Desempenho de Galpões Industriais de Aço sob Ação do Vento

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2022
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Projeto Integrador apresentado ao Curso de...da... 
para obtenção do grau de... 
Orientador: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cidade 
2022
RESUMO 
 
Introdução: O aço é um tipo de material altamente preferido para proporcionar 
durabilidade em edifícios e em galpões. É dividido em duas estruturas metálicas leves e 
estruturas metálicas pesadas. Se tivermos que fazer uma pequena comparação, as 
estruturas de aço leve são feitas com custo menor, enquanto os materiais de aço pesado 
custam mais que o dobro. De fato, ao conferir várias curvas aos materiais de aço leve, a 
resistência estrutural do aço pesado pode ser fornecida. Objetivo: O objetivo deste 
estudo é analisar o desempenho de galpões industriais sob ação do vento (horizontal) e 
utilizar isso como referência para dimensionamento de galpões metálicos. Metodologia: 
Este estudo utilizará pesquisas quantitativas e qualitativas. A pesquisa quantitativa é o 
estudo de coleta e análise de dados quantitativos sobre variáveis. A pesquisa qualitativa 
evita a quantificação. Resultados e Discussões: A tensão de compressão tende a 
exacerbar os efeitos da curvatura inicial existente, criando deslocamento lateral na 
armadura, processo conhecido como flambagem por flexão ou flambagem global, que 
muitas vezes reduz a capacidade de carga da peça. Considerações finais: Em treliças 
trapezoidais com perfis enformados a frio (curvados), apresenta os melhores resultados 
para desempenho estrutural, apresentando menor deslocamento do que a armação do 
tipo de alma inteira. 
 
Palavras-chave: Aço. Estrutura. Galpões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS 
 
A – Área 
AR – Bruto de laminação 
at – Coeficiente de dilatação 
b – Largura 
bef – Largura efetiva 
E = Módulo de elasticidade 
f – Tensão aplicada 
fcr – Flambagem elástica do elemento 
Fd – Força; valor de ação 
FGi,k – Valores característicos das ações permanentes 
FQ1,k – Valor característico da ação variável considerada principal para a combinação 
fy – Limite elástico 
G – Módulo de corte 
HB – Testes unitários Brinel 
kN – kilonewton 
lim – Limite 
N – Laminação normalizada 
NBR – Norma Brasileira Regulamentadora 
σ – Tensão 
t – Espessura do elemento 
V0 – Velocidade inicial 
v – Módulo de Poisson 
y – Peso específico 
γg – Coeficiente de ponderação das ações permanentes 
γq – Coeficiente de ponderação das ações variáveis 
Ψo – Fator de combinação 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Dimensionamento...........................................................................................13 
Figura 2 – Força do vento no Brasil..................................................................................24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Materiais utilizados na estrutura.....................................................................37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
Gráfico 1 – Tensão-deformação do aço de baixo carbono...............................................17 
Gráfico 2 – Esforço..........................................................................................................21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 9 
2 REFERENCIAL TEÓRICO .......................................................................................... 11 
2.1 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA DE AÇO .................................................. 12 
2.1.1 Largura efetiva ...................................................................................................... 14 
2.2 CONSIDERAÇÕES DO PROJETO .......................................................................... 15 
2.3 DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO DO AÇO ..................................................... 16 
2.4 CARGAS E AÇÕES ................................................................................................. 20 
2.4.1 Ações permanentes............................................................................................... 22 
2.4.2 Ações variáveis ..................................................................................................... 22 
2.4.2.1 Ação do vento .................................................................................................... 23 
2.4.3 Sobrecarga na cobertura ....................................................................................... 24 
2.4.4 Combinação de ações ........................................................................................... 24 
2.5 PROPRIEDADE MECÂNICA DO AÇO .................................................................... 25 
2.6 PROPRIEDADE SIDERÚRGICA ............................................................................. 27 
2.7 COMPONENTES DO GALPÃO ............................................................................... 28 
2.7.1 Treliça .................................................................................................................... 32 
2.7.1.1 Estrutura de Warren ........................................................................................... 33 
2.7.2 Pilares ................................................................................................................... 33 
2.7.3 Placa de ancoragem ............................................................................................. 34 
2.8 FATORES DE CUSTO NA ESTRUTURA DE AÇO ................................................. 34 
3 METODOLOGIA ......................................................................................................... 36 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................ 37 
4.1 BARRAS DE AÇO .................................................................................................... 38 
4.2 CARGA DE VENTO ................................................................................................. 39 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................ 42 
REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 43 
ANEXOS ........................................................................................................................ 48 
 
 
9 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As estruturas de aço são cada vez mais utilizadas na construção civil devido ao 
seu menor peso, vãos maiores e maior produtividade em relação às estruturas. 
Considerando as vantagens, esta estrutura é amplamente utilizada em galpões, por 
exemplo. 
Segundo De Souza (2017), considerando a engenharia, todos os elementos estão 
sujeitos à ação estática ou dinâmica. Estruturas que normalmente são submetidas a 
cargas dinâmicas requerem um certo nível de desempenho, estabilidade e segurança 
estrutural, o que leva a essa relação com o estudo de técnicas para determinar a resposta 
à força solicitada, mesmo que a dinâmica excitação tem seu próprio aspecto, o que o 
distingue de seu equivalente estático com uma variedade variável no tempo. Essa 
variabilidade temporal também pode fornecer deslocamento, deformação e forças 
internas. 
A estrutura deve ser projetada para suportar essa carga dinâmica. No entanto, 
com a construção alternativa de edifícios avançados com grandes vãos, há a 
necessidade de aumentar a rigidez das estruturas, pois consideramos reduzir sua 
capacidade de acomodar efeitos dinâmicos. 
Ou seja, quando as estruturassão submetidas a cargas dinâmicas, elas se tornam 
mais suscetíveis a movimentos que provocam deformações e deslocamentos; tais 
movimentos são conhecidos como vibrações. 
O sistema estrutural de um grande galpão geralmente consiste na ligação de 
elementos estruturais como pilares, tesouras. Tais sistemas estruturais devem ser 
dimensionados para resistir à gravidade e às forças laterais, bem como a outros 
movimentos de uso. A escolha do sistema estrutural também deve estar diretamente 
relacionada à escolha do arranjo dos elementos estruturais projetados para resistir a 
esforços horizontais e verticais para garantir uma forma econômica e segura para o 
usuário. 
O contraventamento é um elemento constituído por hastes adicionadas a uma 
estrutura para evitar ou reduzir o deslocamento horizontal e/ou vibração, e sua principal 
função é proporcionar estabilidade às estruturas submetidas ao vento ou outros efeitos. 
Como resultado, eles terão mais deslocamento horizontal. Também devem ser 
10 
 
analisadas estruturas de pequeno porte, quando submetidas a cargas de vento ou muito 
esbeltas. Em galpões metálicos, devido à abertura e posicionamento dos elementos 
(pórtico e treliça), deve-se utilizar escoras para melhor distribuir as forças, 
Ou seja, este estudo tem como objetivo analisar o desempenho de galpões 
industriais sob a ação do vento (horizontal), e para tanto, são determinadas as dimensões 
dos galpões metálicos como referência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
2 REFERENCIAL TEÓRICO 
 
O aço estrutural, também conhecido como aço de construção, é o tipo mais comum 
de aço. É extremamente útil em diversos setores, encontrando aplicações, entre outras, 
na engenharia civil e no campo das construções mecânicas. Também é utilizado em 
carpintaria, para construção de tanques comuns, operação de máquinas e estruturas 
metálicas (TEIXEIRA, SIMPLICIO, 2018). 
Seus pontos fortes favorecem seu uso: em particular, o aço estrutural é 
recomendado por sua alta resistência ao estresse estático. A diferença entre este 
processo é caracterizada por uma qualidade peculiar do estado na laminação, processo 
mecânico através do qual é possível atingir uma das dimensões (geralmente a prensa) 
da chapa. S235, S275, S355 e DD11 (TEIXEIRA, SIMPLICIO, 2018). 
Os aços estruturais de alta resistência adequados à conformação a frio, graças à 
sua fácil flexão, são capazes de reduzir os custos de produção e os relacionados à 
soldagem, principalmente quando a espessura é reduzida ao mínimo (PEREIRA, 2019). 
O aço estrutural S235JR + AR é caracterizado pelo estado bruto de laminação 
(AR), e representa um aço "sem liga", adequado para graduação a frio. Encontra 
aplicação em engenharia civil e carpintaria, e é utilizado para a construção de estruturas 
metálicas (PEREIRA, 2019). 
O aço estrutural S275JR possui boas propriedades de soldabilidade, juntamente 
com boas características mecânicas. Normalmente, se esse aço for utilizado para a 
fabricação de elementos estruturais a frio, em parafusos e para a produção de rebites 
(CALDERON-URISZAR-ALDACA et al, 2020). 
Já o tipo S275J2 + N destaca-se pelo estado normalizado de laminação. Também 
neste caso, se for um aço não ligado adequado para conformação a frio, e muito utilizado 
nas mesmas situações, indicar aço estrutural S235JR + AR (CALDERON-URISZAR-
ALDACA et al, 2020). 
O aço estrutural tipo S355J2C + N também possui estado de laminação 
normalizado, não ligado e adequado para classificação a frio. Ele mostra uma atitude 
particular em relação à formação de rolos e afiação (HERRMANN et al, 2020). 
Pode ser utilizado para reboques, gruas, escavadoras e outros, mas também para 
pontes rodoviárias, vagões ferroviários e na construção de tubagens, sistemas de 
12 
 
