Projeto de Estruturas em Aço

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Sistemas estruturais IV – Aço e madeira 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD 
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 AULA 06 
 
 
 
 
Projetos 
 
Entende-se por projeto o conjunto de cálculos, desenhos e especificações de 
fabricação e de montagem da estrutura. Para as edificações de grande porte 
construídas com estruturas de aço o conjunto de desenhos que compõe o 
projeto é formado por três tipos, cada um contendo determinadas informações 
e objetivando um determinado fim: 
- desenhos de projeto ou de engenharia 
- desenhos simples que fornecem a solução de concepção e dimensionamento 
da estrutura; - desenhos de fabricação 
- desenhos em que tudo é detalhado propiciando a fabricação dos elementos 
de aço; 
- desenhos de montagem 
- desenhos simples em que os elementos estruturais são marcados a fim de 
viabilizar a montagem. 
Definição do partido arquitetônico 
 
Estrutura metálica aparente ou revestida? Essa é a primeira decisão que o 
arquiteto deve tomar ao trabalhar com estrutura de aço. Ao contrário do que 
muitos possam pensar, a maior parte das obras em aço existentes no exterior 
são realizadas com o aço revestido. Essa solução, que pode significar redução 
nos custos de pintura e proteção contra incêndios, deve ser adotada quando o 
que importa são as inúmeras vantagens do aço como material estrutural e não 
a “estética do aço”. Cabe ao arquiteto definir qual a solução mais adequada 
para cada obra. Nessa etapa do projeto é interessante uma consulta a um 
calculista que poderá orientar sobre as melhores alternativas. 
 
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Desenhos de projeto 
 
Os desenhos de projeto devem ser executados em escala adequada para o 
nível das informações desejadas. Devem conter todos os dados necessários 
para o detalhamento da estrutura, para a execução dos desenhos de 
montagem e para o projeto das fundações. 
Os desenhos de projeto devem indicar quais as normas complementares que 
foram usadas e dar as especificações de todos os materiais estruturais 
empregados. Devem indicar também os dados relativos às ações adotadas e 
aos esforços solicitantes de cálculo a serem resistidos por barras e ligações, 
quando necessários para a preparação adequada dos desenhos de fabricação. 
Nas ligações com parafusos de alta resistência, os desenhos de projeto devem 
indicar se o aperto será normal ou com protensão inicial e, nesse último caso, 
se os parafusos trabalharem a cisalhamento, se a ligação é por atrito ou por 
contato. 
As ligações soldadas devem ser caracterizadas por simbologia adequada que 
contenha informações completas para sua execução, de acordo com a AWS 
A2.4. No caso de edifícios industriais, devem ser apresentados nos desenhos 
de projeto ou memorial de cálculo o esquema de localização das ações 
decorrentes dos equipamentos mais importantes que serão suportados pela 
estrutura, os valores dessas ações e, quando for o caso, os dados para a 
consideração de efeitos dinâmicos. 
Quando o método construtivo for condicionante, tendo feito parte dos 
procedimentos do cálculo estrutural, devem ser indicados os pontos de 
içamento previstos e os pesos das peças da estrutura, além de outras 
informações similares relevantes. 
Devem ser levados em conta coeficientes de impacto adequados ao tipo de 
equipamento que será utilizado na montagem. Além disso, devem ser 
indicadas as posições que serão ocupadas temporariamente por equipamentos 
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principais ou auxiliares de montagem sobre a estrutura, incluindo posição de 
amarração de cabos ou espinas. 
Outras situações que possam afetar a segurança da estrutura devem também 
ser consideradas. Nos casos onde os comprimentos das peças da estrutura 
possam ser influenciados por variações de temperatura durante a montagem, 
devem ser indicadas as faixas de variação consideradas. 
Devem ser indicadas nos desenhos de projeto as contraflechas de vigas e 
treliças. A figura abaixo ilustra um desenho de projeto. 
 
