Estruturas Tubulares: Projeto, Fabricação e Montagem

Introdução

A viabilidade técnica e econômica, a plástica, as facilidades e obstáculos a serem encontrados durante a execução da obra, são conseqüência direta do projeto estrutural desenvolvido, o qual, quando bem elaborado, prevê e define todas as situações, obstáculos e características que a referida estrutura deverá obter.

As estruturas metálicas, por serem pré fabricadas, requerem definição antecipada da obra, de todos os elemento que integram o seu conjunto, além da precisão construtiva , sem qual os problemas de montagem serão inevitáveis. Nessas obras, quando bem projetadas, as costumeiras e desagradáveis surpresas são eliminadas, com elas todos os desperdícios das tão familiares construções convencionais com concreto moldado "in loco".

O êxito de tal modalidade construtiva está diretamente ligado ao bom projeto, o qual propicia total conhecimento da estrutura, prevê falhas, enfim antecipa todos os fatos que irão ocorrer durante as diversas etapas da vida útil da edificação, desde a sua fabricação até a fase final de seu uso, para o qual ela será concebida.

A obtenção deste resultado final só é possível com o total entrosamento entre todos os especialistas que participarão efetivamente da execução da obra, desde a fase de sua concepção inicial, até a sua fase de montagem e conclusão das obras civis. A efetiva participação do arquiteto responsável pela concepção do projeto é fundamental na definição da plástica da edificação, na determinação dos espaços e dimensões necessários ao bom funcionamento e atendimento das necessidades geradoras da obra.

Especialmente nas construções metálicas, ainda não popularizadas em nosso cotidiano, a participação do responsável pela fabricação da estrutura é fundamental. Conhecedor da capacidade fabril de sua industria, deve participar intensamente, adequando e otimizando as necessidades arquitetônicas e estruturais às boas condições de produtividade e conseqüente otimização de custos de fabricação e montagem.

Especialmente nas estruturas tubulares, cujo uso ainda é incipiente em nosso país, a capacitação fabril de produção é fator fundamental no custo da estrutura. Dessa forma, o desenvolvimento do projeto estrutural deve ser acompanhado pelo fabricante e pelo arquiteto autor do projeto. Em comum acordo serão definidos todos os detalhes executivos da estrutura, os quais devem possuir alto índice de repetição. Essa padronização de detalhes que já é primordial nas estruturas metálicas convencionais, é ainda mais importante nas estruturas tubulares.

Além disso, devemos ter em mente que a utilização de chapas de ligação padronizadas pode ser uma boa opção para a fabricação, especialmente para as empresas não voltadas para a fabricação de estruturas tubulares, evitando a execução de ligações artesanais, com baixos índices de produtividade.

Ao projetarmos estruturas tubulares, devemos nos lembrar que a grande maioria das empresas produtoras de estruturas metálicas ainda não tiveram a oportunidade de se adequarem a esta modalidade construtiva, uma vez que o desenvolvimento de estruturas metálicas no Brasil foi baseado no uso de perfis soldados do tipo I ou H, produzidos a partir de chapas. Outras empresas, em menor número em nosso parque industrial, já tem maior prática e técnica desenvolvida na execução de detalhes padronizados, o que significa de forma preponderante a execução dos mesmos. Nesses casos não há perda de produtividade na fabricação.

Empresas especializadas na execução de ligações do tipo "Boca de Lobo", afirmam que tais ligações podem ter custo variando de 25% do custo da matéria prima , podendo este custo alcançar o valor de 5 vezes o preço da mesma.

Tubos Estruturais: Aços, Soldabilidade e Tolerâncias

Os tubos sem costura são produzidos por processo de laminação a quente, a partir de bloco maciço de seção redonda de aço, o qual será laminado e perfurado por mandril, obtendo-se dessa maneira, suas dimensões finais.

São resfriados em leito de resfriamento, até temperatura ambiente, e, por possuírem uniforme distribuição de massa em torno de seu centro,mantém temperatura praticamente constante ao longo de todo o seu comprimento e em qualquer ponto de sua seção transversal. Por esse motivo possuem baixo nível de tensões residuais , o que os distingue de tubos de aço com costura, produzidos a partir de chapas de aço calandrada e costurados (soldados) no encontro das mesmas.

A região afetada termicamente pelo processo de soldagem possui níveis de tensões residuais diferente das demais regiões da seção transversal do tubo, também tensionadas devido ao processo de calandragem e expansão. Tal uniformidade encontrada nos tubos sem costura conduz a uma melhor performance do aço em seu emprego estrutural.
Os aços estruturais empregados na fabricação dos tubos sem costuras de seção transversal circular, produzidos pela VMB e os tubos sem costura de seção transversal quadrada e retangular atendem a diversas normas nacionais e internacionais.

De uma forma geral estes podem ser especificados em conformidade com as seguintes normas ISO (Internacional Standards Organisation):

  • ISO 630 Structural Steels
  • ISO 4951 High Yield Strength Steel Bars and Sections
  • ISO 4952 Structural Steel With Improved Corrosion Resistance

tabela-tubo-estruturais

(Clique para ampliar)


Outros aços podem ser produzidos, porém existe necessidade de se atender as quantidades mínimas de produção dos mesmos. Os tubos sem costura poderão em principio, também ser produzidos com níveis de resistência mecânica mais altos do que apontados na tabela 1 (limite de Escoamento  400 Mpa), porém a especificação de tais produtos deve ser feita extraordinariamente, com consulta prévia a VMB.



     
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