Estruturas Metálicas

Tabela de parafusos estruturais: diâmetro, furo e classe

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Tabela de parafusos estruturais: diâmetro, furo e classe

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.

Tabela de parafusos estruturais: conjunto parafuso, porca e arruela em corte, marcação de cabeça A325, A490, 8.8 e 10.9 e distâncias s entre furos e e até a borda, com s ≥ 3d
Parafuso, porca e arruela da mesma classe, com furação nas distâncias mínimas.

Tabela de parafusos estruturais em milímetro

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.

ParafusoPasso (mm)Área bruta (mm²)Área de tração (mm²)Furo padrão (mm)Entre furos, 3d (mm)Até a borda, referência (mm)
M121,751138413,53615 a 21
M162,0020115717,54820 a 28
M202,5031424521,56025 a 35
M222,5038030323,56628 a 39
M243,0045235325,57230 a 42
M273,0057345928,58134 a 48
M303,5070756131,59038 a 53
Atenção aos parafusos

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.

Como ler as colunas de distância

  • Entre furos (s): 3d, três vezes o diâmetro, é a distância usual de projeto entre centros. A NBR 8800 aceita um mínimo menor, de 2,7d, e o projeto pode pedir mais.
  • Até a borda (e): a faixa vai de cerca de 1,25d, em borda laminada ou cortada a maçarico, até cerca de 1,75d, em borda cortada com tesoura ou serra. O valor mínimo exato está em tabela da NBR 8800 e muda com o tipo de borda.
  • Máximos: a norma também limita a distância máxima entre furos e até a borda, para evitar que as chapas abram entre parafusos e acumulem umidade.

Use a tabela para conferir desenho e gabarito de furação. Distância final é a do detalhe de projeto.

Tabela de parafusos estruturais em polegada

Rosca UNC, a mais comum nos parafusos ASTM. O furo padrão é o diâmetro mais 1/16″.

ParafusoDiâmetro (mm)Fios por polegadaÁrea bruta (mm²)Área de tração (mm²)Furo padrãoEntre furos, 3d (mm)
1/2″12,713126,791,59/16″ (14,3 mm)38
5/8″15,911197,9145,811/16″ (17,5 mm)48
3/4″19,010285,0215,813/16″ (20,6 mm)57
7/8″22,29387,9297,915/16″ (23,8 mm)67
1″25,48506,7390,81 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.

Classes de parafuso estrutural

ClasseRuptura mínima (MPa)Marcação na cabeçaUso
ASTM A307415Marca do fabricante, às vezes 307ALigação secundária, sem exigência de protensão
ASTM A325 (hoje F3125 grau A325)825 até 1″A325 e marca do fabricanteLigação estrutural principal
ASTM A490 (hoje F3125 grau A490)1.035A490 e marca do fabricanteLigação de esforço alto
ISO classe 8.88008.8 e marca do fabricanteEquivalente métrico usual do A325
ISO classe 10.91.00010.9 e marca do fabricanteEquivalente 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.

Porca e arruela certas para cada parafuso

ParafusoPorcaArruela
A307ASTM A563 grau AComum, quando o projeto pedir
A325 preto ou galvanizadoASTM A563 grau DH ou A194 2HEndurecida ASTM F436
A490ASTM A563 grau DH ou A194 2HEndurecida ASTM F436
ISO 8.8Classe 8Endurecida
ISO 10.9Classe 10Endurecida

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.

Parafuso galvanizado e porca sobremedida

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.

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Aperto: apertado sem folga ou protendido

O projeto define como cada ligação é apertada. São dois níveis:

  • Apertado sem folga: as chapas ficam encostadas, com o aperto de um montador usando chave comum até o fim do curso. Serve para a maioria das ligações por contato.
  • Protendido: o parafuso recebe uma força de tração mínima definida em norma. É exigido em ligação por atrito, em ligação sujeita a vibração ou inversão de esforço e onde o projeto pedir.

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:

  1. Volta da porca: aperte sem folga, marque porca e ponta do parafuso e gire o ângulo especificado para aquele comprimento de parafuso.
  2. Chave calibrada: a chave é ajustada no próprio lote de parafusos, em dispositivo que mede a força, no início de cada dia de trabalho.
  3. Arruela indicadora de tração: tem saliências que amassam quando a força chega ao valor certo; confira a folga com calibre de lâmina.
  4. Parafuso com controle de tração: a ponta estriada quebra quando a força é atingida, com chave própria.

Ligação por atrito ou por contato

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.

Erros comuns com parafuso estrutural

  • Reaproveitar parafuso protendido: A490 e A325 galvanizado não voltam a ser usados depois de protendidos. Desmontou, troque o conjunto.
  • Misturar classes: A325 e A307 iguais por fora na mesma caixa. Confira a cabeça de cada parafuso antes de montar.
  • Abrir ou alargar furo a maçarico: o furo fica irregular e com a borda endurecida. Fure com broca ou puncione conforme o projeto.
  • Parafuso curto: a ponta tem que passar da porca ou ficar pelo menos rente a ela. Meça a pega antes de pedir.
  • Rosca no plano de corte: o comprimento errado coloca a rosca onde o projeto previa o corpo liso, e a resistência ao corte cai.
  • Arruela fora do lugar: a arruela endurecida vai sob a peça que gira no aperto, porca ou cabeça.
  • Aperto por estimativa: ligação protendida sem método de controle fica com força desconhecida.
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Perguntas frequentes

Qual o furo para parafuso M20?

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.

Qual a diferença entre parafuso A325 e 8.8?

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.

Qual a distância mínima entre furos de parafuso?

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.

Qual o torque do parafuso A325?

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.

Parafuso estrutural pode ser reaproveitado?

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.