SistEstrut6

Prévia do material em texto

Sistemas Estruturais
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Gabriel Baião
Revisão Textual:
Prof.ª Esp. Kelciane da Rocha Campos
Estruturas Metálicas
• Introdução;
• Fatores Históricos;
• Características das Construções em Estruturas Metálicas;
• Cuidados e Manutenções Essenciais em Estruturas Metálicas;
• Métodos Construtivos: as Diferentes Tecnologias
para Construção em Estruturas Metálicas;
• Principais Construções em Estruturas Metálicas pelo Mundo;
• Principais Construções em Estruturas Metálicas pelo Brasil.
• Desenvolver no aluno os conhecimentos necessários para o entendimento das principais 
características das estruturas metálicas, partindo de suas características e manutenções, 
utilizando os diversos meios de ligações para entender a praticidade do processo constru-
tivo e diversas obras construídas com essa tecnologia no Brasil e no mundo como objeto 
de estudo para o desenvolvimento da unidade.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Estruturas Metálicas
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Estruturas Metálicas
Introdução
Nossa última tecnologia são as estruturas metálicas, esse material trouxe a resis-
tência, leveza e versatilidade que os outros materiais não conseguiram. As estrutu-
ras metálicas, apesar de parecerem novas, estão sendo utilizadas pela humanidade 
há muitos séculos, em forma de outras ligas metálicas, mas o domínio do aço é 
relativamente novo dentro da história da construção civil. As estruturas metálicas 
possuem diversas características importantes para os projetistas estruturais, como:
• resistência à flexão;
• peso próprio bem menor que o do concreto armado;
• capacidade de vencer grandes vãos;
• possibilidade de se desmontar e remontar a estrutura;
• elementos com características e qualidade de industrialização;
• qualidade do acabamento das peças;
• possibilidade de criar diferentes tipos de travamento e apoios.
Essas são algumas das características do uso do aço na construção civil, porém 
nem sempre essa tecnologia esteve à disposição ou era totalmente dominada pelos 
construtores. A história das estruturas metálicas se inicia com o descobrimento dos 
primeiros metais pela humanidade, as primeiras estruturas são do século XII e pas-
sam por todos os séculos com novas técnicas e novos materiais.
Fatores Históricos
Os primeiros metais conhecidos pela humanidade são o ferro e o cobre. Devi-
do ao ferro ser encontrado como minério de ferro e precisar ser aquecido para a 
moldagem, sua utilização só pode ser realizada em grande escala, com a invenção 
de fornos cada vez maiores e com maior capacidade de produção. O domínio dos 
metais passou por diferentes fases:
• descobrimento desses elementos;
• descobrimento das ligas metálicas;
• evolução da capacidade de produção;
• evolução das técnicas e tecnologias de aplicação.
Os primeiros materiais metálicos utilizados para fins estruturais foi o ferro 
fundido em forma de tirantes, sendo utilizado como um auxiliar para o tabuleiro 
de madeira no século XII. O ferro fundido, utilizado durante séculos, tinha grandes 
problemas de produção e resistência, o processo de construir utilizando estruturas 
metálicas era demasiadamente caro e o domínio da estática e o conhecimento do 
comportamento mecânico do material eram limitados. No século XVI, as estruturas 
metálicas passaram a ser utilizadas nos telhados das construções, ainda sendo 
construídas com o ferro fundido.
8
9
No final do século XVIII, os construtores começaram a compreender melhor e a 
evoluir as técnicas construtivas, conseguindo alcançar vãos maiores, e aumentaram 
a versatilidade das construções utilizando o ferro fundido. As primeiras pontes e cú-
pulas das igrejas começaram a ser produzidas com estruturas metálicas nessa épo-
ca. As pontes foram construídas utilizando-se arcos e treliças, em uma combinação 
que permitiu inicialmente vencer vãos superiores a 30 metros, como na Ironbridge, 
construída por Abraham Darby III em 1979.
Após alguns anos, também na Inglaterra, foi construída uma ponte na cidade de 
Wearmouth. Essa ponte foi construída com um sistema arrojado de arco triarticu-
lado, alcançando incríveis 70 metros de vão; o material ainda foi o ferro fundido.
No século XIX, o cálculo estrutural avançou significativamente e diversas novas 
tecnologias e técnicas estruturais surgiram para dar mais flexibilidade à humanidade. 
Nessa mesma época, os ferreiros aprenderam a laminar os perfis; deixou-se de utilizar 
o ferro fundido moldado à base de marretas e martelo, agora o material era aquecido 
até mudar seu estado físico de sólido para líquido. A laminação dos perfis oriundos das 
revoluções industriais ajudou a aumentar a produção, diminuindo os custos.
A ponte pênsil de Menai, em Gales (Reino Unido), possui vão central de 177 
metros, terminada sua construção em 1826.
