Estrutura de Alumínio
A presente especificação visa estabelecer os procedimentos, as normas e os critérios e cálculo a serem adotados nos projetos, na fabricação e na montagem das estruturas em ligas de alumínio utilizadas para suportarem cobertura e tapamentos verticais ou laterais de edificações.
O principal objetivo desta especificação, é fixar diretrizes gerais e condições mínimas a serem observadas, o que significa que os estudos não deverão se limitar a estas condições mínimas, mas sim, sempre que for julgado conveniente, estender a análise mais detalhadas.
O projeto, fabricação e montagem das estruturas de alumínio, deverão ser executadas de acordo com as normas da ABNT. No que forem aplicáveis, deverão ser obedecidas as prescrições da NB-5: “Cargas para o cálculo de estruturas de edifícios” e da NB-14: “Cálculo e execução de estruturas de aço”. Neste último caso são válidas somente as especificações relativas as cargas e efeitos de coação, esforços solicitantes e outras de caráter genérico.
Em caso de emissão ou de comprovada insuficiência, serão empregadas normas ou regulamentos de outros países ou instituições, sendo especialmente recomendados os padrões da AA (aluminium Association), da ASTM (American Society for Testing Materiais) e da DIN (Deutche Industrie Norm), independentemente das prescrições acima, a presente Especificação faz referências a diversas recomendações na natureza técnica ou prática.
Projeto Estrutural
Serão elaborados projetos básicos eu servirão como orientação tanto no que diz respeito à concepção estrutural adotada, quanto com relação ao projeto arquitetônico.
Identicamente serão especificados os sistemas e os materiais de cobertura e tapamentos laterais.
Características das Ligas de Alumínio
As estruturas são projetadas para fabricação utilizando perfis, chapas e rebites de alumínio estrutural encontrados normalmente no mercado. As conexões e pegas de ligação são executadas em aço galvanizado a fogo.
Perfis
Os perfis utilizados na fabricação de estruturas de alumínio tem como especificações:
Normas Técnicas Fabricantes
ABNT AA/ASTM DIN ALCAN CBA ASA
664440 6351 Al, Mg, SI – 1 B 51 S 51M 6351
Têmpera T – 6: Tratamento térmico de solubilização, seguido de envelhecimento artificial.
Resistência Mecânica
Liga Limite de Ruptura Limite de Escoamento
ABNT Mínimo
Kg/cm2 (*) Típico
Kg/cm2 Mínimo
Kg/cm2 Típicos
Kg/cm2
66440 2.950 3.130 2.600 3.020
(*) Os valores típicos referem-se aos valores obtidos em ensaios mecânicos de resistência à tração.
Resistência à Correção: A liga apresentada é resistente à correção normal e marinha, dispensando qualquer tratamento superficial, até mesmo pintura.
Rebites
Os rebites utilizados na fabricação de estruturas de alumínio têm como especialização:
Normas Técnicas Fabricantes
ABNT AA/ASTM DIN ALCAN CBA ASA
69260 6061 Al, Mag, Si, Cu 65 S 65 M 69260
Têmpera: Obtém a resistência máxima por caldeamento durante o processo de rebitagem.
Resistência Mecânica
Liga Limite de Ruptura Limite de Escoamento
ABNT Mínimo Kg/cm2 Mínimo Kg/cm2
69260 2.670 2.460
Chapas
As chapas utilizadas na fabricação de estruturas de alumínio tem como especificação:
Normas Técnicas Fabricantes
ABNT AA/ASTM DIN ALCAN CBA ASA
52820 5052 – 57 S 57 M 5052
Têmpera H – 38: Obtida por encruamento seguido de estabilização.
Resistência Mecânica
Liga Limite de Ruptura Limite de Escoamento
ABNT Mínimo
Kg/cm2 (*) Típico
Kg/cm2 Mínimo
Kg/cm2 Típicos
Kg/cm2
52820 2.740 3.020 2.600 2670
(*) Os valores típicos referem-se aos valores obtidos em ensaios mecânicos de resistência à tração.
Conceito Estrutural
De acordo com as alternativas oferecidas pelo anteprojeto, as estruturas serão rebitadas o ou parafusadas.
Os desenhos de perfis e os entreliçamentos serão conforme os esforços determinados no cálculo.
Tensões Admissíveis
As tensões admissíveis adotadas no dimensionamento das estruturas deverão ser tomadas de acordo com as especificações típicas (entende-se por típicos, os valores obtidos através de ensaios mecânicos), fornecidos pelas usinas produtoras de alumínio, e pela aplicação dos coeficientes de segurança recomendados no item seguinte.
