Módulo 1 - Parte 1 - Perfis de Aço, Tipos e Usos.pdf

Dimensionamentode Estruturas em Ao

Prof. Yopanan C. P. Rebello

Coordenao Geral:

Sidnei Palatnikwww.cursoscbca.com.br

Parte 1

Sobre o autor:Yopanan Conrado Pereira Rebello engenheiro civil pela Universidade Mackenzie (1971), mestre e doutor pela FAU-USP (1992).Diretor Pedaggico da Ycon Formao ContinuadaDiretor Tcnico da Ycon Engenharia Ltda.E autor de diversos livros, entre eles: A Concepo Estrutural e a Arquitetura*Bases para Projeto Estrutural*Estruturas de Ao, Concreto e Madeira*Fundaes**ttulos publicados pela Zigurate Editora So Paulo

Colaboradores: Sidnei Palatnik e Arquimedes da Silva Costa Filho

Ficha tcnica:Produo: CBCA Centro Brasileiro da Construo em AoCoordenao Geral: Sidnei PalatnikProjeto Grfico: Caetano Sevilla (Hous Mdia Interativa) e Sidnei PalatnikEditorao Eletrnica: Caetano Sevilla (Hous Mdia Interativa)Ilustraes: Sidnei Palatnik e Arquimedes da Silva Costa Filho

Fotos: Conforme indicado

2010 INSTITUTO AO BRASIL/CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUO EM AONenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida por qualquer meio, sem a prvia autorizao desta Entidade.

Ficha catalogrfica preparada pelo Centro de Informaes do IABr/CBCA

Rebello, Yopanan Conrado Pereira

Dimensionamento de estruturas em ao / Yopanan Conrado Pereira Rebello; Coordenao de Sidnei Palatnik - Rio de Janeiro: Instituto Ao Brasil/CBCA, 2010. Curso a distncia via Internet Modo de acesso: www.cursoscbca.com.br ISBN 978-85-89819-23-7

1.Perfis de ao 2. Dimensionamento de estruturas de ao 3. Mezaninos estruturados em ao 4. Galpes estruturados em ao 5. Edifcios estruturados em ao 6. Curso a distncia I. Palatnik, S.

Av. Rio Branco, 181 / 28 Andar20040-007 - Rio de Janeiro - RJ

e-mail: [email protected]: www.cbca-iabr.org.br

Capa:Shopping Flamboyant GoiniaFoto: Sidnei Palatnik

Instituto Ao Brasil / Centro Brasileiro da Construo em Ao

R291s

O contedo desta apostila parte integrante do curso a distncia inti-tulado: Dimensionamento de Estruturas em Ao, desenvolvido pelo Professor Doutor Engenheiro Yopanan Conrado Pereira Rebello e pelo Arquiteto Sidnei Palatnik, para o CBCA Centro Brasileiro da Construo em Ao - e oferecido no link www.cursoscbca.com.br.

Ao prepararmos esta apostila tivemos como nico fim oferecer a possibi-lidade de imprimir o contedo escrito do curso, de forma a facilitarsua leitura.

Ressaltamos que inmeros recursos multimdia disponveis na internet no se aplicam a esta verso. Ela tambm no incluiu todo o contedo disponibilizado no curso, como fruns de discusso, exerccios, testese vdeos, bem como o contedo desenvolvido pelos alunos duranteo curso.

Eventuais links para sites, ou outros, apresentados ao longo do texto, s funcionaro se utilizados a partir dos links correspondentes das web pages, no ambiente de estudo na internet. Da mesma forma, os vdeos assinalados ao longo da apostila somente so disponibilizados atravsdo ambiente de internet do curso. Dependendo do tipo de conexo internet, banda larga ou no, recomendamos que seja feito o download dos vdeos oferecidos durante o curso para que possam ser visualizados a partir do computador do leitor.

