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segunda-feira, 30 de julho de 2012

Estruturas de Aço


"O aço é um material que está em constante progresso na construção civil"

CONCEITOS

  • Aço é uma liga metálica constituída basicamente de ferro e carbono, obtida pelo refino de ferro-gusa em equipamentos apropriados. Como refino do ferro-gusa entende-se a diminuição dos teores de carbono de silício e enxofre (que são prejudiciais ao aço, em princípio);
  • Ferro-gusa (ou simplesmente gusa) é o produto da primeira fusão do minério de ferro e contém cerca de 3,5 a 4,0% de carbono;
  • Processo siderúrgico é o processo de obtenção do aço, desde a chegada do minério de ferro até o produto final a ser utilizado no mercado, em diferentes setores;
  • Ductilidade é a capacidade dos materiais de se deformar plasticamente sem se romper, podendo ser medida por meio da deformação ou da estricção;
  • Etricção é a redução na área da seção transversal do corpo-de-prova;
  • Pátina é a camada de óxido compacta e aderente que funciona como barreira de proteção contra o prosseguimento do processo corrosivo; 
  • Aço-carbono é aquele que contém elementos de liga em teores residuais máximos admissíveis;
  • Aço patinável é aquele que se caracteriza por sua maior resistência à corrosão atmosférica aliada à resistência mecânica adequada, além de possuir baixo teor de carbono, resistência à ductilidade, tenacidade e soldagem satisfatórias;
  • Aço resistente ao fogo é basicamente resultado de modificações de aço resistente à corrosão atmosférica, ou seja, suas 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 soldagem e mantendo o padrão de excelente resistência à corrosão atmosférica intrínseco ao aço de origem. 

PROPRIEDADE DOS AÇOS ESTRUTURAIS  

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 que se rompam ou tenham deformações excessivas. 


A partir deste diagrama tensão-deformação de um aço, conclui-se que o aço apresenta grande resistência e ductilidade.

CONDIÇÕES DE UTLIZAÇÃO DOS AÇOS

  • Aços estruturais

Na construção civil, o interesse maior recai sobre os chamados aços estruturais, termo designativo de todos os aços que, em função de sua resistência, ductilidade e outras propriedades, são adequados para utilização em elementos que suportam cargas.
  •  Aços patináveis
Esse tipo de aço tem como vantagem adicional oferecer a opção de ser utilizado revestido ou sem qualquer proteção além da pátina que se forma.

A escolha dependerá primordialmente do projeto, do ambiente e do grau de contaminação a que o aço estiver exposto, bem como das condições de sua utilização.

PROJETO DE UMA ESTRUTURA DE AÇO

  • Projeto de engenharia

O projeto de engenharia de uma estrutura compreende: a concepção estrutural, em que são definidas as cargas; a discriminação  dos tipos de perfis a serem utilizados, com os comprimentos correspondentes e as características geométricas das suas seções transversais; a caracterização teórica dos vínculos, que deverão corresponder à realidade física da estrutura; o cálculo dos esforços atuantes nas seções ou nos pontos mais importantes da estrutura; o dimensionamento, o plano de carga nas fundações, a estimativa aproximada de consumo de aço, etc.
  • Projeto de fabricação
Nesta etapa, é elaborado o detalhamento de todos os elementos componentes da estrutura. Dependendo do caso, as peças são mostradas isoladamente ou m conjunto. Toda a representação gráfica normalmente vem acompanhada de medidas não-acumuladas e acumuladas, critério adotado por muitos fabricantes para obter maior precisão de marcação.
  • Projeto de montagem
O projeto de montagem traz uma representação mais esquemática, sob a forma de diagramas, mostrando o sistema estrutural, a indicação das numerações ou marcas de uma peça, o seu posicionamento e a sequência de montagem. Além disso, pode fornecer informações complementares para o montador, tais como: a peça mais pesada, o raio máximo de trabalho do equipamento de montagem, a metodologia de montagem, etc. 

O AÇO E A CONSTRUÇÃO CIVIL

Um grande aliado na construção civil ou o principal deles.  Enfim, ao longo das últimas décadas o aço vem provando porque é indispensável no projeto de empreendimentos industriais, sejam eles quais forem. Suas características físicas, químicas e mecânicas tornam o material peça-chave no processo construtivo. O aço de alta resistência possui algumas virtudes num canteiro de obras que precisam ser consideradas, entre as quais flexibilidade, compatibilidade com outros componentes e redução no custo das fundações. 

Já se sabe inclusive que o segmento da construção civil é considerado o maior mercado para o aço e, segundo dados do Centro de Informação Metal Mecânica, a construção já perfaz um total de 30% de vendas ao redor do mundo, “um volume equivalente a 300 milhões de toneladas por ano”. Esse número deverá crescer nos próximos anos, pois os fabricantes enxergam no material uma excelente oportunidade para firmar negócios.

Obras feitas em aço têm menor impacto sobre o meio ambiente em termos de uso de energia, consumo de matérias-primas, geração de detritos e de impactos no canteiro de obras – resíduos, emissão de poeira, tráfico e ruídos sonoros. “O material economiza água, justamente no momento em que este recurso vem se tornando mais escasso”, reitera Catia Mac Cord. E mais: estruturas em aço consomem apenas 6,3% do ciclo de vida total da energia de uma residência, o restante sendo consumido para climatização e iluminação. 

Quando se opta pelo aço em empreendimentos civis, há redução de até 40% no tempo da obra em relação aos processos convencionais, já que a montagem da estrutura é feita em paralelo às fundações, “permitindo trabalhar em diversas frentes de serviços simultaneamente”. A diminuição de formas e escoramentos e o fato da estrutura ser menos afetada pelas chuvas são outros fatores que contribuem para a redução.   

Na organização do canteiro, a organização é facilitada devido à inexistência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens. E como consequência, o desperdício sofre uma redução sensível. A diretora enfatiza um detalhe importante. Evitar a geração de resíduos é mais importante do que a sua reutilização, pois seu processamento exigirá transporte de saída e um transporte de entrada plenamente evitável e demanda energia de transformação. Dessa forma, o ambiente limpo oferece melhores condições de segurança ao trabalhador contribuindo para a redução dos acidentes de trabalho. 

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