2 capÍtulo 2 - aços estruturais

ESTRUTURAS METLICAS I CAPTULO 2 AOS ESTRUTURAIS

Elizeth Rodrigues Machado

1 sem 2015

2.AOS ESTRUTURAIS 2.1. DEFINIO

AOS ESTRUTURAIS so aqueles que em

razo de suas propriedades mecnicas e de

fatores como, economia e durabilidade so

adequados para uso em sistemas submetidos a

tenses e deformaes

2.AOS ESTRUTURAIS 2.2. CONSTANTES FSICAS

A norma brasileira NBR8800 Projeto e execuo de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concreto

de edifcios adota os valores da tabela abaixo.

Os valores so considerados temperatura ambiente.

Constantes Fsicas dos Aos Estruturais

Massa especfica = 7.850 kgf/m3

Mdulo de elasticidade

longitudinal E= 200.000 MPa

Coeficiente de Poisson = 0,3

Mdulo de elasticidade

transversal G = 77.000 MPa

Coeficiente de dilatao trmica

linear = 1,2 x 10-5 C-1

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES

Ao tracionado

2.3.1 Diagrama tenso-deformao

Fase Elstica

Corresponde ao trecho reto que se inicia na origem e encerra

quando o material atinge a

tenso de escoamento, fy;

O material obedece Lei de Hooke ( = E);

Deformaes da ordem de 0,12% a 0,20%;

O descarregamento ocorre segundo o mesmo caminho do

carregamento, com sentido

inverso (a deformao

desaparece totalmente).

Fase Plstica

Corresponde ao trecho do diagrama em que o material fica

com tenso constante, igual a fy,

enquanto a deformao

aumenta consideravelmente

(este trecho conhecido como

patamar de escoamento)

Deformaes da ordem de 1,4% e 2,1%;

O descarregamento ocorre segundo uma reta praticamente

paralela ao segmento reto

inicial, restando sempre uma

deformao residual.

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES 2.3.1 Diagrama tenso-deformao

Fase de Encruamento

Revigoramento aps escoamento (encruamento ou

endurecimento);

A tenso cresce com a deformao, mas sem qualquer

proporcionalidade;

O material atinge sua tenso mais elevada (resistncia de

ruptura, fu);

Deformao de 13% a 20%;

descarregamento ocorre segundo uma reta praticamente

paralela ao segmento reto inicial

(deformao residual).

Fase de Encruamento (Estrico)

Depois de alcanar fu, a rea da seo transversal comea a se

reduzir rapidamente, (estrico),

queda no valor da fora de trao

at o rompimento;

As deformaes de 15% e 25%, (boa ductilidade).

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES 2.3.1 Diagrama tenso-deformao

Capacidade de um material de voltar forma original aps sucessivos

ciclos de carga e descarga. A relao entre a tenso e a deformao

linear especfica o mdulo de elasticidade (materiais elsticos).

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES 2.3.2 Elasticidade

Deformao plstica

alterao da estrutura interna do metal aumentando sua

dureza (endurecimento ou

encruamento)

Elevao do valor de fy e fu;

Reduo de ductilidade.

Capacidade de um material de se deformar plasticamente sem se

romper. Pode ser medida por meio da deformao ou da estrico.

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES 2.3.3 Ductilidade

Importante:

a ductilidade que permite a redistribuio de tenses

locais elevadas nas

estruturas metlicas.

Grandes deformaes constituem aviso de tenses

elevadas.

Capacidade de um material de absorver energia quando submetidos a

carga de impacto. a energia total, elstica e plstica, que um

material por unidade de volume at sua ruptura (J/m3), representada

pela rea total do diagrama tenso-deformao.

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES 2.3.4 Tenacidade

Importante:

Um material dctil com a mesma resistncia de um

material frgil vai requerer

maior quantidade de energia

para ser rompido, sendo

portanto mais tenaz

A composio qumica determina muitas das caractersticas importantes

dos aos para aplicaes estruturais.

2.AOS ESTRUTURAIS 2.3. PROPRIEDADES 2.3.5 Influncia dos elementos de liga

Importante: Os efeitos de dois ou mais elementos usados simultaneamente podem ser diferentes dos efeitos de adies isoladas desses elementos.

1) TEMPERATURA:

- As resistncias dos ao (fy; fu; E) diminuem com o

aumento da temperatura (incndio).

- Quando a temperatura atinge 500 C aproximadamente,

essas resistncias chegam a 50% de seus valores.

- Proteo contra incndio.

2.AOS ESTRUTURAIS 2.4. FATORES QUE INFLUENCIAM O

DIAGRAMA TENSO-DEFORMAO

2) TENSES RESIDUAIS:

- So tenses internas que ocorrem em produtos

siderrgicos devido ao seu processo de resfriamento

diferencial.

- Determinadas regies resfriam mais rapidamente que

outras regies, surgindo assim tenses internas.



3) FADIGA:

- Peas de ao, submetidas a cargas variveis, podem

entrar em colapso com tenses muito inferiores ao

limite de escoamento, devido a formao e posterior

propagao de fissuras que reduzem a seo

existente.



4) CORROSO:

- Aos com proteo corroso

- Proteo por intermdio de pintura.



5) RUPTURA FRGIL:

- Estado triplo de tenses;

- Baixa temperatura;

- Carregamento por choque;

- Utilizao de aos inadequados.



1) AO CARBONO:

- Aos que contm elementos de liga em teores residuais

mximos admissveis (Cr=0,30%, Ni=0,30%, Al=0,30%,

B=0,0008%, Cu=0,40%, Si 0,60% e Mn 1,65%;

- Classificao (teor nominal de carbono):

I. Baixo carbono: C0,30%;

II. Mdio carbono: 0,30%

Ao ASTM A36: fy = 250 MPa e fu = 400 MPa

Ao ASTM A570 Gr 36: fy = 250 MPa e fu = 400 MPa

Usicivil 300: fy = 300 MPa e fu = 400 MPa

2.AOS ESTRUTURAIS 2.5. TIPOS DE AO

1) AO CARBONO:

- Classificao (valores de limite de escoamento, fy):

I. Baixa resistncia mecnica: fy < 250 MPa

II. Mdia resistncia mecnica: 250 MPa fy 300 MPa

III. Alta resistncia mecnica: fy > 300 MPa

2) AO DE BAIXA LIGA:

- Aos acrescidos de elementos de liga em pequena

quantidade, tais como nibio, cobre , mangans,

silcio, etc.

- Aumenta a resistncia mecnica, permitindo ainda

uma boa ductilidade .



USICIVIL 350 : fy = 350 MPa e fu = 450 MPa

3) AOS PATINVEIS:

Aos acrescidos de elementos, tais como vandio,

cromo, nquel, alumnio, esses aos podem aumentar

sua resistncias corroso atmosfrica de 2 a 4 vezes.



USISAC 300 : fy = 300 MPa e fu = 400 MPa

USISAC 350 : fy = 350 MPa e fu = 450 MPa

4) AOS COM TRATAMENTO TRMICO:

- Tanto os aos-carbono como os de baixa liga podem

ter sua resistncia aumentada pelo tratamento

trmico.

- Aos para parafusos de alta resistncia: ASTM A325

e ASTM A490.


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