MCI - Execucao de Estruturas Metalicas

MATERIAIS DE CONSTRUO I Execuo de Estruturas Metlicas

Faculdade de Cincias e Tecnologia

Joo Guerra Martins 2008

Execuo de Estruturas Metlicas

ResumoNo presente documento apresentada uma metodologia de escolha do material, execuo, transporte e montagem de estruturas metlicas, tendo por base o Eurocdigo 3 (EC3) [2], as normas prEN 1090 [3] e a EN 10025 [4]. Nesse sentido, o seu contedo inclui: Um Caderno de Encargos para a execuo de estruturas metlicas, seguindo de perto a prEN 1090 [3] e incluindo a especificao de todos os procedimentos de controlo de qualidade relevantes; Um plano de fabrico identificando todas as operaes de fabrico a que a estrutura metlica estar sujeita (incluindo pintura) e o tipo de processo escolhido para cada operao; Uma sequncia de execuo das diversas fases de fabrico, identificando os desperdcios resultantes do fabrico a partir de perfis ou chapas disponveis comercialmente, procurando a sua minimizao; O procedimento de montagem da estrutura; Mapa de Medies e Oramento estimativo exaustivo dos custos da execuo, transporte e montagem da estrutura, quantificando custos de utilizao de equipamento, custos de mo-deobra e matria-prima. Para exemplo de referncia utiliza-se um prtico produzido em perfil laminado a quente, com reforo na ligao viga-pilar, incluindo-se esta aplicao prtica em anexo.

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ndice Geral

Resumo ..................................................................................................................................................... I ndice Geral ............................................................................................................................................. II ndice Figuras ........................................................................................................................................ VI ndice Tabelas ....................................................................................................................................... IX Introduo ............................................................................................................................................... 1 Capitulo 1 Concepo de Estruturas Metlicas .................................................................................... 3 1.1 A importncia e as informaes gerais do Projecto de Estruturas .............................................. 3 1.2 - Projecto das Estruturas Metlicas................................................................................................ 4 1.3 Caderno de Encargos para Estruturas Metlicas......................................................................... 5 1.3.1 Generalidades do Caderno de Encargos para Estruturas Metlicas ..................................... 5 1.3.2 A norma prEN 1090 e o Caderno de Encargos para Estruturas Metlicas .......................... 6 Capitulo 2 Caderno de Encargos Tipo (estruturas metlicas) .............................................................10 2.1 Disposies gerais .....................................................................................................................10 2.2 - Qualidade e Natureza dos Materiais ...........................................................................................16 2.2.1 - Ao em perfis e chapas ........................................................................................................16 2.2.2 - Ligaes mecnicas .............................................................................................................23 2.2.3 Ligaes soldadas ...............................................................................................................29 2.2.4 Acessrios de ligao ..........................................................................................................33 2.2.5 - Argamassas de assentamento de chapas metlicas ..............................................................33 2.3 Classificao estrutural e ambiental ..........................................................................................34 2.3.1 - Classificao do ambiente ...................................................................................................34 2.3.2 - Classificao da estrutura ....................................................................................................34 II


2.4 Proteces e tratamentos ...........................................................................................................36 2.4.1 - Proteco ao Fogo ...............................................................................................................36 2.4.2 - Tratamento de superfcie para proteco contra a corroso e pintura dos elementos metlicos .........................................................................................................................................36 2.5 - Critrios de Medio ..................................................................................................................40 Capitulo 3 Execuo............................................................................................................................42 3.1 Aspectos genricos do fabrico ...................................................................................................42 3.2 - Traagem da Estrutura Metlica.................................................................................................43 3.3 Corte ..........................................................................................................................................43 3.4 Furao ......................................................................................................................................50 3.5 Maquinagem/Enformagem ........................................................................................................53 3.6 Soldadura ...................................................................................................................................55 3.7 Ligaes Mecnicas ...................................................................................................................60 3.8 A razo de ser e o comportamento das ligaes puramente soldadas, puramente mecnicas ou mistas ..................................................................................................................................................66 3.9 Desempeno das peas ................................................................................................................69 3.10 Tratamento de Superfcie/Proteco Anticorrosiva .................................................................70 3.10.1 Decapagem ........................................................................................................................72 3.10.2 Metalizao e Pintura ........................................................................................................76 3.11 Pr-montagem e etiquetagem ..................................................................................................83 3.12 Fiscalizao, inspeco, testes e correco ..............................................................................83 3.12.1 - Materiais e Produtos Pr-fabricados ..................................................................................84 3.12.2 Produtos Fabricados ..........................................................................................................84 Capitulo 4 Transporte ..........................................................................................................................88 4.1 Condies gerais ........................................................................................................................88

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4.2 - Quantificao de custos do transporte de componentes .............................................................88 Capitulo 5 Montagem ..........................................................................................................................89 5.1 - Condies gerais de montagem da estrutura ..............................................................................89 5.2 Condies do local.....................................................................................................................91 5.3 Critrios de montagem em obra.................................................................................................92 5.4 Processo e metodologia de montagem .......................................................................................93 5.4.1 Aspectos genricos..............................................................................................................93 5.4.2 - Ligaes ...............................................................................................................................94 5.4.3 - Alongamento de furos para parafusos .................................................................................96 5.4.4 - Colocao dos parafusos em obra........................................................................................96 5.4.5 - Aperto definitivo dos parafusos ...........................................................................................96 5.4.6 - Regulao das chaves de aperto ..........................................................................................97 5.5 Apoios e ancoragens ..................................................................................................................98 5.6 Chumbadouros e outros elementos embebidos em beto ..........................................................98 5.7 Inspeco, testes e correces..................................................................................................101 5.8 Quantificao de custos de montagem ....................................................................................101 Concluso .............................................................................................................................................103 Bibliografia ..........................................................................................................................................105 Anexo 1 Resumo dos Eurocdigos afectos a estruturas metlicas ....................................................107 A.1.1 - Eurocdigo 1 Aces em Estruturas ..............................................................................107 A.1.2 - Eurocdigo 3 Estruturas metlicas ................................................................................107 A.1.3 - Eurocdigo 8 Projecto de estruturas em Zonas Ssmicas ..............................................109 A.1.4 - Eurocdigo 9 Projecto de estruturas de alumnio ..........................................................110 Anexo 2 Comparao entre a Metalizao e a Pintura ......................................................................111 A.2.1 - Zincagem por imerso a quente ........................................................................................111 IV


