Estrutura de Aço na Construção Civil

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UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ 
CORDENAÇÃO DO CURSO DE GRADUAÇÃO 
EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JESSICA MELANIE CARDOZO DA SILVA 
 
 
 
TCC 1 
ESTRUTURA DE AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
 
 
 
 
 
CAMPOS DOS GOYTACAZES- RJ 
JUNHO/2018 
 
 
JESSICA MELANIE CARDOZO DA SILVA 
 
 
 
 
ESTRUTURA DE AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL 
 
 
 
 
Trabalho apresentado junto ao Curso de 
Engenharia Civil da Universidade Estácio 
de Sá, na disciplina de Trabalho de 
Conclusão de Curso, como requisito parcial 
à aprovação na disciplina. 
 
 
Orientadora: Drª Izabel de Souza Ramos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPOS DOS GOYTACAZES- RJ 
JUNHO/2018 
 
 
RESUMO 
A engenharia acompanha as tendências mundiais e busca sempre inovar 
almejando o desenvolvimento com redução de custos efetivos, diminuição no período 
das obras e aumento do quesito eficiência. A procura por alternativas capazes de 
conciliar esses 3 importantes pilares conduziu o cenário da construção civil para a 
utilização de métodos baseados na introdução do aço em suas atividades. Produto 
resultante de interações do elemento químico Ferro (Fe) com o Carbono (C) e outros 
componentes, o aço é uma liga metálica que se encontra em processo de expansão 
quanto a sua utilização em obras, sendo que as principais propriedades do aço estão 
relacionadas a sua composição. 
Aços com baixo percentual de carbono (menos de 0,25%) não apresentam 
dureza considerável, além de não poderem ser tratados termicamente. Aços com 
percentual médio de carbono (0,25% até 0,6%) são mais resistentes, porém menos 
dúcteis. Por último, os aços com elevado percentual de carbono (a partir de 0,6%) 
demonstram maior resistência e consequentemente maior dificuldade de serem 
transformados em fios. 
A capacidade de ser bastante flexível quanto a sua utilização faz do aço um 
produto em destaque no cenário mundial, e inicia a lista de vantagens relacionadas a 
introdução dessa liga metálica no desenvolvimento da sociedade contemporânea. 
 
Palavras Chave: Estrutura em aço, Aço na construção civil.
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Engineering follows world trends and always seeks to innovate by aiming for 
development with effective cost reduction, decrease in the period of works and 
increase efficiency. The search for alternatives able to reconcile these three important 
pillars led the civil construction scenario for the use of methods based on the 
introduction of steel in its activities. Product resulting from interactions of the chemical 
element Iron (Fe) with Carbon (C) and other components, steel is a metal alloy that is 
in the process of expanding as to its use in works, with the main properties of steel 
being related its composition. 
Steels with a low percentage of carbon (less than 0.25%) do not present 
considerable hardness, nor can they be thermally treated. Steels with an average 
percentage of carbon (0.25% to 0.6%) are more resistant, but less ductile. Finally, 
steels with a high percentage of carbon (from 0.6%) demonstrate greater strength and, 
consequently, greater difficulty in being transformed into yarns. 
The ability to be very flexible in its use makes steel a product that stands out on the 
world stage, and starts the list of advantages related to the introduction of this metal 
alloy in the development of contemporary society. 
 
Keywords: Steel structure, Steel in construction. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 5 
1.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 5 
1.2 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 5 
1.2.1 Objetivo Geral ........................................................................................................................ 5 
1.2.2 Objetivos Específicos .............................................................................................................. 6 
1.3 JUSTIFICATIVA ........................................................................................................................ 6 
1.4 DESENVOLVIMENTO .............................................................................................................. 6 
1.4.1 Vantagens do Aço ................................................................................................................... 8 
1.4.2 Desvantagem do Aço .............................................................................................................. 9 
1.4.3 Aspecto de projeto ................................................................................................................. 9 
1.5 REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................................... 11 
1.6 METODOLOGIA ...................................................................................................................... 11 
1.6.1 O Problema a ser investigado .............................................................................................. 11 
1.6.2 Questões a serem respondidas ............................................................................................ 11 
1.6.3 Delimitações do Estudo ........................................................................................................ 12 
1.7 CRONOGRAMA ...................................................................................................................... 12 
REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS ............................................................................................. 13 
 
 
 
5 
 
 
 
