Qual é o padrão para aço estrutural?

Não existe uma norma única para o aço estrutural. Em um projeto nos EUA, convivem simultaneamente três níveis de regulamentação: uma especificação do material, que define qual é o aço; uma especificação de projeto, que determina como o aço pode ser utilizado; e uma norma de execução, que disciplina como o aço deve ser fabricado e montado. Os números da ASTM mais conhecidos pelos compradores, como A36, A992 e A572, respondem apenas à primeira dessas três questões.

Essa divisão faz diferença na etapa de compra. O aço estrutural Os materiais são classificados segundo geometria, composição química e dimensões, e cada um desses aspectos é regido por um documento distinto. Identificar a norma adequada ao seu caso costuma ser mais rápido do que decorar os números das classes.

Por que não existe um único padrão para aço estrutural

Três tipos diferentes de documentos regem o aço estrutural, e cada um responde a uma questão distinta. Uma especificação de material, como a ASTM A992, define a composição química, a resistência e os ensaios do próprio aço. Uma especificação de projeto, como a ANSI/AISC 360 nos EUA, estabelece as regras que o engenheiro segue ao dimensionar membros e conexões feitas com esse aço. Já uma norma de execução abrange a qualidade da obra: como a estrutura é cortada, soldada, parafusada e erguida.

A camada de projeto é aquela que está prevista em lei. De acordo com o Código Internacional de Construção de 2024, o projeto de estruturas de aço é realizado conforme a ANSI/AISC 360-22, a edição atual da especificação da AISC, com a adição da ANSI/AISC 341-22 para sistemas resistentes a forças sísmicas. A adoção do código ocorre estado por estado, de modo que a edição aplicada pelo fiscal de obras pode estar desatualizada em relação à versão vigente.

Um número de grau, por si só, nunca certifica uma estrutura. Um aço que atende a todos os requisitos químicos e mecânicos da A992 ainda pode acabar integrando uma estrutura que não passa na análise de projeto, pois a especificação de material nada diz sobre o dimensionamento dos membros, o projeto das conexões ou as tolerâncias de montagem. Quando um fornecedor informa “A992 conforme ASTM”, isso se refere apenas ao aço que chega ao canteiro de obras, sem abranger o que acontece com ele posteriormente.

A camada de execução é onde as práticas dos EUA e da Europa mais divergem visivelmente. Na Europa, existe uma norma obrigatória de execução, a EN 1090, contra a qual o fabricante deve ser certificado antes que componentes estruturais possam ser comercializados no mercado da UE. Nos EUA, não há um controle único equivalente. O Código de Prática Padrão da AISC, os códigos de soldagem da AWS e a especificação do projeto dividem essa responsabilidade entre si; assim, o comprador norte-americano confia principalmente na especificação e nas inspeções realizadas durante instalação de estruturas de aço para obter a mesma garantia.

O trabalho de projeto propriamente dito fica fora do escopo deste texto. As combinações de cargas, a capacidade dos membros e o projeto das conexões são definidos por um engenheiro, segundo a AISC 360 ou a EN 1993, enquanto este artigo se concentra nas questões relacionadas ao material e à execução que estão sob o controle do comprador.

Lendo uma Designação ASTM e seu Sufixo de Edição

Um número de aço ASTM carrega três informações, das quais apenas duas descrevem o próprio aço. A letra A indica a série dos metais ferrosos, razão pela qual toda especificação de aço estrutural começa com ela. Os algarismos que se seguem são um número sequencial do arquivo, e não uma classificação de resistência: o fato de o A36 ter uma tensão de escoamento de 36 ksi é mera coincidência, e o A992 não possui uma tensão de escoamento de 992 ksi.

O grau é a parte que indica a resistência. Quando uma especificação abrange vários níveis de resistência, o sufixo do grau indica a tensão mínima de escoamento em ksi; assim, o A572 é emitido nos graus 42, 50, 55, 60 e 65, e o A572 Grau 50 significa uma tensão mínima de escoamento de 50 ksi. Especificações que cobrem apenas um nível de resistência, incluindo o A36 e o A992, não possuem nenhum sufixo de grau. Por isso, “A572” escrito isoladamente é uma designação incompleta, enquanto “A992” escrito sozinho não o é.

