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14/03/2018
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ESTRUTURAS METÁLICAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL CONSTRUÇÃO CIVIL III (TC-038)
DETALHES CONSTRUTIVOS
Profª M.Sc. Thaísa Rocha
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
Ch
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M.Sc. Thaísa Rocha
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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M.Sc. Thaísa Rocha
PARAFUSO
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Os parafusos são compostos pela cabeça, corpo, arruela e porca e
algumas vezes, contra-porca
São dispositivos que trabalham ao cisalhamento
A resistência do parafuso é dada pela resistência das superfícies
que devem ser rompidas na ação de corte – cisalhamento
A utilização dos parafusos esta limitada às ligações de campo,
devido ao custo elevado da furação das peças e do próprio parafuso
As dimensões dos parafusos são expressas em polegadas
M.Sc. Thaísa Rocha
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Arruela Quantidade
Resistência Ligação
parafusada
PARAFUSO
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Resistência ao fogo
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M.Sc. Thaísa Rocha
Arruela
PARAFUSO
Distribui as tensões de aperto +
Permite a rotação da porca quando está sendo dado o aperto
Sempre colocada entre a porca e a face do perfil de aço
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Resistência ao fogo
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Em estruturas de aço não se usa arruela do lado da cabeça do
parafuso
M.Sc. Thaísa Rocha
Quantidade
PARAFUSO
Quanto maior o número de superfícies de corte maior é a resistência do parafuso
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M.Sc. Thaísa Rocha
Resistência
PARAFUSO
Função da resistência das superfícies que devem ser rompidas ao cisalhamento
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Ligação parafusada
PARAFUSO Deve-se evitar na ligação
parafusada: o cisalhamento do parafuso; esmagamento;
rasgamento da chapa
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Devemos cuidar para que as chapas e os parafusos não sejam
esmagados pela tensão de contato bem como que a chapa
não venha a rasgar-se
A ação do parafuso pressupõe que haja um pequeno movimento entre
as partes para manifestar-se o cisalhamento e as ações de
esmagamento e rasgamento
M.Sc. Thaísa Rocha
Ligação parafusada
PARAFUSO
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M.Sc. Thaísa Rocha
PARAFUSO
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Força na superfície
Tensão de cisalhamento
Diâmetro do parafuso
M.Sc. Thaísa Rocha
PARAFUSO
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SOLDA
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A soldagem aplicada às estruturas de aço, em substituição as ligações
parafusadas ou rebitadas, resultou na obtenção de peças e estruturas mais
leves e econômicas, com ligações mais simples
Ligações soldadas apresentam uso frequente em oficinas e fábricas
As ligações soldadas em campo apresentam uma série de
necessidades como local apropriado, andaimes, proteção contra vento e
chuva, além de dificuldades no controle da qualidade de solda
Em estruturas metálicas, emprega-se o processo de soldagem por fusão, no
qual as peças a serem ligadas são aquecidas até seu ponto de fusão
Fazendo-se a união das mesmas diretamente ou acrescentando-se um material adequado ao preenchimento
do espaço existente entre elas M.Sc. Thaísa Rocha
Mais eficiente para estruturas de aço
Verificação
Podem ser contínuas ou descontínuas
SOLDA
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M.Sc. Thaísa Rocha
Mais eficiente para estruturas de aço
Verificação
Podem ser contínuas ou descontínuas
SOLDA
Entalhe com penetração total
Solda de filete
Entalhe com penetração parcial
Solda de tampão
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M.Sc. Thaísa Rocha
Mais eficiente para estruturas de aço
Verificação
Podem ser contínuas ou descontínuas
SOLDA
Soldas descontínuas permitem penetração de
umidade
