TCC1 - Perfil Formado a Frio - Concluido

FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS - FUPAC

DEPARTAMENTO DE GRADUAÇÃO

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

ALMIR PEREIRA AZEVEDO JÚNIOR NUÍLA RANGEL CHAVES

THEILON DOS SANTOS SILVA

ANÁLISE TEÓRICA DE ESTRUTURAS METÁLICAS UTILIZANDO PERFIS FORMADOS A FRIO PARA CONSTRUÇÃO CIVIL

IPATINGA

2013

ALMIR PEREIRA AZEVEDO JÚNIOR NUÍLA RANGEL CHAVES

THEILON DOS SANTOS SILVA

ANÁLISE TEÓRICA DE ESTRUTURAS METÁLICAS UTILIZANDO PERFIS FORMADOS A FRIO PARA CONSTRUÇÃO CIVIL

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso

de Engenharia Civil da Faculdade Presidente Antônio

Carlos – FUPAC, como requisito parcial para obtenção

do título de Engenheiro Civil.

Orientador: Thales José Mendes

IPATINGA

2013

DEDICATÓRIAS

Almir Pereira Azevedo Junior

Dedico à minha família pela força, amigos pelo companheirismo, companheiros de

sala e de trabalho pela parceria, aos professores pelo conhecimento e Deus por colocar cada

uma dessas pessoas em minha vida.

Nuíla Rangel Chaves

Com muito carinho dedico à Deus e a minha família, por essa conquista.

Theilon dos Santos Silva

Dedico à minha mãe, família, aos verdadeiros amigos e a Deus por estar concluindo

mais uma etapa com vitória em minha vida.

AGRADECIMENTOS

Almir Pereira Azevedo Junior

Agradecer a Deus que me deu força, perseverança, saúde em minha trajetória.

A minha Irmã Andresa que além de ser o exemplo de vida que eu tenho que me deu

condição de conquistar esse sonho, com sua generosidade e amor sempre presente, amizade e

cumplicidade, mais que uma irmã, mãe, madrinha e é pessoa que mais confio no mundo, te

amo.

A minha “Mãe” Carminha, que também me deu condições de estudo. Obrigado pela

paciência e pelo amor, sei que sempre posso contar com você e vai poder contar sempre

comigo também.

Meu pai Almir Azevedo, que sempre presente ao meu lado, sempre rigoroso com os

estudos e exigente e ao mesmo tempo amoroso.

Meus irmãos, Raphael, Isabela e Alynne, Rapha sempre que precisei me ajudou,

sempre um irmão presente e dedicado. Isabela e Alynne, obrigado pelo amor e também sei

que se fosse preciso poderia contar com vocês.

Meus Sobrinhos, Pedro Henrique, Alice, João e Marina pelo amor que sinto por

vocês incondicionalmente, Pedro pela amizade também, meu amigão.

Meu padrinho George, que acima de tudo é um grande amigo, compartilhamos

muitos gostos semelhantes talvez esse seja o motivo de gostar tanto de você, obrigado.

Meus cunhados, Junior, Camilla e Tutu, obrigado por estar ao lado das pessoas que

mais amo e fazê-las felizes, a força que tive deles vocês também são responsáveis.

Aos amigos que não poderia deixar de destacar como Gregory e Leilane, por serem

de absoluta confiança e saber que se depender de vocês eu sempre vou estar bem, todos esses

anos, mesmo afastados em algum momento fisicamente, estamos sempre conectados de

alguma forma. Amo vocês.

Aos amigos Altair Vilar, José Martins e Alexandre Izaac pelo apoio, e exemplo de

profissionalismo, vocês são ícones de profissionais a se seguir, se hoje estou aqui também é

por que me apoiaram.

E também às pessoas que estiveram comigo durante essa trajetória me apoiando e

acreditando em mim, por mais que não estejam mais por perto tiveram seu papel importante

me fazendo chegar até aqui.

Engenheiros Hudson Aguiar, Frederico Horta, Juarez, Beth, Nélio, João e José Maria

por tudo que aprendi com vocês durante o estágio, jamais me esquecerei de onde tudo

começou. Esli, Riscala, Amarildo e Carlão também me ajudaram muito. Obrigado.