A.2.2 - Pintura ...............................................................................................................................111 A.2.3 - Vida til da pintura ...........................................................................................................112 A.2.4 - Aspectos Econmicos da Pintura ......................................................................................113 A.2.5 - Aos zincados por imerso a quente versus aos pintados com tintas lquidas ................114 A.2.6 - Esquemas de Pintura de Aos Pintados com Tintas Lquidas ..........................................114 A.2.7 - Durabilidade do revestimento de tinta dos aos pintados .................................................115 A.2.8 - Durabilidade do revestimento zincado..............................................................................115 A.2.9 - Comparao entre as diferentes atmosferas ......................................................................116 A.2.10 - Aos zincados por imerso a quente pintados com tintas lquidas (Sistema Duplex) ....116 Anexo 3 Caso de estudo ....................................................................................................................117 A.3.1 Geral .................................................................................................................................120 A.3.2 - Fabrico/Produo da estrutura ..........................................................................................120 A.3.3 Transporte da Estrutura ....................................................................................................130 A.3.4 - Montagem da Estrutura .....................................................................................................131 A.3.5 Inspeco e Manuteno (explorao) .............................................................................135 Anexo 4 - Tecnologias e medidas de preveno aplicadas operao de decapagem [11] .............137 Anexo 5 - Tecnologia de materiais ...................................................................................................141

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ndice FigurasFigura 1 Estruturas metlicas com emprego de vrias geometrias de perfis e tipos de ao [18] ........19 Figura 2 Estruturas metlicas com emprego de vrias geometrias de perfis e tipos de ao [6] ..........25 Figura 3 Estruturas metlicas com emprego de vrias geometrias de perfis e tipos de ao [6] ..........25 Figura 4 - Materiais de soldadura e equipamentos de soldadura [12] ....................................................31 Figura 5 Argamassa de regularizao e selagem sob placa de base de pilar [4] .................................33 Figura 6 - Esquema representativo da operao de corte e indicao das principais entradas e sadas de materiais [11] .................................................................................................................................44 Figura 7 Serrote ...................................................................................................................................46 Figura 8 Corte por Oxi-corte ...............................................................................................................47 Figura 9 Linha combinada corte plasma + furao. ............................................................................47 Figura 10 - Valores mximos admissveis na distoro em furos por puno [6] .................................52 Figura 11 Linha automtica de furao e cabeas da linha de automtica de furao ........................52 Figura 12 Linha automtica de furao e cabeas da linha de automtica de furao [13] ................53 Figura 13 - Esquema representativo das operaes de estampagem, calandragem e quinagem com indicao das principais entradas e sadas de materiais [11] .........................................................54 Figura 14 Esquema representativo das operaes de fresagem, e torneamento com indicao das principais entradas e sadas de materiais [11] ...............................................................................55 Figura 15 Esquema representativo da operao de soldadura com indicao das principais entradas e sadas de materiais [11] .................................................................................................................56 Figura 16 Soldadura MIG MAG .........................................................................................................60 Figura 17 Diferena mxima entre espessuras de chapas (D 2mm correntes; D 1mm presforadas) [3] ...............................................................................................................................61 Figura 18 - Estrutura metlica com apoios aparafusados [8] .................................................................64 Figura 19 Parafusos com anilhas especiais [6] ....................................................................................65 Figura 20 Parafusos com cabeas especiais [6]...................................................................................65 VI


Figura 21 Parafusos especiais [6] ........................................................................................................65 Figura 22 Tipos de ligaes mais usuais em estruturas metlicas [9] .................................................67 Figura 23 Ligaes viga-pilar sem soldadura ou de soldadura reduzida, mais flexveis, em geral [9]68 Figura 24 Ligaes viga-pilar s com soldadura ou de soldadura importante na ligao, mais rgidas, em geral [9] ...................................................................................................................................68 Figura 25 Ligao mista (soldadura de chapa de topo na viga com aparafusagem ao pilar, com situao de distribuio completa tradicional de esforos no apoio (corte + flexo) [9] ..............69 Figura 26 Formas de Corroso em desenho esquemtico [14]............................................................71 Figura 27 - Esquema representativo duma operao de decapagem mecnica com indicao das principais entradas e sadas de materiais .......................................................................................73 Figura 28 - Esquema representativo duma operao de decapagem qumica com indicao das principais entradas e sadas de materiais [11]. ..............................................................................73 Figura 29 - Esquema representativo da operao de lixagem com identificao das principais entradas e sadas de materiais [11] .................................................................................................................74 Figura 30 - Esquema representativo duma operao de desengorduramento qumico com indicao das principais entradas e sadas de materiais [11] ...............................................................................75 Figura 31 Influncia do tempo de imerso no peso da camada de zinco [14].....................................78 Figura 32 Camadas resultantes da metalizao por zinco ou galvanizao [14].................................78 Figura 33A - Detalhes construtivos para evitar a corroso [6] ...............................................................80 Figura 33B - Detalhes construtivos para evitar a corroso [6] ...............................................................81 Figura 33C - Detalhes construtivos para evitar a corroso [6] ...............................................................82 Figura 34 - Detalhes construtivos para evitar a corroso [11, adaptado] ...............................................87 Figura 35 - Chave dinammetro, micrmetro e paqumetro [13] ..........................................................98 Figura 35A Mtodo construtivo de estrutura mista ao-beto em edifcios correntes [21] ..............100 Figura 35B Designao dos elementos constituintes de prticos metlicos correntes ......................101 Figura 36 Recomendao sobre a utilizao de galvanizao e pintura [15] ....................................116 Figura 37 Viga-exemplo de cobertura do prtico industrial a duas guas. .......................................118

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Figura 38 Pilar-exemplo de prtico industrial a duas guas..............................................................119 Figura 40 Caso de Estudo Proposta de corte de chapas 300mm600mm e 300mm1095mm (assinalas com uma cruz X as partes em desperdcio) .............................................................127 Figura 41 Caso de Estudo Fase 2 - Montagem das componentes que so erguidas em blocos (vigas de cobertura com unio prvia no solo).......................................................................................132 Figura 42 Caso de Estudo Fase 3 - Elevao e fixao provisria dos pilares nos chumbadouros133 Figura 43 Caso de Estudo Fase 4 - Elevao e fixao provisria das vigas nos pilares ...............134

