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Cap. 1 - Propriedades dos Materiais Estruturas V
Prof. Juan W. Moore E.24
Fig. 22 – Ponte rolante
Fig. 23 - Obras de engenharia no geral

Prof. Juan W. Moore E. 23
Fig. 19 - Torres Fig. 20 – Painéis e postes
Fig. 21 – Escadas e passarelas

Fig. 16 – Pontes e viadutos
Fig. 17 – Galpões industriais
Fig. 18 - Reservatórios

Fig. 13 - Edifícios industriais e comerciais
Fig. 14 - Residências
Fig. 15 - Hangares

☛ Controle de Qualidade: Atua em todas as fases, estabelecendo os procedimentos de
solda, inspecionando peças, verificando se estão dentro das tolerâncias de normas,
etc.
☛ Manutenção: Após toda a conclusão da obra, é necessário fazer um plano de inspeção,
o que depende do local e uso das estruturas. Outro requisito de serviço importante é a
média de vida útil da estrutura, juntamente com os problemas de corrosão, devido às
condições atmosféricas, umidade e outros.
1.12 ENTIDADES NORMATIVAS PARA O PROJETO E CÁLCULO DE ESTRUTURAS
METÁLICAS
No Brasil, a entidade normativa e representativa da classe é a ABNT (Associação
Brasileira de Normas Técnicas).
É utilizada a norma técnica NB 14 (NBR 8800), de 14 de abril de 1986, Projeto e
Execução de Estruturas de Aço de Edifícios (método dos estados limites) – ABNT –
Associação Brasileira de Normas Técnicas.
Como normas técnicas complementares utilizadas para o dimensionamento
estrutural, temos:
NB 862 ou NBR 8681/84 Ações e segurança nas estruturas – ABNT 12/84.
NBR 6120/80 ou NB 5/78 Cargas para o cálculo de estruturas de edifícios – ABNT.
NBR 6123/88 Forças devidas ao vento em edificações – ABNT.
NBR 14 323/99 Dimensionamento de estruturas de aço em edifícios em
situação de incêndio – Procedimentos.
NBR 14 432/00 Exigências de resistência ao fogo de elementos
construtivos de edificações.
NBR 5884/99 Perfil I Estrutural de aço soldado por arco Elétrico.
1.13 APLICAÇÃO DAS ESTRUTURAS METÁLICAS
Dentre as inúmeras aplicações das estruturas metálicas, podemos citar:
Fig. 12 - Telhados

Se o projeto e o detalhamento não são executados pelo fabricante, e este é
desconhecido é importante deixar opções no projeto para uso de conexões soldadas ou
parafusadas, ou, mesmo, o detalhamento propor soluções alternativas de acordo com a sua
fabricação.
Em geral, o custo de uma estrutura metálica pode ser apresentado da seguinte
maneira:
Projeto estrutural 1 – 3%
Detalhamento 2 – 6%
Material e insumos 20 – 50%
Fabricação 20 – 40%
Limpeza e pintura 10 – 25%
Transporte 1 – 3%
Montagem 20 – 35%
1.11 PRINCIPAIS FASES NA CONSTRUÇÃO DE UMA OBRA.
As principais fases que precedem a construção de qualquer tipo de edifício, ou,
mesmo, qualquer tipo de obra, são:
☛ Arquitetura: onde é desenvolvidos todo o estudo da obra, materiais de acabamento,
dimensões, características de ventilação, iluminação, forma etc.
☛ Projeto Estrutural: é onde se dá corpo ao projeto arquitetônico, calculando-se os
elementos de sustentação, ligações principais, tipos de aço, carga nas fundações
especificando se a estrutura será soldada ou parafusada, etc.
☛ Sondagem do Solo: é de fundamental importância para o delineamento das estruturas,
pois se o solo é de má qualidade o calculista da estrutura deve evitar engastá-las às
fundações, o que tornaria muito mais onerosa. Porém, se o solo for de boa qualidade,
poder-se-ia perfeitamente engastá-las. Portanto, o tipo de solo pode definir o
esquema estrutural.
☛ Detalhamento: Onde o projeto estrutural é detalhado peça por peça, visando atender
ao cronograma de fabricação e montagem, dentro das recomendações do projeto,
procurando agrupar ao máximo as peças.
☛ Fabricação: e onde as diversas partes (peças) que vão compor uma estrutura são
fabricadas, usando-se as recomendações de projeto quanto à solda, parafusos,
tolerâncias, controle de qualidade, etc.
☛ Limpeza e proteção: após a fabricação, as peças que vão compor a estrutura são
preparadas para receber proteção contra a corrosão e, após a limpeza, a estrutura
deve ser pintada e galvanizada, ou mesmo no estado natural, se for ASTM-A588 ou
similar e a sua localização assim o permitir.
☛ Transporte: É preciso, já na fase inicial de projeto e detalhamento, indicar o tamanho
das peças, procurando, dentro do possível, evitar transporte especial.
☛ Montagem: É aonde as peças vão se juntar, uma a uma, para compor uma estrutura,
necessitando-se de um planejamento, visando especificar os equipamentos a serem
usados, tipo de ferramentas e seqüência de montagem. É considerada a fase clave de
toda a obra, é quando sabemos se houve ou não um bom projeto.

Podendo ser acrescentada a designação
“chapa dobrada” para diferenciar dos perfis
laminados Fig. 10.
1.9.3 Perfis soldados
Os tipos já padronizados podem ter
designação dos fabricantes (Fig. 11), por exemplo:
CS → perfil coluna soldada (d/bf ≈ 1).
VS → perfil viga soldada (d/bf ≈ 2).
PS → perfil soldado.
CVS → perfil coluna-viga soldada (d/bf ≈ 1,5).
1.10 FATORES QUE INFLUENCIAM O CUSTO DE UMA ESTRUTURA
Tradicionalmente o aço tem sido vendido por toneladas e, conseqüentemente,
discutindo-se o custo de uma estrutura de aço impõe-se que se formulem seus custos por
tonelada de estrutura acabada. Só que se ignora o fato, do grande número de fatores que
têm influência significativa no custo final, por tonelada, de uma peça de aço fabricada. No
projeto, detalhe, fabricação e montagem de uma estrutura de aço, os seguintes fatores
influenciam o custo de uma estrutura:
a) seleção do sistema estrutural;
b) projeto dos elementos estruturais individuais;
c) projeto e detalhe das conexões;
d) processo a ser usado na fabricação;
e) especificações para fabricação e montagem;
f) sistema de proteção à corrosão;
g) sistema a ser usado na montagem;
h) sistema de proteção contra fogo, etc.
A seleção do mais eficiente sistema estrutural, compatível com o processo de
fabricação, é fundamental para otimizar os custos. Economia na fabricação e montagem
só é possível como resultado de conexões bem elaboradas durante a fase de
detalhamento, de acordo com as premissas de projeto. A especificação é a que a maior
influência tem nos custos de fabricação e montagem, onde se determinam a qualidade do
material e as tolerâncias requeridas. Outro item importante é a proteção contra a
corrosão, que, em muitos casos, pode chegar a até 25% do valor da estrutura.
Fig. 11 – Perfil soldado
Fig. 10 – Perfis em chapas dobradas

