DESENHO E CÁLCULO ESTRUTURAL DE EDIFICAÇÕES_U1_EBOOK_rev_limpo

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Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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AUTORIA 
FABIANA MATOS DA SILVA 
Olá! Sou formada em Engenharia de Produção Mecânica e atuei na indústria 
automobilística na Região do Vale do Paraíba. Meu interesse pela área técnica nasceu 
com minha passagem pelo SENAI, no curso de Aprendizagem Industrial em Eletricista 
de Manutenção e, depois disso, fiz o curso Técnico em Mecânica. Entender como as 
coisas funcionam sempre foi minha motivação maior nesse período de aprendizagem. 
Passei por algumas empresas da região, mas sempre me senti motivada pela vontade 
de aprender cada vez mais. Participei do Programa Agente Local de Inovação- CNPq 
– SEBRAE, onde auxiliávamos pequenas empresas fomentando ações inovadoras 
dentro de seus limites. Foi assim que me apaixonei pela Inovação e iniciei meu 
mestrado em Gestão e Desenvolvimento Regional, estudando a temática 
Desenvolvimento da Inovação em Pequenas e Médias Empresas da Região 
Metropolitana do Vale do Paraíba e Litoral Norte. Sou apaixonada pelo que faço e 
principalmente pela transmissão de conhecimento. Acredito que compartilhar meus 
conhecimentos e minha experiência de vida com aqueles que estão iniciando em suas 
profissões tem grande valia. Por isso fui convidada pela Editora Telesapiens a integrar 
seu elenco de autores independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você nesta 
fase de muito estudo e trabalho. 
EDUARDA PEREIRA BARBOSA 
A professora Eduarda Pereira Barbosa tem mestrado em Engenharia Civil com ênfase 
em Materiais Regionais e Não-Convencionais Aplicados à Estruturas e Pavimentos 
pela Universidade Federal do Amazonas (2019) e é Graduada em Engenharia Civil 
pelo Centro Universitário do Norte (2017). 
Tem experiência como professora conteudista para instituições ensino superior e 
como professora de cursos técnicos das disciplinas: Materiais de Construção, 
Mecânica dos Solos e Pavimentação, Topografia, Estruturas de Concreto, Instalações 
Elétricas, Instalações Hidrossanitárias, Tecnologia da Construção, Segurança do 
Trabalho, entre outras. 
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ICONOGRAFIA 
Estes iconográficos irão aparecer toda vez que: 
 
INTRODUÇÃO 
uma nova unidade 
letiva estiver sendo 
iniciada, indicando que 
competências serão 
desenvolvidas ao seu 
término; 
 
 
VOCÊ SABIA 
curiosidades e indagações 
lúdicas sobre o tema em 
estudo forem necessárias; 
 
DEFINIÇÃO 
houver necessidade de 
se apresentar um novo 
conceito; 
 
 
REFLITA 
houver necessidade de se 
chamar a atenção sobre 
algo a ser refletido ou 
discutido sobre; 
 
NOTA 
forem necessárias 
observações ou 
complementação para 
o conhecimento; 
 
 
ACESSE 
for preciso acessar um ou 
mais sites para fazer 
download, assistir a um 
vídeo, ler um texto, ouvir 
um podcast, etc.; 
 
IMPORTANTE 
as observações 
escritas tiverem que ser 
priorizadas; 
 
 
RESUMINDO 
for preciso se fazer um 
resumo acumulativo das 
últimas abordagens; 
 
EXPLICANDO 
MELHOR 
algo precisar ser 
melhor explicado ou 
detalhado; 
 
 
SAIBA MAIS 
um texto, referências 
bibliográficas e links para 
fontes de aprofundamento 
se fizerem necessários; 
 
ATIVIDADES 
quando alguma 
atividade de 
autoaprendizagem for 
aplicada; 
 
 
TESTANDO 
chegar o momento ideal 
para o aluno responder ao 
enunciado de algumas 
questões do banco, ou 
mesmo de forma 
intempestiva, em meio ao 
livro didático; 
Assim vai ficar mais fácil nos comunicarmos. Basta olhar para um desses ícones e você saberá 
exatamente o que virá logo em seguida. 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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INTRODUÇÃO 
Você sabia que a concepção estrutural é umas das partes mais importantes para a 
construção de uma edificação? Por meio da elaboração dos projetos arquitetônico e 
estrutural de um edifício é possível estabelecer as diretrizes de segurança, 
estabilidade e funcionalidade necessárias para que, além de cumprir sua finalidade 
(residencial, comercial etc.), o edifício mantenha-se estável e dentro das 
especificações de segurança e qualidade necessárias. Com as constantes mudanças 
tecnológicas nos canteiros de obras, as inovações em materiais e os aspectos 
construtivos cada vez mais modernos, a execução de uma obra tem se tornado cada 
vez mais ágil, mantendo sempre suas características essenciais. Ao longo desta 
unidade letiva você vai mergulhar neste universo! 
 
 
 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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Competências 
Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade I. Nosso objetivo é auxiliar você no 
desenvolvimento das seguintes competências profissionais até o término desta etapa 
de estudos: 
1. Entender o conceito estrutural das edificações, identificando sua finalidade 
e importância no contexto da construção civil. 
2. Identificar os elementos estruturais em uma edificação. 
3. Definir o conceito de arranjo estrutural de edificações, identificando sua 
dinâmica em projetos de construção civil. 
4. Identificar os sistemas estruturais mais utilizados na atualidade, bem como 
suas inovações e tendências. 
 
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 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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SUMÁRIO 
ICONOGRAFIA ............................................................................................... 3 
INTRODUÇÃO ................................................................................................ 4 
1. O QUE É A CONCEPÇÃO ESTRUTURAL DAS EDIFICAÇÕES ............................. 8 
1.1 Estruturas ...................................................................................... 8 
1.2 Concepção Estrutural ....................................................................... 12 
2. ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE UMA EDIFICAÇÃO ....................................... 16 
2.1 Elementos estruturais ....................................................................... 16 
2.1.1 Lajes ................................................................................ 17 
2.1.2 Vigas ............................................................................... 20 
2.1.3 Pilares .............................................................................. 22 
2.1.4 Blocos de fundação .............................................................. 24 
3. O QUE É O ARRANJO ESTRUTURAL EM UMA EDIFICAÇÃO............................. 27 
3.1 Estruturação de sistemas para edifícios.................................................. 27 
3.2 Arranjos estruturais utilizados .............................................................. 30 
4. SISTEMAS ESTRUTURAIS USUAIS ............................................................ 36 
4.1 Sistemas estruturais ......................................................................... 36 
4.1.1 Concreto armado ................................................................. 39 
4.1.2 Alvenaria estrutural .............................................................. 41 
4.1.3 Componentes empregados na alvenaria estrutural ......................... 42 
REFERÊNCIAS .............................................................................................. 45 
 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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1. O que é a concepção estrutural das edificações 
 
INTRODUÇÃO 
Ao término deste capítulo você será capaz de compreender o 
conceito estrutural das edificações. Neste capítulo serão 
estabelecidas as definições de estruturas, conheceremos os 
principais elementos estruturais presentes em uma edificação e 
serão apresentados conceitos iniciais a respeito de Estados 
Limites de utilização e de serviço. 
Entenderemos como são elaboradas as estruturas de um edifício e 
quais variáveis devem ser consideradas no projeto para que sua 
concepção estrutural ocorra de maneira adequada e em harmonia 
com os demais projetos existentes. E então, motivado para 
desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante!1.1 Estruturas 
Ao pensarmos em uma estrutura e sua finalidade, chegamos à definição de um 
conjunto de componentes que é responsável por realizar a sustentação de 
determinada forma, como o esqueleto humano, que se trata de uma estrutura 
composta por ossos responsável por sustentar todos os outros componentes do corpo, 
tais como músculos, tecidos, órgãos, sistema circulatório etc. As estruturas estão em 
tudo que nos rodeia nesse planeta: nas plantas, no ar, nas pessoas, nos animais, em 
objetos e até nas nossas ideias (REBELLO, 2000). 
 
