desgaste é lento, como danos das superfícies de fachadas e

pinturas.

Manutenção periódica e programada

Quanto mais eficientes forem as manutenções periódicas e programadas menores serão as proporções

de recursos empenhados em processos correctivos. Estes podem ainda ser reduzidos ou minimizados

através de vistorias e inspecções constantes, que permitam perceber a aproximação de uma situação de

emergência antes que ela se instale. Durante a inspecção, deve ser dada uma atenção especial à

alteração da cor ou desgaste do revestimento de acabamento, fissuras e deformação excessiva dos

elementos. Estes factores representam um comportamento anormal da estrutura e deverão ser

corrigidos.

O planeamento deve, portanto, prever recursos adequados para atendimento destes serviços, além de

cuidadosamente desenvolver planos de contingência para o enfrentar de situações de emergências.

Manutenção excepcional

Este é o conceito “consertar quando parte”, devendo ser a primeira regra a ser eliminada. Na verdade,

se a atitude é a de corrigir o conceito não chega a ser o de manutenção.

Este tipo de reparação é usado quando acontece algo que não era esperado, uma degradação precoce da

estrutura ou materiais, uso indevido, acidente, alteração do uso, etc.

Uma das mais frequentes manutenções que se faz é devido à degradação precoce das estruturas ou dos

elementos de protecção, devido ao efeito da corrosão.

Para combater esta corrosão deve-se, logo desde a fase de projecto, ter em mente a presença deste tipo

de problema, de modo a ser tomado em consideração pelos projectistas. Estes deverão decidir pelos

tratamentos e protecções estruturais mais indicados, consoante o meio ao qual irão estar sujeitas as

peças estruturais. Também se deve ter em consideração as boas práticas de execução dos elementos, de

forma a reduzir ao máximo possíveis pontos de corrosão.

Nos dias de hoje temos muitos tratamentos e revestimentos metálicos possíveis a aplicar nas estruturas

metálicas, de forma a prevenir cenários como os da corrosão. Claro, que dependendo um pouco das

Execução de Estruturas Metálicas

130

condições financeiras de cada um, e das necessidades que o meio requer, pode-se optar pelo método

mais adequado.

Reparações

Devem-se reparar estruturas metálicas danificadas ou deterioradas, de acordo com desenhos, fichas de

trabalho ou esquemas de montagem, utilizando ferramentas adequadas e recorrendo, sempre que

necessário, a equipamentos de elevação e transporte:

� 1. Desmontar ou cortar os elementos a reparar ou a substituir;

� 2. Reparar ou substituir os elementos desmontados ou cortados, em função do seu grau de

danificação ou deterioração, respeitando as suas dimensões, tolerâncias, formas, materiais e

outras especificações técnicas;

� 3. Montar os elementos na estrutura metálica, utilizando parafusos, rebites ou processos

simples de soldadura e efectuando, se necessário, ajustamentos.

Execução de Estruturas Metálicas

131

Anexo 4 - Tecnologias e medidas de prevenção aplicadas à operação de

decapagem [11]

A decapagem efectuada tem como finalidade preparar os componentes metálicos e a superfície para a

pintura, sendo uma das maiores geradoras de resíduos.

As maiorias das decapagens são físicas, apesar de existirem algumas decapagens químicas,

nomeadamente na preparação e tratamento de componentes, tubagens e tanques.

As tecnologias e medidas aplicadas à decapagem, tem como objectivo principal diminuir o volume de

resíduos, passando pela substituição do abrasivo utilizado por abrasivos com maiores possibilidades de

reutilização.

Substituição de uma decapagem em meio aquoso por uma decapagem a seco com granalha

Regra geral, em termos ambientais, uma decapagem a seco apresenta vantagens em relação a uma

decapagem em meio aquoso, uma vez que os resíduos retirados das superfícies metálicas se encontram

na fase sólida, podendo as poeiras produzidas ser aspiradas através de um sistema adequado e

facilmente recuperadas para serem eliminadas com reutilização da granalha. Na decapagem por via

húmida, os resíduos líquidos encontram-se mais dispersos e diluídos, constituindo volumes por vezes

elevados e com características bastante agressivas, uma vez que se trata de operações em que se

utilizam ácidos ou bases fortes. É necessário ter em conta no entanto que o tratamento mecânico pode

criar descontinuidades na superfície das peças, fazendo com que nem todas as operações de decapagem

química possam ser substituídas por processos mecânicos.

Substituição da areia utilizada na decapagem por outros abrasivos de menor impacto ambiental

Tradicionalmente, a areia era o abrasivo utilizado na decapagem, mas devido aos problemas ambientais

e de saúde dos trabalhadores, tem vindo a ser substituída por outro tipo de abrasivo - a granalha.

A escolha do tipo de granalha, deve passar não só pelo seu custo, mas principalmente pela possibilidade

de reutilização; diminuindo-se assim o volume de resíduo gerado e os custos inerentes à sua deposição.

Por vezes é economicamente mais viável, consumir um tipo de granalha inicialmente mais cara, mas

com possibilidade de reutilização sistemática, tornando o processo mais económico ao longo do tempo,

do que o consumo de granalha mais barata, mas que só pode ser utilizada uma vez.

De seguida, apresenta-se alguns tipos de granalha possíveis de serem utilizados no sector.

Execução de Estruturas Metálicas

132

Granalha de escória de cobre

A escória de cobre é um subproduto da indústria do cobre.

Actualmente devido ao ser baixo custo e eficiência em retirar a tinta velha, tem sido o tipo de granalha

utilizado em substituição da areia.

Esta granalha mineral, tem a possibilidade de ser reutilizada no máximo duas vezes, deixando depois

disso de ser eficiente devido à pequena dimensão das partículas.