• Conheça mais sobre a Ironbridge em: http://bit.ly/3a5ziPR
• Conheça mais sobre a Wearmouth Bridge em: http://bit.ly/2FAMw92 veja também: 
http://bit.ly/2T2Dwlc
• Conheça mais sobre a Menai Bridge em: http://bit.ly/2NpnFJZ
Ex
pl
or
As pontes foram os motores da evolução das estruturas metálicas, porém ainda 
eram realizadas utilizando-se o ferro fundido. O auge das construções metálicas 
utilizando esse material ocorreu até meados do século XIX, em que diversas pontes 
ferroviárias foram construídas. Nesse mesmo período, esse material começou a se 
mostrar trabalhado em seu estado limite último (ELU), devido a diversos acidentes 
que ocorreram com os projetos. Os construtores viraram sua atenção para o aço, 
mas esse material já era utilizado pela humanidade há muitos séculos e era conhe-
cido por sua dureza e resistência. O processo de fabricação do aço era ainda mais 
caro do que o do ferro fundido, inviabilizando as obras economicamente e produti-
vamente. Em 1856, o inglês Henry Bessemer conseguiu criar um forno de grandes 
dimensões, capaz de produzir grandes quantidades de aço. Anos depois, Siemens 
e Martin melhoraram o processo, e os primeiros laminadores chegaram em 1880.
A primeira ponte construída com essa tecnologia é conhecida como Eads Bridge, 
uma ponte ferroviária com tabuleiro duplo. Essa ponte foi construída por James 
Buchanan Eadse foi essencial como parte do plano de expansão ferroviário dos 
Estados Unidos pós-guerra civil.
Conheça mais sobre a Ponte Eads em: http://bit.ly/2N6TkPR
Ex
pl
or
9
UNIDADE Estruturas Metálicas
Agora, saindo das pontes e entrando nas estruturas metálicas dos edifícios, o 
primeiro arranha-céu (do inglês skyscraper) do mundo, o Home Insurance Building, 
foi idealizado por Willian le Baron Jenney e construído utilizando-se a liga metálica 
conhecida como aço, na cidade de Chicago em 1885. Essa construção é importante 
por trazer o aço como substituto da madeira após um grande incêndio que destruiu 
a cidade anos antes. O aço permitiu a reconstrução da cidade rapidamente.
Conheça mais sobre o Home Insurance Building em: http://bit.ly/36G9FTJ 
Home Insurance Building: http://bit.ly/2QPl1Pz e http://bit.ly/2FwJti7 E
xp
lo
r
As estruturas metálicas também permitiram a construção de outros gigantes em 
aço, como o Empire State Building, John Hancook Center e Sears Tower, para 
dar alguns exemplos. Esses edifícios superaram a marca dos 300 metros de altura, 
mostrando o poder das estruturas metálicas para construções com grandes alturas. 
Ainda podemos citar outros gigantes, como o Taipei 101, Burj Khalifa e o futuro 
Jedah Tower, porém esses são construídos em concreto armado.
Nossa linha do tempo percorreu diversos séculos e pudemos ver a evolução das 
estruturas metálicas, seja quanto ao método construtivo, seja em relação à evolução do 
material, que se iniciou com o ferro fundido e hoje utilizamos o aço e suas propriedades.
Características das Construções 
em Estruturas Metálicas
As estruturas que iremos trabalhar nesse material são aquelas realizadas com 
a liga metálica conhecida como aço. Segundo Chaverini (1977), o aço é uma liga 
metálica composta de ferro e carbono, a relação de proporção desses elementos irá 
formar um material com diferentes características e qualidade.
O teor de carbono na liga pode variar entre 0,08% e 2,11%. A quantidade de im-
purezas também irá definir outras características desse material. O aço possui como 
característica a ductibilidade, essa peculiaridade faz com que esse material seja forte 
e de fácil laminação e extrusão. O ferro fundido, por ser um material frágil, possui 
laminação onerosa e dificultada.
O aço é o material escolhido para as estruturas metálicas graças às suas carac-
terísticas, sua deformação, custo, produção, maleabilidade, resistência, módulo de 
elasticidade, dentre outros fatores. O aço, por ter características de um material 
industrializado, possui garantia e qualidade de material, produção. Essa vantagem 
na qualidade faz com que as peças possam ser dimensionadas utilizando-se coefi-
cientes de segurança menores.
10
11
As estruturas metálicas não possuem vantagens apenas em sua qualidade, as 
estruturas são pré-fabricadas, isso faz com que todas as peças sejam entregues por 
meio de transporte até o local de aplicação, diminuindo o número de insumos ne-
cessários, agilizando a montagem e o cronograma. Essa característica de logística 
pode ser uma desvantagem dependendo do tamanho do seu canteiro, tamanho da 
obra e local onde ela será instalada. Em canteiros pequenos ou demasiadamente 
afastados, pode ser necessário um “faseamento” muito grande da obra, sofrendo-
-se atrasos devido à transportadora, condições climáticas ou baixas de produção.