IMPORTANTE 
Ainda segundo Rabello (2000), não é possível imaginar uma forma 
que não precise de uma estrutura para sustentá-la ou uma 
estrutura que não tenha uma forma. Quando falamos da 
concepção de uma forma, isso automaticamente diz respeito 
também à concepção de uma estrutura e, consequentemente, aos 
materiais e processos necessários para sua materialização. Uma 
estrutura e sua forma são um só objeto e, desse modo, idealizar 
uma forma ou projeto significa idealizar também a estrutura para 
isso. Em outras palavras, podemos afirmar que tanto a forma 
quanto a estrutura nascem juntas. 
 
Definimos como estrutura o conjunto de elementos que se interrelacionam e compõem 
uma edificação, seja ela simples ou complexa. Esses elementos em conjunto 
conseguem coordenar o caminho por onde os esforços solicitantes que atuam sobre a 
estrutura devem transitar até que consigam atingir seu destino: o solo. Para que isso 
aconteça de modo adequado deve-se considerar uma correta distribuição das cargas, 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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uma escolha acertada dos materiais utilizados e os elementos de sustentação que são 
necessários de acordo com tipo de edificação (REBELLO, 2000). 
Em outras palavras, a concepção da estrutura de um edifício diz respeito à escolha de 
um arranjo adequado de elementos estruturais que são capazes de assegurar que ele 
possa cumprir as especificações para as quais foi projetado. Na figura 1 podemos 
observar os principais elementos estruturais mais utilizados em uma edificação, como 
são adequados e combinados para que se obtenha um conjunto resistente e eficiente 
(ALVA, 2007). 
Figura 1 - Principais Elementos Estruturais 
 
Fonte: Alva (2007). 
Para conseguir estabelecer um arranjo estrutural adequado, o projeto deverá 
abranger, simultaneamente, aspectos que são essenciais para edificação, que são: 
segurança, economia (redução de custos), funcionalidade, durabilidade e também 
aspectos referentes ao projeto arquitetônico em si (características estéticas e 
funcionalidade). De maneira mais precisa, a estrutura deverá ser capaz de garantir a 
segurança contra os Estados Limites, nos quais a construção pode deixar de cumprir 
suas finalidades (ALVA, 2007). 
A NBR 6118 deve atender a 3 requisitos de qualidade, sendo estes a capacidade 
resistente, o desempenho em serviço e a durabilidade. A capacidade resistente 
consiste na segurança de ruptura, enquanto o desempenho em serviço consiste na 
capacidade da estrutura de manter-se em condições plenas de utilização, sem danos 
que comprometam em parte ou totalmente o uso para o qual foi projetada. No que diz 
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respeito à durabilidade, trata-se da capacidade da estrutura de resistir às influências 
ambientais previstas e definidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e o 
contratante, no início dos trabalhos de elaboração do projeto 
O Estado Limite vai ser o estado em que a estrutura deixa de atender aos requisitos 
que são necessários para seu funcionamento pleno e/ou quando a sua utilização é 
interrompida devido a qualquer colapso estrutural. Ele pode ocorrer devido a: fatores 
relacionados à segurança, funcionalidade ou estética; fatores que causem um 
desempenho fora dos padrões determinados para seu uso normal; fatores que possam 
causar a interrupção de funcionamento, como a ruína de um ou mais de seus 
componentes (GONÇALVES, 2015). 
Segundo a norma técnica NBR6118, que trata do projeto de estruturas de concreto 
(ABNT, 2014), os Estados de Limite conhecidos são divididos em dois grupos 
principais, que têm características especificas. São eles: 
• Estado de Limite Último (ELU): está diretamente relacionado à quando 
estrutura já não consegue ser utilizada devido ao esgotamento de sua 
capacidade de resistência e ao risco que pode apresentar à segurança. Na 
figura 2 podemos observar uma fábrica abandonada que não pode mais operar 
normalmente devido às condições nas quais sua estrutura se encontra. 
Observe que a deterioração de seus componentes estruturais apresenta riscos 
iminentes, o que inviabiliza seu uso e que indica que a edificação atingiu o seu 
estado limite último (GONÇALVES, 2015). 
Figura 2 - Exemplo de Estado de limite Último 
 
Fonte: Pixabay. 
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• Estado de Limite de Serviço (ELS): trata-se do cumprimento dos critérios de 
segurança que se relacionam diretamente ao conforto para os usuários, à 
durabilidade da estrutura, à aparência adequada e à boa utilização de um 
modo geral. Na figura 3 podemos ver um exemplo de dano considerado de 
estado de limite de serviço: uma rachadura profunda na parede que 
compromete a estética e ainda pode revelar algum outro problema estrutural 
que possa vir a prejudicar o funcionamento adequado da edificação 
(GONÇALVES, 2015). 
Figura 3 - Exemplo de Estado de limite de Serviço 
 
Fonte: Pixabay. 
Para seja possível entender como é realizada a concepção estrutural de uma 
edificação, é importante saber qual a finalidade a ser atendida pela edificação. Além 
disso, o projeto deve prezar pela adequação em conjunto (sempre que possível) das 
condições impostas pela arquitetura do projeto, visando, na maior parte das vezes, 
uma colaboração mútua para realmente atingir o que se espera da edificação. 
Um projeto arquitetônico representa, de forma precisa, a base necessária para a 
elaboração do projeto estrutural como um todo, e esse projeto deve ter a função de 
prever o posicionamento dos elementos de forma que seja possível respeitar a 
distribuição dos diferentes ambientes em seus respectivos pavimentos. Vale ressaltar 
que a estrutura também deve ser coerente e respeitar as características do solo no 
qual estará apoiada (ALVA, 2007). 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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1.2 Concepção Estrutural 
Escolher a forma adequada de estrutura para um edifício vai depender do projeto 
arquitetônico proposto. Falaremos aqui, de maneira geral, sobre os edifícios 
residenciais que são compostos por pavimentos preestabelecidos. São eles: 
I) Subsolo: na maior parte das vezes é destinado à área de garagem. 
II) Pavimento Térreo: geralmente destinado à recepção, salas de estar, de 
jogos, de festas, piscinas e área para recreação de uso comum. 
III) Pavimento-tipo: destinado aos apartamentos. Compõe os andares do 
edifício e geralmente tem vários cômodos previstos em seu projeto. 
IV) Ático: refere-se a um pavimento menor e mais recuado que os demais, no 
topo dos edifícios. Geralmente é destinado a abrigar máquinas, 
reservatórios, depósitos etc. (ALVA, 2007) 
A figura 4 ilustra um modelo básico de edifício residencial composto por seus 
pavimentos e especificações gerais. Conseguimos observar as características básicas 
necessárias para elaboração de um projeto estrutural. 
Figura 4 - Edifício com múltiplos pavimentos 
 
Fonte: Elaborado pelas autoras com base em Alva (2007). 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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Uma nota importante a ser considerada é a existência do pavimento-tipo, o que 
geralmente ocorre em edifícios que têm vários andares. Esse tipo de pavimento 
sugere que a estruturação do projeto se inicie por ele e, caso não existam pavimentos 
repetidos, a estruturação deverá ser iniciada a partir dos andares superiores, seguindo 
na direção dos inferiores (PINHEIRO,2003). 
 
REFLITA 
Para que a concepção estrutural seja definida de forma correta, ela 
deve partir da localização dos pilares e, na sequência, deve passar 
para a delimitação de posição das vigas e depois das lajes. Essa 
sequência sempre deve ser mantida e é importantíssimo que a 
compatibilidade com o projeto arquitetônico seja sempre 
considerada (PINHEIRO, 2003). 
 
Há alguns projetos que estabelecem os ambientes sociais comuns na cobertura do 
edifício. Para essa especificação é necessário que seja elaborado um projeto 
estrutural adequado para que o ambiente seja compatível com o pavimento de 
cobertura em suas características funcionais. 
É importante ressaltar que o que se busca em uma concepção estrutural é o 
alinhamento do projeto estrutural com os demais projetos necessários, sejam eles os 
de instalações elétricas, hidráulicas, telefonia, segurança, som, televisão, ar-
condicionado, computador etc. Em outras palavras, deve-se prezar pela existência de 
uma compatibilização do projeto estrutural com todos os demais projetos da 
edificação, de forma que favoreça a coexistência de todos os sistemas com qualidade 
e em harmonia (ALVA, 2007). 
Para que seja possível essa elaboração interdependente, as várias áreas técnicas que 
compõem o projeto geralmente elaboram anteprojetos que são, posteriormente, 
analisados de forma conjunta, com o intuito de realizar adequações e/ou alterações 
ainda nessa fase. Com isso a execução do projeto será realizada de maneira correta 
desde o início (ALVA, 2007). 
 
