Aula - Perfis Formados a Frio Generalidades

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.

Prof.: Lucas Roquete Amparo

2.1 - Introdução

Perfis estruturais de aço:

1º grupo: Perfis Laminados

Perfis Soldados

2º grupo: Perfis Formados a Frio


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.


2.1 - Introdução


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.


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.


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.


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.


2.2 – Tipos de Perfis




Treliças e Pórticos

Terças e longarinas



Vigas e Colunas

Perfis para paredes simples (Dry Wall por exemplo)



Estruturas para armazenagem

Treliças espaciais



Telhas



Painéis de fechamento



Formas para lajes mistas


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


2.3 - MateriaisPara o engenheiro estrutural interessa saber os limites

de escoamento/ruptura, as espessuras e se as chapas são

adequadas ao dobramento.


2.3 - Materiais

Eletrodos


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.


Diagrama tensão deformação

Tensão aplicada

Deformação linear aplicada








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.



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.



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.



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


2.5 Fabricação

Fabricados por:

Perfiladeiras Dobradeiras


Comprimento desejado

Espessura máxima de

4,75 mm

Comprimento de 3 a 6 m

Espessura máxima de

8mm

1.5 Fabricação

Armazenamento de bobinas


1.5 Fabricação

Fabricação


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.


2.5 Fabricação

Fabricação de chapas corrugadas em mesa de roletes


2.5 Fabricação


2.5 Fabricação


2.5 Fabricação


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.


2.5 Fabricação

Dobragem por prensagem

Incompleta


Dobragem por prensagem

Completa

2.5 Fabricação


2.5 Fabricação


2.5 Fabricação


2.5 Fabricação


Seções transversais

2.6 Aplicações


Painéis de vedação

2.6 Aplicações


2.6 Aplicações


Cercas

2.6 Aplicações


Coberturas

2.6 Aplicações


2.6 Aplicações


2.6 Aplicações


2.6 Aplicações


Aeroportos

2.6 Aplicações


Telhas

2.6 Aplicações


Telhas residenciais

Metal Slate Vertical Panel

2.6 Aplicações


Metal TileMetal Shake

2.6 Aplicações


Steel deck

2.6 Aplicações


Steel deck

2.6 Aplicações


Steel deck - execução

2.6 Aplicações


Hangar

2.6 Aplicações


Terças

2.6 Aplicações


Estantes

industriais

(racks)

2.6 Aplicações


2.6 Aplicações


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


Escritório modulado, em Munique

2.6 Aplicações


Edifício modular – residências americanas

2.6 Aplicações


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


A estrutura de piso (laje) é executada com chapas de aço

galvanizadas com perfil trapezoidal.

2.6 Aplicações


Os painéis metálicos são fixados à estrutura tubular com

parafusos auto atarraxantes e cumprem função estrutural,

contraventamento e vedação principal.

2.6 Aplicações


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


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


2.6 Aplicações


2.6 Aplicações


Light Steel Framing

2.6 Aplicações


Condomínio Jardim das Paineiras – SP

Light Steel Framing

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