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Mais eficiente para estruturas de aço
Verificação
Podem ser contínuas ou descontínuas
SOLDA Inspeção visual (é sempre feita)
Ultrassom (defeitos superficiais e internos)
Raio X (resultado fica registrado)
Líquido penetrante (fissuras superficiais)
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M.Sc. Thaísa Rocha
PERFIS METÁLICOS
Os perfis mais adequados para pilar produção de pilares são o CS e o CVS
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Dimensionamento de um pilar, relação entre largura e altura de um perfil CS (Coluna
Soldada) e CVS (Coluna Viga Soldada) e VS (Viga Soldada)
M.Sc. Thaísa Rocha
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Alvenaria sistema rígido
Fixação rígida em 4 bordas ↓
Área útil da alvenaria ≤ 2000 x (espessura do bloco) 2
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Alvenaria sistema
semi-rígido
Fixação rígida em 3 bordas ↓
Área útil da alvenaria ≤ 1500 x (espessura do bloco)2
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Alvenaria deformável
Fixação rígida na base ↓
Altura máxima = 25 x espessura do bloco Comprimento máximo = 2 x altura da
alvenaria
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Alvenaria sistema rígido
Alvenaria sistema
semi-rígido
Alvenaria deformável
Alvenaria bordo livre
Fixação rígida em 4 bordas ↓
Área útil da alvenaria ≤ 2000 x (espessura do bloco) 2
Fixação rígida em 3 bordas ↓
Área útil da alvenaria ≤ 1500 x (espessura do bloco)2
Fixação rígida na base ↓
Altura máxima = 25 x espessura do bloco Comprimento máximo = 2 x altura da
alvenaria
Altura máxima = 12 x espessura do bloco
Comprimento máximo ≤ 2 x altura da alvenaria
Rev
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Variante para permitir maior flexibilidade na locação da armadura de amarração
PERFIL
ESPUMA RÍGIDA
TIJOLO
GRAMPO EM FORMA DE “V”
MOVIMENTO DO GRAMPO
ALVENARIA
REVESTIMENTO
TELA METÁLICA
ENCHIMENTO
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SOLDA
REVESTIMENTO
TELA
Podem ser soldadas, também, telas tipo
Deployeer nos perfis para garantir a aderência da
alvenaria ao perfil
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Argamassa de alta aderência TIJOLO
ARGAMASSA
CANTONEIRA SOLDADA
Ex: “Ciment Cola” / Epóxi
Aplicada com desempenadeira do lado
dentado
Para aplicação, o aço deve estar sem oxidação / poeira / gordura
Realizar junta tratada na horizontal e na vertical
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Argamassa de alta aderência TIJOLO
ARGAMASSA
CANTONEIRA SOLDADA
Ex: “Ciment Cola” / Epóxi
Aplicada com desempenadeira do lado
dentado
Aço sem oxidação / poeira / gordura
Realizar junta na horizontal e vertical
SEMPRE SE PREOCUPAR COM
TODOS OS PONTOS DE
DESCONTINUIDADE ENTRE A ALVENARIA E
O AÇO
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Na interface da parede com a estrutura de aço foi colocada uma argamassa
flexível
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Sistema Rígido
Sistema Semi -rígido
Sistema Deformável
Vãos ≥ 6,5 m
Vãos ≤ 4,5 m
Vãos de 4,5 m a 6,5 m
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CONVENCIONAL Laje maciça, moldada "in loco".
Forma apoiada em treliça expansível.
Não necessita escoramento.
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aço
/ la
je
ALVEOLAR Laje pré-moldada.
Extrusada, protendida. Não necessita escoramento.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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M.Sc. Thaísa Rocha
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aço
/ la
je
STEEL DECK Laje maciça.
Forma metálica incorporada. Não necessita escoramento.
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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M.Sc. Thaísa Rocha
Inte
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aço
/ la
je
STEEL DECK Chapa de aço → Forma
Armadura laje → Conectada ao perfil
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Light Steel Frame
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Fazem-se necessários cuidados que garantirão a qualidade e a
durabilidade da edificação
Duas situações principais : Estrutura metálica revestida (oculta)
Estrutura metálica aparente.
