02 Arquitetura e Aço

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Arquitetura e Aço: Estudo dos 
condicionantes para projeto 
arquitetônico integrado
 Introdução
Quando escolhemos sistemas industrializados, exige uma nova forma 
de pensar o projeto onde o profissional deve ter o conhecimento sobre 
o material, suas aplicações e seu processo, para conseguir melhores 
resultados plásticos, técnicos e funcionais.
Busca-se então compreender as potencialidades e complexidades do 
aço na arquitetura, com objetivo abordar alguns tópicos importantes 
sobre este sistema construtivo na produção de projetos arquitetônicos 
levando em consideração a integração da arquitetura e estrutura e sua 
construtibilidade. 
 Os Condicionantes
Ao iniciar um projeto deve ter em mente que a edificação será com aço 
para que se possa ganhar tempo, racionalização de sistemas 
construtivos, uso de mão de obra mais qualificada, processo mais 
industrializado.
De acordo com Teixeira (2007, p. 3) os maiores problemas são 
provenientes de deficiências no processo de projeto. Os maiores 
problemas em obra se referem às ligações entre os elementos e a 
estrutura metálica, que estas quando não detalhadas adequadamente 
são problemáticas e podem comprometer a montagem no canteiro de 
obra, diminuindo a agilidade da construção e consequentemente 
aumentando o custo da estrutura devido aos retrabalhos.
Muitas vezes, na fase inicial de projeto, pouco tempo é destinado para 
definições projetuais. Uma série de interferências das interfaces dos 
elementos da construção, a falta de comunicação entre os profissionais 
envolvidos, falta de coordenação dos projetos e a compatibilização 
entre todos os sistemas, ocasiona medidas paliativas na fase de 
execução da obra.
Outra questão é a dificuldade em se especificar materiais e 
componentes industrializados complementares à estrutura metálica 
pela falta de conhecimento dos profissionais envolvidos, e dificuldades 
na obtenção das informações sobre os materiais e componentes 
necessárias para subsidiar os projetos, podendo gerar 
incompatibilidade de materiais.
Na etapa de detalhamento dos projetos, a especificação correta de 
materiais e componentes podem evitar problemas durante a execução 
da obra e, também, durante a pós-ocupação do edifício.
O profissional projetista deve ter conhecimento de todas as etapas do 
processo de um edifício industrializado abrangendo processos de 
adequação de perfis metálicos, formas de conexão entre elementos 
estruturais, fechamentos e acabamentos utilizados, além de conhecer 
os tipos de aço, perfis, compatibilidade com outros materiais, precisão 
construtiva, transporte, montagem, conexão entre os elementos 
estruturais.
O Projeto de arquitetura e projetos complementares como o civil, o 
elétrico, o hidráulico, ar condicionado, instalações especiais, devem ser 
desenvolvidos de forma integrada, pois a estrutura metálica é um 
sistema industrializado e qualquer falha neste processo, pode 
comprometer a obra.
A utilização de um sistema modular em uma edificação parte do 
princípio que o projeto de arquitetura é a base que possibilita através 
da racionalização, maior economia nos custos e melhor qualidade no 
produto final, ou seja, a obra pronta.
A modulação arquitetônica é ferramenta útil para evitarem-se 
interferências e permitir maior integração com os demais componentes 
da construção, porém a modulação nem sempre é possível em todas as 
peças que compõem uma edificação.
Assim, de acordo com Oliveira (2004, p. 20) “[...] a opção por um 
sistema modulado em estruturas metálicas visa às vantagens expostas 
deste tipo específico de construção. Em certas regiões brasileiras já são 
produzidas peças de fechamento compatível com o sistema modular da 
estrutura metálica.”
A solução integrada (projeto arquitetônico, civil, complementares), a 
visão do todo arquitetônico e dos detalhes, racionaliza o processo do 
projeto e construção e simplifica os processos de fabricação-montagem 
e acabamento, torna os custos compatíveis com soluções propostas e 
contribui para atingir objetivos propostos para a utilização do aço na 
construção.
Os Perfis
O conhecimento dos perfis estruturais oferecidos no mercado, suas 
características e dimensões são fundamentais para que se possibilitem 
inúmeras alternativas para a execução de uma estrutura buscando a 
racionalização da construção.
 
O conhecimento dos materiais pelos arquitetos, já na fase de projeto e 
o trabalho conjunto com a engenharia, determinando os formatos e as 
dimensões dos perfis adequados à forma arquitetônica, geram ao 
projeto a garantia da sua estabilidade estrutural, funcional e 
arquitetônica.