ventilação, bombas, estruturas de edifícios. É difundido no setor naval e na produção de 
vagões ferroviários (HERRMANN et al, 2020). 
Por fim, o aço DD11 + AR se destaca por seu estado de laminação grosseira. 
Duvidoso se há algo a ver com folhas de baixo carbono, que são continuamente 
laminadas para conformação a frio (HERRMANN et al, 2020). 
Este tipo particular de aço estrutural é adequado para o processo de dobra, e tem 
limites máximos de ruptura e escoamento, aos quais são adicionados alongamentos 
mínimos garantidos. Pode ser usado para trabalho a frio (HERRMANN et al, 2020). 
 
2.1 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA DE AÇO 
 
É cada vez mais comum a construção de grandes edifícios com estruturas 
metálicas de aço, e sua versatilidade, leveza, processabilidade e custo reduzido tornam 
este material cada vez mais atrativo para a fabricação estrutural (DEBASTIANI, 
GARDINI, 2017). 
Além de serem seguros e atenderem aos padrões de projeto, também trazem 
estética e conforto aos futuros usuários da edificação com o menor custo possível. O 
dado mais básico para iniciar todo o processo de dimensionamento de uma estrutura 
metálica é o tamanho do perfil a ser utilizado (DEBASTIANI, GARDINI, 2017). 
Para determinar as dimensões dos perfis de aço que serão utilizados para a 
fabricação de estruturas metálicas, é necessário levar em consideração uma série de 
fatores, que perseguem para proporcionar uma maior folga de folga e, portanto, 
segurança em termos de as medidas tomadas, bem como as escolhidas as vantagens 
dos perfis sobre outros perfis disponíveis podem ser maiores, mas também são mais 
caras (PAULA, 2018). 
Posto isso, diante do iminente crescimento exponencial da demanda por 
edificações de médio a alto padrão nas grandes cidades, as estruturas de aço são muito 
importantes, pois se destacam de outras alternativas como sistema estrutural e sistema 
construtivo, razão pela qual se forma uma cadeia de projetos no plano de execução, 
escolha uma variedade de alternativas e comece a entrar no campo das estruturas de 
aço (DE SOUZA, 2017). 
A primeira pergunta que surge quando queremos migrar nossos sistemas 
13 
 
construtivos para estruturas de aço é: Quais fatores de projeto devo considerar ao 
projetar estruturas de aço? 
Parte de um bom caminho para traçar o tamanho correto de uma estrutura metálica 
começará com uma boa conceituação estrutural primeiro, é bem verdade dizer que um 
bom projeto estrutural se resolve a partir de uma boa estrutura de projeto (GARCIA et al, 
2017). 
Neste caso, a pré-determinação das dimensões será um método da geometria da 
peça final, utilizado para estender os requisitos do projeto, e na primeira fase poderemos 
aproximar as dimensões do espaço que mais afetam, por exemplo, para obter a 
inclinação ou altura do elemento (GARCIA et al, 2017). No caso das estruturas de aço, a 
prática e experiência de vários projetistas e fabricantes nos deixou algumas fórmulas 
empíricas para um adequado pré-dimensionamento, o que nos aproxima muito da 
solução de execução do projeto, posto isso, na Figura 1 temos o dimensionamento da 
estrutura metálica, onde as colunas são representadas pelos quadros em vermelho. 
Figura 1 – Dimensionamento 
 
14 
 
Fonte: Elaborado pelo autor (2022). 
 
Na fórmula que pode nos dar uma boa forma de obter essas dimensões, temos o 
seguinte; 
Para obter a profundidade do feixe infravermelho, laminado ou formado a partir de 
3 placas, são recomendadas as seguintes expressões: 
• Para armaduras de banzos paralelos, a profundidade será calculada usando a 
seguinte expressão; 
• Considere também a colocação das diagonais, na medida do possível para atingir 
um ângulo de 45°, que pode ser conseguido pela separação de colunas de 
comprimento semelhante ao ângulo. 
• Para um "prisma triangular" ou tipo similar de estrutura espacial, recomenda-se o 
seguinte; 
• Para longarinas do tipo "viga", o valor recomendado é igual a; 
• Para vigas "C" ou "Z", obtém-se diretamente o seguinte: 
• Para colunas, o dimensionamento é mais complexo, dependendo da operação 
horizontal a que eventualmentese submeterá. Mas é mais pesado, respeite o 
princípio de vigas fracas e colunas fortes. 
O aço estrutural pode ser laminado em diferentes perfis sem alterar suas 
propriedades físicas, preferencialmente aqueles com grande momento de inércia em 
relação à sua área. O contorno mais adequado deve ser pré-selecionado de acordo com 
o elemento a ser projetado. 
 
2.1.1 Largura efetiva 
 
A NBR 14762:2010 adota o método da largura efetiva no dimensionamento de 
perfis formados a frio, que se baseia no método dos estados limites, levando em 
consideração o estado limite e o estado limite de serviço. Os elementos estruturais 
abrangidos pela norma são vigas, pilares e vigas de pilares (NICOLETTI et al, 2020). 
Neste método, a seção é tratada como uma combinação de placas de elementos 
alongadas. Portanto, o conceito de largura efetiva é usado para levar em conta o efeito 
15 
 
da flambagem local em cada elemento isolado. Isso resulta em um perfil com 
propriedades geométricas efetivas, a saber, área efetiva e módulo de resistência elástica 
efetiva (NICOLETTI et al, 2020). Posto isso, a seguir na equação 1, serão determinados 
os membros desse método. 
𝑏𝑒𝑓 (𝑡.𝑓lim )
𝑏 (𝑡.𝑓lim )
= √
𝑓𝑐𝑟.𝐴
𝑓𝑙𝑖𝑚.𝐴
 (1); 
Onde: 
bef = largura efetiva; 
b = largura; 
fcr = flambagem elástica do elemento; 
lim = limite 
t = espessura do elemento; 
f = tensão aplicada; 
A = área. 
 
2.2 CONSIDERAÇÕES DO PROJETO 
 
Segundo Cunha (2021), para um bom projeto estrutural temos que levar em conta 
os códigos de projeto atuais, e onde eles se aplicam, temos que levar em conta o escopo 
dos códigos internacionais e podem servir como uma boa referência para casos locais, 
na maioria dos casos. que devem ser feitas sejam consistentes de um código para outro, 
pois o entendimento do código controlará a física de cada condição crítica de projeto, 
dentre as revisões que não podemos ignorar, podemos citar as seguintes: 
• Revisar elementos sob tensão 
• fluxo de plástico de seção completa 
• Ruptura Parcial Líquida 
• quebra de recorte 
• esmagar e rasgar 
• Revisão de membros flexionados 
• Deslizamento ou Laminação 
• Flambagem local da alma e do flange 
16 
 
• Flexão lateral 
• Revisar elementos compactados 
• flambagem geral 
• flambagem local 
• flambagem de torção 
• Revisar Compressão de Flexão de Membro 
• flambagem geral 
• Flambagem local da alma e do flange 
• Flambagem torcional lateral 
• plastinação de membros 
• falha de cisalhamento do núcleo 
• Falha de fluência 
• definição de conexão 
Por fim, a escolha do tipo de ligação é um aspecto que não podemos deixar apenas 
para o projetista estrutural, devemos levar em consideração que o envolvimento do 
fabricante é rudimentar pois ele avaliará com mais detalhes a viabilidade de execução do 
projeto. conexões propostas pelo designer (RODRIGUES, 2021). 
Em relação aos tipos de conexões que podem ser utilizadas, na verdade temos 3 
alternativas, soldagem, aparafusamento ou uma mistura dos dois, escolher um tipo de 
conexão em detrimento de outro não significa que um seja melhor que o outro em termos 
de projeto Um, mas sim são outros aspectos envolvidos, como a velocidade de execução, 
a capacidade da oficina em fabricá-los com alta precisão e as condições que serão 
atendidas quando montadas que nos darão a melhor escolha para o tipo de conexão a 
ser usada, e, finalmente, o projeto final é gerado (DOS SANTOS JUNIOR et al, 2019). 
 
