CENTRO UNIVERSITRIO DO SUL DE MINAS ENGENHARIA MECNICA AUCENA MANGIAPELO ANDR PERES PIACENTINI CHAYENNEE SILVA DANIELA RUFINO JEAN PAULO DE OLIVEIRA ESTRUTURAS METLICAS Com nfase no Curso de Engenharia Mecnica. Varginha - MG 2014 AUCENA MANGIAPELO ANDR PERES PIACENTINI CHAYENNEE SILVA DANIELA RUFINO JEAN PAULO DE OLIVEIRA ESTRUTURAS METLICASCom nfase no Curso de Engenharia Mecnica. ProjetoInstitucionaldoCursode EngenhariaMecnicadoCentro UniversitriodoSuldeMinasUNIS/MG como pr-requisito para obteno de nota do 1 perodo. Orientador: Prof. Antnio Grama. Varginha - MG 2014 RESUMO MANGIAPELO, Aucena; PIACENTINI; Andr Peres; SILVA, Chayennee; RUFINO, Daniela; OLIVEIRA,JeanPaulode.EstruturasMetalicascomnfasenoCursodeEngenharia Mecnica. Orientador: Prof. Antnio Grama. Varginha: Unis, 2014. Projeto Institucional - PIC. Asestruturasmetlicastmsidoconstrudasesemantendoemplenousoaolongodos anos.AprimeiraestruturaaserconstrudafoinaInglaterraeateosdiasatuaisseencontraem perfeitascondies.Asuautilizaotemcomoprincipaisvantagensmaiorreatil, compatibilidadecomoutrosmateriais,maiorvelocidade,resultadofinaldegrandequalidade, reciclabilidade,preservaodomeioambiente,precisoconstrutivaentreoutras.Opresente estudo teve como objetivo tratar sobre as estruturas metlicas em geral, o papel delas e sua total importncianaEngenhariamecnicaquantonasociedade.Foirealizadoumabuscadevrios artigosnacionaiseoutrosmateriaisdeconsultaparaaexecuodesteestudo,bemcomoum croqui foi construdo para demostrar uma estrutura metlica. Conclui-se que necessrio um bom projeto, um acompanhamento de profissionais capacitados para tentar minimizar a ocorrncia de erros e mais estudos para a obteno de matrias durais visando a preservao do meio ambiente e proteo para o homem. Palavras-chave: Ao; Construes metlicas; Estruturas metlicas; Obra. ABSTRACT MANGIAPELO, Aucena; PIACENTINI; Andr Peres; SILVA, Chayennee; RUFINO, Daniela; OLIVEIRA,JeanPaulode.MetalstructureswithemphasisonMechanicalEngineering Course. Orientador: Prof. Antnio Grama. Varginha: Unis, 2014. Projeto Institucional - PIC. Themetalstructureshavebeenbuiltandmaintainedinfulluseovertheyears.The first structure to be built was in England, and up to the present day is in perfect condition. Its use has as main advantages largest floor area, compatibility with other materials, greater speed, high-quality end result, recyclability, environmental preservation, constructive precision among others. Thepresentstudyaimedtoaddressonmetalstructuresingeneral,theirroleandtheiroverall importanceinmechanicalengineeringandinsociety.Asearchofseveralnationalarticlesand other reference materials for the execution of this study, as well as a sketch was done was built to demonstrate a metal frame. Concluded that a good design, monitoring of trained professionals is necessary to try to minimize the occurrence of errors and more studies to obtain dural materials for the preservation of the environment and protection for the man. Keywords: Steel; Metalware; Metal structures; Shell work. LISTA DE ILUSTRAES Figura 1 .......................................................................................................................................... 18 Figura 2 .......................................................................................................................................... 19Figura 3 .......................................................................................................................................... 19 Figura 4 .......................................................................................................................................... 20 Figura 5 .......................................................................................................................................... 20 Figura 6 .......................................................................................................................................... 20 Figura 7 .......................................................................................................................................... 21 Figura 8 .......................................................................................................................................... 21 Figura 9 .......................................................................................................................................... 22 LISTA DE ABREVIATURAS ABNT: Associao Brasileira de Normas e Tcnicas ASTM: American Society for Testing and Materials kN/m2 : kilonewtons por m2 Fe: Ferro NBR: Norma BrasileiraSAE: Society of Automotive Engineers Zn: Zinco SUMRIO 1 INTRODUO ....................................................................................................................................... 13 2 OBJETIVOS ............................................................................................................................................ 