02 Cargas em estruturas (24608)

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SISTEMAS 
ESTRUTURAIS II 
Gabriel Lima Giambastiani
Cargas atuantes nas 
estruturas: tipos e 
características
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar as cargas atuantes nas estruturas.
 � Distinguir as estruturas por meio de suas características físicas e 
construtivas.
 � Diferenciar cargas permanentes de cargas acidentais.
Introdução
A estrutura de uma edificação está constantemente sofrendo ação de 
forças, cargas e fatores ambientais. O papel da estrutura é resistir a essas 
influências, mantendo intacta a forma da construção. Isso só é possível 
com o correto dimensionamento estrutural e, para tanto, é necessário 
reconhecer as cargas às quais a edificação está exposta.
Neste capítulo você estudará os tipos de carga que atuam nas estru-
turas, classificando-as quanto à sua natureza e quanto à sua distribuição. 
Além disso, identificará os materiais mais utilizados na construção civil, 
relacionando-os com suas características físicas.
Cargas atuantes nas estruturas
O objetivo da engenharia é, primeiramente, fazer com que os edifícios sejam 
estáveis. Para isso, as estruturas são calculadas para resistirem ao seu próprio 
peso, ao peso dos objetos colocados dentro da edificação, como o mobiliário, e 
ao peso das pessoas e veículos que venham a circular no interior dos espaços 
projetados.
Todos os elementos citados acima — peso próprio da estrutura e objetos 
fixos e móveis — são considerados cargas atuantes na estrutura. A definição 
de carga, segundo Garrison (2018), é bem simples: uma influência sobre um 
objeto (parte de um edifício, por exemplo) capaz de causar movimento. Se a 
estrutura foi projetada para permanecer parada, deve resistir a essa tendência 
ao movimento que as cargas causam.
Como você já sabe, as cargas atuantes nas estruturas podem ser diferen-
ciadas quanto a sua permanência ou quanto a sua distribuição. A diferen-
ciação quanto à permanência é, justamente, dos casos já citados, enquanto 
a categorização quanto à distribuição lida com a maneira com que a carga 
atua — que pode ser pontual, quando a carga atua sobre um ponto específico; 
uniformemente distribuída, quando atua de maneira contínua em uma zona; 
ou uniformemente variável, quando a carga é distribuída em uma região de 
maneira não contínua. A seguir, você conhecerá um pouco mais sobre esses 
tipos de carga.
Carga pontual
Como o próprio nome diz, são cargas que atuam sobre um ponto específico 
da estrutura. O exemplo mais comum são os pilares, elementos lineares que 
concentram toda a carga depositada sobre eles em um ponto específico da 
estrutura, como uma viga, por exemplo.
As cargas pontuais são expressas em unidades de quilonewtons (kN) e sua 
representação gráfica é uma seta apontando na direção da carga exatamente 
em seu ponto de atuação, como você pode ver na Figura 1.
Figura 1. Representação gráfica da carga pontual.
Fonte: Garrison (2018, p. 35).
Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características2
Carga uniformemente distribuída
As cargas uniformemente distribuídas (CUDs) se diferenciam das cargas 
pontuais pelo simples fato de atuarem de maneira contínua ao longo de uma 
linha ou plano. As CUDs são expressas em quilonewtons por metro, ou kN/m, 
e sua representação gráfica é de uma série de setas de mesmo comprimento 
posicionadas no elemento que sofre a carga em toda a extensão de ação dessa 
força, conforme a Figura 2.
Assim como os pilares são os exemplos clássicos de cargas pontuais, uma 
laje apoiada sobre uma viga é o exemplo mais didático de uma CUD. Imagine 
uma laje retangular apoiada em seus quatro lados por vigas. Cada uma dessas 
vigas recebe uma parcela da carga da laje, e essas cargas são apoiadas ao longo 
de toda a viga, certo? Portanto, temos CUDs em todas as vigas. 
Figura 2. Representação gráfica de uma carga uniformemente distribuída.
Fonte: Garrison (2018, p. 35).
Carga uniformemente variável
As cargas uniformemente variáveis (CUVs) são muito similares às uniforme-
mente distribuídas, com a diferença de que sua força varia uniformemente ao 
longo do comprimento. Um exemplo comum de CUV são as laterais de uma 
caixa d’água, cuja base precisa resistir a mais carga do que a parte superior, 
uma vez que a gravidade faz com que todo o peso da água atue lateralmente. 
Dessa maneira, a carga varia de zero, na parte mais alta dessa lateral, até sua 
carga máxima, junto à base.
3Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características
A representação gráfica das CUVs é bem parecida com a das CUDs, a 
diferença está na diferença na altura das setas, que varia linearmente do ponto 
de maior carga até o de menor. Veja na Figura 3 um exemplo de representação 
de um muro de contenção, que obedece à mesma lógica da caixa d’água.
Figura 3. Representação gráfica de uma carga uniformemente variável em um muro de 
contenção.
Fonte: Garrison (2018, p. 35).
Como você pôde ver, a natureza das cargas (pontuais, uniformemente 
distribuídas e uniformemente variáveis) variam de acordo com o tipo de 
elemento que está exercendo a força. É importante que você mantenha em 
mente que as cargas percorrem um caminho nas estruturas, geralmente de 
cima para baixo, partindo das lajes, que se descarregam de maneira distri-
buída nas vigas, que, por sua vez, também recebem as cargas das paredes, 
outro elemento uniformemente distribuído. As vigas são geralmente apoiadas 
pontualmente em pilares, que levam toda essa carga verticalmente até as 
fundações, que devem ser resistentes a ponto de descarregar no solo todas as 
cargas provenientes do sistema estrutural. Veja na Figura 4 um exemplo de 
uma estrutura simples de concreto armado.
Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características4
Figura 4. Estrutura em concreto armado.
Fonte: 2p2play/Shutterstock.com.
Diferenças nas estruturas de acordo com suas 
características físicas e construtivas
Agora que você já conhece os diferentes tipos de cargas e consegue inferir 
intuitivamente o comportamento de uma estrutura, é a hora de olhar um 
pouco para a maneira como o sistema construtivo e os materiais influenciam 
o comportamento estrutural de uma construção. Seria inimaginável construir 
um edifício de papel, certo? Mas você já parou para pensar por quê? Cada 
material tem propriedades que o tornam mais ou menos resistentes às cargas 
às quais é submetido.
Nesta seção, você vai conhecer alguns materiais construtivos e entender 
de que maneira a escolha de material pode moldar o sistema estrutural e a 
forma da edificação.
Concreto
O concreto que conhecemos é, na verdade, a combinação de quatro materiais: 
cimento, agregado graúdo (brita), agregado miúdo (areia) e água. O aspecto do 
concreto é, inicialmente, pastoso e com relativa fluidez, por isso são utilizadas 
5Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características
formas (de madeira, plástico ou metal), nas quais é despejado o concreto ainda 
fluido. Logo após esse processo, é iniciada uma série de reações químicas 
que duram algumas semanas, até que o material chega em seu ponto curado, 
quando sua resistência é máxima.
Esse material é bastante resistente à compressão; segundo Garrison (2018), 
essa resistência é de 30 a 40 N/mm2, enquanto a resistência à tração é sig-
nificativamente menor, ficando em 3 a 8 N/mm2. Por isso é muito raro ver 
estruturas construídas apenas em concreto, sendo mais comum aquelas em 
concreto armado.
O concreto armado é um material estrutural composto por concreto e 
barras de aço. Essa combinação tem por objetivo aumentar a resistência à 
tração, obtida graças à alta resistência à tração do aço. Dessa maneira, enquanto 
o concreto suporta a compressão, as barras de aço garantem que a estrutura 
pode receber solicitações de tração. 
Construções em concreto armado exigem mão de obra um pouco mais 
cuidadosa, uma vez que esse material exige muitos elementos, como formas, 
armaduras, amarrações, compactação do concreto, entre outros. Veja na Figura 
5 umalaje de concreto armado sendo “concretada”.
Figura 5. Laje de concreto armado sendo concretada.
Fonte: Aisyaqilumaranas/Shutterstock.com.
Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características6
Uma das grandes vantagens do concreto armado é sua característica fluida 
no processo construtivo, o que permite que ele seja moldado em uma grande 
variedade de formas. Isso permite a construção de elementos estruturais curvos 
e de vigas e pilares do tamanho que seja necessário para vencer os vãos. Esse 
artifício foi muito utilizado na arquitetura moderna para tomar partido estético 
das estruturas, como é possível ver na obra do engenheiro italiano Pier Luigi 
Nervi. Veja um exemplo de seu trabalho na Figura 6.
Figura 6. Palácio do Trabalho, projeto de P. L. Nervi, de 1961.
Fonte: Live and Life (2017).
Alvenaria
As construções que envolvem tijolos, blocos cerâmicos ou blocos de concreto 
são denominadas alvenarias. Tanto os tijolos quanto os blocos são encontrados 
no mercado em pequenas unidades em formato de prisma de base retangular. 