2.3 DIAGRAMA TENSÃO-DEFORMAÇÃO DO AÇO 
 
Segundo Fonseca e Silva (2018), dado um corpo ao qual é atribuída uma carga 
estática conhecida, e do qual é detectável o deslocamento de um conjunto de pontos 
significativos, de modo a descrever sua configuração geométrica antes e depois da 
aplicação da carga; variando a intensidade das forças, é possível estabelecer uma 
17 
 
relação entre a força aplicada e o deslocamento detectado, que pode ser expressa em 
um diagrama tensão-deslocamento (Gráfico 2). 
 
Gráfico 1 – Tensão-deformação do aço de baixo carbono 
Fonte: Machado (2013). 
 
Se o problema da carga tiver uma solução conhecida, também será possível 
determinar o estado de tensão e de deformação presente no corpo: neste caso, também 
é possível traçar o diagrama tensão-deformação, que de fato relaciona o estado de 
deformação e o estado de tensão em um ponto pré-determinado (FONSECA, SILVA, 
2018). 
Como tanto a tensão quanto a deformação são entidades tensoras, o diagrama se 
refere a um componente específico σ ij e a um determinado ε hk, considerado 
particularmente representativo da relação a ser investigada (SUAZNÁBAR, SILVA, 2018). 
O diagrama é, portanto, uma linha traçada em um sistema de eixos cartesianos 
ortogonais, em cujas abcissas se situa ε, e nas ordenadas σ. Uma vez que a relação que 
liga tensão e deformação depende exclusivamente das ligações constitutivas existentes 
entre elas, o diagrama tensão-deformação é representativo das características 
mecânicas de um determinado material (SUAZNÁBAR, SILVA, 2018). 
18 
 
Por conveniência de cálculo, a fim de simplificar a solução do problema mecânico 
que permite traçar desde a relação força-deslocamento até a relação tensão-deformação, 
a aplicação da carga é feita de forma a dar uma amostra do material uma característica 
de tensão conhecida, a fim de estimar facilmente, graças às fórmulas conhecidas da 
ciência da construção, os tensores de tensão e deformação e, em particular, aplicar 
esforço normal e momento fletor para determinar as relações entre σ 33 e ε 33; 
cisalhamento e torque para determinar as relações entre tensões tangenciais e 
deslizamento angular (COSTA, ABREU, AGUIAR, 2017). 
Entre todos, o teste de tensão normal é certamente o mais significativo para o 
propósito de descrever as características mecânicas, pois permite determinar os valores 
limiares mais significativos das tensões e deformações que um determinado material 
pode suportar (COSTA, ABREU, AGUIAR, 2017). 
O ensaio de tensão normal, por sua vez, é dividido em dois ensaios distintos, 
sendo o primeiro submetido à compressão e o segundo à tração; o diagrama resultante 
consiste, portanto, em dois ramos, dos quais o primeiro (por compressão) se desenvolve 
no terceiro, e o segundo (por tração) no primeiro dos quatro quadrantes determinados 
pelo sistema de eixos ε0σ (CARNEIRO JÚNIOR, 2017). 
Em ambos os casos, uma máquina de teste universal é usada, UTM), que é um 
equipamento controlado mecanicamente ou, melhor, eletronicamente, composto por um 
par de colunas ao longo das quais um elemento metálico se move verticalmente, 
empurrado por uma prensa hidráulica, capaz de se aproximar de uma placa fixa colocada 
mais abaixo, e ao mesmo tempo para se afastar de um elemento no topo das colunas; 
dependendo da posição do corpo de prova, a máquina é capaz de transmitir uma força 
aplicada no centro de gravidade da seção, tanto na compressão quanto na tração 
(CARNEIRO JÚNIOR, 2017). 
No caso do ensaio de compressão axial simétrica, ou mais simplesmente do 
ensaio de compressão (ensaio de resistência à compressão uniaxial), uma série de 
corpos de prova são escolhidos para serem colocados entre as placas inferiores, para 
que possam ser esmagados pelo movimento relativo que o se aproxime (HU, FENG, 
2021). 
19 
 
No caso de perfis, especialmente metálicos, é cortado um segmento de 
comprimento definido (entre 10 e 20 cm), tomando-se o cuidado de obter faces 
perfeitamente paralelas em contato com as chapas, para evitar flexões parasitas e evitar 
uma esbeltez muito alta que poderia causar o colapso do perfil devido à flambagem (HU, 
FENG, 2021). 
Quando é necessário carregar conglomerados, são feitos especialmente cubos 
cuja aresta está entre 10 e 20 cm utilizando uma bandeja de cubos , uma pequena 
cofragem (muitas vezes descartável em poliestireno), que deve ser posteriormente 
retificada para garantir não só o paralelismo entre as faces, mastambém para evitar a 
presença de rugosidades nas seções carregadas que poderiam distribuir a pressão de 
forma desigual na superfície em contato com as placas metálicas, e causar tensões em 
alguns pontos do corpo de prova, invalidando o ensaio (ZHANG, CHEIN, XIONG, 2018). 
Amostras cilíndricas também são comuns, muitas vezes obtidas a partir de 
testemunhos realizados em estruturas existentes, ou em blocos de materiais naturais 
(como pararochas). Outro cuidado importante é lubrificar as chapas da máquina para 
evitar o aparecimento de tensões devido ao atrito que poderia causar o colapso do 
material por esmagamento (ZHANG, CHEIN, XIONG, 2018). 
No ensaio de tração simétrica axial, ou ensaio de resistência à tração (ensaio de 
resistência à tração uniaxial), o corpo de prova é produzido em barras - geralmente com 
seção circular - de forma a ser facilmente grampeado por um par de mandíbulas, sendo 
a primeira integral com a placa fixa colocado no topo das colunas da máquina universal, 
e o segundo posicionado no bloco deslizante que, movendo-se para baixo, dará o esforço 
de tração necessário para realizar o teste. O comprimento da barra não é significativo 
porque neste caso nenhum fenômeno de instabilidade pode surgir como no teste de 
compressão (KESAWAN et al, 2017). 
Em ambos os casos, se o material a ser testado for capilar, o corpo de prova deve 
estar perfeitamente seco, pois a umidade piora as características mecânicas. Uma vez 
escolhido o material, ambos os ensaios devem ser realizados para conhecer o seu 
comportamento à tração e à compressão. O diagrama completo terá, portanto, a 
aparência de uma curva de dois ramos: o primeiro, desenhado no primeiro quadrante, 
será obtido submetendo o corpo de prova a uma tensão normal positiva, enquanto o 
20 
 
segundo, colocado no terceiro quadrante, corresponderá a um estresse negativo. Ambas 
as ramificações começarão da origem; o segundo e o quarto quadrantes estarão vazios 
(KESAWAN et al, 2017). 
Um campo elástico, caracterizado pelo fato de que se o ensaio for interrompido e 
a tensão mecânica for zerada, o corpo de prova não apresentará deformações residuais; 
um ponto de escoamento, que identifica os valores de tensão σ y e deformação ε y além 
dos quais termina o comportamento elástico do material (indicado com Y, ou às vezes 
também com S, no diagrama). 
Um campo plástico, onde se o ensaio for interrompido e a tensão for zerada, o 
corpo de prova apresenta uma deformação residual (a seção YB no diagrama); um ponto 
de ruptura, que identifica os valores de tensão σ b (ou σ r) e deformação última ε b 
(também chamada de tensão final ε u, ou também ε r) para os quais a audição colapsa 
(CANGUSSU et al, 2021). 
O diagrama permite determinar características importantes dos materiais 
tenacidade, ou seja, a capacidade de resistir à quebra mecânica; resiliência, ou a 
capacidade de deformar elasticamente; plasticidade (e seu oposto: fragilidade), que é a 
capacidade de se deformar significativamente no campo plástico; e em particular 
maleabilidade se a plasticidade estiver em compressão, e a ductilidade ou 
superplasticidade se a plasticidade estiver em tração (CANGUSSU et al, 2021). 
 