VOCÊ SABIA? 
Essa estruturação em conjunto, segundo Pinheiro et al. (2003), é 
considerada a mais importante em um projeto estrutural, pois 
implica em escolher os elementos que vão ser adotados e em 
definir suas posições, garantindo um sistema estrutural eficiente 
que seja capaz de absorver da melhor forma todos os esforços 
gerados e transmiti-los ao solo da fundação de maneira correta e 
eficaz. 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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A solução estrutural obtida somada ao projeto sempre deverá prezar por atender aos 
requisitos de qualidade previamente estabelecidos nas normas técnicas vigentes, 
principalmente nas especificações referentes à capacidade resistente, ao desempenho 
em serviço e à durabilidade da estrutura (PINHEIRO et al., 2003). 
Em resumo, a concepção da estrutura de um edifício consiste na elaboração de um 
arranjo ou de uma combinação adequada dos diversos elementos estruturais que 
existem. Aliado a isso, deve ser estipulada uma correta sequência de ações que 
tenham como objetivo atender simultaneamente todos os requisitos de segurança, 
durabilidade, estética e funcionalidade que a construção deve apresentar (BARBOSA, 
2008). 
Dessa maneira, segundo Barbosa (2008), para uma correta estruturação de uma 
edificação algumas diretrizes devem ser cumpridas e adequadas sempre que possível, 
pois são tidas como essenciais nesse processo. São elas: 
1) Cumprir as condições impostas pelo projeto arquitetônico tanto quanto possível 
no que se refere à forma e à estética. 
2) Os elementos estruturais devem ser embutidos sempre que possível, como as 
vigas e os pilares, que podem ser alocados em paredes de alvenaria de 
vedação. 
3) O posicionamento dos elementos estruturais deve ser realizado na estrutura da 
construção levando em consideração o seu comportamento primário. 
4) Para realizar a transmissão da carga, a opção a ser adotada deverá ser, 
sempre que possível, de forma mais direta e pelo menor caminho. A 
transmissão das cargas de vigas importantes sobre outras vigas (apoios 
indiretos) e o apoio de pilares sobre vigas (vigas de transição) não são 
recomendados. 
5) Para estabelecer as dimensões da estrutura em planta, elas devem ser 
limitadas (aproximadamente 30m no máximo) para que seja possível diminuir 
os efeitos de retração e de variação de temperatura. Para atingir esse nível de 
especificação são adotadas as juntas de separação (conhecidas também como 
juntas de dilatação), pois sua utilização proporciona blocos de estruturas 
independentes, não apresentando interações umas com as outras (BARBOSA, 
2008). 
6) Em edifícios compostos por múltiplos pavimentos, verificar a estabilidade da 
estrutura é fundamental, por conta da ação horizontal do vento que pode atingir 
valores significativos. Essa especificação de seção transversal das vigas e dos 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
15 
pilares deve ser realizada de forma criteriosa e a estrutura de contravento deve 
sempre ser avaliada com atenção (BARBOSA, 2008). 
7) Nos edifícios que têm garagens o posicionamento dos pilares deve ser 
cuidadosamente elaborado, a fim de possibilitar um dimensionamento 
adequado para o maior número possível de vagas, lembrando sempre de 
considerar ainda a facilitação do fluxo dos veículos. 
 
RESUMINDO 
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo 
tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente 
entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o 
que vimos. 
No ramo de edificações, definimos como estrutura o conjunto de 
elementos que se interrelacionam e compõem uma construção, 
seja ela simples ou complexa. Esses elementos em conjunto 
conseguem coordenar o caminho pelo qual as forças gravitacionais 
que atuam sobre a estrutura devem transitar até que consigam 
atingir seu destino: o solo. Para isso acontecer de modo adequado, 
deve-se considerar uma correta distribuição do peso, uma escolha 
acertada dos materiais a serem usados e, ainda, os elementos de 
sustentação corretos de acordo com o tipo de edificação. 
A estrutura deve partir da localização dos pilares e, na sequência, 
deve passar para a delimitação de posição das vigas e depois das 
lajes. Essa sequência sempre deve ser mantida e é 
importantíssimo que a compatibilidade com o projeto arquitetônico 
seja sempre considerada. Há alguns projetos que estabelecem os 
ambientes sociais comuns na cobertura do edifício. Para essa 
especificação é necessário que seja elaborado um projeto 
estrutural adequado para que o ambiente seja compatível com o 
pavimento de cobertura em suas características funcionais. 
Devemos ressaltar que o que se busca sempre em uma 
concepção estrutural é o alinhamento do projeto estrutural com os 
demais projetos necessários, sejam eles os de instalações 
elétricas, hidráulicas, telefonia, segurança, som, televisão, ar-
condicionado, computador etc. Em outras palavras, deve-se prezar 
pela existência de uma compatibilização do projeto estrutural com 
todos os demais projetos da edificação, favorecendo a 
coexistência de todos os sistemas com qualidade e em harmonia. 
Em resumo, a concepção da estrutura de um edifício consiste na 
elaboração de um arranjo ou de uma combinação adequada dos 
diversos elementos estruturais que existem. Além disso, deve ser 
estipulada uma correta sequência de ações que tenham como 
objetivo atender, de maneira simultânea, todos os requisitos de 
segurança, durabilidade, estética e funcionalidade que a 
construção deve apresentar. 
 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
16 
2. Elementos estruturais de uma edificação 
 
INTRODUÇÃO 
Ao término deste capítulo você será capaz de identificar os 
elementos estruturais, além de entender melhor quais são e como 
funcionam na concepção da estrutura de uma edificação. 
Analisaremos quais impactos de cada um na estruturação de um 
edifício, sua importância e as características principais de cada um 
deles. E então? Motivado para desenvolver esta competência? 
Então vamos lá. Avante! 
 
2.1 Elementos estruturais 
 
Ao pensar no termo elemento estrutural, automaticamente associamos a materiais de 
altísssima resistência e que suportam grande quantidade de cargas — contudo, 
existem muitos materiais no mercado e cada um deles será adequado a uma 
determinada finalidade, ou seja, nem sempre a resistência do material garante a um 
elemento estrutural a capacidadede suportar cargas. 
 
Exemplo: Podemos tomar como exemplo um cabo de aço: por mais resistente que 
seja, ele não consegue, quando colocado em pé suportar seu próprio peso, tampouco 
conseguirá manter-se em forma reta se receber uma força transversal ao seu eixo. 
Contudo, quando utilizamos esse material pendurado para içar algo ou cercar 
determinada área, ele suportará grandes cargas na direção de seu eixo (REBELLO, 
2000). 
 
Assim sendo, podemos afirmar que a forma do material por vezes é um fator mais 
determinante de sua resistência do que a própria resistência contida no material. 
Desse modo, materiais que em princípio possam ser considerados frágeis podem ser 
usados adequadamente em estruturas quando projetados de forma bem elaborada, 
acarretando em ganho de resistência e melhor adaptação ao projeto (REBELLO, 
2000). 
Elementos estruturais podem ser definidos como cada uma das partes que compõe 
uma construção. Eles são obtidos por meio da junção de materiais específicos em 
uma determinada área e atuam em conjunto para oferecer à estrutura resistência, 
apoio, distribuição de forças, sustentação etc. 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
17 
 
IMPORTANTE 
Os sistemas estruturais que são estabelecidos em uma concepção 
estrutural são compostos por um ou mais tipos de elementos 
estruturais que têm funções específicas. Os elementos mais 
conhecidos que compõem as estruturas são as lajes, as vigas, os 
pilares e as fundações (BARBOSA, 2008). 
 