Alguns materiais são mais leves, como tijolos furados; outros, mais pesados, 
como os blocos de concreto. No entanto, são materiais que conseguem ser 
erguidos manualmente.
7Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características
Os elementos utilizados em alvenarias são unidos uns aos outros por ar-
gamassa, e sua disposição ocorre em fileiras, normalmente intertravadas.
O custo de uma construção em alvenaria não é elevado, e essa é uma 
das grandes vantagens desse sistema. Além disso, a alvenaria possui uma 
excelente resistência à compressão, o que a tornando interessante para uso 
em paredes e pilares, é durável, possui alta resistência ao fogo e é um bom 
isolante térmico e acústico.
No Link a seguir, a melhor casa do mundo eleita por um dos mais importantes portais 
de arquitetura, o ArchDaily, a casa da Vila Matilde, do escritório de arquitetura Terra e 
Tuma, é um excelente exemplo de construção modular, econômica e esteticamente 
interessante. Ela utiliza como elemento construtivo o bloco de concreto aparente.
https://qrgo.page.link/bcXW9
No entanto, nem todos os componentes de uma construção podem ser 
executados com alvenaria. Seu uso em lajes e vigas não é indicado, uma vez 
que esses elementos estão sujeitos à flexão, comportamento pouco suportado 
pela alvenaria. Edificações feitas em alvenaria demandam amplas fundações, 
devido ao elevado peso final das estruturas.
Madeira
Diferentemente dos materiais estudados até aqui, a madeira é o único que 
pode ser utilizado em seu estado natural. Um dos materiais construtivos mais 
antigos, a madeira pode ser de dois tipos: folhosa ou conífera. A primeira é 
obtida de árvores decíduas, que perdem as suas folhas; a segunda é extraída 
de árvores perenes, cujas folhas não caem. Para finalidades estruturais, nor-
malmente utiliza-se madeira conífera.
Adequada para estruturas de baixo porte com carga pequena, pórticos e 
coberturas, a madeira é um material fácil de cortar e moldar, possuindo uma 
boa razão entre resistência e peso. Entretanto, por se tratar de um material 
natural, a madeira é suscetível à degradação caso não seja tratada e não sofra 
manutenção. Além disso, os vãos a serem vencidos por estruturas nesse ma-
Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características8
terial são limitados e o tamanho das peças está condicionado ao tamanho da 
árvore da qual elas provêm. 
Ao contrário do que normalmente se imagina, a madeira tem uma boa resistência 
ao fogo.
Aço
Introduzido na construção civil no século XVIII, o aço é um material cons-
trutivo que permite a construção de grandes vãos e balanços. Material pesado, 
o aço possui boa resistência tanto à tração quanto à compressão. No entanto, 
deve-se ter cuidado com peças muito esbeltas, nas quais a compressão pode 
gerar flambagem do elemento.
Sua rigidez permite que sejam sustentadas grandes cargas com o uso de 
quantidade de material relativamente pequena. Os curtos prazos de fabricação 
das peças, a agilidade na montagem, a viabilidade de grandes vãos e a possi-
bilidade de reciclagem são as principais vantagens do aço. Em contrapartida, 
é um material caro e de difícil transporte. Por isso, seu uso se torna economi-
camente desinteressante para construções de pequeno porte.
Ao mesmo tempo que a rapidez de montagem pode ser um benefício das 
obras de aço em relação às obras de concreto, o ruído gerado por esse sistema 
construtivo é superior ao ruído gerado por obras de concreto, fator que deve 
ser levado em consideração pelo profissional ao escolher o material do projeto. 
Além disso, o aço absorve mais calor do que os outros materiais, tornando o 
ambiente de trabalho menos agradável, e é muito pouco resistente ao fogo, 
necessitando de proteção externa.
Cargas permanentes e cargas acidentais
As cargas às quais uma estrutura está exposta podem ser divididas em duas 
grandes categorias: as cargas permanentes, também chamadas de cargas 
mortas, e as cargas acidentais, conhecidas também por cargas vivas. 
9Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características
Carga permanente
Segundo definição da ABNT NBR 6120, de novembro de 1980, que trata de 
cargas para o cálculo de estruturas de edificações, a carga permanente ou 
carga morta é constituída pelo peso próprio da estrutura da edificação, pelo 
peso de todos os elementos construtivos fixos e por instalações permanentes 
(ABNT, 1980). Alguns exemplos de cargas mortas são os pisos, as paredes, 
os pilares, as vigas, os telhados, ou seja, tudo aquilo que está sempre presente 
na edificação.
