Claudiana Lamarche
29 de mar de 2021
Atualizado: 12 de ago de 2021
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Ressalto que nosso estudo é voltado somente para a prática de concursos, sendo este a preparação final com um resumo do que é mais cobrado em provas. É muito importante que você já tenha um conhecimento prévio ou que à medida que surja alguma dúvida, a sane antes de dar continuidade. Ok?
As estruturas metálicas são estruturas formadas por associação
de peças metálicas ligadas entre si por meio de conectores ou
solda.
No decorrer de nosso estudo, você vai deparar sempre com os conceitos de perfis de aço, podendo estes serem laminados ou soldados, ou de seção tubular ou retangular com ou sem costura; e com relação às ligações que são executadas com parafusos ou soldas.
É muito comum cobrarem em provas as estruturas mistas de aço e concreto, incluindo as ligações mistas (aquelas formadas por componentes de aço e de concreto, armado ou não, trabalhando em conjunto).
1. O que você deve saber sobre estruturas metálicas?
O principal material utilizado nas estruturas metálicas é o aço, que é uma liga de ferro e carbono com outros elementos adicionais como o silício, manganês, fósforo, enxofre etc. O teor de carbono varia de 0% a 1,7%. O carbono aumenta a resistência do aço, porém o torna mais duro e frágil, por isso, em estruturas usuais de aço, utilizam-se teores de carbono baixos ou moderados.
O aço-carbono é o aço mais empregado nas construções, e o aumento da sua resistência é obtido, principalmente, através do acréscimo de carbono em relação ao ferro puro. Em função do teor de carbono, os aços-carbono se distinguem em:
Baixo carbono: C < 0,15%
Moderado: 0,15% < C < 0,29%
Médio carbono: 0,30% < C < 0,59%
Alto carbono: 0,60% < C < 1,70%
*Aço doce= Material dúctil, podendo sofrer grandes deformações antes de sua ruptura
*A ductilidade é a capacidade do material de se deformar sob a ação de cargas e a fragilidade é o oposto da ductilidade. O que não é dúctil é frágil
Gente, por mais que pareça supérfluo, você deve ter uma noção dos valores de cálculo para efeitos de provas: Gravem porque já foi cobrado, principalmente os marcados ok?
módulo de elasticidade, E = 205.000 MPa
coeficiente de Poisson, v = 0,3
módulo de elasticidade transversal, G = 77 000 MPa
coeficiente de dilatação térmica, p, = 1,2 x 10-5 por ºC
massa específica, p, = 7 850 kg/m3
*Revenimento- Tratamento térmico dado ao aço após a têmpera para corrigir inconvenientes decorrentes da têmpera, de maneira a corrigir a tenacidade e a dureza excessiva.
*Cementação- Tratamento termoquímico para introdução de carbono na superfície do aço, aumentando sua dureza resistência à fadiga e ao desgaste.
2. Vantagens e desvantagens do uso de estruturas metálicas
Alta resistência em comparação a outros materiais
Possibilidade de reaproveitamento de material
elementos pré-fabricados e seriados
Mais caro que as estruturas de concreto
Mão de obra especializada.
3. O que é cobrado em relação aos projetos de estruturas mistas?
As ligações das vigas mistas com os pilares ou com outros componentes do edifício, podem ser feitas obedecendo às mesmas regras das ligações para as vigas de aço.
Em estruturas mistas, todos os desenhos e memórias que descrevem o projeto devem constar a resistência característica à compreensão do concreto (fck).
Os valores de módulo de deformação mínimo na idade de desforma, movimentação de elementos pré moldados ou aplicação de proteção também devem ser constantes nos desenhos de memória
Se as extremidades de uma viga são restritas longitudinalmente por seus apoios ou se a viga é componente de um pórtico contínuo, uma força axial pode se desenvolver
Pórtico contraventado é aquele ao qual os nós em cada nível estão livres para girar, mas são impedidos de se mover lateralmente pela fixação em um elemento rígido que pode fornecer-lhe restrição lateral
O arco utiliza material de modo eficiente. pois as cargas aplicadas criam principalmente com pressão axial sobre todas as seções
No caso de múltiplas peças ligadas por barras ou cantoneiras, formando planos treliçados e obedecendo certas imposições geométricas, as ligações têm grande eficiência e pode-se determinar a carga crítica, como se as peças fossem Unidas por chapas rígidas
Nas peças tracionadas, o índice de esbeltez não tem importância fundamental
Para o nó de treliça, pode-se utilizar as ligações das barras com a chapa gusset, que são feitas por soldas
Em construções existentes reforçadas por soldas, os rebites ou parafusos de alta resistência, já existentes, podem ser considerados para resistir às solicitações da carga permanente já atuante.