14 2.1 Objetivo geral ....................................................................................................................................... 14 2.2 Objetivos especficos ............................................................................................................................ 14 3 JUSTIFICATIVA ...................................................................................................................................... 15 4 REFERENCIAL TERICO ................................................................................................................. 16 4.1 Caractersticas gerais ........................................................................................................................... 16 4.2 Ao: Conceitos gerais ........................................................................................................................... 16 4.2.1 Tipos de materiais e suas caractersticas ............................................................................................. 16 4.2.2 Produtos de ao mais usado em estruturas metlicas .......................................................................... 17 4.3 Tipos de estruturas metlicas .............................................................................................................. 18 4.4 Componentes de uma estrutura metlica ........................................................................................... 22 4.5 Oxidao ................................................................................................................................................ 23 4.6 Montagem e pr-montagem ................................................................................................................. 24 4.7 Vantagens e desvantagens ................................................................................................................... 24 4.8 Patologias .............................................................................................................................................. 26 4.9 Controle de fabricao e qualidade .................................................................................................... 29 4.9.1 Processo de Fabricao ....................................................................................................................... 29 4.9.2 Controle da Qualidade ......................................................................................................................... 30 4.9.3 Inspeo Visual ................................................................................................................................... 30 4.9.4 Inspeo Dimensional ......................................................................................................................... 30 4.9.5 Inspeo de Solda ................................................................................................................................ 31 4.9.7 Inspeo de Documentao ................................................................................................................. 31 4.10 Questo ambiental .............................................................................................................................. 31 4.11 Desenvolvimento de clculo ............................................................................................................... 32 4.12 Concepo estrutural ......................................................................................................................... 35 5 MATERIAL E MTODOS .................................................................................................................... 36 6 CONCLUSO ......................................................................................................................................... 37 REFERENCIAS ......................................................................................................................................... 38 213 1 INTRODUO AutilizaodasestruturasmetlicasteveincionosculoXVIII,oaotem possibilitadoaosarquitetos,engenheiroseconstrutores,soluesarrojadas,eficientesedealta qualidade na sua construo. As primeiras obras, como por exemplo, a Ponte Ironbridge na Inglaterra, de 1779, aos ultramodernosedifciosqueseestendempelasgrandescidades,asvantagensnautilizaode sistemas construtivos em ao vo alm da linguagem esttica de expresso marcante; reduo do tempo de construo, no uso de materiais, mo de obra e aumento da produtividade, passaram a serfatoresdepesoparaoeficciadequalquerempreendimento.Essascaractersticasque transformaramaconstruocivilnomaiormercadoparaosprodutoresdeaonoexterior comeamagoraaserpercebidanoBrasil.Acompetitividadedaconstruometlicatem possibilitadoautilizaodoaoemobrascomo:edifciosdeescritrioseapartamentos, residncias, habitaes populares, pontes, passarelas, viadutos, galpes, supermercados, shopping centers,lojas,postosdegasolina,aeroportoseterminaisrodos-ferrovirios,ginsiosesportivos, torres de transmisso, etc. Este estudo ir abordaras caractersticas de umaestrutura metlica, destacando suas particularidades,asvantagensdamesmaemcomparaoaosdemaismeiosconstrutivos, explicaremos alguns detalhes que devem existir no projeto, o detalhamento, os tipos de ligaes, e as formas de fechamentos que sero utilizadas. 