1 - Sistemas Estruturais - Madeira e Aço - Introdução e Generalidades

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Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter
Curso de Arquitetura e Urbanismo
Sistemas Estruturais: Madeira e Aço | AIM0985
SISTEMAS ESTRUTURAIS:
MADEIRA E AÇO
Prof. Maílson Scherer, M.Sc
mailson.scherer@uniritter.edu.br
INTRODUÇÃO E 
GENERALIDADES
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2020/2
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1.1 INTRODUÇÃO
Tipos de sistemas estruturais
Concreto Armado Alvenaria Estrutural Estrutura Metálica (Aço) Estrutura de Madeira
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Vantagens do aço:
o Grande resistência estrutural, resultando em peças estruturais mais leves;
o Menores cargas nas fundações;
o Possibilidade de grandes vãos;
o Alto controle de qualidade na produção 
o Comportamento estrutural de mais fácil compreensão 
quando comparado ao concreto armado;
o Obra mais limpa e mais rápida;
o Possibilidade de reaproveitamento do material.
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Grandes vãos, quando comparado ao concreto armado
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Sede da Confederação Nacional 
dos Municípios
(Mira Arquitetos)
Com sua estrutura concebida em 
um sistema misto de aço e 
concreto, o projeto conta espaços 
de acesso público e áreas 
administrativas.
A estrutura é composta por duas 
grandes treliças que apoiam-se em 
apenas quatro pontos.
O projeto foi iniciado em 2010 e a 
obra foi concluída em 2016.
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Maior facilidade de reforço ou ampliação
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Processo de reciclagem do aço
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Canteiro de obras organizado
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Rapidez na execução, quando comparado com estruturas convencionais de 
concreto armado
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Desvantagens do aço:
o Custo inicial mais elevado;
o Demanda mão-de-obra mais qualificada;
o Possibilidade de deterioração por corrosão (contornado por pintura ou galvanização);
o Apesar de incombustível, perde resistência quando exposto a altas temperaturas;
o Devido à esbeltez dos elementos, fica suscetível à flambagem quando comprimido;
o Pela leveza, demanda maior atenção quando à ação do vento e à necessidade de 
contraventamentos.
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Ocorrência de corrosão
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Proteção de elementos metálicos por pintura e galvanização
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Colapso de estrutura metálica submetida a altas temperaturas
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Suscetibilidade à flambagem em peças comprimidas
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Necessária a concepção de um sistema 
adequado contraventamento
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Vantagens da madeira:
o Boa relação resistência/peso; 
o Material permanentemente renovável;
o Sistema construtivo com o menor consumo energético;
o Obra mais limpa e mais rápida;
o Valor estético.
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Vantagens da madeira:
o Boa relação resistência/peso; 
o Material permanentemente renovável;
o Sistema construtivo com o menor consumo energético;
o Obra mais limpa e mais rápida;
o Valor estético.
Apesar das boas características da madeira, o Brasil está longe de aproveitá-la tal 
como é feito na Europa, Estados Unidos e Canadá.
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Kruchin Arquitetura (2005)
Jacobsen Arquitetura (2016)
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AMZ Arquitetos (2015)
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Tamedia Office Building
(Shigeru Ban Architects)
Trata-se de um edifício 
comercial localizado em 
Zurique, na Suíça. 
Foi construído em 2013 é 
sua estrutura é toda de 
madeira, sendo revestida 
por vidros.
Até mesmo as ligações da 
estrutura são feitas de 
madeira.
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Tamedia Office Building
(Shigeru Ban Architects)
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Desvantagens da madeira:
o Por ser um material natural, pode apresentar defeitos (nós, fendas, etc);
o Não suporta ciclos de umedecimento e secagem;
o Suscetível a deterioração por fungos e insetos;
o Material inflamável.
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1.2 PRINCIPAIS ELEMENTOS E COMPOSIÇÕES ESTRUTURAIS
o Um sistema estrutural é constituído por um conjunto 
de elementos responsáveis por sustentar e transmitir a 
carga das edificações até a fundação;
o Caminho da carga;
o A depender da composição estrutural, cada elemento
estará submetido a um conjunto de esforços, os quais
devem ser adequadamente definidos para fins da análise
estrutural;
o Noâmbito da disciplina, nosso enfoque será nos elementos
reticulados (barras) de madeira e aço.
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Treliças:
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Treliças:
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Univesity of British Columbia
Treliças:
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Treliças:
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Pórticos:
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Pórticos:
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Grelha/Viga de piso:
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Contraventamento:
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Tirantes e pendurais:
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1.3 NORMAS DE PROJETO
o Normas técnicas são documentos que fornecem as diretrizes a serem atendidas em 
uma dada atividade;
o Para o projeto de estruturas, os principais aspectos abordados nas normas são:
a) Modelos para os materiais; 
b) Segurança nas estruturas;
c) Ações atuantes nas estruturas;
c) Critérios relacionados à durabilidade das estruturas;
d) Diretrizes de cálculo.
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NBR 8800:2008 NBR 6123:1988NBR 8681:2003NBR 7190:1997
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1.4 AÇÕES ATUANTES NAS ESTRUTURAS
o Uma estrutura deve ser projetada para atender os seguintes requisitos:
1. Segurança: suportar as ações impostas sem ocorrência de ruptura;
2. Bom desempenho em serviço: nas condições normais de utilização, as 
deformações da peça devem ser limitadas;
3. Durabilidade: a estrutura deve se manter em bom estado de conservação sob as 
influências ambientais previstas, sem necessidade de reparos de altos custos.
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1.4 AÇÕES ATUANTES NAS ESTRUTURAS
o Uma estrutura deve ser projetada para atender os seguintes requisitos:
1. Segurança: suportar as ações impostas sem ocorrência de ruptura;
2. Bom desempenho em serviço: nas condições normais de utilização, as 
deformações da peça devem ser limitadas;
3. Durabilidade: a estrutura deve se manter em bom estado de conservação sob as 
influências ambientais previstas, sem necessidade de reparos de altos custos.
De forma resumida, podemos dizer que o projeto estrutural visa garantir uma adequada 
relação CAPACIDADE (Resistência) x DEMANDA (Solicitações)
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Ações permanentes:
o São aquelas ações cujas intensidades apresentam poucas variações ao longo do 
tempo (vida útil da estrutura);
Exemplos:
✓ Peso próprio da estrutura de madeira/aço/concreto;
✓ Peso de elementos construtivos e revestimentos;
✓ Peso de equipamentos fixos.
o Sua quantificação se dá através do peso específico 
dos materiais.
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Laje Steel Deck Painéis para piso
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Ações variáveis:
o São aquelas ações cujas intensidades apresentam grandes variações ao longo da 
vida útil da estrutura;
o A probabilidade de ocorrência é suficientemente grande 
para que seja obrigatória a sua consideração no projeto;
Exemplos:
✓ Sobrecarga de utilização (decorrente do uso);
✓ Ação do vento.
* Sismos, por exemplo, são considerados um 
tipo de carga variável especial, cuja 
probabilidade de ocorrência é pequena.
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Sobrecarga de utilização
(Ex: Arquibancada de estádio)
Ação do vento