Os engenheiros e projetistas que trabalham com estruturas metálicas necessitam de fontes de referência, para uma constante atualização profissional.
Este livro é oportuno para a realidade do desenvolvimento tecnológico brasileiro. No início do século 21 é comum observar nos grandes centros urbanos, edifícios construídos em estruturas metálicas. As estruturas metálicas ocupam lugar de destaque nas estruturas das edificações, tendo em vista sua rapidez e praticidade construtiva, em detrimento à tecnologia tradicional do concreto armado.
A precisão de medidas e a qualidade de fabricação industrial, faz com que a opção por edificações em estruturas metálicas seja cada vez mais constante no Brasil.
Tradicionalmente, os perfis metálicos ocupam lugar de destaque em obras de cobertura industriais e no comércio. Como exemplos, na infra estrutura de cidades tem-se as coberturas em estações rodoviárias e aeroportos, bem como no comércio estão presentes em coberturas de agências bancárias e supermercados.
Também, é destaque a construção de mezaninos, escadas metálicas, assim como as torres para transmissão de energia elétrica e de telecomunicações.
Neste livro é apresentado de maneira didática o cálculo e o detalhamento de estruturas metálicas, segundo a Norma Brasileira NB-14 (Método dos Estados Limites). Para melhor ilustrar o cálculo são apresentados exemplos em cada capítulo e, ao final do livro, existem exemplos de projetos de coberturas em Sheed e Tesoura Plana, bem como, de um mezanino e uma escada em aço.
Para auxílio na escolha de perfis, foram anexados diversas tabelas com as características geométricas de perfis metálicos comerciais.
1 - Introdução
1.1. Vantagens e desvantagens do aço estrutural
1.2. Produtos siderúrgicos
1.3. Produtos metalúrgicos
1.4. Designação dos perfis
1.5. Entidades normativas para o projeto e cálculo de estruturas metálicas
1.6. Aplicação das estruturas metálicas
2 - Ações estruturais
2.1. Diagrama Tensão x Deformação de aços dúcteis
2.2. Propriedades mecânicas do aço estrutural
2.3. Propriedade dos aços estruturais
3 - Características geométricas das seções transversais
3.1. Cálculo de áreas de figuras planas (A)
3.2. Centro de gravidade de áreas planas (CG)
3.3. Momento de inércia de áreas planas (I)
3.4. Produto de inércia de área plana (Ixy)
3.5. Raio de giração de uma área plana (r)
3.6. Momento resistente elástico (w)
3.7. Módulo de resistência plástico (z)
3.8. Exemplo de cálculo de características geométricas de perfil tê soldado
4 - Métodos dos estados limites
4.1. Carregamentos
4.2. Coeficientes de majoração dos esforços atuantes
5 - Barras tracionadas
5.1. Dimensionamento de barras à tração
5.2. Determinação de áreas da seção transversal para cálculo
5.3. Disposições construtivas
5.4. Índice de esbeltez limite
5.5. Barras compostas tracionadas
5.6. Exemplos de cálculo do esforço normal de tração suportado por peças
6 - Ligações parafusadas
6.1. Tipos de parafusos
6.2. Dimensionamento de ligações parafusadas
6.3. Exercícios sobre ligações parafusadas
Caso 1 - Parafusos A307
Caso 2 - Parafusos A325-f
Caso 3 - Máxima reação de apoio para cada tipo de parafuso
7 - Barras comprimidas
7.1. Carga crítica de flambagem (Pcr)
7.2. Dimensionamento de barras comprimidas
7.3. Dimensionamento de barras compostas comprimidas
7.4. Barras sujeitas a flambagem por flexo-torção
7.5. Exercícios sobre barras comprimidas
8 - Barras flexionadas
8.1. Classificação da flexão em barras
8.2. Casos de flambagem em vigas
8.3. Classificação das vigas
8.4. Pré-dimensionamento de vigas à flexão
8.5. Dimensionamento de vigas à flexão
8.6. Exercícios de flexão de vigas
9 - Ligações soldadas
9.1. Tecnologia de execução
9.2. Tipos de solda
9.3. Principais processos de soldagem
9.4. Anomalias do processo de soldagem
9.5. Designação de eletrodos
9.6. Simbologia de solda
9.7. Dimensionamento de ligações soldadas
9.8. Soldas de entalhe
9.9. Solda de tampão
9.10. Exemplos de aplicação da simbologia de solda
9.11. Exercícios sobre ligações soldadas
10 - projeto de mezanino e escada de acesso em aço
10.1. Dados preliminares do projeto
10.2. Dimensionamento da escada de acesso
10.3. Cálculo das vigas do mezanino
10.4. Dimensionamento das colunas
10.5. Verificação da estabilidade do corrimão
10.6. Ligações
11 - Projeto de um galpão com estrutura em aço
11.1. Dados preliminares do projeto
11.2. Cálculo da ação do vento
11.3. Dimensionamento do fechamento lateral e terças
11.4. Cálculo da tesoura
11.5. Cálculo das colunas
11.6. Contraventamento das calhas
12 - Projeto de uma cobertura em Shed
12.1. Dados do projeto
12.2. Carregamentos
12.3. Dimensionamento das terças e correntes
12.4. Cálculo da viga trave
12.5. Cálculo da viga mestra
12.6. Contraventamento das vigas mestras
12.7. Dimensionamento dos apoios das vigas mestras sobre os
consoles dos pilares de concreto
12.8. Dimensionamento das calhas
Anexos
Anexo A - Exemplo de dimensionamento de terças
Anexo B - Contraventamento das vigas mestras em Shed
Anexo C - Detalhamento de nós em estruturas treliçadas
Anexo D - Telha de aço
Anexo E - Perfis laminados
Anexo F - Perfis soldados
Anexo G - Cálculo de contraflecha de treliças
Apêndices
Apêndice A - Características geométricas das seções planas transversais
Apêndice B - Tabela de determinações de flechas em vigas
Apêndice C - Dimensionamento de calhas e condutores de águas pluviais
Apêndice C - Múltiplos e submúltiplos de decimais
Antonio Carlos da Fonseca Bragança Pinheiro
Antonio Carlos da Fonseca Bragança Pinheiros é doutor em engenharia civil pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Na área de estruturas metálicas foi chefe de fábrica, gerente de engenharia e diretor técnico. É professor de estruturas metálicas do Centro Federal de Educação Tecnológica de São Paulo - CEFETSP.