aula - perfis formados a frio generalidades
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Conceitos básicos sobre perfis formados a frio.TRANSCRIPT
2- Perfis formados à frio: generalidades
Março/2015
Disciplina: Elementos de Aço II
Professor: Lucas Roquete Amparo
2.1 - Introdução
2.1.1- Estruturas de aço
São formadas por:
PERFIS: laminados, soldados e formados a frio
CHAPAS: de ligação e de apoio
LIGAÇÕES: parafusadas, soldadas, rebitadas, etc.
REVESTIMENTO: pinturas, proteções, etc.
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2.1 - Introdução
Perfis estruturais de aço:
1º grupo: Perfis Laminados
Perfis Soldados
2º grupo: Perfis Formados a Frio
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2.1 - Introdução
2.1.2 - Perfis Formados a Frio
São perfis obtidos por dobramento.
Seja em prensa dobradeira ou por perfilamento, sendo
ambas realizadas em temperatura ambiente.
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2.1 - Introdução
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2.1 - IntroduçãoCaracterísticas:
Leve – quando produzidos com chapas entre 1,5 e 5mm.
Pesados – quando produzidos com chapas mais espessas(até 8mm).
Principais vantagens: leveza, facilidade de fabricação, demanuseio e de transporte.
Possuem resistência e ductilidade adequadas ao uso emestruturas civis.
É necessário um cuidado especial com os raios mínimosdas dobras evitando fissuras.
Indicados para construções mais leves, de até 4pavimentos e vãos de até 8m. Também utilizados embarras de treliças e terças.
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2.1 - Introdução
Por serem constituídas de perfis com seçõesabertas e de pequena espessura:
• possuem baixa rigidez à torção,
• podem ter problemas de instabilidade,
• deformações excessivas,
• ou atingir os limites da resistência do açodevido a esforços de torção.
Portanto devem ser projetadas com soluçõestécnicas que minimizam estes efeitos.
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2.1 - Introdução
Além dos esforços internos clássicos, da
resistência dos materiais, momentos fletores em
torno dos eixos x e y, momento de torção e
esforços cortantes paralelos aos eixos x e y, é
necessário entender também os fenômenos de
empenamento na barra e distorção da seção
transversal comuns nos perfis de seção aberta
formados por chapas finas.
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2.1 - Introdução
Embora os produtos de aço formados a frio
tenham diversas finalidades em outras áreas, será
dada ênfase neste curso, aos elementos
estruturais utilizados na construção civil que
são conhecidos como perfis de chapa dobrada ou
perfis formados a frio.
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2.2 – Tipos de Perfis
2.2 – Tipos de Perfis
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2.2 – Tipos de Perfis
Treliças e Pórticos
Terças e longarinas
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2.2 – Tipos de Perfis
Vigas e Colunas
Perfis para paredes simples (Dry Wall por exemplo)
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2.2 – Tipos de Perfis
Estruturas para armazenagem
Treliças espaciais
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2.2 – Tipos de Perfis
Telhas
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2.2 – Tipos de Perfis
Painéis de fechamento
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2.2 – Tipos de Perfis
Formas para lajes mistas
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2.3 - Materiais
MATERIAIS UTILIZADOS
Mais empregados na construção metálica com PFF são:
CHAPAS (Laminadas a quente, chapas grossas, chapas
finas a frio etc.) PARAFUSOS, SOLDAS E REBITES
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2.3 - MateriaisPara o engenheiro estrutural interessa saber os limites
de escoamento/ruptura, as espessuras e se as chapas são
adequadas ao dobramento.
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2.3 - Materiais
Eletrodos
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Parafusos Parafusos
2.4 Propriedades mecânicas
Uma peça de aço, sob efeito de tensões de tração ou compressão sofre
deformações, que podem ser elásticas ou plásticas.
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA: capacidade de voltar à forma original em ciclo de
carregamento e descarregamento. A deformação elástica é reversível,
desparecendo quando a tensão é removida.
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA: é a deformação permanente provocada por tensão
igual ou superior à fp – limite de proporcionalidade. A deformação plástica altera
a estrutura interna do metal. Existe um aumento na dureza por deformação
plática que é denominado encruamento e é acompanhado de elevação do valor
da resistência e redução da ductilidade do metal.
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Diagrama tensão deformação
Tensão aplicada
Deformação linear aplicada
2.4 Propriedades mecânicas
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2.4 Propriedades mecânicas
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2.4 Propriedades mecânicas
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2.4 Propriedades mecânicas
Patamar de Escoamento: na fase plástica ocorrem
deformações crescentes na peça sem acréscimos na
tensão. O valor desta tensão constante recebe o nome de
limite de escoamento – fy
O limite de escoamento do aço é uma das propriedades
físicas mais importantes no cálculo das estruturas de aço,
pois procura-se evitar que esta tensão seja atingida na seção
transversal das barras, como forma de limitar a sua
deformação.
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2.4 Propriedades mecânicas
Encruamento: período em que voltam a ocorrer
acréscimos das tensões, embora não de forma linear.
O ponto do gráfico que corresponde à maior tensão que o
material resiste é denominada de limite de resistência – fu
Esta fase é caracterizada pela diminuição da seção
transversal do corpo de prova no ensaio de tração.
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2.4 Propriedades mecânicas
Ductilidade: capacidade do material se deformar sob ação decargas. É importante porque conduz a mecanismos de rupturaacompanhados de grandes deformações.