2.4 CARGAS E AÇÕES 
 
Ações e forças atuantes em elementos como equipamentos de elevação ou pontes 
rolantes ou estruturas como silos ou tanques de armazenamento estão fora do escopo 
deste trabalho. Em geral, as forças de atrito não são definidas neste documento básico, 
pois são consideradas efeitos do movimento. Quanto as ações variáveis, a mesma foi 
obtida através da soma do nº de RA (9+5+2+7+8+7+7+5/8), o que corresponde a 0,625 
kN/m² 
O peso próprio é o peso dos elementos estruturais, fechamentos e elementos de 
divisória, todos os tipos de carpintaria, revestimentos, recheios (por exemplo, isopor) e 
acessórios para o peso de equipamento, e para esse caso será considerado o peso 
próprio da ABNT NBR 14762:2010, correspondente a 7850 kg.m³. Quanto a forço do 
21 
 
vento, o mesmo corresponde a 30 m/s, segundo a NBR 6123:1988. 
O valor característico do peso próprio do elemento estrutural é normalmente 
determinado a partir do valor médio obtido a partir do tamanho nominal e do peso 
específico médio (ROHR, 2021). 
Os esforços na treliça foram calculados na área mais solicitante, no qual serão 
consideradas todas as cargas, onde primeiramente serão calculadas as reações a seguir: 
W1 = 7880,625 ((6 – 0)) = 47283,75 kN 
R2 (6-0) = 47283,75.(3-0) = 6R2 = 141851,25 kN 
R1+R2 = 47283,75 kN = 6R2 = 47283,75 kN 
Dado os valores obtidos acima, o esforço será representado por W1x = 7880,625x 
– 0 = - 7880,625 + 23641,875, representado graficamente no Gráfico 1 a seguir. 
Gráfico 2 – Esforço 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor (2022). 
Para ripas comuns com peso por metro quadrado não superior a 1,2 kN/m e uma 
distribuição substancialmente uniforme das plantas, seu próprio peso pode ser 
equivalente a uma carga uniformemente distribuída equivalente. Como valor da carga 
equivalente de referência, pode ser utilizado o valor do peso por metro quadrado de 
elevação multiplicado pela razão entre a superfície da parede divisória e a superfície da 
vegetação considerada. No caso de paredes divisórias mais pesadas, isso pode ser 
equiparado ao mesmo valor de carga equivalente uniforme acima mais uma sobretaxa 
(LUZ, 2019). 
 
22 
 
2.4.1 Ações permanentes 
 
Ações permanentes ou cargas inerentes à edificação, como o peso da própria 
estrutura, seus envelopes internos e externos, carpintaria, instalação e ação do solo em 
que se assenta (SILVA et al, 2021). 
As operações permanentes são operações de construção ou encargos que não 
podem ser ignorados ou suprimidos. Por exemplo, o peso do edifício, o papel do solo em 
que o edifício está localizado e as propriedades de materiais como concreto ou aço em 
estruturas metálicas (SILVA et al, 2021). 
O peso do edifício em si precisa ser considerado e exercer algum tipo de ação 
sobre ele, mas com elementos estruturais, todos os elementos de fechamento e 
divisórias, divisórias, todos os tipos de carpintaria, revestimentos (por exemplo, pisos, 
acabamentos, tetos falsos), taludes (como terrenos) e todos os equipamentos fixos como 
caldeiras coletivas, transformadores, equipamentos de elevação, torres de resfriamento 
e sistemas de bombeamento (PEREIRA, BECK, EL DEBS, 2017). 
Além de seu próprio peso, existem elementos dele; para anteparas, a norma 
estabelece que, para anteparas comuns com peso superior a 1,2 kN/m2 por metro 
quadrado no mar e distribuídas em um fundo uniforme, seu próprio peso pode ser 
semelhante ao peso equivalente A carga uniformemente distribuída, In Para residencial, 
uma carga de 1,0 kN por metro quadrado de área útil será considerada como o peso da 
divisória. Por outro lado, no caso de equipamentos fixos, o valor característico do peso 
próprio deve ser definido de acordo com o valor fornecido pelo fabricante (PEREIRA, 
BECK, EL DEBS, 2017). 
Para avaliar a alegada reclamação, se deve concordar com as instruções do EHE. 
Outro ponto a ser considerado é a ação do solo causada por seu empuxo, incluindo seu 
peso e outras ações que atuam sobre ele, ou aquelas causadas por seu deslocamento e 
deformação. Em relação às normas, é importante observar que elas serão avaliadas 
conforme especificado na norma DB-SE-C (BALZAN, RAMIREZ, JÚNIOR, 2021). 
 
2.4.2 Ações variáveis 
 
23 
 
Efeitos que afetam o peso do edifício, efeitos nos elementos de grade e divisória, 
pressão e efeitos do vento, efeitos térmicos e efeitos da neve nas estruturas. Essa 
chamada “sobrecarga de uso” tem a ver com o peso de tudo o que pode estressar uma 
edificação devido ao uso. No entanto, este documento não abrange a sobrecarga de 
equipamentos pesados, nem a acumulação de materiais em bibliotecas, armazéns ou 
indústria (SILVA et al, 2021). 
Para determinar o valor da sobrecarga, inclui-se os efeitos douso normal, incluindo 
a sobrecarga do conteúdo dos edifícios, encanamentos elétricos e sanitários, máquinas 
e veículos, e aqueles decorrentes de uso anormal, como acúmulo de pessoas ou móveis 
durante os deslocamentos (SILVA et al, 2021). 
 
2.4.2.1 Ação do vento 
 
A energia do vento desempenha um papel importante no projeto estrutural, 
especialmente para estruturas esbeltas e leves, como galpões de aço. A norma NBR 
6123:1988 traz algumas recomendações e processos para determinar o efeito do vento 
em elementos estruturais. No projeto estrutural, é escolhida a maior velocidade do vento, 
que depende desses fatores: 
• Velocidade básica do vento (V0); 
• Topografia do local; 
• Características de rugosidade do local; 
• As dimensões do edifício; 
• Probabilidade de velocidade máxima do vento ao longo da vida útil do edifício; 
• Risco à vida humana, dependendo do tipo de uso da edificação. 
A velocidade base do vento depende da localização da edificação, e o padrão de 
vento estabelece valores de referência a partir de medições realizadas em todo o Brasil 
para gerar um mapa de contorno utilizado para determinar V0 (Velocidade inicial) em m/s 
(Figura 3). Para a definição padrão, a velocidade do vento base é uma rajada de 3 
segundos, mais de uma vez a cada 50 anos, 10 metros acima do solo, em áreas abertas, 
posto isso no Anexo 4 foi calculado o coeficiente do fator de rugosidade da carga de 
vento. 
24 
 
Os coeficientes S1, S2 e S3 são determinados de acordo com fatores como 
terreno, rugosidade, tamanho do edifício e risco probabilístico. se através deles. 
 
Figura 2 – Força do vento no Brasil 
 
Fonte: NBR 6123:1988 
 
2.4.3 Sobrecarga na cobertura 
 
Para coberturas comuns, na ausência de especificações mais rígidas, deve-se 
prever uma sobrecarga nominal mínima de 0,25 kN/m² (Anexo B da NBR8800:2008). Um 
valor de 0,15kN/m² (15 Kgf/m²) pode ser utilizado para sobrecarga de cobertura para 
galpões de pequeno e médio porte, fora de áreas de acúmulo de poeira. 
 
2.4.4 Combinação de ações 
 
25 
 
As ações acima podem atuar individualmente ou em conjunto, o que significa que 
a carga na estrutura (Fd) deve ser definida pela combinação de ações que podem ocorrer 
simultaneamente. Para isso, várias combinações devem ser analisadas para determinar 
as mais críticas (GUIMARÃES, DE SOUZA, 2018). 
Conforme a NBR 8800, para cada combinação deve ser aplicada a Equação 2, 
que inclui ações permanentes, ações variáveis primárias e outras ações variáveis 
(consideradas secundárias), seus valores combinados: 
𝐹𝑑 = ∑ (𝑦𝐺𝑖 ∗ 𝐹𝐺𝑖,𝑘) + 𝑦𝑞1 ∗ 𝐹𝑞1,𝑘 + ∑ (𝑦𝑞𝑗 ∗ Ψ0𝑗 ∗ 𝐹𝑞𝑗,𝑘)
𝑛
𝑗=2
𝑚
𝑖=1 (2) 
No qual: 
Fd = força; valor de ação; 
FGi,k = valores característicos das ações permanentes; 
FQ1,k = valor característico da ação variável considerada principal para a combinação; 
FQj,k = valores característicos das ações variáveis que podem atuar concomitantemente 
com a ação variável principal; 
γg = coeficiente de ponderação das ações permanentes; 
γq = coeficiente de ponderação das ações variáveis; 
Ψo = fator de combinação. 
Igualmente, no anexo 1, 2 e 3 será demonstrado os valores das possíveis de 
combinações de ações dispostos pela NBR 8800. 
 