2.1.1 Lajes 
As lajes são elementos planos e bidimensionais que são apoiados em suas 
extremidades de contorno sobre as vigas. Elas compõem os pisos (ou andares) dos 
compartimentos de uma construção, são diretamente responsáveis por receber as 
cargas das ações gravitacionais do piso instalado e por realizar a transferência dessa 
energia para as vigas de apoio (ALVA, 2007). A figura 5 demonstra o processo de 
concretagem de uma laje. 
Figura 5 - Laje sendo concretada 
 
Fonte: Freepik. 
Esses elementos compõem o projeto e se comprometem a receber a maior parte das 
ações gravitacionais aplicadas em uma construção, como a circulação de pessoas, a 
alocação dos móveis, a aplicação de pisos e revestimentos, as paredes e muitos 
outros tipos de carga que possam existir de acordo com a finalidade arquitetônica do 
espaço físico do qual essa laje faz parte. Nas lajes, as ações gravitacionais aplicadas 
geralmente são perpendiculares ao plano da laje (BARBOSA, 2008), conforme 
observamos na figura 6. 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
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Figura 6 - Laje maciça 
 
Fonte: Barbosa (2008). 
Ainda sobre essa distribuição das ações gravitacionais que acontece nas lajes, elas 
podem ser distribuídas da seguinte forma: 
• Distribuídas na área: distribuição do peso em sua base plana, devido ao 
próprio peso existente dos materiais que compõem a estrutura da laje 
(ferragem, concreto, etc.) e seu revestimento (contrapiso, azulejos, etc.), ou 
seja, todo o peso que irá compor essa estrutura após finalização do projeto. 
• Distribuídas linearmente: distribuição do peso decorrente dos materiais que 
compõem as paredes que delimitam as lajes, ou ainda de forças concentradas 
por meio do apoio de um pilar sobre a laje. 
Essas ações são, de maneira geral, transmitidas cumulativamente para as vigas de 
apoio, que se situam nas bordas da laje. Entretanto, eventualmente essas forças 
também poderão ser transmitidas diretamente aos pilares que, por sua vez, são 
responsáveis pela sequência de transmissão para as fundações e solo. 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
19 
 
IMPORTANTE 
Existe no mercado uma grande variedade de lajes e cada uma 
delas vai ter suas indicações de utilização e instalação de acordo 
com o projeto arquitetônico estabelecido. As mais usadas são as 
lajes maciças, as lajes nervuradas, as lajes treliçadas e as lajes 
alveolares. Para cada tipo projeto deve-se estabelecer qual tipo de 
laje é indicada — considerando sempre fatores como o custo, 
tempo e qualidade (BITENCOURT, 2015). 
 
Existem as lajes maciças de concreto e as lajes pré-fabricadas de inúmeras variações. 
Para estruturação de edifícios de pavimentos e em construções de grande porte — 
tais como escolas, indústrias, hospitais e etc. — são recomendadas as lajes maciças, 
com espessuras que podem variar entre 7cm e 15cm. 
A NBR 6118 estabelece as espessuras mínimas a serem aplicadas em lajes maciças: 
a) 7 cm para lajes de cobertura não em balanço. 
b) 8 cm para lajes de piso não em balanço. 
c) 10 cm para lajes em balanço. 
d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN. 
e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN. 
f) 15 cm para lajes com protensão apoiada em vigas, com o mínimo de /42 para lajes 
de piso biapoiadas e /50 para lajes de piso contínuas. 
g) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes cogumelo fora do capitel. 
Já para construções residenciais e quaisquer outras de pequeno porte, geralmente 
aconselha-se a adoção de lajes nervuradas pré-fabricadas, pois além delas 
apresentarem vantagens em relação aos custos, garantem maior facilidade de 
construção (BASTOS, 2006). 
Define-se lajes maciças como placas de espessura uniforme, apoiadas ao longo do 
seu contorno, nas quais os apoios podem ser formados por vigas ou alvenarias 
(ARAÚJO, 2014). 
As características principais desse sistema são (ALBUQUERQUE E PINHEIRO, 
2002): 
i. Maior quantidade de vigas, o que reduz a produtividade da construção e a 
reutilização de formas. 
ii. Grande consumo de formas. 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
20 
iii. Boa rigidez à estrutura, devido a grande quantidade de vigas. 
iv. Mão de obra adaptada e bem treinada, devido a ser o sistema estrutural de 
concreto mais utilizado. 
v. Grande volume de concreto. 
A laje pré-moldada treliçada é composta por vigotas pré-fabricadas de concreto 
armado que têm, apoiadas em si, elementos de material leve. É aplicada nela uma 
camada de concreto, de forma a cobri-la completamente (NASCIMENTO et al., 2019). 
As principais características deste sistema, afirmando as vantagens e as 
desvantagens existentes (MUNIZ, 1991), são: 
Vantagens: 
• Diminuição do peso da laje. 
• Redução significativa de formas (o que acaba gerando economia de materiais). 
• Redução de prazos de execução de obras. 
• Redução de material em estoque e movimentação no canteiro de obras. 
• Redução do custo de mão de obra com armadores e carpinteiros. 
Desvantagens: 
• Dificuldade de transporte, se a obra for longe da fábrica. 
• Exigência de equipamentos específicos para o içamento das peças. 
• Dificuldade na fixação dos elementos de enchimento, com a possibilidade de 
movimentação deles durante a concretagem. 
A determinação do tipo de laje e de seu dimensionamento influenciará na quantidade 
de concreto a ser utilizada, no peso que o elemento atingirá, na quantidade de 
armaduras necessária, no tempo de utilização de mão de obra, na estocagem e 
deslocamento, no tempo de cura para finalização da obra e na quantidade de vigas de 
sustentação e distanciamento do vão (BITTENCOURT, 2015). 
2.1.2 Vigas 
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), as vigas “são elementos lineares em que a 
flexão é preponderante”. Assim sendo, as vigas são descritas como barras, 
geralmente retas e horizontais, que têm a função de receber ações de outros 
elementos, como lajes, outras vigas, paredes de alvenaria e, eventualmente, pilares. A 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
21 
figura exemplifica uma viga reta de concreto com sua respectiva vista e distribuição de 
carga. 
 
IMPORTANTE 
Ao receber essa carga gravitacional, a viga deverá se comportar 
oferecendo sustentação necessária e dando sequência na 
transmissão dessas ações para os pilares abaixo delas, que as 
destinarão ao solo. Toda a estrutura desenvolvida irá trabalhar em 
conjunto ecada um dos elementos estruturais que a compõem vai 
agir de maneira sequencial, prezando sempre pela distribuição 
correta dos esforços exercidos pela transmissão da energia 
gravitacional. 
 
Figura 7 - Viga reta de concreto 
 
Fonte: Barbosa (2008). 
As vigas têm como função principal vencer os vãos existentes e transmitir as ações 
nelas atuantes para os apoios, que normalmente são os pilares. Essas ações são, em 
sua maior parte, perpendiculares ao seu eixo longitudinal, podendo ainda ser 
concentradas ou distribuídas (BARBOSA, 2008). A figura 8 demonstra exemplos de 
vigas empregadas na construção de um sobrado residencial. 
 
VOCÊ SABIA? 
Existem inúmeros tipos de vigas disponíveis no mercado e cada 
uma delas tem especificações para utilização de acordo com o 
projeto a ser desenvolvido, custo a ser empregado e tipo de 
material necessário. As mais frequentes em edificações e 
construções residenciais são as vigas de concreto, que têm 
estrutura de armaduras internas que oferecem uma sustentação 
adequada. 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
22 
Vale ressaltar que as vigas também podem receber forças normais de compressão 
e/ou de tração na direção do eixo longitudinal. Assim como as lajes, as vigas e os 
pilares compõem também parte da estrutura chamada de contraventamento, que é 
responsável por oferecer estabilidade global aos edifícios, referentes tanto às ações 
verticais quanto horizontais (BARBOSA, 2008). A figura 8 traz exemplos de vigas de 
um edifício de vários pavimentos. 
 
Figura 8 - Exemplo de viga de edifício de múltiplos pavimentos 
 
Fonte: Bastos (2006). 
 
2.1.3 Pilares 
Os pilares são elementos em formato de barra que são frequentemente expostos à 
flexo-compressão, ou seja, sua estrutura sofre flexão constantemente, em razão das 
ações gravitacionais que trabalham na estrutura. Eles fornecem apoio às vigas e, por 
meio desse contato, conseguem realizar a transferência dessa carga para as 
fundações (ALVA, 2007). A figura 9 demonstra o processo de concretagem de um pilar 
de um edifício. 
 
 
 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
23 
Figura 9 - Concretagem de pilar em um edifício 
 
Fonte: Freepik. 
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), os pilares são “elementos lineares de eixo 
reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são 
preponderantes”. Dessa forma, os pilares são responsáveis por transmitir as ações 
atuantes ao longo da estrutura para as fundações, embora essa transferência também 
possa ser feita para outros elementos de apoio que possam existir (BARBOSA, 2008). 
A relação entre pilar e viga é demonstrada na figura 10. 
 