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ndice TabelasTabela 1 Normas prescritas para produtos estandardizados para aos estruturais [3].........................18 Tabela 2 Normas prescritas para aos de enformados a frio, folhas e estribos de ao [3] ..................18 Tabela 3 Normas prescritas para aos inoxidveis [3] ........................................................................18 Tabela 4 Valores nominais da tenso de cedncia fy e da tenso de rotura fu, para aos correntes de acordo com a EN 10025-2 [4] .......................................................................................................19 Tabela 5 Composio qumica a que tm de obedecer os aos correntes de acordo com a EN 10025-2 [4] ..................................................................................................................................................20 Tabela 6 Valores de referncia genricos para aos estruturais [10] ..................................................20 Tabela 7 Valores nominais da fy e da fu, para aos de acordo com a normalizao europeia [4] ........21 Tabela 8 Tabela de equivalncias para a nova norma EN 10025 [4] ..................................................22 Tabela 9 Aos patinados segundo a nova norma EN 10025-5 [4] ......................................................22 Tabela 10 Valores nominais da tenso de cedncia e da tenso de rotura traco [2] .....................24 Tabela 11 Valores nominais da tenso de cedncia e da tenso de rotura traco [3] .....................28 Tabela 12 Valores nominais mnimos da fora de pr-esforo em kN [4] ..........................................28 Tabela 13 Produtos estandardizados para consumveis de soldadura [4]............................................30 Tabela 14 Normalizao de aparelhos de apoio [6] ............................................................................33 Tabela 15 Definio das classes de consequncias [3] .......................................................................35 Tabela 16 Critrios recomendados para produo e categorias de servios [3] ..................................35 Tabela 17 Recomendaes para a seleco de classes de execuo [3] ..............................................35 Tabela 18 Classificao de preparao de superfcie a tratar [3] ........................................................40 Tabela 19 Condies sem requisitos especiais no corte de guilhotina na classe de execuo 3 [3] ...45 Tabela 20 Dureza superficial mxima permitida para os diversos tipos de ao, funo da sua resistncia mecnica [4] ................................................................................................................45 Quadro 21 Comparao das caractersticas associadas s tecnologias de corte de chapa [11] ...........49 IX


Tabela 22 - Valores nominais de furos para parafusos (mm) [6] ...........................................................52 Tabela 23 Classificao das classes de atrito para superfcies de ligaes pr-esforadas [3] ...........63 Tabela 24 Dimetros tradicionais de parafusos e rebites para estruturas metlicas [6] ......................66 Tabela 25 Quadro de inspeces complementares [2] ........................................................................86 Tabela 25 Esquemas tipo de pintura industrial [13] ..........................................................................114 Tabela 26 Exemplos comparativos entre esquemas de pintura em ao [13] .....................................115 Tabela 27 Exemplos comparativos em ambientes diferenciados [13] ..............................................115 Tabela 28 Caso de Estudo - Custo unitrio do material (/kg) .........................................................125 Tabela 29 Caso de Estudo aproveitamento de chapa (30mm) para vigas de cobertura .................127 Tabela 31 - Caso de Estudo estimativa oramental do prtico (montagem includa) .......................129 Tabela 32 - Caso de Estudo custo dos perfis laminados para as vigas de cobertura .........................129 Tabela 33 - Caso de Estudo custo das chapas de ligao das vigas de cobertura .............................130 Tabela 34 - Caso de Estudo Meios humanos para montagem do prtico .........................................134 Tabela 34 - Caso de Estudo Meios mecnicos para montagem do prtico .......................................134 Tabela 35 Propriedades mecnicas e fsicas de diversos metais para engenharia [19] .....................141 Tabela 36 Propriedades mecnicas e fsicas de diversos no-metais [19] ........................................141 Tabela 37 Outras propriedades mecnicas e fsicas de diversos no-metais [19] .............................142

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IntroduoO presente trabalho tem por objectivo apresentar e desenvolver, ainda que de forma sucinta, o tema designado por Execuo de Estruturas Metlicas. A principal motivao que esteve na base deste estudo assenta na crucial importncia que o fabrico tem no mbito, mais alargado, da Construo Metlica e Mista, dado ser esta fase do processo construtivo que materializa fisicamente a estrutura, confirmando a sua correcta concepo. Numa breve referncia histrica, dizer-se-ia que esto, maioritariamente, colmatadas muitas das grandes omisses do passado, em termos legislativos (cite-se o REAE, ainda em vigor, em boa verdade, embora obsoleto e pouco usado pelos projectistas actuais, no que versa a formulaes de clculo e verificao), encontrando-se neste momento, finalmente, disponveis meios normativos bastantes para um suficiente rigor e estandardizao de procedimentos. Este facto tende a tornar mais simples e globais os sistemas industriais de produo e montagem de estruturas metlicas, divulgando a informao necessria ao cumprimento das boas regras construtivas, impondo critrios e tolerncias, bem como facilitando a internacionalizao das empresas do sector. Pode-se afirmar que, em termos do estado da arte da Execuo de Estruturas Metlicas, os grandes referenciais so os Eurocdigos 3 e 4, bem como, e sobretudo, as Normas Europeias aplicveis, designadamente a EN 10025 [4] e a EN 1090. Se fosse pretendido definir o problema em anlise, poder-se-ia dizer que o mesmo consistiria em: (i) respeitar o Projecto; (ii) fabricar com qualidade; (iii) optimizar o custo; (iv) garantir a segurana, higiene e sade na realizao dos trabalhos; (iv) obter a necessria celeridade para controlar a execuo dentro do prazo; (v) assegurar a durabilidade expectvel para a vida prevista da construo. O objectivo deste trabalho ser o resumo das prescries normativas mais significativas, associadas s recomendaes de uma experincia valorizvel e no regulamentarmente contraditria, aplicando a um caso prtico, conduzindo o percurso de uma componente de uma estrutura metlica desde a recepo do Projecto, e seu Caderno de Encargos, at montagem da estrutura, passando pelo planeamento, encomenda, preparao, corte, furao, soldagem, montagem prvia, tratamento e transporte. A metodologia a usar neste trabalho ser fundamentada na permanente observncia normativa, complementando as partes omissas com recomendaes entendidas por tecnicamente correctas. Pelo exposto facilmente se depreende que as fontes utilizadas se baseiam nas publicaes europeias disponveis sobre esta matria, bem como bibliografia avulsa identificada na bibliografia. Em suplemento foram contactadas empresas e tcnicos do ramo da metalomecnica.1


