E-book - Como Calcular Estruturas Metálicas - 04.2021

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COMO CALCULAR ESTRUTURAS METÁLICAS? 
 
1. Introdução 
2. Qual é o meu objetivo? 
3. O que você sente ao encontrar essa estrutura? 
4. Quais atividades são feitas na engenharia? 
5. Quais passos seguir? 
6. Principais normas utilizadas 
7. Como definir a geometria? 
8. Cargas permanentes 
9. Cargas variáveis 
10. Como encontrar a força de vento? 
11. Combinações 
12. Qual software eu posso utilizar? 
13. Importando a geometria 
14. Definindo as barras e apoios 
15. Inserindo as cargas 
16. Inserindo as combinações 
17. Reações na base 
18. Como definir os chumbadores? 
19. Analisando os deslocamentos 
20. Solicitações das barras 
21. Você quer a minha ajuda? 
22. Agradecimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Tudo começou quando após formado em uma entrevista de emprego, o diretor 
olhou para mim e me perguntou.... E você sabe calcular algum equipamento? 
 
E eu simplesmente engoli a seco e respondi... Infelizmente não... 
 
Então eu percebi que naquele momento eu deixei um grande aumento de 
salário inicial na mesa! 
 
O que eu mais queria era ser reconhecido na engenharia... 
 
Eu estava noivo da minha esposa e já estávamos planejando nos casar e todo 
dinheiro extra seria muito bem-vinda e não ter o conhecimento de 
dimensionamento de equipamentos e estruturas na época atrasou a realização 
desse sonho. 
 
E ambos tínhamos um sonho, comprar a nossa primeira casa e viver do nosso 
jeito e no nosso canto! 
 
E para conseguir ser reconhecido eu comecei a devorar tudo e qualquer tipo de 
treinamento relacionado a performance em engenharia e a trabalhar como um 
doido para gerar mais resultados. 
 
Todo livro ou manual de equipamento que eu encontrava, que possui algum 
sinal de como calcular algo eu lia e relia até entender como aquilo poderia ser 
útil para mim e para a empresa que eu trabalhava. 
 
Mas depois de engolir centenas de livros e fórmulas eu percebi que isso não 
me tornou um calculista de equipamentos, ainda faltava algo. 
 
Até que um dia a empresa contratou um calculista e eu pensei, agora esse cara 
vai me ensinar tudo! 
 
Por onde eu vou começar e como eu vou calcular equipamentos como ele! 
 
Então alguns dias após a pessoa chegar na empresa, comecei a fazer amizade 
com ela e fiz a derradeira pergunta. 
 
Como eu posso calcular equipamentos como você? 
 
E ele respondeu, estudando! 
 
Eu show e você me ensina? 
 
E ele com uma risadinha no canto da boca, simplesmente respondeu.... É claro 
que não. 
 
E por mais que eu quisesse me desenvolver sozinho, eu não acreditava que 
conseguiria fazer e todos os treinamentos que existiam na época eram 
caríssimos e eu com a parcela da casa para pagar, casamento, móveis, 
eletrodomésticos, por mim era uma infinidade de coisas que me mantinham 
sem conseguir realizar o meu sonho de entender como definiria o tamanho, a 
espessura de um perfil! 
 
E eu sabia que se eu não tivesse sucesso nessa jornada, eu ficaria empacado 
em um lugar onde eu somente ficaria projetando peças conforme me 
ordenavam e não de uma maneira que eu pudesse entender o que realmente 
estava fazendo. 
 
E ainda ficaria limitado a receber um salário que não condizia com o que eu 
desejava receber. 
 
Eu ficaria frustrado em saber que investi 5 anos estudando para me formar em 
engenharia e não conseguiria determinar como deveria ser o meu próprio 
projeto, ficando à mercê sempre se alguém me dizendo como deveria ser e qual 
material utilizar. 
 
Quando finalmente eu encontrei alguém que decidiu me orientar, essa pessoa 
me falou, pega esse livro aqui e estuda ele, era um manual de práticas de 
cálculo de dimensionamento de perfis. 
Eu fico supercontente e achando que meus problemas haviam acabado, mas 
não foi bem assim... 
 
Eu levei mais de dois anos estudando esse material, com muita dor e muito 
esforço para entender coisas que estavam em uma página que não entravam 
na minha cabeça assim que eu lia o conteúdo. 
 