Sobre esta Apostila

1 Parte - Mezaninos estruturados em Ao

2 Parte - Dimensionamento de um Mezanino estruturado em Ao

1 Parte - Galpes Estruturados em Ao

2 Parte - Dimensionamento de um Galpo estruturado em ao

1 Parte - Edifcios estruturados em Ao

2 Parte - Dimensionamento de um Prdio com cinco pavimentos

Consideraes sobre o Dimensionamento de Estruturas de Ao

Introduo

Apresentao

Dimensionamento de estruturas em Ao

Mdulo 1

Mdulo 2

Mdulo 3

Mdulo 4

Mdulo 5

1 Parte - Perfis de Ao - Tipos e Usos

2 Parte - Dimensionamento de Estruturas de Ao

O material Ao

Parte 1Sumrio do Curso

Dimensionamento de Estruturas em Ao parte 1

Apresentao

Seja bem vindo ao curso de Clculo de Estruturas em Ao, do CBCA.

Neste curso optamos por estabelecer trs tipologias que utilizaremoscomo base para o nosso estudo.

So elas:

1. Mezaninos2. Galpes3. Edifcios de at cinco pavimentos

Ao definirmos estas tipologias acreditamos que estaremos abrangendo grande parte das estruturas de ao exe cutadas em nosso pas.

Este curso no pretende esgotar o assunto, que por demais vasto. Nosso intuito abrir um caminho inicial para que cada participante possa continuar avanando por si mesmo, atravs de bibliografia, ou em outros cursos quepretendemos desenvolver no futuro.

Nosso principal objetivo que o contedo proposto seja, efetivamente, de or-dem prtica.

importante esclarecer que no pretendemos tratar de noes bsicaspara clculo de esforos e reaes de cargas, clculos de momentos fletorese foras cortantes, ou esforos axiais em pilares e em estruturas compostasde barras.

Recomendamos que, se voc estiver esquecido destas questes, estude um pouco antes de comear o curso, para por em dia estes assuntos. Retome os procedimentos de clculo para esses esforos.

Vdeo 1 Apresentao assista on-line


Vdeo 2 - O material Ao assista on-line

Introduo

A quantidade de carbono

O ao uma liga metlica constituda basicamente de ferro e carbono. Dependendo do tipo de ao que queremos obter, so adicionados outros elemen-tos, tais como: mangans, silcio, fsforo, enxofre, alumnio, cobre, nquel, nibio, cromo e outros.

A quantidade de carbono de suma importncia nas caractersticas mais relevantes do ao.

Aos com maior quantidade de carbono so mais resistentes, porm pouco dcteis e muito que-bradios. Com menos carbono so mais dcteis, mas com menor resistncia.

Cada um destes elementos altera as propriedades fsicas da liga, como sua resistncia mecnica, re-sistncia a corroso, ductilidade e muitas outras.

A ductilidade um aspecto importante, pois permite que sejam visualizadas as deformaes em peas submetidas a grandes tenses, servindo como aviso antes da ruptura, ou permitindo a redistribuio dos esforos.

Esta propriedade tambm importante para a confeco de perfis de chapas dobradas, evitando trincas ou quebra nas linhas de dobra.

Figura 0 - Tabela de elementos de liga


O captulo referente s caractersticas de fabricao do ao faz parte do curso Introduo ao uso do Ao na Construo Civil e aqui ser oferecido apenas como leitura complementar, no sendo nossa inten-o nos aprofundarmos nestas questes.

Caso tenha interesse em conhecer este material, faa o download da 2 parte do mdulo 1 daquele curso. Aos que tiverem interesse em conhecer mais sobre o uso do ao na arquitetura e construo, re-comendamos fazer os dois outros cursos a distncia oferecidos pelo CBCA:

a. Introduo ao uso do Ao b. Sistemas Estruturais em Ao

Curso Introduo ao uso do AoMdulo 1 - 2 parte

Leitura Complementar recomendada:O Uso do Ao na ArquiteturaProf. Aluizio Fontana Margarido - CBCA - 2008

Em relao ao clculo de dimensionamento, no se considera o limite de rup-tura como limite de trabalho do ao e sim o limite de escoamento, pois a partir deste ponto as deformaes so permanentes e indesejveis, podendo, inclu-sive ocorrer a ruptura inesperadamente.