A organizao do texto segue, sucintamente, uma lgica semelhante ao prprio decurso inerente execuo de Estruturas Metlicas, com a disposio seguinte: No captulo 1 aborda-se, concisamente, a concepo de estruturas metlicas, cujo mbito parte da elaborao do Projecto (com o seu com diverso e rico contedo, que integra o conjunto das Peas Desenhadas e Escritas, nomeadamente a Memria, as Condies Tcnicas Gerais e Especiais) at ao Caderno de Encargos, que deve conter a especificao de todos os procedimentos de controlo de qualidade indispensveis; No captulo 2 apresenta-se o material ao estrutural, tanto no que trata a perfis, como a chapas, parafusos e material de adio para soldadura, enumerando as suas normas, especificaes, caractersticas e quantificaes de custos associados; O captulo 3 insere-se o que toca fase de fabrico, desde o planeamento de trabalhos e elencar de produtos a adquirir, at ao traado, corte e soldadura, ligao mecnica, tratamento de superfcie, inspeco, ensaios e correces, ou seja: um plano de fabrico (aplicado pea exemplo), com a sequncia de execuo das suas diversas fases, optimizando no sentido de reduzir aos desperdcios de material; O captulo 4 debrua-se sobre o transporte e os cuidados a ter no seu carregamento, deslocao e descarga, referindo-se o importante factor de custos associados; O captulo 5 apresenta o processo de montagem da estrutura metlica, inspeco, testes, correces e quantificao dos seus custos; Finaliza-se, efectuando um balano e concluses do trabalho realizado.

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Capitulo 1 Concepo de Estruturas Metlicas1.1 A importncia e as informaes gerais do Projecto de EstruturasO Projecto a pea fundamental de que se parte para o fabrico de uma estrutura, independentemente do material construtivo, dado que este encerra todas as informaes necessrias sua execuo, nomeadamente e entre outros: Informao geral sobre as caractersticas do local da obra e sua envolvente (social, urbana, paisagstica, acessibilidades, infra-estruturas, etc); Geologia do solo e suas condicionantes; A regulamentao e normas de orientao, bem como os critrios e mtodos de anlise e verificao da segurana, dimensionamento e/ou verificao (se uma forma geral, para Estruturas Metlicas, deve-se seguir-se os Eurocdigos de acordo com o Anexo 2 deste trabalho); A natureza, caractersticas e qualidade dos materiais (desde o ao estrutural, passando pelos parafusos e chapas at aos consumveis de soldadura, entre outros); A geometria e composio das seces, elementos e ligaes; Topologia da estrutura; Fundaes, com justificao da soluo adoptada, referindo as condicionantes ponderadas tendo por base o estudo geotcnico; Condies tcnicas gerais e especiais (desde o que se refere abertura de caboucos, ou desmatao e limpeza do local de obra, at ao relativo s operaes de soldadura, ligaes aparafusadas, sistemas de proteco contra a corroso, etc); Esclarecimentos pontuais pertinentes; Peas Desenhadas e todos os detalhes construtivos suficientes para a completa execuo da obra; Plano de Segurana, Higiene e Sade (ainda que genrico e provisrio); Procedimentos de transporte;

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Procedimentos de recepo; Processo de montagem; Limitaes de uso e recomendaes de manuteno peridica.

1.2 - Projecto das Estruturas MetlicasO projecto estruturas metlicas no uma excepo face ao exposto no ponto anterior, sendo aqui mais premente a salvaguardava dos padres de segurana exigveis, dado que a esbelteza das peas propiciar fenmenos de 2. ordem que devem ser acautelados. Por outro lado, a observncia da garantia de execuo (nomeadamente em termos das ligaes, prevenindo a entrada dos parafusos nos orifcios e o espao de manobra das ferramentas) tem aqui particular acuidade. Acresce ainda que, ao contrrio do que sucede no caso de estruturas de beto armado ou pr-esforado, as seces so verificadas na suficincia estandardizada das suas dimenses, face ao valor da solicitao. Na verdade, em geral, existem geometrias de mercado que obrigam o projectista na sua escolha, sendo raros os casos em que este impe a sua dimenso (normalmente s para estruturas especiais, como obras-de-arte). Tal situao , pois, oposta ao que sucede com as seces de beto armado ou pr-esforado, em que o projectista de facto as dimensiona: decide sobre a forma e medidas da seco, bem como da sua composio em termos de armaduras. Basicamente, a documentao necessria e exigida a incluir no projecto de estruturas metlicas j est estabelecida h longos anos [10], contemplando: Peas Escritas (Memria descritiva e justificativa, Condies Tcnicas Gerais; Condies Tcnicas Especiais), devendo incluir a natureza e qualidade dos materiais, bem como os processos de construo algumas vezes as Condies Tcnicas surgem includas no caderno de Encargos; Peas Desenhadas (que deve incluir desde a localizao e rigorosa implantao da obra, s fundaes e estruturas, com plantas, alados, cortes e pormenores com todo o detalhe necessrio a uma completa e perfeita execuo, bem como uma simbologia e notas explicativas entendveis e satisfatrias).

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1.3 Caderno de Encargos para Estruturas Metlicas1.3.1 Generalidades do Caderno de Encargos para Estruturas MetlicasO Caderno de Encargos um indissocivel complemento do Projecto, independentemente da dimenso e mbito da obra, sendo decisivamente importante para a boa execuo da obra, garantido a sua qualidade, regras e controlo de execuo. Claro est que a sua observncia assenta numa experiente e competente Fiscalizao. Dissemos complemento porque, em boa verdade, a pea documental essencial para a execuo da obra o Projecto, sendo possvel levar a efeito construes sem Caderno de Encargos, mas nunca sem o primeiro. Contudo, mas no basta o mesmo assegurar Assim, de uma forma concisa mas entendida por suficiente, apresentao uma organizao documental tipo de referncia na elaborao de um Caderno de Encargos: Caderno de Encargos, propriamente dito, incluindo toda a documentao a exigir ao Empreiteiro, antes, durante e aps a execuo da obra: Objecto; Regime jurdico Disposies gerais da empreitada (licenciamento municipal/oficial, regulamentao aplicvel, esclarecimentos, subempreitadas, clausulas do contrato, livro de obra, horrios, patentes, licenas, marcas de fabrico ou de comrcio e desenhos registados, etc.); Disposies particulares da empreitada (pessoal, montagem/desmontagem e manuteno do estaleiro, instalaes, equipamento, obras auxiliares e preparatrias, remoes e limpezas, etc); Valor da adjudicao, condies de pagamento, adiantamentos e reviso de preos; Regras e forma de pagar trabalhos a mais, omisses e imprecises; Condies gerais de execuo da empreitada; Normas de medio e seus autos; Planeamento e direco de obra (condies de aceitao de proposta e amostras de materiais alternativos, condies de elaborao de: programa descritivo de trabalhos; cronograma/plano de trabalhos; plano de mo-de-obra; plano de equipamentos, etc); Prazos de execuo;