Figura 10 - Pilar 
 
Fonte: BARBOSA (2008). 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
24 
Os pilares são os elementos de maior importância nas estruturas, tanto do ponto de 
vista da capacidade de resistência dos edifícios quanto no aspecto da segurança. 
Além de realizar a transmissão das cargas verticais para os elementos de fundação, 
os pilares também podem compor o sistema de contraventamento, que garante a 
estabilidade dos edifícios contra quaisquer ações, sejam elas verticais ou horizontais 
(BASTOS, 2006). 
2.1.4 Blocos de fundação 
 
Blocos de fundação são usados para receber as ações dos pilares e direcioná-las ao 
solo. Esse direcionamento pode ser direto ou por meio de estacas ou tubulões, 
conforme observamos na figura 11. 
 
Figura 11: Bloco de fundação com estacas e com tubulão 
 
Fonte: Bastos (2006). 
 
As estacas são elementos destinados a transmitir as ações gravitacionais ao solo por 
meio do atrito que ocorre ao longo da superfície de contato e devido ao apoio da ponta 
inferior no solo. Os blocos são colocados sobre as estacas cuja quantidade o projeto 
definirá. Existe uma infinidade de tipos de estacas e cada uma tem uma determinada 
finalidade (BASTOS, 2006). 
 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
25 
Figura 12 - Bloco sobre uma estaca em construção 
 
Fonte: Bastos (2006). 
Os tubulões, semelhantes às estacas, também são elementos destinados a transmitir 
as ações diretamente ao solo, por intermédio do atrito existente entre o fuste, o solo e 
a superfície da base. Os blocos colocados sobre os tubulões podem ser suprimidos, 
contudo, é necessário que seja realizado um reforço com a armadura na parte superior 
do fuste (conhecida como cabeça do tubulão), para que seja possível receber a 
transmissão diretamente do pilar (BASTOS, 2006). 
 
Figura 13 - Escavação e concretagem de tubulão 
 
Fonte: Bastos (2006). 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
26 
 
RESUMINDO 
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo 
tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente 
entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o 
que vimos. 
Ao pensar no termo elemento estrutural, automaticamente o 
associamos a materiais de altísssima resistência e que suportem 
grande quantidade de carga, contudo, nem sempre é a resistência 
do material que garante a um elemento estrutural a capacidade de 
suportar cargas. 
Os sistemas estruturais que são estabelecidos em uma concepção 
estrutural são compostos por um ou mais tipos de elementos 
estruturais que têm funções especificas de acordo com a sua 
finalidade. Os elementos mais conhecidos são as lajes, as vigas, 
os pilares e a fundação. 
As lajes são elementos planos e bidimensionais que são apoiados 
em suas extremidades de contorno sobre as vigas. Elas compõem 
os pisos (ou andares) dos compartimentos de uma construção. 
De acordo com a NBR 6118 (ABNT,2014), as vigas “são 
elementos lineares em que a flexão é preponderante”. Ou seja, as 
vigas são descritas como barras, geralmente retas e horizontais, 
que têm a função de receber ações outros elementos, como lajes, 
outras vigas, paredes de alvenaria e pilares. 
Em suma, as vigas são elementos em formato de barra que são 
expostos a uma flexão predominantemente, são apoiadas em 
pilares de sustentação e são frequentemente embutidas nas 
paredes. Conseguem transferir, por meio do contato com os 
pilares, o peso que recebe das paredes que são apoiadas 
diretamente sobre elas. 
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), os pilares são 
“elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, 
em que as forças normais de compressão são preponderantes”. 
Dessa forma, os pilares são responsáveis por transmitir as ações 
atuantes ao longo da estrutura para as fundações, embora essa 
transferência também possa ser feita para outros elementos de 
apoio que possam existir. Blocos de fundação são usados para 
receber as ações dos pilares e direcioná-las ao solo e esse 
direcionamento pode ser de forma direta ou por meio de estacas 
ou tubulões. 
 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
27 
3. O que é o arranjo estrutural em uma edificação 
 
INTRODUÇÃO 
Ao término deste capítulo você será capaz de compreender o que 
é o arranjo estrutural, conseguirá entender melhor as variáveis a 
serem estudadas para uma correta elaboração de um arranjo 
estrutural eficiente, além de entender as características que devem 
ser observadas e as estratégias possíveis para o projeto estrutural. 
Você também visualizará como acontecem às distribuições de 
forças na estrutura e quais tipos de arranjos estruturais são mais 
indicados e utilizados na concepção estrutural de um edifício. E 
então? Motivado para desenvolver esta competência? Então 
vamos lá. Avante! 
 
 
3.1 Estruturação de sistemas para edifícios 
 
Quando falamos sobre distribuição de cargas em uma estrutura devemos considerar 
que as forças que atuam sobre uma viga podem ser distribuídas de maneira diferente 
quando comparada com a distribuição sobre uma laje. Geralmente as cargas podem 
atuar de maneira uniforme sobre a estrutura ou podem variar sua intensidade 
dependendo do ponto a ser mensurado. Com isso, entendemos que toda a estruturatrabalha em conjunto para que haja estabilidade e segurança na edificação 
(RABELLO, 2000). 
 
IMPORTANTE 
Ao elaborar um sistema estrutural para uma edificação, devemos 
ter em mente as disposições racionais e adequadas dos diversos 
elementos estruturais que serão utilizados no projeto — vigas, 
pilares, lajes, paredes estruturais, entre outros —, avaliando 
sempre suas indicações de utilização, materiais específicos 
usados e dimensões adequadas e sempre respeitando o projeto 
arquitetônico (ALVA, 2007). 
 
A junção das lajes com as vigas forma o pavimento que, por sua vez, é responsável 
por receber todas as ações mais importantes das edificações (ações de utilização do 
ambiente). Ao somarmos os pilares, é possível compreender que esses elementos 
atuam em conjunto formando a chamada estrutura (ou sistema de contraventamento), 
que é diretamente responsável pela estabilidade global da estrutura (BARBOSA, 
2008). 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
28 
Em outras palavras, o arranjo estrutural que é formado pela junção desses elementos 
deverá proporcionar o equilíbrio e a resistência necessários para a edificação, tanto 
para contenção das ações verticais quanto para as horizontais, atuando 
simultaneamente ou não. 
Para definição da estrutura adequada de um edifício, encontramos no piso as maiores 
probabilidades de variação do tipo de sistema estrutural — que pode ser composto por 
lajes, vigas e pilares (ou por lajes apoiadas diretamente sobre os pilares). Cada um 
dos pisos pode apresentar várias alternativas construtivas, pois cada tipo de laje 
(maciça, nervurada, protendida etc.) e cada tipo de viga (armada, protendida etc.) 
apresenta características que devem ser analisadas ao serem combinadas. Essa 
análise é extremamente importante para que se atinja coerência na junção dos 
elementos estruturais a serem utilizados (BARBOSA, 2008). 
 
 
VOCÊ SABIA? 
Podemos analisar o arranjo estrutural em dois planos: o horizontal 
(referente aos pisos da estrutura) e o vertical (que se refere às 
estruturas verticais como pilares e paredes), ressaltando que este 
último é considerado essencial para que se consiga garantir a 
estabilidade global do edifício, visto que se trata da direção na qual 
as transferências de ações são mais intensas (BARBOSA, 2008). 
 
 
Em geral, existem dois tipos de ações: as verticais e as horizontais. Ambas as ações 
devem percorrer a estrutura, atingir a base da construção e, finalmente, o solo. As 
cargas de utilização que ocorrem nas construções, como as pessoas, móveis, 
equipamentos fixos ou móveis, peso próprio dos elementos que compõe a construção 
etc., em função das forças gravitacionais, são classificadas como ações verticais 
(BARBOSA, 2008). A figura 14 exemplifica o fluxo das ações nos elementos de uma 
estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
29 
Figura 14 - Fluxo das ações nos elementos de uma estrutura 
 
Fonte: Alva (2007). 
 
A estrutura da construção será o caminho pelo qual as ações gravitacionais serão 
transmitidas para o solo. Vale ressaltar que, sempre que for possível, deve-se oferecer 
às ações verticais o caminho mais curto até o solo, levando em conta também 
questões econômicas e de facilidade construtiva — contudo, sabemos que isso nem 
sempre e fácil ou possível (BARBOSA, 2008). 
 