Descubra mais sobre o aço em: http://bit.ly/36BVXAZ
Conheça os principais tipos de aço e suas aplicações: http://bit.ly/304sU6CE
xp
lo
r
As estruturas metálicas precisam seguir as diretrizes fornecidas pelas seguin-
tes normas:
• ABNT NBR 8800:2008: Projeto de Estruturas de Aço e de Estrutura Mista 
de Aço e Concreto de Edifícios;
• ABNT NBR 14323:1999: Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifí-
cios em Situação de Incêndio – Procedimento;
• ABNT NBR 14762:2010: Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituí-
das por Perfis Formados a Frio – Procedimento.
A grande característica que joga contra as estruturas metálicas são sua ineficiên-
cia contra incêndio. O aço tem por característica perder grande parte da sua resis-
tência quando exposto a altas temperaturas. Assim como as estruturas de concreto 
armado e madeira, as estruturas metálicas precisam permanecer íntegras por tem-
po suficiente para a desocupação e para que a equipe de bombeiros e brigadistas 
possam realizar o serviço com segurança.
• Conheça mais sobre o aço em condições de incêndio em: http://bit.ly/2uvHhoV
• Estruturas de Aço em Situação de Incêndio: http://bit.ly/2QA1u5EE
xp
lo
r
As estruturas metálicas possuem uma característica similar às estruturas de ma-
deira, devido às estruturas serem formadas por diversas peças que precisam ser li-
gadas, mantendo o sistema clássico de “pilar, viga e laje”; os elementos aqui podem 
ser ligados utilizando-se dois tipos de ligações: fixas e removíveis.
• Ligações fixas: são realizadas utilizando-se soldas. As peças são ligadas por ele-
trodos, TIG ou MIG. Nesse processo, as peças precisam ser posicionadas na sua 
condição final e depois serão soldadas, permanecendo nessa posição até que haja 
o corte da estrutura com maçarico ou equipamentos de corte. As soldas precisam 
11
UNIDADE Estruturas Metálicas
ser realizadas por profissionais habilitados, pois a qualidade e quantidade de ma-
terial e a mão de obra são fundamentais para o sucesso da ligação;
• Conheça melhor esse processo em: http://bit.ly/36P42Co
• Conheça melhor os tipos de solda e o processo correto de soldagem 
em: http://bit.ly/3058Xg1
• Como definir qual o Melhor Processo de Soldagem: http://bit.ly/301UYI3
Ex
pl
or
• Ligações removíveis: são produzidas utilizando-se parafusos, pinos ou barras 
roscadas e outros elementos. Esse tipo de ligação é realizado in loco com o 
intuito de facilitar uma desmontagem futura ou para evitar o uso de solda des-
necessária. Esse tipo de ligação não é só composto pelos elementos que irão 
realizar os transpasses, existem diversos outros elementos pertencentes a esse 
sistema, como: enrijecedores, placa de base, cantoneiras, chapas gusset, talas 
de alma e de mesa, entre outros.
Conheça os materiais utilizados e as características dos materiais das ligações removíveis. 
Disponível em: http://bit.ly/35AR0anEx
pl
or
Todas essas ligações precisam ser dimensionadas para resistirem aos esforços 
normais, flexão (compressão e tração) e corte. Assim como para as estruturas de 
madeira, diversos detalhes e casos precisam ser analisados, como:
• o rasgamento do perfil devido aos parafusos;
• o corte dos parafusos devido à movimentação dos perfis;
• a quantidade mínima de elementos de ligação;
• a área mínima de solda;
• a disposição dos parafusos para aumentar o enrijecimento;
• a resistência Aço X Parafuso X Enrijecedores para que nenhum elemento faça 
o processo de corte, esmagamento, rasgamento sobre o outro.
Agora vamos trazer novamente nossa tabela de comparação entre materiais que 
utilizamos na unidade anterior, porém iremos adicionar o aço nessa disputa.
As notas de 1 a 5 são o resultado da avaliação de 5 pontos, ou seja: 
1. péssimo;
2. ruim;
3. regular;
4. bom;
5. ótimo.
12
13
Tabela 1 – Comparação entre as características da madeira, concreto e aço
Item Madeira Concreto Aço
Material X Esforço
Índice de eficiência 4 2 5
Índice de confiança 2 4 5
Tração simples 3 2 5
Compressão simples 4 5 3
Momento fletor 3 4 4
Subtotal 17 17 22
Material X Seção
Obtenção de seções 4 4 4
Tração simples 4 2 5
Compressão simples 4 4 5
Momento fletor 4 4 5
Subtotal 16 14 19
Material X Obtenção Aplicação e Manutenção
Fatores ecológicos 3 4 4
Processo de obtenção 3 4 4
Disponibilidade do material 3 5 4
Velocidade de aplicação 4 3 5
Disponibilidade de mão de obra 3 5 3
Interface com outros materiais 3 5 3
Durabilidade 4 4 3
Exposição a incêndio 1 4 2
Subtotal 24 34 28
TOTAL 57 65 69
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Vamos analisar todos os itens da nossa tabela para que seja possível enten-
der melhor as estruturas metálicase suas qualidades em comparação com as 
outras tecnologias.