A norma adota a letra g para representar as cargas desta categoria. As 
cargas são expressas em kN/m3, representando o peso por metro cúbico do 
material. No Quadro 1 é possível conferir o peso dos principais materiais de 
construção especificados na norma.
Materiais
Peso específico 
aparente (kN/m3)
Rochas Arenito
Basalto
Gneiss
Granito
Mármore e calcário
26
30
30
28
28
Blocos 
artificiais
Bloco de argamassa
Cimento amianto
Lajotas cerâmicas
Tijolos furados
Tijolos maciços
Tijolos sílico-calcários
22
20
18
13
18
20
Revesti-
mentos e 
concretos
Argamassa de cal, cimento e areia
Argamassa de cimento e areia
Argamassa de gesso
Concreto simples
Concreto armado
19
21
12,5
24
25
Madeiras Pinho, cedro
Louro, imbuia, pau-óleo
Guajuvirá, guatambu, grápia
Angico, cabiuva, ipê róseo
5
6,5
8
10
Quadro 1. Peso específico dos materiais de construção
(Continua)
Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características10
Fonte: ABNT (1980).
Quadro 1. Peso específico dos materiais de construção
Materiais
Peso específico 
aparente (kN/m3)
Metais Aço
Alumínio e ligas
Bronze
Chumbo
Cobre
Ferro fundido
Estanho
Latão
Zinco
78,5
28
85
114
89
72,5
74
85
72
Materiais 
diversos
Alcatrão
Asfalto
Borracha
Papel
Plástico em folhas
Vidro plano
12
13
17
15
21
26
(Continuação)
Carga acidental
As cargas acidentais — ou vivas — são todas aquelas que podem atuar sobre 
a estruturas das construções em função do seu uso, ou seja, são variáveis por 
natureza. Pessoas, móveis, materiais diversos e veículos são os exemplos mais 
usuais de cargas dessa categoria, na qual se enquadram todos os elementos 
que podem ou não estar presentes. 
Imagine uma casa de shows com capacidade para 500 pessoas. Aos finais de semana, 
a casa atinge sua lotação máxima, enquanto, ao longo da semana, o público é menor. 
A carga viva da casa de shows é variável, sendo representada por algo entre 0 e 500 
pessoas. Ao mesmo tempo, um carro estacionado em uma garagem também é uma 
carga viva: ainda que esteja parado, sua presença na garagem não é constante.
11Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características
Para simplificar o cálculo das cargas acidentais, são atribuídas sobrecargas 
de utilização de acordo com o uso da edificação. A norma estipula valores 
que variam de 1,5kN/m3 a 7,5kN/m3, dependendo do elemento considerado. 
Acompanhe alguns dos valores estabelecidos pela norma no Quadro 2.
Fonte: ABNT(1980).
 Local Carga (kN/m3)
Arquibancadas 4
Balcões Mesma carga da peça com a qual se 
comunicam e as previstas em 2.2.1.5
-
Bancos Escritórios e banheiros
Salas de diretoria e de gerência
2
1,5
Bibliotecas Sala de leitura
Sala para depósito de livros
Sala com estantes de livros a ser 
determinada em cada caso ou 2,5 kN/m2
2,5
4
6
Casas de 
máquinas
(Incluindo o peso das máquinas.) 
A ser determinada em cada caso, 
porém com o valor mínimo de
7,5
Cinemas Plateia com assentos fixos
Estúdio e plateia com assentos móveis
Banheiro
3
4
2
Clubes Sala de refeições e de assembleia 
com assentos fixos
Sala de assembleia com assentos móveis
Salão de danças e salão de esportes
Sala de bilhar e banheiro
3
4
5
2
Corredores Com acesso ao público
Sem acesso ao público
3
2
Cozinhas não 
residenciais
A ser determinada em cada caso, 
porém com o mínimo de
3
Depósitos A ser determinada em cada caso e 
na falta de valores experimentais, 
conforme o indicado em 2.2.1.3
-
Quadro 2. Alguns valores de cargas acidentais de acordo com ABNT NBR 6120
Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características12
ABNT. NBR 6120: cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro: 
ABNT, 1980.
GARRISON, P. Fundamentos de estruturas. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.
LIVE AND LIFE. Open house Torino, Palazzo del Lavoro. Itália, 2017. Disponível em: http://
www.liveandlife.it/life/20170611-open-house-palazzo-del-lavoro.html. Acesso em: 
22 ago. 2019.
Leitura recomendada
FUSCO, P. B. Solicitações tangenciais. São Paulo: PINI, 2008. 
13Cargas atuantes nas estruturas: tipos e características