14 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo geral Pesquisarostiposdeconstruometlicaesuaaplicaonapraticaeabrangeros conhecimentos sobre de a construo de um projeto de pesquisa. 2.2 Objetivos especficos Verificarosfatoresimportantesnadasestruturasmetlicasnaconstruoparao desenvolvimento de um pas,Verificarsuarapidezefacilidadedemanuseionaobraetambmsuadurabilidadee resistnciaComparar o custo benefcio do ao em relao a outros tipos de materiais na construo. 15 3 JUSTIFICATIVA A escolha do tema posto foi devido necessidade de ampliar a viso dos alunos do 1 perodo de Engenharia Mecnica do Centro Universitrio do Sul de Minas - UNIS/MG para com seu curso, expondo a grande extenso de especialidades que se pode atingir. 16 4 REFERENCIAL TERICO 4.1Caractersticas gerais Asestruturasmetlicassocompostasporelementosmetlicos,comligaode chapas e perfis atravs de aparafusamento e/ou por soldadura. A Qualidade final destas estruturas est dependente da correta aplicao de mtodos e procedimentos, em todas as fases do Projeto, desde a fase de definio at recepo definitiva. 4.2 AO: Conceitos gerais 4.2.1Tipos de materiais e suas caractersticas Oaoumaligametlicacompostapor98%deferroecomumaproporode carbono que varia entre 0,002% a 2% (DIAS, 1997).Aspropriedadesmecnicasdefinemocomportamentodosaosquandosujeitosa esforosmecnicosecorrespondemspropriedadesquedeterminamassuascapacidadesde resistiretransmitiresforosquelhessoaplicados,semromperousemqueocorram deformaes excessivas (DIAS, 1997).SegundoABNTosaosestruturaispodemser,NBR-6648chapasgrossasdeao carbonoparausoestrutural;NBR-5920/5921chapasfinasdebaixaligaealtaresistncia mecnica resistente a corroso atmosfrica para uso estrutural ; NBR 5000 chapa grossa de ao de baixa liga e alta resistncia mecnica; NBR-46649 chapa fina a fio para estrutural; NBR- 6650 chapasfinasaquenteparausoestrutural;NBR-5008chapasgrossasdeaodebaixaligaeata resistnciamecnicaresistenteacorrosoatmosfricaparausoestruturais;NBR-5004chapas finasdeaodebaixaligaealtaresistnciamecnica;NBR-7007aoparaperfillaminadopara usoestrutural;NBR-8261perfiltubulardeao-carbono,formadoafrio,comesemcosturade seco circular, quadrada ou retangular para usos estruturais. Segundo ASTM os aos estruturais so classificados sendo;

17 Ao-Carbono: A36 o mais usado em estruturas metlicas, podendo ser usadas em edifcios, ponteseestruturasemgeralesereserempregadocomligaesrebitadas,parafusadasou soldadas. A570 apresentado em vrios graus, para ser empregado na confeco de perfis de chapadobrada,devidoasuaductilidade.A500usadonafabricaodetuboscomesem costura, para tipos redondos quadrados ou retangulares. empregado em dois graus. Para tubos sem costura so empregados at a espessura de 12.5 mm e dimetro de 258mm. A501 usado tanto na fabricao de tubos com e sem costura, para tipos redondos, quadrados e retangulares. TemamesmaresistnciadoA36.empregadoat25mmdeespessura,comdimetros variando de 12 a 600mm. AodeBaixaLigaealtaresistnciamecnica:A441usadoondesequerumgraude resistncia maior e apresentado em vrios graus, podendo ser empregado em qualquer tipo de estruturacomligaessoldadas,parafusadasourebitadas.A572usadoondesequerum grau de resistncia maior e apresentado em vrios graus, podendo ser empregado em qualquer tipo de estrutura com ligaes soldadas, parafusadas ou rebitadas. Aosdebaixaliga,altaresistnciamecnicaecorrosoatmosfrica:A558 empregadoondeserequerumareduoepesoaliadoaumaresistnciamaioracorroso atmosfrica,que4vezesadocarbono.empregadoprincipalmenteempontes,viadutos, estruturas espaciais, pois devido a sua resistncia corroso, pode dispensar a pintura, exceto em ambientesagressivos.Podesersoldado,parafusadoourebitado.A242caracterizadoporter umaresistnciamaiorcorrosoduasvezesoao-carbono,podendoserempregadocom ligaes parafusadas, rebitadas e soldadas e em estruturas em geral. 4.2.2Produtos de ao mais usado em estruturas metlicas Aos Estruturais Perfis laminados, perfis soldados e chapas estruturais de modo geral: ao ASTM A-36; Perfis da chapa dobrada: ASTM A-570 grau C ou SAE 1010/1020; Barras redondas rosqueadas: ASTM A-36 e SAE 1010/1020. 18 Telhas para Tapamentos Laterais, Frontais e Cobertura (figura1) Ao galvanizado, com ou sem pintura; Alumnio, com ou sem pintura; Fibrocimento Translcida (plstica ou fibra de vidro). Figura 1: tela com seo trapezoidal Fonte:http://www.arquitecturaenacero.org/attachments/article/23/Manual%20CBCA%20-%20galpones.pdf 4.3 Tipos de estruturas metlicas Galpo Simples de Alma Cheia umaestruturasimtricacomcoberturainclinadaretasendodevolivrede15ma 45mealturade5ma12m,tendosuainclinaodacoberturaentre5e20eoespaamento entre os prticos entre 6m e 12m. comum a utilizao de msulas nas ligaes das vigas com as colunas e na cumieira (DIAS, 1997). 