Coeficientes de Segurança
Os coeficientes de segurança recomendados em função da tensão ou carga são os seguintes:
Tipo de Tensão ou Carga Fator
Tensão de escoamento …………………………………………………………. 1.65
Tensão de ruptura …………………………………………………………………. 2.00
Flambagem ………………………………………………………………………….. 2.00
Cargas de colapso estabelecidos por teste ……………………………… 1.75
.751.20
Flambagem local (que não conduzir a colapso) ………………………. 1.20
Carga de ruptura de parafusos ……………………………………………… 2.20
Na ocorrência de reversão de cargas, exceto sucção de vento ou movimento sismico, as partes da estrutura e suas conexões deverão ser projetadas para suportar a carga máxima em cada sentido, mais de 50% de carga menor.
As estruturas sujeitas a efeitos dinâmicos e fadiga serão calculadas com a consideração de cargas aumentadas em decorrência dos referidos efeitos.
Determinação de Cargas
As cargas atuantes adotadas no cálculo serão conforme as especificadas no ante projeto, com relação aos materiais utilizados na cobertura, tipo de iluminação instalações elétricas e mecânicas, uso do forro, etc. Especial atenção será dada aos efeitos do vento.
Sistema de Apoio das Estruturas
Os aparelhos do sistema de apoio deverão ser especificados e detalhados em função dos efeitos de dilatação e de deformação própria da estrutura de alumínio e levando em conta as características próprias das demais partes da estrutura, em concreto ou aço, possíveis recalques de fundação, deslocamentos dos topos superiores das colunas em função de movimento de pontes e efeitos térmicos.
Especificações de Fabricação
Recebimento dos Materiais
Perfis e chapas de Alumínio.
O recebimento dos perfis e chapas de alumínio para nossa fabricação somente é efetuado mediante a apresentação pela usina produtora, dos correspondentes certificados de análise e propriedades mecânicas, relativas a cada lote embarcado.
Partes em aço
São recebidas de acordo com as especificações da NB-14 da ABNT.
Todas as partes em aço são em seguida galvanizadas à fogo. Um número significativo de amostras é submetido ao ensaio de preece, conforme NB-25 da ABNT, para verificação da qualidade de galvanização e aos ensaios de confirmação da espessura mínima de 70 microns da camada de zinco.
Para o uso de porcas e parafusos de aço, substende-se que estes tenham, sido convenientemente sem descascamento da camada de zinco.
Marcações
As marcações são efetuadas com tinta própria de lápis, não sendo admitidas marcações com punção ou riscador, executados os casos onde marcação vai ser cortada e eliminada ou no caso de marcação de dentro dos furos.
Aquecimento
Em qualquer fase de fabricação somente será permitido trabalhar com material à frio.
Em hipótese alguma será permitido o aquecimento, para a formação de juntas achatadas em tubos componentes de treliças nos casos de estruturas especiais, ou para o dobramento de perfis em estruturas planas.
Corte e Furação
São aplicadas as especificações da NB-14 e das outras normas recomendadas quando a norma brasileira for omissa.
Corte
O material em liga de alumínio deve ser cortado em serras de alta rotação com número relativamente baixo de dentes por polegada. Alternativamente pode ser cortado em guilhotina.
As superfícies de corte devem apresentar-se lisas e livres de rebarbas.
Cortes reentrantes devem s er evitados sempre que possível. Caso necessário, as arestas dos ângulos deverão ser furados, a broca previamente.
Não é permitido o uso de corte com maçarico.
Furação
Os furos para parafusos e rebites poderão ser puncionadas ou furadas a broca à dimensão final. No caso de puncionamento, não será utilizado se a espessura de metal for igual ou maior que o diâmetro do furo.
A folga máxima dos furos com relação ao diâmetro nominal dos parafusos deve ser 1,6 mm.
Os furos para rebites aplicados à frio não devem ter diâmetro maior que 4% do diâmetro nominal do rebite adotado. Não é permitida a furação com maçarico.
Rebitagem
A rebitagem será o processo mais adequado à fabricação das estruturas, conforme as seguintes recomendações:
Os rebites em liga apropriada de alumínio serão do tipo cabeça esférica..
Os rebites deverão ser preferivelmente aplicados à frio mediante a utilização de marteletes pneumáticas, ou processo mecânico-manual adequado.
A operação não deve causar massas ou amassamentos nos perfis ou chapas de alumínio.
Os rebites deverão preencher os furos completamente.
As cabeças dos rebites deverão apresentar-se em posição concêntrica com os furos e em contato adequado com a superfície do metal.
Veja continuação no próximo post
GOSTARIA QUE ME ENVIASSE ALGUMA NORMA ASTM DE LIGA DE ALUMINIO
Gostaria de receber Norma ASTM 5052 – 3003 – 3004- 3104 e 3105.
Todas se referem a chapas de aluminio.
Grato.
Gostaria que me enviassem ou indicassem as normas para cálculo estrutural, utilizando perfis de alumínio.
Obrigado.