Perfis CS (colunas soldadas)
Perfis VS ( vigas soldadas)
Perfis CVS (colunas e vigas soldadas)
Na Fig. 9b, c, d,
vemos perfis compostos
formados pela associação
de perfis laminados
simples Esses perfis são
evidentemente mais caros
que os laminados simples;
seu emprego se justifica para atender conveniências de cálculo como, por exemplo, em
colunas ou estacas onde se deseja o momento de inércia elevado nas duas direções
principais.
1.9 DESIGNAÇÃO DOS PERFIS
1.9.1 Perfis laminados
No Brasil os perfis laminados são designados como:
Código Literal, altura (mm), peso (kg/m)
Exemplo de códigos literais:
L → cantoneira com abas e espessuras iguais ou desiguais.
I → perfil de seção transversal I.
H → perfil de seção transversal H ou I invertido.
U → perfil de seção transversal U.
T → perfil de seção transversal T.
Exemplo de perfis:
I 100 → perfil I, abas inclinadas com altura de 100 mm.
IP 500 → perfil I, abas paralelas com altura de 500 mm.
HPP 500 → perfil H, abas paralelas, série pesada com altura de 500 mm.
HPM 400 → perfil H, abas paralelas, série média, com altura de 400 mm.
HPL 100 → perfil H, abas paralelas, série leva, com altura de 100 mm.
U 100 → perfil U, abas inclinadas com altura de 100 mm.
L 50 x 3 → perfil L (cantoneira), abas iguais de 50 mm e espessura 3 mm.
L 50 x 30 x 3 → cantoneira de abas desiguais (50 e 30 mm) e espessura 3 mm.
1.9.2 Perfis de chapas dobradas
São designados como:
Tipo, altura, aba, dobra, espessura.
( a ) ( b ) ( c ) ( d )
Fig 9 - Perfis compostos de chapas ou perfis laminados

Existem chamadas viradeiras, que permitem dobrar chapas a frio, formando perfis
L e U. para evitar a fissuração da chapa, as dobras obedecem a raios mínimos, de maneira
que os cantos dos perfis dobrados são arredondados. Como exemplo, temos:
Os cabos de aço são formados por três fios trefilados finos, agrupados em
arranjos helicoidais variáveis. Os cabos de aço são muito flexíveis, o que permite seu
emprego em moitões para multiplicação de forças. Entretanto, o módulo de elasticidade é
baixo, cerca de 50% do módulo da barra maciça.
Os perfis laminados são obtidos pela passagem de blocos de aço (lingotes) por
rolos de laminação que levem à forma final com dimensões padronizadas de pequena
tolerância. Como os laminadores são equipamentos muito caros, não é economicamente
viável trocar o padrão dos perfis laminados ou criar um novo. Os tipos mais comuns para
construção metálica são os perfis I (ou duplo T), os perfis U (ou canal, ou C), as
cantoneiras (ou L) e as barras redondas.
Os perfilados obtidos por dobramento de chapas estão sujeitos ao limite de
capacidade de dobramento das chapas que, por isso, não podem ser espessas. São
empregados em geral em coberturas de galpões de esportes e existem empresas
especializadas em fabricá-las, dispondo de catálogo com dimensões padronizadas e
propriedades geométricas das seções.
1.8 PERFIS FABRICADOS E PERFIS COMPOSTOS.
Os perfis fabricados são formados pela associação de chapas ou de perfis
laminados simples sendo a ligação, em geral, soldada.
Na Fig. 9a vemos um perfil I formado pela união de três chapas. Graças aos
processos automatizados de solda, esses perfis podem ser produzidos competitivamente
em escala industrial.
A Companhia Siderúrgica Nacional têm uma fábrica de perfis I soldados,
produzindo três linhas de perfis padronizados:
Fig. 8 – Produtos Metalúrgicos

As barras são laminadas em
seção circular, quadrada ou retangular
alongada; estas últimas chamam-se
vulgarmente barras chatas Fig. 6.
1.6.3 Perfis Laminados – Os laminadores produzem perfis de grande eficiência
estrutural, em forma de H, I, [, L , os quais são denominados correntemente perfis
laminados (Fig. 7).
Os perfis H, I, [, são produzidos em grupos, sendo os elementos de cada altura
constante “h” e largura de abas variável “b”; a variação da largura se obtém aumentando o
espaçamento entre os rolos laminadores de maneira que a espessura da alma tem variação
igual à da largura das abas.
Os perfis “[“ são, corretamente denominados perfis U.
Os perfis L (cantoneiras) são também fabricados com diversas espessuras para
cada tamanho das abas. Existem cantoneiras com abas iguais e com abas desiguais.
1.6.4 Fios, Cordoalhas, Cabos – Os fios ou arames são obtidos por trefilação.
Fabricam-se fios de aço doce e também de aço duro (aço de alto carbono).
Os Fios de aço duro são empregados em molas, cabos de protensão de estruturas
etc.
As cordoalhas são formadas por três ou sete fios arrumados em forma de hélice.
O módulo de elasticidade da cordoalha é quase tão elevado quanto o de uma barra maciça
de aço.
1.7 PRODUTOS METALÚRGICOS ESTRUTURAIS.
As empresas metalúrgicas produzem os perfis compostos por chapas dobradas ou
compostos por chapas soldadas (Fig. 8).
Fig. 6 - Barras do tipo quadrada, circular e chata.
Fig. 7 – Perfis laminados

1.6 PRODUTOS SIDERÚRGICOS ESTRUTURAIS (NB-14, Anexo A)
As estruturas metálicas devem ser constituídas, preferencialmente, por produtos
siderúrgicos padronizados, de forma a minimizar os custos. A adoção de formas
diferentes das padronizadas pode aumentar o custo final, então, o projetista deve estar
com catálogos das usinas
siderúrgicas à mão, para
utilização em projetos.
As usinas produzem
aços para utilização
estrutural sob diversas
formas: chapas, barras,
perfis laminados, fios
trefilados, cordoalhas e
cabos.
1.6.1 Chapas - As chapas
são produtos
laminados, nos quais
uma dimensão
(espessura) é muito menor que as outras duas (largura e comprimento).
As chapas se dividem em duas categorias:
• chapas grossas: t ≥ 4,76 mm (3/16”); a espessura é oferecida em polegadas ou
milímetros Fig. 4.
• chapas finas: a espessura das chapas finas é em geral fornecida em bitolas
sendo usual no Brasil a bitola MSG, as mesmas são fabricadas em bobinas Fig. 5.
MSG n° 9 10 11 12 13 14 15 16
t (mm) 3,80 3,42 3,04 2,66 2,28 1,90 1,71 1,52
As chapas fornecidas com os
bordos naturais de laminação (sem cantos
vivos), se denominam universais; quando os
bordos são cortados na tesoura, as chapas
se denominam aparadas.
As chapas finas produzidas pela
Companhia Siderúrgica Nacional (Volta
Redonda) têm espessuras compreendidas
entre as bitolas 9 e 16.
1.6.2 Barras – as barras são produtos
laminados no quais duas dimensões
(da seção transversal) são
pequenas em relação à terceira
(comprimento).
Fig. 4 - Chapas Finas ou Grossas (em formatos específicos)
Fig. 5 - Chapas em bobinas (medidas variáveis em
comprimento e largura)