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO 
 
1.1 INTRODUÇÃO 
Segundo Adriana Almeida (2008), o uso da estrutura de aço como tecnologia 
construtiva surgiu em meados do século XVIII e, a partir dessa época, transformou as 
criações arquitetônicas e as continua influenciando até os dias atuais. 
No Brasil, a utilização de estruturas metálicas em edificações iniciou-se na 
segunda metade do século XIX, com o uso do ferro fundido, e expandiu-se até os dias 
de hoje, com o uso do aço, principalmente em edificações de usos comerciais e de 
serviços. Dentre as utilizações realizadas, ocorreram também experiências em 
habitações de interesse social, algumas desenvolvidas pelas próprias empresas 
siderúrgicas. (Adriana Almeida 2008) 
O uso do aço proporcionou uma revolução nos padrões arquitetônicos, não só 
pelo tamanho das estruturas que agora era possível, mas principalmente pelo melhor 
aproveitamento do espaço¹. 
Atualmente por onde se olha é aço. Largamente usado na construção civil, o 
aço pode estar presente como parte das obras ou como material principal. Já é sabido 
e amplamente divulgado que o sistema construtivo em aço permite liberdade no 
projeto de arquitetura. Ele oferece flexibilidade no projeto e compatibilidade com 
outros materiais além do menor prazo de execução, racionalização de materiais e mão 
de obra, alivio de carga nas fundações, garantia de qualidade, maior organização nos 
canteiros de obras e precisão construtivas. ² 
 
1.2 OBJETIVOS 
 
1.2.1 Objetivo Geral 
O objetivo deste trabalho é investigar o quão a estrutura de aço possa fazer 
com que a obra fique com boa qualidade em função do custo benefício que este 
material possa trazer para as obras de contrução civil, apresentando suas vantagens 
em função de sua alta resistência. 
 
¹ ² Revista do aço. Disponível em <http://www.revistadoaco.com.br/o-aco-na-construcao-civil/>. 
Acesso em 18 jun 2018. 
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1.2.2 Objetivos Específicos 
A engenharia acompanha as tendências mundiais e busca sempre inovar 
almejando o desenvolvimento com redução de custos efetivos, diminuição no período 
dasobras e aumento do quesito eficiência. A procura por alternativas capazes de 
conciliar esses 3 importantes pilares conduziu o cenário da construção civil para a 
utilização de métodos baseados na introdução do aço em suas atividades. 
 
1.3 JUSTIFICATIVA 
Desde as primeiras pontes metálicas até os mais modernos edifícios 
comerciais e residenciais, o aço tem sido utilizado cada vez mais na construção civil 
a partir do século XVIII, possibilitando soluções arrojadas e eficientes para inúmeros 
tipos de obra. 
De fato, o uso do aço na construção dos mais diversos tipos de estruturas, 
principalmente, daquelas em que o material é aparente, trouxe, logo no início, a ideia 
de modernidade e inovação, renovando as expressões arquitetônicas vigentes. 
O uso de estruturas de aço pode reduzir em até 40% o tempo de execução 
quando comparado com os processos convencionais, devido ao fato de serem usadas 
peças pré-fabricadas, à possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviço 
simultaneamente, à diminuição de fôrmas e escoramentos e a uma maior 
independência em relação aos fatores climáticos. 
 
1.4 DESENVOLVIMENTO 
Desde as primeiras pontes metálicas até os mais modernos edifícios comerciais 
e residenciais, o aço tem sido utilizado cada vez mais na construção civil a partir do 
século XVIII, possibilitando soluções arrojadas e eficientes para inúmeros tipos de 
obra. 
 
De fato, o uso do aço na construção dos mais diversos tipos de estruturas, 
principalmente, daquelas em que o material é aparente, trouxe, logo no início, a ideia 
de modernidade e inovação, renovando as expressões arquitetônicas vigentes. 
A Torre Eiffel, por exemplo, construída em 1889 em Paris, é uma das 
estruturas metálicas que surpreenderam o mundo, sendo formada por 18.000 peças, 
totalizando 1.700 toneladas de aço em um ícone de 300 metros de altura que, até 
7 
 
 
 
hoje, atrai viajantes de todo o mundo para a França. Outra construção com sistema 
estrutural metálico extremamente conhecida mundialmente é o edifício Empire State 
Building, situado em Nova Iorque. Construído em 1931, tem 102 andares, totalizando 
380 metros de altura 
Figura 1. Torre Eiffel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Estrutura em aço. Disponível em 
<https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2016/09/07/estruturas-em-aco/>. Acesso em 18 jun 
2018. 
Figura 2. Empire State Building. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Estrutura em aço. Disponível em 
<https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2016/09/07/estruturas-em-aco/>. Acesso em 18 jun 
2018. 
8 
 
