Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio
description
Transcript of Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio
![Page 1: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/1.jpg)
ENGENHARIA DE
PROJETOS INDUSTRIAIS
Disciplina
Prof. Cláudio Márcio Ribeiro
![Page 2: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/2.jpg)
AULA 01 – INTRODUÇÃO,CONCEITOS INICIAIS.CONCEITOS INICIAIS.
![Page 3: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/3.jpg)
HistóricoProdução do Ferro
• 1720 – Obtenção de ferro por fundição com coque einício da produção de ferro de primeira fusão em grandesmassas.massas.
• 1784 – Aperfeiçoamento dos fornos para converter ferro• de primeira fusão em ferro forjável.
• 1864 – Introdução do forno Siemens-Martin para• produção de aço.
![Page 4: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/4.jpg)
HistóricoConformação do ferro
• Meados do Séc.XVIII – Laminação de chapas de ferro.
• 1830 – Laminação dos primeiros trilhos de trem.• 1830 – Laminação dos primeiros trilhos de trem.
• 1854 – Laminação dos primeiros perfis I sendo feita aprimeira normalização de um material utilizado na construção civil.
![Page 5: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/5.jpg)
HistóricoUtilização do ferro
• 1779 – Primeira obra importante de ferro, ponte sobre oSevern em Coalbrookdale, na Inglaterra,projetada porAbraham Darby com vão de 30m.Abraham Darby com vão de 30m.
• Começo do Séc.XIX – Utilização de cabos em pontes.
• 1801 – Primeiro edifício industrial em ferro emManchester.
• 1850 – Alcançou-se 300m de vão com ponte a cabo.
![Page 6: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/6.jpg)
HistóricoUtilização do ferro
• 1851 – Início da utilização do ferro em grandes coberturas (naves); Palácio de Cristal em Londres,projetado por Joseph Paxton.Londres,projetado por Joseph Paxton.
• 1852 – Estações ferroviárias de Paddington (Londres).
• 1853 – Mercado Central do Halles (Paris).
• 1855 – Primeira ponte de grande vão com vigas.
![Page 7: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/7.jpg)
Coalbrookdale
Localização da Ponte :Strucutures, The way things are built. Macmillan Plubishing Company, Nova Iorque,1990
![Page 8: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/8.jpg)
Coalbrookdale
• Vista da PonteBridges. Three thousand years ofdefying nature. Reed International Boks, Lodon, 1993
Primeiro projeto para a ponteBuilders, The Master. Robert E. Krieger Publishing Company, Inc., Malabar, Florida, 1977
Segundo projeto para a ponte
![Page 9: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/9.jpg)
Coalbrookdale
Detalhe dos 5 arcosStrucutures, The way things are built. Macmillan Plubishing Company, Nova Iorque,1990
![Page 10: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/10.jpg)
Coalbrookdale
• Movimento dos taludes e aterros
![Page 11: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/11.jpg)
Coalbrookdale
• Vista da Ponte
![Page 12: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/12.jpg)
Histórico• 1862 – Estações ferroviárias do Norte (Paris).
• 1866 – Construção de uma cobertura em Londres com78m de vão.
• 1868 a 1874 – Ponte em aço sobre o Rio Mississipi emSt. Louis, projetada por Eads, com 3 arcos treliçados,tendo o maior deles 159m de vão.
• 1875 – Palácio de Cristal (Petrópolis).
![Page 13: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/13.jpg)
Histórico• 1879 – Edifício Leiter I, construído pela “Escola de
Chicago”.
• 1883 – Ponte do Brooklyn (Nova Iorque), pênsil com487m de vão.487m de vão.
• 1890 – Ponte sobre o “Firth of Forth” (Escócia) embalanço duplo treliçado, com vão central de 521m.
• 1894 – Edifício Reliance construído pela “Escola de
Chicago”.
![Page 14: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/14.jpg)
Histórico
• 1901 – Estação da Luz (São Paulo); Mercado do Ver-0-Peso (Belém); Estação Ferroviária de Bananal (Bananal)
• 1910 – Teatro José de Alencar (Fortaleza).
![Page 15: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/15.jpg)
Ponte do Brooklyn
• Vista da Ponte
![Page 16: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/16.jpg)
Ponte Firth of Forth
• Vista da Ponte
![Page 17: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/17.jpg)
Ponte Firth of Forth
• Esquema do ponte. Planta e elevação
• Esquema do ponte
![Page 18: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/18.jpg)
Histórico• 1910 a 1913 – Viaduto Santa Efigênia construído comestrutura belga, com 225m de comprimento vencidos portrês arcos.
• Na década de 30 – Edifício Chrysler e oEmpire State (110 andares) ambos em Nova York.
![Page 19: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/19.jpg)
Edifício Chrysler
![Page 20: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/20.jpg)
Edifício Empire State
![Page 21: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/21.jpg)
Edifício Empire State
![Page 22: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/22.jpg)
Edifício Empire State
![Page 23: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/23.jpg)
Histórico
• A Indústria Siderúrgica no Brasil
• Somente após a 2a. Guerra Mundial com a construção daUsina de Volta Redonda no Rio de Janeiro, a IndústriaSiderúrgica implantou-se de fato no Brasil.
• Datam das décadas de 50/60 alguns bons exemplos deobras em estrutura de aço no Brasil, tais como o EdifícioAvenida Central no Rio de Janeiro, com 34 andares e oViaduto Rodoviário sobre a BR-116, em Volta Redonda.