O ano final é um marcador de edição e é a parte mais frequentemente copiada incorretamente. Uma designação escrita como A6-19 significa a edição de 2019 da norma A6, e não uma norma diferente da A6. A ASTM revisa as especificações estruturais em um ciclo contínuo; portanto, um sufixo de ano colado de um desenho antigo pode, sem que se perceba, direcionar um pedido de compra para uma edição já substituída. A menos que um contrato congele deliberadamente uma edição, escreva o número base e deixe que a edição vigente seja aplicada.

As especificações também podem ser completamente retiradas, e não apenas revisadas. Em 2016, a ASTM retirou as normas A325 e A490, incorporando-as à ASTM F3125, que unificou seis especificações de parafusos em um único documento. O A325 continua existindo dentro da F3125 como nome de grau, e as marcações na cabeça do parafuso não foram alteradas; assim, um desenho que ainda menciona “parafusos A325” está solicitando o F3125 Grau A325. Um pedido de compra que cite o A325 como norma independente está referindo-se a um documento que a ASTM já não publica mais.

As especificações de aço estrutural já foram aposentadas anteriormente, por isso verificar a edição é uma diligência comum. A ASTM publicou a A9, Especificação para Aço em Construções, em 1900. A A9 foi consolidada na norma para pontes A7 em 1939, e o conjunto foi substituído pelo A36 em 1960. Cada número neste artigo representa uma fotografia de um processo de revisão em andamento, e não um fato permanente.

Normas ASTM Utilizadas para Aço Estrutural nos EUA

Cinco especificações da ASTM cobrem a maior parte do aço estrutural mencionado nos projetos de edifícios nos EUA, e cada uma delas está associada a um tipo de elemento. Uma viga I e um tubo oco não são regidos pelo mesmo documento, mesmo quando ambos são nominalmente aços com tensão de escoamento de 50 ksi.

A992 e A572 Grau 50 atingem o mesmo limite mínimo de escoamento de 50 ksi, razão pela qual são considerados intercambiáveis e por que essa suposição acarreta retrabalho. A992 foi especificamente desenvolvido para perfis de larga flange e inclui controles que o A572 não possui: estabelece um limite máximo para o valor do escoamento em relação ao mínimo, define um piso para a relação entre resistência à tração e resistência ao escoamento e limita o equivalente de carbono para soldabilidade. Em perfis em W, esses controles adicionais são o objetivo principal da especificação; portanto, substituir por A572 Grau 50 comum oferece a mesma resistência nominal, embora sob uma documentação mais flexível.

As seções ocas são onde uma antiga folha de especificações causa maior prejuízo. O A500 Grau B foi o padrão durante anos, e muitos projetos legados e listas de fornecedores ainda indicam A500B, mas hoje o Grau C é o material predominante estocado na América do Norte. Os valores de escoamento e de resistência à tração do Grau C são apresentados separadamente para seções redondas, quadradas e retangulares. Resumos publicados divergem quanto a qual valor corresponde a cada forma, sendo assim a edição atual do A500 o único documento que vale a pena consultar.

O grau determina a composição do aço, não o tamanho do elemento. O vão e a carga são viga de suporte de aço primeiro, e o grau só restringe o material após a seção ser definida. Um engenheiro que especifica perfis em W de A992 está, portanto, tomando uma decisão sobre o material após decidir a geometria. Optar por um grau mais alto para compensar uma seção subdimensionada geralmente esbarra nos limites de deflexão muito antes de alcançar o limite de escoamento.

Normas EN e CEN quando o aço atravessa fronteiras

As normas europeias são estruturadas da mesma forma que as normas dos EUA, mas aplicam as exigências de execução de maneira muito mais rigorosa. A EN 10025 é a família de materiais para aços estruturais laminados a quente, aproximadamente o equivalente europeu à série ASTM A. A EN 1993, o Eurocódigo do aço, corresponde à camada de projeto. Já a EN 1090 é a camada de execução e é a que possui força legal.

A marcação CE é uma declaração de conformidade, não um grau de qualidade. Componentes de aço estrutural submetidos a cargas que são colocados no mercado da UE devem apresentá-la desde 1º de julho de 2014, conforme o Regulamento de Produtos de Construção. Na prática, isso significa que o fabricante mantém um sistema certificado de controle da produção em fábrica e emite uma Declaração de Desempenho. A EN 1090-1 estabelece as regras de avaliação da conformidade, a EN 1090-2 define os requisitos técnicos para a execução de estruturas de aço, e a EN 1090-3 estabelece os equivalentes para o alumínio.