Eu não sei como é com você, mas comigo é assim, eu normalmente quando eu 
tenho algo para estudar e preciso aprender sozinho, eu tenho que me dedicar 
duas, três vezes mais do que quando alguém me explica algo. 
Mas um belo dia eu peguei o meu material e voltei na primeira página e decidi 
começar do zero novamente... após ter lido já tudo mais de duas vezes... 
Então quando de repente tudo ficou claro e os cálculos começaram a ficar 
claros e de forma que eu estava entendendo o real funcionamento das 
fórmulas e como tudo se encaixava. 
E logo após eu ter entendido como dimensionar perfis a compressão, tração, 
flexão e tudo mais e como se comportavam as cargas e a analisar uma 
estrutura. 
Coincidentemente, surgiu na empresa que eu trabalhava na época, a 
oportunidade de redimensionar todos os montantes de todas as linhas de silos 
de armazenagem de grãos! 
Pensa, como eu me senti ao saber que eu estava preparado e essa grande 
oportunidade! 
Tudo isso porque eu já havia me preparado antes! 
Apesar de que foram 4 anos estudando para um trabalho que levou 6 meses 
para ser concluído. 
 
Mas a questão é... e se eu não tivesse com o conhecimento em mãos, o que 
teria acontecido??? 
 
Então após passar por esse projeto, eu montei uma estratégia, um plano, para 
que eu me tornasse o calculista responsável dessa empresa. 
 
Eu comecei a listar o que eu precisava entender a mais, fora conhecer sobre 
perfis dobrados, que seriam necessárias para eu conseguir essa promoção. 
 
E a lista ficou mais ou menos assim: 
- Conhecer cargas permanentes 
- Saber quais cargas variáveis são aplicadas na estrutura 
- Como fazer a combinação desses esforços 
- O que são estados limites últimos 
- O que eu analiso com o estado limite de serviço 
- Qual software utilizar? 
- Qual perfil utilizar? 
- Quais aços são utilizados em estruturas? 
- Como dimensionar chumbadores para fixar os equipamentos? 
- Quais são as principais estruturas industriais? 
 
Com esse levantamento em mãos eu continuei a minha jornada, me 
desenvolvendo como engenheiro de equipamentos. 
 
Já no início, quando eu comecei a pesquisar sobre cada item do meu plano, eu 
tive um resultado muito interessante. 
 
Mais pessoas, começaram a me perguntar como poderiam chegar aonde eu já 
havia chegado. 
 
E a empresa começou a confiar em mim e passar mais trabalhos para eu 
analisar e avaliar e em pouco tempo eu havia conquistado a minha tão sonhada 
promoção. 
 
E após eu alcançar esses resultados, eu comecei a ensinar algumas pessoas esse 
mesmo método, com foi o caso do: 
 
Edson, que começou a se sentir mais seguro ao definir as cargas para 
dimensionar uma estrutura metálica dentro das normas. 
https://youtu.be/E4cWo6gficI 
 
O João, também estava em dúvida de que cargas considerar em uma estrutura, 
porque na faculdade ele recebeu apenas uma receita de bolo, e não explicava 
como cada carga era definida, e qual norma era utilizada para definir as quais 
forças utilizar na hora de calcular uma estrutura. 
https://youtu.be/Cp8YD-SNUKo 
 
Outro aluno, o Lucas, se formou em 2016 e já ministrou aula no SENAI, mas 
tinha dificuldades de entender como definir as cargas e quando surgiu uma 
nova oportunidade de trabalhar na área, por essa necessidade imediata, me 
procurou e fez o curso, para ter mais confiança em realizar seus projetos. 
https://youtu.be/ua9UELAk_EY 
 
E ainda, temos a Lorena, que se formou em Engenharia Mecânica, e quando se 
formou tinha muita bagagem teórica e não tinha visto praticamente nada de 
prática durante a faculdade, ela saiu com um vazio enorme, mas depois do 
curso Calculista de Estruturas Metálicas isso mudou! Pois ela viu como 
realmente funciona passo a passo o Cálculo de Estruturas Metálicas. 
https://youtu.be/io0qw2HtfH0 
 
E no final de toda essa jornada, eu consegui conquistar tudo que eu queria na 
minha carreira, pois eu consegui entender como dimensionar peças e 
estruturas,ou seja, eu conseguia determinar as espessuras e os materiais 
utilizados nos projetos. 
 