(Material adicional disponvel no curso on-line)


Dimensionamentode Estruturas em Ao

Mdulo1 parte 1

Parte 1

Mdulo 1 : 1 PartePerfis Metlicos Tipos e Usos

1. Perfis Estruturais de Ao pgina 10

1.1. Perfil Laminado pgina 10

1.2. Perfil de Chapa Dobrada pgina 11

1.3. Perfil de Chapas Soldadas pgina 11

1.4. Principais aplicaes dos perfis pgina 12

1.4.1. Cantoneiras pgina 12

1.4.2. Perfil U pgina 15

1.4.3. Perfil I pgina 17

1.4.4. Perfil H pgina 20

1.4.5. Perfil T pgina 20

1.4.6. Perfil Tubular pgina 21

1.4.6.1. Usos estruturais de tubos de Ao pgina 22

1.4.7. Chapas pgina 23

1.4.7.1. A utilizao das Chapas de ao pgina 23

1.4.8. Barras redondas pgina 24

1.5. Tabelas de Perfis de Ao pgina 24

Sumrio

Modulo 1 : 1 parte

10

As chapas laminadas, por sua vez, podem resultar em outros perfis atravs de seu dobramento ou sol-dagem com outras chapas, alm de diversos outros produtos de ao, como telhas, fechamentos laterais e pisos.

Denomina-se perfil estrutural barra de ao obtida por diversos processos e que apresenta a formada sua seo com determinadas caractersticas para absorver determinados esforos.

Os perfis estruturais de ao so obtidos a par-tir dos lingotes reaquecidos, que passam pelos laminadores-desbastadores, onde tm sua seo transversal alterada e a estrutura molecular do ao trabalhada para atingir caractersticas fsicas apropriadas.

1. Perfis Estruturais de Ao

Figura 01 Laminador Universal Foto 01: Laminador de tiras a quente. Fonte: Usiminas

Como resultado desta operao so obtidas placas ou tarugos de seo quadrada ou retangular. As placas so destinadas fabricao de chapase os tarugos fabricao de perfis estruturais.

Os tarugos so processados, sob presso, em m-quinas denominadas laminadores, em trs fases: bruta, intermediria e de acabamento. Ao final desse processo so obtidos os perfis com sees adequadas s solicitaes estruturais.(Ver figura 01)

Os perfis estruturais podem ser de trs tipos:

Perfis Laminados Perfis de chapas soldadas e Perfis de chapa dobrada

importante esclarecer um aspecto fundamental quando se pretende trabalhar com estruturas de ao: os elementos com que trabalhamos, os perfis de ao utilizados como vigas e pilares, diferem bas-tante dos elementos da construo convencional. Em concreto armado, estes elementos estruturais variam, principalmente, nas dimenses (Base e Altura) e na quantidade de armadura utilizada. J

nos perfis metlicos podemos ter uma gama mais variada de tipos de perfis, cada qual com caracter-sticas prprias, sejam elas de geometria, espes-sura, tipo de fabricao e com indicao de uso dife-renciado, alm das prprias caractersticas do ao, de maior ou menor resistncia mecnica, e composio qumica.

Mdulo 1 : 1 Parte Perfis Metlicos - Tipos e Usos


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Foto 02. Laminador de perfis visto da cabine de controle. Fonte: Gerdau Aominas

1.1. Perfil Laminado

1.2. Perfil de Chapa Dobrada

aquele obtido a partir da laminao dos tarugos. Suas dimenses so padronizadas e limitadas. Nor-malmente utilizado em obras de mdio porte. Tem como vantagem a reduo do trabalho de transfor-mao da chapa, pois j vem pronto. Os principais perfis laminados fabricados no Brasil so:

Perfil U Perfil I e H Cantoneira

O perfil de chapa dobrada obtido pelo dobramento de chapas a frio.

Quando as chapas so finas, entre 1,5 mm e 5 mm, os perfis recebem a denominao de perfis leves. Por serem muito esbeltos exigem cuidados especi-ais na sua aplicao, tanto quanto solicitao aos esforos como pela possibilidade de fcildeteriorao.