A classe de execução determina grande parte da diferença de custo entre duas cotações segundo a EN 1090. A norma define quatro classes, variando de EXC1, para estruturas simples de baixo impacto, até EXC4, para pontes de longo vão e estádios, com EXC2 abrangendo a maioria das edificações comuns. Se a especificação não mencionar a classe, aplica-se EXC2 por padrão; assim, mesmo que o comprador não indique explicitamente uma classe, já terá adquirido um produto conforme essa classe.

A equivalência de graus entre os dois sistemas é aproximada e não se sustenta em uma substituição direta. O S355, grau estrutural europeu comum, apresenta um limite mínimo de escoamento de 355 MPa, enquanto o A992 tem 50 ksi, o que equivale a cerca de 345 MPa. Os valores são suficientemente próximos para permitir a troca entre os dois, mas as limitações químicas, os regimes de ensaios e as tolerâncias dimensionais são diferentes. Um engenheiro que projete segundo a AISC 360 não dispõe de um caminho direto para aceitar uma seção certificada pela EN sem uma avaliação separada.

Confirmar o Grau Efetivamente Recebido

O relatório de teste de fábrica é o documento que vincula o aço entregue à especificação solicitada. Um MTR lista o número do lote, a especificação e o grau certificados, bem como os resultados químicos e mecânicos testados para aquele lote. Já a ordem de compra registra o que foi solicitado; o MTR registra o que a fábrica certificou.

É importante observar no MTR o estoque duplamente certificado. Um material pode ser certificado simultaneamente segundo duas especificações; assim, uma chapa encomendada como A36 pode chegar certificada tanto como A36 quanto como A572 Grade 50. Nesse caso, o aço entregue atende à especificação solicitada com folga, mas suas propriedades certificadas não correspondem às que um chamado A36 implicaria. Se isso é relevante para um determinado detalhe é uma questão para o engenheiro projetista.

Três verificações identificam a maioria dos erros de grau antes do início da fabricação:

• Confirme o número do lote no MTR em comparação com o carimbo presente no próprio aço.
• Verifique se a especificação e o sufixo de grau indicados no MTR correspondem aos da peça desenhada.
• Certifique-se de que a edição citada é a atual, ou se foi deliberadamente congelada pelo contrato.

Em perfis ocos, a verificação do grau merece ser repetida, pois os A500 Grade B e Grade C parecem idênticos na prateleira, mas possuem valores de projeto diferentes.

Definindo a Norma Antes de Fazer o Pedido

A ordem das perguntas é mais importante do que a lista de graus. Comece pelo elemento estrutural: uma viga larga aponta para A992; chapas e cantoneiras apontam para A36 ou A572 Grade 50; perfis ocos apontam para A500; e aço exposto sem pintura aponta para A588. Em seguida, verifique a edição, pois o número base de um desenho antigo pode ter sido revisado ou, como no caso do A325, retirado para outro documento completamente diferente. Por fim, confirme a camada de execução. Na UE, isso significa um certificado EN 1090 e uma classe de execução específica; nos EUA, significa a especificação do projeto e a inspeção.

Um número de grau sem edição e tipo de membro ainda não constitui um pedido. Esse é o gap que vale a pena sanar com seu engenheiro ou com seu Empreiteiros de edifícios de aço antes que a ordem de compra seja emitida, pois o momento mais oportuno para identificar uma edição substituída é antes que a siderúrgica realize a laminação do lote.

Further Reading

• ASTM A325 standard record — ASTM International / órgão normativo. O registro oficial do A325, cujo título apresenta o status “(Retirado em 2016)” e indica F3125/F3125M como substituto. Útil para confirmar a retirada antes de citar uma especificação em um pedido de compra; cobre apenas a especificação do parafuso, não as formas estruturais.
• Compreendendo as Especificações de Materiais HSS — Instituto de Tubos de Aço / associação setorial. Estabelece quais especificações da ASTM se aplicam a perfis ocos e afirma que o Grau C é o principal material A500 disponível. O escopo abrange os HSS norte-americanos, portanto não trata das especificações para vigas largas ou chapas.
• 2024 IBC Significant Structural Changes Part 4: Steel — Revista STRUCTURE / publicação setorial. Documenta as normas de aço referenciadas pelo IBC de 2024, incluindo a ANSI/AISC 360-22. Útil para verificar a qual edição um ciclo do código se refere, embora a adoção local ainda precise ser confirmada jurisdicão por jurisdicão.