Fragilidade: contrário de ductilidade. Aços podem se tornarfrágeis devido a agentes ambientais, ou devido à processos desoldagem.
Resiliência: capacidade do material absorver energiamecânica em regime elástico.
Dureza: resistência ao risco ou abrasão. É medida pelaresistência que a superfície do material oferece à penetraçãode uma peça de maior dureza.
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2.4 Propriedades mecânicas
Fadiga: quando um material rompe em tensões abaixo
das obtidas na caracterização do material. Nos pontos de
concentração de tensão têm-se uma redução da resistência
à fadiga.
Efeito de Temperatura Elevada: reduzem as
resistências a escoamento e ruptura, bem como o módulo
de elasticidade.
Corrosão: reação do aço com elementos presentes no
ambiente. A corrosão promove perda da seção de aço,
podendo gerar colapso na estrutura.Prof.: Lucas Roquete Amparo
2.5 Fabricação
Perfis Formados a frio são obtidos por conformação a frio,
também chamados de perfil de chapa dobrada.
Bobinas laminadas a quente
Bobinas laminadas a frio
Chapas planas
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2.5 Fabricação
Fabricados por:
Perfiladeiras Dobradeiras
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Comprimento desejado
Espessura máxima de
4,75 mm
Comprimento de 3 a 6 m
Espessura máxima de
8mm
1.5 Fabricação
Armazenamento de bobinas
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1.5 Fabricação
Fabricação
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1.5 Fabricação
PERFILAÇÃO – processo contínuo
Adequado à fabricação em série, érealizado a partir de deslocamentolongitudinal de uma chapa de aço, sobreos roletes de uma linha de perfilação.
Os roletes vão conferindo pouco a poucoa forma definida do perfil.
Quando o perfil deixa
a linha de perfilação,
ele é cortado no
comprimento indicado
no projeto.
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2.5 Fabricação
Fabricação de chapas corrugadas em mesa de roletes
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2.5 Fabricação
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2.5 Fabricação
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2.5 Fabricação
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Fabricação de telhas em perfiladeira
2.5 Fabricação
Dobradeira – processo descontínuo
Adequado na fabricação de pequenasquantidades de perfis, é realizadomediante o emprego de uma prensadobradeira.
A “faca” da dobradeira é prensada contraa chapa de aço, obrigando-a a formaruma dobra.
Várias operações similares a essa, sobrea mesma chapa, fornecem a geometriaexigida no projeto.
O comprimento do perfil está limitado àlargura da prensa.
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2.5 Fabricação
Dobragem por prensagem
Incompleta
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Dobragem por prensagem
Completa
2.5 Fabricação
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2.5 Fabricação
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2.5 Fabricação
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2.5 Fabricação
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Seções transversais
2.6 Aplicações
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Painéis de vedação
2.6 Aplicações
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2.6 Aplicações
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Cercas
2.6 Aplicações
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Coberturas
2.6 Aplicações
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2.6 Aplicações
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2.6 Aplicações
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2.6 Aplicações
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Aeroportos
2.6 Aplicações
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Telhas
2.6 Aplicações
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Telhas residenciais
Metal Slate Vertical Panel
2.6 Aplicações
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Metal TileMetal Shake
2.6 Aplicações
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Steel deck
2.6 Aplicações
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Steel deck
2.6 Aplicações
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Steel deck - execução
2.6 Aplicações
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Hangar
2.6 Aplicações
Prof.: Lucas Roquete Amparo
Terças
2.6 Aplicações
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Estantes
industriais
(racks)
2.6 Aplicações
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2.6 Aplicações
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CASAS CSN
Um sistema modular que utiliza chapas de aço
galvanizado, dobradas a frio na forma de perfis
estruturais.
Painéis modulares em aço são utilizados na montagem
das paredes.
Na estrutura da cobertura são
utilizados perfis estruturais
tipo “U” enrijecidos e perfis
cartola, que oferecem mais
segurança e leveza à estrutura.
2.6 Aplicações
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Escritório modulado, em Munique
2.6 Aplicações
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Edifício modular – residências americanas
2.6 Aplicações
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Os apartamentos são executados em módulos
transportáveis que são feitos no solo e depois
transportados para sua posição no prédio.
Os módulos são executados
com um chassi de aço
Tubular.
2.6 Aplicações
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A estrutura de piso (laje) é executada com chapas de aço
galvanizadas com perfil trapezoidal.
2.6 Aplicações
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Os painéis metálicos são fixados à estrutura tubular com
parafusos auto atarraxantes e cumprem função estrutural,
contraventamento e vedação principal.
2.6 Aplicações
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Os módulos são montados em suas posições no edifício.
São feitas as ligações elétricas e hidro sanitárias.
São feitos os arremates no gesso acartonado e na chapa
cimentícia.
2.6 Aplicações
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Após completar a montagem dos módulos no edifício é
feito o acabamento que pode ser dos mais variados tipos.
Pintura, texturas ou outros revestimentos. A cobertura é
feita com telhas metálicas.
2.6 Aplicações
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2.6 Aplicações
Prof.: Lucas Roquete Amparo
2.6 Aplicações
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Light Steel Framing
2.6 Aplicações
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Condomínio Jardim das Paineiras – SP
Light Steel Framing