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Caues e garantias; Fiscalizao e controlo; Materiais e elementos de construo (aqueles que no esto includos no Projecto); Contrato, consignao, recepo e liquidao da obra; Prmios e multas; Etc. Medies (que podem integrar o Projecto) e, eventualmente, Estimativa Oramental; Esquema de controlo de qualidade e procedimento de inspeco, para que no exista qualquer tipo de dvidas sobre as caractersticas dos materiais de construo e a forma de execuo dos trabalhos, seus nveis de exigncia e sua verificao (inclui plano dos ensaios necessrios para que a qualidade do material e dos trabalhos seja assegurada); Esquema de montagem, para haver uma melhor organizao na execuo da estrutura, reduo de tenses residuais, eliminao ou mitigao dos problemas que possam surgir, considerandoos na fase de projecto; Esquema de manuteno, tendo em vista a reduo de custos e a conservao da qualidade e operacionalidade da estrutura durante o ciclo de vida expectvel; Programa de Concurso (eventual).

Em caso de ser exigvel um Plano de Qualidade este incluir (ISO 9000) [6]: Documento de gesto da qualidade; Documentos de preparao de execuo (check lists); Documentos de controlo de qualidade da produo (follow up).

1.3.2 A norma prEN 1090 e o Caderno de Encargos para Estruturas MetlicasA norma prEN 1090 [3] , talvez, a principal referncia na Execuo de Estruturas Metlicas, constituindo-se o seu contedo num verdadeiro manual de especificaes para este fim. Por exemplo, no caso do Plano de Qualidade no ser exigido, e dado que se trata de uma estrutura metlica, citam-se alguns dos documentados que devero ser sempre listados em cumprimentos dessa

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prEN 1090 [3]: (i) plano de inspeco da produo; (ii) gesto de alteraes; (ii) manipulao de no conformidades, etc [6]. De qualquer modo, sempre de referir que a documentao uma parte inalienvel de um contrato de obra, pois identifica as responsabilidades assumidas por cada uma das partes no negcio. Assim, e para alm da j referida, e de forma mais especfica visando a execuo de estruturas metlicas, os planos e desenhos a elaborar devem tambm ter os seguintes intervenientes (incluem-se os autores responsveis): Caderno de Encargos Dono-de-Obra; Peas Escritas e Desenhadas do Projecto (com detalhe vasto e rigoroso prprio estruturas metlicas, em que as dimenses so em mm) Projectista; Condies Tcnicas Gerais, Especiais e Medies Projectista; Planos e Desenhos de Fabrico (execuo) das estruturas metlicas Empreiteiro Planos e Desenhos de Montagem das estruturas metlicas e outros, complementares, que se mostrem necessrios Empreiteiro; Plano de Qualidade para Fabrico e Montagem das estruturas metlicas Empreiteiro; Plano de Segurana, Higiene e Sade com procedimentos para a elaborao dos trabalhos Empreiteiro, com base no PSHS de Projecto; Plano e Pormenorizao de Soldadura (segundo ponto 7.2 da prEN 1090-2 [3]) Empreiteiro;

De forma mais exaustiva, e no que trata elaborao da documentao a fornecer pelo Empreiteiro, esta dever seguir os pontos 4.2 (Plano de Qualidade), 7.2 (Plano de Soldadura), 9.2 (PSHS) e 9.3 (Plano de Montagem) da prEN 1090-2 [3], sendo que esta prEN 1090 [3] lista os documentos normativos de referncia divididos por categorias [6]: Materiais: Aos; Chapas de ao; Consumveis de soldadura; Ligadores mecnicos (parafusos, etc); Cabos;7


Aparelhos de Apoio. Fabrico; Soldadura; Ensaios (destrutivos e no destrutivos); Montagem; Proteco contra a corroso; Diversos.

Dentro dos requisitos para produtos de construo metlica, mormente no que a perfis diz respeito, podem-se encontrar especificaes para a quase totalidade dos tipos de ao existente, tais como [6]: Em ao laminado at a classes S960; Em ao enformado a frio e elementos laminares at S960 (ao estrutural) e S700MC (ao inox); Produtos de ao inoxidvel; Perfis estruturais ocos (circulares, quadrados ou rectangulares).

De sublinhar que esta norma no apenas aplicvel a estruturas metlicas, dimensionadas de acordo com a EN1993 (estruturas metlicas), mas tambm a estruturas mistas ao-beto, dimensionadas de acordo com a EN1994 (estruturas mistas). A norma prEN 1090 [3] define, ainda, distintos nveis de exigncia [6]: Classes de execuo, relacionadas com as categorias de produo e explorao (as orientaes para a escolha das classes de execuo so dadas no anexo B da EN1090, encontrando-se a lista de requisitos para as classes no anexo A3 da EN1090, ver tabela 15 e 16 deste documento); Classes de consequncia, que so definidas no EC0 (EN1990 - anexo B), visando estabelecer os efeitos do colapso ou avarias estruturais (ver Tabela 14 deste documento); Classes de tolerncia, a definir em futuras verses, mas actualmente as classes de tolerncia so classe 1 e 2, sendo que se no for especificada uma classe, assume-se classe 1 (mais permissiva). O prximo captulo dedica-se, exclusivamente, apresentao de um Caderno de Encargos Tipo adaptado Execuo de Estruturas Metlicas.

