Tipos de Aços Estruturais

Estruturas Metálicas: produção, propriedades, normatização e patologias

Metallic structures: production, properties, standardization and pathologies

Nome completo Autor (1); Laryssa Oliveira Bento (2)

1. Graduando(a), Nome da Universidade, email
2. Laryssa Oliveira Bento, Universidade Estadual do Maranhão, [e-mail]

RESUMO

Este artigo trata de um estudo científico acerca da construção de estruturas metálicas, elaborado por meio de pesquisas e levantamentos bibliográficos que englobam teorias e conceitos iniciais acerca das fases de elaboração, projeção e patologia no aço. Portanto, iniciaremos discutindo acerca do processo de produção deste, caracterizando as quatro etapas que a compõem e, logo após, definiremos os tipos de aços estruturais presentes nas construções, que são estes o aço-carbono e o aço baixa liga. Paralelo a isto, o trabalho traz uma visão geral dos produtos resultantes do aço, dividindo-os em produtos planos, que são as chapas e bobinas de aços, e produtos longos, compostos por barras e perfis. Mais à frente, será especificada e conceituada as normas regulamentadoras do processo de construção do aço. Além disso, abordaremos as propriedades que compõem os aços, citando desde de sua elasticidade, plasticidade e dureza até sua relação com tensões e deformações por meio do módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson. Como desfecho, traremos o estudo de patologias em estruturas metálicas, dando ênfase aos processos de fadiga, corrosão e incêndio.

Palavras-chave: Estrutura Metálica, Aço Estrutural, Ferro Gusa, Segurança, Patologia.

ABSTRACT

This paper is a scientific study about the construction of metallic structures, elaborated through researches and bibliographical surveys that include theories and initial concepts about the phases of preparation, projection and pathology in steel. Therefore, we will start discussing the steel production process, characterizing it as four stages and, right after, we will define the types of steels present in constructions, which are carbon steel and low alloy steel. Parallel to this, the work brings an overview of the resulting products of steel, dividing them into flat products, which are plates and steel coils, and long products, made up of bars and profiles. Futher ahead, it will be a source and conceptualized according to the regulatory standards of the steel construction process. In addition, we will address the properties that make up steels, quoting since their elasticity, plasticity and hardness to their ratio with stresses and deformations through the modulus of elasticity and Poisson coefficient. As an outcome, we will bring the study of pathologies in metallic structures, emphasizing the processes of fatigue, corrosion and fire.

Keywords: Metallic Structure, Structural Steel, Pig Iron, Safety, Pathology.

1 INTRODUÇÃO

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.2 Tipos de aços estruturais

O aço é uma liga que tem características relativamente complexas, aplicabilidades variadas e sua definição não é de fácil entendimento, porém, primeiramente devemos saber sua definição e composição, que segundo Chiaverini (1988) “Aço é a liga ferro-carbono contendo geralmente 0,008% até aproximadamente 2,11% de carbono, além de certos elementos residuais, resultantes dos processos de fabricação.”

Quando se trata da aplicabilidade na construção civil o aço tem variados meios, mas o que mais interessa é a sua função no meio estrutural. “Para a utilização na construção civil, o interesse maior recai sobre os chamados aços estruturais, termo designativo de todos os aços que, devido à sua resistência, ductilidade e outras propriedades, são adequados para utilização em elementos que suportam cargas.” (DIAS, 2002)

“Dentre os sistemas de classificação, o mais generalizado é o que considera a composição química dos aços, servindo como base para o sistema adotado no Brasil –Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) (Norma Brasileira – NBR 6006), o qual é basicamente o mesmo utilizado pelas americanas American Iron and Steel Institute (AISI) e pela Society of Automotive Engineers (SAE), sendo eles os sistemas em vigor mais conhecidos e utilizados que designam os aços por letras e números.” (VASCONCELOS, 2018)

Chiaverini (1988) aponta que podemos estabelecer inicialmente a seguinte divisão dos aços utilizados em estruturas: aços-carbono e aços de alta resistência e baixo teor em liga.

Para diferenciarmos melhor esta divisão, olhamos para a composição química destes Chiaverini (1988) diz que “aço-carbono ou “liga ferro-carbono” contendo geralmente 0,008% até cerca de 2,11% de carbono, além de certos elementos residuais resultantes dos processos de fabricação”.  Já o Aço-liga são aço carbono que contém outros elementos de liga ou apresenta os elementos residuais em teores acima dos que são considerados normais, como continua nos informando Chiaverini (1988)

2.2.1 Aços Carbono

De acordo com Dias (2002) os aços carbonos podem ser divididos em três classes, em função do teor nominal de carbono, são essas:

• Baixo carbono: C ≤ 0,30%
• Médio carbono: 0,30% < C < 0,50%
• Alto carbono: C ≥ 0,50%.

“Para a maioria das aplicações estruturais, o teor de carbono desses aços varia de 0,15% a 0,40%, com os outros elementos (Mn. Si e S) nos teores considerados normais. O aço com carbono e manganês em torno de 0,20% e 0,50% respectivamente, apresenta limite de escoamento de cerca de 24,5 kgf/mm² (245 Mpa) e limite resistência de 42,0 kgf/mm² (410Mpa).” (CHIAVERINI,1988)

Segundo Chiaverini (1988) este aço deve seguir tais requisitos fundamentais: Ductibilidade e homogeneidade; Valor elevado da relação entre limite de resistência e limite de escoamento; Soldabilidade; Suscetibilidade de corte por chama, sem endurecimento; Resistência razoável a corrosão.

Tais aços podem ter variadas utilidades e formas. “Nas estruturas, os perfis de aço-carbono utilizados são os mais diversos, sobressaindo-se os seguintes: barras redondas (inclusive as empregas em concreto armado), quadradas, hexagonais, ovais, barras chatas, cantoneiras, tês, eles, duplos tês, etc.” (CHIAVERINI, 1988)