Cap IV Lançamento e Pré dimensionamento

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Projeto de Estruturas de Aço
Departamento de Engenharia Civil – CT – UFES
Prof. Pedro Sá
Sede do 
NEXEM, 
Vitória/ES
Cap. IV
Projeto de Estruturas de Aço
Departamento de Engenharia Civil – CT – UFES
Cap. IV Lançamento e Pré-dimensionamento
IV.1. Lançamento da Estrutura
IV.1.1. Conceito de Lançamento
IV.1.2. Aplicações em Edifícios, Galpões e Coberturas de Grandes 
Vãos
IV.2. Pré-dimensionamento
IV.2.2. Elementos e Metodologia
IV.2.3. Exemplos
IV.2.1. Conceito de Pré-dimensionamento
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Conceito de Lançamento
Lançamento da Estrutura
O lançamento da estrutura de uma edificação é a sua concepção.
Após definido o sistema estrutural, isto é, a forma como a estabilidade global 
da estrutura será garantida, deve-se proceder à definição da posição de cada 
um dos elementos que comporão este sistema.
Isto é, a definição das posições das eventuais lajes e vigas e dos pilares, 
contraventamentos e demais elementos, os quais irão variar com o tipo de 
edificação.
Nesta concepção, deve-se já definir preliminarmente os tipos de conexões entre 
os elementos, sempre respeitando o princípio de estabilidade inerente ao 
sistema estrutural escolhido.
O lançamento da estrutura corresponde ao projeto básico inicial e deve ser 
definido pelo arquiteto.
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Edifícios
Lançamento da Estrutura
O lançamento da estrutura de um edifício, seja 
de andares múltiplos, seja de pequeno porte, 
pressupõe, minimamente, a definição de suas 
vigas e seus pilares. 
As vigas devem ser lançadas de modo a definir 
as lajes. 
Logo, o posicionamento das vigas depende do 
tipo de laje que se escolhe para a estrutura.
Portanto, o lançamento é feito na ordem
Lajes Vigas Pilares
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Edifícios
Lançamento da Estrutura
Lajes Usuais:
a) concreto armado moldada in loco;
b) pré-moldada de concreto protendido e
c) concreto com forma de aço incorporada.
As espessuras das lajes de concreto, em geral, 
variam de 8 a 20 cm, dependendo do tipo de 
laje, dos seus vãos, da classe do concreto, da 
classe da armadura utilizada e da sobrecarga 
para a qual a laje é projetada.
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Edifícios
Lançamento da Estrutura
As vigas são divididas em principais e 
secundárias. 
As secundárias delimitam as lajes e lhes 
servem de apoio.
As principais recebem as secundárias e se 
apoiam nos pilares, com os quais definem os 
quadros que formam o conjunto estável.
A localização dos pilares deve, sempre que 
possível, ser determinada com base na solução 
mais econômica, em termos de consumo de 
material.
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Edifícios
Lançamento da Estrutura
Para vigas de alma cheia, são econômicos vãos 
que variam de 6 m a 12 m, tomando como 
termo médio o vão de 8 m.
Para vigas treliçadas, podem ser utilizados 
vãos de até 30 m.
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Galpões
Lançamento da Estrutura
O lançamento da estrutura de galpões pressupõe basicamente
a) a definição do seu tipo (galpão de cobertura plana, tipo shed, em arco) e 
b) o espaçamento entre os pórticos ou tesouras.
Além disso, a escolha dos 
tipos de seção dos pilares, 
das tesouras e das terças 
e a definição dos apoios, 
dos contraventamentos e 
dos tirantes e agulhas por 
ventura necessários.
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Galpões
Lançamento da Estrutura
Pequenos Vãos (até 12 m aproximadamente): galpão de cobertura plana com 
pilares e tesouras de alma cheia.
Vãos Médios (de 12 m a 24 m): galpão de cobertura plana com tesouras 
treliçadas ou tipo shed.
Grandes Vãos (acima de 24 m): galpão com tesouras em arco treliçado.
O tipo de galpão mais adequado dependerá principalmente do seu vão.
Obs.: O conceito de vão pequeno, médio ou grande é, na realidade, subjetivo e está relacionado 
à relação mais adequada entre a altura da seção e o vão da tesoura (viga de alma cheia, 
treliça ou arco), indicada no pré-dimensionamento. As medidas acima são apenas um 
indicativo para o projeto básico.
Outros fatores, como por exemplo a existência de pontes rolantes, podem influenciar a 
escolha do tipo de galpão.
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Galpões
Lançamento da Estrutura
O mais econômico é o de 6 m, se as terças forem constituídas de perfis laminados 
ou formados a frio, pois esta é a medida comercial destes produtos.
Porém, se as terças são constituídas por treliças, esta limitação não se aplica; 
pode-se usar, neste caso, vãos bem superiores.