Considerar os seguintes aspectos: Concepção estrutural da
edificação; Sistema estrutural;
Deformações previstas; Tipo de aço;
Sistema de alvenarias; Tipo de elemento de vedação
Nas situações em que a estrutura metálica será revestida, é
importante garantir a aderência do sistema de revestimento nos perfis
metálicos devido à sua baixa porosidade e consequente baixa
capacidade de ancoragem mecânica
O sistema de revestimento corresponde ao acabamento final da
edificação: sendo a parte que fica visível aos usuários e proprietários
M.Sc. Thaísa Rocha
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Introdução Detalhes
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SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
Estrutura em Aço Aparente
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Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
Preenchimento do perfil em aço Tratamento do perfil em
aço para recebimento de revestimento
Argamassa de regularização
Junta de movimentação no revestimento
M.Sc. Thaísa Rocha
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SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
Preenchimento do perfil em aço
Quando a estrutura em aço for inteiramente revestida faz-se necessário o prévio preenchimento dos espaços vazios
Índice de resina superior a 50%
Facilidade de serem cortados nas dimensões necessárias
É possível envolver o pilar com alvenaria ou com painéis (gesso
acartonado)
M.Sc. Thaísa Rocha
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Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
Tratamento do perfil em aço para recebimento de
revestimento
Antes do lançamento da argamassa de revestimento, toda a estrutura metálica deverá ser tratada com uma argamassa
colante, tipo AC II aditivada com polímero modificado
M.Sc. Thaísa Rocha
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
Argamassa de regularização
Antes do lançamento da argamassa de regularização, toda
a alvenaria deverá ser coberta por uma camada de chapisco
A argamassa de regularização é a camada do sistema de
revestimento que define o plano vertical no qual será aplicado o
acabamento final
Deverão ser previstos reforços com tela galvanizada de malha
reta eletrosoldada (fio 22 e malha de 1") na argamassa de
revestimento
M.Sc. Thaísa Rocha C
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Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Revestida
Junta de movimentação no revestimento
As juntas de movimentação têm por finalidade subdividir
o sistema de revestimento aliviando as tensões
provocadas pelas movimentações da base e do
próprio sistema de revestimento
O posicionamento destas juntas estará preferencialmente associado aos alinhamentos das transições entre os perfis metálicos e as alvenarias
O preenchimento das juntas deve ser executado com elastômeros capazes
de absorver as deformações do sistema
de revestimento
Silicone / poliuretano
M.Sc. Thaísa Rocha
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VIGA / PILAR METÁLICO
ARGAMASSA COLANTE ADITIVADA COM POLÍMERO
ACRÍLICO MODIFICADO
ENCHIMENTO COM BLOCOS DE CONCRETO CELULAR, CERÂMICO, OU
CONCRETO ADAPTADOS AO VÃO ENTRE AS MESAS
PERFIL METÁLICO
PAINEL
ALVENARIA
MATERIAL DE LIGAÇÃO ALVENARIA-ESTRUTURA
ALVENARIA GARANTIR
AMARRAÇÃO ENTRE BLOCOS
ALVENARIA
MATERIAL DE LIGAÇÃO PERFIL METÁLICO
Perfil preenchido
Pilar envolvido com painel ou
alvenaria
Introdução Detalhes
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Light Steel Frame
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É possível que não seja feito o enchimento dos
perfis metálicos, envolvendo o pilar com
alvenaria ou com painéis
ENCHIMENTO
PERFIL METÁLICO
ARGAMASSA DE REGULARIZAÇÃO TELA GALVANIZADA
Viga revestida
Pilar revestido
VIGA METÁLICA TELA
GALVANIZADA
20 CM
REGIÃO DE
ENCUNHA-MENTO
TELA DE PVC OU FIBRA DE
VIDRO
ARGAMASSA DE REGULARIZAÇÃO
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Resistência ao fogo
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Aparente
M.Sc. Thaísa Rocha C
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Aparente
Tratamento do perfil em aço x revestimento
Tratamento em revestimento de gesso
M.Sc. Thaísa Rocha
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Aparente