Foi através de toda essa jornada, que eu consegui me tornar gestor nas áreas 
de aplicação e produto. 
 
Também consegui ajudar mais pessoas, ensinando elas o que eu fazia e ainda 
faço nos dias de hoje dentro da engenharia. 
 
Uma engenharia aplicada e voltada ao desenvolvimento de obras, 
equipamentos e dispositivos para melhorar a vida das pessoas. 
 
 
2. QUAL É O MEU OBJETIVO? 
 
O que você vai aprender nesse livro é o mesmo que vários Engenheiros usam 
para Calcular Estruturas Metálicas. 
 
Também uma forma simples de Entender as Normas de um Projeto de uma 
Estrutura. E um modo de ter uma Passo a Passo para Calcular uma Estrutura 
sem Ter Medo de Errar 
 
Algo que ensinei para os meus alunos que agora sabem como definir as cargas 
atuantes em uma estrutura, como utilizar o software de cálculo e realizar 
projetos de estruturas metálicas. 
 
O meu grande objetivo é encurtar seu tempo! 
 
Então nesse livro nós vamos ver: 
 
 Passo a Passo para Calcular um Estrutura 
 Quais normas devem ser utilizadas 
 Como definir as cargas atuantes 
 Como analisar os resultados no software 
 
 
3. O QUE VOCÊ SENTE AO ENCONTRAR ESSA ESTRUTURA? 
 
 
 
 Empolgado e Confiante? 
 Com medo e inseguro? 
 Perdido não saberia nem por onde começar? 
 
Vamos ver como resolver os seus medos e eu vou te mostrar nesse livro o 
passo a passo para você se tornar confiante e empolgado ao se deparar 
como uma estrutura metálica que precisa ser calculada. 
 
 
4. QUAIS ATIVIDADES SÃO FEITAS NA ENGENHARIA? 
 
 Especificação 
 Projeto Inicial ou Executivo 
 Construção e Fabricação 
 Operação 
 Manutenção 
 
O nosso objetivo aqui como calculista é ser Especificadores do Projeto, nós 
vamos definir as barras, as ligações e tudo que é necessário para a Estrutura 
ser Projetada e Executada. 
 
5. QUAIS PASSOS SEGUIR? 
Eu recomendo você seguir esses passos: 
I. Você precisa de uma metodologia, um passo a passo que eu não tive 
quando comecei 
II. Ter pessoas experientes ao seu lado, um professor ou estagiar, trabalhar 
em uma empresa na área de projetos ou indústria de estruturas 
III. Saber quais normas utilizar e quando aplicar cada parte em cada tipo de 
estrutura 
 
 
6. PRINCIPAIS NORMAS UTILIZADAS 
 
Seguem abaixo as normas que devemos utilizar para calcular as estruturas 
metálicas. 
 
 NBR 6120 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações 
 NBR 6123 - Forças devidas ao vento em edificações 
 NBR 8681 - Ações e Segurança nas estruturas 
 NBR 14762 - Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por 
perfis formados a frio 
 NBR 8800 - Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e 
concreto de edifícios 
Claro que existem outras, mas eu quero lhe mostrar as principais e que são 
utilizadas nos projetos que estão relacionados neste livro. 
 
7. COMO DEFINIR A GEOMETRIA? 
 
O primeiro passo para se realizar o cálculo de uma estrutura é definir: 
 
Qual a Tipologia da Estrutura? 
Quais os Segmentos 
Os tipos dos Nós 
E os Apoios 
 
Algumas tipologias que calculamos dentro da área industrial são: 
• Mezaninos metálicos 
• Plataformas Metálicas 
• Passarelas Metálicas 
• Rampas Metálicas 
• Escadas Metálicas 
• Galpões Metálicos 
• Coberturas Metálicas 
E eu quero lhe trazer aqui alguns exemplos que eu já calculei, projetei e foram 
fabricados e instalados em diversos clientes: 
 
 
 
 
 
 
Passarela Sobre Silo, Torre e Pilar: 
 
Estrutura de Silos Elevados: 
 
 
Estrutura de Tulhas e Silos de Expedição: 
 
 
 
Cobertura de Tombador de Moega de Grãos: 
 
 
 
Mezanino: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gruas: 
 
 
 
Torres Autoportantes: 
 
 
 
Mas para realizar todos esses cálculos é importante que você siga as 
recomendações abaixo para que você possa realizar e entender o 
comportamento de qualquer tipo de estrutura. 
8. CARGAS PERMANENTES 
 
Qual norma define o procedimento de cargas? 
 