1.4.8 Fadiga: A resistência à ruptura dos materiais é em geral medida em ensaios
estáticos. Quando as peças metálicas trabalham sob efeito de esforços repetidos
em grande número, pode haver ruptura em tensões inferiores às obtidas em ensaios
estáticos. Esse efeito denomina-se fadiga do material.
A resistência à fadiga é em geral determinante no dimensionamento de peças sob
tração de efeitos dinâmicos importantes, tais como peças de máquinas, de pontes etc.
As normas americanas e brasileiras verificam a resistência à fadiga pela variação
de tensões elásticas (∆σ) provocadas pelas cargas variáveis.
1.5 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO AÇO ESTRUTURAL.
Como vantagens das estruturas de aço podemos citar:
Alta resistência do material nos diversos estados de tensão (tração,
compressão, flexão etc.), o que permite aos elementos estruturais suportarem
grandes esforços apesar da área relativamente pequena das suas seções; por
isso, as estruturas do aço, apesar da sua grande densidade, são mais leves do
que os elementos constituídos em concreto armado, permitindo assim vencer
grandes vãos.
Garantias das dimensões e propriedades dos materiais.
Material resistente a choques e vibrações.
Os elementos de aço oferecem uma grande margem de segurança no trabalho, o
que se deve ao fato de o material ser único e homogêneo, com limite de
escoamento, ruptura e módulo de elasticidade bem definido.
Os elementos de aço são fabricados em usinas, oficinas; e sua montagem é bem
mecanizada, permitindo com isso diminuir o prazo final da construção, em caso
de necessidade, possibilita a desmontagem das estruturas e sua posterior
montagem em outro local.
Os elementos de aço podem ser desmontados e substituídos com facilidade, o
que permite reforçar ou substituir facilmente diversos elementos da estrutura.
Possibilidade de reaproveitamento do material que não seja mais necessário à
construção (valores que chegam a 100% de aproveitamento).
Como desvantagens das estruturas de aço podemos citar:
Limitação na execução em fábrica em função do transporte até o local de sua
montagem final.
Necessidade de tratamento superficial das peças contra oxidação devido ao
contato com o ar atmosférico.
Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para sua
fabricação e montagem.
Limitação de fornecimento de perfis estruturais.

A relação entre a tensão e a deformação linear específica é o “módulo de
elasticidade” característica dos materiais (ou que possuam fase elástica) relacionada com
a sua rigidez.
1.4.2 Plasticidade: deformação plástica é deformação permanente provocada por tensão
igual ou superior ao limite de escoamento. É o resultado de um deslocamento
permanente dos átomos que constituem o material, diferindo, portanto, da
deformação elástica, em que os átomos mantêm as suas posições relativas.
1.4.3 Ductilidade: ductilidade é a capacidade dos materiais de se deformar
plasticamente sem se romper. Pode se medida por meio do alongamento (e) ou da
estrição, que é a redução na área da seção transversal do corpo de prova.
Quanto mais dúctil o aço maior é a redução da área ou o alongamento antes da
ruptura.
A ductilidade tem grande importância nas estruturas metálicas, pois permite a
redistribuição de tensões locais elevadas. As vigas de aço dúcteis sofrem grandes
deformações antes de se romper, o que na prática constitui um aviso da presença de
tensões elevadas. Um material não-dúctil, o ferro fundido, por exemplo não se deforma
antes da ruptura. Diz-se, no caso, que o material é de comportamento frágil, ou seja,
apresenta ruptura frágil.
Denomina-se ductilidade a capacidade do material de se deformar sob a ação das
cargas. Os aços dúcteis, quanto sujeitos a tensões locais elevadas sofrem deformações
plásticas capazes de redistribuir as tensões; esse comportamento plástico permite, por
exemplo, que se considere numa ligação rebitada distribuição uniforme de carga entre os
rebites. Além desse efeito local, a ductilidade tem importância porque conduz a
mecanismos de ruptura acompanhados de grandes deformações que fornecem avisos da
atuação de cargas elevadas.
1.4.4 Tenacidade: tenacidade é a capacidade que têm os materiais de absorver energia
quando submetidos a carga de impacto.
Em outras palavras, tenacidade é a energia total, elástica e plástica, que um
material pode absorver por unidade de volume até a sua ruptura (medida em J/m3
–
Joules por metro cúbico), representada pela área total do diagrama tensão-deformação.
OBS: um material dúctil com a mesma resistência de um material frágil vai requerer
maior quantidade de energia para ser rompido, sendo, portanto, mais tenaz.
1.4.5 Dureza: Denomina-se dureza a resistência ao risco ou abrasão. Na prática mede-
se dureza pela resistência que a superfície do material oferece à penetração de uma
peça de maior dureza. Existem diversos processos como Brinel, Rockwell, Shore. As
relações físicas entre dureza e resistência foram estabelecidas
experimentalmente, de modo que o ensaio de dureza é um meio expedito de
verificar a resistência do aço.
1.4.6 Fragilidade: É o oposto da ductilidade. Os aços podem ser tornados frágeis pela
ação de diversos agentes: baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais
causados, por exemplo, por solda elétrica, etc.
1.4.7 Resiliência: É a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico.

