Estruturas Metálicas
Tabela de parafusos estruturais: diâmetro, furo e classe
Magis Soluções
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Ligação parafusada de estrutura metálica tem quatro números que precisam bater: o diâmetro do parafuso, o furo, a distância entre furos e a distância até a borda da chapa. Quando um deles sai errado na fabricação, a peça chega na obra e não monta, ou monta e fica fraca.
Direto ao ponto: as tabelas abaixo trazem os diâmetros usuais em milímetro (M12 a M30) e em polegada (1/2″ a 1″), com área bruta, área efetiva de tração, furo padrão e as distâncias de referência entre furos e até a borda. Depois vêm as classes (A307, A325, A490, 8.8 e 10.9), a marcação na cabeça, a porca e a arruela certas e como o aperto é controlado.
Rosca métrica grossa ISO. A área efetiva de tração é a que conta na resistência da rosca, e é menor que a área bruta do corpo. O furo padrão é o diâmetro do parafuso mais 1,5 mm.
| Parafuso | Passo (mm) | Área bruta (mm²) | Área de tração (mm²) | Furo padrão (mm) | Entre furos, 3d (mm) | Até a borda, referência (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M12 | 1,75 | 113 | 84 | 13,5 | 36 | 15 a 21 |
| M16 | 2,00 | 201 | 157 | 17,5 | 48 | 20 a 28 |
| M20 | 2,50 | 314 | 245 | 21,5 | 60 | 25 a 35 |
| M22 | 2,50 | 380 | 303 | 23,5 | 66 | 28 a 39 |
| M24 | 3,00 | 452 | 353 | 25,5 | 72 | 30 a 42 |
| M27 | 3,00 | 573 | 459 | 28,5 | 81 | 34 a 48 |
| M30 | 3,50 | 707 | 561 | 31,5 | 90 | 38 a 53 |
Esta tabela serve como referência de dimensões e geometria. Ela sozinha não indica qual parafuso usar. Diâmetro, classe, quantidade e posição dos furos dependem dos esforços da ligação, do vão, das cargas, do vento da região (NBR 6123) e das condições de apoio. Confirme sempre com o responsável técnico, com a NBR 8800 e com o catálogo do fabricante.
Use a tabela para conferir desenho e gabarito de furação. Distância final é a do detalhe de projeto.
Rosca UNC, a mais comum nos parafusos ASTM. O furo padrão é o diâmetro mais 1/16″.
| Parafuso | Diâmetro (mm) | Fios por polegada | Área bruta (mm²) | Área de tração (mm²) | Furo padrão | Entre furos, 3d (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1/2″ | 12,7 | 13 | 126,7 | 91,5 | 9/16″ (14,3 mm) | 38 |
| 5/8″ | 15,9 | 11 | 197,9 | 145,8 | 11/16″ (17,5 mm) | 48 |
| 3/4″ | 19,0 | 10 | 285,0 | 215,8 | 13/16″ (20,6 mm) | 57 |
| 7/8″ | 22,2 | 9 | 387,9 | 297,9 | 15/16″ (23,8 mm) | 67 |
| 1″ | 25,4 | 8 | 506,7 | 390,8 | 1 1/16″ (27,0 mm) | 76 |
As áreas de tração das duas tabelas foram calculadas no script pela fórmula da rosca, a partir do diâmetro e do passo, e conferidas contra os valores de tabela ISO e UNC. O parafuso de 3/4″ (19,05 mm) é o mais usado em ligação de galpão e mezanino; o M20 é o equivalente métrico mais próximo, com área de tração um pouco maior.
| Classe | Ruptura mínima (MPa) | Marcação na cabeça | Uso |
|---|---|---|---|
| ASTM A307 | 415 | Marca do fabricante, às vezes 307A | Ligação secundária, sem exigência de protensão |
| ASTM A325 (hoje F3125 grau A325) | 825 até 1″ | A325 e marca do fabricante | Ligação estrutural principal |
| ASTM A490 (hoje F3125 grau A490) | 1.035 | A490 e marca do fabricante | Ligação de esforço alto |
| ISO classe 8.8 | 800 | 8.8 e marca do fabricante | Equivalente métrico usual do A325 |
| ISO classe 10.9 | 1.000 | 10.9 e marca do fabricante | Equivalente métrico usual do A490 |
Na classe ISO, os dois números contam a história: em 8.8, o primeiro 8 indica ruptura de 800 MPa e o segundo indica escoamento de 80% disso, 640 MPa. Em 10.9, ruptura de 1.000 MPa e escoamento de 900 MPa.