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Capitulo 2 Caderno de Encargos Tipo (estruturas metlicas)Um Caderno de Encargos , antes de qualquer outra interpretao, um documento em que as regras a que vo obedecer as relaes e compromissos entre o Dono-de-Obra e o Empreiteiro ficam estabelecidos. Para um a forma como vai ser efectuada a prestao de servios (de fornecimento de materiais, fabrico e/ou colocao), para o outro ser o seu respectivo pagamento. Neste contexto entendeu-se, ilustrativamente, introduzir um subcaptulo de Disposies Gerais para melhor se compreender o esprito vertido no pargrafo anterior, e que poder estar presente em qualquer Caderno de Encargos de uma obra de construo civil, a que a Execuo de Estruturas Metlicas no foge. No continuar deste trabalho, no sentido de este no se tornar demasiado extenso, as obras que no de estrutura metlica, mas que na prtica concorrem para a sua realizao, como movimentos de terras e fundaes, ou mesmo revestimentos e outros acabamentos, no sero includas neste texto.

2.1 Disposies geraisSem prejuzo do fixado nos artigos seguintes, tem a finalidade desta introduo o estipular, de forma inequvoca, o seguinte: Todos os elementos constituintes da estrutura, bem como aqueles com finalidades fundamentalmente construtivas, mas cobertos por estas Condies Tcnicas Especiais e a pela Memria Descritiva do Projecto, devero ser, em qualquer caso, fabricados ou integrados com produtos de marca homologada por entidade idnea e oficialmente certificada para o efeito, bem como se devero encontrar-se em estado de completamente novo e no apresentar qualquer imperfeio; Dever ser entregue Fiscalizao, por escrito, a indicao do fornecedor e da origem de todos os elementos acima citados, bem como os respectivos documentos de homologao; O constante nos dois pargrafos anteriores, sendo obrigatrio, no dispensa a necessria aprovao prvia da Fiscalizao antes do seu fabrico, ou da sua montagem, assim como a sua posterior vistoria; A Fiscalizao pode ainda, sempre que julgue necessrio, mandar proceder a ensaios de recepo que decorrero a expensas do Empreiteiro;

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Ser ainda entregue Fiscalizao, por escrito, para ser submetido a aprovao, o Plano de Trabalhos a efectuar com a necessria ordem de montagem e sua calendarizao, de forma a se poder efectuar a melhor coordenao de toda a produo das diversas especialidades;

No caso de solues deixadas como proposta a efectuar pelo Empreiteiro, mas sempre sujeitas aprovao da Fiscalizao, o seu custo j estar includo no fornecimento e montagem destas peas, ou seja, dever j vir contida no preo de concurso, no podendo por tal motivo este invocar trabalhos a mais;

Todas as despesas decorrentes da preparao, execuo e limpeza da prpria obra e do seu local, como a montagem, desmontagem do estaleiro, sua manuteno e trabalhos a estes afins, correm por conta do Empreiteiro (conforme rubrica no Mapa de Medies), bem como o abastecimento de gua e energia e outros recursos exteriores tidos como necessrios realizao dos trabalhos, se de modo diferente no for contratado;

Toda a execuo estar de acordo com a regulamentao e normalizao em vigor (nacional e/ou europeia), bem como todas as demais recomendaes tcnicas aplicveis;

No caso do estabelecido nestas clusulas conduzir a situaes de trabalhos no previstos (trabalhos a mais) deve a Fiscalizao ser de imediato informada no sentido de sancionar ou no a sua execuo.

Nesta conformidade, dever ser entendido que todo o texto seguinte est sujeito s condies acima designadas, pelo que no se far uma referncia explcita e repetitiva das mesmas, devendo ser estas entendidas como permanentemente implcitas e vigentes. Dever-se- ter ainda em ateno o seguinte: Fazem parte integrante das Condies Tcnicas Gerais e Especiais todos os fornecimentos, trabalhos e a qualidade e modo de execuo a estes relativa, de tudo o que presente empreitada respeite, de acordo as Peas Escritas e Desenhadas do Projecto, com o Caderno de Encargos em geral e suas Medies e, se for caso disso, com eventuais alteraes que venham a ser introduzidas durante a obra (aps aprovao por escrito da Fiscalizao), do que o Empreiteiro se obriga a cumprir integralmente e de que se far pagar de acordo com valores de concurso ou posteriormente negociados (caso no constem da lista de preos inicial); Na ausncia de definies no que respeita a materiais ou tcnicas construtivas por parte destas Condies Tcnicas Especiais ou da Memria projecto, dever a execuo dos trabalhos obedecer s disposies legais em vigor, s normas, s especificaes e demais documentos de homologao de laboratrios oficiais portugueses ou entidades equiparadas;11


Da empreitada fazem parte todos os trabalhos descritos no Projecto e nas respectivas Medies, bem como todos aqueles que embora no expressamente descritos, so imprescindveis para cumprir as boas regras e tcnicas de construo civil e como complemento dos previstos nas folhas de medies, ou seja, a empreitada engloba todos os trabalhos que de acordo com a inteno do Projecto levam ao completo acabamento da obra, desde que aprovados pela Fiscalizao;

Os materiais a empregar e a forma de execuo da obra ser realizada tendo em conta o estabelecido pelos documentos que adiante sero enunciados neste texto, bem como quaisquer outros regulamentos, leis, decretos, normas, especificaes e outros documentos emanados por entidades oficiais ou oficialmente reconhecidas e cujas disposies sejam vinculativas para obras de construo civil, nomeadamente e entre outras, rgos de Soberania (nacionais e europeus), Laboratrio Nacional de Engenharia Civil e Instituto Portugus da Qualidade;

O Empreiteiro dever ter sempre conhecimento da verso mais actualizada do documento cuja natureza for a referida nas peas do Projecto e Caderno de Encargos, mesmo que nestes outra mais antiga conste, no podendo alegar o uso desta ltima por desconhecimento da que se encontre no actual em vigor, dando do facto conhecimento Fiscalizao;

Poder o Empreiteiro apresentar, separadamente, variantes ao sistema construtivo previsto, mas s sero tidas em considerao para avaliao aquelas que dem inteira satisfao s solicitaes e outros condicionamentos seguidos no Projecto. Da deciso tomada sobre as propostas cambiantes expostas pelo Empreiteiro no tem cabimento qualquer recurso;

Sero efectuadas todas as demolies e levantamentos necessrios ao cumprimento do Projecto, mesmo que no estejam expressamente referidos, desde que aprovados pela Fiscalizao;

A mo-de-obra a empregar ser a qualificada para a realizao das diversas tarefas e tipos de trabalhos, sendo sempre a suficiente, em cada momento, para assegurar o cumprimento do Mapa de Trabalhos aprovado e os prazos execuo;

