EstruturaEstruturaParte de uma construo destinada a suportar as cargas atuantes (vento,peso prprio, sobrecarga, etc.).

AoAoLiga metlica composta basicamente deferro e pequenas quantidades de carbono(0,18 a 0,25%).

Uma estrutura constituda por diversoselementos: vigas, lages, pilares, etc..

Influncia do CarbonoInfluncia do CarbonoTeor de CarbonoTeor de Carbono

Resistncia Mecnica

Ductilidade

Soldabilidade

Composio Qumica do AoComposio Qumica do Ao

Mangans (Mn)

Cobre (Cu)

Nquel (Ni)

Cromo (Cr)

Nibio (Nb)

Titnio (Ti)

Elementos AdicionadosElementos AdicionadosEnxofre (S)

Elementos ResiduaisElementos Residuais

C Mn Si S P Cu Ti Cr NbResist. Mecnica + + + - + + + +Ductilidade - - - - - - -Tenacidade - - - - +Soldabilidade - - + - - - -Resist. Corroso - + + + + +

Influncia dos Elementos de LigaInfluncia dos Elementos de Liga

O enxofre extrema-mente prejudicial aosaos !

Existe uma grande variedade de aos disponveis no mercado em forma de chapas, perfis, tubos e cabos.

Classificao Geral dos Aos

AAosos CarbonoCarbono Segundo a NBR 6215 aos carbono so aqueles que

contm elementos de liga em teores residuais mximos admissveis.

Aos Carbono (Mdia Resistncia)

Aos de Alta Resistncia e Baixa Liga

Aos Tratados Termicamente

Aos Resistentes ao Fogo

Classedo Ao

Fu(MPa)

PrincipaisAplicaes

BaixoCarbono

< 440 Pontes, Edifcios, tubos e estruturas

mecnicas.

MdioCarbono

440 a 590 Estruturas de navios e vages.

Estruturas mecnicas e equip. agrcolas.

AltoCarbono

590 a 780 Peas mecnicas, trilhos e rodas

ferrovirias. Equipamentos agrcolas.

AAosos de Alta Resistde Alta Resistncia e Baixa Ligancia e Baixa LigaSo aos carbono acrescidos de elementos de liga, que aumentam a resistncia trao e melhoram as propriedades mecnicas do ao. Apresentam tenso de escoamento entre 280 e 490 MPa.

So aos carbono acrescidos de elementos de liga, que aumentam a resistncia trao e melhoram as propriedades mecnicas do ao. Apresentam tenso de escoamento entre 280 e 490 MPa.

Adio de Cr, Cu, P, Si

AosPatinveis ou Aclimveis

Os aos patinveis quando expostosao clima desenvolvem em sua superfcie

uma camada de xido aderente quefunciona como barreira protetora.

Atmosfera Industrial Local: Tobata - Japo

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 2 4 6 8 10 12 14

Tempo em Esposio (em anos)

Perd

a de

Esp

essu

ra (m

m)

Ao USI-SAC

Ao Carbono Comum

Atmosfera Marinha (Arraial do Cabo - RJ)

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tempo em Esposio (em anos)

Perd

a de

Esp

essu

ra (m

m)

Ao USI-SAC

Ao Carbono Comum

Estudo Realizado pela USIMINASEstudo Realizado pela USIMINAS

Fonte: DIAS (1997)

Aos Resistentesao Fogo ?

Os aos resistentes ao fogoso o resultado de modifi-caes dos aos resistentes

corroso atmosfrica.

necessrio consultaros catlogos dos fabricantes

e o Anexo A da NBR 8800 (1986).

Tipo de Ao Propriedades Aplicaes

.ASTM A-36 o tipo mais comum de ao

carbono, possuify = 250 MPa e

fu = 400 a 500 MPa

aplicado em estruturas emgeral sob a forma de perfis e

chapas

ASTM A-307Ao com baixo

teor de carbono com fu = 380 MPa

Fabricao de parafusoscomuns

ASTM A -325

Ao com teor de carbonomoderado que recebe

tratamento trmico paraaumento da resistncia, possuify = 550 MPa e fu = 750 MPa

Fabricao de parafusos dealta resistncia

ASTM A-242 Ao de baixa liga com fy de 290a 350 MPa

aplicado em estruturas emgeral, e estruturas em

ambientes agressivos. fabricado sob a forma de

perfis e chapas

CORTEN A eCORTEN B

Aos tipo ASTM A-242fabricados pela CSN

fy = 350 MPafu = 490 MPa

Mesmas aplicaes do aoASTM A-242

CORTEN CAo tipo ASTM A-242fabricado pela CSN

fy = 420 MPafu = 560 MPa

Mesmas aplicaes do aoASTM A-242

SAC - 50Ao semelhante ao CORTEN A

e B, porm fabricado pelaUSIMINAS

Mesmas aplicaes do aoASTM A-242 e do CORTEN

SAC - 41Ao fabricado pela USIMINASde mdia resistncia mecnica(maior que o ASTM A-36 porm

menor que o SAC - 50)