• Tensão de ruptura ou Limite de Resistência (fRe). É o valor máximo da tensão que se
obtém na peça. Corresponde ao ápice da curva tensão-deformação.
• Módulo de elasticidade ou módulo de Young (E). É a razão entre tensões e
deformações ( σ = E . ε ), conhecida como “Lei de Hooke”; corresponde ao coeficiente
angular da reta de proporcionalidade. Para o aço seu valor situa-se entre 0,25 e 0,33
na zona elástica.
• Módulo de elasticidade transversal. É a razão entre as deformações transversais e
as tensões cisalhantes na zona de proporcionalidade. Pode ser determinada através da
equação:
)µ1(2
E
G
+
=
• Resistência à fadiga. É definida como a tensão para o qual o aço rompe depois de
repetidas aplicações de carga, está relacionada com o número de ciclos de carga e com
a amplitude da variação das cargas.
• Coeficiente de dilatação térmica. Na faixa normal de temperaturas ambientais.
Segundo norma NB-14 para aços estruturais adota-se valores (item 4.6.10):
β = 12 x 10-6
/°C ⇒ Coeficiente de Dilatação Térmica
E = 205000 MPa ⇒ Módulo de Elasticidade
νa = 0,3 ⇒ Coeficiente de Poisson
γa = 77 kN/m3
⇒ Peso Específico
G = 78850 MPa ⇒ Módulo de Elasticidade Transversal
1.4 PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS AÇOS
As propriedades mecânicas constituem as características mais importantes dos
aços, para a sua aplicação no campo da engenharia, visto que o projeto e a execução das
estruturas metálicas, assim como a confecção dos componentes mecânicos, são baseados
no seu conhecimento. As propriedades mecânicas definem o comportamento dos aços
quando sujeitos a esforços mecânicos e correspondem às propriedades que determinam a
sua capacidade de resistir e transmitir os esforços que lhes são aplicados, sem romper ou
sem que ocorram deformações excessivas.
1.4.1 Elasticidade: elasticidade de um material é a sua capacidade de voltar à forma
original após sucessivos ciclos de carregamento (carga e descarga).
Uma peça de aço, por exemplo, sob o efeito de tensões de tração ou de
compressão sofre deformações, que podem ser elásticas ou plásticas. Tal comportamento
deve-se à natureza cristalina dos metais, pela presença de planos de escorregamento ou
de menor resistência mecânica no interior do reticulado.
A deformação elástica é reversível, ou seja, desaparece quando a tensão é
removida.

como os aços, o limite de escoamento é bem definido, pois a determinada tensão aplicada
o material escoa, isto é ocorre deformação plástica sem haver praticamente aumento da
tensão. O limite de escoamento é a constante física mais importante no cálculo das
estruturas de aço. Deve-se impedir que essa tensão seja atingida nas seções transversais
das barras, como forma de limitara a sua deformação.
O limite de resistência de um material é calculado dividindo-se a carga máxima que
ele suporta, antes da ruptura, pela área da seção transversal inicial do corpo de prova.
Este limite, como os demais, é expresso em unidade de tensão (kgf/cm2
ou kN/cm2
ou
MPa). Observa-se que o limite de resistência é calculado em relação à área inicial, o que é
particularmente importante para os materiais dúcteis, uma vez que estes sofrem uma
redução de área quando solicitados pela carga máxima. Embora, a tensão verdadeira que
solicita o material seja calculada considerando-se a área real, a tensão tal como foi
definida anteriormente é mais importante para o engenheiro, pois os projetos devem ser
feitos com base nas dimensões inicias.
Em um ensaio de compressão, sem a ocorrência de flambagem, obtém-se um
diagrama tensão-deformação similar ao do ensaio de tração, porém com tensões sempre
crescentes após o escoamento; ocorre um aumento da área da seção transversal, sem que
seja atingida a ruptura propriamente dita.
Durante o alongamento da
barra, há uma contração lateral
(estrição), que resulta na diminuição
da área de seção transversal. Isto
não têm nenhum efeito no diagrama
tensão-deformação imediatamente
após o limite de escoamento, porém deste ponto em diante a diminuição da área afeta de
maneira apreciável o cálculo da tensão na barra (Fig. 2).
A Fig. 3, representa um diagrama típico de aço carbono.
• Limite de proporcionalidade (fP). É o
valor da tensão correspondente ao
final da reta de proporcionalidade.
• Tensão de escoamento ou ponto de
escoamento (fY): O patamar de
escoamento costuma apresentar uma
tensão de escoamento máxima seguida
de uma tensão de escoamento mínima.
Genericamente, refere-se à tensão
superior como tensão de escoamento à
qual corresponde a deformação (εy).
Para aços que não apresentam patamar
de escoamento a tensão de
escoamento é obtida com a interseção
de uma reta traçada paralela ao trecho do gráfico a partir de um ponto nos eixos das
abcissas correspondente a uma deformação de 0,2%, com o próprio gráfico tensão-
deformação.
Ref
fY
(σ)
(ε)
Pf
εε εRe Y P
Fig. 3 - Diagrama típico para o aço carbono
P P
Fig. 2. Estrangulamento (estrição) de uma barra sob tração

Os elementos normalmente adicionados são níquel, titânio, nióbio, vanádio,
molibdênio, obedecendo sua soma a um limite mínimo estrito, para garantir o equilíbrio
das propriedades almejadas.
(*) Por exemplo, a composição química dos aços resistentes ao fogo produzidos pela
Cosipa -COS AR COR FIRE 500 e pela Usiminas - USI-FIRE-400 e USI-FIRE-490 foi
desenvolvida com base nos aços COS AR COR 400, 400E e 500, e USI-SAC-250, 300
e 350 respectivamente, recomendados para aplicações sujeitas à corrosão
atmosférica
1.3 DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO
A relação entre a tensão aplicada e a deformação resultante pode ser
acompanhada pelo diagrama tensão deformação. Os valores para a construção deste
diagrama são obtidos submetendo o material ao ensaio de tração, sendo a deformação
medida com o auxílio de um aparelho denominado extensômetro, acoplado à máquina de
ensaio.
As propriedades mecânicas dependem da composição química, processo de
laminação e tratamento térmico do aço. Outros fatores podem influenciar, tais como:
técnica de ensaio, temperatura, geometria do corpo de prova, etc.
Dentro de certos limites (fase elástica), ao tracionar-se uma peça, a sua
deformação segue a “Lei de Hooke”, ou seja, é proporcional ao esforço aplicado (Fig. 1). A
proporcionalidade pode ser observada no trecho retilíneo do diagrama tensão-deformação
e a constante de proporcionalidade é denominado módulo de elasticidade ou módulo de
deformação longitudinal. Ultrapassando o limite de proporcionalidade, tem lugar a fase
plástica, na qual ocorrem deformações crescentes sem variação de tensão (patamar de
escoamento). O valor constante da tensão, nessa fase, é chamado limite de escoamento
do aço.
Após o
escoamento, ainda na fase
plástica, a estrutura
interna do aço se
rearranja e o material
passa pelo encruamento,
em que se verifica
novamente a variação da
tensão coma deformação,
porém não-linearmente. O
valor máximo da tensão é
chamado de limite de
resistência do aço. O
limite de escoamento de
um material é calculado
dividindo-se a carga
máxima que ele suporta,
antes de escoar, pela área da seção transversal inicial do corpo de prova. Em materiais
Ref
fY
(σ)
(ε)
Deformação
Linear
Específica
Tensão
Limite de
Resistência
Limite de
Escoamento
Limite de
Proporcionalidade
Pf
fRe
fY
Pf
=
=
=
Patam
arde
Escoam
ento
Encruam
ento
"Fase"
Elástica
"Fase"
Plástica
"Fase" de
Ruptura
α
Fig. 1. Diagrama tensão-deformação típico para o aço estrutural.