Os perfis estruturais de aço mais utilizados na construção civil são os 
perfis laminados, sendo estes de abas inclinadas ou de abas paralelas. 
Também são utilizados perfis soldados, eletro-soldados, conformados a 
frio e tubulares com e sem costura.
 Os tipos de Ligações
Conforme o Instituto Brasileiro de Siderurgia (IBS), “o termo ligação é 
aplicado a todos os detalhes construtivos que promovam união de 
partes da estrutura entre si ou sua união com elementos externos a ela, 
como, por exemplo, as fundações. As ligações ocorrem por meio de 
solda ou parafuso”. As figuras abaixo demonstram alguns tipos de 
ligações: ligação de alma com mesa em perfil I soldado (a), ligação de 
coluna com viga de pórtico (b), placa de base (c), emenda de viga 
(figura d), ligação flexível de viga I com coluna (e), ligação de peça 
tracionada (f), emenda de coluna (g).
As Formas Estruturais
• Os principais componentes estruturais dos edifícios são os pilares, 
vigas, contraventamentos, lajes e painéis. São dimensionados pelas 
solicitações das cargas verticais (peso próprio, cargas de utilização, 
etc.) e pelas solicitações de cargas impostas pelo vento, que tem 
grande influência no dimensionamento de edifícios em estrutura 
metálica.
Os sistemas estruturais de edifícios de andares múltiplos são variações 
de combinações entre pilares, vigas, contraventos, lajes e painéis, com 
configurações em função principalmente da resistência aos esforços 
horizontais, destacando-se os sistemas com pórticos rígidos, 
contraventados, com paredes de cisalhamento, com núcleo de 
concreto, tubulares e steel framing.
As estruturas com pórticos rígidos as ligações entre vigas e colunas de 
alguns pórticos previamente definidos são feitas através de ligações 
rígidas, formando um conjunto de pórticos rígidos. São utilizadas 
quando existe a necessidade de manter os vãos livres entre os pilares 
da edificação, mas tem a desvantagem de tornar o sistema menos 
econômico, pois gera ligações mais complexas, que exigem maior 
quantidade de material e tempo de fabricação.
Nas estruturas contraventadas as ligações entre pilares e vigas são 
flexíveis, e o travamento entre os pórticos é feito através do uso de 
contraventos, geralmente na forma de “X” ou “K”.  A principal 
desvantagem deste sistema é a interferência dos contraventos nos vãos 
entre pilares, necessitando adequar os vãos das aberturas e os vãos 
internos de circulação, mas a projeto arquitetônico pode tirar partido 
destes elementos na estética do edifício.
O sistema estrutural com núcleo de concreto é muito utilizado em 
edifícios que necessitem de escadas e/ou elevadores protegidos contra 
incêndio, por normas de segurança. Este núcleo de concreto aumenta a 
rigidez do edifício e auxilia na estabilidade das ações de cargas 
horizontais (exemplo ação do vento).
Outra utilização de sistema com núcleo de concreto é com pisos 
suspensos no qual utiliza tirantes tracionados para suportar as cargas 
dos pisos.
A estrutura com paredes de cisalhamento utiliza parcialmente ou 
totalmente vãos da estrutura com paredes em concreto armado ou 
alvenaria estrutural para resistir aos esforços horizontais.Devido à 
aplicação das paredes de cisalhamento alguns vãos para aberturas não 
podem ser utilizados.
A estrutura em o Steel Framing é normalmente usada em residências, 
mas também pode ser utilizado para edificações de até 4 pavimentos. 
De acordo com Dias (2004, p. 44) o sistema Steel Framing é formado 
por um conjunto rígido de painéis estruturados, estes por sua vez 
formados por uma malha de perfis galvanizados leves (de pequena 
espessura), trabalhando em conjunto com outros subsistemas 
industrializados, como por exemplo, placas de gesso acartonado, placas 
cimentícias, painéis OSB, entre outros. Por ser um sistema 
industrializado, possibilita uma execução rápida, mas necessita de mão-
de-obra qualificada e especializada.
A estrutura tubular “é o resultado da recente evolução estrutural dos 
edifícios de grande altura.” (IBS/CBCA, 2004, p. 17).
Obras com sistemas tubulares são muito utilizadas nos novos estádios 
esportivos, shoppings e aeroportos, por suas características estruturais 
que permitem suportar os carregamentos para grandes vãos, e também 
podem ser vistas, por exemplo, em estruturas de montanhas russas e 
rodas gigantes de parques de diversão, o que prova sua funcionalidade 
estrutural.