 
 
Em contrapartida, o visual estético moderno e marcante é apenas um dos 
inúmeros motivos para que a construção civil seja o maior mercado para os produtores 
mundiais de aço. Dentre as inúmeras as vantagens na utilização desse material em 
sistemas construtivos, estão a racionalização da mão de obra e dos materiais, a 
redução do tempo de construção e o aumento da produtividade. 
Desse modo, os processos de fabricação de estruturas metálicas têm se 
aperfeiçoado, e sua qualidade é garantida por meio das certificações ISO 9001 e ISO 
14001. Assim, o uso do aço urge como uma alternativa viável e segura para a 
construção de edifícios, residências, pontes, passarelas, viadutos, postos de gasolina, 
supermercados, aeroportos, ginásios esportivos, torres de transmissão, etc. 
1.4.1 Vantagens do Aço 
Alívio de carga nas fundações : Sabe-se que, em estruturas de concreto, por 
exemplo, cerca de 60% da carga suportada é do peso próprio da estrutura, o que torna 
a estrutura metálica vantajosa, visto que essa é bem mais leve e, assim, pode reduzir 
em até 30% o custo destinado às fundações. 
Redução do tempo da obra: O uso de estruturas de aço pode reduzir em até 
40% o tempo de execução quando comparado com os processos convencionais, 
devido ao fato de serem usadas peças pré-fabricadas, à possibilidade de se trabalhar 
em diversas frentes de serviço simultaneamente, à diminuição de fôrmas e 
escoramentos e a uma maior independência em relação aos fatores climáticos. 
Facilidades no canteiro de obras: Em construções convencionais, há a 
necessidade de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens no 
canteiro de obras, o que não acontece nas construções com estruturas metálicas, 
visto que elas são totalmente pré-fabricadas. Assim, há uma maior organização e 
limpeza do canteiro, além de reduzir a geração de entulhos e de garantir maior 
segurança aos trabalhadores, diminuindo o número de acidentes decorrentes desses 
problemas. 
Racionalização de materiais e de mão-de-obra: Em uma construção 
convencional, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. Em 
contrapartida, a estrutura metálica permite que esse desperdício seja sensivelmente 
reduzido, devido à adoção de sistemas industrializados. 
Maior garantia de qualidade: Por ser uma estrutura pré-fabricada, sua 
produção ocorre sob um rígido controle existente durante todo o processo industrial, 
9 
 
 
 
com utilização de uma mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a 
garantia de uma obra com qualidade superior. 
Reciclabilidade : Cerca de 84% de uma construção em aço é reciclável. 
 
1.4.2 Desvantagem do Aço 
Custo: Dependendo do tipo e do planejamento de uma obra, a construção em 
aço pode custar mais caro do que uma estrutura de concreto equivalente. 
Mão de obra qualificada: As estruturas metálicas exigem, para fabricação e 
para execução, uma mão-de-obra mais especializada que as estruturas 
convencionais. 
Viabiliza apenas elementos lineares: O uso do aço torna viável a fabricação 
apenas de elementos lineares, permitindo a formação de vigas, pilares e treliças, por 
exemplo. Para a construção de lajes, a estrutura metálica terá que ser associada ao 
concreto. 
Limitação do mercado: A utilização de estruturas metálicas, muitas vezes, se 
torna limitada devido à dificuldade para encontrar determinados tipos e perfis de aço. 
Em algumas regiões do Brasil, por exemplo, não há a tradição de utilizar esse tipo de 
estrutura. 
1.4.3 Aspecto de projeto 
Definição do Partido Arquitetônico: Estrutura metálica aparente ou 
revestida? 
Essa é a primeira decisão que o arquiteto deve tomar ao trabalhar com estrutura 
de aço. Ao contrário do que muitos possam pensar, a maior parte das obras em aço 
existentes no exterior são realizadas com o aço revestido. 
Essa solução, que pode significar redução nos custos de pintura e proteção 
contra incêndios, deve ser adotada quando o que importa são as inúmeras vantagens 
do aço como material estrutural e não a "estética do aço". Cabe ao arquiteto definir 
qual a solução mais adequada para cada obra. Nessa etapa do projeto é interessante 
uma consulta a um calculista que poderá orientar sobre as melhores alternativas. 
Detalhamento: É necessário um bom detalhamento do projeto estrutural que 
leve em conta possíveis interferências com os projetos de instalações elétricas, 
hidráulicas, ar condicionado, etc. e evitar improvisações no canteiro de obras. 
Independentemente do tipo de aço e do esquema de pintura empregados, alguns 
10 
 
 
 
cuidados básicos nas etapas de projeto, fabricação e montagem da estrutura podem 
contribuir significativamente para melhorar a resistência à corrosão: 
 Evitar regiões de empoçamento de água e deposição de resíduos; 
 Prever furos de drenagem em quantidade e tamanho suficiente; 
 Permitir a circulação de ar por todas as faces dos perfis para facilitar a 
secagem; 
 Garantir espaço suficiente e acesso para realização de manutenção (pintura, 
etc.); 
 Impedir o contato direto de outros metais com o aço para evitar o fenômeno de 
corrosão galvânica; 
 Evitar peças semi-enterradas ou semi-submersas. 
 