Utilização com Revestimento
Os aços patináveis devem ser revestidos com pintura em locais em que as
condições climáticas ou de utilização não permitam o desenvolvimento completo da pátina
protetora, ou quando houver uma expressa indicação neste sentido no projeto. Deve haver
revestimento quando a atmosfera for industrial altamente agressiva, marinha severa ou
moderada (à distância de até 600 metros da orla marítima), regiões submersas ou
sujeitas a respingos e locais em que não ocorram ciclos alternados de molhamento e
secagem. Os revestimentos apresentam excelente aderência aos aços patináveis, com um
desempenho no mínimo duas vezes superior em relação ao mesmo revestimento aplicado
sobre aço-carbono comum.
1.2.3 Aços Resistentes ao Fogo (Alta Resistência Mecânica, Resistentes à Corrosão
Atmosférica):
Resistência ao fogo.
Um dos pontos mais importantes nos projetos de construção civil é reduzir o risco
de incêndios e, caso estes ocorram, aumentar o tempo de início de deformação da
estrutura, conferindo, assim, segurança a essas construções.
Composição Química.
Os aços resistentes ao fogo são basicamente resultado de modificações de aços
resistentes à corrosão atmosférica (*).
As adições são ajustadas sempre no limite mínimo possível, de forma que garantam
um valor determinado e elevado de resistência mecânica à tração, proporcionando também
boa soldabilidade e mantendo o padrão de excelente resistência à corrosão atmosférica,
intrínseco ao aço de origem.
Aço patinável com pintura
Universidade Federal de Ouro Preto – MG

Utilização sem Revestimento
O uso de aços patináveis sem revestimento é recomendado para ambientes em que
possam formar inteiramente a camada de óxido protetor (pátina). De forma geral,
atmosferas classificadas como industrial não muito agressiva, rural, urbana e marítima
(distante mais de 600 m da orla marítima) podem abrigar aplicações de aços patináveis
sem revestimento. Em atmosferas industriais altamente agressivas, sua resistência à
corrosão é menor, porém sempre superior à do aço-carbono comum.
Cuidados especiais:
Na utilização dos aços patináveis não revestidos, para desenvolver a camada de
óxido de forma compacta, aderente e homogênea, e com característica protetora, são
necessários alguns cuidados:
A carepa de laminação deve ser eliminada, por jateamento com granalha ou areia;
Os respingos de solda, resíduos de óleo e graxa, bem como os resíduos de
argamassa e concreto devem ser removidos;
Áreas em que possa haver retenção de água ou de resíduos sólidos devem, se
possível, ser eliminadas no projeto; se isto for impraticável, deve-se protegê-las
com pintura.
As panes não expostas à ação do intemperismo, como juntas de expansão,
articulações. Regiões sobrepostas e frestas devem ser convenientemente
protegidas, devido ao acúmulo de resíduos sólidos e de umidade.
OBS.: As estruturas construídas com aço patinável sem revestimento precisam ser
acompanhadas periodicamente, para verificação do desenvolvimento do óxido. Caso
não ocorra a formação da pátina, de forma compacta e aderente, será necessário
recorrer à pintura.
Aço Patinável sem pintura
Prefeitura de Salvador – BA

criou o grupo dos aços patináveis ou aclimáveis, que se caracteriza por excelente
resistência à corrosão atmosférica aliada à resistência mecânica adequada.
Resistência à Corrosão Atmosférica: A Característica dos Aços Patináveis
Os aços patináveis ou aclimáveis apresentam como principal característica a
resistência à corrosão atmosférica, muito superior à do aço-carbono convencional,
conseguida pela adição de pequenas quantidades dos elementos de liga já mencionados.
Quando expostos ao clima (daí o nome aclimáveis), desenvolvem em sua superfície uma
camada de óxido compacta e aderente, que funciona como barreira de proteção contra o
prosseguimento do processo corrosivo, possibilitando, assim, a utilização desses aços sem
qualquer revestimento. Esta barreira ou pátina protetora só é desenvolvida quando a
superfície metálica for submetida a ciclos alternados de molhamento (chuva, nevoeiro,
umidade) e secagem (sol, vento). O tempo necessário para a sua formação varia em função
do tipo de atmosfera a que o aço está exposto, sendo em geral de 18 meses a 3 anos; após
um ano, porém, o material já apresenta uma homogênea coloração marrom-clara.
Propriedades Mecânicas
Além da excelente soldabilidade, os aços patináveis podem apresentar tanto alta
como média resistência mecânica; no primeiro caso, proporcionam economia no peso da
estrutura, pela redução da espessura da chapa.
Na tabela a seguir são mostradas as propriedades mecânicas dos aços patináveis
brasileiros:
SIDERÚRGICA
DESIGNAÇÃO
COMERCIAL
LE
(MPa)
LR
(MPa)
DOBRAMENTO
LONGITUDINAL
180° (Calço)
USI-SAC-250
(USI-SAC-41)
≥ 250 402 a 510 1,5 (e)
USI-SAC-300
(USI-SAC-41)
≥ 300 402 a 510 1,5 (e)USIMINAS
USI-SAC-350
(USI-SAC-50)
≥ 373 490 a 608 1,5 (e)
COS-AR-COR-400 ≥ 250 380 a 520 1,0 (e)
COS-AR-COR-400 E ≥ 300 380 a 520 1,0 (e)COSIPA
COS-AR-COR-500 ≥ 375 490 a 630 3,0 (e)
CSN COR 420 ≥ 300 420 1,5 (e)
CSN
CSN COR 500 ≥ 380 520 1,5 (e)
NOMENCLATURA:
LE = Limite de Escoamento; LR = Limite de Ruptura; (1 MPa = 10 kgf/cm2); e = espessura
A água atravessa a camada de ferrugem
pelos poros e fissuras, atingindo o metal.
Fino filme aderente de ferrugem (pátina),
no qual sais insolúveis de sulfato
bloqueiam poros e fissuras, protegendo o
metal

