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22032023 1 PROF LUCAS GRILO PROJETO DE Estruturas de Aço PROF LUCAS GRILO Elementos Estruturais AÇO PROF LUCAS GRILO Elementos Estruturais AÇO Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto 1 2 3 4 22032023 2 PROF LUCAS GRILO Elementos Estruturais ESTRUTURAS HÍBRIDAS PROF LUCAS GRILO Elementos de Galpões PROF LUCAS GRILO Elementos de Galpões PROF LUCAS GRILO Elementos de Galpões 5 6 7 8 22032023 3 PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Steel Deck 9 10 11 12 22032023 4 Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto PROF LUCAS GRILO Steel Deck Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto 13 14 15 16 22032023 5 Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Placa OSB Oriented Strand Board Placas OSB Oriented Strand Board 17 18 19 20 22032023 6 Placas OSB Oriented Strand Board PROF LUCAS GRILO Aços Estruturais de Perfis Custo competitivo Propriedades mecânicas adequadas Ductilidade Resistência Soldabilidade Dureza superficial Homogeneidade Durabilidade Resistência mínima à corrosão REQUISITOS NECESSÁRIOS PROF LUCAS GRILO Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO REGIME ELÁSTICO Trecho até a tensão fy chamada resistência ao escoamento σ Ea Ea tg 200000 MPa n 03 Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO 21 22 23 24 22032023 7 PROF LUCAS GRILO REGIME PLÁSTICO σ fy Tensão constante fy Deformação aumenta atingindo de 1 a 5 Ea 0 Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO REGIME PLÁSTICO Encruamento Tensão de ruptura fu σ Ea Ea tg Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO REGIME PLÁSTICO Estricção σ Ea Ea tg Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO s τ fus fys s τ fus fys 77000 MPa Propriedades Mecânicas SOB CISALHAMENTO Em teoria von Mises Em ensaios entre 066 e 075 fu Por simplicidade muitas vezes considerado 06 de fu Em ensaios entre 050 e 063 fy RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTOfvy RUPTURA fvu 25 26 27 28 22032023 8 PROF LUCAS GRILO OUTRAS PROPRIEDAES Massa específica a 7850 kgm3 Peso específico gpa 77 kNm3 Coeficiente de dilatação térmica a 12 x 106 C1 Aços de armaduras têm outras propriedades mecânicas PROF LUCAS GRILO Alguns elementos oriundos da fabricação são prejudiciais Ferro 95 Carbono 029 O carbono é o principal elemento para aumento da resistência mecânica mas reduz a soldabilidade e ductilidade Enxofre Fragilidade à quente Fósforo Fragilidade à frio e reduz soldabilidade AÇOS ESTRUTURAIS Composição Química PROF LUCAS GRILO Manganês Silício Cobre Cromo Titânio Níquel Resistência mecânica Soldabilidade e ductilidade ELEMENTOS ADICIONADOS INTENCIONALMENTE Composição Química Cobre Cromo Níquel Molibdênio Resistência à corrosão atmosférica Nióbio Vanádio Molibdênio Resistência mecânica sem prejudicar a soldabilidade PROF LUCAS GRILO Requisitos fy 450 MPa fu fy 118 CONFORME ABNT NBR 88002008 Classificação Açoscarbono fy 300 MPa Carbono entre 015 e 029 e Manganês 15 Aços de baixa liga e alta resistência fy 450 MPa Carbono entre 005 e 025 e Manganês 20 29 30 31 32 22032023 9 PROF LUCAS GRILO Formase uma película de óxidos pátina que atua como proteção anticorrosiva RESISTENTES À CORROSÃO ATMOSFÉRICA Classificação PROF LUCAS GRILO RESISTENTES À CORROSÃO ATMOSFÉRICA Classificação PROF LUCAS GRILO PROF LUCAS GRILO 33 34 35 36 22032023 10 PROF LUCAS GRILO CONFIABILIDADE DAS PROPRIEDADES Os aços fornecidos geralmente possuem