• Índice de eficiência: assim como as estruturas em madeira, as estruturas me-
tálicas são muito leves e resistentes. Seu baixo peso próprio e a alta resistência 
dos elementos estruturais fazem com que essa seja a melhor tecnologia para 
obras de grande porte e com tempo baixo de construção;
• Índice de confiança: a nota máxima nesse quesito se dá pelo fato de esse tipo 
de estrutura possuir características e qualidade de materiais industrializados, 
com rigorosos testes e padrões de qualidade. As ligações entre os elementos 
são realizadas com materiais de alta qualidade e mão de obra especializada, 
tornando essa estrutura segura e confiável em sua operação;
• Tração, compressão e momento fletor: esse material possui excelente resis-
tência para os principais esforços solicitantes das estruturas em geral, sendo 
possível realizar o empreendimento utilizando-se apenas estruturas metálicas. 
É comum nos empreendimentos a realização de estruturas mistas, onde parte 
13
UNIDADE Estruturas Metálicas
dos elementos é construída com diferentes tipos de tecnologias, como: pilar em 
concreto armado, vigas metálicas e lajes mistas;
• Obtenção de seções: devido ao processo de laminação, esse tipo de material 
pode ser pré-fabricado em qualquer tamanho de seção. Por questões mercado-
lógicas, nem todas as seções estão à disposição devido a fatores como custo e 
procura; nesse caso, o projetista, antes da elaboração do projeto, deve pesqui-
sar as seções que estão/serão produzidas naquele período, para garantir que 
seu projeto esteja alinhado com as práticas de mercado;
• Fatores ecológicos e Processo de obtenção: as estruturas metálicas são 
feitas com materiais 100% recicláveis, ou seja, elas podem ser desmontadas e 
remontadas ou virarem sucata, sendo reprocessadas, e se tornarão novos per-
fis. O processo de fabricação do aço não gera grandes impactos ambientais e 
a desmontagem gera poucos entulhos;
Veja como é produzido o aço em: http://bit.ly/2t4JPKr
Ex
pl
or
• Disponibilidade do material: o material é encontrado em diferentes formatos, 
espessuras, tamanhos, funções etc. Essa tecnologia ainda é pouco utilizada 
no Brasil, tendo o custo do material elevado devido à qualidade e ao processo 
industrial. O custo superior em relação às estruturas de concreto armado faz 
com que esse material tenha baixa procura; por questões mercadológicas, a 
sua produção é restrita. Existem os perfis mais conhecidos e então mais produ-
zidos, porém obras especiais requerem que os elementos sejam encomendados 
e produzidos em caráter exclusivo;
• Velocidade de aplicação: devido aos elementos já estarem previamente pron-
tos e precisarem só serem montados e fixados, seja por parafusos, seja por 
soldas, esse processo é rápido e as estruturas metálicas possuem prazo de exe-
cução muito menor do que as estruturas em concreto armado. Essas estruturas 
são ideais para galpões ou construção de lojas, em que o tempo de construção 
interfere diretamente no ganho financeiro do cliente ou construtor;
• Disponibilidade de mão de obra: esse quesito sofre por questões mercado-
lógicas e qualificação, pois para uma boa estrutura é necessário corpo técnico 
e operacional qualificado. As qualificações envolvem especialização em soldas, 
utilização dos materiais, cortes, operação de equipamentos leves e pesados. 
Outro ponto importante é o fato de nas estruturas metálicas não poderem ser 
feitos ajustes nas peças ou correção de imperfeições, sendo necessário mais 
esmero no posicionamento e ligação dos elementos;
• Interface com outros materiais: as estruturas metálicas não possuem boa 
interface com outros materiais devido ao seu formato e falta de aderência aos 
acabamentos utilizados na construção civil. Esse problema pode ser resolvido 
com revestimentos próprios que serão colocados na estrutura, envelopando os 
14
15
elementos estruturais, esse tipo de material fornecerá a aderência necessária 
para a aplicação dos revestimentos;
• Durabilidade: a durabilidade deste material depende das manutenções nele 
realizadas. O aço possui resistência à corrosão, porém o material sofre oxida-
ção e precisa ser protegido com selantes e pinturas. Anualmente ou sempre 
que necessário, o material precisa ser pintado para evitar o início de corrosão. 
Em casos de corrosões em estado avançado, pode ser necessária a troca do 
elemento estrutural;
• Exposição a incêndio: os elementos metálicos precisam ser protegidos das 
ações do calor excessivo, sendo necessária aplicação de produtos como o 
blaze shield, envelopamento em concreto, alvenaria ou outros materiais não 
inflamáveis. Atualmente uma nova modalidade estrutural tem sido utilizada 
para contornar essa limitação do aço, as estruturas mistas, em que toda a 
estrutura de aço é feita e depois fica envolta por uma camada de concreto.