Nuíla Rangel Chaves

Primeiramente gostaria de agradecer a Deus, pois sempre esteve, e está ao meu lado

me ajudando e direcionando os meus passos em seus caminhos. Agradeço também, por Ele

me proporcionar uma vida repleta de alegrias e conquistas, mesmo não as merecendo. Que

toda honra e toda glória sejam dada somente a Ele.

Agradeço imensamente aos meus pais José Onofre Chaves e Maria Isabel Moreira

Rangel Chaves que, no decorrer da minha vida, proporcionaram-me, além de extenso carinho

e amor, os conhecimentos da integridade, da perseverança e de procurar sempre em Deus à

força maior para o meu desenvolvimento como ser humano. Por essa razão, gostaria de

dedicar e reconhecer a vocês, minha imensa gratidão e sempre amor.

Não poderia esquecer dos meus queridos irmãozinhos Suelen e Vinícius pela

amizade, incentivos e apoio em minha vida.

Agradeço a irmã Matilde pelas orações e infinita amizade.

Agradeço minha madrinha Maria José, pois sem ela no início de tudo, nada teria

começado.

Agradeço também à Diferencial Engenharia principalmente ao Engenheiro Civil

Ricardo de Oliveira Ribeiro e ao Senhor Daniel por acreditarem no meu potencial, pela

amizade e ensinamentos relacionados aos aspectos mais variados da engenharia.

Enfim agradeço a todos que de alguma forma contribuíram para o meu sucesso!

Theilon dos Santos Silva

Como já dizia Anitelli: “Sonho parece verdade quando a gente esquece de acordar”.

Devido a muito esforço, dedicação, superação e paciência, realizo um sonho. Este no

qual muitos acreditaram que seria possível, e nesta realidade demonstro com estas palavras

cada sentimento que fizeram este sonho se tornar realidade.

Primeiramente a Deus, por me capacitar a receber e realizar com sucesso o benefício

para estudar gratuitamente durante todos estes anos através do Programa Universidade para

Todos (PROUNI).

A minha mãe, Maria Aparecida R. dos Santos, que apesar das dificuldades, ensinou e

continua ensinando a nunca desistir. Por acreditar na realização deste sonho e estar ao meu

lado demonstrando que este momento é apenas o começo.

Aos irmãos Fabrício S. Silva e Thaislaine S. Silva pelo incentivo e apoio durante

minha Graduação.

Aos meus tios José R. dos Santos e Roberto R. dos Santos que acompanharam minha

trajetória e por acreditarem no meu potencial.

Aos profissionais que integram a empresa Tetum Decoração e Projetos pela

paciência, compreensão e amizade.

Ao Engenheiro Artur Bolivar Moreira, pela conselhos, ensinamentos e

principalmente por sua amizade.

Aos amigos(as), familiares, professores(as) e todos aqueles(as) que cruzaram em

minha vida, participando de alguma forma na construção desta tão sonhada realização.

Para realizar grandes conquistas devemos não

apenas agir, mas também sonhar; não apenas planejar, mas

também acreditar.

Anatole France

RESUMO

Perfis formados a frio possuem ampla utilização na construção civil por causa dos

benefícios proporcionados em relação aos perfis laminados, perfis soldados, ou

também em relação ao concreto armado. A utilização no Brasil destes perfis por

mais recente que seja, está ganhando mercado de forma ascendente, pois, estes

perfis estão se destacando entre as estruturas metálicas, principalmente em obras

que necessitam de carregamentos com pequena intensidade como edificações com

pequenos vãos e galpões. A produção destes perfis é efetuada a partir da dobra de

chapas a temperatura ambiente. Devido sua fabricação resultar em chapas finas,

este material possui leveza, proporcionando rapidez na execução das obras,

economia na utilização de aço, evitando desperdícios de materiais e menor gasto

com transporte, além da facilidade de sua montagem sendo um dos fatores que

levaram a este destaque. Nessa perspectiva, propõe abordar uma análise teórica

das vantagens da utilização dos perfis formados a frio na construção civil.

Palavras-chave: Perfis formados a frio, Estruturas Metálicas, Concreto Armado.

ABSTRACT

Cold formed steel have wide use in construction because of the benefits provided to

the profiles rolled, welded profiles, and also in relation to the concrete. The use of

these profiles in Brazil for more recent it is, is gaining market share in ascending

therefore these profiles are excelling between the metal structures , especially in

works that require loads with low intensity as buildings with small bays and sheds .