Mesmas aplicaes do aoASTM A-242 e do CORTEN

COS-AR-COS500

Ao de alta resistncia e baixaliga resistente corroso.Fabricado pela COSIPA

Mesmas aplicaes do aoASTM A-242 e do CORTEN

COS-AR-COS400

Ao de mdia resistncia e baixaliga resistente corroso.Fabricado pela COSIPA

Possuem resistncia mecnicamelhor que o ASTM A-36 porm

inferior ao COS-AR-COS 500

Mesmas aplicaes do aoASTM A-242 e do CORTEN

Fonte: Manual Brasileiro da Construo Metlica

Principais Principais Aos Aos EstruturaisEstruturais

Diagrama Tenso x DeformaoDiagrama Tenso x Deformao

12 3 4

FuFyFp

Fase Elstica: Comportamento Elstico-Linear, com a tenso variando de 0 Fp

Fase de Escoamento: Ocorre deformao sem variao da tenso

Fase de Encruamento: Nesta fase ocorre variao da tenso com a deformao mas no de forma linear, devido a um rearranjo da estrutura interna do material

111

222

333

Fase de Ruptura do Material444

E = 205.000 MPa G = 80.000 MPa = 0,3 = 7850 kgf/cm3

chapas e perfis cabos, fios e cordoalhas

Propriedades MecnicasPropriedades Mecnicas

Produtos Siderrgicos EstruturaisProdutos Siderrgicos Estruturais

PerfisPerfisBarras com forma e dimenses padronizadas.

Seo Transversal Aberta Paredes Delgadas Elevada Relao Inrcia/Peso

Caractersticas dos PerfisCaractersticas dos Perfis

VS 600 x 152

kgcm 887,42

kg 152,3cm 135.154

PesoInrcia 44

==

Seo Retangular (30 x 60)

kgcm 47,183

kg 1.413cm 450.000

PesoInrcia 44

==

Seo retangular com dimenses equivalentes a seo em I.

Seo retangular com inrcia equivalente seo em I.

kgcm 887,42

kg 152,3cm 135.154

PesoInrcia 44

==

VS 600 x 152

kgcm 10,823

kg 353,72cm 135.154

PesoInrcia 44

==

Seo Retangular Equivalente

Tipos de PerfisTipos de Perfis Laminados:Laminados: obtidos diretamente dos

laminadores das siderrgicas. Esto disponveis no mercado em forma de I, H, U e L.

Soldados:Soldados: obtidos atravs da soldagem de vrias chapas. Esto disponveis no mercado em forma de I (composio de trs chapas).

Dobrados:Dobrados: obtidos atravs do dobramento de chapas em mquinas chamadas viradeiras. Esto disponveis em forma de U e L.

Perfis Laminados e Soldados

Perfis Dobrados (conformados a frio)

NBR 8800 (1986)

NB-137 (1967)

Reviso em Andamento

NBR 8800 (1986) Projeto e Execuo de Estruturas

de Ao de Edifcios

Tipos de PerfisTipos de PerfisPerfis Laminados

Perfis Dobrados Perfil Soldado

relativamente comum a importao de perfis estran-geiros.

Fabricao de Chapas e PerfisFabricao de Chapas e PerfisMinrio de Ferro Calcrio Carvo Coque

ALTOFORNO

FERRO GUSA

AO

LINGOTES

LAMINAO

CHAPAS PERFIS

Esquema de um Esquema de um Laminador Laminador de Chapas Grossasde Chapas Grossas

Esquema de um Esquema de um Laminador Laminador UniversalUniversal

Fases de Fases de LaminaoLaminao

Aplicaes das Estruturas de AoAplicaes das Estruturas de Ao Edifcios Industriais, Residenciais e

Comerciais Coberturas para Grandes Vos Pontes, Viadutos e Passarelas Silos e Reservatrios Torres de Transmisso Plataformas e Hangares Suporte para Tubulaes Mezaninos

Vantagens das Estruturas de AoVantagens das Estruturas de Ao Maior rapidez na execuo da obra Possibilidade de vencer maiores

vos Fundaes mais econmicas Possibilidade de montar a estrutura

em horrios especiais

Sistemas Estruturas Usuais em AoSistemas Estruturas Usuais em Ao

a) Galpes em duas guas

b) Edifcios de Andares Mltiplos

c) Galpes em shed

d) Galpes com trelia atirantada

e) Galpes com arco metlico treliado