19 Figura 2: Galpo Simples de Alma Cheia Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco Galpo Simples com Viga Castelada ou Celular Aestruturaidenticadoprticosimples,masutilizandoparaasvigasinclinadasos perfislaminadosformandovigascasteladasoucelulares.Aalturapodeaumentarem aproximadamente50%,semaumentaramassalinear,osvossomaiores,chegandoat60m (DIAS, 1997). Figura 3: Galpo Simples com Viga Castelada ou Celular Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco Galpo com Tirantes Comacolocaodetirantes,consegue-sereduzirosdeslocamentoshorizontaiseos momentosnascolunas,estascoberturassoindicadasparainclinaescommaisde15. Observar, em alguns casos os tirantes pode ser inviveis tornando-se um obstculo na cobertura (DIAS, 1997). 20 Figura 4: Galpo com Tirantes Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco Galpo com Escora Central Indicadoparacoberturascomgrandesvos(maioresque30m),nosendoestas escoras um empecilho, o prtico com escora central, pode reduzir as vigas, isto proporciona uma estrutura mais econmica (DIAS, 1997). Figura 5: Galpo com Escora Central Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco Galpo com Cobertura em Poligonal O prtico com cobertura em poligonal indicado para coberturas com grandes vos, sendo possvel a diminuio da altura total onde for conveniente (DIAS, 1997). Com uso de tirantes horizontais pode-se obter economia na construo. Figura 6: Galpo com Cobertura em Poligonal Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco 21 Galpo com Cobertura em Arco Os prticos com cobertura em arco, indicado onde necessidade de detalhes especficos na construo arquitetnica. Com grandes vos necessrioligaes nas vigas, que so curvadas por calandragem a frio (DIAS, 1997). Figura 7: Galpo com Cobertura em Arco Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco Galpo Com Ponte Rolante Os prticos com Ponte Rolante so utilizados em instalaes industriais e so dotados detrilhosparaamovimentaodaspontes,sendoassimsuaconstruomaiscomplexapor exigirapoionaestrutura.Acargadaponterolanteintroduzesforosverticais,horizontaise impactosquedevemserresistidospelosprticos,mantendosempreasdeformaesmximas dentro dos limites para a operao da ponte rolante (DIAS, 1997). Figura 8: Galpo Com Ponte Rolante Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco 4.4 Componentes de uma estrutura metlica Osgalpessoconstruesgeralmentedeumpavimento,constitudosdecolunas regularmenteespaadascomcoberturanapartesuperiore,svezes,tambmnaslaterais,se estendendo porgrandesreas e destinados utilizao comercial, industrial, agrcola ou mesmo civil (DIAS, 1997). 22 Figura 9: Componentes de uma estrutura metlica. Fonte: http://www.metalica.com.br/projeto-de-galpoes-em-porticos-de-aco 23 4.5 Oxidao Oaotendeaseoxidarquandoemcontatocomomeioambiente,pormpossui determinadasatividadesquepodemevitartalpatologianaestrutura,algumasdestassolues reduzemouateliminamavelocidadequeacorrososepropaga,dentreelasdestaca-sea pintura, aplicao de zincagem e a utilizao de aos resistentes a corroso atmosfrica. Aos resistentes corroso atmosfrica: Aos inoxidveis Obtidos com a adio de nquel e cromo; AosPatinveisouAclimveisObtidoscomaadiodecobreecromoeem determinados casos nquel, vandio e nibio. Zincagem Azincagempossuisuaatividadesustentadapelaaodecombinarozincocomo ferro, pois assim o zinco atuar como uma barreira protetora, para que assim a entrada de gua e aratmosfriconosejapossvel.Taltratamentopermiteumacorrosode1050vezesmenor que no ao em reas industriais e rurais, e de 50 a 350 vezes em reas marinhas. Galvanizao Agalvanizaoconsisteemumprocessodezincagemporimersoaquente,que submeterapeaemumrecipientecomzincofundidoa460C.Ozincoassimdessaformase adere superfcie do ao atravs de uma camada de liga Fe-Zn. Pintura A pintura um instrumento de alta eficincia para garantir proteo contra a corroso da estrutura de ao, ela deve ter elasticidade e aderir completamente o substrato. Oseupreparopodevariardeacordocomosubstratoemquesto,pormrecomenda genericamentequeseexecuteumalavagemcomhidrojateamentodealta-pressoparaqueseja extrado todos resduos. Tal atividade deve seguir as seguintes etapas de execuo: Limpezadasuperfcie:podeserfeitaatravsdeescovamento,aplicaodesolventese jateamento; 24 Aplicao de primer: garante aderncia a camada subseqente; Camada intermediria: fornece espessura ao sistema; Camada final: atua como barreira protetora, alm da finalidade esttica. 