The production of these profiles is effected from the fold plate at room temperature.

Because its manufacturing result in thin sheets, this material has lightness, providing

speed of execution of works, economic use of steel, avoiding waste materials and

lower cost of transportation, and the ease of its assembly is one of the factors that

led to this featured. In this perspective, we propose to address a theoretical analysis

of the advantages of the use of cold formed steel in construction.

Keywords : Cold formed profiles , Structural Steel , Armed Concrete.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 01: Perfiladeira .......................................................................... 18

Figura 02: Prensa dobradeira ............................................................... 19

Figura 03: Perfis utilizados para treliças e pórticos. ............................. 23

Figura 04: Perfis utilizados para terças e longarinas. ........................... 23

Figura 05: Perfis utilizados para vigas e colunas ................................. 23

Figura 06: Perfis utilizados para paredes do tipo Dry Wall ................... 24

Figura 07: Perfis utilizados como treliças espaciais ............................. 24

Figura 08: Perfis utilizados como longarinas para chassis de

ônibus e caminhões ............................................................................. 24

Figura 09: Perfis utilizados para estruturas de armazenagem ............. 25

Figura 10: Perfis ondulados utilizados como telhas ............................. 25

Figura 11: Perfis trapezoidais utilizados como telhas ........................... 25

Figura 12: Grandes perfis utilizados como telhas autoportantes .......... 25

Figura 13: Perfis utilizados como painéis de fechamento .................... 26

Figura 14: Perfis utilizados como formas para lajes mistas .................. 26

LISTA DE TABELAS

Quadro 01: Comparativo entre cada processo ..................................... 20

Quadro 02: Comparativo entre o sistema estrutural de aço

e concreto............................................................................................. 21

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AISI - American Iron and Steel Institute

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

ASTM - American Society for Testing and Materials

fu - Resistência à ruptura do aço na tração

fy - Resistência ao escoamento do aço

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ................................................................................. 14

1.1. A utilização do aço na Construção Civil ................................... 14

1.2. Perfis formados a frio ................................................................. 14

1.3. Justificativa .................................................................................. 16

1.4. Objetivo ........................................................................................ 16

1.4.1. Objetivo Geral ........................................................................... 16

1.4.2. Objetivo Específico .................................................................. 16

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................ 17

2.1. Perfil Formado a Frio .................................................................. 17

2.1.1. Definição .................................................................................... 17

2.1.2. Breve histórico ............................................................................ 17

2.1.3. Processos de fabricação ............................................................. 18

2.1.4. Comparativo aço x concreto ........................................................ 20

2.1.5. Comparativo perfil formado a frio x perfil laminado ..................... 22

2.1.6. Tipos de perfis ............................................................................. 22

2.1.7. Tipos de aço utilizados ................................................................ 27

2.1.8. Empregos dos perfis formados a frio........................................... 27

2.1.8.1. Na construção civil ................................................................... 27

2.1.8.2. Outras utilidades ....................................................................... 28

2.1.9. Vantagens ................................................................................... 28

2.2. Metodologia .................................................................................. 29

3. CONCLUSÃO .................................................................................. 30

4. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ..................................................... 31

14

1. INTRODUÇÃO

1.1. A utilização do aço na Construção Civil.

Em países desenvolvidos o uso de estruturas metálicas na construção civil

não é novidade e tende a se expandir no presente século. Tanto na Europa, Estados

Unidos da América e no Japão cresce o emprego de estruturas de aço que,

comprovadamente, proporcionam bom desempenho e muitas vantagens

construtivas (FREITAS apud ITO, 2005).

No Brasil, a utilização de estruturas de aço é de quatro a seis vezes menor

que naqueles países: enquanto o uso de aço estrutural no Brasil gira em torno de

5Kg por habitante, nos Estados Unidos, por exemplo, esta média se aproxima dos

30Kg (FREITAS apud ITO, 2005).

