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Capítulo 1 – Perfis Estruturais, chapas e barras.




Perfis estruturais, chapas e barras

perfis estruturais, viga i, viga i laminado

Os perfis estruturais utilizados na construção civil podem ser classificados em duas categorias: produtos siderúrgicos produtos metalúrgicos.

Produtos Siderúrgicos

As empresas siderúrgicas produzem os perfis estruturais à partir de minérios de ferro, processando-o a quente e transformando a matéria prima bruta em perfis. os produtos siderúrgicos são:

  • Perfis
  • Barras
  • Chapas

Cantoneiras Laminadas

Cantoneiras ou ângulos são tipos de perfis compostos por duas abas perpendiculares entre si e podem ser classificadas em cantoneiras de abas iguais cantoneiras de abas desiguais.São utilizadas principalmente para compor: Banzos de treliças e tesouras, diagonais de treliças e tesouras, contraventamentos e correntes.Esse tipo de perfil permite a flexibilidade de se compor diversas outras geometrias e alcançar níveis de resistência elevados com peso reduzido, aumentando a eficiência da estrutura.

 

cantoneira de abas iguais
Cantoneira de abas iguais – clique para ver a tabela
cantoneira de abas desiguais
Cantoneira de abas desiguais – clique para ver a tabela

A codificação mais comum para se referir a esse perfil é utilização da letra L antes das dimensões de aba e espessura do perfil.

Exemplos:

 L50X4,76 se traduz em Cantoneira de abas iguais de 50mm e espessura 4,76mm

L50X30X3,2 se traduz em Cantoneira de abas desiguais de 50mm e 30mm e espessura de 3,2mm

Perceba que todas as vezes que a medida de uma aba só aparecer uma vez no código do perfil, sempre se refere a uma cantoneira de abas iguais.Apresentação3

 

I e H Laminado de Abas paralelas

Também conhecidos como perfis W e HP, devido à codificação usual para designar esses perfis, os Perfis I Laminados de abas paralelas são largamente utilizados em construções metálicas. Sua geometria permite alcançar elevada resistência mecânica com peso reduzido.

Suas aplicações são diversas, sendo possível utilizá-los em praticamente qualquer peça de uma estrutura metálica.

Perfil I Laminado de abas paralelas

Perfil I Laminado de Abas Paralelas – clique para ver a tabela

 

são compostos por:

bf – Mesa    h-alma    e suas respectivas espessuras.

Quando a mesa é muito menor que a alma, costuma-se aplicar esses perfis para suportar esforços que atuem em apenas um sentido, como é o caso de vigas de piso que sofrem predominantemente esforços gerados por cargas verticais.

Quando a mesa tem dimensões próximas às da alma, então denomina-se H, e esse perfil passa a ser mais adequado para aplicações onde seja necessário suportar à compressão e a momentos fletores vindos de diversas direções, como é o caso dos pilares na maioria das construções.

Sua codificação inicia-se com as letras W ou HP, seguido da classe de altura do perfil em mm e de seu peso por metro linear em quilogramas.

Exemplo:

W250X17,9 se traduz em Perfil W com aproximadamente 250mm de altura  e massa de 17,9 kg por metro linear.

Observe que o número 250 indica a altura aproximada do perfil, sendo necessário consultar a tabela para obter o número preciso.

I Laminado de mesas inclinadas (“Padrão Americano”)

Semelhantes aos perfis I Laminados de Mesas paralelas, esses perfis apresentam uma inclinação característica em um dos lados de suas mesas. Essa diferença gera impactos nos cálculos de resistência desses perfis mas suas aplicações costumam ser as mesmas dos perfis de abas paralelas.

i-laminado de mesas inclinadas, i padrão americano

I Laminado de Mesas inclinadas – clique para ver a tabela

Por serem denominados como “Perfis da série americana”, sua codificação geramente segue com medidas em polegadas.

É comum se referir a esses perfis como sua altura em polegadas o número sequencial do perfil que se quer referir em relação aos perfis de mesma altura.

Exemplo: 

I 3” X 9,7 se traduz em I laminado de 3 polegadas de altura e 9,7 kg por metro linear ou então I laminado de 3 polegadas de altura na segunda alma.

