Materiais Naturais e Artificiais Unip

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Unidade II

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5 MATERIAIS METÁLICOS

5.1 Vergalhões metálicos para estrutura de concreto

A base estrutural que compõe o concreto armado são os vergalhões. O concreto mais a armadura metálica compõem o concreto armado. Os vergalhões podem ser lisos ou retorcidos. Os retorcidos mais utilizados no concreto armado, nas armaduras principais do concreto armado, recebem um helicoide saliente, ou em baixo relevo, para que haja melhor ancoragem do concreto na armadura.

A especificação desse material é dada em milímetros, ou seja, começa com 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm e assim por diante, na espessura do fuste. São as que compõem as armaduras principais e as armaduras auxiliares ou estribos.

Como pode ser visto na imagem abaixo, há uma composição de armaduras empilhadas nas quais as armaduras longitudinais são as principais e as que aparecem de tempo em tempo, que servem para consolidar as armaduras principais, são os estribos, que colaboram de forma significativa no trabalho à tração nas estruturas de concreto armado.

Figura 1

A imagem abaixo é um desenho típico de uma armadura destinada a blocos de coroamento de fundações. Os blocos de coroamento de fundações servem para coroar a estaca. Sob ele, enterrada em profundidade, está a estaca. Na cabeça da estaca situa-se o bloco de coroamento, que serve para proteger a estaca de movimentos para que não haja ruptura da cabeça da estaca. Nesses blocos de coroamento interligam-se também, no caso de fundações indiretas, evidentemente, os baldrames e demais travamentos.

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Figura 2

A figura a seguir apresenta uma armadura bem simples, a mais comum que existe, destinada a um pilar ou a uma viga, na qual se tem 4 ferros destinados à armadura principal no sentido longitudinal e de tempos em tempos os estribos que normalmente se trabalham entre 15, 20 ou 25 cm de um para o outro. São armaduras simples. As armaduras devem ser desenhadas conforme o desenho – os estribos passam a se posicionar com relação à resistência aos carregamentos que são submetidos na estrutura.

Figura 3

5.2 Perfis metálicos estruturais

Outros tipos de perfis metálicos são os utilizados somente como elemento estrutural de uma construção. Os perfis podem ser de alma cheia, os mais comuns, e tubulares. Os perfis de alma cheia podem ser laminados, ou seja, os perfis que são produzidos na indústria, que são colocados em uma laminação na siderúrgica. Esses perfis laminados têm várias dimensões, mas há uma limitação em relação à dimensão. Podem apresentar-se em forma de I, de H ou U. Também temos os perfis soldados, ou seja, são aqueles que apresentam na nossa indústria as mesmas formas, I, H e U, mas são soldados. São feitos a partir de placas metálicas com várias espessuras já produzidas pela indústria siderúrgica de aço e são cortados na dimensão e na forma desejada e, por fim, soldados. Esses perfis são formados por três elementos. Para formar um I, ou H ou U, é preciso um elemento vertical, portanto chamado de alma cheia, que é a alma, e dois elementos horizontais, um inferior e um superior, que formam o H ou I. Esses dois elementos são chamados de base inferior e superior ou, utilizando uma nomenclatura mais técnica, banzos inferiores ou superiores, como utilizamos nas treliças ou nas tesouras. Também no perfil podemos falar em base ou banzo. No caso dos perfis soldados, se precisamos de uma forma ou dimensão que não é fabricada na modulação dos laminados, temos como fazer o pedido à indústria e será produzido o perfil na dimensão exata necessária à estrutura.

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Existem também os perfis Vierandel, normalmente em forma I ou H, cujas imagens abaixo mostram os perfis perfurados. São perfis em que a alma é perfurada. A base de um perfil nunca pode ser perfurada, a alma sim. Quando perfuramos a alma, isto é, quando retiramos aço da alma de um perfil, estamos retirando peso da estrutura.

Figura 4

É um quebra-cabeça conseguir produzir diminuição de peso por meio de perfurações na alma do perfil, de modo a diminuir o peso próprio do perfil e fazer com que o este vença vãos maiores. Às vezes temos necessidade de vencer vãos muito grandes e, com um perfil muito pesado, é preciso fazer cálculos matemáticos ou aumenta-se a altura do perfil para conseguir vencer o vão, mas aumentamos também o peso próprio e o perfil deixa de vencer o vão em função desse peso próprio. Pode-se furar a alma do perfil e estrategicamente produzir um perfil mais leve para vencer vãos maiores. É claro que há um dimensionamento a ser calculado para que isso ocorra. Para esses vãos normalmente são utilizados os mais comuns –em forma circular ou em forma hexagonal. A forma hexagonal produz um conjunto muito bom de módulo de resistência para perfuração de almas e outros exemplos que são utilizados com diversas formas.

A figura abaixo mostra um exemplo de um perfil laminado com pilar em forma de H, um perfil em forma de I e tesouras que se acoplam a eles por solda e parafusamento. Os perfis podem se acoplar um ao outro por solda, que é a melhor opção, por parafusamento ou pelos dois. Utiliza-se o parafusamento da viga no pilar por meio da produção de chapuz, ou insert, e depois de montado, este é soldado e ajustam-se os parafusos e porcas.

Figura 5

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Já no exemplo a seguir – uma passarela –, temos um perfil soldado, no qual a base é mais grossa e na parte superior, coberta com vidro, no centro, o perfil torna-se bastante leve. Isso só é possível na nossa indústria com perfis soldados, ou seja, o perfil é produzido na indústria com planejamento, projeto e desenho.

Figura 6

A seguir, um exemplo de como fixar pilares em fundações, o que permite a concretagem de ancoragens juntamente com a fundação.

Figura 7

Outra opção, mais utilizada, é a de se produzir inserts, chapas metálicas, que na concretagem do bloco de fundação ancoram-se e concretam-se conjuntamente. Posteriormente, solda-se o pilar a essa base (ver a figura que segue).

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Figura 8

Utiliza-se da mesma forma, quando se tem o pilar de concreto e a viga metálica. Produz-se o insert – chapa metálica com ancoragem – que se concreta com o pilar. Posteriormente, solda-se a viga nesse insert.

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