Existe ainda, a modalidade de perfis muito leves, como o caso dos perfis utilizados na construo em Light Steel Framing, cujas espessuras dos per-fis de ao galvanizado variam de 0,8 a 1,5 mm.

Os perfis conformados a frio so atendidos pelas normas NBR 14762:2001 Dimensionamento de es-truturas de ao constitudas por perfis formadosa frio Procedimento, e NBR 6355:2003 Perfisestruturais de ao formados a frio Padronizao.

Os perfis mais pesados podem ser executados com chapas que podem chegar espessura de 25 mm. Neste caso so exigidos raios de curvaturas mni-mos na dobragem para evitar fissurao ou alte-rao nas caractersticas do ao.

Os perfis leves so mais comuns e utilizados em ob-ras de pequeno porte ou em elementos estrutu-rais secundrios. Em coberturas, o uso de perfilde chapa dobrada costuma ser o mais econmico.

Os perfis de chapa dobrada permitem variaode forma e dimenses das sees, mas podem, tambm, ser encontrados prontos e padronizados.

Os perfis de chapa dobrada mais comuns so:

Perfil U, simples e enrijecido Cantoneira

Foto 03 Estrutura em light Steel Framing.Fonte: Sidnei Palatnik

Modulo 1 : 1 parte

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1.4. Principais aplicaes dos perfis

Para escolher o perfil mais adequado para cada aplicao, de fundamental importncia lembrar o princpio da distribuio das massas nas sees. Este princpio relaciona as formas das sees das peas estruturais com os esforos a que so sub-metidas.

Resumidamente esse princpio pode ser assim exposto:

O esforo de trao simples convive bem com qualquer forma de seo. Se a inteno for trabal-har com peas esbeltas recomendado o uso de sees em que o material esteja concentrado junto ao centro de gravidade da seo.

O esforo de compresso simples pode provocar flambagem, da peas comprimidas exigirem sees mais rgidas, ou seja, aquelas em que o material esteja mais afastado do centro de gravidade, de preferncia em todas as direes.

O esforo de flexo exige formas de seo emque o material encontre-se longe do centro de gravidade, mas apenas em relao ao eixo emtorno do qual ocorre o momento fletor.

Nota: Para informaes mais detalhadas sobreeste assunto recomendamos consultar o livro A concepo estrutural e a arquitetura, do Prof. Yopanan C.P. Rebello, So Paulo, Zigurate Editora, 2003, p.61.

A seguir sero apresentados os perfis estruturais mais comuns, mostrando como so obtidos, e suas aplicaes mais adequadas.

Figura 02

1.4.1 Cantoneiras

As cantoneiras (ver figura 02) podem ser obtidas por dobramento de chapa, ou laminadas (produto de siderrgica). So especificadas em projeto pela letra L, seguidas das dimenses da seo, especifi-cando primeiro as larguras das abas, seguidas da sua espessura. As dimenses das cantoneiras lami-nadas so expressas em polegadas e as de chapa dobrada, em mm.

1.3. Perfil de Chapas Soldadas

Perfil de chapas soldadas o perfil obtido pela sol-dagem de chapas entre si. Permite grande varie-dade na forma e dimenses das sees; As chapas, com as mais diversas espessuras, variando entre 5 e 50 mm, e que podem, ainda, estar previamente dobradas, quando soldadas entre si originam as mais diversas possibilidades de sees.

Devido ao custo de fabricao mais elevado esse tipo de perfil utilizado em obras de mdio a grande porte. No entanto, quando o projeto exigir sees com formas especiais, essa soluo tambm pode ser usada em obras de menor porte.


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Exemplo: L 4 x 4 x ou L 100 x 100 x 12,5 mm.

Os usos mais comuns para as cantoneiras so apresentados a seguir:

a) Elemento de ligao entre peas (Ver figura 03)

Figura 03 Foto 04 - Cantoneira soldada em uma viga e parafusada em outra. Fonte: Sidnei Palatnik

b) Barras de trelias, principalmente em tesouras de telhado (Ver figura 04)

recomendvel que as barras das trelias sejam formadas por cantoneiras duplas, para que o cen-tro de gravidade da fora passe pelo c.g. da seo, evitando-se assim excentricidades que resultemem esforos indesejveis.