IMPORTANTE 
Ao buscar a melhor solução estrutural, o profissional que definirá o 
projeto deve conhecer todos os requisitos que precisam ser 
atendidos, como as cargas atuantes na estrutura, finalidade da 
obra (se comercial, residencial, industrial etc.), a facilidade e 
velocidade de construção, a estética necessária, a economia, os 
materiais disponíveis na região, a existência de mão de obra 
especializada etc. Como são muitos os fatores a serem 
considerados, sempre se torna necessário estabelecer uma 
hierarquia de resolução ou mesmo elencar apenas as prioridades 
entre os diversos requisitos (BARBOSA, 2008). 
 
A melhor estrutura sempre será aquela que conseguir cumprir, da forma mais eficiente 
possível, todos os requisitos (ou a maior parte deles) de acordo com a hierarquia 
estabelecida. 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
30 
Outro aspecto importante que deve ser considerado nesse contexto é o fato de que a 
estrutura pode ser composta por uma maior quantidade de elementos (muitas vigas e 
pilares). Em cada elemento as seções transversais deverão ser adaptadas e reduzidas 
(menores) se comparadas com uma estrutura convencional para o mesmo tipo de 
construção (menor quantidade de elementos) (BARBOSA, 2008). 
 
3.2 Arranjos estruturais utilizados 
A formulação de um arranjo estrutural adequado consiste basicamente na reunião dos 
elementos estruturais (sejam de concreto, de aço, mistos etc.) com a finalidade de 
aliar seus esforços em conjunto, para que seja possível obter a resistência necessária 
às ações que operam sobre o edifício, garantindo estabilidade e segurança (ALVA, 
2007). 
 
IMPORTANTE 
A localização dos pilares deve começar sempre pelos cantos e, a 
partir daí, é considerada a inserção deles nas demais áreas 
comuns em todos os pavimentos: área de elevadores e de 
escadas, cobertura, casa de máquinas e reservatório superior. Na 
sequência são posicionados os pilares de extremidade e os 
internos, sempre embutidos nas paredes, respeitando as 
imposições do projeto arquitetônico (PINHEIRO, 2003). 
 
Sempre que for possível, os pilares devem ser dispostos alinhados uns aos outros, 
pois isso otimiza a formação dos pórticos juntamente com as vigas que os unem. Os 
pórticos, quando formados, são essenciais para segurança da estrutura e estabilidade 
global do edifício (PINHEIRO, 2003). A figura 15 apresenta a construção de um pórtico 
a partir de pilares e vigas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
31 
Figura 15 - Pórtico gerado a partir da junção de pilares e vigas 
 
Fonte: Freepik. 
 
Levando em conta os edifícios de múltiplos andares, podemos considerar que quanto 
maior a altura e a esbeltez da edificação, maior será a responsabilidade de adotar uma 
forma estrutural adequada para melhor eficiência estrutural. Devemos salientar que no 
Brasil os arranjos estruturais mais empregados para edifícios em concreto de 15 a 20 
pavimentos são: 
• Estruturas de pórticos. 
• Estruturas de pórticos com núcleos de rigidez ou paredes estruturais. 
Os sistemas de pórticos podem ser definidos como uma associação de pórticos planos 
que, por sua vez, são constituídos por vigas e pilares conectados rigidamente e de 
maneira linear. Toda a estabilidade global do edifício é, em grande parte, conferida 
pela ação de pórticos planos dispostos nas duas direções ortogonais, estabelecendo 
uma espécie de pórtico tridimensional (ALVA, 2007). 
 
 
 
 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
32 
 
Figura 16 - Formação de pórticos para enrijecimento lateral do edifício 
 
Fonte: Alva (2007). 
 
Além disso, esse sistema de pórticos pode apresentar um núcleo estrutural rígido que 
pode ser composto por pilares de grande inércia das caixas de escadas ou de 
elevadores, o que fornece à estrutura ainda mais rigidez no que diz respeito à 
estabilidade global. Esse sistema pode ser estabelecido pela construção de pilares-
parede que, quando colocados no posicionamento correto, fornecem também um 
melhor enrijecimento lateral do edifício (ALVA, 2007), conforme podemos observar na 
figura 17. 
 
Figura 17 - Emprego de núcleos de rigidez para o travamento lateral do edifício 
 
Fonte: Alva (2007). 
 
De maneira geral, os pilares devem ser dispostos de forma que permitam um 
distanciamento de 4m a 6m entre seus eixos. Quando existem distâncias maiores que 
isso entre os pilares, as vigas que são produzidas para atendê-los não têm dimensões 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
33 
adequadas, o que prejudica sua funcionalidade e acarretamaiores custos à 
construção. 
Quanto maiores forem as seções transversais dos pilares, maiores serão as taxas 
necessárias de armadura, maiores as dificuldades na montagem e adequação das 
armações e das formas, entre outros problemas. A figura 18 exemplifica o sistema 
estrutural de uma edificação. 
Figura 18 - construção do sistema estrutural do projeto 
 
Fonte: Pixabay. 
 
Pilares muito próximos também causam interferências no funcionamento em conjunto 
dos elementos de fundação, além do aumento de consumo de materiais e de mão de 
obra para execução de pilares desnecessários. Tudo isso também aumenta 
consideravelmente os custos da obra. 
Ao serem posicionados os pilares no pavimento-tipo, é necessário que as 
interferências existentes nos demais pavimentos que compõem a edificação sejam 
verificadas. Além disso, aspectos práticos devem ser monitorados, como o arranjo dos 
pilares: é necessário observar se ele favorece a realização de manobras adequadas 
dos carros que circulam nos andares de garagem ou se não atrapalham as dimensões 
nas áreas sociais comuns (recepção, sala de estar, salão de festas etc.) (BARBOSA, 
2008). 
 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
34 
Figura 19 - Pilares que compõem a garagem 
 
Fonte: Pixabay. 
 
No caso de não haver a possibilidade de compatibilizar a distribuição dos pilares entre 
os diversos pavimentos que fazem parte da construção, pode ser necessária a 
construção de um pavimento extra, conhecido como pavimento de transição. 
Assim sendo, para essa situação, a prumada do pilar deverá ser alterada e haverá a 
necessidade de empregar uma viga de transição. Essa viga recebera a carga do pilar 
superior e fará a transferência para o pilar inferior, em na sua nova posição. Em 
edifícios que têm muitos andares, as grandes transições devem ser evitadas, pois 
excessos de esforço da viga podem provocar um aumento significativo de custos 
(BARBOSA, 2008). 
 
 
RESUMINDO 
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo 
tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente 
entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o 
que vimos. 
Ao elaborar um sistema estrutural para uma edificação devemos 
ter em mente as disposições racionais e adequadas dos diversos 
elementos estruturais que serão utilizados no projeto — vigas, 
pilares, lajes, paredes estruturais, entre outros —, avaliando 
sempre suas indicações de utilização, materiais específicos 
usados, dimensões adequadas e sempre respeitando o projeto 
arquitetônico. 
Em geral existem dois tipos de ações: as verticais e as horizontais. 
Ambas as ações devem percorrer a estrutura, atingir a base da 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
35 
construção e, finalmente, o solo. As cargas de utilização que 
ocorrem nas construções, como as pessoas, móveis, 
equipamentos fixos ou móveis, peso próprio dos elementos que 
compõe a construção etc., em função das forças gravitacionais, 
são classificadas como ações verticais. 
A formulação de um arranjo estrutural adequado consiste 
basicamente na reunião dos elementos estruturais (sejam de 
concreto, de aço, mistos, etc.) com a finalidade de aliar seus 
esforços em conjunto para que seja possível obter a resistência 
necessária às ações que operam sobre o edifício, garantindo 
estabilidade e segurança. 
Sempre que for possível, os pilares devem ser dispostos alinhados 
uns aos outros, pois isso otimiza a formação dos pórticos 
juntamente com as vigas que os unem. Os pórticos, quando 
formados, são essenciais para segurança da estrutura e 
estabilidade global do edifício. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
36 
4. Sistemas estruturais usuais 
 
INTRODUÇÃO 
Ao término deste capítulo você será capaz de compreender quais 
são os sistemas estruturais mais utilizados. Vamos conhecer quais 
tipos de sistemas estruturais são mais usados para realizar a 
concepção estrutural de uma edificação. Observaremos as 
características individuais que esses sistemas possuem e quais 
são os casos nos quais eles devem ser aplicados. E então? 
Motivado para desenvolver esta competência? Então vamos lá. 
Avante! 
 