Todo o pessoal estar devidamente legalizado no que concerne sua condio apta para trabalhar, que no que trata ao contrato vlido de trabalho, quer s necessrias condies de sade;

Todos os trabalhos sero executados de modo a no afectar os eventuais elementos da estrutura a manter, se for o caso, quer outros quaisquer elementos da construo que devam permanecer, bem como mobilirio, equipamento ou quaisquer artefactos dentro desta existentes;

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Todos os produtos das demolies sero transportados pelo Empreiteiro para vazadouro da sua responsabilidade, excepto os materiais que a Fiscalizao entenda aproveitveis, sendo estes igualmente transportados pelo Empreiteiro para depsito a indicar por esta;

A falta de materiais no mercado, a ausncia de mo-de-obra ou as condies climatricas inerentes poca do ano em que a obra decorre, no podero servir de motivo de prorrogao do prazo, pelo que a programao dos trabalhos dever prever a provvel existncia e consequncias de tais contrariedades;

O Empreiteiro dever inteirar-se no local da obra e junto do Dono-de-Obra do volume e natureza dos trabalhos a executar, sobretudo quando este for por Valor Global, porquanto no sero atendidas quaisquer reclamaes baseadas no desconhecimento ou falta de previso dos mesmos;

O Empreiteiro tomar as disposies necessrias para que a execuo dos trabalhos no prejudique as actividades da rotina do local onde os mesmos se desenvolvem;

O Empreiteiro responsvel pelo estado de limpeza das zonas afectadas pela execuo dos trabalhos, de modo a mant-los com aspecto que no contraste com as zonas circundantes, bem como a executar todos os trabalhos finais de limpeza e reposio do existente data da consignao, se nenhuma alterao estiver prevista no Projecto;

O Empreiteiro tomar as precaues indispensveis para no causar prejuzo em edifcios adjacentes obra, instalaes ou redes de qualquer natureza, rvores de qualquer porte, pavimentos, etc., sendo da sua conta as reparaes e reposies necessrias se as mesmas no estiverem includas na empreitada;

So inerentes proposta do Empreiteiro todos os trabalhos preparatrios e de acabamento que se relevem necessrios a cada tarefa, assim como cargas e descargas de materiais, apeamentos, etc;

As omisses ou desencontros de dimenses e outros elementos de projecto com as reais verificadas em obra sero objecto de reclamaes por erros e omisses de projecto no prazo legalmente aprovado;

O Empreiteiro deve organizar o Livro da Obra contendo uma informatizao sistematizada e de fcil consulta dos acontecimentos mais significativos relacionados com a execuo dos trabalhos;

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O Empreiteiro obriga-se a apresentar mensalmente a situao dos trabalhos realizados em relao aos previstos no Mapa de Trabalhos;

Os captulos includos nas Condies Tcnicas (Gerais e Especiais) que no sejam aplicveis s obras respeitantes ao presente projecto devem ser ignorados, sendo contudo aqui includos j que se tornam vlidos para eventuais trabalhos a mais a contratar com o Empreiteiro e que concorram no seu mbito.

Ainda em termos de Disposies Comuns atender-se- ao seguinte: As referncias e modelos comerciais, tipos e marcas, previstas no Caderno de Encargos tm como objectivo dar indicao da natureza, da qualidade e de acabamento pretendido para o trabalho em causa; O Empreiteiro, quando autorizado pela Fiscalizao, poder aplicar materiais diferentes dos previstos, se a solidez, estabilidade, desempenho, caractersticas, propriedades, aspecto, durao e conservao da obra no forem prejudicados e se no houver alterao para mais no preo; Os materiais nos quais se verificar, por simples exame ou em face do resultado dos ensaios ou anlises, no satisfazerem as condies exigidas, sero rejeitados; O facto de a Fiscalizao permitir o emprego de qualquer material no isenta o empreiteiro da responsabilidade sobre a maneira como ele se comportar; O Empreiteiro apresentar amostras de todos os materiais que se prope empregar na obra devidamente identificados e rotulados com indicao de fornecimento e fabricante; A Fiscalizao reserva-se o direito, caso assim o entenda, de proceder a outros ensaios de controlo de qualidade, sempre que considere insuficientes ou inadequados os prescritos neste Caderno de Encargos; A Fiscalizao, para garantia da boa execuo dos trabalhos e sempre que julgue conveniente, indicar quais as provas a que devero ser submetidos os materiais, quer antes, quer depois de aplicados, ou mesmo as zonas ou as seces da obra j erguidas e construdas; Estas provas sero feitas de acordo com os preceitos regulamentares em vigor ou com as prescries que, fixadas ou no pelo Caderno de Encargos, permitam estabelecer valores comparativos da perfeita execuo da obra; Os materiais rejeitados por no satisfazerem as condies exigidas, devero ser removidos pelo Empreiteiro para fora do local da obra no prazo de 48 horas;

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Os perfis e as chapas devem ter as formas prescritas e apresentar-se desempenadas, dentro das tolerncias admitidas.

Em termos de Segurana atender-se- ao seguinte: O Empreiteiro ser responsvel pela segurana devendo propor as medidas que julgar convenientes para a execuo dos trabalhos se faa respeitando a legislao em vigor, sugerindo, se achar pertinentes alteraes ao Pano de Segurana, Higiene e Sade visado pela Fiscalizao; Dever ser dada especial ateno preveno de acidentes, utilizando nomeadamente capacetes, luvas e calado de proteco para todo o pessoal ao servio do Empreiteiro. Em termos de Estaleiros, Circulao e Vedaes atender-se- ao seguinte: O Empreiteiro apresentar uma planta do estaleiro da obra com a localizao das instalaes e equipamentos, para aprovao da Fiscalizao; Em nenhuma situao permitido o desrespeito das normas de segurana; O Empreiteiro efectuar logo de incio os tapumes e guardas da rea destinada ao trabalho considerando sempre a possibilidade de acesso a viaturas de bombeiros e urgncia ao local da obra; Todas as proteces, informaes e anncios devero apresentar-se sempre com bom aspecto; O Empreiteiro proteger eficazmente a vegetao e rvores existentes no local da obra.