4.6 Montagem e pr-montagem Amontagemdeoficinadeveserexecutadademodoqueasdimensesepeas estejamdeacordocomosdesenhosdefabricao,dentrodastolernciasprevistasemnormas vigentes. Apr-montagemrealizadanaoficina,objetivandoaprecisoparasuamontagem emcampo.Oseuusoevitaaocorrnciadeerrosqueseriamdesastrososparaamontagemde campo,comoposicionamentocorretodepartesdeumconjunto,verificaodecontraflechas, etc. Durante a fabricao feito um alargamento do conjunto que assegura a coincidncia dos furos em ligaes, proporcionando maior rendimento na montagem de campo. Esta operao comumemestruturasdepontesferroviriaserodovirias,siloscomchapasdedesgaste, estruturas espaciais de grande porte, etc. 4.7 Vantagens e desvantagens As vantagens que a estrutura metlica apresenta sobre as demais convencionais so inmeras, dentre elas destaca-se as seguintes: Preciso construtiva No momento da criao do projeto de uma estrutura metlica aunidadeempregadaomilmetro,aocontrariodaconvencionaldeconcretoque possuisuaprecisoemcentmetros.Issoproporcionaumaestruturaniveladae aprumada que garante maior facilidade na execuo de atividades como assentamento deesquadrias,instalaodeelevadorescomotambmnareduodocustodos materiais de revestimento; Reciclabilidade Oaopossuiacaractersticadesertotalmenterecicladoe reaproveitado de outras formas; 25 Preservaodomeioambiente Oprojetodeumaestruturametlicadiminuio consumo de madeira, a emisso de material particulado e poluio sonora oferecendo assim uma menor agressividade ao meio ambiente;Garantiadequalidade Comoaestruturaproduzidadentrodeumaindstria altamentequalificada,comtodooprocessoindustrialcontroladorigidamente,ela apresenta ao cliente uma compra de qualidade superior; Compatibilidadecomoutrosmateriais Oaopossuiaperfeitacompatibilidade comosdemaistiposde materiais,tantoverticalcomohorizontal,aceitandodesdeos convencionais como tijolos e blocos, lajes moldadas in loco, ou at mesmo elementos pr-fabricados como lajes e painis de concreto, painis dry-wall, etc; Racionalizao de materiais e mo-de-obra- Em processos convencionais como de concreto, o desperdcio de materiais pode alcanar 25% em peso. Agora uma estrutura metlica que possui o atributo de sistemas industrializados faz com que o desperdcio seja reduzido; Menorprazodeexecuo-Possuiadisponibilidadedeexecutaratividadesem paralelosimultaneamentecomotambmdiminuiacolocaodeformase escoramentos. O fato de sua montagem no ser no local da obra elimina assim o fator da chuva, que reduz o tempo de execuo em 40%; Liberdadenoprojetodearquitetura AtecnologiaquetalestruturaFornece permiteaosarquitetostotalliberdadecriadoracomprojetosdealtaexpresso arquitetnica. Maiorreatil Ospilaresevigasdeaosoessencialmentemaisesuntuosasdo queasequivalentesdeconcreto,implicandoemmelhoraproveitamentodoespao interno da rea til; Flexibilidade Aestruturametlicaprestamaiorfacilidadenapassagemde utilidades como gua, ar condicionado, telefonia, informtica, esgoto e etc;Alviodecarganasfundaes Suaestruturaemcaractersticamaislevequeas demais que resulta numa reduo de 30% no custo das fundaes; Porm possui certas ocorrncias que torna a estrutura invivel, como:CorrosoDemandacertoscuidadoscomrelaoasuacomposioparaassim 26 impedir agresses qumicas; Desembolso nico para aquisio da estrutura; Ausncia de fornecedores nacionais de componentes industriais. Aestruturametlicapossuimenorconfortotrmico,poispossuimenormassa ficando assim suscetvel a propagao do calor; Quando analisada de forma isolada possui custo mais elevado; Perda da resistncia quando sujeito ao fogo; Em uso de alumnio possui baixa resistncia ao vento; Componentescomoparedesinternas,lajes,juntas,vedaesdemandammaiores cuidadosparaqueasmovimentaesdistinguidasdoselementosestruturaisno resultem em patologias; Irrealizvel a mudana do projeto aps o ser iniciado sua execuo. 4.8 Patologias Duranteaexecuodeumaestruturametlicapodeocorrerdiversaspatologias podendo ser oriundas desde o projeto at na montagem. A seguir destacam-se as patologias mais comuns em uma estrutura metlica: CorrosoOcorredevidoaoacmulodeumidadeouagentesagressivosnativos dadeficinciadedrenagemdasguaspluviaiseerrosnosdetalhesconstrutivos.Pormela tambm pode ser ocasionada pela carncia de proteo contra o processo de corroso; DeformaoPodeocasionarquandohouveracumulodecargasouefeitos trmicos no previstos em projeto, ou ainda, falhas na disposio de travejamentos; Flambagem Pode ocorrer quando h o uso de modelos estruturais incorretos para averiguaodaestabilidade,deficinciasnoenrijecimentolocaldaschapasouimplicaesde imperfeies geomtricas; 27 FraturaTalpatologiapodeadvircomaconcentraodetensesdevidoa detalhes de projeto imprprios, diferena de tenso no prevista em projeto ou lapsos na solda. ESTUDO DE CASO I.Falha no gabarito de furao A figuraretrata a uniode uma viga secundriacom uma viga principal; Sendo a viga principal um perfil VS300x61 (I300x150x12,5x16),eavigasecundriaumperfilVS300x33 (I300x150x6,3x8)esuaconexofoirealizadaatravsde4 parafusos 5/8" ASTM A-325.Notam-sefalhasdeajustenosparafusos,sendoque um dos furos da viga secundria foi deslocado 12 mm para cima. Tal falha pode ser evitada com maior controle dimensional de produo na fbrica. II.Furos no previstos no projeto A Figuraao lado nos mostra dois furos na coluna (3),asaberturasdestacadasforamforjadasparapermitir passagemdetubulaeseltricasnoprevistasemprojeto.A viga(1)umperfilVS250x28(I250x130x6,3x8),aviga(2) umVS300x33(I300x150x6,3x8),eacolunaumperfil CVS350x73 (I350x250x9,5x12,5). Emtalsituaoainfluenciadessasaberturas deveriatersidoanalisadominuciosamente,poisasmesmas reduzem as abas das mesas do perfil. 