Verificação da Integridade Estrutural e da Capacidade de Carga
Problemas de integridade estrutural tornar-se-ão rapidamente evidentes no projeto de edifícios de aço pré-fabricados quando a espessura dos materiais, o espaçamento entre colunas ou a ancoragem das fundações não corresponderem às cargas operacionais atuantes no edifício. Além disso, as ligações da estrutura secundária e as cargas dinâmicas provenientes de equipamentos e estoques armazenados no edifício representarão riscos ainda maiores caso não sejam incluídas nos cálculos de carga.
Causas da deformação precoce em edifícios de aço pré-fabricados subdimensionados
A deformação excessiva das vigas e colunas de estruturas de aço e portais de aço ocorre, principalmente, devido à ausência de cálculos adequados das cargas acidentais e permanentes. Em casos infelizes, valas de escavação localizam aço de qualidade inferior nas ligações, e a estrutura de aço rompe-se de forma repetitiva, sem margem para questionamento. Pesquisas sobre o desempenho de edifícios mostram que edifícios não projetados saem de serviço sete vezes mais do que edifícios projetados com cálculos de cargas.
Cálculos de cargas de vento e sísmicas conforme EN 1991-1-4 e ASCE 7-22
No âmbito da EN 1991-1-4, exige-se um estudo localizado de sucção pelo vento, com zonas de vento definidas. Nas áreas costeiras, espera-se que a sucção pelo vento seja maior do que no interior. Nas disposições da ASCE 7-22, as categorias sísmicas estão relacionadas aos tipos de solo, e a ausência dessa relação é uma das razões pelas quais 32% das falhas em parafusos de ancoragem foram atribuídas a auditorias estruturais. Nas áreas onde as cargas de neve têm um valor igual ou superior a 1,6 kN/m², o uso conjunto dessas duas normas torna-se a prática habitual para abordar as cargas combinadas.
Estudo de Caso: Colapso na Província Costeira de Guangdong (2022), associado à resistência não verificada à sucção pelo vento
O colapso de um armazém em Guangdong em 2022 revelou uma falha significativa na resistência à pressão do vento. O edifício resistiu a pressões do vento de 0,35 kN/m², enquanto o requisito para a região era de 0,85 kN/m². As investigações atribuíram a falha às terças e às caibros do telhado. Os elementos do telhado em questão não possuíam um sistema de contraventamento e estavam espaçados a 1,5 m, ou seja, 40 % maior que o espaçamento previsto na norma ASCE 7–22. O incidente resultou em atualizações na fiscalização regulatória em escala nacional. Essas atualizações concentraram-se especificamente no requisito de cálculos de cargas de vento assimétricas em projetos costeiros de estruturas pré-fabricadas.
Avaliar a Proteção contra Corrosão para a Durabilidade de Estruturas de Armazéns de Aço Pré-fabricados
Por Que a Corrosão Localizada Causa 68 % das Falhas Prematuras de Armazéns de Aço Pré-fabricados (ISO 12944–2018)
A corrosão localizada, de acordo com a ISO 12944–2018, inicia-se em pontos fracos, como bordas cortadas, soldas ou áreas sujeitas a desgaste, o que pode resultar na falha do revestimento protetor. A umidade pode provocar uma forma de corrosão concentrada que ocorre sob a superfície. Isso pode causar a falha do revestimento protetor e concentrar tensões nessa região. Esses ataques podem reduzir significativamente a confiabilidade da estrutura, enquanto a corrosão pode permanecer invisível e indetectada por longo tempo.
O Aparelhamento Adequado entre Sistemas de Galvanização a Quente e Revestimentos para as Classes de Severidade Ambiental C3–C5
A prevenção da corrosão deve ser adequada à classificação ambiental:
Áreas Industriais e Costeiras (C5-M): Galvanização a Quente (≥85 μm) + Revestimento superior epóxi-políuretano
Áreas Úmidas Temperadas (C4): Primer rico em zinco + Revestimento superior de poliéster de 200 μm
Ambientes Internos Secos (C3): Revestimento em pó de poliéster isolado é suficiente
No agressivo ambiente marinho de Guangdong
Validar a Seleção da Classe de Aço e a Certificação do Material
Variação da resistência ao escoamento em lotes não certificados de aço Q345B — risco de até 15%
Devido ao teor incerto de aço Q345B certificado, a segurança pode ficar comprometida: resultados de ensaios independentes indicam resistência ao escoamento abaixo da especificação, causada por laminação a quente, falta de controle e distribuição irregular da liga, resultando em reduções de resistência de até 15%. Essa variação compromete a integridade estrutural do material. Os relatórios de ensaio de usina EN 10204 3.1 são a única verificação reconhecida e fornecem um relatório de resultados de ensaio, incluindo análise química, verificação da resistência ao escoamento/resistência à tração e rastreabilidade para cada lote.