Em termos de Proteco contra Agentes Atmosfricos atender-se- ao seguinte: A obra e os materiais devero em qualquer fase estar protegidos dos agentes atmosfricos, sendo da responsabilidade do Empreiteiro as reparaes ou substituies que se tenham de efectuar em qualquer zona por no se ter respeitado este artigo, ou seja, o acondicionamento dos materiais e manuteno da sua qualidade, aps verificao exaustiva da sua conformidade aquando da sua recepo, ser sempre da nica e exclusiva responsabilidade do Empreiteiro. Em termos de Levantamento e Reposio de infra-estruturas (como de redes elctricas, de guas e esgotos, comunicaes, aquecimento, fluidos no estado gasoso e outras congneres habituais e prprias dos diversos tipos de edificaes) necessrias para o normal decorrer da obra atender-se- ao seguinte: O Empreiteiro ter que no incio de cada fase da obra em que tenha de recorrer aos trabalhos a que respeita esta alnea, efectuar um completo inventrio do existente que entregar na forma de

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Peas Escritas e Desenhadas Fiscalizao, sendo da sua responsabilidade a integral e funcional recolocao de todos os elementos constantes, bem como os testes de aptido necessrios sua reentrada em servio; O preo de concurso para os supracitados trabalhos incluir todas as substituies de material que no tenha condies de ser levantado e posteriormente reposto, no havendo lugar a reclamaes se tal cuidado no houver por parte do Empreiteiro na prvia visita e verificao local; ainda da competncia do Empreiteiro a completa substituio de todos os elementos destes sistemas que em virtude destas operaes sofrerem qualquer deteriorao; Fica claro, pois, que sobre estes trabalhos, nomeadamente a sua especificidade e quantidade, devem-nos os concorrentes apreciar localmente no sentido de apresentar o preo respectivo, no podendo em caso de adjudicao ignorarem a sua necessidade e sobre eles reclamarem erros, omisses ou trabalhos a mais. Como ressalva geral deste ponto (Disposies Gerais) refira-se que as solues fixadas ou apontadas nestas Condies Tcnicas Gerais e Especiais so vinculativas desde que nas restantes peas que compe o Projecto completo outras mais rigorosas no forem explicitadas, caso em que sero estas ltimas a prevalecer.

2.2 - Qualidade e Natureza dos Materiais2.2.1 - Ao em perfis e chapasAs propriedades dos aos, no que diz respeito s suas caractersticas gerais, so valores nominais a adoptar para efeitos de clculo. As caractersticas dos diferentes tipos de aos devem basear-se na informao relativa s suas propriedades mecnicas (determinadas a partir de ensaios de traco, ensaios de choque e, ocasionalmente, ensaios de dobragem) e sua composio qumica. As caractersticas dos perfis e chapas de ao usadas em elementos estruturais devem estar de acordo com a norma EN 10025-2004 [4], designadamente nas suas partes (e na designao original): PART 1 - General technical delivery conditions. PART 2 - Technical delivery conditions for non-alloy structural steels. (Supersedes EN 10025: 1993);

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PART 3 - Technical delivery conditions for normalised/normalised rolled weldable fine grain structural steels. Supersedes EN 10113: parts 1 & 2: 1993);

PART 4 - Technical delivery conditions for thermo mechanically rolled weldable fine grain structural steels. (Supersedes EN 10113: parts 1 & 3: 1993);

PART 5 - Technical delivery conditions for structural steels with improved atmospheric corrosion resistance also known as weathering steels. (Supersedes EN 10155: 1993);

PART 6 - Technical delivery conditions for flat products of high yield strength structural steels in the quenched and tempered condition. (Supersedes EN 10137: parts 1 & 2:1996).

A classificao dos aos correntes, apresentados nas tabelas 1 e 2 designada pelas letras JR, JO, J2 e K2, que representam o nvel de qualidade do ao no que diz respeito soldabilidade e aos valores especificados do ensaio de choque. A qualidade aumenta para cada designao de JR a K2. Para uma descrio mais detalhada da qualidade dos aos deve-se consultar a norma EN10025-2 [4]. Os aos utilizados em perfis e chapas tm de respeitar a norma EN 10025 [4], nas suas 6 partes, sobretudo no que trata sua qualidade do ao e s condies de fornecimento. Esta norma revoga e substitui, praticamente, toda a normalizao anterior, que se encontrava mais dispersa. , tambm, recomendvel ter em considerao a norma EN 10164 Steel products with improved deformation properties perpendicular, usando chapas de ao com propriedades de deformao melhorada, no caso de chapas de topo sujeitas a esforos significativos (maior ductilidade). Nas tabelas 1 a 3 incluem-se as normas prescritas pela prpria norma prEN 1090-2 [3] para os aos a adoptar em diversos de peas estruturais (ver figura 1), nomeadamente: Normas prescritas para produtos estandardizados para aos estruturais Tabela 1; Normas prescritas para aos de enformados a frio, folhas e estribos de ao Tabela 2; Normas prescritas para aos inoxidveis Tabela 3. De notar que so omissas normas para as dimenses estandardizadas dos perfis mais usados em construo metlica (I e H), denotando alguma liberdade industrial ainda existente nesta matria. Outro factor que se considera bastante negativo a grande disperso normativa, conduzindo a incertezas quanto existncia de normas sobre algumas temticas, bem como tornando difcil e oneroso a consulta ao pblico e profissionais em geral. Os aos correntes para elementos estruturais variam consoante as suas propriedades mecnicas e composio qumica, como podemos verificar nas tabelas 4 e 5.

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Tabela 1 Normas prescritas para produtos estandardizados para aos estruturais [3]

Tabela 2 Normas prescritas para aos de enformados a frio, folhas e estribos de ao [3]

Tabela 3 Normas prescritas para aos inoxidveis [3]

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Figura 1 Estruturas metlicas com emprego de vrias geometrias de perfis e tipos de ao [18]

Ilustram-se, na tabela 6, os valores de referncia genricos das grandezas fsicas para aos estruturais, sendo os mesmos aproximadamente idnticos para todos os tipos de ao estrutural. Na verdade, a propriedade mais diferenciadora dos diversos aos estruturais a resistncia mecnica, seguindo-se a ductilidade e a tenacidade, muito associadas ao teor de carbono. Em geral quanto mais carbono tem o ao menos prprio para estruturas, dado ser mais frgil. Tabela 4 Valores nominais da tenso de cedncia fy e da tenso de rotura fu, para aos correntes de acordo com a EN 10025-2 [4]Tenso de cedncia fy e tenso de rotura fu em N/mm2 Espessura nominal em mm t

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MCI - Execucao de Estruturas Metalicas