Quanto maior a quantidade de carbono na liga, maior a resistência esperada para o
aço, porém diminui a sua ductilidade (capacidade de se deformar). Em estruturas usuais
de aço, utilizam-se de preferência aços com teor de carbono baixo até médio, os quais
podem ser soldados sem precauções especiais.
Pode ser útil ao engenheiro de estrutura conhecer as propriedades estimadas para
os aços de acordo com a classificação SAE, cujos valores das resistências são estimados,
não havendo obrigatoriedade de serem atendidos em ensaios.
Tensão de Escoamento Mínima Tensão de ruptura mínima
Aço SAE
Laminado a quente Laminado a frio Laminado a quente Laminado a frio
1010 180 MPa 300 MPa 330 MPa 370 MPa
1020 210 MPa 350 MPa 380 MPa 420 MPa
1030 260 MPa 450 MPa 470 MPa 530 MPa
1040 290 MPa 490 MPa 530 MPa 590 MPa
1050 340 MPa 590 MPa 630 MPa 700 MPa
1060 370 MPa - 680 MPa -
Os aços 10XX são aços carbono e os valores XX indicam a quantidade de carbono.
Por exemplo, o aço 1020 apresenta 0,2% de carbono.
1.2.2 Aços de Baixa Liga (Média e Alta Resistência Mecânica, Resistentes à Corrosão
Atmosférica):
De acordo com a NBR 6215, são aços com teor de carbono inferior ou igual a
0,25%, com teor total de elementos de liga inferior a 2,0% e com limite de escoamento
igual ou superior a 300 MPa. Usualmente, esses aços são fabricados com baixo teor de
carbono e pequenas adições de elementos de liga, tais como níquel, cromo, molibdênio,
vanádio, titânio, nióbio, cobre, zircônio ou boro, além de manganês e silício, em algumas
combinações e quantidades adequadas, de forma que se obtenha alta resistência,
mantendo boa ductilidade, tenacidade, soldabilidade, resistência à corrosão e à abrasão.
A utilização de aços de alta resistência proporciona uma redução na espessura das
peças, comparativamente aos aços-carbono, o que implica em redução do consumo e
melhor aproveitamento do material, o que os recomenda nas aplicações da construção
civil.
Aços de alta resistência e baixa liga disponíveis no mercado:
USI-SAC-350, COS-AR-COR 500 e CSN 500 que possuem alta resistência
mecânica. Devem ser citados também os aços que, apesar de sua alta resistência à
corrosão, possuem média resistência mecânica, com custo unitário menor do que o
anterior:
USI-SAC-250 e 300, COS-AR-COR 400 e 400E, e CSN 420.
No tocante aos tipos de atmosfera que afetam os metais, e os aços em particular,
convencionou-se adotar os seguintes padrões: urbana, industrial, rural e marinha. A
adição, em pequena proporção, de elementos de liga, como cobre, cromo, fósforo e silício,

O aumento do teor de carbono produz redução na ductilidade, o que acarreta
problemas na soldagem. No entanto, os aços-carbono com até 0,30% de carbono (baixo
carbono) podem ser soldados sem precauções especiais, sendo também os mais adequados
à construção civil.
A tabela a seguir resume as principais características e aplicações dos aços-
carbono:
CLASSE
LIMITE USUAL DE
RESISTÊNCIA (MPa)
CARACTERÍSTICAS
PRINCIPAIS
APLICAÇÕES
BAIXO
CARBONO
< 440
Boa tenacidade,
conformabilidade e
soldabilidade
Pontes, edifícios, navios,
caldeiras, tubos, estruturas
mecânicas, etc.
MÉDIO
CARBONO
440 a 590
Médias
conformabilidades e
soldabilidades.
Estruturas parafusadas de
navios e vagões, tubos,
estruturas mecânicas,
implementos agrícolas, etc.
ALTO CARBONO 590 a 780
Más
conformabilidade e
soldabilidade, alta
resistência ao
desgaste.
Peças mecânicas,
implementos agrícolas,
trilhos e rodas ferroviárias.
As normas de dimensionamento (NBR 8800, AISC/LRFD e AISIJLRFD) fornecem
diversos tipos de aços que podem ser especificados nos projetos estruturais. Serão
destacados os principais:
ASTM A-36 - especificado pela American Society for Testing and Materials
(ASTM), é o mais utilizado na fabricação de perfis soldados e laminados, sendo
produzido com espessuras maiores do que 4,57mm;
NBR 6648/CG-26 - especificado pela ABNT, é utilizado na fabricação de perfis
soldados e o que mais se assemelha ao anterior;
NBR 7007/MR-250 - é utilizado para a fabricação de perfis laminados, sendo
semelhante ao ASTM A-36;
ASTM A-570 - é o mais utilizado na fabricação de perfis formados a frio, sendo
produzido com espessuras menores do que 5,84mm;
NBR 6650/CF-26 - especificado pela ABNT, é utilizado na fabricação de perfis
formados a frio e o que mais se assemelha ao anterior.
A seguir, são fornecidos os valores dos limites de escoamento (fy) e da resistência
desses aços.
TIPO DE AÇO fy (MPa) fu (MPa)
ASTM A-36 250 400
ASTM A-570 (grau 40) 275 380
NBR 6648 / CG-26 255*
245**
410*
410**
NBR 6650 / CG-26 260 410
NBR 7007 / MR-250 250 400
* Válido para espessuras e ≤ 16 mm.
** Válido para espessuras 16 < e ≤ 40 mm.

1.2 TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS E SEUS PRODUTOS
O aço é um composto que consiste quase totalmente de ferro (aprox. 98%), com
pequenas quantidades de carbono, silício, enxofre, fósforo, manganês etc. O teor de
carbono é o material que exerce o maior efeito nas propriedades do aço, podendo variar
de 0% a 1,7%.
Existe uma grande variedade de formas e de tipos de aços disponíveis, o que
decorre da necessidade de continua adequação do produto às exigências de aplicações
específicas que vão surgindo no mercado, seja pelo controle da composição química, seja
pela garantia das propriedades mecânicas requeridas ou, ainda, por sua forma final
(chapas, perfis, tubos, barras, etc.).
Para a utilização na construção civil, onde suas propriedades são bem definidas o
interesse maior recai sobre os chamados aços estruturais, termo designativo de todos os
aços que, devido à sua alta resistência mecânica (comparada com qualquer material
disponível), ductilidade (capacidade que o aço têm de se deformar antes da ruptura) e
outras propriedades, são adequados para utilização em elementos que suportam cargas.
Os aços utilizados em estruturas são divididos em dois grupos: aços carbono e aços de
baixa liga).
1.2.1 Aço-Carbono (Média Resistência Mecânica):
O elemento ferro, não apresenta propriedades adequadas para o emprego
industrial. É necessário estar composto com outros elementos formando ligas. As ligas
com predominância de ferro são denominadas aço.
Os aços carbono são os tipos mais usados, nos quais o aumento de resistência em
relação ao ferro puro é produzido pelo carbono e, em menor escala, pelo manganês. Eles
contêm as seguintes porcentagens máximas de elementos adicionais.
De acordo com a NBR 6215 - Produtos Siderúrgicos, aço-carbono é aquele que
contém elementos de liga em teores residuais máximos admissíveis:
Cr =0,20%
Ni =0,25%,
Al 0,10%
B = 0,0030%
Cu = 0,35%
Com teores de Si e Mn obedecendo os limites máximos de 0,60% e 1,65%,
respectivamente.
Em função do teor nominal de carbono, os aços-carbono podem ser divididos em
três categorias:
baixo carbono ⇒ C « 0,30%
médio carbono ⇒ 0,30% < C < 0,50%
alto carbono ⇒ C » 0,50%