A norma utilizada é a NBR 6120 
 
Primeiramente precisamos entender como as cargas são classificadas? 
 
As cargas são classificadas como: 
 Permanente 
 Variáveis 
 
As Cargas Permanentes são definidas por: 
 
 
 Peso próprio da estrutura 
 Peso de todos os elementos construtivos 
 Instalações permanentes 
 
 
9. CARGAS VARIÁVEIS 
 
É toda carga que pode atuar sobre a estrutura de edificações em função do seu 
uso: 
 Pessoas, Móveis, Materiais diversos, Veículos etc. 
 Vento 
 
10. COMO ENCONTRAR A FORÇA DE VENTO? 
 
As forças devidas ao vento sobre uma edificação devem ser calculadas 
separadamente para: 
 
 Elementos de vedação e suas fixações (telhas, vidros, esquadrias, painéis 
de vedação) 
 Partes da estrutura (telhados, paredes) 
 Estrutura como um todo 
 
Para determinar a Força de Vento atuante na Estrutura precisamos ter: 
 
 Velocidade Básica do Vento 
 Fatores S1, S2 e S3 
 Velocidade Característica 
 Pressão Dinâmica 
 Coeficientes Aerodinâmicos 
 
 
 
Eu também vou te dar um presente! Uma planilha de carga de vento em 
estruturas metálicas para você baixar no link abaixo: 
 
Planilha de Cálculo de Forças de Vento 
 
 
 
Velocidade Básica do Vento 
 
A velocidade básica do vento Vo é a velocidade de uma rajada de 3s, excedida 
em média uma vez em 50 anos, a 10m acima do terreno, em campo aberto e 
plano. 
 
O mapa de isopletas do Brasil apresentado pela norma pode ser utilizado como 
base para projetos e dimensionamentos de engenharia. 
 
No mapa são expressas as velocidades básicas do vento nas diferentes regiões 
do Brasil. A velocidade média (Vo) no mapa é apresentada em metros por 
segundo (m/s). 
 
 
 
Fatores para determinar a velocidade característica 
 
Vamos tomar um exemplo: Uma torre autoportante de 6m x 6m de largura e 
comprimento e com altura de 30m. 
 
Uma cidade localizada no Estado da Bahia, onde o vento básico é de 30m/s. 
 
Após determinar o local básico, vamos ver quais os fatores topográficos, 
rugosidade e estatísticos que vão impactar a velocidade característica do local 
que será instalada a edificação. 
 
São necessários três fatores para determinar a velocidade característica do 
vento, sendo: 
 
Fator topográfico, S1 
 - Terreno plano ou fracamente acidentado = 1,0 
 
Fator rugosidade S2 
 - Categoria II: Terrenos abertos em nível, com poucos obstáculos 
 - Classe B: Toda edificação ou parte da edificação para a qual a maior 
dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20m e 50m. 
 - Z(30m) = 1,08 
 
Fator estatístico S3 
 - Grupo 3: Edificações e instalações industriais com baixo fator de 
ocupação (depósitos, silos, construções rurais, etc.) = 0,95 
 
Determinação das forças estáticas devidas ao vento 
 
As forças estáticas devidas ao vento são determinadas do seguinte modo 
 
A velocidade básica do vento Vo adequada ao local onde a estrutura será 
instalada 
 
A velocidade básica do vento é multiplicada pelos fatores S1, S2, S3 para ser 
obtida a velocidade característica do vento, Vk então temos: 
 
Vk = Vo . S1 . S2 . S3 [m/s] 
 
A velocidade característica do vento permite determinar a pressão dinâmica: 
 
q = 0,613 Vk² [N/m²] 
onde 1N é igual a 0,101972 kgf/m² 
 
Então resumidamente a força é determina por um coeficiente de força x 
pressão dinâmica do vento x área de exposição: 
 
F = Cf . q . A 
 
Força do Vento em Reticulados 
 
Considera-se como reticulada toda estrutura constituída por barras retas 
 
A força do arrasto é calculada por: 
 
Fa = Ca1 . q . Ae 
 
Ae é a área frontal efetiva do reticulado 
 
É a área da projeção ortogonal das barras sobre o plano de direção do vento 
 
Como encontrar? 
 