Desde os anos 20 do século passado, quando foi criada a Companhia

Siderúrgica Belgo-Mineira, o Brasil vem se consolidando como grande produtor de

aço. Ainda naquela década, a produção de aço no Brasil passou de 35 mil toneladas

para 96 mil toneladas/ano. (BELLEI et al., 2004)

Hoje, apesar de ser o nono maior produtor de aço do mundo o Brasil ainda

faz pouco uso de estruturas metálicas, privilegiando o uso do concreto armado. É

provável que fatores objetivos, tais como a ausência de mão de obra qualificada e,

no passado, a abundância de mão de obra barata, tenham incentivado o uso do

concreto armado (DIAS, 2002).

Além disso, fatores de ordem cultural parecem ter inibido o uso mais

intensivo de estruturas metálicas no país. O fato de que, no passado, o mau uso do

material e a baixa resistência ao fogo e à corrosão tenham contribuído para isto

(SOUZA apud MURACHIGE, 2005).

No entanto, de acordo com Andrade (2000), o uso de estruturas de aço

tende a se difundir cada vez mais no Brasil.

1.2. Perfis formados a frio

Segundo a NBR 6355:2003 – Perfis de Aço Formados a Frio, perfil formado

a frio é um perfil formado através de tiras cortadas de chapas ou bobinas ou por

dobramento em prensas dobradeiras, todos seus elementos como mesa, enrijecedor

e alma possuem definição por essa norma.

15

Esta norma recomenda o uso de aços com qualificação estrutural e que

possuam propriedades mecânicas adequadas para receber o trabalho a frio.

Devem apresentar a relação entre a resistência à ruptura e a resistência ao

escoamento f u /f y maior ou igual a 1,08, e o alongamento após ruptura não

deve ser menor que 10% para base de medida igual a 50 mm ou 7 % para

base de medida igual a 200 mm, tomando-se como referência os ensaios de

tração conforme ASTM A370. (ABNT NBR 14762, 2010, p. 12).

Normalmente as dobradeiras trabalham com o comprimento mínimo de 3000

mm e Maximo de 6000 mm e pode dobrar chapas com até 12,5 mm de espessura.

Já as perfiladeiras trabalham com perfis de todos os comprimentos, mas as chapas

são menos espessas, normalmente tem a espessura de no máximo 3,75mm

(LUCCHINI, 2009).

A escolha por estruturas de perfis conformados a frio é feita por suas

grandes vantagens como, prazo menor da obra, o não desperdício de material e

mão de obra, mantendo a obra organizada e limpa e ainda tendo a oportunidade de

fazer outros trabalhos em paralelo, o aproveitamento da área do terreno se torna

mais eficaz e os detalhes do projeto mais precisos. Na fundação com o alivio de

cargas e ainda tem a opção de reutilizar o material utilizado (SANT’ANNA, VILLARI e

COSTA, 2003).

16

1.3. Justificativa

Atualmente os perfis formados a frio estão conquistando grande área de

aplicação, destacando entre suas vantagens a leveza final da estrutura, a variedade

de perfis encontrados no mercado, e a facilidade de fabricação e montagem das

estruturas.

A utilização de estruturas com estas características vem sendo cada vez

mais solicitadas, aumentando a produtividade no mercado de trabalho. A utilização

dos perfis formados a frio é uma tendência crescente devido às vantagens que o

emprego desse tipo de estrutura oferece (FREITAS e CRASTO, 2006).

A normalização do projeto de estruturas em perfis formados a frio no Brasil é

recente, visto que as informações a respeito deste perfil até então se devia às

normas estrangeiras, portanto motivando pesquisas para desenvolver o

conhecimento e aperfeiçoamento das informações relacionadas ao uso deste perfil.

1.4. Objetivo

1.4.1. Objetivo Geral

Este trabalho tem por objetivo geral, realizar uma análise teórica das

vantagens proporcionados pela utilização de perfis formados a frio para construção

civil.

1.4.2. Objetivo Específicos

Demonstrar o motivo pelo qual o perfil formado a frio vêm se destacando no

mercado. Dessa forma, o presente trabalho é realizado com o intuito de abordar

suas característica e vantagens da sua utilização na construção civil.

17

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. Perfil Formado a Frio

2.1.1. Definição

Denominam-se perfis formados a frio, perfis de aço obtidos a partir do

dobramento a frio (temperatura ambiente) de chapas.

São formados por chapas finas de espessura 0,4mm a 8mm, valores

estabelecidos pela norma NBR 14762:2001, embora encontra-se no mercado perfis

com até 19mm. (CARVALHO et al., 2006)

É um perfil simples e fácil de reconhecer: basta você passar o dedo em um

de seus cantos, caso tenha um formato arredondado, trata-se de um perfil formado a

frio.