influência sobre a ductilidade é levemente desfavorável, pouco atuando sobre a
resistência à corrosão.
c) Silício (Si): é usado como desoxidante do aço. Favorece sensivelmente a resistência
mecânica (limite de escoamento e de resistência) e a resistência à corrosão,
reduzindo porém a soldabilidade.
d) Fósforo (P): aumenta o limite de resistência, favorece a resistência à corrosão e a
dureza, prejudicando, contudo, a ductilidade e a soldabilidade. Quando ultrapassa
certos teores, o fósforo torna o aço quebradiço.
e) Enxofre (S): é extremamente prejudicial aos aços. Desfavorece a ductilidade, em
especial o dobramento transversal, e reduz a soldabilidade. Nos aços comuns, o teor
de enxofre é limitado a valores abaixo de 0,05%.
f) Cobre (Cu): aumenta de forma sensível a resistência à corrosão atmosférica dos aços,
em adições de até 0,35%. Aumenta também a resistência à fadiga, mas reduzem, de
forma discreta, a ductilidade, a tenacidade e soldabilidade.
g) Níquel (Ni): aumenta a resistência mecânica, a tenacidade e resistência à corrosão.
Reduz a soldabilidade.
h) Cromo (Cr): aumenta a resistência mecânica à abrasão e à corrosão atmosférica.
Reduz, porém, a soldabilidade.
O cromo melhora o desempenho do aço a temperaturas elevadas.
i) Nióbio (Nb): é um elemento muito interessante, quando se deseja elevada resistência
mecânica e boa soldabilidade; teores baixíssimos deste elemento permitem aumentar
o limite de resistência e, de forma notória, o limite de escoamento. É um componente,
quase obrigatório nos aços de alta resistência e baixa liga; além de não prejudicar a
soldabilidade, permite a diminuição dos teores de carbono e de manganês, melhorando,
portanto, a soldabilidade e a tenacidade. Entretanto, o seu efeito sobre a ductilidade
é desfavorável.
j) Titânio (Ti): aumenta o limite de resistência, a resistência à abrasão e melhora o
desempenho do aço a temperaturas elevadas. É utilizado também quando se pretende
evitar o envelhecimento precoce.
INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NAS PROPRIEDADES DOS AÇOS
Propriedade / Elemento C Mn Si S P Cu Ti Cr Nb
Resistência Mecânica + + + - + + + +
Ductilidade - - - - - - -
Tenacidade - - - +
Soldabilidade - - - - - - -
Resistência à Corrosão - + + + + +
Desoxidante + +
( + ) efeito positivo;
( - ) efeito negativo.

Capítulo 1
Propriedades dos Materiais
1. INTRODUÇÃO
As propriedades mecânicas constituem as características mais importantes dos
aços, para a sua aplicação no campo da engenharia, visto que o projeto e a execução das
estruturas metálicas, assim como no campo dos componentes mecânicos, são baseados no
seu conhecimento. As propriedades mecânicas definem o comportamento dos aços quando
sujeitos a esforços mecânicos e correspondem às propriedades que determinam a sua
capacidade de resistir e transmitir os esforços que lhes são aplicados, sem romper ou
sem que ocorram deformações excessivas.
1.1 INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NAS PROPRIEDADES DOS AÇOS
As composições químicas determinam, muitas das características importantes dos
aços, para aplicações estruturais. Os elementos de liga, circunstancialmente, já aparecem
no ferro-gusa como parte integrante do minério de ferro, ou então são adicionados
durante o processo de produção do aço. A composição química de cada tipo de aço é
analisada em duas situações: composição do aço na panela e composição do produto
acabado (lingotado); geralmente, de uma situação para outra, há pequenas diferenças no
resultado da análise.
A seguir será descrita a influência dos principais elementos de liga no
estabelecimento das características dos aços estruturais, ressalvando que os efeitos de
dois ou mais elementos usados simultaneamente podem ser diferentes dos efeitos de
adições desses elementos isoladamente.
a) Carbono (C): o aumento do teor de carbono constitui a maneira mais econômica para
obtenção da resistência mecânica nos aços, atuando primordialmente no limite de
resistência. Por outro lado, prejudica sensivelmente a ductilidade (em especial o
dobramento) e a tenacidade. Teores elevados de carbono comprometem a
soldabilidade e diminuem a resistência à corrosão atmosférica (o teor de carbono é
usualmente limitado a 0,20%, nos aços resistentes a corrosão atmosférica).
OBS: a cada 0,01% de aumento de teor de carbono, o limite de escoamento é elevado
em aproximadamente 0,35 MPa.
Contudo, além dos inconvenientes já citados, há o aumento da suscetibilidade ao
envelhecimento. Assim, o teor de carbono nos aços estruturais é limitado em 0,3%, no
máximo, podendo ser reduzido em função de outros elementos de liga presentes.
b) Manganês (Mn): é usado praticamente em todo aço comercial. O aumento de teor de
manganês é também uma maneira segura de melhorar a resistência mecânica,
aumentando especialmente sobre o limite de escoamento e a resistência à fadiga.
Prejudica a soldabilidade, sendo, porém, menos prejudicial que o carbono; sua

5.5.1.5 Viga engastada e apoiada com carga concentrada no meio do vão............................... 75
5.5.1.6 Viga engastada e apoiada com carga uniformemente distribuída ................................ 75
EXERCÍCIOS PROPOSTOS.................................................................................................................................... 78
5.7 FLEXÃO COMPOSTA......................................................................................................................................... 79
5.7.1 Equações de Interação ........................................................................................................................... 79
5.7.2 Critérios de Verificação ........................................................................................................................ 80
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
ANEXOS

