Você já se perguntou sobre a impressionante resistência e versatilidade das vigas I na construção? Nesta postagem do blog, vamos nos aprofundar no mundo desses componentes estruturais essenciais. Como engenheiro mecânico experiente, compartilharei insights sobre os tipos, as especificações e os cálculos de peso das vigas em I. Prepare-se para descobrir como essas vigas aparentemente simples podem ser usadas na construção civil. Prepare-se para descobrir como essas vigas, aparentemente simples, desempenham um papel crucial na criação de estruturas robustas e confiáveis.
As vigas em I, também conhecidas como vigas H ou vigas de flange largo, são membros de aço estrutural caracterizados por sua seção transversal em forma de I. Esse perfil consiste em dois elementos horizontais chamados flanges, conectados por um componente vertical conhecido como alma. As vigas em I são amplamente utilizadas na construção e na engenharia devido à sua excelente relação resistência/peso e à versatilidade de suas capacidades de suporte de carga.
Em geral, essas vigas são fabricadas por laminação a quente, um processo que garante propriedades uniformes do material e controle dimensional preciso. As vigas I estão disponíveis em vários tamanhos e graus, com duas categorias principais:
As vigas em I são excelentes na resistência a momentos de flexão e forças de cisalhamento, o que as torna ideais para uso como membros de suporte primário em edifícios, pontes e estruturas industriais. Seu projeto permite uma distribuição eficiente do material, com os flanges resistindo principalmente às tensões de flexão e a alma lidando com as forças de cisalhamento.
A seleção de uma viga em I adequada depende de fatores como a capacidade de carga necessária, o comprimento do vão e os requisitos específicos do projeto. Os engenheiros geralmente consultam tabelas padronizadas e códigos de projeto para determinar o tamanho e a classe ideais da viga em I para uma determinada aplicação, garantindo a integridade estrutural e a relação custo-benefício.
As vigas I são classificadas em três categorias principais: vigas I padrão, vigas I leves e vigas I de flange largo. Essa classificação é baseada nas propriedades geométricas e nos processos de fabricação das vigas.
A categorização das vigas I é ainda mais refinada com base na relação entre a largura do flange e a altura da alma, resultando em quatro perfis distintos: vigas I de flange largo, médio, estreito e largo. Essa proporção influencia significativamente a capacidade de suporte de carga da viga, a resistência à torção e o desempenho estrutural geral.
As vigas I padrão e leves são normalmente fabricadas em alturas que variam de 100 mm a 600 mm (10 a 60 centímetros). Essa faixa atende a vários requisitos estruturais em aplicações de construção e engenharia.
As vigas I leves são caracterizadas por seus flanges estreitos e tramas finas, resultando em uma relação peso/altura menor em comparação com as vigas I padrão de altura equivalente. Esse projeto otimiza o uso do material, mantendo a resistência adequada para condições de carga específicas.
As vigas I de flange largo, geralmente chamadas de vigas H devido ao seu formato, apresentam flanges paralelos sem conicidade. Essas vigas são conhecidas por sua relação custo-benefício e distribuição eficiente de carga. Elas são produzidas usando um laminador universal de quatro alturas, o que dá origem à sua designação alternativa como "vigas universais" ou "colunas universais".
Normas nacionais e internacionais, como ASTM A6/A6M e EN 10365, foram estabelecidas para regular as dimensões, as tolerâncias e as propriedades mecânicas de vigas I padrão e leves. Essas normas garantem a consistência na fabricação e facilitam a integração das vigas I em projetos estruturais em vários setores.
As vigas I laminadas a quente, conforme especificado na norma GB/T 706-2008 para seções de aço estrutural, normalmente são fornecidas em comprimentos que variam de 5 a 19 metros. Essa norma descreve parâmetros cruciais, incluindo tolerâncias dimensionais, geometria da seção transversal, especificações de peso e desvios permitidos.
No setor de fabricação de aço, as vigas I são normalmente fornecidas com base no peso real ou no peso teórico. A tolerância padrão do setor para o desvio de peso entre o peso teórico e o peso real de uma viga em I é rigidamente controlada, geralmente ficando em uma faixa de -5% a +3%. Essa tolerância leva em conta pequenas variações na densidade do aço, na precisão da laminação e em outros fatores de fabricação.