2.1.2. Breve histórico

O uso dos perfis formados a frio iniciou por volta de 1850 nos Estados

Unidos e Grã-Bretanha, entretanto sua utilização não foi difundida, pois não havia

informações técnicas (HILLER, 2009).

Em 1939 o professor George Winter da Universidade de Cornell iniciou

efetivamente os estudos sobre perfis de chapas dobradas e foi em 1940 que o uso

desses perfis foi amplamente utilizado nas construções civis, principalmente nos

Estados Unidos (CARVALHO et al., 2006; BRANDAO, 2007).

A primeira norma sobre os perfis formados a frio foi publicada em 1946 pela

American Iron and Steel Institute (AISI). Essa norma foi originada devido aos

resultados dos estudos de Winter (REZENDE, 2005).

Em 1967 no Brasil, foi publicado o projeto de norma PNB 143/67 baseado na

norma americana de perfis formados a frio – AISI/62.

No ano de 1970 foi consolidado o uso dos perfis formados a frio na

construção civil dos Estados Unidos.

18

A norma NBR 6355 - Perfis estruturais de aço formados a frio, foi criada em

1980 com o intuito principal de padronização de perfis formados a frio. Tal norma foi

pouco difundida entre os profissionais da área e afins e com isso, em dezembro de

2011 iniciou-se trabalhos de revisão com propósito de padronizar perfis ajustados ao

nosso mercado (SOUZA, PEDREIRO e RACANICCHI , 2008).

No Brasil a utilização dos perfis formados a frio foi largamente utilizada no

final da década de 90.

Em dezembro de 2001 ocorreu a publicação da norma brasileira a NBR

14762:2000 - Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis

formados a frio (CARVALHO et al., 2006).

2.1.3. Processos de fabricação

Existem dois processos de fabricação dos perfis formados a frio:

perfiladeiras (processo contínuo) e prensas dobradeiras (processo descontínuo).

Para ambos o processo é o mesmo, desenvolver a conformação mecânica (DONIM,

2009).

Observa-se na FIG. 01 o modelo de uma máquina perfiladeira.

FIGURA 01 – Perfiladeira

Fonte: YU, 2000, p. 557.

19

As principais diferenças entre esses processos é a ordenação das tensões

residuais, diversidade de perfis fabricados, custo do equipamento de fabricação, e

limitação de comprimento dos perfis (BRANDÃO, 2007).

No Brasil o processo por dobradeira é o mais utilizado. Trata-se do

dobramento onde a matriz da dobradeira é prensada contra a chapa de aço,

forçando a criar uma dobra (DONIM, 2009).

Observa-se na FIG. 02 a prensa dobradeira, conformado um perfil formado a

frio tipo cantoneira.

FIGURA 02 – Prensa dobradeira

Fonte – SILVA, [20--], p. 04.

Esse tipo de processo é usado na fabricação de cantoneiras, perfis tipo Z, Z

enrijecido, perfis U, e U enrijecido (MELO, 2011).

O processo contínuo ou perfiladeiras, é uma técnica que consiste no

deslocamento longitudinal de uma chapa de aço, sobre uma série de cilindros de

uma linha de perfilação. Tais cilindros impõem um tipo de dobra na chapa. Ao

terminar esse processo, o perfil é cortado conforme indicado em projetos (SILVA,

FRUCHTENGARTEN e CAMPELLO, 2012).

Observa-se no QUADRO. 01 a comparação entre os dois processos.

20

QUADRO 01 – Comparativo entre cada processo.

Prensa-dobradeira Perfiladeira

Muita flexibilidade para produzir diversas formas de perfis.

Pouca flexibilidade para produzir diversas formas de perfis.

Com poucas ferramentas se produz uma série grande de

perfis. Cada tipo de perfil necessita de

um trem de perfilação. Baixo custo de equipamento. Alto custo do equipamento.

Regulagem simples do equipamento.

Regulagem do equipamento requer cuidados.

Tensões residuais menores que na perfiladeira.

Tensões residuais maiores que na dobradeira.

Produção pequena. Produção grande. Perfis curtos (máx. 6m). Perfis com comprimento ilimitado.