O índice de área exposta Φ (fi) é igual a área frontal efetiva do reticulado 
dividida pela área frontal da superfície limitada pelocontorno do reticulado. 
 
O índice de área exposta refere-se sempre ao conjunto de todas as barras do 
reticulado. 
 
O gráfico abaixo da Figura 6 da norma fornece os valores do coeficiente de 
arrasto Ca para um reticulado plano formado por barras prismáticas de faces 
planas. 
 
 
 
 
Para ventos em galpões de duas águas você pode utilizar o software visual 
ventos para levantar os esforços, baixe pelo link abaixo: 
 
Software Visual Ventos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11. COMBINAÇÕES 
 
Qual norma utilizada para segurança? 
 
A norma utilizada é a NBR 8681 
 
Quais são as definições que devemos saber? 
 
 Estados Limites Últimos 
 Estados Limites de Serviço 
 Combinações 
 Ações Permanentes 
 Ações Variáveis 
 
Coeficientes das Ações Permanentes 
 
Os coeficientes das ações permanentes têm duas funções: 
 
Aumentar os valores que provocam efeitos desfavoráveis. 
 
Diminuir os valores que provocam efeitos favoráveis. 
 
 
 
Coeficientes das Ações Variáveis 
 
Os coeficientes das ações variáveis têm uma função: 
 
Aumentar os valores que provocam efeitos desfavoráveis para a segurança da 
estrutura. 
 
As ações favoráveis que provocam efeitos favoráveis não são consideradas nas 
combinações de ações. 
 
 
 
 
Algumas combinações que vamos utilizar: 
 
 
 
Para dimensionamento estrutural utilizam-se as seguintes combinações (cargas 
fatoradas): 
 
• 1,3 x Ações Permanentes 
• 1,3 x Ações Permanentes + 1,5 x Sobrecargas 
• 1,0 x Ações Permanentes + 1,4 x Vento 
• 1,3 x Ações Permanentes + 1,5 x Sobrecargas + 0,6 x 1,4 x Vento 
• 1,3 x Ações Permanentes + 1,4 x Vento + 1,00 x 1,5 x Sobrecargas 
 
Para determinação das reações nas bases e deslocamentos usam-se as 
combinações (cargas de serviço): 
 
• 1,0 x Ações Permanentes + 1,0 x Sobrecargas 
• 1,0 x Ações Permanentes + 1,0 x Vento 
 
 
12. QUAL SOFTWARE EU POSSO UTILIZAR? 
 
Para este passo a passo nós vamos utilizar o STRAP METAL segue abaixo o link 
de download e o processo de instalação conforme a desenvolvedora do 
software. 
Basta clicar no link abaixo e seguir as instruções! 
http://www.sae.eng.br/softwares/strap/strap_trial.html 
Conforme o procedimento indica em um momento você precisará optar por 
instalar a versão FULL para 30 dias ou a versão TRIAL que é completa, mas 
somente para 12 nós sem limite de tempo! 
Qualquer dúvida no site do fornecedor tem um e-mail para vocês entrarem em 
contato e tirarem suas dúvidas! 
Eu vou passar um passo a passo na versão que eu tenho e que pode ser um 
pouco diferente da sua, mas acredito que você irá acompanhar. 
Qualquer dúvida é só responder no e-mail que você recebeu esse livro que eu 
terei um prazer em ajudar você. 
 
13. IMPORTANDO A GEOMETRIA 
 
 
 
Então vamos lá para a parte prática e colocar todos os pontos levantados 
anteriormente e que você já deve ter feitos os seus levantamentos e anotados 
todos eles. 
 