• Veja os diferentes tipos de perfis e elementos encontrados para as estruturas metálicas 
em: http://bit.ly/2FAiMt6
• Estruturas mistas de concreto e aço: prós e contras: http://bit.ly/2T8Ke9s
Ex
pl
or
As estruturas metálicas são as melhores opções para construtores que querem 
resistência, baixo peso próprio e agilidade no processo. Entretanto, as obras reali-
zadas com este material requerem cuidados especiais na ligação dos elementos, no 
projeto de emendas de perfis ou nas manutenções essenciais, que devem ser feitas 
periodicamente e com os materiais corretos, essa será nossa próxima discussão.
Cuidados e Manutenções Essenciais
em Estruturas Metálicas
As estruturas metálicas, devido à natureza do material e sua tendência a enferru-
jar (oxidar), precisam ser mantidas sem contato com água e com o ar atmosférico, 
isso evita que ele passe pelo processo de oxirredução.
Os materiais utilizados na construção civil para contornar a tendência natural do 
ferro a voltar ao seu estado primitivo, ou seja, oxidado, são as pinturas anticorrosi-
vas. Esse tipo de pintura irá formar uma película protetora sobre nossa estrutura, 
impermeabilizando-a contra a água e mantendo o material fora do contato do ar 
atmosférico, evitando a transferência de elétrons.
As pinturas e proteções precisam ser refeitas sempre que houver o desgaste na-
tural ou um evento externo. Caso a proteção não seja feita, rapidamente a estrutura 
começa a oxidar em contato com o ar.
15
UNIDADE Estruturas Metálicas
• Como ocorre a ferrugem? Disponível em: http://bit.ly/2QBDsqK
• Como pintar estruturas metálicas e protegê-las da corrosão precoce? Disponível em: 
http://bit.ly/35Fj24u
• Estruturas metálicas: Proteção em perfis de aço: http://bit.ly/39Y5HIb
Ex
pl
or
Métodos Construtivos: as Diferentes 
Tecnologias para Construção em 
Estruturas Metálicas
O aço, devido à sua resistência e versatilidade, pode ser construído sob diferentes 
técnicas, porém o material e o resultado são sempre semelhantes. Os elementos 
estruturais são compostos de pilares, vigas e lajes, arcos e treliças. A função de 
cada um segue o padrão visto em qualquer tecnologia utilizada para a construção. 
Os perfis e seções devem ser pesquisados nos catálogos dos fornecedores, como 
visto anteriormente.
Quando o assunto é laje, podemos construir de diferentes maneiras. Vamos co-
nhecer alguns métodos construtivos.
• Laje em steel deck: esse tipo de laje é composto de uma fôrma metálica com 
formato similar ao de telha. A própria fôrma será utilizada como armadura po-
sitiva e como molde para a futura laje. Esse sistema é conhecido por agilizar o 
processo de construção e não possuir a necessidade de escoramentos;
Conheça melhor essa tecnologia em: http://bit.ly/2tIjP7w
Ex
pl
or
• Laje em painel wall: esse tipo de laje é muito utilizado em mezaninos ou ou-
tros pisos que irão receber cargas leves. A construção é bem simples e rápida, 
porém as grelhas metálicas que irão receber as placas precisam ser bem dimen-
sionadas e obedecer ao espaçamento previsto nas especificações dos materiais. 
Esse tipo de técnica também pode serutilizado em estruturas de madeira;
• O que é Steel Deck! Como fazer sua montagem: https://youtu.be/yYnrdzUppnU
• Instalação do Painel Wall – Eternit: https://youtu.be/ZqzBhFPJRwA
• Laje seca com o Sistema de placa cimentícia ProFort ds – Videoaula: 
https://youtu.be/NOovlQlhQ4U
• Painel Wall Eternit: https://youtu.be/JnvcnxykZlM
Ex
pl
or
16
17
• Laje em piso grade: essa tecnologia é muito utilizada em casas de máquinas, 
onde o equipamento não pode ficar 100% confinado, então haverá troca de 
ar interno com o externo através da laje. Ótima opção para ambientes onde 
se deseja a troca de ar e entrada de luz natural, o grande problema é não ser 
estanque e deixar o ambiente com entrada de chuva;
• Laje metálica: essa laje é similar às lajes em steel deck, porém é utilizada 
para projetos de grande porte. Enquanto a laje em steel deck é utilizada como 
fôrma para uma posterior concretagem, a laje metálica pode ser utilizada com 
outros métodos construtivos e materiais.
• Conheça melhor essa tecnologia em: http://bit.ly/37TxSGm
• Catálogos técnicos: http://bit.ly/2T7FqRn
• Tipos de Lajes: Lajes metálicas: http://bit.ly/2T9Pl9c
Ex
pl
or
Os pilares e as vigas são construídos utilizando-se os mesmos perfis, porém 
eles são posicionados de maneiras diferentes. Quando o assunto é pilar, precisa-
mos lembrar que esse elemento trabalha à compressão; para esse quesito, o aço é 
insuficiente, impossibilitando que sejam feitos pilares muito esbeltos e com poucos 
travamentos. As vigas trabalham sob o efeito de flexão, isso faz com que sua área 
tracionada seja bem aproveitada, enquanto a área comprimida necessita de cuida-
dos no cálculo.