Para determinar com precisão o peso de uma viga I para fins de projeto, aquisição ou logística, os engenheiros e fabricantes de aço utilizam calculadoras especializadas de peso de vigas I. Essas ferramentas incorporam dados dimensionais precisos, densidade do material e fatores de forma para fornecer estimativas de peso confiáveis. A calculadora abaixo oferece um método rápido e preciso para determinar os pesos das vigas I com base em perfis padrão e dimensões personalizadas:
Ao usar essa calculadora, é importante considerar fatores como:
Para aplicações críticas, é recomendável consultar as folhas de dados específicas do fabricante ou realizar medições físicas para garantir a determinação mais precisa do peso.
Ferramenta relacionada: Calculadora de peso de aço
Para simplificar os cálculos de peso, os engenheiros e empreiteiros costumam consultar tabelas de peso de vigas I padronizadas. Essas tabelas normalmente fornecem o peso por pé ou metro para vários tamanhos e perfis de vigas.
Aqui está um exemplo de tabela de peso de aço de viga I para tamanhos comuns (em unidades imperiais):
Tabela de peso da viga I comum laminada a quente
Modelo | Tamanho (mm) | Área seccional | Peso | ||||
h | b | d | t | r1 | cm² | kg/m | |
10 | 100 | 68 | 4.5 | 7.6 | 3.3 | 14.3 | 11.2 |
12.6 | 126 | 74 | 5 | 8.4 | 3.5 | 18.1 | 14.2 |
14 | 140 | 80 | 5.5 | 9.1 | 3.8 | 21.5 | 16.9 |
16 | 160 | 88 | 6 | 9.9 | 4 | 26.1 | 20.5 |
18 | 180 | 94 | 6.5 | 10.7 | 4.3 | 30.6 | 24.1 |
20a | 200 | 100 | 7 | 11.4 | 4.5 | 35.5 | 27.9 |
20b | 200 | 102 | 9 | 11.4 | 4.5 | 39.5 | 31.1 |
22a | 220 | 110 | 7.5 | 12.3 | 4.8 | 42 | 33 |
22b | 220 | 112 | 9.5 | 12.3 | 4.8 | 46.4 | 36.4 |
25a | 250 | 116 | 8 | 13 | 5 | 48.5 | 38.1 |
25b | 250 | 118 | 10 | 13 | 5 | 53.5 | 42 |
28a | 280 | 122 | 8.5 | 13.7 | 5.3 | 55.45 | 43.4 |
28b | 280 | 124 | 10.5 | 13.7 | 5.3 | 61.05 | 47.9 |
32a | 320 | 130 | 9.5 | 15 | 5.8 | 67.05 | 52.7 |
32b | 320 | 132 | 11.5 | 15 | 5.8 | 73.45 | 57.7 |
32c | 320 | 134 | 13.5 | 15 | 5.8 | 79.95 | 62.8 |
36a | 360 | 136 | 10 | 15.8 | 6 | 76.3 | 59.9 |
36b | 360 | 138 | 12 | 15.8 | 6 | 83.5 | 65.6 |
36c | 360 | 140 | 14 | 15.8 | 6 | 90.7 | 71.2 |
40a | 400 | 142 | 10.5 | 16.5 | 6.3 | 86.1 | 67.6 |
40b | 400 | 144 | 12.5 | 16.5 | 6.3 | 94.1 | 73.8 |
40c | 400 | 146 | 14.5 | 16.5 | 6.3 | 102 | 80.1 |
45a | 450 | 150 | 11.5 | 18 | 6.8 | 102 | 80.4 |
45b | 450 | 152 | 13.5 | 18 | 6.8 | 111 | 87.4 |
45c | 450 | 154 | 15.5 | 18 | 6.8 | 120 | 94.5 |
50a | 500 | 158 | 12 | 20 | 7 | 119 | 93.6 |
50b | 500 | 160 | 14 | 20 | 7 | 129 | 101 |
50c | 500 | 162 | 16 | 20 | 7 | 139 | 109 |