valores superiores aos característicos Apesar disso no cálculo estrutural devem utilizados os valores característicos especificados PROF LUCAS GRILO CONFIABILIDADE DAS PROPRIEDADES fk fm Densidade de Probabilidade Os valores de fy e fu fornecidos são os chamados valores característicos tendo 5 de probabilidade de não serem atingidos em um dado lote de material PROF LUCAS GRILO Fabricação Lavra 37 38 39 40 22032023 11 Lavra Lavra Silo Tremonha Processamento 41 42 43 44 22032023 12 Britagem PROF LUCAS GRILO BRITAGEM Separação Peneira 45 46 47 48 22032023 13 Peneira Peneira Processamento PROF LUCAS GRILO CONCENTRAÇÃO POLPA SINTER PELOTA E A ÁGUA E OS REJEITOS 49 50 51 52 22032023 14 Alto Forno PROF LUCAS GRILO Alto Forno Redução Fe2O3 Hematita Fe3O4 Magnetita FeCO3 Siderita FeS2 Pirita Fe Aciaria PROF LUCAS GRILO CONVERTEDOR ACERTO DA COMPOSIÇÃO 53 54 55 56 22032023 15 PROF LUCAS GRILO ACIARIA PROF LUCAS GRILO ACIARIA LINGOTAMENTO CONTÍNUO Laminação Vallourec Jeceaba PROF LUCAS GRILO Perfis Estruturais 57 58 59 60 22032023 16 PROF LUCAS GRILO CHAPAS As chapas são obtidas por laminação a quente 1000ºC A seção da placa é reduzida ao passar entre pares de cilindros PROF LUCAS GRILO Alto Forno Redução CHAPAS FINAS t 475 mm CHAPAS GROSSAS t 475 mm PROF LUCAS GRILO ESPECIFICAÇÃO DE CHAPA CH16 OU CH16X500X2000 PROF LUCAS GRILO PERFIS LAMINADOS As chapas são obtidas por laminação a quente 1000ºC A seção da placa é reduzida ao passar entre pares de cilindros 61 62 63 64 22032023 17 PROF LUCAS GRILO PERFIS LAMINADOS DE SEÇÃO ABERTA PERFIL I DE FACES INCLINADAS PERFIS DE FACES PARALELAS I H CANTONEIRA DE ABAS IGUAIS PERFIL U PROF LUCAS GRILO Alma Mesa PERFIL U ESPECIFICAÇÃO U 1524 X 122 d x kgm PROF LUCAS GRILO CANTONEIRA ESPECIFICAÇÃO L 254 x 476 b x t Abas PROF LUCAS GRILO CANTONEIRA ESPECIFICAÇÃO L 450 x 50 65 66 67 68 22032023 18 PROF LUCAS GRILO PERFIS I E H Perfis I são apropriados para uso sob flexão simples em relação ao eixo x sendo especificados pela letra W wide seguida da altura d em milímetros e da massa por unidade de comprimento kgm Exemplo W 200 x 461 Os perfis H são apropriados para uso como barras comprimidas sendo especificados pela letra W ou pelas letras HP quando possuem as espessuras de mesas e alma iguais ou próximas seguidas da altura d em milímetros e da massa por unidade de comprimento kgm exemplo W 310 x 387 PROF LUCAS GRILO PERFIS I ESPECIFICAÇÃO W 250x179 Mesa Alma PROF LUCAS GRILO PERFIS H ESPECIFICAÇÃO W 200x225 HP 200x530 PROF LUCAS GRILO PERFIS I ESPECIFICAÇÃO I 762X845 69 70 71 72 22032023 19 PROF LUCAS GRILO PERFIS TUBULARES LAMINADOS BITOLAS 889 x 36 à 3556 x 25 Laminação de tubos PROF LUCAS GRILO BARRAS REDONDAS ESPECIFICAÇÃO Ø 635 PROF LUCAS GRILO PERFIS SOLDADOS Formados perfis laminados incluindo chapas ligados entre si por meio de solda elétrica Geralmente são usados quando se necessita de perfis com dimensões maiores que os perfis laminados disponíveis ou então de uma forma especial de seção transversal 73 74 75 76 22032023 20 PROF LUCAS GRILO PERFIS SOLDADOS DE SEÇÃO ABERTA A norma brasileira ABNT NBR 58842005 Perfil I Estrutural de Aço Soldado Por Arco Elétrico fixa os requisitos que devem ser cumpridos por esses perfis estruturais Especificação CS 400 x 106 VS 600 x 124 CVS 532 x 150 VSM 800 x 161 Altura x kgm CS CS VS VS CVS CVS VSM VSM PS PS PSM PSM CS VS CVS VSM PS PSM PADRONIZADOS DIMENSÕES QUAISQUER PROF LUCAS GRILO PERFIS SOLDADOS ESPECIFICAÇÃO VS 550X64 PROF