3.2.1.1 Peças em geral com furos........................................................................................................ 33
3.2.1.2 Pecas com extremidades rosqueadas .................................................................................. 34
3.2.2 Esbeltez das Peças Tracionadas.......................................................................................................... 35
3.3 ÁREAS DE CÁLCULO ......................................................................................................................................... 35
3.3.1 Área Bruta ................................................................................................................................................. 35
3.3.2 Área Líquida .............................................................................................................................................. 36
3.3.3 Área Líquida Efetiva............................................................................................................................... 37
3.4 BARRAS COMPOSTAS TRACIONADAS...................................................................................................... 39
3.5 DIMENSÕES E USO DE FUROS.................................................................................................................... 40
3.5.1 Espaçamento Mínimo entre Furos........................................................................................................ 40
3.5.2 Distância Mínima de um Furo às Bordas ............................................................................................ 40
3.5.3 Distância Máxima às Bordas ................................................................................................................. 40
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS E PROPOSTOS .................................................................................................. 41
Cap. 4 - PEÇAS COMPRIMIDAS
4.1 ESFORÇO DE COMPRESSÃO ....................................................................................................................... 47
4.2 CONCEITO DE FLAMBAGEM ELÁSTICA E INELÁSTICA ................................................................. 47
4.2.1 Esforço de Compressão .......................................................................................................................... 47
4.2.2 Comportamentos de Peças pela aplicação de Cargas de Compressão
Segundo a Teoria de Euler .................................................................................................................... 47
4.3 COMPRIMENTOS EFETIVOS DE FLAMBAGEM ..................................................................................... 48
4.4 LIMITES DO ÍNDICE DE ESBELTEZ ....................................................................................................... 51
4.5 FLAMBAGEM LOCAL ...................................................................................................................................... 51
4.6 RESISTÊNCIA DE CÁLCULO SEGUNDO A NB-14 ................................................................................. 51
4.7 VALORES LIMITES DA RELAÇÃO LARGURA/ESPESSURA ................................................................ 53
4.7.1 Elementos Comprimidos não-enrijecidos (QS) .................................................................................. 54
4.7.2 Elementos Comprimidos enrijecidos (QA).......................................................................................... 55
4.8 PEÇAS COMPOSTAS COMPRIMIDAS ........................................................................................................ 56
Cap. 5 - FLEXÃO
5.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................................. 60
5.2 FLEXÃO ELÁSTICA E PLÁSTICA .............................................................................................................. 61
5.3 PLASTIFICAÇÃO DA SEÇÃO E EFEITO DA TENSÃO RESIDUAL ................................................. 64
5.4 DETERMINAÇÃO DO MOMENTO RESITENTE (Resistência a Flexão)............................................ 65
5.4.1 Flambagem Local dos Elementos (FLA e FLM).................................................................................. 66
5.4.2 Flambagem Lateral da Barra por Flexo-Torção (FLT) ................................................................... 67
5.4.2.1 Vigas com Contenção Lateral (sem flambagem lateral) .................................................. 68
5.4.2.2 Vigas sem Contenção Lateral (flambagem lateral) .......................................................... 68
5.5 ESFORÇO CORTANTE DE BARRAS FLETIDAS....................................................................................... 71
5.5.1 Resistência de Cálculo............................................................................................................................ 71
5.6 DEFORMAÇÕES NA FLEXÃO........................................................................................................................ 74
5.6.1 Processo Aproximado............................................................................................................................. 74
5.6.1.1 Viga bi-apoiada com carga concentrada no meio do vão.................................................. 75
5.6.1.2 Viga bi-apoiada com duas cargas concentradas, simétricas em
relação ao meio do vão......................................................................................................... 75
5.6.1.3 Viga engastada com carga concentrada na extremidade livre...................................... 75
5.6.1.4 Viga bi-apoiada com carga distribuída uniforme .............................................................. 75

ÍNDICE
CAP. 1 - PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
1.0 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................................... 1
1.1 INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NAS PROPRIEDADES DOS AÇOS................................ 1
1.2 TIPOS DE AÇOS ESTRUTURAIS E SEUS PRODUTOS........................................................................... 3
1.2.1 Aço-Carbono (Média Resistência Mecânica) ...................................................................................... 3
1.2.2 Aço de Baixa Liga ..................................................................................................................................... 5
1.2.3 Aços Resistentes ao Fogo ...................................................................................................................... 8
1.3 DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO.......................................................................................................... 9
1.4 PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS AÇOS ................................................................................................. 11
1.4.1 Elasticidade................................................................................................................................................ 11
1.4.2 Plasticidade................................................................................................................................................ 12
1.4.3 Ductilidade................................................................................................................................................. 12
1.4.4 Tenacidade................................................................................................................................................. 12
1.4.5 Dureza......................................................................................................................................................... 12
1.4.6 Fragilidade ................................................................................................................................................. 12
1.4.7 Resiliência................................................................................................................................................... 12
1.4.7 Fadiga .......................................................................................................................................................... 13
1.5 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO AÇO ESTRUTURAL.................................................................... 13
1.6 PRODUTOS SIDERÚRGICOS ESTRUTURAIS........................................................................................... 14
1.6.1 Chapas.......................................................................................................................................................... 14
1.6.2 Barras.......................................................................................................................................................... 14
1.6.3 Perfis Laminados....................................................................................................................................... 15
1.6.4 Fios, Cordoalhas, Cabos .......................................................................................................................... 15
1.7 PRODUTOS METALÚRGICOS ESTRUTURAIS.......................................................................................... 15
1.8 PERFIS FABRICADOS E PERFIS COMPOSTOS........................................................................................ 16
1.9 DESIGNAÇÃO DOS PERFIS............................................................................................................................ 17
1.9.1 Perfis Laminados ....................................................................................................................................... 17
1.9.2 Perfis de chapas dobradas..................................................................................................................... 17
1.9.3 Perfis soldados.......................................................................................................................................... 18
1.10 FATORES QUE INFLUENCIAM O CUSTO DE UMA ESTRUTURA.................................................... 18
1.11 PRINCIPAIS FASES NA CONSTRUÇÃO DE UMA OBRA...................................................................... 19
1.12 ENTIDADES NORMATIVAS PARA O PROJETO E CÁLCULO DE
ESTRUTURAS METÁLICAS.......................................................................................................................... 20
1.13 APLICAÇÃO DAS ESTRUTURAS METÁLICAS........................................................................................ 20
CAP. 2 - AÇÕES E SEGURANÇA NAS ESTRUTURAS DE AÇO
2.1 CRITÉRIO DE DIMENSIONAMENTO ELÁSTICO E PLÁSTICO ...................................................... 25
2.1.1 Teoria Elástica de Dimensionamento ................................................................................................... 25
2.2.2 Teoria Plástica de Dimensionamento das Seções ou “Estado Limite Último”........................... 25
2.2 DIMENSIONAMENTO DAS SEÇÕES NO ESTADO LIMITE DE PROJETO.................................... 26
2.3 CÁLCULO DAS SOLICITAÇÕES ATUANTES SEGUNDO CRITÉRIOS DA NB-14 ......................... 26
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS E PROPOSTOS .................................................................................................. 29
CAP. 3 - PEÇAS TRACIONADAS
3.1 ELEMENTOS CONSTRUTIVOS .................................................................................................................. 31
3.2 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO...................................................................................................... 32
3.2.1 Distribuição de Tensões Normais na Seção ...................................................................................... 32

CURSO DE ARQUITETURA
Prof.: JUAN W. MOORE E.
juan@unisul.br
ESTRUTURAS V

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