 
4.1 Sistemas estruturais 
Entendemos por sistemas estruturais o conjunto de elementos estruturais que 
consegue resistir às ações gravitacionais e auxilia na manutenção da estabilidade de 
toda a estrutura do edifício. Os elementos que o compõem são as lajes, vigas e 
pilares, que geralmente são os mais utilizados tanto para construções de pequeno 
porte quanto para as de grande porte (BARBOSA, 2008). 
 
IMPORTANTE 
Estruturas consideradas de pequeno porte são as casas, sobrados 
e comércios pequenos, como mercearias, padarias etc. Quando 
falamos de estruturas de grande porte, nos referimos aos edifícios 
de múltiplos pavimentos, escolas, hospitais, fábricas, entre outras 
obras. 
 
A análise das forças e ações que operam sobre a estrutura da edificação é muito 
importante para a elaboração de um sistema estrutural adequado. Essa observação é 
fundamental para que possam ser determinados os materiais e elementos a serem 
utilizados, bem como para garantir que a estrutura cumpra sua finalidade de modo 
eficaz. 
Ao analisar a distribuição de peso e a movimentação das cargas de utilização das 
construções, devemos concentrar nosso olhar nas lajes que compõem o pavimento, 
pois elas são o principal elemento que receberá as cargas de utilização. Nesses pisos, 
as ações também serão geradas e será por meio delas que as forças devem 
“caminhar” até as extremidades, para que possam ser transmitidas para as vigas de 
apoio. 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
37 
Geralmente as vigas são dispostas nas quatro bordas das lajes retangulares e 
quadradas e são fundamentais para essa sustentação. As vigas transmitem aos 
pilares as ações que nelas já atuam diretamente (por meio das ações dos possíveis 
andares acima delas mesmas), além daquelas provenientes das lajes (pavimentos) 
que estão apoiadas nela. A figura 20 apresenta a construção de uma viga. 
 
Figura 20 - Construção de uma viga 
 
Fonte: Freepik. 
 
O sistema estrutural mais adequado para os pisos irá depender de alguns fatores que 
vão variar em função das características determinadas para cada construção. Dentre 
esses fatores destacamos: a finalidade da construção, a magnitude dos 
carregamentos, os vãos, a facilidade e rapidez de execução, a disponibilidade e 
qualidade da mão de obra, a localização, a estética, a funcionalidade, a disponibilidade 
de equipamentos e principalmente o custo (BARBOSA, 2008). 
 
 
VOCÊ SABIA? 
Quando é possível a utilização de diferentes sistemas estruturais 
sem vantagens técnicas relativas entre eles, o fator principal para a 
determinação do sistema torna-se o custo. Para cálculo do custo 
deve-se levar em conta a mão de obra necessária, o preço dos 
materiais, os equipamentos necessários etc. (BARBOSA, 2008). 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
38 
A estrutura mais convencional trata-se do arranjo estrutural no qual as lajes são 
apoiadas em suas bordas sobre as vigas, e essas sobre os pilares. Esse sistema é 
conhecido como sendo do tipo laje-viga-pilar e é o mais utilizado nas estruturas que 
compõem a construção de uma edificação. 
Segundo Barbosa (2008), os sistemas estruturais que são formados por lajes, vigas e 
pilares são os mais comuns e são utilizados tanto em construções de pequeno porte 
(casas e sobrados) quanto nas de grande porte (edifícios de múltiplos pavimentos, 
escolas, hospitais), como exemplificado na figura 21. Os tipos de lajes usadas podem 
variar de acordo com as especificações de cada projeto. 
 
Figura 21 - Construção de edifício grande porte 
 
Fonte: Freepik. 
 
As cargas de utilização das construções são cargas geradas pelo uso da estrutura 
quando finalizada. Essas cargas (pessoas, moveis, ou quaisquerobjetos que sejam 
por finalidade da edificação) são aplicadas sobre as lajes do pavimento e, devido à 
estruturação realizada, passam a “caminhar” até as bordas da laje para serem 
transmitidas para as vigas de apoio. 
 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
39 
4.1.1 Concreto armado 
O concreto armado é um dos sistemas estruturais mais presentes no cotidiano da 
Engenharia em todo o mundo. A obtenção do concreto é possível mediante a 
tradicional mistura de agregados graúdos, agregados miúdos, cimento e água, à qual 
podem ser acrescentados aditivos para melhorar suas características. Por sua vez, o 
concreto armado é formado pela junção do concreto convencional e de barras de aço, 
com o objetivo de melhorar sua resistência e desempenho nas estruturas, tendo em 
vista que o concreto é um material que possui elevada resistência aos esforços de 
compressão e o aço aos esforços de tração. 
A execução da construção estrutural em concreto armado é feita por meio a utilização 
de “formas” que são montadas de acordo com as especificações de tamanho e 
material. É colocada uma armação composta por barras de aço (cuja posição depende 
do tipo de esforço ao qual o elemento estrutural será submetido) e, a partir daí, é 
depositada a mistura de concreto que preenche essa esta forma. 
 
IMPORTANTE 
Nas lajes treliçadas, que compõem os pavimentos da edificação, o 
processo é semelhante, contudo, há o dimensionamento do 
tamanho de acordo com os dados do projeto. Em seguida, é 
realizada toda a colocação das lajotas (ou qualquer outro tipo de 
armação que seja indicada para a obra) apoiadas nas barras 
treliçadas de aço. Após essa montagem, deverá ser feita a adição 
do concreto por toda a área da laje. 
 
A adoção em grande escala do concreto armado para composição das estruturas se 
deve às vantagens que ele oferece. Podemos entender esse contexto claramente ao 
analisarmos a tabela comparativa a seguir: 
Quadro 1 - Vantagens e desvantagens do uso de Concreto Armado 
Quadro Comparativo Concreto Armado 
Vantagens Desvantagens 
Economia. 
Liberdade de forma e concepção 
arquitetônica. 
Robustez confere segurança, mesmo sem 
manutenções regulares. 
Resistência ao intemperismo. 
Alto peso próprio das peças (~2,5 t/m³ para o 
concreto armado convencional). 
Dificuldade para reformas e demolições. 
Pouco ou nenhum isolamento térmico. 
Fonte: Elaborado pelas autoras. 
 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
40 
Ao utilizar o sistema tradicional estrutural, geralmente temos elementos que são as 
lajes, vigas e pilares moldados no próprio local da obra. Dessa forma, utilizando esse 
sistema construtivo há a exigência de maior tempo e mais mão de obra, isto é, há um 
gasto grande com os “insumos” mais importantes do canteiro. Devido a essa 
característica, tem sido observado que uma das tendências mais atuais da Engenharia 
com concreto armado é conseguir reduzir a produção artesanal e fortalecer a 
industrialização do canteiro 
O concreto armado apresenta uma série de vantagens a serem pontuadas (BASTOS, 
2019): 
 a) Custo: encontram-se componentes de CA em quase todas as regiões do Brasil. É 
importante calcular o custo global da estrutura considerando-se o custo dos materiais, 
da mão de obra e dos equipamentos, bem como o tempo necessário para a sua 
elevação. 
b) Adaptabilidade: permitem as mais variadas formas, já que o concreto no estado 
fresco pode ser moldado com relativa facilidade, o que favorece o projeto 
arquitetônico. 
c) Resistência ao fogo: é resistente às elevadas temperaturas e permanece intacto 
durante o tempo necessário para a evacuação de pessoas e a interrupção do incêndio. 
d) Resistência a choques e vibrações: as estruturas de concreto geralmente têm 
massa e rigidez que minimizam vibrações e oscilações, provocadas pelas ações de 
utilização e o vento. 
e) Conservação: se o projeto tiver qualidade, as estruturas de concreto podem via a 
apresentar grande resistência às intempéries e aos agentes agressivos. 
f) Impermeabilidade: o concreto comum, quando bem executado, apresenta muito boa 
impermeabilidade. 
A tecnologia de produção dos painéis portantes (que são estruturas de concreto 
armado fabricados no próprio canteiro) é responsável pela sustentação de toda a 
estrutura da edificação e funciona também como vedação das habitações, como 
podemos observar nas figuras a seguir. Ela é utilizada principalmente na fabricação de 
três elementos principais na construção: lajes, escadas e painéis portantes (DEUS, 
2012). 
Outra tecnologia de concreto que vem sendo amplamente difundida é o chamado 
concreto protendido. A utilização desse sistema é feita por meio do tracionamento das 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
41 
barras de aço que irão compor a peça de concreto previamente, assim, após a 
concretagem, quando forem liberadas, elas vão comprimir toda a estrutura. 
 