 
 
Detalhamento 
 
É necessário um bom detalhamento do projeto estrutural que leve em conta 
possíveis interferências com os projetos de instalações elétricas, hidráulicas, ar 
condicionado, etc... E também evitar improvisações no canteiro de obras. 
Independentemente do tipo de aço e do esquema de pintura empregados, 
alguns cuidados básicos nas etapas de projeto, fabricação e montagem da 
estrutura podem contribuir significativamente para melhorar a resistência à 
corrosão: 
 Evitar regiões de empoçamento de água e deposição de resíduos; 
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 Prever furos de drenagem em quantidade e tamanho suficiente; 
 Permitir a circulação de ar por todas as faces dos perfis para facilitar a 
secagem; 
 Garantir espaço suficiente e acesso para realização de manutenção 
(pintura, etc.); 
 Impedir o contato direto de outros metais com o aço para evitar o 
fenômeno de corrosão galvânica; 
 Evitar peças semi-enterradas ou semi-submersas. 
Ligações 
 
Na aula anterior, abordamos os tipos de conexões, que são outro ponto 
importante na etapa de projeto. 
 
Nesta etapa, temos a definição do sistema de ligação a ser adotado entre os 
elementos que compõem a estrutura metálica como: vigas, pilares e 
contraventamentos. 
 
É fundamental que os elementos de ligação (chapas, parafusos, soldas, etc.) 
apresentem resistência mecânica compatível com o aço utilizado na estrutura. 
A escolha criteriosa entre um sistema de ligação soldado e/ou parafusado, 
pode significar uma obra mais econômica e tornar a montagem mais rápida e 
funcional. Alguns aspectos são importantes para essa escolha: 
 Condições de montagem no local da obra 
 Grau de dificuldade para fabricação da peça 
 Padronização das ligações 
 
Se a intenção do projeto for deixar as estruturas aparentes, o desenho das 
ligações assume uma importância maior. O formato, posição e quantidade de 
parafusos, chapas de ligação e nervuras 
 
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de enrijecimento, são alguns dos itens que podem ter um forte apelo estético 
se convenientemente trabalhados pelo arquiteto em conjunto com o engenheiro 
calculista. 
 
Peso da Estrutura 
 
Para a elaboração de estimativas de custo, é necessário se conhecer o peso 
da estrutura metálica. Apresentamos a seguir, para efeito ilustrativo, uma 
tabela com o peso estimado da estrutura metálica em função dos diversos tipos 
de construção. 
 
Fechamentos 
 
As estruturas metálicas permitem grande flexibilidade quando o assunto é a 
escolha dos sistemas de fechamento horizontal (lajes) e vertical (paredes). De 
maneira geral, podemos dizer que é possível utilizar todas as alternativas de 
fechamento existentes no mercado, desde as mais convencionais até as mais 
inovadoras. 
 
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A especificação dependerá do tipo de projeto e de suas características 
específicas: exigências econômicas, estéticas, necessidade de rapidez de 
execução, etc. Dessa forma, o arquiteto tem total liberdade paraoptar pelo uso 
da solução mais adequada. 
Fechamentos horizontais 
Dentre os diversos tipos de lajes usualmente empregadas, podemos destacar 
as seguintes: 
• laje de concreto moldada “in loco”; 
• laje de painel armado de concreto celular; 
 • laje pré-fabricada protendida; 
• pré-laje de concreto; 
• laje mista; 
• laje de painel de madeira e fibrocimento; 
 • laje com forma metálica incorporada – “steel deck”. 
 