2.5 PROPRIEDADE MECÂNICA DO AÇO 
 
As propriedades mecânicas e físicas do aço podem variar muito dependendo de 
sua composição e da porcentagem de impurezas, como fósforo ou enxofre. Desta forma, 
para obter melhores propriedades mecânicas e físicas, o aço pode ser ligado com outros 
materiais como: cromo, cobalto, cobre, molibdênio, níquel, nitrogênio, selênio, tântalo, 
titânio, tungstênio ou vanádio (PORCARO et al, 2017). 
Ainda segundo Porcaro et al (2017) e Martins, Faria e de Oliveira (2018), a 
composição e as propriedades do aço variam muito, existem mais de 3.500 ligas de aço. 
O aço geralmente tem um teor de carbono mais baixo do que o encontrado no ferro e 
menos impurezas do que os encontrados em outros metais. Todos esses graus atingem 
características diferentes em propriedades físicas, químicas e ambientais. Diferentes 
26 
 
tipos de aço são produzidos de acordo com as propriedades requeridas para sua 
aplicação, algumas de suas propriedades são: 
• Propriedades mecânicas: Referem-se à resistência, ductilidade e dureza e estas, 
por sua vez, dependem muito do tipo de liga e composição do próprio aço onde: 
• Plasticidade: É a capacidade do aço de manter sua forma após ser submetido a 
um estresse. Aços ligados com pequenas quantidades de carbono são mais 
dúcteis. 
• Fragilidade: Refere-se à facilidade com que o aço pode ser quebrado quando 
submetido a tensão. Quando o aço é ligado, com alto percentual de carbono, tende 
a ser mais frágil. 
• Maleabilidade: É a propriedade que o aço tem de ser laminado. Desta forma, 
algumas ligas de aço inoxidável tendem a ser mais maleáveis que outras. 
• Dureza: É a resistência que um metal opõe a agentes abrasivos. Quanto mais 
carbono adicionado a uma liga de aço, mais difícil ela será. Para verificar o grau 
de dureza, geralmente são utilizados os testes unitários Brinel (HB) ou Rockwel C 
(HRC). 
• Tenacidade: É o conceito que denota a capacidade do aço de resistir à aplicação 
de uma força externa sem quebrar. Para aços com concentração média de 
carbono, a tenacidade tende a ser maior. 
• Propriedades físicas: correspondem à densidade, condutividade elétrica e térmica 
não variam muito de uma liga para outra. 
• Corpo: Incluem o que está relacionado ao peso, volume, massa e densidade do 
aço. 
• Térmico: Existem três aspectos fundamentais do aço: sua capacidade de conduzir 
temperatura (condução), seu potencial de transferir calor (convecção) e sua 
capacidade de emanar raios infravermelhos no meio (radiação). 
• Elétrica: Refere-se à capacidade do aço de conduzir corrente elétrica. 
• Óptica: No caso do aço, denotam sua capacidade de refletir a luz ou emitir brilho. 
Um exemplo disso é com a liga necessária para se obter o aço inoxidável, quanto 
maior o seu percentual de alumínio, melhor a propriedade óptica. 
• Magnético: É a sua capacidade de ser induzido ou induzir um campo 
27 
 
eletromagnético. Quanto maior o ferro na liga de aço, maior sua capacidade de 
agir como um ímã. 
Deve-se considerar que à medida que a resistência do aço aumenta, sua 
ductilidade diminui e que à medida que a resistência aumenta, a elasticidade não varia. 
Por ser um material de produção industrializada e controlada, as propriedades estruturais 
do aço geralmente apresentam pouca variabilidade. 
 
2.6 PROPRIEDADE SIDERÚRGICA 
 
O aço laminado a quente é um aço que é aquecido e laminado a altas 
temperaturas. Sua plasticidade e soldabilidade são melhores, por isso somos mais 
usados. Depois que o aço é fortemente atraído além do estágio de endurecimento da 
deformação, sua resistência é alta, mas sua resistência e soldabilidade são ruins, e é 
relativamente duro e quebradiço. A laminação a quente é processada em altas 
temperaturas. Laminação a quente significa que o material deve ser aquecido durante ou 
antes da laminação do aço. Geralmente é aquecido acima da temperatura de 
cristalização antes da laminação (BRAGA, 2019). 
A imersão a quente contínua de uma tira de aço laminada a quente é um processo 
totalmente novo para a produção de chapas galvanizadas por imersão a quente. A 
aplicação deste processo melhora muito a eficiência da produção de tiras de aço e é de 
grande importância para garantir a qualidade da tira de aço. A galvanização contínua por 
imersão a quente de tiras de aço laminadas a quente foi produzida no Japão na década 
de 1970 (BRAGA, 2019). 
Nas décadas de desenvolvimento, a tecnologia de produção contínua de 
galvanização por imersão a quente de tiras laminadas a quente foi desenvolvida em 
vários graus, mas muitos problemas também se acumularam. A solução para esses 
problemas é melhorar o nível técnico da produção de galvanização de tirasde aço 
prensado a quente. escolha inevitável (MODOLO, 2017). 
Na competição cada vez mais acirrada no mercado de tiras de aço, se as 
empresas siderúrgicas quiserem realizar seu desenvolvimento a longo prazo, elas 
28 
 
precisam fortalecer a pesquisa de tecnologia de produção de galvanização contínua a 
quente de tiras de aço laminadas a quente e perceber a inovação (MODOLO, 2017). 
Características dos produtos laminados a quente: os produtos laminados a quente 
têm excelentes propriedades, como alta resistência, boa tenacidade, fácil processamento 
e boa soldabilidade, etc., por isso são amplamente utilizados em indústrias de fabricação 
como navios, automóveis, pontes, construção, máquinas, pressão embarcações, etc 
(OLIVEIRA, 2019). 
A laminação a frio é feita de bobinas laminadas a quente como matéria-prima e 
laminadas em temperatura ambiente abaixo da temperatura de cristalização. Chapas de 
aço laminadas a frio são chapas de aço produzidas através do processo de laminação a 
frio, chamadas de chapas frias. A espessura da folha laminada a frio é geralmente entre 
0,1 e 8,0 mm. A espessura da chapa de aço laminada a frio feita pela maior parte das 
fábricas é menor a 4,5 mm. A espessura e largura da chapa laminada a frio são 
determinadas com base na capacidade do equipamento e na demanda de mercado de 
cada fábrica (OLIVEIRA, 2019). 
Mas o termo "laminado" é frequentemente usado para descrever vários processos 
de acabamento, como torneamento, retificação e polimento, todos os quais modificam o 
material laminado a quente existente em produtos mais refinados. Tecnicamente, 
"laminado a frio" aplica-se apenas a chapas que sofrem compressão entre rolos 
(BARBOSA, 2018). 
A laminação a frio é processada a partir de uma chapa laminada a quente à 
temperatura ambiente. Mesmo que a chapa de aço seja aquecida durante a laminação 
devido à laminação, ela ainda é chamada de laminação a frio. À medida que o frio a 
quente é laminado por deformação a frio contínua, as propriedades mecânicas são 
relativamente pobres e a dureza é muito alta. Deve ser anexado para restaurar suas 
propriedades mecânicas. Aqueles sem anexação são chamados de bobinas duras 
enroladas. A bobina dura laminada é geralmente usada para fazer produtos sem dobrar 
e esticar (BARBOSA, 2018). 
 