Vamos utilizar a geometria de uma Torre Auto Portante para o nosso exemplo, 
segue abaixo o link para você fazer o download do arquivo em DXF 
 
Link DOWNLOAD Unifilar em DXF 
 
https://1drv.ms/u/s!AnrN8CdkVvlagfNW_5ubVeYyDJSyKQ?e=8Xq546 
 
 
O primeiro passo é você baixar o arquivo acima e depois importar no software 
para cumprimos a primeira etapa de definição de geometria 
 
 Importar modelo DXF 
 Definição dos Elementos 
 Definir Apoios 
 
Vá no menu DXF: 
 
Depois e criar um novo modelo a partir do DXF 
 
 
 
Entre com o nome do modelo: 
 
 
 
Por exemplo TORRE AUTO PORTANTE 6 X 6 X 30M 
 
Vá até o local onde está salvo o arquivo em DXF e clique em Abrir 
 
 
 
Como lá no DXF cada barra ou segmento já possui uma cor, que representa um 
elemento, então vamos deixar as layers selecionadas conforme as barras e 
clique em OK. 
 
 
 
Depois você vai mudar o comprimento para milímetros, pois é a unidade que 
está desenhado o DXF e colocará as propriedades de acordo com as cores do 
DXF: 
 
 
 
OK, novamente para importar a estrutura. 
 
 
 
Agora nós vamos para a etapa de definição de geometria 
 
 
Depois mude a perspectiva para isométrica: 
 
 
 
 
Depois vá em Display e Selecione Property Numbers ou Propriedades por 
Número 
 
 
 
A sua geometria deverá ficar colorida, representando uma cor para cada tipo 
de elemento. As cores não são na mesma ordem do DXF no software STRAP 
elas tem outra representação. 
 
Vá em Beam Proprerties ou Propriedade das Barras e adicione a propriedade 
de cada barra 
 
 
 
14. DEFININDO AS BARRAS E APOIOS 
 
 
 
E para cada propriedade você vai definir um perfil, então selecione o perfil 1 e 
vá em Definir ou Revisar e depois abrirá a seguinte tela e vá em Steel Table ou 
Tabela de Perfis 
 
Depois selecione o tipo do perfil e a sua dimensão 
 
 
 
 
Para barra 1 nós vamos selecionar o perfil W 150 x 13 e deixe o eixo conforme 
a imagem acima. 
 
 
 
Selecione os demais perfis conforme a imagem acima 
 
 
Para renderizar e verificar os perfis vá no ícone do perfil e verificar conforme a 
imagem abaixo: 
 
 
 
O próximo passo é definir os apoios da base da torre, então você vai ao menu 
lateral e mude para o ícone de apoio e vamos inserir 4 apoios fixos na base, ou 
seja, nos 4 pés da torre. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15. INSERINDO AS CARGAS 
 
 
 
Carregamentos 
 
 Cargas Permanentes e Variáveis 
 
Vamos inserir todas as cargas pelo botão Novo e Coloque o nome de cada uma 
 
 
 
 
 
Daí vamos definir o peso próprio conforme a imagem abaixo 
 
 
 
 
Selecione todas as barras 
 
 
Agora vamos selecionar a direção X3 e o fator -1 para aplicarmos a força do 
Peso Próprio na Estrutura que estamos inserindo as cargas: 
 
 
 
Chegando no resultado: 
 
 
 
Repita esse processo para as outras cargas como por exemplo: 
 
Carga Permanente: 
- Peso Próprio 
- Equipamentos 
- Plataforma 
- Escada 
 
Cargas Variáveis de Sobrecarga: 
- Pessoas 
- Outras levantadas 
 
A carga de vento conforme calculado na planilha e as demais cargas como 
sobrecargas: 
- Vento 0° 
- Vento 90° 
 
 
Eu particularmente nesse caso da torre, aplico as cargas de vento nos 10 nós 
principais da face do eixoX1 (Vento 0°) e eixo X2 (Vento 90°). Então teremos 
duas cargas de vento como a próxima imagem. 
 
A carga de vento foi calculada conforme a planilha passada anteriormente e no 
meu exemplo eu cheguei na carga de aproximadamente 
Chegando a esse resultado: 
 
Depois no meu exemplo está em inglês, mas vá em Solve ou Calcular 
 
16. INSERINDO AS COMBINAÇÕES 
 
Análise 
 Definir Combinações Combinações 
 
 
 
 Você se lembra das combinações levantadas lá no capítulo das Ações e 
Segurança, onde falamos sobre os Estados Limites Últimos e Estados Limites de 
Serviço? 
 