Figura 04

A ligao entre as cantoneiras feita atravsde chapas nas quais estas so soldadas ou para-fusadas.

Modulo 1 : 1 parte

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d) Reforos de chapas de piso ou vedao (Ver figura 06)

As cantoneiras se comportam como nervuras aumentando a rigidez da chapa. Caso a chapa no fosse enrijecida pelas cantoneiras, sua espessura teria que ser maior, resultando em peso e custos mais elevados.

figura 06

Foto 05Fonte: Sidnei Palatnik

c) Composio de pilares (Ver figura 05)

Neste caso, com pequena quantidade de material pode ser obtida uma coluna, bastante rgida e com uma seo com grande momento de inrcia.

Figura 05 Pilar composto de cantoneiras e chapa

de capital importncia que, para garantir que as 4 cantoneiras no trabalhem independentes, mas sim como uma nica seo formada por 4 cantoneiras, se evite o escorregamento relativo entre elas. Para isso necessrio ligar as cantoneiras com trava-mentos adequados, sendo o mais eficiente aquele que forma tringulos, como aparece na Foto 05.


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1.4.2 Perfil U

O perfil U (ver figura 07) pode ser obtido por dobra-mento de chapa ou por laminao em siderrgica.

Sua especificao feita pelo uso do smbolo [ , seguido das dimenses da seo e do pesopor metro linear.

No caso de perfis laminados fornecida a altura da alma em polegadas seguida do peso por metro linear; No caso dos perfis de chapa dobrada, so forneci-das todas as dimenses da seo em milmetros, na seguinte seqncia: altura, largura e espessura.

Os perfis U de chapa dobrada podem ser enrijeci-dos para aumentar sua inrcia em relao ao seu eixo vertical (de menor inrcia). Esse enrijecimento dado pelo dobramento de seus extremos. Este dobramento recebe o nome de lbio. Neste caso o perfil especificado na seguinte seqncia: altura, largura, espessura e lbio.

Exemplos:

[ 8 x 17,11 para perfil laminado[ 100x50x3 para perfil de chapa dobrada[ 100x50x3x 20 para perfil de chapa dobradaenrijecido

Nos perfis laminados, para cada altura de alma so fabricados diversos perfis com vrias espessurasde alma e mesa. Em vista disso pode-se, mais popu-larmente, substituir a especificao atravs do peso pela posio do perfil no catlogo de fabricao.

Exemplo: [ 8 x 17,11 ou [ 8 1a alma

A denominao 1a alma significa que foi escolhido, dentre os perfis de 8 de altura que aparecem no catlogo, aquele que apresenta espessura de alma mais fina e que, portanto, aparece em primeiro lugar no catlogo.

Os perfis U so comumente usados nas seguintes situaes:

a) Barras de Trelias de grande porte (Ver figura 08)

Figura 07

Foto 06 Perfil U laminado

Figura 08

Modulo 1 : 1 parte

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b) Composio de pilares atravs da soldagem dos perfis entre si ou com chapas ou cantoneiras. (Ver figura 09)

Observe-se a inteno de jogar material longe do centro de gravidade da seo com o intuito de di-minuir o efeito da flambagem.

Recomenda-se que as abas do perfil estejam volta-das para baixo, a fim de que no haja acmulo de poeira ou gua oriunda da condensao da umidade do ar, o que pode provocar corroso

d) Vigas para pequenas cargas e vos (Ver figura 11)

c) Teras para apoio de telhas de cobertura(Ver figura 10a e 10b)

As teras so vigas que apiam as telhas e quepor sua vez apiam-se nas tesouras.

O uso de um nico perfil deve ser restrito a cargas e vos pequenos, pois devido a assimetria da seo existe a tendncia de ocorrer toro. Para melhor desempenho, da viga, recomenda-se a composio de dois perfis U, de forma a tornar a seo sim-trica e no sujeita toro. Esta soluo permite o seu uso em vigas com cargas e vos maiores, mas tem contra si um razovel aumento de custo, uma vez que a alma passa a ser dupla.