No que diz respeito às normas ASTM A656 e EN 10025–2, vale a pena avaliar a resistência mínima ao escoamento e à tração, bem como sua capacidade de conformação a frio.
Norma Resistência Mínima ao Escoamento Resistência Mínima à Tração Adequação à Conformação a Frio
ASTM A656 Grau 50 345 MPa 450 MPa Limitada (espessura ≥16 mm)
EN 10025–2 S355 355 MPa 470 MPa Excelente (todos os perfis)
A norma EN 10025–2 S355 oferece ductilidade e soldabilidade significativamente superiores em comparação com a ASTM A656, resultando em uma redução de 40% no risco de fissuração em ligações complexas. Além disso, suas características mecânicas previsíveis, combinadas com evidências de terceiros, fornecem excelente suporte para detalhamento sísmico confiável.
Confirmação de Conformidade com Normas Internacionais e Certificações de Qualidade
41% das importações de galpões pré-fabricados em aço foram rejeitadas pelo mercado europeu (relatório de 2023) devido a lacunas na documentação da Classe de Execução 2 da norma EN 1090-1
Para mercados sujeitos a regulamentação legal, a certificação da Classe de Execução 2 da norma EN 1090-1 é obrigatória para estruturas de aço pré-fabricadas portantes. Um relatório da União Europeia (UE) de 2023 indicou que 41% das importações foram rejeitadas devido à ausência de alguns documentos críticos, como procedimentos de soldagem, rastreabilidade dos materiais e registros de ensaios de carga. A falha em fornecer documentação completa resulta em atrasos e aumenta os custos totais em 15%–30%, principalmente devido aos custos associados ao armazenamento, retrabalho e novos ensaios. Os membros devem sempre exigir:
- Certificação verificada por terceiros para o Controle de Produção na Fábrica (FPC)
- Marcação CE acompanhada de uma Declaração de Desempenho, em conformidade com o Anexo ZA
- Arquivos técnicos detalhando a proteção contra corrosão, bem como as ligações e as hipóteses de carga
A falta de uma certificação ISO 9001 de um fornecedor indica a incapacidade de fornecer um rastreamento completo (audit trail) do seu sistema de gestão da qualidade. Isso representa um desafio para a conformidade com os requisitos relativos a ações sísmicas, forças de arrancamento (uplift), corrosão e durabilidade a longo prazo.
Seção de Perguntas Frequentes
Por que a proteção contra corrosão é crítica para estruturas pré-fabricadas de aço destinadas a armazéns?
A importância no projeto de armazéns reside em garantir que a estrutura não entre em colapso e permaneça em um estado estável; assim, evitam-se deformações e deteriorações causadas pela falha de projetos que não foram dimensionados para suportar as cargas operacionais.
Quais normas devem ser consideradas na análise das cargas de vento e sísmicas?
Normas como a EN 1991-1-4 e a ASCE 7-22 enfatizam a importância da análise das cargas de vento e sísmicas para o projeto de estruturas, a fim de evitar riscos associados à falha estrutural, por exemplo, a falha de parafusos de ancoragem.
Como a corrosão afeta os armazéns pré-fabricados em aço?
A corrosão localizada é especialmente perigosa para soldas, juntas e bordas cortadas. Isso pode concentrar tensões em um elemento estrutural e degradar a integridade do material. Em última análise, essa forma de corrosão localizada resulta em falha prematura da estrutura.
As classificações C3, C4 e C5 são utilizadas na norma ISO 12944–2018 e determinam as medidas protetoras adotadas para prevenir a corrosão. As áreas que exigem sistemas C5-M são ambientes marinhos e industriais.
Qual é o valor de utilizar um aço de qualidade superior na construção do armazém?
Ao empregar um aço de qualidade superior, como o EN 10025–2 S355, o aço apresentaria um desempenho muito melhor contra terremotos e, devido à sua natureza dúctil, haveria uma redução significativa na tensão de escoamento.
Quais são os aspectos cruciais para compatibilidade global?
Para os mercados globais e para a realização de comércio internacional, as normas relevantes são a EN 1090–1 (Classe de Execução 2), a marcação CE e os sistemas de gestão da qualidade ISO 9001.