As vigas I de alumínio extrudido vão de 50 × 30 mm a cerca de 300 × 150 mm, de 0,99 kg/m a 15,68 kg/m, com momento de inércia no eixo forte de 15 a 8 871 cm⁴ e módulo de flexão de 5,8 a 591 cm³. Cada medida é uma fieira, não um artigo de armazém, pelo que as tabelas abaixo são calculadas sobre geometria nominal a 2,70 g/cm³ e podem ser verificadas linha a linha antes de encomendar.

Porque não existe uma tabela padrão de medidas de viga I de alumínio

Um perfil de aço laminado sai do laminador numa série fixa de dimensões, daí existirem as tabelas IPE e os perfis W com que todos projectam. Um perfil extrudido é o interior de uma fieira, e a fieira é cortada segundo um desenho. A altura e a largura de banzo são limitadas pela prensa e pelo escoamento do metal; a espessura de parede é limitada no lado fino pela velocidade de extrusão e no lado espesso pela lentidão do arrefecimento do núcleo. Em prensas de 500 MT a 5 000 MT, o nosso envelope prático é uma altura de cerca de 300 mm, uma largura de banzo de cerca de 200 mm, parede desde 0,8 mm, dentro de um círculo circunscrito de 540 mm. Acima de cerca de 300 mm de altura, a alma arrefece mais devagar do que os banzos, a contracção diferencial empena a secção e o endireitamento custa mais do que a altura ganha. Se o projecto pedir 400 mm, a resposta costuma ser duas secções mais baixas ligadas, não uma fieira maior.

Propriedades de secção de quatro vigas de referência

Eixo forte, cantos vivos, raios de raiz desprezados, massa volúmica 2,70 g/cm³. São números de geometria, não uma lista de armazém: a massa certificada vai no certificado de colagem, e os valores mudam quando o desenho fixa os raios e a conicidade. Passar de 100 mm para 200 mm de altura multiplica o peso por 3,2 e o momento de inércia por 13,4: a rigidez por quilograma sobe de 59 para 248 cm⁴ por kg/m.

Que carga suporta cada medida a L/250

Carga uniformemente distribuída em viga simplesmente apoiada, flecha limitada a L/250. Exemplo resolvido: uma viga 200 × 100 vencendo 4 m com 3 kN/m — 1,2 t distribuídas no vão — flecha 6,8 mm e desenvolve 28 MPa, cerca de 12 % do limite elástico do 6061-T6. Leia a última coluna: com a carga a que a estrutura já parece demasiado flexível, nenhuma secção desta tabela usou sequer 60 % da resistência da liga.

Porque uma têmpera mais resistente não torna a viga mais rígida

O 6061-T6 e o 6063-T5 partilham o mesmo módulo, 69 GPa. O estado metalúrgico altera o limite elástico, não a rigidez: o 6063-T5 dá 110 MPa de limite mínimo, o 6061-T6 dá 240 a 245 MPa conforme se leia GB/T 5237 ou ASTM B221. Numa viga cuja carga é fixada pela flecha — segundo a tabela, a maioria — essa diferença não compra nada. Compra onde a tensão é realmente solicitada: vãos curtos acima de 60 % do limite elástico, cargas concentradas, esmagamento nos furos de ligação, zonas maquinadas ou roscadas e peças que sofrem impacto.

Banzo, alma e conicidade: de onde vem a rigidez

Passar o banzo do 200 × 100 de 10 para 12 mm acrescenta 11,9 % de peso e 13,9 % de Ix. Passar a alma de 6,5 para 8 mm acrescenta 8,5 % de peso e apenas 3,4 % de Ix. A espessura de banzo compra rigidez à flexão; a de alma compra resistência ao esforço transverso e pouco mais. Um banzo cónico concentra o material adicional na raiz, onde o raio banzo-alma suporta a tensão mais alta, e deixa o bordo fino onde pouco há a suportar. Um raio de 0,5 a 1 mm num canto interior não custa nada em propriedades de secção e elimina a maior parte da concentração de tensão que um canto vivo cria.

Tolerância de peso, lista de corte e carga do contentor

O peso é calculado a partir do desenho e confirmado no certificado; face a esse valor teórico trabalhamos com uma tolerância de ±10 %, o que importa se compra à tonelada: pergunte que peso é facturado antes de comparar dois fornecedores ao preço por quilograma. Não há comprimento padrão: as secções são cortadas pela sua lista de corte, e é a lista que define a embalagem. Um contentor de 20 pés leva até 5,85 m; um de 40 pés leva 6,0 m em dois troços, porque o comprimento interior é de cerca de 12 m. Abaixo de 5 m, o corte é facturado à parte. A quantidade mínima é de 500 kg, quer seja necessária uma fieira nova ou não. Numa rota que admita 24 t de carga, 24 000 kg de 200 × 100 são cerca de 2 800 m, e a mesma tonelagem em 300 × 150 cerca de 1 530 m.

O que enviar com o pedido

1. Desenho da secção em DWG, DXF ou PDF, com altura e largura totais, espessuras de parede, raios de canto e conicidade, se houver.
2. O vão, a carga e o limite de flecha com que projecta.
3. Liga e têmpera, ou a função da peça se ainda não estiverem fixadas.
4. Acabamento e se é face visível.
5. Metros totais e lista de corte, para que a embalagem seja orçamentada com o preço.
6. Porto de destino.

O que estas tabelas não cobrem

São verificações elásticas sobre geometria nominal, não uma certificação estrutural. Ignoram raios de raiz, encurvadura local da alma fina comprimida, cargas concentradas, torção, fadiga e a ligação, que é onde os quadros de alumínio costumam falhar. Uma ligação soldada perde têmpera na zona afectada pelo calor e aí desce a uma resistência próxima de T4, pelo que uma secção projectada como T6 na soldadura está mal projectada. O projecto é assinado pelo seu engenheiro responsável; se estes números o aproximarem de uma decisão, envie o desenho e verificamos a geometria contra a fieira e a prensa antes do compromisso.

Onde estas secções são usadas

Bases de máquina e pórticos, carris de transportador e de ponte rolante, estruturas de mezanino, reforços de painel, travessas de camião e reboque, e rasgos arquitectónicos. O trabalho estrutural mais pesado e as questões de soldadura estão desenvolvidos na nossa página de vigas I e perfis T de alumínio extrudido; as classes de tolerância por trás destas tabelas estão em tolerâncias de extrusão de alumínio.