2.7 COMPONENTES DO GALPÃO 
 
29 
 
Um telhado de metal arquitetônico compreendendo uma pluralidade de terças 
substancialmente paralelas que se estendem em uma primeira direção, as terças tendo 
uma rede central e espaçadas por membros de estrutura estrutural e uma pluralidade de 
escoras que se estendem em uma segunda direção, a primeira. As duas direções são 
substancialmente perpendiculares ao telhado (LUZ, 2019). 
Uma primeira direção, entre terças adjacentes para evitar deflexão lateral e torção 
das terças sob carga, em que pelo menos algumas das terças são membros de canal 
com uma alma central e flanges superior e inferior longitudinalmente no primeiro as 
extremidades se estendem além do suporte de alma central formam um par de asas 
salientes, uma sobre a outra (LUZ, 2019). 
Uma terça com pares de fendas que se estendem longitudinalmente em intervalos 
para permitir que as abas do suporte sejam inseridas através de um par de fendas e 
sobressaiam do outro lado da terça, sendo uma de cada par das referidas fendas 
localizada em acima e substancialmente paralela para o outro, as escoras têm orifícios 
nas abas em suas primeiras extremidades e orifícios nas abas superior e inferior em suas 
segundas extremidades, sendo os orifícios nas abas e os orifícios nas abas dispostos de 
tal forma que acima de um alinhamento visível e observável quando os respectivos 
membros estão firmemente contra lados opostos da terça (SILVA et al, 2021). 
Um sistema de contraventamento lateral para um telhado tendo uma matriz de 
terças substancialmente paralelas, o sistema compreendendo uma pluralidade de 
escoras e uma pluralidade de pinos para interligar as escoras, cada uma das escoras 
sendo membro de canal com flanges superior e inferior (SILVA et al, 2021). 
Através da malha central, uma porção da malha em uma extremidade de cada 
escora é removida de modo que um par de projeções é formado nas extremidades dos 
flanges superior e inferior dessa extremidade do membro, as projeções nos flanges 
superior e inferior de uma extremidade do suporte e a outra extremidade do suporte 
possuem orifícios de alinhamento pré-fabricados acessíveis por cima através dos quais 
os pinos podem ser inseridos para fixar o suporte junto à terça sem a necessidade de 
furos e outros dispositivos de fixação sem qualquer material (LIEBL NETO, 2017). 
Um segundo elemento de escora, cuja primeira extremidade inclui um orifício 
superior e um orifício inferior, permite que um pino seja recebido através do orifício e 
30 
 
abertura quando a primeira extremidade do segundo membro de escora está posicionada 
adjacente ao membro de suporte estrutural. os membros de escora são fixados em lados 
opostos da estrutura do membro de suporte; o alinhamento das aberturas permite a 
inserção desimpedida dos pinos por cima e, em seguida, os pinos passam pelo campo 
gravitacional e ficam no lugar (LIEBL NETO, 2017). 
Uma pluralidade de travessas é formada, cada travessa tendo: um flange superior, 
um flange inferior, uma primeira extremidade tendo aletas superior e inferior que se 
estendem para fora, com uma primeira extremidade tendo através da abertura na mesma, 
orifícios alternados são formados em cada um dos flanges superior e inferior na segunda 
extremidade nivelada (SEIXAS et al, 2017). 
Ajustar a travessa de modo que uma aba em uma primeira travessa da pluralidade 
de travessas possa ser recebida por ranhuras superiores e inferiores formadas em uma 
rede de uma da pluralidade de terças e a aba (SEIXAS et al, 2017). 
A conexão soldada é o principal método de conexão da estrutura de aço. De 
acordo com a posição relativa de duas soldas: solda de topo, solda de sobreposição, 
junta em T e junta de canto. 
Ainda segundo Seixas et al (2017), as conexões soldadas oferecem as seguintes 
vantagens: 
• Nenhuma perfuração é necessária, economizando trabalho e tempo; sem 
enfraquecer a seção, pode realizar operação automática; 
• Forte adaptabilidade a formas geométricas; componentes de qualquer forma 
podem ser conectados diretamente e a conexão é conveniente; 
• Estanqueidade adequada ao ar, estanqueidade à água, rigidez estrutural e 
integridade funcional. 
• Desvantagens da conexão soldada da estrutura do edifício de estrutura de aço 
• Existe uma zona afetada pelo calor perto da solda. O material torna-se quebradiço; 
o problema da fragilidade a frio a baixa temperatura é mais proeminente. 
• A tensão residual de soldagem torna a estrutura propensa a falhas frágeis, e a 
deformação residual altera a forma e o tamanho da estrutura; 
• Uma vez que uma rachadura de soldagem ocorra, ela se expandirá rapidamente. 
31 
 
Avaliação da qualidade da solda: Soldas Classe I devem passar por inspeção 
visual, inspeção ultrassônica e inspeção por raios X; Soldas Classe II devem passar por 
inspeção visual e inspeção ultrassônica; Soldas Classe III devem passar por inspeção 
visual (DE OLIVEIRA et al, 2018). 
Por esse motivo, as conexões soldadas geralmente requerem pessoal qualificado 
para realizar as operações, após o que as juntas soldadas devem ser inspecionadas por 
ultra-som (DE OLIVEIRA et al, 2018). 
As conexões de parafuso são divididas em parafusos comuns e parafusos de alta 
resistência. Os parafusos comumente usados são divididos em parafusos de nível C e 
parafusos de nível A e B. Os parafusos de nível A e B são adequados para a instalação 
de estruturas básicas que precisam transmitir grandes forças de cisalhamento nas peças 
de conexão. Os parafusos de grau C são ideais para aperto temporário ao instalar 
estruturas de aço (PARANHOS, DA SILVA BATISTA, DAROLD, 2018).Parafusos comuns são usados para conexões temporárias e conexões para 
estruturas de carga estática destacáveis. Dentre eles, os parafusos grau A e B são pouco 
utilizados atualmente, sendo substituídos por parafusos de alta resistência. Portanto, os 
parafusos padrão geralmente se referem a parafusos C (PARANHOS, DA SILVA 
BATISTA, DAROLD, 2018). 
Os parafusos de alta resistência são divididos em parafusos de fricção e parafusos 
de pressão. Atualmente, os parafusos de fricção de alta resistência são amplamente 
utilizados na conexão de estruturas metálicas em edifícios industriais e civis. Eles são o 
método de conexão mais adequado para suportar cargas dinâmicas em vários links. Eles 
são frequentemente usados para conexões de emenda e partes importantes de 
instalações de campo (OLIVEIRA, SOARES, SANTOS, 2020). 
Onde a estrutura não é adequada para soldagem, parafusos de alta resistência 
pode ser usado. Os parafusos de fricção de alta resistência são a forma de parafuso mais 
comum no projeto de aço. 
Os parafusos do rolamento de impulso de alta resistência estão firmemente 
conectados e a capacidade de rolamento é maior do que a dos parafusos do tipo fricção. 
A diferença do parafuso de fricção é quando o parafuso de pressão atinge sua 
32 
 
capacidade máxima de carga. Pequenos deslizamentos podem ocorrer na junta e o custo 
de construção é alto (OLIVEIRA, SOARES, SANTOS, 2020). 
Porque a deformação sob carga é muito maior que a dos parafusos do tipo fricção. 
Parafusos de rolamento axiais de alta resistência são usados principalmente para 
conectar componentes não sísmicos, componentes de carga não dinâmica e 
componentes de ação não repetitiva. O resto das conexões são parafusos de fricção. 
 
2.7.1 Treliça 
 
Uma treliça é uma estrutura composta por membros dispostos em triângulos 
conectados de modo que todo o conjunto se comporte como um único objeto. As treliças 
são mais frequentemente utilizadas em pontes, torres e telhados (SILVA et al, 2021). 
As treliças consistem em malhas triangulares conectadas entre si para permitir 
uma distribuição uniforme do peso e lidar com mudanças na tensão e compressão sem 
dobrar ou cisalhar. Triângulos são geometricamente estáveis em comparação com 
formas de quatro (ou mais) lados que requerem juntas de canto fixas para evitar 
cisalhamento (SILVA et al, 2021). 
Uma treliça consiste em elementos triangulares construídos com hastes retas. As 
extremidades desses membros são conectadas em juntas, chamadas de nós. Eles são 
capazes de suportar grandes cargas, transferindo-as para estruturas de suporte, como 
vigas de suporte, paredes ou o solo (DE MEDEIROS, 2017). 
Normalmente, as treliças são usadas para atingir um grande vão, minimizar o peso 
da estrutura, reduzir a deflexão, a sobrecarga é suportada. 
As treliças geralmente consistem em três elementos básicos: 
• A string superior, geralmente em um estado compactado. 
• A corda inferior, geralmente em tensão. 
• Suporte entre as cordas superiores e inferiores. 
As cordas superior e inferior da treliça fornecem resistência à compressão e tração 
e, portanto, resistência à flexão geral, enquanto o contraventamento resiste às forças de 
cisalhamento. 
33 
 
A eficiência das treliças significa que elas exigem menos material para suportar as 
cargas do que as vigas maciças. Geralmente, a eficiência geral de uma treliça pode ser 
otimizada usando menos material nos cabos e mais material nos elementos de suporte 
(DE MEDEIROS, 2017). 
A treliça simples é uma forma triangular e pode ser encontrada em um telhado 
emoldurado composto por caibros e caibros de teto. Treliças planas são treliças nas quais 
todos os membros estão em um plano 2D. As treliças deste tipo são frequentemente 
usadas em conjunto, com treliças dispostas paralelamente para formar telhados, pontes, 
etc (CAETANO, WANDERLIND, VITO, 2021). 
Em contraste com treliças planas que se encontram em um plano bidimensional, 
treliças de estrutura espacial são estruturas tridimensionais que conectam triângulos. 
Uma grande variedade de formas de treliça pode ser criada, variando em material, 
geometria geral e vão (CAETANO, WANDERLIND, VITO, 2021). 
As treliças Pratt usam membros verticais para compressão e membros horizontais 
para tração. A configuração dos membros significa que os membros diagonais mais 
longos estão apenas em tração para fins de carregamento por gravidade, o que permite 
que sejam usados de forma mais eficiente (SILVA, VICENTE, 2021). 
 