LUCAS GRILO PERFIS FORMADOS A FRIO REGIDOS PELA ABNT NBR 147622010 PROF LUCAS GRILO TENSÕES RESIDUAIS Ao resfriar as partes que resfriaram primeiro ficam com tensões residuais de compressão e as que resfriaram depois ficam com tensões de tração Compressão Tração Tração Zonas de resfriamento rápido Tensões longitudinais Tensões autoequilibradas 77 78 79 80 22032023 21 PROF LUCAS GRILO d bf 12 12 d bf 17 d bf 17 Perfil a b c d e f Alma Mesa C T T T T C C C T T C C T T C C C C T C PROF LUCAS GRILO TENSÕES RESIDUAIS DEVIDAS À SOLDAGEM Em perfis soldados a solda aquece e resfria as chapas de forma desigual PROF LUCAS GRILO CARACTERÍSTICAS DAS TENSÕES RESIDUAIS São pouco influenciadas pela resistência ao escoamento fy As tensões residuais de compressão nos perfis chegam a 140 MPa chegam a mais de 40 fy PROF LUCAS GRILO fy p fy r sem tensões residuais corpo de prova com tensões residuais perfil r Fim precoce do regime elástico em p p é a tensão normal causada pela força externa que somada à tensão residual r fornece uma tensão igual à resistência ao escoamento p fy r Ao aumentar a força externa a seção vai escoando gradativamente até que toda a seção transversal esteja escoada o que ocorre em uma tensão externa aplicada igual à fy pois as tensões residuais são autoequilibradas TENSÕES RESIDUAIS BARRA SOB TRAÇÃO 81 82 83 84 22032023 22 PROF LUCAS GRILO TENSÕES RESIDUAIS DE CISALHAMENTO O comportamento das tensões residuais de cisalhamento é similar ao das normais A máxima tensão residual de cisalhamento r geralmente apresenta valores inferiores situados entre 20 e 40 MPa e dificilmente superiores a 20 da resistência ao escoamento por cisalhamento do aço fvy p fvy r 85
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
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22032023 1 PROF LUCAS GRILO PROJETO DE Estruturas de Aço PROF LUCAS GRILO Elementos Estruturais AÇO PROF LUCAS GRILO Elementos Estruturais AÇO Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto 1 2 3 4 22032023 2 PROF LUCAS GRILO Elementos Estruturais ESTRUTURAS HÍBRIDAS PROF LUCAS GRILO Elementos de Galpões PROF LUCAS GRILO Elementos de Galpões PROF LUCAS GRILO Elementos de Galpões 5 6 7 8 22032023 3 PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Steel Deck 9 10 11 12 22032023 4 Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto PROF LUCAS GRILO Steel Deck Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto 13 14 15 16 22032023 5 Elementos Estruturais Mistos Aço e Concreto PROF LUCAS GRILO Steel Deck PROF LUCAS GRILO Placa OSB Oriented Strand Board Placas OSB Oriented Strand Board 17 18 19 20 22032023 6 Placas OSB Oriented Strand Board PROF LUCAS GRILO Aços Estruturais de Perfis Custo competitivo Propriedades mecânicas adequadas Ductilidade Resistência Soldabilidade Dureza superficial Homogeneidade Durabilidade Resistência mínima à corrosão REQUISITOS NECESSÁRIOS PROF LUCAS GRILO Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO REGIME ELÁSTICO Trecho até a tensão fy chamada resistência ao escoamento σ Ea Ea tg 200000 MPa n 03 Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO 21 22 23 24 22032023 7 PROF LUCAS GRILO REGIME PLÁSTICO σ fy Tensão constante fy Deformação aumenta atingindo de 1 a 5 Ea 0 Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO REGIME PLÁSTICO Encruamento Tensão de ruptura fu σ Ea Ea tg Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO REGIME PLÁSTICO Estricção σ Ea Ea tg Propriedades