Figura 3. Estrutura em aço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: A Utilização do aço na Construção Civil. Disponível em < 
https://blogdaengenharia.com/utilizacao-do-aco-na-construcao-civil/>.Acesso em 18 jun 2018 
11 
 
 
 
1.5 REFERENCIAL TEÓRICO 
Segundo Adriana Almeida (2008), após a Segunda Guerra Mundial, a 
necessidade de suprir o déficit habitacional criado, com recursos financeiros e mão-
de-obra especializada escassos, contribuiu para a organização de um setor 
industrializado na construção civil de vários países. 
A estrutura metálica, portanto, contribui para a implementação e a difusão do 
conceito de pré-fabricação na construção civil pelo mundo. Por ser um material 
industrializado, a sua utilização influenciou a mudança de todo o processo construtivo. 
No século XX, o movimento moderno introduz um novo material já conhecido, 
mas pouco utilizado até o momento: o concreto armado. Mesmo sendo este material 
mais plástico, o uso da estrutura metálica já estava firmado nos Estados Unidos e na 
Europa, o que não aconteceu no Brasil. 
O princípio de sustentar todo o edifício sobre uma rede metálica equilibrada 
com precisão, solidificada e protegida contra incêndio, devese a Willian Le Baron 
Jenney. Ninguém o precedeu nisso, e a ele cabe todo o mérito que deriva da proeza 
de engenharia que foi o primeiro a executar. (BENEVOLO, 1989) 
A engenharia simultânea visa otimizar o projeto do produto e processo de 
manufatura para conseguir reduzir tempo de desenvolvimento e melhorar a qualidade 
e os custos através da integração das atividades de projeto e manufatura [...]. 
(BROUGHTON, 1990 apud LOPES, 2001). 
 
1.6 METODOLOGIA 
 Comparar as obras civis com a construção em aço em relação as de 
contrução de concreto. Verificar tempo, benefícios e custo entre as obras e 
principalmente a questão de resistência. 
 
1.6.1 O Problema a ser investigado 
 Comparar o custo da obra em estrutura em aço em relação a de concreto. 
1.6.2 Questões a serem respondidas 
Qual benefício que o aço possa trazer para que possa substituir as construções 
de concreto. 
12 
 
 
 
1.6.3 Delimitações do Estudo 
Pesquisar as características de cada uma das obras, e comparar as duas. Será 
utilizado acervos de pesquisas. 
 
1.7 CRONOGRAMA 
 
Atividades Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov 
Pesquisa do 
tema 
X 
Definição do 
tema 
X 
Pesquisa 
bibliográfica 
X 
Coleta de Dados X X 
Apresentação e 
discussão dos 
dados 
 X X X 
Elaboração do 
projeto 
 X X 
Entrega do 
projeto 
 X 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6215 – Produtos 
Siderúrgicos. Rio de Janeiro, 1986. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5706 – 
Coordenação Modular da Construção - procedimentos. Rio de Janeiro, 1977. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5725 – Ajustes 
modulares e tolerâncias- procedimentos . Rio de Janeiro, 1982. 
 
BLOG DA ENGEHARIA. A utilização do aço na construção civil. Disponível em 
<https://blogdaengenharia.com/utilizacao-do-aco-na-construcao-civil/>. Acesso em 18 jun 
2018. 
 
CIVILIZAÇÃO ENGENHEIRA. Estrutura em aço . Disponível em 
<https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2016/09/07/estruturas-em-aco/>. Acesso em 
18 jun 2018. 
 
REVISTA DO AÇO. Aço na construção civil. Disponível em 
<http://www.revistadoaco.com.br/o-aco-na-construcao-civil/>. Acesso em 18 jun 2018. 
 
BANDEIRA, ADRIANA DE CASTRO ALMEIDA. Análise de Estruturas de Aço em 
Edificações Habitacionais de interesse social. Escola da Engenharia da UFMG. Belo 
Horizonte, 2008.