2.7.1.1 Estrutura de Warren 
 
As treliças Warren têm menos membros do que as treliças Pratt e têm membros 
diagonais que se alternam em tração e compressão. Os integrantes da treliça se unem 
numa série de triângulos equiláteros, alternando para baixo e para cima. 
Frequentemente usada para vãos curtos em edifícios industriais, essa forma de 
treliça é assim chamada porque maximiza a iluminação natural usando vidros no lance 
mais íngreme voltado para o norte (às vezes chamado de telhado dente de serra). Na 
parte mais inclinada da treliça, geralmente há uma segunda treliça perpendicular ao plano 
da treliça North Light, proporcionando maior folga de coluna (TRINDADE, FERNANDES, 
BERTOLINO, 2017). 
 
2.7.2 Pilares 
 
34 
 
A regularidade estrutural, tanto em planta como em elevação, geométrica e 
mecânica, é uma das pedras angulares do projeto. Como cada pilar pertence tanto a uma 
armação quanto a uma ortogonal a ela, esta será orientada plana para um e faca para o 
outro; é claro que nem sempre é fácil encontrar a combinação certa de orientações para 
equilibrar a distribuição da rigidez no plano. Girar a orientação de um pilar significa 
modificar a rigidez de translação de todo o pilar e do pórtico ao qual o pilar pertence 
(SILVA et al, 2021). 
 
2.7.3 Placa de ancoragem 
 
Uma placa de ancoragem é um componente estrutural. Essas placas são 
conectadas a uma haste ou parafuso e geralmente são visíveis fora do prédio. A placa 
de ancoragem distribui a tensão criada pelo seu ponto de ancoragem e estabiliza a 
parede conectada. Essas placas geralmente são decoradas ou estilizadas, pois são 
visíveis na parte externa (SILVEIRA et al, 2018). 
A estrutura geral de uma placa de ancoragem é a mesma, independentemente de 
sua aparência real. Essas placas são largas e planas - quanto maiores, maior a área de 
distribuição. No centro da placa há um orifício para a conexão do tirante ou parafuso que 
penetra. Basicamente, a placa de ancoragem nada mais é do que uma arruela gigante. 
A haste localizada no centro da placa de ancoragem penetra totalmente na parede 
atrás dela. Ele se conecta à estrutura interna do edifício, muitas vezes enganchando 
diretamente nos suportes horizontais do piso. Esses conectores são colocados 
aproximadamente a cada 6 pés (2 m) fora de um prédio, em cada andar. Eles são 
essencialmente o que mantém a parede externa do edifício presa à estrutura interna 
(SILVEIRA et al, 2018). 
 
2.8 FATORES DE CUSTO NA ESTRUTURA DE AÇO 
 
O aço e a chapa metálica são os principais componentes, representando cerca de 
70%-80% do custo total do edifício. A flutuação do preço de mercado das matérias-primas 
estruturais metálicas afeta diretamente o valor do edifício. Diferentes tamanhos de seção, 
graus de aço, espessuras de parede e telhado podem causar diferenças de preço. 
35 
 
Portanto, as matérias-primas são o principal fator que afeta o custo de construção das 
siderúrgicas (GARDNER, 2019). 
O design razoável pode economizar matérias-primas e afetar o custo das oficinas 
de estrutura de aço. Diferentes esquemas de projeto são um fator importante que afeta a 
quantidade de aço utilizada, o que afeta diretamente o custo total (GARDNER, 2019). 
O custo das fundações está intimamente relacionado com a geologia do edifício. 
O período de construção da infraestrutura representa cerca de 25% do período total de 
construção. O custo de construção da fundação éde 15% do custo total da estrutura 
metálica. Ao projetar, preste atenção ao relatório geológico da localização do edifício, 
selecione um tipo de base razoável e controle a superfície da base e a profundidade da 
fundação para desempenhar um papel decisivo no custo total (DYVIA, MURALI, 2021). 
O tempo de construção também faz parte do custo. Proficiência técnica de 
instalação é a principal fábrica durante o período de construção. A construção de oficina 
de estrutura metálica é um projeto sistemático, envolvendo uma ampla gama e muitos 
fatores de influência. Cronogramas de construção, mudanças de políticas e engenharia 
extensiva afetam os custos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
3 METODOLOGIA 
 
Este estudo utilizará a pesquisa quantitativa e qualitativa. A pesquisa quantitativa 
é o estudo da coleta e análise de dados quantitativos sobre uma variável. A pesquisa 
qualitativa evita a quantificação. Pesquisadores qualitativos utilizam técnicas como 
observação participante e entrevistas não estruturadas para fazer registros narrativos do 
fenômeno em estudo. 
A diferença fundamental entre os dois métodos é que os métodos quantitativos 
estudam associações ou relações entre variáveis quantitativas, enquanto os métodos 
qualitativos estudam em contextos estruturais e situacionais. A pesquisa qualitativa tenta 
identificar a natureza profunda da realidade, seus sistemas relacionais, sua estrutura 
dinâmica. A pesquisa quantitativa tenta determinar a força das associações ou 
correlações entre as variáveis, generalização e objetivação dos resultados por amostra 
(TAQUETTE, 2021). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
As propriedades e dimensões dos perfis devem sempre ser retiradas dos 
catálogos fornecidos pelas empresas siderúrgicas que os fabricam. Eles não devem ser 
selecionados como referência, pois as condições de fabricação podem variar e, portanto, 
o desempenho pode variar. 
As medidas e valores obtidos devem ser sempre arredondados para o valor mais 
próximo. Compreender o esforço que uma estrutura metálica irá suportar e para que o 
edifício será usado é fundamental. 
O objetivo de um projeto estrutural deve ser atender aos requisitos de 
especificação no menor fator de forma possível, sem comprometer a estética do projeto 
concebido na fase de conceito para garantir a redução de custos. 
As vigas são elementos estruturais cujos maiores comprimentos são horizontais e 
estão essencialmente sujeitos a esforços de flexão, transferindo cargas para os pilares. 
Em vigas é ideal escolher perfis IPN, HEB ou U. Os materiais utilizados estão dispostos 
a seguir na Tabela 1. 
 
Tabela 1 – Materiais utilizados na estrutura 
Material utilizados 
Material 
Tipo Designação E (kgf/cm²) v G (kgf/cm²) f (kgf/cm²) a (m/mºC) y (t/m³) 
Aço 
laminado 
A-36 250 
MPa 
2038736.0 0.300 784913.4 2548.4 0.000012 7.850 
Aço 
dobrado 
CF-26 2038736.0 0.300 784129.2 2650.4 0.000012 7.850 
*E = Módulo de elasticidade; 
*v = Módulo de Poisson; 
*G = Módulo de corte; 
*fy = Limite elástico; 
*at = Coeficiente de dilatação; 
*y = Peso específico 
Fonte: Elaborado pelo autor (2022). 
 
38 
 
Ressalta-se que os valores para os perfis IPN 120 estão muito próximos dos 54cm³ 
calculados, mas conforme mencionado nas recomendações, todos os métodos e 
decisões sobre os perfis a serem utilizados devem garantir a segurança da estrutura, 
portanto seus valores são sempre superior ao valor obtido na determinação pré-
dimensional da estrutura metálica. 
No entanto, existem algumas recomendações pré-determinadas para dimensões 
de estruturas metálicas que podem facilitar o trabalho, principalmente considerando que 
este valor é inicialmente uma referência, e que estas podem ser adotadas como ponto 
de partida em estruturas simples. 
No caso de vigas, o objetivo é obter a altura (h) do perfil em função do vão da viga 
(L), ou seja, em função da distância pilar a pilar. 
Para a relação de esbeltez efetiva, relação de comprimento sem apoio e seu raio 
mínimo de giro (KL/r), é necessário ter uma ideia aproximada da tensão normal. 
As terças são elementos estruturais mais leves cuja principal função é suportar os 
painéis de revestimento que serão utilizados para delimitar o piso. Em geral, o ponto 
chave na definição de qual tipo de perfil utilizar nestes elementos depende do tipo de laje 
que será utilizada para revestir o piso, ou se será de concreto armado. 
Ao longo do processo, é importante deixar claro que este é o primeiro passo 
fundamental para a execução de um projeto bem estruturado, que atenda a todos os 
requisitos e requisitos do projeto, seja de engenharia, estética, regulamentação ou custo; 
não desconsiderando o fato de que no pré-determinando as dimensões dos elementos, 
confirme que esses elementos são ideais para a estrutura metálica a ser projetada. 
 