U Laminado de abas inclinadas (Série americana)

Semelhantes aos perfis I de abas inclinadas, existem os perfis em formato de U, que também apresentam leve inclinação em um lado de suas mesas. Em inglês são chamados “channels” e são utilizados em vigas de cobertura, travamentos e vigas de sustentação de pisos.

U laminado série americana

U Laminado de abas inclinadas (série americana) – Clique para ver a tabela

 

Também são utilizados como peças de perfis compostos, ou seja, podem ser conjugados dois perfis U laminados de “costas” um para o outro formando um novo perfil “I” composto.

Sua codificação segue os mesmos padrões dos perfis I laminados, porém com a letra U no lugar da letra I

Exemplo: 

U 6” X 19,4  se traduz em U Laminado de 6 polegadas de altura com 19,4 kg por metro linear ou U laminado de 6” de altura na terceira alma.

Existem ainda diversos tipos de perfis de origem siderúrgica, que podem ser encontrados na seção de tabelas

Produtos Metalúrgicos

Diversos perfis podem ser compostos com peças de aço já prontas, como é o caso de perfis de chapa dobrada ou perfis soldados. As indústrias metalúrgicas não produzem o aço, mas processam esse material para obter novos perfis.

Perfis de chapa dobrada ou Perfis Formados a Frio (PFF)

São peças obtidas à partir da conformação de chapas e bobinas de aço de pequena espessura. São denominados Perfis Formados a Frio pois em seu processo consiste em formar o perfil através da variação da temperatura do aço, mas este é conformado somente pela ação mecânica de máquinas como prensas, perfiladeiras e dobradeiras.

Devido a sua leveza, esses perfis são largamente utilizados em coberturas metálicas, na composição de treliças, tesouras, diagonais, vigas de cobertura, terças de tapamento, etc.

U dobrado, perfil conformado a frio

Exemplo de perfis conformados a afrio

A grande maioria desses perfis são fabricados em indústrias de pequeno porte, muitas vezes dentro da própria loja de perfis.

U de chapa dobrada (simples e enrijecido)

UDC, U de chapa dobrada, perfil UDC simples

UDC Simples

UDC Enrijecido

UDC Enrijecido

Os perfis U são os mais utilizados, devido à facilidade de fabricação e eficiência estrutural obtida com sua geometria.

Sua codificação é iniciado pela sigla UDC (U de Chapa Dobrada) seguido pelas medidas da alma, mesa, aba enrijecedora (se houver) e espessura, nessa ordem, sempre em milímetros.

Exemplo: 

UDC100X50X3,00 se traduz em U de chapa dobrada simples de 100mm de aba, 50mm de mesa e espessura de 3mm

UDC100X50X17X3,00 se traduz em U de chapa dobrada enrijecido de 100mm de altura, 50mm de mesa, 17mm de aba enrijecedora e espessura de 3mm.

Vários perfis podem ser fabricados em chapa dobrada, como Perfis Z e Z enrijecidos, cantoneiras de chapa dobrada, perfis tipo cartola, etc.

Perfis I e não são encontrados devido à restrição de formato que impede a fabricação por roletes ou dobradeiras.

Perfiladeira Industrial de Perfis U

Perfiladeira fabricando perfis U

 

Perfis Soldados

São obtidos à partir da união de chapas de espessuras acima de 5mm por soldagem.

Os perfis I constituem a maior parte dos formatos que são fabricados utilizando esse processo.

Perfis soldados conferem ao calculista a versatilidade de se obter um formato sob medida para aplicações específicas, podendo-se variar as espessuras de mesas por exemplo, ou variar a altura da seção ao longo da barra.

Perfil I Soldado, série CS, Série VS, Série CVS, Série VSM

Perfil I Soldado

Apesar de haver a possibilidade de obtenção de perfis estruturais personalizados, existem também as peças padronizadas, que seguem a codificação: CS para colunas soldadas (d/bf é aproximadamente 1), VS para Vigas Soldadas (d/bf pe aproximadamente 2), CVS para Colunas-Vigas soldadas (d/bf é aproximadamente 1,5) e PF ou VSM.

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