Cuidado com a cabeça de três traços radiais. Essa marca é do SAE grau 5, parafuso de uso mecânico e automotivo. Ele tem resistência parecida com o A325, mas segue outra especificação e só entra em estrutura se o projeto aceitar.
| Parafuso | Porca | Arruela |
|---|---|---|
| A307 | ASTM A563 grau A | Comum, quando o projeto pedir |
| A325 preto ou galvanizado | ASTM A563 grau DH ou A194 2H | Endurecida ASTM F436 |
| A490 | ASTM A563 grau DH ou A194 2H | Endurecida ASTM F436 |
| ISO 8.8 | Classe 8 | Endurecida |
| ISO 10.9 | Classe 10 | Endurecida |
Compre o conjunto do mesmo fornecedor e do mesmo lote, com certificado. Porca mais fraca que o parafuso espana a rosca antes de o parafuso chegar à força de projeto.
A camada de zinco engrossa a rosca. Por isso a porca para parafuso galvanizado a fogo vem com rosca sobremedida, aberta depois da galvanização. Porca comum não entra, e forçar com chave arranca o zinco. O A325 aceita galvanização a fogo. O A490 não deve ser galvanizado a fogo, porque o processo pode fragilizar o aço de alta resistência. Mais sobre o processo em galvanização a fogo.
Quer ver ligações parafusadas detalhadas dentro de projetos completos, com chapa, furação e lista de materiais? A Biblioteca tem mais de 1.500 arquivos em AutoCAD, entre galpões, mezaninos, escadas, ligações e detalhes, editáveis.
Ver a Biblioteca →O projeto define como cada ligação é apertada. São dois níveis:
O torque fica conforme fabricante e projeto. O mesmo torque dá forças bem diferentes no parafuso conforme a lubrificação, a galvanização e o estado da rosca, e por isso tabela genérica de torque é perigosa. Para controlar a protensão, os métodos usuais são:
Na ligação por contato, a carga passa pelo corpo do parafuso apoiado na parede do furo. Na ligação por atrito, também chamada de deslizamento crítico, o parafuso protendido aperta as chapas e a carga passa pelo atrito entre elas. A ligação por atrito exige superfície preparada conforme o projeto, em geral sem tinta comum na faixa de contato. A protensão tem que ser controlada em todos os parafusos. O cálculo de cada tipo está em cálculo de ligação em estrutura metálica, e os detalhes de nó aparecem em ligação viga-pilar engastada e ligação viga-pilar articulada.
Chumbador de base de pilar segue outra especificação, como a ASTM F1554, e tem cálculo próprio de ancoragem no concreto. O assunto está em chapa de base de estrutura metálica.
Parafuso e ligação avulsa ficam com o projeto de cada ligação. Em galpão metálico, informe as medidas e o eGalpão faz o resto: pré-dimensionamento do pórtico, terças, contraventamento e sapatas, com a lista de materiais e o peso de cada peça para orçar.
Conhecer o eGalpão →O furo padrão é o diâmetro do parafuso mais 1,5 mm, ou seja, 21,5 mm. Furo alargado ou oblongo só entra quando o projeto indicar.
O A325 é especificação americana, em polegada na maior parte do mercado, com ruptura mínima de 825 MPa. O 8.8 é classe ISO métrica, com ruptura de 800 MPa. São parecidos, mas seguem normas diferentes e um só substitui o outro com aprovação do projeto.
A distância usual de projeto entre centros é 3 vezes o diâmetro do parafuso. A NBR 8800 aceita um mínimo de 2,7 vezes o diâmetro. A distância até a borda depende do tipo de borda e vem de tabela da norma.
O torque fica conforme fabricante e projeto. O valor muda com a lubrificação e o acabamento da rosca, e por isso a protensão é controlada por volta da porca, chave calibrada no lote, arruela indicadora ou parafuso com controle de tração.
A490 e A325 galvanizado não podem ser reaproveitados depois de protendidos. Parafuso apenas apertado sem folga pode ser reaproveitado se estiver em bom estado e o projeto permitir. Na dúvida, troque o conjunto.