28 III. Falta de parafusos na conexo A Figura apresenta a ausncia de um parafuso de cada lado de uma ligao entre viga e coluna. Essafalhapoderiatersidoevitadacomumarevisodasplantas na fbrica. IV.Subdimensionamento de elementos Aimagemdemonstraaflambagemglobaldeumadiagonal composta de uma trelia, pois no seu dimensionamento no foi ponderado todas as possibilidades de carregamento e a reviso de flambagem tambm no foi realizada. OsperfisdobanzosuperiorsoU120x60x6,3,oelementoda diagonalcompostoporduascantoneirasL35x35x2,65,travejadascom chapas de dimenses 4,8x30x90.Depoisdeocorridoafalhaofabricantereforouoselementos da diagonal, as substituindo das trelias. O correto uso de normas e especificaes reconhecidas, consideraes de todos os estados de limites possveis, teria evitado essa determinada patologia. 29 4.9 Controle de fabricao e qualidade 4.9.1 Processo de Fabricao A fabricaodasestruturasmetlicas feitaapartirdechapas,perfislaminados, soldadosoucompostos.Aspeasestruturaisdeaotmumadimenso(barras), enquanto a estruturatrabalhatridimensionalmente, precisando de novas conexes entre aspeas. A geometria da seco transversal dos perfis escolhida devido ao tipo de esforo que a pea estar submetida. A chapa o material bsico da fabricao metlica, encontrada emvariasespessuras e pode ser usada para formar perfis soldados ou estruturas em placas enrijecidas. Afabricaodaestruturametlicacomeacomumcontratoqueprovavelmentevai envolver os processos de fabricao e montagem da estrutura, como oprojeto com desenhos de detalhamento das ligaes entre peas estruturais. Aspeasdeaochegamdausinasiderrgicaporcaminhooutrem,nelasso feitasmarcasdeacordocomotipodeaoepeso.Antesdeserutilizadaapealimpacomjatosdepartculasepinturacomprimer,entolevadaparaofornopara aquecimento,e depois recebe jatos de partculas cermicas que removem sujeira ecorrosoepermite mxima adeso a pintura, em seguida feita a pintura com spray de umprimerparaproteodassuperfcieslimpas.Logoapscomeaoprocessode fabricao.Para uma estrutura de edifcio as peas inicialmente so cortadas em seucomprimento por uma serra circular, essa operao controlada por computador. O processodefuraoporbloqueamentotambmcontrolado porcomputador. Perfiscurvosoucomplexospodemserproduzidoscomcorteporchamadeoxiacetileno (maarico).Perfisdechapadobradossofabricadosafrioemprensasespeciais chamadasde dobradeiras. Os perfis cilndricos ou cnicos podem ser produzidos pordeformaoa frio.Nassoldasusuaisafusodoaoprovocadapelocalorproduzidoporumarco voltaico entre o eletrodo metlico e o ao asoldar(metal base). O eletrodo manual revestido 30 paraque durante asuafuso esterevestimentosetransforme emgasesqueisolama regio da solda protegendo-a de reaes com a atmosfera. Aps todos os componentes de peas de um sistema estrutural estiveremfabricados,eles so levadosparareadeconexes,para serem ligadospor soldasou parafusos. Deve haver a inspeo da solda para garantir que no h defeitos como porosidade,faltadepenetraoetrincas.Depoisda fabricao feitooacabamentodas estruturas com pintura manual ou automtica, para depois serem transportadas. necessriocuidadoeatenonodetalhamentoenaeficincianafabricao da estruturametlica,paraminimizarproblemasnocampoetornarmaisrpidaeeficientea montagem. Vos livres e altura da edificao: Aconstruomodernaexigequeosistemavenagrandesvosegrandesalturasocupando menos espao estrutural e liberando reas para a ocupao da edificao.As vigas de ao podem alcanar grandes vos livres, com as menores alturas finais. 4.9.2 Controle da Qualidade O controle da qualidade consiste em atividades de inspeo do produto como visual, dimensional e documentao. 4.9.3 Inspeo Visual Ainspeovisualconsisteemverificarascaractersticasvisuaisdosprodutos,bem comoconstataraocorrnciadedefeitoscomo:rebarba,empenamento,erronaidentificaodo produto,acabamentosuperficialinadequado,defeitosnapinturaenorevestimentoefalhasde montagem. 4.9.4 Inspeo Dimensional

Ainspeodimensionalconsisteemverificarascaractersticasdimensionaisdos 31 produtosfrenteaoespecificadonosdesenhostcnicos,bemcomoconstataraocorrnciade defeitos como: ovalizao e funcionalidade das roscas 4.9.5 Inspeo de Solda

Ainspeodesoldaenvolveatividadesrelacionadascomooprocessoeos equipamentosdesoldagem,oprocedimentodesoldagem,asuaespecificaoequalificao,a qualificaodosoldadorouoperador,ametalurgiadasoldagem,mtodosdeavaliao dimensional, visual e no destrutiva. A inspeo consiste em verificar as caractersticas da junta soldadabemcomoconstataraocorrnciadedefeitoscomotrincas,porosidade,faltadefuso, falta de penetrao, incluso de escria e mordedura.

4.9.6 Inspeo de Pintura

AinspeodePinturaconsisteemverificarascaractersticasdasuperfcierevestida frenteaosProcedimentosdePintura,bemcomoconstataraocorrnciadedefeitoscomo: espessura irregular, manchamento, escorrimento, bolhas e enrugamento.