Outro fator que torna a composio de perfis U menos eficiente para uso em vigas embasado no princpio da distribuio de massa nas sees. As vigas so submetidas predominantemente a mo-mento fletor e, como foi visto, a melhor seo para esse esforo aquela que concentra material longe do centro de gravidade na direo normal ao eixo em torno do qual ocorre a flexo. Quando dois perfis U so compostos, a concentrao de material se d na alma, quando o melhor seria nas mesas.

e) Viga para apoio de degraus de escada(Ver figura 12)

Figura 09 Figura 11

Figura 11

Figura 10a

Figura 10b


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1.4.3 Perfil I

O perfil I (ver figura 13) pode ser obtido por lami-nao na usina siderrgica ou pela soldagemde trs chapas.

Os perfis I laminados, so especificados em projeto, pela letra I acompanhada da dimenso da sua altura em polegada ou milmetro, seja padro americano ou europeu, seguida do seu peso por metro linear. No padro americano, pode-se infor-malmente substituir a especificao do peso pela posio do perfil na tabela do catlogodo fabricante (1 alma, 2 alma,...).

Os perfis de chapa soldada, quando no obtidos in-dustrialmente, so especificados pela sigla VS (viga soldada), seguida da sua altura em milmetroe do seu peso por metro linear.

Alguns fabricantes tm suas prprias siglas. Os perfis laminados produzidos pela Aominas so especificados pela letra W. Os perfis soldados da Usiminas pela sigla VE, onde a letra E indica que so executados por eletrosoldagem. A Usiminas ai-nda usa a sigla VEE para perfis I eletrosoldados que tm as mesmas sees dos perfis laminados padro americano.

Exemplo: I 12 x 60,6 x 60,6 kgf/m ouI 12 - 1 almaVS 300 x 62W 310 x 28,3VE 250 x 19

Foto 07 Perfil I laminadoFonte: Sidnei Palatnik

Figura 13

a) Viga

O uso como viga a principal e mais importante aplicao desse perfil. Sua forma de seo ex-tremamente adequada para absorver os esforosde flexo, j que suas mesas constituem elementos de grande quantidade de massa, afastadosdo centro de gravidade da seo.

Os perfis I podem ser usados como:

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Muito interessante , tambm, o uso do perfil I associado ao concreto, compondo vigas mistasde seo T. Nesse caso o concreto absorve a compresso e o ao a trao, devidas ao momento fletor, resultando em vigas muito resistentes e com pouca altura, pois os dois materiais so solicitados dentro de suas melhores caractersticas mecnicas. (Ver figura 15)

b) Viga vierendeel alveolar Essa viga obtida pelo corte da alma de um perfil I, na altura conveniente, e posterior soldagem das partes cortadas, resultando em uma viga de maior resistncia com a mesma quantidade de material.

Este tipo de viga permite a passagem de tubulaes atravs de sua alma. O uso deste tipo de viga deve ser bem avaliado, pois o seu processo de obteno gera custos mais elevados. (Ver figura 16)

Figura 14

Figura 16

Figura 16b

Figura 15

Todos os perfis I, sejam laminados ou soldados, tm a espessura da mesa maior que a da alma, e com-patvel com o princpio de distribuio de massana seo. (Ver figura 14)


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Foto 7a - Corte do perfil para fabricao de viga alveolar. Fonte: Gerdau Aominas

Nota: Para mais informaes sobre o comportamento da viga vierendeel recomendamos consultar o livro Bases para Projeto Estrutural, do Prof. Yopanan C.P. Rebello, So Paulo, Zigurate Editora, 2007, p. 80.

Foto 7b - Montagem de viga alveolar. Fonte: Gerdau Aominas

Figura 17

c) Pilar isolado para pequenas cargas. A seo em I no a melhor para foras de com-presso, portanto para pilares, pois a forma da seo resulta em uma maior rigidez na direo paralela alma do que na direo normal a ela.

Essa caracterstica impede o uso de perfis I para pilares mais solicitados e mais longos.

d) Composio de pilares.