Mecânicas SOB TRAÇÃO PROF LUCAS GRILO s τ fus fys s τ fus fys 77000 MPa Propriedades Mecânicas SOB CISALHAMENTO Em teoria von Mises Em ensaios entre 066 e 075 fu Por simplicidade muitas vezes considerado 06 de fu Em ensaios entre 050 e 063 fy RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTOfvy RUPTURA fvu 25 26 27 28 22032023 8 PROF LUCAS GRILO OUTRAS PROPRIEDAES Massa específica a 7850 kgm3 Peso específico gpa 77 kNm3 Coeficiente de dilatação térmica a 12 x 106 C1 Aços de armaduras têm outras propriedades mecânicas PROF LUCAS GRILO Alguns elementos oriundos da fabricação são prejudiciais Ferro 95 Carbono 029 O carbono é o principal elemento para aumento da resistência mecânica mas reduz a soldabilidade e ductilidade Enxofre Fragilidade à quente Fósforo Fragilidade à frio e reduz soldabilidade AÇOS ESTRUTURAIS Composição Química PROF LUCAS GRILO Manganês Silício Cobre Cromo Titânio Níquel Resistência mecânica Soldabilidade e ductilidade ELEMENTOS ADICIONADOS INTENCIONALMENTE Composição Química Cobre Cromo Níquel Molibdênio Resistência à corrosão atmosférica Nióbio Vanádio Molibdênio Resistência mecânica sem prejudicar a soldabilidade PROF LUCAS GRILO Requisitos fy 450 MPa fu fy 118 CONFORME ABNT NBR 88002008 Classificação Açoscarbono fy 300 MPa Carbono entre 015 e 029 e Manganês 15 Aços de baixa liga e alta resistência fy 450 MPa Carbono entre 005 e 025 e Manganês 20 29 30 31 32 22032023 9 PROF LUCAS GRILO Formase uma película de óxidos pátina que atua como proteção anticorrosiva RESISTENTES À CORROSÃO ATMOSFÉRICA Classificação PROF LUCAS GRILO RESISTENTES À CORROSÃO ATMOSFÉRICA Classificação PROF LUCAS GRILO PROF LUCAS GRILO 33 34 35 36 22032023 10 PROF LUCAS GRILO CONFIABILIDADE DAS PROPRIEDADES Os aços fornecidos geralmente possuem valores superiores aos característicos Apesar disso no cálculo estrutural devem utilizados os valores característicos especificados PROF LUCAS GRILO CONFIABILIDADE DAS PROPRIEDADES fk fm Densidade de Probabilidade Os valores de fy e fu fornecidos são os chamados valores característicos tendo 5 de probabilidade de não serem atingidos em um dado lote de material PROF LUCAS GRILO Fabricação Lavra 37 38 39 40 22032023 11 Lavra Lavra Silo Tremonha Processamento 41 42 43 44 22032023 12 Britagem PROF LUCAS GRILO BRITAGEM Separação Peneira 45 46 47 48 22032023 13 Peneira Peneira Processamento PROF LUCAS GRILO CONCENTRAÇÃO POLPA SINTER PELOTA E A ÁGUA E OS REJEITOS 49 50 51 52 22032023 14 Alto Forno PROF LUCAS GRILO Alto Forno Redução Fe2O3 Hematita Fe3O4 Magnetita FeCO3 Siderita FeS2 Pirita Fe Aciaria PROF LUCAS GRILO CONVERTEDOR ACERTO DA COMPOSIÇÃO 53 54 55 56 22032023 15 PROF LUCAS GRILO ACIARIA PROF LUCAS GRILO ACIARIA LINGOTAMENTO CONTÍNUO Laminação Vallourec Jeceaba PROF LUCAS GRILO Perfis Estruturais 57 58 59 60 22032023 16 PROF LUCAS GRILO CHAPAS As chapas são obtidas por laminação a quente 1000ºC A seção da placa é reduzida ao passar entre pares de cilindros PROF LUCAS GRILO Alto Forno Redução CHAPAS FINAS t 475 mm CHAPAS GROSSAS t 475 mm PROF LUCAS GRILO ESPECIFICAÇÃO DE CHAPA CH16 OU CH16X500X2000 PROF LUCAS GRILO PERFIS LAMINADOS As chapas são obtidas por laminação a quente 1000ºC A seção da placa é reduzida ao passar entre pares de cilindros 61 62 63 64 22032023 17 PROF LUCAS GRILO PERFIS LAMINADOS DE SEÇÃO ABERTA PERFIL I DE FACES INCLINADAS PERFIS DE FACES PARALELAS I H CANTONEIRA DE ABAS IGUAIS PERFIL U PROF LUCAS GRILO Alma Mesa PERFIL U ESPECIFICAÇÃO