Pré-Dimensionamento
Embora muitos arquitetos não pensem na estrutura ou no sistema 
estrutural, de seu projeto, ao desenvolver as primeiras formas 
geométricas a estrutura já está sendo elaborada e estas primeiras 
idéias irão resultar de uma estrutura que será posteriormente calculada 
pelo Engenheiro Estrutural (REBELLO, 2003). Desta forma o arquiteto 
deve fazer um pré-lançamento da estrutura e chegar a um pré-
dimensionamento.
Margarido, 2007, demonstra como pré-dimensionar vigas e pilar em 
estrutura metálica de uma forma simples e objetiva:
Para o aço pode-se adotar a altura da viga como 1/15 a 1/25 da 
distância entre pontos de momento nulo.
As vigas podem ser utilizadas com alturas de 1/20 do vão, quando a 
carga é pequena e predomina o peso próprio.
Pré- dimensionamento de vigas
Com relação aos pilares Margarido, 2007 descreve que no caso do aço, 
a área é definida pela carga dividida por uma tensão em torno de 120 
MPa e a estimativa desta carga é feita multiplicando a área de 
influência de cada pilar por um valor entre 8 a 10KN/m e multiplicando 
pela quantidade de pavimentos. Geralmente em escritórios, com 
poucas paredes, utiliza­-se 8 KN/m, já em edifícios residenciais, onde 
existe mais paredes, utiliza-se 10 KN/m.
O dimensionamento de um pilar, relação entre largura e altura de um 
perfil CS (Coluna Soldada) e CVS (Coluna Viga Soldada) e VS (Viga 
Soldada) segundo Margarido, 2002:
Espessura das chapas para es­trutura de aço podem ser consideradas 
entre 9mm (3/8 polegadas) a 25mm (1 polegada).
Interfaces
Um dos grandes desafios ao optar pela estrutura metálica são as 
interfaces entre o sistema estrutural e os sistemas de vedação externos 
e internos, o projetista deve ter conhecimento sobre os detalhes entre 
as uniões destes fechamentos com a estrutura metálica para garantir a 
qualidade da obra e evitar erros entre as interfaces e medidas paliativas 
na fase de execução da obra.
As alternativas para fechamentos verticais vão desde as alvenarias 
(blocos cerâmicos, blocos de concreto ou de concreto celular, tijolos de 
barro) e painéis (concreto celular, concreto colorido, solo-cimento), 
aço, gesso acartonado e pele de vidro.
É importante lembrar que a estrutura metálica é um processo 
industrializado, onde um dos grandes motivos da escolha por esse 
sistema é a rapidez de execução da obra e uma obra limpa, levando 
estes aspectos em consideração deve-se pensar em um sistema de 
vedação também industrializado, para não perder estas vantagens, no 
caso de uma vedação em alvenaria convencional.
Os painéis pré-fabricados possuem diversas dimensões, pesos e 
diferentes tipos de materiais, podem ser fixados externamente. Caso 
sejam fixados em pilares reduzem o peso das vigas externas. Os 
mesmos podem substituir os contraventamentos metálicos externos, se 
devidamente projetados. Os painéis podem ser colocados de forma em 
que a estrutura fique aparente ou oculta.
Figura 19: 
Painéis pré-
fabricados 
estrutura não 
aparente.
Um dos sistemas industrializados para a vedação interna é o O “Dry 
Wall”, no qual são utilizadas placas de gesso acartonado revestida em 
ambas as faces por uma folha de papel acartonado. O papel cartão 
aderido na placa além de conferir um bom acabamento, auxilia na 
baixa resistência a tração do gesso. A fixação das placas é feita através 
de uma estrutura de perfis “U” de chapa galvanizada, fixados por 
parafusos auto-brocantes. O espaço entre as duas placas fixadas no 
perfil, podem servir para distribuir as instalações, bem como utilizar 
para colocação de isolantes térmicos e acústicos.
Em áreas molhadas, devem-se utilizar placas especiais com resistência 
à umidade ou placas à base de cimento e fibras, denominadas 
“cimentícias” (COELHO, 2003).
Figura 21: 
Detalhe de 
divisória de 
gesso 
acartonado.
Figura 22: Gesso acartonado.
	Slide 1
	 Introdução
	 Os Condicionantes
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Os Perfis
	Slide 9
	Slide 10
	 Os tipos de Ligações
	Slide 12
	Slide 13
	As Formas Estruturais
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
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	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Pré-Dimensionamento
	Slide 29
	Pré- dimensionamento de vigas
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Interfaces
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43