Pilares podem ser compostos atravs da soldagem direta de dois perfis ou pela ligao de dois perfis por meio de chapas ou cantoneiras, de uma maneira semelhante utilizada para perfis U. (Ver figura 17)

Modulo 1 : 1 parte

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Figura 18

O perfil H (ver figura 18) pode ser obtido pela sol-dagem de 3 chapas ou por laminao. Se diferen-cia geometricamente do perfil I por apresentar largura de aba igual altura da alma.

As indicaes em desenho so semelhantes s do perfil I, exceto que os perfis no industrializados de chapa soldada recebem a sigla CS, iniciais de Coluna Soldada.

Os perfis laminados produzidos pela Gerdau Aomi-nas recebem a sigla W ou HP. Os perfis eletrosolda-dos, produzidos pela Usiminas, recebem a sigla CE, de Coluna Eletrosoldada.

Exemplos: CS 300 x 26 - W 310 x 93 - CE 300 x 76

Os perfis soldados, quando no so produzidos industrialmente, podem ser especificados generi-camente, seja perfil I ou H, pela sigla PS de Perfil Soldado. Como estas sees no so tabeladas elas devero ser identificadas na prancha de desenho em tabela prpria, onde todas as dimenses sejam especificadas. Normalmente a ordem de identifica-o : altura do perfil, largura da mesa, espessura da mesa e espessura da alma.

O Perfil T pode ser obtido pelo corte de um perfil I ou de perfil H. Quando obtido por laminao apre-senta dimenses bastante reduzidas. Por no ser muito econmico, o perfil T tem pouca utilizao estru-tural, sendo principalmente usado na composio de caixilhos. Sua indicao em desenho semelhante da cantoneira, substituindo-se a espessura da alma pelo peso por metro linear.

Exemplo: T 4 X 4 X 20 kgf/m.

1.4.4 Perfil H

1.4.5 Perfil T

O perfil H, pelas suas caractersticas geomtri-cas, quase que unicamente utilizado como pilar, pois apresenta boa rigidez em ambas as direes, respondendo bem ao esforo de compresso axial.

A inrcia de sua seo faz com que o perfil H seja indicado, tambm, para pilares submetidos a flexo-compresso (flexo + compresso axial).


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Os perfis tubulares podem ser obtidos pelo proces-so de extruso, quando no apresentam costura, ou pela calandragem (processo para curvar chapas ou perfis) de chapas e posterior costura. Os primeiro so chamados tubos sem costura e os ltimos tubos com costura.

No h diferena quanto s propriedades fsicas de um ou outro, mas apenas no processo de fabricao onde os tubos de maiores dimenses so obtidos com costura e os de menores sem costura.

Os tipos de sees tubulares

As sees dos tubos podem ser circulares, quadradas ou retangulares.

1.4.6 Perfil Tubular

No Brasil, os tubos sem costura so fabricados com dimenses que no ultrapassam 355 mm de di-metro externo.

Nota:Para conhecer mais sobre o uso de tubos estrutur-ais, recomendamos o livro eletrnico Imagination & Inspirao publicado pela V&M e disponvel em http://www.vmtubes.com.br/vmb/livro_vem/index.html

Os tubos so especificados em projeto pela dimen-so externa seguida da espessura em milmetros.

Exemplos:200 x 3 (tubo circular)150 x 80 x 2 (tubo retangular) Um srio problema dos perfis tubulares apossibilidade de sofrerem deteriorao de dentro para fora e que no pode ser detectada visualmente. Por isso recomenda-se o uso de tubos em aosde maior resistncia corroso.

Foto 08 Foto 09a

Fotos 09a e 09b Calandragem de perfil tubular de seo circular em seo retangular. Fonte: V&M

Modulo 1 : 1 parte

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1.4.6.1. Usos estruturais de tubos de Ao

Os Tubos de ao podem ser usados em:

a) Barras de trelias planas e espaciais.

Os perfis tubulares, por possurem massasigualmente distanciadas do centro de gravidade, prestam-se bem utilizao em barras submetidas tanto a trao como compresso, como ocorre nas trelias.