4.1 BARRAS DE AÇO 
 
Barras de tração são aquelas que são submetidas a tensões de tração axial ou 
simples e estão presentes em estruturas na forma de tirantes ou ganchos, 
contraventamentos, vigas ou vigas de pilares e barras de tração para treliças. NBR 8.800 
(Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2008), 
A força de tração axial (Nt,Sd) que determina o requisito de projeto deve ser menor 
ou igual à força de tração de resistência de projeto (Nt,Rd). 
39 
 
A resistência à força axial de projeto utilizada no projeto será o mínimo dos valores 
obtidos levando em consideração o estado limite último de escoamento da seção total e 
a ruptura da seção liberada. 
Em edifícios de aço, o reforço de compressão é encontrado principalmente em 
conjuntos de treliças e colunas de suporte marcadas. Esses componentes são 
caracterizados por serem tensionados por forças de compressão axiais. 
Além de dimensionar a peça para resistir a essa força de compressão, também 
devem ser considerados os efeitos da flambagem global e local da peça. 
A tensão de compressão tende a agravar os efeitos da curvatura inicial existente, 
criando deslocamentos laterais na armadura, processo conhecido como flambagem por 
flexão ou flambagem global, que muitas vezes reduz a capacidade de carga da peça. 
Além da flambagem global, as dimensões da peça devem evitar a flambagem local, 
característica instável caracterizada pelo deslocamento lateral da chapa em forma de 
ondas. Este fenômeno ocorre devido à esbeltez (b/t) da chapa. Devido a esses efeitos, a 
flexão, torção ou torção de flexão e flambagem local devido a estados limites instáveis 
devem ser considerados ao projetar a peça. 
O item 5.3 da NBR 8800:2008 estabelece que, para efeitos de dimensionamento 
de barras submetidas a esforço axial de compressão. 
Quando um elemento estrutural é submetido tanto a esforços axiais (de tração ou 
compressão) quanto a momentos fletores, a NBR 8800:2008 especifica que, além de 
verificar os estados limites para esses casos. 
O dimensionamento de componentes em perfis formados a frio é feito em 
concordância com a NBR 14762:2010 e carrega algumas características, basicamente 
devido ao formato da seção e ao fato de a carga não ser aplicada no centroide da seção, 
o que gera deformação devido à torcendo. Portanto, em perfis formados a frio de seção 
aberta, os seguintes estados limites devem ser considerados: instabilidade local, 
instabilidade torcional e instabilidade global. 
 
4.2 CARGA DE VENTO 
 
40 
 
Em uma estrutura de galpão, a ação principal é causada pelo vento, e o cálculo 
dessa ação é essencial para o projeto estrutural. Os cálculos a seguir visam determinar 
o vento nas direções vertical (V90º) e longitudinal (V0º) do galpão. Por meio da NBR 6123 
Capítulo 5, são obtidos os valores para os efeitos do vento no interior da edificação. 
No que se refere a altura de 5, 10 e 10,8 metros e o Anexo 4, serão calculados a 
seguir na equação 3: 
𝑣1 = 35 ∗ 1 ∗ 0,76 ∗ 0,95 = 25,27 𝑚/𝑠;Na equação acima, os 3 elementos junto a velocidade trata-se do S1, S2, S3, 
convertendo o S2 ao valor correspondente a sua altura, temos que v2 é igual a 27,60 m/s 
e v3 é igual a 27,93 m/s. 
Com esses valores, é feita uma escolha entre as partes A, B e C, sendo a mais 
crítica à parte B, que tem direção do vento de 90º. Esta seção é combinada com dois 
valores de coeficiente de pressão interna, de acordo com a especificação, são Cpi=0,0 e 
Cpi=-0,3 respectivamente, sendo selecionado o mais prejudicial. 
Na NBR 8800:2008, uma combinação dos efeitos do vento deve ser realizada para 
determinar o efeito mais adverso sobre a estrutura. Isso é feito combinando ações locais 
com coeficientes de pressão. 
Para definir melhor o esforço, foram utilizadas as combinações IV e V. Com estes 
valores, a carga de vento (q) é finalmente calculada a cada frame, multiplique o 
espaçamento entre frames (d) por qk e pelos coeficientes de IV e V, conforme Tabela 10, 
para converter o valor final para KN/m. Com o equilíbrio de momentos na borda do pilar, 
obtém-se um diagrama final simplificado para a combinação de IV e V. 
Os valores finais referem-se ao pórtico interno do galpão, que absorve a carga do 
vento em uma área de 6 m de comprimento da lateral do galpão. Os dois alpendres 
exteriores (frontais) recebem uma carga de vento de 3 metros de lado e assim têm 
metade do valor. 
Os efeitos são combinados para determinar quais são os efeitos simultâneos mais 
prejudiciais na estrutura, e os fatores de ponderação e combinação usados nessas 
combinações são mostrados abaixo. Esses valores são adotados de acordo com a NBR 
8800 (ABNT, 2008). 
41 
 
a) Peso próprio da estrutura metálica: γg = 1,25 em condições normais, γg = 1,00 para 
ação permanente segura; 
b) Ação variável (vento): γq = 1,4; 
c) Ação variável (sobrecarga): γq = 1,5. 
Os fatores combinados usados foram: 
a) Vento (pressão dinâmica do vento na estrutura geral): Ψo = 0,6; 
b) Sobrecarga (ações variáveis induzidas pelo uso e ocupação): Ψo = 0,8. 
Utilizando estes coeficientes, foram estabelecidas combinações de ações e 
fornecidas ao software para dimensionamento. onde AP é o peso próprio da estrutura; 
SCU, sobrecarga; V0, vento de 0 graus e V90, vento de 90 graus. 
Na análise de projeto estrutural, considera-se automaticamente os efeitos de 
segunda ordem. Esses efeitos ocorrem quando uma ação horizontal atuando sobre a 
estrutura provoca um pequeno deslocamento da verticalidade do pilar, resultando em 
forças devido a cargas verticais (peso próprio e sobrecarga) atuando sobre o pilar, 
resultando em um momento em relação à base do pilar. (efeito P - delta), o que leva a 
um aumento do efeito horizontal. Posto isso, itens estão presentes nos anexos como 
carga de vento nos pórticos (Anexo 5 e 6), diagrama da carga de vento (Anexo 7), 
deslocamento máximo (Anexo 8) e envoltória da estrutura (Anexo 9). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
As estruturas metálicas têm destaque em edificações industriais e comerciais, 
primando por fatores como rapidez de execução, economia e versatilidade, e eficiência 
estrutural. Levando em consideração esses fatores, este trabalho trata do efeito do tipo 
de estrutura no consumo de material, para geometrias específicas. 
Em treliças trapezoidais de perfis formados a frio (curvos), apresentou os melhores 
resultados para desempenho estrutural, apresentando menor deslocamento do que 
pórticos de alma inteira, mostrando que a seleção de perfis curvos em relação à adoção 
de treliças trapezoidais resulta em uma estrutura mais rígida, desde que devidamente 
associados a contraventamentos longitudinais. 
Quanto ao consumo de aço, como esperado, a estrutura treliçada com perfis 
curvos economiza cerca de 502 kg de consumo de aço, ou uma diferença de 33%, em 
relação ao uso de perfis laminados full-web. 
Comparando o consumo total das duas alternativas, a taxa de consumo de aço é 
reduzida em cerca de 20%. No entanto, isso não significa necessariamente que será uma 
solução mais barata, pois a treliça incorre em mais tempo de montagem, consome mais 
mão de obra. Por fim, para estudos de custos, recomenda-se mais pesquisas sobre os 
fatores acima, além de comparações com outros tipos como treliças em arco e treliças 
de cordas paralelas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
43 
 
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48 
 
ANEXOS 
 
ANEXO 1 – Coeficiente das ações variáveis 
 
 
ANEXO 2 – Coeficiente das ações permanentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
49 
 
ANEXO 3 – Fator de combinação 
 
 
ANEXO 4 – Fator de rugosidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
50 
 
ANEXO 5 – Carga de vento nos pórticos 
 
 
 
ANEXO 6 – Cálculo carga de vento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
51 
 
ANEXO 7 – Diagrama da carga de vento 
 
 
 
ANEXO 8 – Deslocamento Máximo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO 9 – Envoltória da estrutura