![Page 24: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/24.jpg)
HistóricoA Indústria Siderúrgica no Brasil
Obras atuais construídas no Estado de São Paulo, quemerecem destaque são a Estação do Largo 13 de Maio,da FEPASA, as pontes vicinais construídas pelo Governoda FEPASA, as pontes vicinais construídas pelo GovernoEstadual, as construções padronizadas de interesse social(creches, por uso comercial ou habitacional), construídosnão só na Capital, como também no interior, além, éclaro, de inúmeras obras industriais.
![Page 25: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/25.jpg)
Aplicações• Painéis e postes
• Torres
![Page 26: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/26.jpg)
Aplicações
• Escadas e passarelas • Pontes e viadutos
![Page 27: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/27.jpg)
Aplicações
• Galpões industriais • Edifícios comerciais
![Page 28: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/28.jpg)
Aplicações
• Telhados
![Page 29: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/29.jpg)
Vantagens• Alta resistência do material nos diversos estados detensão (tração, compressão, flexão etc.),o quepermite aos elementos estruturais suportaremgrandes esforços apesar da área relativamentepequena das suas seções; por isso, as estruturas dopequena das suas seções; por isso, as estruturas doaço, apesar da sua grande densidade, são mais levesdoque os elementos constituídos em concretoarmado, permitindo assim vencer grandes vãos.
• Garantias das dimensões e propriedades dosmateriais.
![Page 30: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/30.jpg)
Vantagens
• 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 ode segurança no trabalho, o que se deve ao fato de omaterial ser único e homogêneo, com limite deescoamento, ruptura e módulo de elasticidade bemdefinido.
![Page 31: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/31.jpg)
Vantagens• Os elementos de aço são fabricados em usinas,oficinas; e sua montagem é bem mecanizada,permitindo com isso diminuir o prazo final daconstrução, em caso de necessidade, possibilita adesmontagem das estruturas e sua posteriordesmontagem das estruturas e sua posteriormontagem em outro local.• Os elementos de aço podem ser desmontados esubstituídos com facilidade, o que permite reforçar ousubstituir facilmente diversos elementos da estrutura.• Possibilidade de reaproveitamento do material quenão seja mais necessário à construção (valores quechegam a 100% de aproveitamento).
![Page 32: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/32.jpg)
Desvantagens• Limitação na execução em fábrica em função dotransporte até o local de sua montagem final.
• Necessidade de tratamento superficial das peçascontra oxidação devidoao contato com o arcontra oxidação devidoao contato com o aratmosférico.
• Necessidade de mão-de-obra e equipamentosespecializados para sua fabricação e montagem.
• Limitação de fornecimento de perfis estruturais.
![Page 33: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/33.jpg)
Propriedades do açocarbono
• Os aços carbono são os tipos mais usados, nos quais o aumento de resistência em relação ao ferro puro éproduzido pelo carbono e, em menor escala, pelomanganês. Estes contêm as seguintes porcentagensmanganês. Estes contêm as seguintes porcentagensmáximas de elementos adicionais.
• De acordo com a NBR 6215 – Produtos Siderúrgicos,aço-carbono é aquele que contém elementos de ligaem teores residuais máximos admissíveis:
![Page 34: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/34.jpg)
• Com teores de Si e Mn obedecendo os limitesmáximos de 0,60% e 1,65%, respectivamente.
![Page 35: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/35.jpg)
Propriedades do açocarbono
• Em função do teor nominal de carbono, os aços-carbono podem ser divididos em três categorias:
![Page 36: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/37.jpg)
Propriedades do açocarbono
![Page 38: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/38.jpg)
Propriedades do açocarbono
![Page 39: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/39.jpg)
Propriedades do açocarbono
![Page 40: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/40.jpg)
Propriedades do açocarbono
• Aços patináveis possuem maior resistência à corrosãoatmosférica
![Page 41: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/41.jpg)
Propriedades do aço carbono
• Prefeitura de Salvador-Bahia
![Page 42: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/42.jpg)
Propriedades do açocarbono
![Page 43: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/43.jpg)
Produtos siderúrgicos• Chapas– Grossas: espessura maior que 4,76 mm ou 3/16”– Finas
![Page 44: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/44.jpg)
Produtos siderúrgicos• Barras– Quadrada– Circular– Chata
• Fios, cordoalhas e cabos
![Page 45: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/45.jpg)
Produtos siderúrgicos• Perfis– Laminados
![Page 46: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/46.jpg)
Produtos siderúrgicos• Perfis– Laminados
![Page 47: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/47.jpg)
Produtos metalúrgicos• Perfis– Soldados
![Page 48: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/48.jpg)
Produtos metalúrgicos• Perfis– Dobrados a frio– NBR14762:
• Dimensionamento de• Dimensionamento deestruturas de açoconstituídas por perfisformados a frio -Procedimento
![Page 49: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/49.jpg)
Produtos metalúrgicos• Perfis– Dobrados a frio
Perfiladeira
![Page 50: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/50.jpg)
Produtos metalúrgicos• Perfis– Dobrados a frio
• Dobradeira
![Page 51: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/51.jpg)
Propriedades geométricas dasseções• Área
• Momento estático• Momento de inércia• Produto de inércia• Produto de inércia• Centro de gravidade• Centro de torção• Raio de giração• Constante de torção• Constante de empenamento• Módulo resistente elástico• Módulo resistente plástico
![Page 52: Apostila de Estrutura Metalica - Teoria 1 - Prof. Cláudio](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051216/563dba6a550346aa9aa56ad9/html5/thumbnails/52.jpg)