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Questões – Metal

1) Diferentes tipos de aço para construção civil:

Concreto armado: Os fios e barras de aço utilizados nas estruturas de concreto

são classificados em categorias, conforme o valor característico da resistência de

escoamento (fyk). Nesta classificação, a unidade de medida está em kgf/mm²,

sendo os aços classificados como: CA 25; CA 40; CA 50 ou CA 60.

No caso do CA 50, por exemplo, sua resistência (fyk) é equivalente a 500 MPa.

Os aços podem também ser divididos conforme o processo de fabricação, ou seja: Aços Tipo A

- Fabricados pelo processo de laminação a quente sem posterior deformação a frio, ou por laminação a quente com encruamento a frio.

- Apresentam em seu gráfico de tensão x deformação um patamar de escoamento.

- São fabricados com bitolas (diâmetros) iguais ou maiores do que 5mm. - São denominados barras de aço.

Aços Tipo B

- Fabricados pelo processo de laminação a quente com posterior deformação a frio (trefilação, estiramento ou processo equivalente).

- Não apresentam em seu gráfico tensão x deformação um patamar de escoamento.

- São fabricados com bitolas de 5,0mm; 6,3mm; 8,0mm; 10,0mm e 12,5mm. - São denominados fios de aço.

2) Por que se deve estudar os diferentes tipos de aços e metais para a

construção civil?

Porque para cada tipo de construção é necessário o uso de um tipo de aço, de

acordo com as necessidades da construção. Ex: para estruturas de concreto

armado usa-se o aço CA 50 A com nervuras, e os metais para galpões por

exemplo usa-se o aço A 36.

3) Por que a condutividade térmica é importante na construção civil, em

relação aos metais? E a transparência.

A condutividade térmica é importante devida dilatação do metal que pode

interferir na estabilidade e deformação da estrutura.

A transparência do material esta ligada diretamente a vedação da luz ou

iluminação do ambiente, uma vez que os metais apresentam à característica de

não transparência a luz.

4) Qual a importância da não-porosidade nos metais?

A falta de poros nos metais dificulta a aderência, o atrito e a absorção de

umidade, o que pode contribuir para o menor comprometimento da estrutura em

relação a durabilidade.

5) Qual a Importância da massa específica nos metais?

A massa específica influencia diretamente o custo do material e o peso da

fundação.

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6) Qual a importância de se estudar a condutibilidade térmica dos metais

quando comparada a outros materiais?

Os metais possuem uma alta condutibilidade térmica, principalmente se

comparado a outros materiais também muito utilizados como a madeira, onde a

a condutibilidade térmica chega a ser 5000 vezes menos e o concreto que a

chega a 250 vezes menos. No Steel Deck por exemplo, que se constitui de uma

laje mista, pode haver dilatações diferentes e ocorrer ruptura do concreto,

possibilitando a entrada de cloretos que podem corroer o metal, daí vem a

importância de levar a condutibilidade térmica em consideração na hora do

projeto.

7) Qual a importância em se estudar o ensaio à tração dos metais,

especialmente os aços para concreto armado (CA’s)?

Pelo fato do tracionamento dado na seção da viga (longitudinal) que ocorre

abaixo da linha neutra, onde se localizam as barras de aço.

8) Um artista plástico deseja executar um projeto no qual serão instaladas

várias placas (ou chapas) de aço MR-250 em uma parede de alvenaria.

As placas são quadradas e possuem dimensão Lo= 3m, à temperatura

inicial To= 5ºC. Veja o esquema abaixo. Suponha que as placas, em

certas condições, também estão expostas a uma temperatura final de

Tf= 35ºC, deseja-se saber qual será a espessura das juntas de dilatação

entre as placas. Suponha que o material aderente, no substrato entre

placa e argamassa,“acompanhe” a deformação da placa sem entrar em

colapso.

Considerando a dilatação térmica superficial apenas:

ΔA = A0 * θ * Δt

Onde:

ΔA= Variação de área da placa

A0= Área inicial

Θ= 2α coeficiente de dilatação (α= 11,3*10-6)

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Δt= Variação de temperatura

Resolução:

i) A0= b*h

A0=3*3

A0= 9m2

ii) ΔA = A0 * θ * Δt

AF – A0 = A0* θ * Δt

AF – 9 = 9*2(11,3*10-6) *30

AF= 9,006102 m2

iii) LF= √�F

LF=√9,006102

LF= 3,001 m

iv) ΔL= LF – L0

ΔL= 3,001-3

ΔL= 0,001m

Logo:

e= 0,001m ou 1*10-3m (entre as placas)

e= 0,0005m ou 5*10-4m (entre a placa e a parede)

9) Os parafusos são muito comuns em aplicações em estruturas metálicas.

Suponha que em uma ligação metálica haja parafusos com diâmetro

nominal de ø=1’’=2,54cm, considerando T0= 5º C e TF= 45º C, em dada

região e que haverá uma folga de α=1mm na colocação dos parafusos

será importante a influencia desse efeito térmico na região dos

parafusos.

Considere α= 14*10-6.

Resolução:

i) A0= �*ø2/4

A0= � * (25,4)2/4

A0= 506,71mm2

ii) ΔA = A0 * θ * Δt

ΔA = 506,71*(2*14*10-6) *40

ΔA = 0,5675 mm2

iii) ΔA = AF-A0

0,5675 =(�*øF2/4) – 506,71

øF= 25,414mm

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Ou seja:

Folga = øf – ø = 25,414-25,54 = 0,014/2=0,007mm << 1mm (atende)

b) Se os parafusos sofrerem danos com incêndio. Afetaria?

Considere: Tf = 500º C

Suponha α = 16*10-6 ºC-1

I) = 1 mm

II) = 3,5 mm

i) ΔA = A0 * θ * Δt

ΔA =(506,71) * *(2*14*10-6) * (500-5)

ΔA = 8,026 mm2

ii) ΔA = AF-A0

8,026 =(� *øF2/4) – 506,71

øF=25,6mm

Ou seja:

Folga = øf – ø = 25,6 – 25,4 = 0,2/2= 0,1mm

Portanto atende os itens i e ii.

10) Qual a importância em se estudar os processos de conformação das

peças metálicas?

É dar forma as peças usuais das edificações.

11) Onde encontramos na construção civil:

Fio: concreto armado, concreto protendido

Barras: concreto armado, estruturas metálicas

Perfis especiais: I, L, Π,

Chapas: (coluna soldável CS), CVS, (viga soldável VS)

Tubos: rodoviárias.

12) Qual a diferença entre fios e barras?

Os vergalhões para concreto armado classificam-se como barras, quando obtidas

exclusivamente por laminação a quente, e como fios os obtidos por trefilação ou

laminação a frio.

13) Onde se pode encontrar aplicações do tema “corrosão” na

construção civil?

Pode ser encontrado em pilares de concreto armado, estruturas metálicas,

juntas metálicas, parafusos e etc.