Razoável mão-de-obra envolvida. Pouca mão-de-obra envolvida. Fonte: CARVALHO, 2006, p. 35.

2.1.4. Comparativo aço x concreto

Segundo Andrade (2000), é equivocado haver a comparação entre esses

dois sistemas estruturais.

Não se pode definir qual sistema construtivo utilizar simplesmente pela

comparação de custo, é de essencial importância comparar todo o conjunto de itens

que o compõe, por isso depende muito do tipo de empreendimento para enxergar

qual sistema escolher.

Devemos, para essa avaliação considerar vários fatores como função do

empreendimento, tamanho, uso do imóvel, função, entre outras.

Encontra-se no QUADRO. 02 comparativos entre esses sistemas estruturais.

21

QUADRO 02 – Comparativo entre o sistema estrutural de aço e concreto.

Estruturas metálicas Estruturas de concreto armado

Na administração da obra Execução em fábrica apenas montada

no canteiro Execução predominantemente no

canteiro Grande precisão dimensional Menor precisão dimensional

Grande precisão quantitativa dos materiais

Maior dificuldade de precisão de quantidades

Poucos itens de materiais (aço, parafusos, eletrodos) (tintas)

Maior diversificação de materiais (cimento, areia, brita, água, formas de

madeira, ferros, aceleradores, etc.) Qualidade garantida das matérias

primas (pelas usinas) Dificuldade de garantia de qualidade;

Maior controle necessário

Uniformidade das matérias primas Variedade dependendo da procedência

Pouca quantidade de homens na obra (menos problemas trabalhistas) com

maior qualificação Maior quantidade de pessoal na obra

Canteiro diminuto (material chega pronto e no tempo certo)

Canteiro maior para estocar matérias primas e manuseio

Simplificação do canteiro (minimização de escoramentos para

pilares e vigas)

Canteiro mais completo; Escoramento com pontaletes

Obra seca Obra com muito uso de água Maior facilidade de fiscalização Fiscalização mais complexa

Nas fundações Leveza estrutural Peso estrutural maior

40 a 80 kg/m² (vigas e colunas) 250 a 350 kg/m² (vigas e colunas) Menores cargas nas bases Bases mais solicitadas

Volumes menores nos blocos Maiores volumes Sistemas de fundação mais

econômicos Sistemas mais onerosos

Nas Lages

Quando as lajes são de concreto lançado as formas são apoiadas

diretamente no vigamento e não nos pontaletes

Necessita maior escoramento para formas

Grande rigor nos níveis devido a precisão milimétrica

Menor rigor nos níveis

Maior mobilidade nos pavimentos para outras operações, devido a menor

quantidade de escoras

Impedimento de trânsito enquanto escorado

22

Maior velocidade da construção Velocidade dependendo da cura do escorado

Nas paredes (alvenarias ou outros materiais)

Precisão milimétrica (dependendo do sistema) Maior variação dimensional

Esquadros e prumos exatos resultando em maior perfeição da execução, com tempo reduzido

Irregularidade de prumos e esquadro, aumentando o tempo de execução

com enchimentos

Maior probabilidade de economia na mão de obra de execução

Custo de execução mais onerosa em vista de imperfeições

Fonte: ANDRADE, 2000, p. 2.

2.1.5. Comparativo perfil formado a frio x perfil laminado

O perfil formado a frio tem vantagem sobre o perfil laminado

economicamente, pois é um perfil criado de acordo com a solicitação de tamanho e

forma, aperfeiçoando suas dimensões até o valor de sua resistência seja a

requerida.

Em sua produção os perfis formados a frio também acabam sendo mais

viáveis pelo baixo volume armazenado por ser constituído de chapas finas, e ainda

facilitando o manuseio na produção. Além de que em uma estrutura de cargas e

vãos médios formados de Perfis formados a frio, acabam resultando em uma

estrutura leve (CARVALHO et al., 2006).

2.1.6. Tipos de perfis

Existe uma gama de variedade de perfis estruturais a frio, possuindo

diferentes as suas características e dimensões. Estas especificações são essenciais

para escolha da melhor alternativa para a execução, além de gerar qualidade e

grande produtividade para o seu negócio.

