AULA 02

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Sistemas estruturais IV – Aço e madeira 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
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 AULA 02 
 
 
 
 
 Chapas e perfis 
 
CHAPAS 
 Chapas são produtos planos laminados de aço com largura superior a 500 
mm. São classificadas como chapas grossas (espessura superior a 5 mm) e 
chapas finas (espessura inferior ou igual a 5 mm). 
As chapas grossas são fabricadas pelas siderúrgicas com espessuras entre 
5,00 mm e 150,00 mm, largura-padrão entre 1,00 m a 3,80 m e comprimento-
padrão entre 6,00 m a 12,00 m. 
As dimensões preferenciais, ou seja, as mais econômicas, são: 2,44 m de 
largura, 12,00 m de comprimento e espessuras, conforme indicadas na tabela 
3.1. 
As chapas grossas são utilizadas geralmente para a fabricação dos perfis 
soldados, mas também podem ser utilizadas, dependendo da disponibilidade 
de equipamento adequado para dobramento, em perfis formados a frio. 
 
 
 
As chapas finas são fabricadas pelas siderúrgicas com espessuras variando 
entre 0,60 mm e 5,00 mm. As chapas finas apresentam largura-padrão entre 
1,00 m e 1,50 m e comprimento-padrão entre 2,00 m e 6,00 m. 
As dimensões preferências fornecidas pelas siderúrgicas, na forma plana, são: 
1,20 m por 2,00 m e 1,20 m por 3,00 m. As chapas finas podem também ser 
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fornecidas em forma de bobinas, possuindo nesse caso custo unitário menor. 
As espessuras preferenciais são as fornecidas na tabela 3.2. 
As siderúrgicas brasileiras que fabricam chapas são a COSIPA – Companhia 
Siderúrgica Paulista, USIMINAS, CSN – Companhia Siderurgica Nacional e 
ArcelorMittal Tubarão. 
PERFIS 
Entre os vários componentes de uma estrutura metálica, tais como: chapas de 
ligação, parafusos, chumbadores e perfis, são os últimos, evidentemente, os 
mais importantes para o projeto, fabricação e montagem. 
Os perfis de utilização corrente são aqueles cuja seção transversal se 
assemelha às formas das letras I, H, U e Z, recebendo denominação análoga a 
essas letras, e à letra L, nesse caso denominados cantoneiras. 
Os perfis podem ser obtidos ou diretamente por laminação ou a partir de 
operações de: conformação a frio ou soldagem. São denominados, 
respectivamente, de perfis: laminados, formados a frio e soldados. 
 
Perfis soldados: Perfil soldado é o perfil constituído por chapas de aço 
estrutural, unidas entre si por soldagem a arco elétrico. Os perfis soldados são 
largamente empregados na construção de estruturas de aço, em face da 
grande versatilidade de combinações possíveis de espessuras, alturas e 
larguras, levando à redução do peso da estrutura, comparativamente aos perfis 
laminados disponíveis no mercado brasileiro. 
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O custo para a fabricação dos perfis soldados, no entanto, é maior do que para 
a laminação dos perfis laminados. Os perfis soldados são produzidos pelos 
fabricantes de estruturas metálicas a partir do corte e soldagem das chapas 
fabricadas pelas usinas siderúrgicas. 
O material de solda, seja a soldagem executada por eletrodo revestido, arco 
submerso ou qualquer outro tipo, deve ser especificado, compatibilizando-o 
com o tipo de aço a ser soldado, isto é, deve ter características similares de 
resistência mecânica, resistência à corrosão, etc. 
A norma ABNT NBR 5884 - "Perfil I estrutural de aço soldado por arco elétrico" 
apresenta as características geométricas de uma série de perfis I e H soldados 
e tolerâncias na fabricação. 
 
 Perfil W e Perfil I 
 
Perfis laminados: São aqueles fabricados a quente nas usinas siderúrgicas e 
são os mais econômicos para utilização em edificações de estruturas 
metálicas, pois dispensam a fabricação “artesanal” dos perfis soldados ou dos 
perfis formados a frio. 
A Siderúrgica Aço Minas Gerais – AÇOMINAS, hoje integrante do grupo 
Gerdau, foi projetada para suprir o mercado com perfis laminados adequados 
ao uso na construção civil. 
Por se tratar de um perfil fabricado diretamente na siderúrgica, há dimensões 
padronizadas e o projetista fica restrito a essas dimensões. Se houver 
necessidade de perfis de dimensões diferentes das padronizadas, podem ser 
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utilizados os perfis formados a frio ou soldados em substituição ao laminado. 
Os perfis laminados fabricados no Brasil dividem-se em duas séries: W e HP. 
 A designação dos perfis é: a série seguida da altura e da massa por unidade 
de comprimento. Por exemplo: W 310 x 44,5 ou HP 250 x 62. O aço 
geralmente utilizado na fabricação desses perfis é o ASTM A 572 Gr 50, com fy 
= 345 MPa e fu = 450 MPa. 
Perfis estruturais formados a frio: Nem sempre são encontrados no mercado 
os perfis laminados com dimensões adequadas às necessidades do projeto de 
elementos estruturais leves, pouco solicitados, tais como terças, montantes e 
diagonais de treliças, travamentos, etc., enquanto os perfis estruturais 
formados a frio podem ser fabricados nas dimensões desejadas. 
Os perfis estruturais formados a frio, também conhecidos como perfis de 
chapas dobradas, vêm sendo utilizados de forma crescente na execução de 
estruturas metálicas leves, pois podem ser projetados para cada aplicação 
específica. 
Os perfis formados a frio, sendo compostos por chapas finas, possuem leveza, 
facilidade de fabricação, de manuseio e de transporte, além de possuírem 
resistência e ductilidade adequadas ao uso em estruturas civis. 
No caso de estruturas de maior porte, a utilização de perfis formados a frio 
duplos, em seção unicelular (tubular-retangular) também conhecidos como 
seção-caixão, pode resultar, em algumas situações, em estruturas mais 
econômicas. Isso se deve à boa rigidez à torção (eliminando travamentos), 
menor área exposta, (reduzindo a área de pintura), menor área de estagnação 
de líquidos ou detritos (reduzindo a probabilidade de corrosão). 
Perfis formados a frio são perfis conformados a partir do dobramento a frio de 
chapas. Esse dobramento pode ser feito de forma contínua ou descontínua. O 
processo contínuo, adequado à fabricação em série, é realizado a partir do 
deslocamento longitudinal de uma chapa de aço, sobre os roletes de uma linha 
de perfilação. 
Os roletes vão conferindo gradativamente à chapa, a forma definitiva do perfil. 
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Quando o perfil deixa a linha de perfilação, ele é cortado no comprimento 
indicado no projeto. 
Perfis compostos: São perfis obtidos pela composição, por meio de soldagem 
ou aparafusamento, de chapas ou outros perfis, conforme ilustram as figuras 
abaixo. 
 