Vamos recapitular aqui 
 
Para dimensionamento estrutural utilizam-se as seguintes combinações (cargas 
fatoradas): 
 
• 1,3 x Ações Permanentes 
• 1,3 x Ações Permanentes + 1,5 x Sobrecargas 
• 1,0 x Ações Permanentes + 1,4 x Vento 
• 1,3 x Ações Permanentes + 1,5 x Sobrecargas + 0,6 x 1,4 x Vento 
• 1,3 x Ações Permanentes + 1,4 x Vento + 1,00 x 1,5 x Sobrecargas 
 
 
Legal, agora a partir desse modelo eu vou te mostrar no software como elas 
são colocadas: 
 
 
 
 
 
 
 
17. REAÇÕES NA BASE 
 
Após inserir as combinações, nós já conseguimos verificar as cargas na base, 
para dimensionar os chumbadores e verificar os deslocamentos máximos. 
 
 
 
Podemos alterar qual a combinação desejamos verificar, para encontrar as 
maiores cargas de compressão e tração na base, assim como mudar a 
orientação do eixo de X3 para X2 para encontrarmos a força horizontal cortante 
na base e inserir os resultados na planilha de cálculo dos chumbadores da base. 
 
 
 
 
 
18. COMO DEFINIR OS CHUMBADORES? 
 
Para definir os chumbadores, fazemos o levantamentodas reações conforme 
o item anterior e colocamos em uma planilha, pois essas são informações 
importantes a serem passadas para a construção da base. 
 
 
 
Verificamos todas as combinações e suas reações em X1, X2 e X3 e colocamos 
os valores em uma planilha: 
 
 
 
Depois com esses dados de Forças de Reação de Tração e Cortante podemos 
dimensionar o chumbador também, através de uma planilha de 
Dimensionamento pelo Método das Tensões Admissíveis (AISC-ASD) e Método 
dos Estados Limites (AISC-LRFD) 
 
 
 
Então a partir da inserção dos dados de entrada a planilha faz a análise pelos 2 
métodos e nós da o resultado final e adotamos o maior diâmetro e com maior 
fator de segurança. 
 
 
 
Exemplos de medidas de nicho dos chumbadores em mm 
 
 
 
 
Exemplos de distâncias mínimas entre chumbadores em mm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19. ANALISANDO OS DESLOCAMENTOS 
Para os deslocamentos nós vamos utilizar os ELS (Estados Limites de Serviço) 
conforme a tabela da imagem abaixo e do que foi descrito no capítulo anterior. 
 
• 1,0 x Ações Permanentes + 1,0 x Sobrecargas 
• 1,0 x Ações Permanentes + 1,0 x Vento 
 
 
 
Temos que analisar os deslocamentos para todas as combinações de estados 
de serviço 
 
 
 
Conforme a NBR 8800-Anexo C-Tabela C-1 e vamos verificar os deslocamentos 
máximos conforme abaixo: 
 
 
 
Então nós geramos os deslocamentos no software e verificamos manualmente 
se estão dentro do requisitado pela NBR8800. 
No nosso modelo tivemos o deslocamento máximo do último pavimento da 
torre em 2,63cm 
Então basta você pegar o seu tipo de edificação e verificar o deslocamento dado 
no software e dividir pelo valor que está na tabela acima. 
No nosso caso vamos utilizar um edifício de dois ou mais pavimentos e verificar 
o deslocamento máximo do topo dos pilares em relação a base. Usando a altura 
máxima da torre de 3000cm e dividir por 300, resultando em 10cm de 
deslocamento máximo permitido. 
Como o nosso resultado foi de 2,63cm então está dentro do deslocamento 
máximo, mas ainda não verificamos as barras, as vezes se alguma barra não 
estiver passando, quando alteramos ela, o deslocamento máximo tende a 
diminuir. 
Vamos verificar também o deslocamento entre 2 pavimentos consecutivos, 
então nós temos cada parte da torre com 600cm de altura, dividindo por 500 
temos o deslocamento máximo entre pavimentos que é de 1,2cm. 
O índice m requisita que seja tomado apenas o deslocamento provocado pelas 
forças cortantes no andar considerado, desprezando-se os deslocamentos de 
corpo rígido provocados pelas deformações axiais dos pilares e vigas. 
Então aplicando somente as forças que são cortantes na edificação no nosso 
modelo temos o deslocamento do último pavimento em 2,64cm e no 
penúltimo em 2,32cm resultando numa diferença de 0,32cm que é inferior aos 
1,2cm requisitados pela norma. 
Com isso temos nosso modelo aprovado nos deslocamentos e vamos para a 
verificação das barras. 
 