4. O que é cobrado em relação aos estados limites
No estado limite de deformação elástica, as flechas são calculadas com os valores nominais das cargas em serviço, sem coeficientes de majoração
No dimensionamento dos estados limites, é necessário verificar o comportamento da estrutura sob a ação das cargas em serviço, o que se faz com os elementos estados limites de utilização, que correspondem à capacidade da estrutura de desenhar satisfatoriamente as funções a que se destina
A conjugação de amplitude e frequência não deve produzir sensações de desconforto ou um segurança nos usuários
O período de uma vibração imposta não deve se aproximar do período próprio de vibração da estrutura, o que causaria a ressonância desta
5. Tipos de soldas e ligações
As soldas mais empregadas são a de energia elétrica, principalmente o arco voltaico e a solda de eletrodo manual revestido utilizado tanto em instalações industriais pesadas e em pequenos serviços.
Vejamos outros tipos de soldas que também podem ser cobradas
1.Soldas de Entalhe - São utilizadas quando se deseja preenchimento total do espaço entre as peças ligadas.
2. Soldas de Filete (solda de ângulo)- É solda de seção transversal aproximadamente triangular, unindo duas superfícies aproximadamente ortogonais.
3. Soldas de Topo - As soldas de topo, quando bem executadas, têm resistência igual ou maior que o metal base e não há necessidade de se calcular as tensões nelas desenvolvidas. Nessas soldas, de topo, as peças podem ser unidas com ou sem preparo das extremidades.
4. Ligações com Parafusos - Nas ligações com parafusos de alta resistência trabalhando a corte, os desenhos de projeto devem indicar o tipo de ligação, por atrito ou por contato.
Importante.
*O comprimento efetivo de uma solda de penetração total e parcial é igual ao seu comprimento real, o qual deve ser igual a largura da da parte ligada
Não podem ser usadas soldas de penetração parcial em emendas de peças fletidas
Treliça de Marsch- Os elementos resistentes são as armaduras longitudinais e transversais e o concreto comprimido, cujas interseções formam os nós da treliça . Baseia -se no estudo do cisalhamento em estruturas de concreto
Viga gerber- a viga que consiste na associação de vigas com estabilidade própria com outras sem estabilidade própria. Uma viga sobre diversos suportes composta por rótula de forma tal que seus trechos são estaticamente determinados, possibilitando assim a determinação das equações de força cortante e momento fletor
Para ser treliça isostática isostática, o dobro de números de nós deve ser igual à quantidade de barras somadas à quantidade de reações.
5. Elementos estruturais
a) Chapa Fina Laminada a Frio - Chapa de ferro fundido, lisa (chamada chapa prela), laminada a frio (LF).
Usada como complementos - esquadrias, dobradiças, portas, marcos
b) Chapa Fina Laminada a Quente - Chapa de ferro fundido, lisa (chapa preta), laminada a quente (LQ).
terças e vigas.
c)Chapa Grossa - Chapa de ferro fundido, lisa (chapa preta), laminada a quente (LCG).
confecção de perfis soldados para funcionarem como vigas, colunas e estacas.
d)Perfil Laminado Estrutural - (Ferro perfilado) é o ferro fundido, laminado, apresentado na forma de barras redondas, quadradas ou retangulares, e de perfis em "I", "L", "T", "H", "U" e outros.
fabricação de estruturas metálicas e de caixilhos e grades.
e)Tubo Estrutural de Aço - como elementos estruturais, principalmente na confecção de treliças espaciais.
f) Perfil em Chapa Dobrada - perfil obtido por dobramento, em prensa dobradeira, de lâminas recortadas de chapas ou tiras, ou por perfilagem, em mesa de roletes, a partir de bobinas laminadas a frio ou a quente, sendo ambas as operações realizadas com o aço em temperatura ambiente.
Para assegurar adequada durabilidade dos perfis e demais componentes de aço formados a frio, tendo em vista a utilização prevista da estrutura e sua vida útil projetada, os seguintes fatores inter-relacionados devem ser observados na fase de projeto:
A utilização prevista da edificação.
Os efeitos decorrentes da associação de diferentes materiais.
As condições ambientais no tocante à corrosão do aço.