ESTRUTURAS METÁLICAS EM PERFIS LAMINADOS E SOLDADOS - Unidade 4

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ESTRUTURAS METÁLICAS EM PERFIS LAMINADOS E 
SOLDADOS 
Professora: Robertta Dantas Rezende 
E-mail: robertta.rezende@hotmail.com 
Notas de aula fornecidas pela Mestre em Ciências Tauana de Oliveira Batista 
Conceito de Sistema Estrutural
Sistema Estrutural é um conjunto de elementos estruturais
conectados entre si e dispostos de forma a garantir estabilidade
global à estrutura.
O que diferencia um sistema estrutural de outro é a forma como a
estabilidade global é garantida.
Sistemas Básicos ou Subsistemas são subconjuntos estáveis do
sistema estrutural formados por um ou mais elementos.
ligações flexíveis
(estrutura estável)
Sistema Triangular
associação de triângulos com ligações flexíveis
(estrutura estável)
Princípios da Estabilidade Global
ligações rígidas
(estrutura estável)
ligações flexíveis
(estrutura instável)
ligações flexíveis
(estrutura estável)
contraventamento
Sistema em Quadro
Princípios da Estabilidade Global
Tirantes
Escoras
elementos tracionados
elementos comprimidos
Vigas Simples
elementos fletidos
Sistemas Básicos
Cabos
Arcos
elementos tracionados, 
sem rigidez à compressão
elementos curvos 
flexo-comprimidos 
ou flexo-tracionados
Sistemas Básicos
Treliças Planas
associação de triângulos dispostos em um plano,
constituídos de barras tracionadas e comprimidas
Sistemas Básicos
Treliças Espaciais
associação de triângulos dispostos no espaço,
formando tetraedros, constituídos de barras
tracionadas e comprimidas
módulo básico 
(2 tetraedros)
vistas frontal e lateral
Sistemas Básicos
Treliças Espaciais
vista frontalvista lateral
Sistemas Básicos
associação de triângulos dispostos no espaço,
formando tetraedros, constituídos de barras
tracionadas e comprimidas
Vigas Vierendeel
Vigas Armadas
associação entre si de barras tracionadas,
comprimidas e fletidas, rigidamente
conectadas
associação de barra fletida com barras
comprimidas (escoras verticais) e
tracionadas (cabos)
Sistemas Básicos
Pilares
barra ou associação entre si
de barras comprimidas ou
flexo-comprimidas
pilar simples pilar composto
Sistemas Básicos
Quadros ou Pórticos Planos
quadro rígido 
(ligações rígidas)
associação de barras fletidas (vigas) com barras comprimidas ou flexo-
comprimidas (pilares) e barras tracionadas (tirantes ou contraventamentos)
Os contraventamentos são utilizados
na medida em que as ligações flexíveis
comprometem a estabilidade do quadro
quadro contraventado
(ligações flexíveis)
Sistemas Básicos
Painéis Estruturais
ligações rígidas ligações flexíveis
associação de barras fletidas (vigas) com barras
comprimidas (montantes) e barras tracionadas (tirantes)
Sistemas Básicos
Grelhas
associação de barras fletidas entre si, provocando flexo-torção
(não recomendável nas estruturas de aço, a menos que as
barras sejam constituídas de perfis fechados – os perfis abertos
têm baixas resistência e rigidez à torção)
Sistemas Básicos
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
a) edifícios de andares múltiplos;
b) residências unifamiliares e edifícios de pequeno porte;
c) Galpões;
d) coberturas de grandes vãos;
e) pontes, viadutos e passarelas e; 
f) torres.
Do ponto de vista da tipologia das estruturas, as construções usuais 
com estrutura de aço podem se agrupar em:
Formação dos Sistemas Estruturais
Formação dos Sistemas Estruturais
Edifícios de Andares Múltiplos
Centro Empresarial do Aço
Alberto Botti, Marc Rubin 
São Paulo - SP
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
Residências e Edifícios de Pequeno Porte
Residência em Painéis Estruturais Portaria da ArcelorMittal Tubarão
Formação dos Sistemas Estruturais
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
Galpões
Cedisa
Serra - ES
Formação dos Sistemas Estruturais
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
Coberturas de Grandes Vãos
Colégio Salesiano
Vitória - ES
Formação dos Sistemas Estruturais
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
Pontes, Viadutos e Passarelas
Ponte da Passagem
Karl Fritz Meyer
Vitória - ES
Passarela Jacaraípe
Karl Fritz Meyer
Serra - ES
Formação dos Sistemas Estruturais
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação 
de sistemas básicos ou subsistemas.
Torres
Torre Estaiada
Torre 
Autoportante
Formação dos Sistemas Estruturais
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
A estabilidade vertical é garantida
por quadros estáveis, por treliças
ou por elementos rígidos de
concreto armado.
A estabilidade horizontal é
garantida, em geral, pelas lajes de
concreto armado ou protendido,
que funcionam como diafragmas
horizontais. Centro Cultural Itaú 
São Paulo - SP
São quadros rígidos associados entre si ou
com outros elementos.
Os quadros rígidos garantem a estabilidade
do conjunto.
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistema de Quadros Contraventados:
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
São quadros contraventados associados com
quadros rotulados ou com outros elementos.
Os contraventamentos garantem a 
estabilidade do conjunto.