4.9.7 Inspeo de Documentao

AinspeodeDocumentaoconsisteemverificarseosdocumentos,como certificados de qualidade da matria-prima e de consumveis de soldagem, relatrios do processo de fabricao e de ensaios realizadas, requeridos nas especificaes do produto esto conforme o especificado. 4.10 Questo ambiental Com o objetivo de tornar o ao num material mais ecolgico e amigo do ambiente, asgrandessiderurgiasmundiaistmvindoaimplementarvriasmedidasnosentidoda preservaoambiental.Osaspectosdemaiorpreocupaosoadiminuiodoconsumode energiaeareduodaemissodegasescomefeitodeestufa,nomeadamentededixidode 32 carbono. Nassiderurgiasaemissodedixidodecarbonoofatormaispreocupante.No entanto, a indstria de produo do ao est determinada em reduzir a emisso destes gases e em tornar mais eficientes os seus processos de produo. Com este objetivo tm sido desenvolvidos diversosprogramasdeinvestigaoemtodoomundo.Nomeadamenteoprogramaeuropeu ULCOS(UltraLowCO2Steelmaking),quetemcomoprincipalobjetivoodesenvolvimentode novas formas de produo de ao com reduzidas emisses de gases com efeito de estufa. Outras medidas tm sido desenvolvidas, tais como tecnologiascom recurso a percentagens mnimas de carbono(carbon-light)combinadascomacaptaoearmazenamentodeCO2,erecursoa energias alternativas tais como gs natural, hidrognio, biomassa e eletricidade. De qualquer forma, no que diz respeito ao consumo de energia e s emisses de CO2, so j bem visveis na figura 14.1, sendo os resultados alcanados pela indstria de produo do ao, na Unio Europia, entre 1970 e 2000.Desperdcio A estrutura em ao industrializada por natureza, o que garante menores nveis de perdas. Portanto,paraumaobrasemdesperdciosprecisooplanejamento,otimizandooempregode cada material e suas interfaces. 4.11 Desenvolvimento de clculo Depoisdeformadaapr-anlisedaestrutura,deve-seiniciaradeterminaodas cargas que sero atuantes sobre a estrutura.Osistemaestruturaldeumedifciodevesercapazderesistirsvariadasaesque atuamsobreele:aesverticaiseaeshorizontais.Essascargaspodemagirdentrode determinadascircunstncias,quepodemosclassific-las,medianteasuaocorrnciadurantea vida da construo em carregamentos normal, especial, excepcional e de construo.O primeiro desses carregamentos, o normal, existe em funo do uso que se pretende darobra;ocarregamentoespecialtransitrioedepequenadurao,talcomoovento;o carregamentoexcepcional,comooprprionomeindica,provmdeaesexcepcionaisde durao extremamente curta e, muitas vezes, de efeitos catastrficos. Por sua vez, o carregamento deconstruorefere-sefasedeexecuodaobra,cessadaessaetapa,cessamesses 33 carregamentosquetambmsotransitrios,nasestruturasmetlicassoconsideradasna montagem dos telhados um carregamento desse tipo considerando-se o peso de um homem (1,00 kN) aplicado em condies desfavorveis, nos vos das teras da cobertura.Cargas PermanentesCompostapelopesoprpriodaestruturaeopesoprpriodosmateriaisde composiodaobra,comochapasdetapamento,decoberturas,instalaeshidrulicase eltricas. Ao final do dimensionamento das peas estruturais, o item referente ao peso prprio da estrutura dever estar dentro de limites em torno de 10%, entre o peso estimado inicialmente e o pesoobtidoemprojeto.Casoissonoocorra,deve-seefetuarnovaverificaono dimensionamento a partir dos novos valores encontrados.Ascargaspermanentesserosempreconsideradascomodeprojeohorizontalem suaaplicao.Comoestimativa,podemosconsiderarumacertaclassificaoquantoaotipode Galpo Industrial e sua carga permanente de peso prprio. Outrascargasquepodemserconsideradasdeordempermanente,soaquelas provenientes,comojfoimencionado,dasinstalaeseltricasouhidrulicas,assimcomoas instalaesdear-condicionado,quedevemseranalisadascasoacaso,podendosofrervariaes de cargas desde 0,05 kN/m2 at 0,50 kN/m2,dificilmente ultrapassando esse limites. Cargas Acidentais VerticaisAs coberturas comuns, no sujeitas a acmulos de quaisquer materiais e, na ausncia deespecificaoemcontrrio,deveserprevistaumacarganominalmnimade0,25kN/m2., portanto, carga que no havendo outra especificao dever ser adotada como mnima.No entanto, em Galpes Industriais de mdio e pequeno porte mdio no nosso caso ,pode-seadotarumacargaacidentalvertical,quedenominamossobrecarga,daordemde0,15 kN/m2.EssascargasacidentaisseroconvencionadasporC.A.Assimcomoascargas permanentes, as acidentais sero consideradas como de projeo horizontal.Cargas das Aes dos VentosAsaesdoventosobreasestruturasestoinclusasnasdenominadascargas especiais;outrascargastambmpoderiamserincludasnessaclassificao,talqualcargas provenientes de pontes rolantes.Para se determinar as componentes