O espaçamento entre terças dependerá do tipo de telha a ser utilizado. Os 
manuais fornecidos pelos fabricantes de telhas contêm indicações para a 
escolha adequada da posição relativa de terças.
O espaçamento entre pórticos definirá o vão das terças.
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Galpões
Lançamento da Estrutura
Recomenda-se o 
contraventamento de pelo 
menos o primeiro e o último 
espaçamento entre pórticos.
A cobertura e os planos dos pilares ao longo do comprimento devem ser 
contraventados, pelo menos a cada 30 m. 
Agulhas devem ser previstas 
se pretende-se reduzir o 
comprimento de flambagem 
em torno do eixo de menor 
inércia de terças e vigas de 
tapamento frontal ou lateral.
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Galpões
Lançamento da Estrutura
Tirantes nos planos dos pórticos podem ser previstos quando os deslocamentos 
laterais se mostrem excessivos.
Mísulas nos beirais, reforços nas cumeeiras ou elementos de inércia variável são 
opções em galpões de cobertura plana com pilares e tesouras de alma cheia de 
vãos superiores aos recomendados.
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Coberturas de Grandes Vãos
Lançamento da Estrutura
O tipo de telha a ser utilizada definirá as 
dimensões do módulo básico ou a 
necessidade de utilização de terças 
auxiliares.
Os sistemas espaciais são, em geral, constituídos apenas pelas treliças espaciais e 
por pilares. O mais comum é se definir a posição dos pilares e, em função do 
espaçamento entre eles, se escolher a altura da treliça, no processo de pré-
dimensionamento.
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Coberturas de Grandes Vãos
Lançamento da Estrutura
Nos sistemas planos, constituídos por treliças planas associadas entre si, a 
posição dos pilares, em geral, também prevalece.
As treliças principais são, então, lançadas 
para vencer os vãos maiores e a treliças 
secundárias, apoiadas nas principais, 
vencem os vãos menores e podem servir de 
apoio para telhas ou para eventuais terças 
de apoio das telhas.
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Conceito de Pré-dimensionamento
As ações gravitacionais incluem o peso próprio da estrutura.
Pré-dimensionamento
Logo, é necessário se conhecer previamente as dimensões dos elementos 
estruturais, afim de se avaliar o seu peso.
No entanto, estas dimensões são, em suma, o resultado do dimensionamento, o 
qual só pode ser feito a partir do conhecimento da geometria de cada elemento, 
das ações que sobre ele atuam e do material do qual é constituído.
Assim, para se iniciar o dimensionamento é necessário prever as dimensões dos 
elementos estruturais e, a posteriori, confirmar estas dimensões presumidas.
O pré-dimensionamento é a previsão das dimensõesdos elementos estruturais, 
com o objetivo de se avaliar o seu peso próprio.
Em suma, o dimensionamento, na prática, é uma verificação da estrutura.
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Conceito de Pré-dimensionamento
Após a verificação da estrutura, avalia-se as dimensões presumidas. Caso estas 
dimensões sejam insuficientes ou exageradas, o processo é repetido até que se 
atinja uma solução ao mesmo tempo segura e econômica.
Pré-dimensionamento
[2] 
Carregamento
[3] 
Verificação
[1] 
Geometria
Segurança 
e 
Economia
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Elementos e Metodologia
O pré-dimensionamento requer, naturalmente, experiência em projeto para se ter 
noção de ordem de grandeza das dimensões dos diversos elementos estruturais.
Pré-dimensionamento
Esta experiência apontará relações prováveis entre as dimensões de cada elemento 
estrutural e as características e dimensões gerais da estrutura.
Por exemplo, 
• vigas de edifícios de andares múltiplos para fins residenciais:
• a altura da seção será aproximadamente 1/20 do vão da viga
• vigas de rolamento de pontes rolantes:
• a altura da seção será aproximadamente 1/10 do vão da viga
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Elementos e Metodologia
Em geral, as dimensões do elemento estrutural a serem consideradas no pré-
dimensionamento são aquelas mais importantes no seu dimensionamento.
Pré-dimensionamento
Eventualmente, poder-se-á considerar, ao invés de dimensões, propriedades 
geométricas da seção, tais como área, momento de inércia, constante de torção, 
etc.
As características da estrutura, como visto, definirão os valores das ações (ações 
permanentes, ações variáveis, etc.) e, juntamente com as suas dimensões gerais 
(vãos, pé-direito, etc.), o grau de solicitação da estrutura e, consequentemente, a 
ordem de grandeza das principais dimensões das seções transversais dos 
elementos.
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Exemplos
Pré-dimensionamento de Lajes:
Pré-dimensionamento
Lajes de Concreto Armado moldadas in loco:
• h = 8 cm a h = 10 cm,
para L ≤ 5 m,
•
para 5 m ≤ L ≤ 10 m,
onde h é a espessura da laje e L é o seu menor vão.