 
 
 
 
20. SOLICITAÇÕES DAS BARRAS 
 
Na próxima etapa vamos utilizar o módulo Steel, onde determinamos as 
normas a serem usadas no cálculo, no nosso casso a brasileira. 
 
Vamos também determinar os parâmetros de qual o tipo de aço estamos 
utilizando e por último vamos computar e calcular as solicitações nas barras. 
 
 
 
Nos parâmetros definimos o aço dos perfis W e Cantoneira como A572 G50: 
 
 
 
O qual tem resistência de limite de escoamento de 345Mpa. 
 
Depois basta computar para verificarmos o primeiro resultado das barras: 
 
 
 
Verificamos que alguns perfis W dos montantes não passaram na verificação 
Combinada de força Axial + Momento e algumas barras de cantoneiras não 
passaram no limite de esbeltez. 
 
Então podemos verificar cada barra e alterar lá na geometria para um modelo 
acima e calcular novamente. Fazendo sempre esse processo iterativo. 
 
Para verificar no modelo vamos para a opção que nos mostra a capacidade em 
cada barra 
 
Vista geral: 
 
 
 
Vista em detalhe das peças com % maiores que 100%. 
 
Como já estamos analisando em estados limites últimos o resultado poderia ser 
considerado até 102% mas eu recomendo que você deixe sempre as barras em 
até 90% a 95% sempre pensando em uma segurança aumentada. 
 
 
Então voltamos para a etapa de geometria e definimos um novo perfil para os 
montantes inferiores de até em 6m melhorando assim a etapa de fabricação, 
pois normalmente os perfis W são comprados com esse comprimento. 
 
Com isso nós teremos uma nova propriedade para a parte inferior dos 
montantes das torres: 
 
 
 
Então voltamos para a etapa do Resultados e recalculamos o modelo e fazemos 
a nova verificação das peças. 
 
 
 
 
Ainda não passaram algumas cantoneiras como podemos verificar abaixo, 
então basta verificar qual delas não estão atendendo ao limite de esbeltez e 
aumentar a geometria ou a espessura, ou ainda ambos, tem que testar! 
 
 
 
Então vamos voltar na geometria e alterar a cantoneira que está com 110% que 
no nosso exemplo é o elemento número 4. 
 
 
 
O perfil W de 150x18 também não passou então já aproveitei e alterei para 
150x22.5 e a cantoneira eu alterai para 3” x ¼” mas também não passou então 
tive que alterar para 4” x ¼” 
 
 
 
Obtendo um resultado que atende as solicitações, finalizando assim a 
verificação das barras. 
 
Com isso já conseguimos verificar o peso da estrutura. 
 
 
 
 
21. LIGAÇÕES 
 
Para as ligações podemos determiná-las manualmente ou utilizando o módulo 
de ligações do programa. 
 
Neste material eu vou mostrar quais são as ligações e seus tipos, para que numa 
próxima oportunidade possamos adentrar no mundo das ligações. 
 
 
 
Segue abaixo as principais ligações: 
 
 
 
Exemplos de ligações conforme a rigidez: 
 
 
 
 
 
Classificação dos modelos de ligação: 
 
As ligações podem ser soldadas ou parafusadas, sendo que, na maioria das 
vezes, o cálculo da ligação implica na verificação de grupos de parafusos e de 
linhas de solda. 
 
Os parafusos devem resistir a esforços de tração ou cisalhamento e as soldas 
devem resistir a tensões de tração, compressão ou cisalhamento. 
 
 
 
 
 
E para fazer o efetivo dimensionamento das soldas e parafusos precisamos 
estabelecer os esforços solicitantes e as resistências dos parafusos e soldas de 
acordo com o tipo de esforço que estão chegando neles. 
 
 
 
 
 
 
22. AGRADECIMENTO 
 
Então meu muito obrigado por ter acompanhado até aqui, espero que você 
tenha gostado da leitura e já comece aplicar hoje mesmo o que aprendeu neste 
livro! 
 
Quer assistir esse e-book em formato de uma aula completa? 
 
Clique no link abaixo e veja ela na integra: 
 
https://youtu.be/EQboX9UareM 
 
Grande Abraço, 
Leônidas Müller