Pode-se dividir essa variedade em dois grandes grupos: perfis estruturais

individuais e perfis de chapas corrugadas. As seções frequentemente encontradas

no mercado são cantoneiras, U, U enrijecido, Z, Z enrijecido e cartola.

23

Na FIG. 03 observam-se os tipos de perfis utilizados para treliças e pórticos.

FIGURA 03 – Perfis utilizados para treliças e pórticos.

Fonte: CARVALHO, Paulo Roberto Marcondes de, 2010, p. 07.

Para usar como terças e longarinas com função de fechamentos de telhados

e paredes, são aplicados os perfis observados na FIG. 04.

FIGURA 04 – Perfis utilizados para terças e longarinas.


Como vigas e colunas em prédios de múltiplos andares, usam-se os

seguintes perfis demonstrados na FIG. 05.

FIGURA 05 – Perfis utilizados para vigas e colunas.


Observa-se na FIG. 06 perfis para paredes tipo Dry Wall. Esses tipos de

perfis caracterizam-se por serem elementos muito finos.

24

FIGURA 06 – Perfis utilizados para paredes do tipo Dry Wall.


Na FIG. 07 verificam-se os perfis usados como treliças espaciais.

FIGURA 07 – Perfis utilizados como treliças espaciais.


Como na indústria automobilística também são utilizados perfis formados a

frio, segue na FIG. 08, três exemplos de perfis utilizados como longarinas para

chassis de ônibus e caminhões.

FIGURA 08 – Perfis utilizados como longarinas para chassis de ônibus e caminhões.


Para estruturas de armazenagem como por exemplo racks e mezaninos, são

empregados os perfis observados na FIG. 09.

25

FIGURA 09 – Perfis utilizados para estruturas de armazenagem.


Os perfis de chapas corrugadas, possuem seção em formato de telha,

utilizadas geralmente como vedação lateral e atuam em coberturas de edificações

industrias e comerciais. Nesta classificação participam as seções de “Steel-Deck”,

que são utilizadas para a fabricação de lajes mistas, atuando como forma para a

concretagem, e como a armadura positiva das lajes.

As telhas são oferecidas com diversos tipos de perfis, como pode-se verificar

nas figuras a seguir os perfis ondulados, perfis trapezoidais e grandes perfis (telhas

autoportantes) respectivamente (FIG. 10, FIG. 11 e FIG. 12).

FIGURA 10 – Perfis ondulados utilizados como telhas.


FIGURA 11 – Perfis trapezoidais utilizados como telhas.


FIGURA 12 – Grandes perfis utilizados como telhas autoportantes.


26

As telhas são encontradas com larguras de 1m, comprimento de até 12m e

dissemelhantes espessuras variando de 0,43 a 1,5mm.

Na FIG. 13 observa-se painéis de fechamento como paredes ou telhados

com isolamento termo acústico.

FIGURA 13 – Perfis utilizados como painéis de fechamento.


Em formas para lajes mistas (lajes com formas metálicas incorporadas),

mais conhecidas como steeldecks, são utilizados perfis formados a frio como

mostrado na FIG. 14.

FIGURA 14 – Perfis utilizados como formas para lajes mistas.


27

2.1.7. Tipos de aço utilizados

Fica estabelecida na aciaria das empresas siderúrgicas a composição

química apropriada para cada tipo de aço.

Para ser usado em perfis formados a frio, o aço, segundo a NBR

14762:2001 deve apresentar qualificação estrutural e possuir propriedades

mecânicas satisfatória para a conformação a frio.

Devem apresentar a relação entre a resistência à ruptura e a resistência ao

escoamento f u /f y maior ou igual a 1,08, e o alongamento após ruptura não deve

ser menor que 10% para base de medida igual a 50mm ou 7% para base de medida

igual a 200mm, tomando-se como referência os ensaios de tração conforme ASTM

A370.

Para o uso de aço sem qualificação estrutural para perfis, é recomendado

que esse aço detenha de propriedades mecânicas ajustadas para o trabalho a frio.

Valores maiores que 180MPa e 300Mpa para a resistência ao escoamento fy

e resistência à ruptura fu respectivamente, não devem ser aplicados em projetos

(SILVA e SILVA, 2008).