Tratamento do perfil em aço x revestimento
As interfaces entre os dois materiais serão conectadas através de mastiques
ou tintas elastoméricas com alongamento
M.Sc. Thaísa Rocha
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
SISTEMAS DE REVESTIMENTO
Estrutura em Aço Aparente
Tratamento em revestimento de gesso
Evita-se o contato entre o revestimento e o aço nas áreas
de interseção
Nunca deve ser utilizado gesso como revestimento da estrutura
em aço propriamente dita
M.Sc. Thaísa Rocha
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Painéis de forro sob telhas metálicas ou coberturas
leves
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Construtivos Falhas e
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
M.Sc. Thaísa Rocha
Vedações em vidro temperado ou laminado com ou sem esquadrias
Folga para trabalho entre o vidro e a esquadria suporte
Vedação com mastique, borracha, neoprene ou
silicone
Introdução Detalhes
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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M.Sc. Thaísa Rocha
Pintura de base
Recobrimento tipo caixa sobre tela
envolvendo o pilar
Pintura de acabamento
Recobrimento de argamassa de
vermiculita
Pintura intumescente
REVESTIMENTO SOBRE COMPONENTES
METÁLICOS
Revestimento em granito sobre enchimento de
concreto celular autoclavado Primer
Epóxi, esmalte sintético
Parece uma pintura convencional mas, quando aquecida acima de
200C, sofre expansão volumétrica formando uma espuma isolante
Evita que o perfil metálico atinja temperaturas críticas onde sua
estabilidade estrutural possa ser comprometida
Introdução Detalhes
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Resistência ao fogo
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Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
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Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
M.Sc. Thaísa Rocha
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CHUMBADORES
São barras que fixam as placas de base dos pilares às fundações. Em geral são
barras redondas toda rosqueadas ou só
rosqueada em uma ou duas extremidades
Normalmente em aço SAE 1020 e ASTM A36
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
Resistência ao escoamento
Resistência à ruptura
M.Sc. Thaísa Rocha
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Cisalhamento
Tração com cisalhamento
Tração
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Os chumbadores podem ser dimensionados das seguintes formas
M.Sc. Thaísa Rocha
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CC chumbador usado somente para
cisalhamento
CAL chumbador de ancoragem em L
CAC chumbador de ancoragem com
chapa inferior
CAP chumbador de ancoragem com
porca e chapa inferior
CAR chumbador de ancoragem com
chapa de reforço
CAG chumbador em gancho com nicho
para ancoragem em outra barra
Fixados durante a concretagem por
meio de gabaritos
Usado quando não existe boa precisão dos blocos ou quando se deseja
maior flexibilidade na montagem, embora sejam mais caros
que os outros modelos
Introdução Detalhes
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Com gancho reto
M.Sc. Thaísa Rocha
Tip
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Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
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Comprimento de ancoragem
M.Sc. Thaísa Rocha
Utilizar um sobrediâmetro de 3 mm no diâmetro
calculado devido às dificuldades de reparo nos chumbadores
Para chumbadores à tração é prudente colocar duas
porcas para aumentar a resistência
dos filetes de rosca
Chumbadores situados em zona de corrosão deverão
ter sua parte externa zincada a fogo
RECOMENDAÇÕES
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
M.Sc. Thaísa Rocha
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As placas de base têm por finalidade distribuir as cargas dos pilares em
uma determinada área do bloco de fundação, e os chumbadores têm por
função fixar esta base ao bloco
Dois tipos
PLACAS DE BASE
Alternativa: embutir os pilares na fundação
Rotuladas ↓
Recebem cargas axiais, pouco utilizados pela dificuldade de
execução
Engastadas ↓
Recebem cargas axiais e momentos, estruturas mais econômicas e