Vantagens 
Liberdade no projeto de arquitetura – A tecnologia do aço confere aos 
arquitetos total liberdade criadora, permitindo a elaboração de projetos 
arrojados e de expressão arquitetônica marcante. 
Maior área útil – As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente 
mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor 
aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito 
importante principalmente em garagens. 
Flexibilidade – A estrutura metálica mostra-se especialmente indicada nos 
casos onde há necessidade de adaptações, ampliações, reformase mudança 
de ocupação de edifícios. Além disso, torna mais fácil a passagem de utilidades 
como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc. 
Compatibilidade com outros materiais – O sistema construtivo em aço é 
perfeitamente compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto 
vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e 
blocos, lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes e painéis 
de concreto, painéis “drywall”, etc). 
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Menor prazo de execução – A fabricação da estrutura em paralelo com a 
execução das fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes 
de serviços simultaneamente, a diminuição de formas e escoramentos e o fato 
da montagem da estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode 
levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado 
com os processos convencionais. 
Racionalização de materiais e mão-de-obra – Numa obra, através de 
processos convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em 
peso. A estrutura metálica possibilita a adoção de sistemas industrializados, 
fazendo com que o desperdício seja sensivelmente reduzido. 
Alívio de carga nas fundações – Por serem mais leves, as estruturas 
metálicas podem reduzir em até 30% o custo das fundações. 
Garantia de qualidade – A fabricação de uma estrutura metálica ocorre dentro 
de uma indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao 
cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle 
existente durante todo o processo industrial. 
Antecipação do ganho – Em função da maior velocidade de execução da 
obra, haverá um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela 
rapidez no retorno do capital investido. 
Organização do canteiro de obras – Como a estrutura metálica é totalmente 
pré-fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido entre outros à 
ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, 
reduzindo também o inevitável desperdício desses materiais. O ambiente limpo 
com menor geração de entulho, oferece ainda melhores condições de 
segurança ao trabalhador contribuindo para a redução dos acidentes na obra. 
Reciclabilidade – O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser 
desmontadas e reaproveitadas. 
Preservação do meio ambiente – A estrutura metálica é menos agressiva ao 
meio ambiente pois além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a 
emissão de material particulado e poluição sonora geradas pelas serras e 
outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira. 
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Precisão construtiva – Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é 
medida em centímetros, numa estrutura metálica a unidade empregada é o 
milímetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, 
facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalação de 
elevadores, bem como redução no custo dos materiais de revestimento. 
Desvantagens 
- Limitação da fabricação das peças em fábricas; 
- Limitação do comprimento das peças devido aos meios de transportes; 
- Necessidade de tratamento anticorrosivo; 
- Necessidade de mão de obra e equipamentos especializados; 
- Limitação de dimensões dos perfis estruturais; 
- Custos mais elevados: As estruturas em concreto armado apresentam um 
custo global inferior ao do aço; 
- Estima-se que 15% do custo total da estrutura são gastos com conservação; 
Recomendações 
Um valor econômico para vigas em concreto armado é 6m, ou 1/10 do vão. 
Para estruturas metálicas o vão econômico é de 13m a 25m ou 
aproximadamente 1/20 do vão. 
O valor de um projeto de estruturas metálicas é geralmente cobrado 10% do 
custo do peso da estrutura. 
Espessura mínima para peças estruturais: A espessura mínima das peças 
metálicas está ligada à sua proteção contra a corrosão. sem necessidade de 
proteção contra corrosão: 3mm com necessidade de proteção contra corrosão: 
5mm 
 
 
 
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Aplicações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências bibliográficas: 
 
Estrutura e arquitetura aço e madeira – Mauro Cézar de Brito e Silva 
Análise de estruturas metálicas – Jurandir Primo 
Dimensionamento de estruturas de aço – Valdir Pignata e Silva / Julio 
Fruchtengarten