das cargas de vento, necessrio o conhecimento de trs parmetros iniciais. Em primeiro lugar, determina-se a denominada presso dinmica, que 34 depende da velocidade do vento, estipulada atravs de grfico especifico, chamado isopletas, que determina a velocidade bsica do vento medida sob condies analisadas.Outrosfatoresdeterminantesnocalculodapressodinmica,ofatortopogrfico, leva-se em conta as variaes do terreno; fator rugosidade, assim como a variao da velocidade do vento com a altura do terreno e das dimenses da edificao e fator estatstico. Presso DinmicaPara que se possa determinar a presso dinmica, carga de vento (C.V.), preciso, em primeiro lugar, determinar-se a Velocidade Bsica do Vento (V0), obtida atravs da localidade da obra analisada no denominado Grfico das Isopletas.Umavezdeterminadaavelocidadebsicadovento(V0)prossegue-seoclculoda pressodinmicadovento,determinando-seavelocidadecaractersticadovento(Vk), recomendado pela NBR 6123 atravs da equao:VK = V0 . S1 . S2 . S3 Sendo:Vo Velocidade Bsica do VentoS1 Fator TopogrficoS2 Fator RugosidadeS3 Fator Estatstico E, por sua vez, a presso dinmica do vento (qv) ser determinada por:CV = 0,613 . Vk 2 (em N/m2) Fator Topogrfico S1OFatorTopogrficolevaemconsideraoasvariaesdorelevodoterreno, apresentando-se com caractersticas prprias para algumas diversidades, considerando o aumento oudiminuiodavelocidadedoventoemfuno,comoaprpriadenominaoestabelece,da topografia do terreno.Fator Rugosidade S2 Fator Rugosidade S2 leva em considerao o efeito combinado da rugosidade, condies de vizinhana da construo , da variao da velocidade do vento com a altura acima do terreno 35 e das dimenses da edificao ou parte da edificao em considerao. Fator Estatstico S3O Fator Estatstico S3, leva em considerao o grau de segurana necessrio edificao considerando,nessesentido,relaesdeprobabilidadedotipodaedificaonoqueserefere sua utilizao. 4.12Concepo estrutural Aconcepoestruturaloulanamentodeumaestruturaaescolhadeumsistema estruturalquepossuaaparteresistentedeumaedificao.Influinaescolhadoselementosque comporo a estrutura, assim como na determinao dos esforos atuantes sobre a mesma.AsoluoestruturalutilizadadeveratenderaosrequisitosdasNormaspertinentes, assim como esttica, desempenho estrutural e durabilidade, dentre outros fatores.Abasedosprojetosinicia-sepeloProjetoArquitetnico,ondesodelineadoso estudodaobra,suafinalidadeesuacomposio.Naseqncianatural,segue-seoProjeto Estrutural,queiniciapeloestudodoProjetoArquitetnico,seguidopelaconcepoestrutural, analise de cargas e dimensionamento das peas estruturais.Nessalinhanaturaldeanalise,precisoestabelecer-seumaregracoerentede trabalho, organizado e metodolgico. 36 5 MATERIAL E MTODO Foifeitoumabuscadeartigoscientficoscomosdescritoresao,construes metlicas,estruturasmetlicaseobra,semrestriodedatadepublicaoeidiomas.Apsa busca, os artigos e materiais encontrados foram selecionados de acordo com o assunto proposto. Tambmincluiuartigosemateriaislistadosnasrefernciasdosartigosencontradospela estratgia descrita. Foirealizadaaconstruodeumcroquiparaademonstraodeumaestrutura metlica. 37 6 CONCLUSO Nota-se que em pases desenvolvidos as experincias com estruturas metlicas tem se destacado como um mercado esperanoso e com grande probabilidade de crescimento.Destaforma,aopesquisarmossobreestruturasmetlicasdestacou-sequeelas possuem grandes vantagens em comparaoa outras, pois o ao em sua forma um material de excelente durabilidade, flexibilidade e ainda permite a sua unio com outros demais. Alm disso, atenacidade,homogeneidadeesuaresistnciafazdeleseridealparasolucionarquestesda engenharia.Oaoreduzotempodeconsolidaodaestrutura,diminuiodesperdciode materiais, fornece melhores condies de segurana ao trabalhador, reduz os impactos ambientais porser100%recicladoepossuiavantagemdeserreutilizadoinmerasvezes.Eletambm possui leveza, grande resistncia, e maior preciso em medidas, minimizando assim as falhas de montagem. Sendoassim,umaestruturametlicaumaescolhaprudenteeeficazparauma edificao,emboratodaanliseanteriordevaserrealizada,poiscadasituaodemandauma soluo diferenciada. 38 REFERNCIAS YKEN ENGENHARIA. Disponvel em: Acessado em 01 de Junho de 2014. METALICA.Disponvelem: Acessado em 01 de junho de 2014. TECHNE.Disponvelem: Acessado em 01 de junho de 2014. EBAH.Disponvelem: Acessado em 01 de junho de 2014. UFSC.Disponvelem: Acessado em 01 de junho de 2014. EQUIMETAL,IndstriaeComrcioJaLtda.Disponvel em:. Acesso em: 10 jun. 2011. PFEIL, Walter. Estruturas de ao. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos, 5.ed. 1989.