U 1524 X 122 d x kgm PROF LUCAS GRILO CANTONEIRA ESPECIFICAÇÃO L 254 x 476 b x t Abas PROF LUCAS GRILO CANTONEIRA ESPECIFICAÇÃO L 450 x 50 65 66 67 68 22032023 18 PROF LUCAS GRILO PERFIS I E H Perfis I são apropriados para uso sob flexão simples em relação ao eixo x sendo especificados pela letra W wide seguida da altura d em milímetros e da massa por unidade de comprimento kgm Exemplo W 200 x 461 Os perfis H são apropriados para uso como barras comprimidas sendo especificados pela letra W ou pelas letras HP quando possuem as espessuras de mesas e alma iguais ou próximas seguidas da altura d em milímetros e da massa por unidade de comprimento kgm exemplo W 310 x 387 PROF LUCAS GRILO PERFIS I ESPECIFICAÇÃO W 250x179 Mesa Alma PROF LUCAS GRILO PERFIS H ESPECIFICAÇÃO W 200x225 HP 200x530 PROF LUCAS GRILO PERFIS I ESPECIFICAÇÃO I 762X845 69 70 71 72 22032023 19 PROF LUCAS GRILO PERFIS TUBULARES LAMINADOS BITOLAS 889 x 36 à 3556 x 25 Laminação de tubos PROF LUCAS GRILO BARRAS REDONDAS ESPECIFICAÇÃO Ø 635 PROF LUCAS GRILO PERFIS SOLDADOS Formados perfis laminados incluindo chapas ligados entre si por meio de solda elétrica Geralmente são usados quando se necessita de perfis com dimensões maiores que os perfis laminados disponíveis ou então de uma forma especial de seção transversal 73 74 75 76 22032023 20 PROF LUCAS GRILO PERFIS SOLDADOS DE SEÇÃO ABERTA A norma brasileira ABNT NBR 58842005 Perfil I Estrutural de Aço Soldado Por Arco Elétrico fixa os requisitos que devem ser cumpridos por esses perfis estruturais Especificação CS 400 x 106 VS 600 x 124 CVS 532 x 150 VSM 800 x 161 Altura x kgm CS CS VS VS CVS CVS VSM VSM PS PS PSM PSM CS VS CVS VSM PS PSM PADRONIZADOS DIMENSÕES QUAISQUER PROF LUCAS GRILO PERFIS SOLDADOS ESPECIFICAÇÃO VS 550X64 PROF LUCAS GRILO PERFIS FORMADOS A FRIO REGIDOS PELA ABNT NBR 147622010 PROF LUCAS GRILO TENSÕES RESIDUAIS Ao resfriar as partes que resfriaram primeiro ficam com tensões residuais de compressão e as que resfriaram depois ficam com tensões de tração Compressão Tração Tração Zonas de resfriamento rápido Tensões longitudinais Tensões autoequilibradas 77 78 79 80 22032023 21 PROF LUCAS GRILO d bf 12 12 d bf 17 d bf 17 Perfil a b c d e f Alma Mesa C T T T T C C C T T C C T T C C C C T C PROF LUCAS GRILO TENSÕES RESIDUAIS DEVIDAS À SOLDAGEM Em perfis soldados a solda aquece e resfria as chapas de forma desigual PROF LUCAS GRILO CARACTERÍSTICAS DAS TENSÕES RESIDUAIS São pouco influenciadas pela resistência ao escoamento fy As tensões residuais de compressão nos perfis chegam a 140 MPa chegam a mais de 40 fy PROF LUCAS GRILO fy p fy r sem tensões residuais corpo de prova com tensões residuais perfil r Fim precoce do regime elástico em p p é a tensão normal causada pela força externa que somada à tensão residual r fornece uma tensão igual à resistência ao escoamento p fy r Ao aumentar a força externa a seção vai escoando gradativamente até que toda a seção transversal esteja escoada o que ocorre em uma tensão externa aplicada igual à fy pois as tensões residuais são autoequilibradas TENSÕES RESIDUAIS BARRA SOB TRAÇÃO 81 82 83 84 22032023 22 PROF LUCAS GRILO TENSÕES RESIDUAIS DE CISALHAMENTO O comportamento das tensões residuais de cisalhamento é similar ao das normais A máxima tensão residual de cisalhamento r geralmente apresenta valores inferiores situados entre 20 e 40 MPa e dificilmente superiores a 20 da resistência ao escoamento por cisalhamento do aço fvy p fvy r 85