• Perfil W, I e H: são perfis/vigas utilizados na construção civil para as estrutu-
ras metálicas, esses materiais são conhecidos por sua versatilidade e resistên-
cia. Possuem variação no formato e foram criados para facilitar o encaixe das 
peças, a interface com outros materiais e os acabamentos. Possuem diversas 
medidas, conforme a figura a seguir.
Figura 1 – Detalhamento das medidas dos perfi s metálicos
Fonte: Catálogo Gerdau
17
UNIDADE Estruturas Metálicas
Nos perfis, temos diversas medidas e partes, cada uma possui uma função e 
recebe um nome, iremos conhecer todas elas:
• Tf: essa medida se refere à espessura da mesa da nossa viga, pode ser a supe-
rior ou inferior;
• Bf: essa é a largura da mesa da viga, essa parte não possui função estrutural, 
serve apenas como apoio para os demais elementos estruturais e fornece rigi-
dez ao conjunto;
• Tw: essa é a espessura da alma da viga, ela possui a mesma função da base na viga 
de concreto e de madeira, irá resistir ao corte principalmente e pouco à flexão;
• D’: essa é a alma da viga, ela funciona como a altura das vigas de concreto e 
madeira;
• D: altura total da viga metálica.
O dimensionamento das vigas metálicas W, I e H é feito a partir das medidas 
d’ e tw, essas partes do elemento são fundamentais para o transporte das cargas 
atuantes da estrutura:
• Perfil tubular: são perfis que podem ser encontrados em diversos formatos e 
tamanhos, possuem função estrutural e são ideais para serem conectados em 
grandes estruturas.
• Perfis Tubulares: http://bit.ly/2tNdLdR
• Veja um catálogo de perfis W em: http://bit.ly/35BuYEoE
xp
lo
r
Os perfis tubulares W, H e I podem ser utilizados como vigas ou pilares, ou 
como partes de uma treliça, desde que se respeitem suas medidas, como:
• Momento de Inércia;
• Espessura;
• Área Mínima.
O Light Steel Frame é outro método construtivo realizado a partir de estruturas 
metálicas leves, porém aqui não se utiliza o aço estrutural, mas o aço galvanizado 
leve. A principal função desse sistema é entregar uma estrutura leve e de monta-
gem rápida, onde os quadros são soldados na fábrica e apenas posicionados no lo-
cal da aplicação. Esse sistema é muito utilizado nos Estados Unidos e Europa; aqui 
no Brasil, começa a ganhar adeptos devido ao baixo custo e tempo de execução.
As treliças metálicas são outros elementos estruturais que podem ser construídos 
em madeira ou em metal. Esse elemento é conhecido por vencer grandes vãos, 
utilizando um peso próprio baixo. As treliças são conhecidas pelas partes consti-
tuintes e por darem um ar moderno para a cobertura.
18
19
As estruturas mistas foram discutidas anteriormente. Esse tipo de tecnologia 
compreende as estruturas metálicas que recebem proteção com concreto para evi-
tar a oxidação e exposição ao calor, ela está ganhando espaço no Brasil e possui 
norma própria: a ABNT NBR 8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de es-
truturas mistas de aço e concreto de edifícios.
• Conheça mais sobre o método construtivo Light Steel Frame em: http://bit.ly/2utodrj
• Treliça metálica: o que é e para que serve? Disponível em: http://bit.ly/37R1l3E
• Conheça mais sobre estruturas mistas em: http://bit.ly/2QFQfsB
Ex
pl
or
As estruturas metálicas podem ser dimensionadas utilizando-se os ábacos de Rebello 
(2000). Agora vamos conhecer os diversos ábacos de maneira tabelada, para que seja 
possível realizar comparações entre as outras tecnologias e as estruturas metálicas.