Apresentam certas dificuldades em relao s ligaes entre as barras, embora j existam siste-mas bastante eficientes para execuo de ns em trelias com tubos cilndricos (ex.: Sistema Mero para trelias espaciais).

b) Barras submetidas toro

Os perfis tubulares, principalmente os cilndricos, so os que melhor absorvem esforos de toro por possurem massas igualmente distanciadas do cen-tro de gravidade. Os perfis I, por exemplo, tem um desempenho fraco sob a ao de toro, pois a alma concentra material prximo ao centro de gravidade.

d) Vigas

Os perfis tubulares retangulares podem ser usados como vigas. Do ponto de vista econmico os perfis tubulares so menos eficientes que os perfis I, pois ao contrrio destes apresentam maior concentra-o de massa na alma, o que contraria o princpio j bastante comentado.

c) Pilares

Talvez seja essa a mais interessante aplicao dos perfis tubulares, pois apresentam maior eficin-cia contra a flambagem com menor consumo de material. So executados vazados ou preenchidos com concreto, quando ento se obtm uma grande resistncia com sees bastante esbeltas.

Foto 10 Trelia espacial. Fonte: Sidnei Palatnik

Foto 11 Centro Empresarial do Ao CEA.Fonte: Sidnei Palatnik

Alm disso, sistemas computadorizados de corte a plasma executam o recorte da seo dos tubos circulares de tal forma que os encontros de dois tubos sejam exatos, permitindo ligaes soldadas de grande qualidade.


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1.4.7 Chapas

1.4.7.1. A utilizao das Chapas de ao

Tipo de chapa de ao Espessuras Tamanhos

Chapa fina 0,31 a 4,76 mm 6,0m ou em bobinas

Chapa grossa 5,20 a 63,5 mm 1,22 m de largura por at 10.67m de comprimento

As chapas de ao so obtidas atravs da laminao dos lingotes ou placas. Classificam-se em finas e grossas, conforme suas espessuras.

As chapas finas variam de 0,31mm a 4, 76 mm de espessura e so fornecidas em peas de at 6.0m de comprimento ou em bobinas.

As chapas so utilizadas em:

a) Conformao de perfis estruturais (perfis de chapas dobradas). Para esta finalidade so usadas apenas chapas finas.

A soldagem de chapas em perfis que necessitam de reforo propicia um aumento bastante sensvel na sua resistncia. (Ver figura 19)

b) Elementos de ligao de perfis em ns de trelias ou outros sistemas. A forma da chapa funo do tipo de ligao a ser executada.

c) Reforo de estruturas existentes.

No exemplo acima, foi obtido um aumento de 21% na resistncia da pea com apenas 10% a mais de peso.

As chapas grossas possuem espessuras que variam de 13/64 (5,2 mm) a 2 1/2 (63,5 mm) e so normal-mente especificadas em polegada. So fornecidas em peas de at 1,22 m de largura por at 10.67m de comprimento.

Figura 19

Foto 12 Estrutura em perfis de chapa dobrada.Fonte: Sidnei Palatnik

Modulo 1 : 1 parte

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1.4.8. Barras redondas.

1.5 Tabelas de Perfis de Ao

As barras redondas so obtidas por laminao. Seu dimetro varia de (12,5 mm) a 4 (102,0 mm). As barras redondas so, basicamente, usadas para con-feco de chumbadores, parafusos e tirantes.

Alm desta fonte, o site Metlica (www.metalica.com.br) inclui, entre suas pginas, uma seo dedi-cada a publicao de tabelas dimensionais forneci-das pelos fabricantes de diversos tipos de perfis e produtos de ao.

Esto disponveis para consulta e download no link:http://www.metalica.com.br/pg_dinamica/bin/pg_dinami-ca.php?id_pag=1729

Nota: Recomendamos sempre consultar os catlo-gos dos fabricantes de perfis para verificao dos dados tcnicos.

Leitura Recomendada :

O uso do Ao na Arquitetura Cap. 3 : Perfis Metlicos: Mtodos de Obteno e Padronizao, do Prof. Aluzio Fontana Margarido

Este captulo contm as principais tabelasde perfis de ao utilizados.


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