Fechamentos Verticais 
Igualmente como acontece com as lajes, as estruturas metálicas possuem 
compatibilidade com uma grande diversidade de materiais de vedação. 
Destacamos abaixo algumas dessas soluções: 
- alvenarias: de tijolos de barro, blocos cerâmicos, blocos de concreto ou de 
concreto celular; 
- painéis: de concreto celular, concreto colorido, solo-cimento, aço, gesso 
acartonado (“dry-wall”). 
É importante deixar claro que não existem fatores de ordem técnica que 
impeçam o uso de estruturas metálicas em conjunto com alvenarias. 
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Para tanto é necessário apenas que o projetista detalhe as uniões entre os 
diferentes materiais o que evitará o aparecimento de patologias como trincas 
ou fissuras. Entre os detalhes mais comumente empregados podemos 
destacar: 
- junta pilar/alvenaria: utilização de barras de aço de espera (também 
conhecida como “ferro cabelo”), com 5 mm de diâmetro e 30 a 40 cm de 
comprimento, soldadas ao perfil aproximadamente a cada 40 cm e 
solidarizadas à alvenaria durante o seu assentamento; 
- junta viga/alvenaria: aplicar entre a face inferior da viga e a alvenaria, 
material deformável (cortiça, isopor ou poliestireno) arrematados por mata-
juntas ou selantes flexíveis. 
 
Com relação aos demais materiais utilizados como fechamento, é necessário 
consultar os catálogos técnicos de seus respectivos fabricantes, onde poderão 
ser encontradas informações úteis com relação às melhores soluções de 
detalhamento entre a estrutura e o conjunto de vedação. 
Aços para a Construção Civil 
Existem diversos tipos de aços adequados para utilização em estruturas 
metálicas. Alguns dos mais empregados conforme tabela são: 
 
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Estruturas Revestidas 
Excetuando-se os aços COS AR COR, que sob determinadas condições 
podem ser utilizados sem pintura, todos os demais aços estruturais para a 
construção requerem algum tipo de revestimento para proteção contra os 
efeitos da corrosão atmosférica. 
Nos países desenvolvidos, a grande maioria das edificações em aço tem a 
estrutura revestida. Esta técnica permite uma redução nos custos dos itens 
pintura e proteção contra incêndio. 
Existem várias formas de revestimento sendo as mais usuais: utilização de 
diversos tipos de painéis industrializados, projeção de argamassas, 
encapsulamento com alvenarias ou concreto. 
Estruturas Aparentes 
Em estruturas metálicas aparentes, recomenda-se a utilização dos aços 
resistentes à corrosão da família COS AR COR. A estrutura aparente poderá 
eventualmente ficar sem nenhum tipo de pintura quando empregada em 
atmosfera urbana, rural ou industrial não muito severa. 
Para que seja possível o uso da estrutura de aço aparente sem pintura, deve-
se efetuar uma análise prévia do local e das condições de utilização sendo 
imprescindível que ocorram ciclos alternados de molhamento (chuva e 
umidade) e secagem (sol e vento), e que o aço esteja exposto a atmosferas 
que contenham substâncias químicas que favoreçam sua formação, como SO2 
para que haja a formação da camada de pátina inibidora do processo corrosivo. 
Óxidos provenientes de laminação (carepa), resíduos de óleo , graxa e 
respingos de solda devem ser totalmente removidos de modo a permitir a 
perfeita formação da pátina, processo que pode levar de um a três anos para 
se completar. 
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O projeto estrutural deve evitar regiões de estagnação de água e resíduos, pois 
isso propicia a dissolução da pátina. Se não puderem ser eliminadas do 
projeto, essas regiões assim como partes da estrutura não expostas à ação do 
intemperismo, regiões de juntas móveis e frestas, devem ser convenientemente 
protegidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências bibliográficas: 
 
Estrutura e arquitetura aço e madeira – Mauro Cézar de Brito e Silva 
Análise de estruturas metálicas – Jurandir Primo 
Dimensionamento de estruturas de aço – Valdir Pignata e Silva / Julio 
Fruchtengarten 
Estruturas metálicas de madeira e especiais – Ricardo Gaspar 
“Estruturas de aço de edifícios - Aspectos tecnológicos e de concepção” de 
Valdir Pignatta Silva e Fabio Domingos Pannoni. Editora: Edgard Blucher. 
2010.