56a | 560 | 166 | 12.5 | 21 | 7.3 | 135.25 | 106.2 |
56b | 560 | 168 | 14.5 | 21 | 7.3 | 146.45 | 115 |
56c | 560 | 170 | 16.5 | 21 | 7.3 | 157.85 | 123.9 |
63a | 630 | 176 | 13 | 22 | 7.5 | 154.9 | 121.6 |
63b | 630 | 178 | 15 | 22 | 7.5 | 167.5 | 131.5 |
63c | 630 | 180 | 17 | 22 | 7.5 | 180.1 | 141 |
Tabela de peso da viga I leve laminada a quente
Modelo | Tamanho (mm) | Área seccional | Peso | ||||
h | b | d | t | r1 | cm² | kg/m | |
10 | 100 | 68 | 4.5 | 7.6 | 3.3 | 14.3 | 11.2 |
12.6 | 126 | 74 | 5 | 8.4 | 3.5 | 18.1 | 14.2 |
14 | 140 | 80 | 5.5 | 9.1 | 3.8 | 21.5 | 16.9 |
16 | 160 | 88 | 6 | 9.9 | 4 | 26.1 | 20.5 |
18 | 180 | 94 | 6.5 | 10.7 | 4.3 | 30.6 | 24.1 |
20a | 200 | 100 | 7 | 11.4 | 4.5 | 35.5 | 27.9 |
20b | 200 | 102 | 9 | 11.4 | 4.5 | 39.5 | 31.1 |
22a | 220 | 110 | 7.5 | 12.3 | 4.8 | 42 | 33 |
22b | 220 | 112 | 9.5 | 12.3 | 4.8 | 46.4 | 36.4 |
25a | 250 | 116 | 8 | 13 | 5 | 48.5 | 38.1 |
25b | 250 | 118 | 10 | 13 | 5 | 53.5 | 42 |
28a | 280 | 122 | 8.5 | 13.7 | 5.3 | 55.45 | 43.4 |
28b | 280 | 124 | 10.5 | 13.7 | 5.3 | 61.05 | 47.9 |
32a | 320 | 130 | 9.5 | 15 | 5.8 | 67.05 | 52.7 |
32b | 320 | 132 | 11.5 | 15 | 5.8 | 73.45 | 57.7 |
32c | 320 | 134 | 13.5 | 15 | 5.8 | 79.95 | 62.8 |
36a | 360 | 136 | 10 | 15.8 | 6 | 76.3 | 59.9 |
36b | 360 | 138 | 12 | 15.8 | 6 | 83.5 | 65.6 |
36c | 360 | 140 | 14 | 15.8 | 6 | 90.7 | 71.2 |
40a | 400 | 142 | 10.5 | 16.5 | 6.3 | 86.1 | 67.6 |
40b | 400 | 144 | 12.5 | 16.5 | 6.3 | 94.1 | 73.8 |
40c | 400 | 146 | 14.5 | 16.5 | 6.3 | 102 | 80.1 |
45a | 450 | 150 | 11.5 | 18 | 6.8 | 102 | 80.4 |
45b | 450 | 152 | 13.5 | 18 | 6.8 | 111 | 87.4 |
45c | 450 | 154 | 15.5 | 18 | 6.8 | 120 | 94.5 |
50a | 500 | 158 | 12 | 20 | 7 | 119 | 93.6 |
50b | 500 | 160 | 14 | 20 | 7 | 129 | 101 |
50c | 500 | 162 | 16 | 20 | 7 | 139 | 109 |
56a | 560 | 166 | 12.5 | 21 | 7.3 | 135.25 | 106.2 |
56b | 560 | 168 | 14.5 | 21 | 7.3 | 146.45 | 115 |
56c | 560 | 170 | 16.5 | 21 | 7.3 | 157.85 | 123.9 |
63a | 630 | 176 | 13 | 22 | 7.5 | 154.9 | 121.6 |
63b | 630 | 178 | 15 | 22 | 7.5 | 167.5 | 131.5 |
63c | 630 | 180 | 17 | 22 | 7.5 | 180.1 | 141 |
Ao usar esses gráficos, é importante levar em consideração:
Para cálculos precisos, especialmente em aplicações estruturais críticas, é recomendável consultar as especificações do fabricante ou usar um software especializado em engenharia estrutural.
Compreender e calcular com precisão os pesos das vigas I é fundamental para:
Ao utilizar os gráficos de peso de aço de vigas I, os profissionais podem simplificar seus processos de projeto e construção, garantindo eficiência e precisão em projetos de aço estrutural.