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistema de Quadros Contraventados:
em X em V em V 
invertido
em K
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistema de Quadros Contraventados:
Tipos Usuais de Contraventamentos
Contraventamento em X Contraventamento em V invertido
Contraventamento em K
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistema de Quadros Contraventados:
Tipos Usuais de Contraventamentos
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Alternativos (que dispensam ou reduzem os contraventamentos):
Sistemas com Núcleo Rígido ou Núcleo de Cisalhamento:
São quadros rotulados, engastados
em um núcleo rígido, em geral, de
concreto armado, que garante a
estabilidade do conjunto.
O volume de concreto é
construído enquanto a estrutura
de aço é fabricada.
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
Sistemas com Paredes de Cisalhamento:
São similares aos Sistemas com Núcleo de
Cisalhamento, a diferença está na maior
esbeltez do volume de concreto.
No plano da maior esbeltez das paredes é
necessário o uso de contraventamentos para
garantir a estabilidade neste plano.
Sistemas Alternativos (que dispensam ou reduzem os contraventamentos):
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
Sistemas com Pisos Suspensos:
São variações dos Sistemas com Núcleo ou
Paredes de Cisalhamento.
Os pilares dos quadros rotulados
transformam-se em tirantes, tornando a
estruturamais econômica (tirantes não estão
sujeitos à flambagem, como os pilares).
Sistemas Alternativos (que dispensam ou reduzem os contraventamentos):
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares 
Múltiplos
A estabilidade vertical é garantida por
quadros estáveis, por paredes estruturais,
por treliças ou por elementos rígidos de
concreto armado.
A estabilidade horizontal é garantida, em
geral, pelas lajes.
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Edifícios de Pequeno 
Porte
Os sistemas utilizados em edifícios de
andares múltiplos são usuais em edifícios de
pequeno porte.
Além desses, utiliza-se, ainda, o Sistema de
Paredes Estruturais, conhecido como LSF –
Light Steel Framing.
Tipos de Sistemas
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Edifícios de Pequeno 
Porte
Sistemas Estruturais de Galpões
Cada galpão é um conjunto de quadros estáveis (pórticos do galpão) dispostos 
ao longo do seu comprimento e interligados por outros subsistemas (em geral, 
vigas, treliças e tirantes); a largura do quadro é denominada vão do galpão.
vão
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças,
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
A estabilidade vertical ao longo do 
vão é garantida pelos quadros estáveis 
e, ao longo do comprimento por 
contraventamentos (tirantes) ou 
conexões rígidas.
A ‘estabilidade horizontal’ é 
garantida por contraventamentos 
(tirantes) nos planos da cobertura.
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
terça
contraventamento 
vertical
pendural
viga transversal viga longitudinal
contraventamento 
da cobertura
tesoura
pilar
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
viga de 
tapamento 
frontal
vão comprimento
pilar de 
tapamento 
lateral
viga de 
tapamento 
lateral
Quando o galpão possui tapamento lateral e/ou frontal com telhas, 
outros elementos são necessários:
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Em resumo, a estrutura de um galão é composta por:
Terças Pendurais
Vigas de Tapamento Frontal
Vigas de Tapamento Lateral
Tesouras
Pilares
Pilares de Tapamento Lateral
Vigas Transversais
Vigas Longitudinais
Contraventamentos
Além desses elementos, usa-se, nos 
galpões, tirantes e escoras auxiliares, 
denominados “agulhas”, que servem 
para reduzir o comprimento de 
flambagem de terças e vigas de 
tapamento frontal e lateral.
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tesoura terça
viga longitudinal
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tesoura em Arco
tirante
pilar
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tapamento Frontal
terça
viga de 
tapamento 
frontal
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tapamento Lateral
viga de 
tapamento 
lateral
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Plano de Cobertura
co
n
tr
a
ve
n
ta
m
en
to
a
g
u
lh
a
s
Sistemas Estruturais de Galpões
Classificação quanto ao número de vãos:
Pórtico Simples Pórtico Múltiplo
Tipos de Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Duas Águas
Galpões de Cobertura Plana
Uma Água
Tipos de Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Classificação quanto à forma:
Sistemas Estruturais de Galpões
vão comprimento
Galpões Tipo Shed (cobertura dentada)
Tipos de Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Classificação quanto à forma:
Sistemas Estruturais de Galpões
Galpões em Arco (cobertura curva)
Tipos de Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Classificação quanto à forma:
Sistemas Estruturais de Galpões
Exemplos
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Exemplos
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tanto a estabilidade vertical quanto 
a estabilidade horizontal são 
garantidas pelo conjunto de treliças.
Sistemas Estruturais de Galpões
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Sistemas Espaciais:
São treliças espaciais associadas 
entre si ou com outros elementos.
em planta
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões
Sistemas Espaciais - Exemplos
Estação das Docas
Belém - PA
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões
Rodoviária de Vitória
Vitória - ES
Sistemas Espaciais - Exemplos
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes VãosSão associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões
Catedral Casa da Benção
Taguatinga - DF
Sistemas Espaciais - Exemplos
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões
Sistemas Planos:
São treliças planas associadas 
entre si ou com outros 
elementos.
em planta
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões
Terminal do Aeroporto Pinto Severo
Natal - RN
Sistemas Planos - Exemplos
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões
Oficinas e Garagens para Bondes Elétricos
Bordeaux, França 
Sistemas Planos - Exemplos
Sistemas Estruturais de Coberturas de Grandes Vãos
São associações de treliças planas e/ou espaciais com tirantes, escoras, cabos, 
arcos, pilares e vigas isoladas.
Tipos de Sistemas
Sistemas Estruturais de Galpões