50
Lh 
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Exemplos
Pré-dimensionamento de Lajes:
Pré-dimensionamento
Lajes Pré-moldadas de Concreto Protendido:
Placas com larguras em torno de 1,25 m e 
comprimentos que variam entre 2 m e 12 m.
Os manuais fornecidos pelos fabricantes contêm orientações para 
a escolha da sua espessura em função do vão e da sobrecarga.
Resumidamente, tem-se:
Espessura Vão
9 a 10 cm 2 a 7 m
12 cm 3 a 8 m
Espessura Vão
16 cm 5 a 10 m
20 cm 6 a 12 m
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Exemplos
Pré-dimensionamento de Lajes:
Pré-dimensionamento
Lajes de Concreto com Forma de Aço Incorporada:
Laje Mista: capa de concreto sobre forma de aço trapezoidal de espessura 
igual a 0,80 mm, 0,95 mm ou 1,25 mm e largura aproximada de 85 cm.
Os manuais fornecidos pelos fabricantes contêm orientações para a escolha da espessura da laje 
em função do vão e da sobrecarga, além das dimensões da forma de aço.
Vãos recomendados: 2 a 4 m.
mm hF





75
59
50




 mm ht
125
119
100
th
Fh
forma de aço incorporada
concreto
mm hF 75 mm hh Ft 50e
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Exemplos
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Pré-dimensionamento
Edifícios de Andares Múltiplos:
Vigas de Alma Cheia Simples (não conectadas a lajes de concreto):
• a 
onde d é a altura do perfil e L é a distância entre dois apoios consecutivos da viga.
30
Ld 
20
Ld 
Vigas de Alma Cheia Mistas (conectadas a lajes de concreto):
• a 
onde d é a altura do perfil e L é a distância entre dois apoios consecutivos da viga.
35
Ld 
25
Ld 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Edifícios de Andares Múltiplos:
Vigas Treliçadas:
• a 
onde H é a altura e L é o comprimento da treliça.
12
LH 
8
LH 
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Galpões Industriais:
Terças e Vigas de Tapamento de Alma Cheia:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é a distância entre dois apoios consecutivos da viga.
60
Ld 
40
Ld 
Vigas de Rolamento - VR (para pontes rolantes - PR):
• a 
onde d é a altura do perfil e L é a distância entre dois apoios consecutivos da viga.
12
Ld 
8
Ld 
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Galpões Industriais:
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Tesouras de Alma Cheia (vigas de pórticos):
• a sem PR, com L>10m,
• a com PR e 10m<L<20m,
• a com PR e 20m<L<40m,
onde d é a altura do perfil e L é o vão do galpão.
70
Ld 
50
Ld 
50
Ld 
40
Ld 
30
Ld 
20
Ld 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Galpões Industriais:
Terças e Tesouras Treliçadas:
• a 
onde H é a altura e L é o comprimento da treliça.
15
LH 
8
LH 
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Arcos Treliçados:
• a e a
onde H é a altura do arco ('flecha'), h é altura da seção e L é o seu comprimento.
6
LH 
4
LH 
60
Lh 
45
Lh 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Galpões Industriais:
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Pilares de Alma Cheia sem VR:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é o comprimento do pilar.
30
Ld 
20
Ld 
Pilares de Alma Cheia com VR:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é o comprimento do pilar.
20
Ld 
15
Ld 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Galpões Industriais:
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Pilares Treliçados (com VR):
• a 
onde H é a altura e L é o comprimento da treliça.
20
LH 
10
LH 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Pontes e Viadutos:
Longarinas em Vigas Simples espaçadas de 1,5m a 3,5m:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é o comprimento do viga.
20
Ld 
15
Ld 
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Longarinas em Vigas Mistas espaçadas de 1,5m a 3,5m:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é o comprimento da viga.
25
Ld 
20
Ld 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Passarelas:
Vigas Simples com piso em chapas metálicas:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é o comprimento do viga.
25
Ld 
20
Ld 
Recomendações do Prof. Ildony Hélio Bellei:
Vigas Mistas com piso de concreto:
• a 
onde d é a altura do perfil e L é o comprimento da viga.
30
Ld 
25
Ld 
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip Corkill, 
da Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip Corkill, 
da Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip Corkill, 
da Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Exemplos
Pré-dimensionamento
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
Departamento de Engenharia Civil – CT – UFES
Pré-dimensionamento
Exemplos
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Pré-dimensionamento
Exemplos
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
Projeto de Estruturas de Aço
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Pré-dimensionamento
Exemplos
Com base em 
gráficos 
desenvolvidos pelo 
Prof. Philip 
Corkill, da 
Universidade de 
Nebraska e 
apresentados pelo 
Prof. Yopanan 
Rebello em seu 
livro “A Concepção 
Estrutural e a 
Arquitetura”:
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Prof. Pedro Sá
Sede do 
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Vitória/ES
Cap. IV