4.1.2 Alvenaria estrutural 
O sistema de alvenaria estrutural já foi muito utilizado antes do surgimento do concreto 
armado — e é muito utilizado até hoje. Trata-se da construção de paredes, muros ou 
alicerces por meio de pedras, blocos ou tijolos alinhados e empilhados que, 
juntamente com uma argamassa especial, conseguem formar as estruturas. 
A alvenaria estrutural firma-se como o processo construtivo no qual os elementos que 
desempenham a função estrutural são de alvenaria, sendo os mesmos projetados, 
dimensionados e executados de forma racional (BASTOS, 2021). 
As paredes da edificação formada por esse sistema são responsáveis pela absorção 
das ações e também por sua transferência para a fundação. Esse sistema, mesmo 
sendo considerado um “concorrente” do concreto armado, utiliza o mesmo material 
para composição das aberturas de esquadrias, em encontros de paredes e nas lajes, 
ou seja, o concreto é usado para encher colunas nas extremidades das paredes e 
para absorver e transferir as cargas solicitantes para as demais partes que compõem 
o sistema estrutural. A figura 22 demonstra exemplos de construção de edificações em 
alvenaria estrutural com blocos de concreto. 
 
Figura 22: Edifício em alvenaria estrutural em bloco de concreto. 
 
Fonte: Bastos (2021). 
 
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42 
Como é possível visualizar, vários fatores devem ser considerados na elaboração de 
um projeto de alvenaria, tais como: a quantidade de blocos e as dimensões 
necessárias, a qualidade e tecnologia empregada nos blocos que serão aplicados no 
sistema e os padrões construtivos que serão utilizados na estruturação. 
Vale ressaltar que esse sistema é pouco utilizado em edificações de grandes alturas 
devido à espessura das paredes que, por vezes, tornam-se mais grossas e prejudicam 
o suporte das altas cargas decorrentes desse tipo de construção. 
4.1.3 Componentes empregados na alvenaria estrutural 
Alguns dos componentes amplamente utilizados na construção de edificações são 
tijolos, blocos e afins (também conhecidos como unidades), argamassa, graute e as 
armaduras (construtivas ou de cálculo) (BASTOS, 2021). 
As unidades são vistas como componentes mais relevantes da alvenaria estrutural, já 
que fazem parte da maior parte da alvenaria e são as unidades que atuam na 
resistência à compressão dos pilares e paredes (principal elemento da alvenaria 
estrutural) (BASTOS,2021). Classificam-se essas unidades: 
a) Quanto ao material: 
- Concreto (mais utilizado). 
- Cerâmico (argila). 
- Sílico-calcário. 
b) Quanto à forma: 
- Maciço (tijolo). 
- Vazado (bloco). 
c) Quanto ao tipo: 
- Vedação. 
- Estrutural. 
Quanto às argamassas de assentamento, suas funções são transferir e uniformizar as 
tensões entre as unidades e solidarizá-las. Além disso, devem ser capazes de 
absorver pequenas deformações (ocasionadas por variações de temperatura, 
pequenos recalques, retração por secagem etc.), além de ser estanque (impedindo a 
entrada umidade,agentes externos e agentes agressivos), compensar as pequenas 
variações dimensionais das unidades, proporcionar efeitos arquitetônicos etc. 
(RAMALHO e CORRÊA, 2007). 
 Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
43 
Em geral, as argamassas de assentamento são compostas de cimento, cal, areia e 
água e podem conter aditivos. As que têm cimento e cal são chamadas mistas, mas 
podem existir também argamassam feitas somente com cal ou com cimento como 
aglomerante. 
O graute é um concreto com agregados de pequena dimensão máxima. Ele tem uma 
consistência fluida (abatimento de 20 a 28 cm) e é orientado ao preenchimento dos 
vazios dos blocos, com a função de aumentar a área da seção transversal do 
elemento, promover a solidarização dos blocos com as armaduras dispostas nos furos 
(vazios) dos blocos e preencher blocos canaleta e J (BASTOS, 2021). 
Como características que são adquiridas durante a utilização do material temos, o 
aumento da resistência das paredes (BASTOS, 2021): 
a) À forças laterais. 
b) À propagação do som. 
c) Ao fogo. 
As armaduras podem ser passivas ou ativas, sendo usadas nas estruturas em 
concreto armado ou concreto protendido. No que diz respeito à forma de vergalhões, 
são utilizados os aços CA-25, 50 e 60, conforme estabelecido na NBR 7480. 
 
 
 
RESUMINDO 
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo 
tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente 
entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o 
que vimos. 
Entendemos por sistemas estruturais o conjunto de elementos 
estruturais que consegue resistir às ações gravitacionais e auxilia 
na manutenção da estabilidade de toda a estrutura do edifício. Os 
elementos que o compõem são as lajes, vigas e pilares, que 
geralmente são os mais utilizados tanto para construções de 
pequeno porte quanto para as de grande porte. Os tipos de lajes 
usadas podem variar de acordo com especificação de cada 
projeto. 
As cargas de utilização das construções são cargas geradas pelo 
uso da estrutura quando finalizada. Essas cargas (pessoas, 
móveis ou quaisquer objetos) são aplicadas sobre as lajes do 
pavimento e, devido à estruturação realizada, passam a “caminhar” 
até as bordas da laje para serem transmitidas para as vigas de 
apoio. 
O concreto armado é um dos sistemas estruturais mais presentes 
Desenho e Cálculo Estrutural de Edificações 
44 
no cotidiano da Engenharia em todo o mundo. O composto de 
concreto é possível mediante a tradicional mistura de pedra brita, 
cimento e água, à qual podem ser acrescentados aditivos para 
melhorar suas características. Chamamos de concreto armado 
devido à caracterização de inserção de barras de aço no concreto 
para melhorar a resistência e desempenho das estruturas. 
O sistema de alvenaria estrutural já foi e ainda é muito utilizado. 
Trata-se da construção de paredes, muros ou alicerces por meio 
de pedras, blocos ou tijolos alinhados e empilhados que, 
juntamente com cimento, conseguem formar as estruturas. 
 
 
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Referências 
 
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto 
de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. 
ALVA G. M. S.; Concepção estrutural de edifícios em concreto armado. Rio 
Grande do Sul: Universidade Federal de Santa Maria, 2007. 
BARBOSA, M. R.; Concepção e análise de estruturas de edifícios em concreto 
armado. Iniciação Cientifica FAPESP. Bauru/SP: UNESP, 2008. 
BASTOS, P. S. S; Fundamentos do concreto armado. Bauru/SP: UNESP, 2006. 
BASTOS, P. S. Fundamentos do Concreto Protendido. Bauru/SP: Universidade 
Estadual Paulista–UNESP, 2019. 
BASTOS, R. Alvenaria Estrutural. Porto Alegre: NORIE/CPGEC/UFRGS, 2021. 
BITTENCOURT, M. R. A. Principais tipos de lajes. Curitiba: SENAI, 2015. 
DEUS, K. R.; Produção de painéis pré-fabricados. ESO – UFRGS, 2012. 
Disponível em: https://www.ufrgs.br/eso/content/?tag=paineis-portantes. 
Acesso em: 03 jan. 2022. 
GOMES, M.; Sistemas estruturais. Canteiro de Engenharia, 2019. Disponível em: 
https://canteirodeengenharia.com.br/2019/10/16/sistemas-estruturais/. Acesso em: 03 
jan. 2022. 
PINHEIRO, L. M. et al. Estruturas de concreto. São Paulo: USP – EESC - 
Departamento de Engenharia de Estruturas, 2003. 
REBELLO, Y. C. P.; A concepção estrutural e a arquitetura. São Paulo: Editora 
Zigurate, 2000. 
VIANA, D.; Estados limites ELU e ELS: aprenda a diferença. Guia da Engenharia, 
2018. Disponível em: https://www.guiadaengenharia.com/estados-limites/. Acesso em: 
20 dez. 2021. 
 
 
 
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