Tabela 2 – Valores de pré-dimensionamento de um arco treliçado
Arco Treliçado – Aço
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m) Espessura (cm)
9,00 3,00 3,00 30
18,00 3,00 4,50 30
27,00 4,50 7,00 60
36,00 6,00 9,00 75
45,00 7,00 10,00 90
54,00 9,00 12,00 105
63,00 11,00 13,00 120
72,00 13,00 15,00 135
81,00 15,00 15,00 150
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Tabela 3 – Valores de pré-dimensionamento de uma viga de aço
Viga de Aço – Perfi l I, W ou H
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m)
3,00 0,30 0,30
6,00 0,30 0,50
9,00 0,40 0,70
12,00 0,50 0,80
15,00 0,60 0,90
18,00 0,70 0,90
21,00 0,90 0,90
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
19
UNIDADE Estruturas Metálicas
Tabela 4 – Valores de pré-dimensionamento de treliças metálicas
Treliças Metálicas
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m)
9,00 1,50 1,50
18,00 1,50 2,00
27,00 1,50 3,00
36,00 1,70 4,00
45,00 2,00 4,50
54,00 3,00 4,50
63,00 3,20 4,70
72,00 4,50 5,50
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Tabela 5 – Valores de pré-dimensionamento de treliças planas
Treliças planas – Aço
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m)
9,00 1,50 1,50
18,00 1,50 2,50
27,00 1,50 3,00
36,00 1,50 4,00
45,00 2,00 4,70
54,00 3,00 6,00
63,00 4,50 7,00
72,00 5,50 7,50
81,00 7,00 8,50
90,00 9,00 9,00
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Tabela 6 – Valores de pré-dimensionamento de uma treliça de aço triangular (telhado)
Treliça de Aço
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m)
4,50 1,50 1,50
9,00 1,50 1,50
13,50 1,50 2,50
18,00 2,00 3,00
22,50 2,50 4,00
27,00 3,00 4,50
31,50 3,00 5,50
36,00 4,00 6,00
40,50 4,50 6,50
45,00 4,50 7,00
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
20
21
Tabela 7 – Valores de pré-dimensionamento da medida “d” de um pilar metálico
Pilares Metálicos (Vários Andares)
Andares apoiados D mínimo (cm) D máximo (cm)
5 15 40
10 20 40
15 25 45
20 30 45
25 30 50
30 35 50
35 35 50
40 35 55
45 40 55
50 40 55
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Tabela 8 – Valores de pré-dimensionamento da medida “d” de um pilar metálico
Pilares Metálicos (Andar Único)
Altura não travada (m) D mínimo (cm) D máximo (cm)
1,50 10 15
3,00 10 30
4,50 10 35
6,00 15 40
7,50 15 40
9,00 20 40
10,50 20 40
12,00 25 40
13,50 25 40
15,00 30 40
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Tabela 9 – Valores de pré-dimensionamento da altura de uma viga vagão
Viga Vagão – Aço
Vão em metro Altura mínima (cm) Altura máxima (cm)
4,50 30 45
9,00 30 65
13,50 50 90
18,00 65 110
22,50 90 120
27,00 110 140
31,50 130 160
36,00 150 180
40,50 180 180
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
21
UNIDADE Estruturas Metálicas
Tabela 10 – Valores de pré-dimensionamento de uma treliça espacial
Treliça espacial (aço + alumínio)
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m)
15 2,00 2,00
30 2,00 3,00
45 2,50 4,00
60 3,00 6,00
75 3,00 7,00
90 5,00 8,00
1056,00 9,00
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Tabela 11 – Valores de pré-dimensionamento de um pórtico em aço
Pórtico de Aço
Vão em metro Altura mínima (m) Altura máxima (m) Espessura (m)
9,00 6,00 8,00 0,60
18,00 6,00 1,00 0,90
27,00 6,00 12,00 1,05
36,00 6,00 15,00 1,20
45,00 9,00 18,00 1,35
54,00 10,00 20,00 1,50
63,00 12,00 22,00 1,80
72,00 14,00 22,00 2,10
81,00 18,00 22,00 2,25
90,00 22,00 22,00 2,40
Fonte: Adaptada de REBELLO, 2000
Agora que já conhecemos bem as estruturas metálicas e seus métodos construti-
vos, vamos conhecer algumas estruturas metálicas pelo mundo e pelo Brasil.
Principais Construções em 
Estruturas Metálicas pelo Mundo
Agora vamos conhecer algumas construções realizadas em estruturas metálicas e 
que transformaram o termo arranha-céu (skyscraper). Algumas dessas construções 
tomaram como base a concepção estrutural do engenheiro bengalês Fazlur Khan.
• Chicago Willis Tower (Sears Tower): essa enorme estrutura teve sua cons-
trução realizada em apenas 3 anos (1970-1973) e abriga a sede da maior em-
presa varejista do mundo em sua época, a Sears. A Sears possuía um número 
estimado de 350.000 funcionários e sua equipe administrativa ficava espalha-
da por diversos edifícios espalhados pela cidade de Chicago. Essa torre possui 
108 andares e sua cobertura se encontra na cota 442 metros, hoje possui duas 
22
23
antenas instaladas que elevaram sua altura para 527 metros. O sistema estru-
tural adotado para essa edificação é conhecido como sistema em tubo;
• Soluções estruturais: 10 formas de controlar os deslocamentos e acelerações horizon-
tais: http://bit.ly/35CNCMn
• Top 10 world's tallest steel buildings: http://bit.ly/37RWHCh
• Willis Tower, disponível em: http://bit.ly/3a9yF7J, http://bit.ly/2NnewBE 
e http://bit.ly/3a4rcH6
Ex
pl
or
• Empire State Building: essa edificação possui 102 andares e está localizada 
em Nova Iorque, essa construção foi um dos primeiros arranha-céus do mun-
do, construída entre 1930 e 1931. Hoje é considerada o 31° edifício mais alto 
do mundo, com seus 381 metros até a cobertura e 443 metros até o topo da 
antena, e o 5º na América do Norte;
• Aon Center: esse arranha-céu também foi construído na cidade de Chicago, 
realizado com o mesmo sistema tubular projetado por Fazlur Khan. Essa edifi-
cação possui 83 andares e sua cobertura está localizada na cota de 343 metros.