Granalha de aço

A granalha de aço é um abrasivo muito eficiente na preparação estrutural de chapa metálica,

conferindo-lhe uma certa rugosidade, a qual possibilita uma boa aderência da tinta.

Em termos do tratamento da estrutura do casco para uma nova pintura, é um excelente agente

decapante da tinta envelhecida. Além disso a utilização da granalha de aço, tem a vantagem

relativamente aos outros agentes decapantes de ser facilmente regenerada, podendo ser utilizada

diversas vezes, sem perder as suas características.

A recuperação da granalha pode ser efectuada por simples crivagem ou utilizando tecnologias mais

avançadas como a ciclonagem. Consegue-se deste modo, retirar a maioria dos finos, partículas de

ferrugem, calamina e restos de tinta.

A utilização da granalha de aço tem como desvantagem, o facto do investimento inicial (custo da

granalha e do sistema de recuperação) ser superior ao da areia e da escória de cobre. No entanto ao fim

de algum tempo esse investimento é recuperado. Nas empresas nacionais o uso de granalha é restrito à

decapagem em cabine.

Granalha de plástico

A decapagem com granalha de plástico é outro processo mecânico de retirar a tinta quando é necessária

uma repintura, em alternativa à decapagem com areia. Este processo utiliza partículas angulares de

plástico, podendo ser plástico termoendurecível ou termoplástico. Existem abrasivos de plástico de

vários tamanhos e várias durezas, sendo a sua escolha dependente do tipo de material a tratar.

A sua utilização é particularmente eficiente para retirar tinta envelhecida de superfícies frágeis, como o

alumínio, zinco e fibra de vidro, sendo a decapagem efectuada a uma pressão (≤40 psi), muito menor

do que na decapagem com granalha de aço. Outra das vantagens é a possibilidade de reutilizar cerca de

10-12 vezes, antes de se tornar pequena demais para remover eficientemente a tinta. Deste modo,

diminui-se o volume de resíduos e consequentemente o custo de deposição.

No entanto, tem a desvantagem de poder não ser tão eficiente na remoção da corrosão.

Execução de Estruturas Metálicas

133

A recuperação da granalha efectua-se por ciclonagem, para retirar os finos, e por passagem num

separador magnético.

Utilização de granalha seca e calibrada

A granalha antes de ser utilizada na decapagem necessita de ser seca num forno, gastando-se energia e

perdendo-se granalha por formação de finos durante a secagem.

A alternativa é comprar granalha ensacada e calibrada (mais cara), e guarda-lha ao abrigo das

condições atmosféricas (chuva e vento). Esta medida já foi implementada em Portugal com vantagens.

O custo da granalha é de 4 contos a tonelada, sendo o preço da granalha seca e calibrada de 11 contos/t.

Apesar da granalha seca e calibrada ser mais cara, o investimento a longo prazo compensa, poupando-

se por eliminação da operação de secagem em termos energéticos (cerca de 230$00 por tonelada de

granalha), de pessoal e de consumo de granalha nova.

A adopção desta medida tem como vantagens:

� Evitar a operação de secagem, que origina a perda de cerca de 20% de granalha, por

formação de finos;

� Evitar os custos energéticos e de mão-de-obra associados à operação de secagem;

� Apresentar melhor rendimento nas operações de decapagem;

� Minimizar o consumo de granalha.

Substituição de uma decapagem com granalha por uma decapagem com jacto de água

Sistemas de decapagem com jacto de água a média e alta pressão podem ser utilizados para remover

tinta envelhecida.

A pressão utilizada pode variar entre 3 000 e 15 000 psi, no caso do jacto de água a média pressão,

atingindo 55 000 psi nas operações a alta pressão.

A decapagem com jacto de água a média pressão necessita para aumentar a sua eficiência da adição de

um abrasivo (por exemplo, bicarbonato de sódio), enquanto o sistema a alta pressão utiliza um jacto de

água pura.

Após a decapagem, a água residual é recolhida, sendo tratada através de um sistema de filtros para

remoção de resíduos de tinta. Posteriormente, a água passa por um tanque de coalescência para

remoção de óleos e gorduras e por um sistema de desionização (para retirar iões lixiviados). Após este

tratamento a água pode ser reutilizada.

Execução de Estruturas Metálicas

134

A aplicação desta tecnologia, tem como vantagens:

� Redução de resíduos na ordem dos 90%;

� A lavagem do casco torna-se dispensável;

� Redução nos custos de matérias-primas.

As desvantagens da implementação desta tecnologia são:

� Elevado capital inicial;

� Remoção parcial da corrosão;

� Necessidade de operadores especializados;

� A velocidade de decapagem está condicionada pelo tipo de tinta e espessura da pintura;

� Necessita de pintura em superfícies húmidas e por vezes corroídas, sendo necessário uma

tinta que iniba a progressão da corrosão.

A decapagem com jacto de água, apesar do seu elevado custo inicial, já se encontra implementada

numa empresa nacional.

Utilização de resíduos de granalha noutras indústrias

A granalha é considerada um inerte, sendo possível a sua incorporação em coberturas de aterros

urbanos e no material de pavimentação de estradas, após se efectuarem testes de lixiviação.

Outra das possibilidades de reaproveitamento dos resíduos de granalha é a sua incorporação na carga

do forno das cimenteiras para aproveitamento do ferro.

Execução de Estruturas Metálicas

135

Anexo 5 - Tecnologia de materiais

Tabela 35 – Propriedades mecânicas e físicas de diversos metais para engenharia [19]

Tabela 36 – Propriedades mecânicas e físicas de diversos não-metais [19]

Execução de Estruturas Metálicas

136

Tabela 37 – Outras propriedades mecânicas e físicas de diversos não-metais [19]