detrimento de fundações mais onerosas
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
Não transmitem momento às
fundações M.Sc. Thaísa Rocha
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Usinagem Interligação
Nivelamento Cargas horizontais
RECOMENDAÇÕES
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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M.Sc. Thaísa Rocha
Usinagem
Placas com espessura < 50 mm ↓
Não necessitam usinagem, podem ser desempenadas na face em contato com a coluna
Placas com espessura entre 50 a 100 mm
↓ Usinadas no lado do contato
com a coluna. Devem ser previstos acréscimos de 5 mm
Placas com espessura > 100mm ↓
Usinadas dos 2 lados, com acréscimo de espessura de 10
mm
Introdução Detalhes
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Patologias Corrosão
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Resistência ao fogo
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Nivelamento
Prever argamassa de enchimento de no mínimo
25 mm ↓
Antes de colocar a argamassa, fazer o
nivelamento da placa com calços (a), parafusos ou
porcas (c)
Introdução Detalhes
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Interligação
A interligação placa-chumbadores pode ser feita por meio de solda, ou de porcas e arruelas
Se a placa for solta as duas hipóteses são
possíveis
Recomenda-se deixar uma folga nos
furos da placa proporcional ao
diâmetro dos chumbadores
Se a placa for soldada à coluna durante a fabricação como é o normal, somente a indicada na
Fig. b, é possível
Para permitir um melhor alinhamento
das colunas
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Cargas horizontais
No caso de elevadas cargas horizontais, pode-se colocar chapas ou perfis
soldados na face inferior da placa para que estas cargas sejam transmitidas às
fundações e não aos chumbadores
Só haverá a força horizontal na barra
de cisalhamento
Após ser vencida a força de atrito entre a
placa de base e o concreto
Introdução Detalhes
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Através de chapas de apoio (a)
Por meio de consoles feitos no
concreto (c)
Por meio de chapas e pinos deixados no
concreto (b)
Por meio de nichos previamente
feitos no concreto (d)
LIGAÇÃO DE VIGAS DE AÇO COM
ELEMENTOS DE CONCRETO
Introdução Detalhes
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Para obras prontas ↓
colocação de chapas verticais fixadas
com:
LIGAÇÃO DE VIGAS DE AÇO COM
ELEMENTOS DE CONCRETO
Chumbadores de expansão
↓ Fixa-se por aderência ao concreto quando
apertado
Fixadores com adesivos químicos
↓ Barra roscada de aço com adesivo químico
Uso ↓
baixa intensidade de carga
Resiste maior carga
Introdução Detalhes
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Cuidados na montagem
Treliça apoiada nas extremidades (uso) e suspensa por um ponto (montagem)
No uso, ela será submetida à compressão (C) e tração (T). Durante a
montagem os esforços de compressão(C) e tração (T) são
invertidos em relação à fase de uso.
Caso isso não seja considerado, a estrutura pode se deformar e até
romper, p. ex., por flambagem
PAU DE CARGA OU MASTRO DE MONTAGEM
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Mastro de montagem ↓
Equipamento simples ↓
Utilizado para cargas leves
GUINCHO
PEÇA A SER MONTADA
MASTRO
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GUINDASTE
CABO
CABO PRINCIPAL
LANÇA
OUTRIGGER
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CABOS DA LANÇA
CABO
LANÇA
TORRE
MASTRO
LANÇA
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MACACO HIDRÁULICO MACACO DE FURO
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Paredes rígidas entre estruturas
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Detalhe do conector de cisalhamento
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Referências bibliográficas
Aulas Profº Leonardo Miranda
Aulas Profº Marco Argenta
http://wwwo.metalica.com.br/ligacoes-soldadas-e-aparafusadas
http://wwwo.metalica.com.br/arquitetura-e-aco-estudo-dos-condicionantes-para-projeto-arquitetonico-integrado
http://wwwo.metalica.com.br/financiamento-de-obras-com-aco-sistema-de-revestimento
http://usuarios.upf.br/~zacarias/alvenaria.pdf
http://usuarios.upf.br/~zacarias/interface.pdf