• Conheça mais sobre o Empire State Building em: http://bit.ly/2NodTHL, 
http://bit.ly/2TjCnpx e http://bit.ly/3a6qhpO
• Conheça mais sobre o Aon Center em: http://bit.ly/36REFjs e http://bit.ly/30iV6my
• No link a seguir você poderá encontrar o TOP 10 das estruturas construídas em metal 
com explicação sobre seus projetistas e método construtivo: http://bit.ly/2N4Upb9
Ex
pl
or
Principais Construções em
Estruturas Metálicas pelo Brasil
Agora é hora de conhecer construções em solo nacional que fazem bom uso das 
estruturas metálicas e estão espalhadas pelo nosso país.
• Concórdia Corporate Tower: essa bela edificação foi construída em Nova 
Lima, Minas Gerais, e possui 137 metros de altura, tornando-se referência de 
design e processo construtivo na região;
• WTorre Morumbi: essa edificação, construída na capital de São Paulo, em 
uma das regiões mais importantes da cidade, é facilmente notada devido à sua 
arquitetura arrojada, à tecnologia empregada para sua construção e aos selos 
LEEDs de sustentabilidade;
• Wall Street Empresarial: nosso próximo exemplo está construído em Sal-
vador e faz parte de um grande centro de negócios com salas comerciais e 
shopping center.
23
UNIDADE Estruturas Metálicas
• Prisma entre a Cidade e o Vale, disponível em: http://bit.ly/2QAUk0U
• Saiba mais sobre a WTorre Morumbi: http://bit.ly/2FzItdg
• Wall Street Empresarial, disponível em: http://bit.ly/36BAo3y
• Ficha técnica Wall Street Empresarial: http://bit.ly/2FA3u7y
Ex
pl
or
Apresentamos três obras em estruturas metálicas no mundo e outras três em solo brasileiro. 
Caso queira conhecer outras obras que utilizam esse tipo de tecnologia, acesse o site do CBCA 
– Centro Brasileiro da Construção em Aço e seu Banco de obras em: http://bit.ly/2N9T82i e 
http://bit.ly/35E2FFx
Ex
pl
or
Agora que você conhece bem essa tecnologia e seus métodos construtivos, que 
tal projetar algo utilizando as tabelas do nosso material e comparar o resultado das 
tecnologias aprendidas? Será possível notar as diferenças de alturas em vigas para 
vãos cada vez maiores e geometrias de pilares; aproveite esse momento para testar 
os sistemas estruturais possíveis e conhecer suas vantagens e limitações.
24
25
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Leitura
A Arquitetura Metálica no Brasil: Primórdios
ANUÁRIO DO CEARÁ. A arquitetura metálica no Brasil: primórdios.
http://bit.ly/2FvPBrb
Execução de Estruturas de Aço: Práticas Recomendadas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA CONSTRUÇÃO METÁLICA – ABCEM; CENTRO 
BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO – CBCA; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE ENGENHARIA E CONSULTORIA ESTRUTURAL – ABECE. Execução de 
estruturas de aço: práticas recomendadas. 
http://bit.ly/2FBF3Xv
O Aço entra em Campo
CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO – CBCA. O aço entra em 
campo. Revista Siderurgia Brasil, julho 2014. 
http://bit.ly/307tUH7
Introdução ao Aço
CENTRO DE ESTUDOS DE ESTRUTURAS DE AÇO E MISTAS DE AÇO E 
CONCRETO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – CEAM-UFMG. 
Introdução ao aço. 
http://bit.ly/2tGWp2o
Uso das Estruturas de Aço no Brasil
CORTEZ, L. A. da R. et al. Uso das estruturas de aço no Brasil. Cadernos de graduação. 
Ciências exatas e tecnológicas. V. 4, n. 2, p. 217-228, Alagoas, novembro 2017. 
http://bit.ly/37ImAEG
O Crescimento da Indústria Brasileira de Estruturas Metálicas e o
Boom da Construção Civil: um Panorama do Período 2001-2010
FALEIROS, J. P. M.; TEIXEIRA JUNIOR, J. R.; SANTANA, B. M. O crescimento da 
indústria brasileira de estruturas metálicas e o boom da construção civil: um panorama 
do período 2001-2010. BNDES Setorial 35, Estruturas metálicas, p. 47-84. 
http://bit.ly/36EwRSc
A Hora e a vez do Aço na Construção Brasileira
GRANDES CONSTRUÇÕES. A hora e a vez do aço na construção brasileira.
http://bit.ly/2FFeUa1
25
UNIDADE Estruturas Metálicas
Referências
CHAVERINI; V. Aços e Ferros Fundidos: características gerais, tratamentos térmi-
cos e principais tipos. 4ª edição. São Paulo: Associação Brasileira de Metais, 1977.
REBELLO, Y. C. P. A concepção estrutural e a arquitetura. 1ª ed. São Paulo: 
Zigurate Editora, 2000.
26