2.1.8. Empregos dos perfis formados a frio

Devido a variedades de aplicações, os perfis formados a frio são utilizados

em qualquer construção metálica:

2.1.8.1. Na construção civil

A destinação de estruturas de aço na construção civil acontece de duas

formas:

a) através de elemento estrutural com função de laje ou estrutura de

telhados, vigas e pilares.

b) sistema construtivo como por exemplo o Steel Framing.

28

Chodraui (2006) evidencia alguns atributos característicos dos perfis

formados a frio, como por exemplo:

a) Estruturas mais econômica para menores vãos (maior relação

inércia/peso), pois no Brasil possui uma grande variedade de obras que se adapta

nesta categoria;

b) Aspectos não usuais da seção transversal podem ser aplicadas quando

preciso, por causa da simplicidade dos dobramentos das chapas;

c) A disposição das tensões residuais oriundos do efeito trabalho a frio é

diferente daquelas oriundas do resfriamento nos perfis laminados.

2.1.8.2. Outras utilidades

Segundo Carvalho et al. (2006), encontramos também os perfis formados a

frio nos seguintes setores comerciais:

a) Indústria Automobilística: carros, caminhões leves, ônibus;

b) Indústria Aeronáutica: estrutura dos aviões;

c) Transportes Pesados: carretas rodoviárias, construção naval, carroceria

de vagões;

d) Agroindústria: máquinas e implementos agrícolas, silos;

e) Armazenagem/Estocagem: prateleiras, racks e mezaninos.

2.1.9. Vantagens

A maior participação dos perfis formados a frio na construção civil ocorre nos

setores comerciais e industriais, devido a vários aspectos positivos.

Segundo Freitas apud Brandão (2007), Freitas (2006) e Rodrigues (2006)

deve-se analisar alguns destes aspectos quando comparados a outros tipos de

estruturas convencionais como a madeira e o concreto, destacando:

a) Alta resistência

29

O aço é um material que possui alta resistência permitindo maior precisão

dimensional e melhor desempenho da estrutura, sendo trabalhado em milímetros e

não em centímetros como o concreto armado.

b) Pré-fabricação

O processo de fabricação do aço constitui de tecnologia avançada,

possuindo exigentes controles de qualidade.

c) Redução do desperdício de materiais

Devido aos métodos de fabricação industrializados, ocorre redução do

desperdício de materiais em relação à estrutura de concreto armado.

d) Alívio nas fundações

Zaneti apud Murachige (2005) destaca que o custo de uma fundação

utilizando estrutura metálica pode chegar a 30% a menos quando comparada ao

concreto armado.

Além dessas vantagens, os perfis formados a frio proporcionam

possibilidade de fabricação de seções com formas variadas, o que proporciona fácil

adaptação a diferentes sistemas construtivos.

2.2. Metodologia

Efetuar análise teórica destacando as características e vantagens da

utilização do perfil formado a frio na construção civil com o intuito de disseminar

informações sobre sua utilização como método construtivo.

30

3. CONCLUSÃO

Neste trabalho realizou-se uma análise teórica das principais vantagens da

utilização dos perfis de chapa dobrada na construção civil. Através desta análise é

possível concluir que a utilização dos perfis formados a frio em estruturas está

ganhando destaque, devido à existência de aços com alta qualidade permitindo o

uso generalizado em obras de pequeno, médio e grande porte, tornando esse tipo

de estrutura competitiva em relação às estruturas convencionais de concreto

armado. Desta maneira foi possível obter as seguintes conclusões:

Por causa do avanço tecnológico, as construções de edifícios comerciais e

industriais necessitam da entrega da obra executada em curto prazo, representando

aos investidores, menor tempo para o retorno do capital investido.

Relacionando às estruturas convencionais como concreto armado, é

possível verificar que ocorre uma sensível redução do número de pessoas

circulando na obra devido à pré-fabricação das estruturas e apenas montagens na

obra.

Ao efetuar uma pesquisa sobre o melhor sistema construtivo, não se deve

analisar de forma competitiva, mas verificar e relacionar os aspectos positivos e

desejáveis para uma determinada obra.

A cultura da sociedade brasileira está voltada para utilização de estruturas

convencionais. Entretanto esta concepção antiga está inovando, quebrando

paradigmas em relação às estruturas pré-fabricadas como o aço. Portanto a

utilização do aço PFF na construção de estruturas como coberturas, galpões e

edifícios, está se tornando sendo cada vez mais comum.

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4. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

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