MateriaisNaturaisEArtificiais II (UNIP) EAD

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Unidade II
Unidade II
5 MATERIAIS METÁLICOS
5.1 Vergalhões metálicos para estrutura de concreto
A base estrutural que compõe o concreto armado são os vergalhões. O concreto mais a armadura 
metálica compõem o concreto armado. Os vergalhões podem ser lisos ou retorcidos. Os retorcidos mais 
utilizados no concreto armado, nas armaduras principais do concreto armado, recebem um helicoide 
saliente, ou em baixo relevo, para que haja melhor ancoragem do concreto na armadura.
A especificação desse material é dada em milímetros, ou seja, começa com 2 mm, 4 mm, 6 mm, 
8 mm e assim por diante, na espessura do fuste. São as que compõem as armaduras principais e as 
armaduras auxiliares ou estribos.
Como pode ser visto na imagem abaixo, há uma composição de armaduras empilhadas nas quais 
as armaduras longitudinais são as principais e as que aparecem de tempo em tempo, que servem para 
consolidar as armaduras principais, são os estribos, que colaboram de forma significativa no trabalho à 
tração nas estruturas de concreto armado.
Figura 1
A imagem abaixo é um desenho típico de uma armadura destinada a blocos de coroamento de 
fundações. Os blocos de coroamento de fundações servem para coroar a estaca. Sob ele, enterrada 
em profundidade, está a estaca. Na cabeça da estaca situa-se o bloco de coroamento, que serve para 
proteger a estaca de movimentos para que não haja ruptura da cabeça da estaca. Nesses blocos de 
coroamento interligam-se também, no caso de fundações indiretas, evidentemente, os baldrames e 
demais travamentos. 
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Materiais Naturais e artificiais
Figura 2
A figura a seguir apresenta uma armadura bem simples, a mais comum que existe, destinada a um 
pilar ou a uma viga, na qual se tem 4 ferros destinados à armadura principal no sentido longitudinal e 
de tempos em tempos os estribos que normalmente se trabalham entre 15, 20 ou 25 cm de um para o 
outro. São armaduras simples. As armaduras devem ser desenhadas conforme o desenho – os estribos 
passam a se posicionar com relação à resistência aos carregamentos que são submetidos na estrutura.
 
Figura 3
5.2 Perfis metálicos estruturais
Outros tipos de perfis metálicos são os utilizados somente como elemento estrutural de uma 
construção. Os perfis podem ser de alma cheia, os mais comuns, e tubulares. Os perfis de alma cheia 
podem ser laminados, ou seja, os perfis que são produzidos na indústria, que são colocados em uma 
laminação na siderúrgica. Esses perfis laminados têm várias dimensões, mas há uma limitação em 
relação à dimensão. Podem apresentar-se em forma de I, de H ou U. Também temos os perfis soldados, 
ou seja, são aqueles que apresentam na nossa indústria as mesmas formas, I, H e U, mas são soldados. 
São feitos a partir de placas metálicas com várias espessuras já produzidas pela indústria siderúrgica 
de aço e são cortados na dimensão e na forma desejada e, por fim, soldados. Esses perfis são formados 
por três elementos. Para formar um I, ou H ou U, é preciso um elemento vertical, portanto chamado 
de alma cheia, que é a alma, e dois elementos horizontais, um inferior e um superior, que formam o H 
ou I. Esses dois elementos são chamados de base inferior e superior ou, utilizando uma nomenclatura 
mais técnica, banzos inferiores ou superiores, como utilizamos nas treliças ou nas tesouras. Também no 
perfil podemos falar em base ou banzo. No caso dos perfis soldados, se precisamos de uma forma ou 
dimensão que não é fabricada na modulação dos laminados, temos como fazer o pedido à indústria e 
será produzido o perfil na dimensão exata necessária à estrutura.
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Unidade II
Existem também os perfis Vierandel, normalmente em forma I ou H, cujas imagens abaixo mostram 
os perfis perfurados. São perfis em que a alma é perfurada. A base de um perfil nunca pode ser perfurada, 
a alma sim. Quando perfuramos a alma, isto é, quando retiramos aço da alma de um perfil, estamos 
retirando peso da estrutura. 
 
Figura 4
É um quebra-cabeça conseguir produzir diminuição de peso por meio de perfurações na alma do 
perfil, de modo a diminuir o peso próprio do perfil e fazer com que o este vença vãos maiores. Às 
vezes temos necessidade de vencer vãos muito grandes e, com um perfil muito pesado, é preciso fazer 
cálculos matemáticos ou aumenta-se a altura do perfil para conseguir vencer o vão, mas aumentamos 
também o peso próprio e o perfil deixa de vencer o vão em função desse peso próprio. Pode-se furar a 
alma do perfil e estrategicamente produzir um perfil mais leve para vencer vãos maiores. É claro que há 
um dimensionamento a ser calculado para que isso ocorra. Para esses vãos normalmente são utilizados 
os mais comuns –em forma circular ou em forma hexagonal. A forma hexagonal produz um conjunto 
muito bom de módulo de resistência para perfuração de almas e outros exemplos que são utilizados 
com diversas formas. 
A figura abaixo mostra um exemplo de um perfil laminado com pilar em forma de H, um perfil em 
forma de I e tesouras que se acoplam a eles por solda e parafusamento. Os perfis podem se acoplar um 
ao outro por solda, que é a melhor opção, por parafusamento ou pelos dois. Utiliza-se o parafusamento 
da viga no pilar por meio da produção de chapuz, ou insert, e depois de montado, este é soldado e 
ajustam-se os parafusos e porcas.
Figura 5
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Já no exemplo a seguir – uma passarela –, temos um perfil soldado, no qual a base é mais grossa 
e na parte superior, coberta com vidro, no centro, o perfil torna-se bastante leve. Isso só é possível na 
nossa indústria com perfis soldados, ou seja, o perfil é produzido na indústria com planejamento, projeto 
e desenho.
Figura 6
A seguir, um exemplo de como fixar pilares em fundações, o que permite a concretagem de 
ancoragens juntamente com a fundação.
Figura 7
Outra opção, mais utilizada, é a de se produzir inserts, chapas metálicas, que na concretagem do 
bloco de fundação ancoram-se e concretam-se conjuntamente. Posteriormente, solda-se o pilar a essa 
base (ver a figura que segue). 
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Figura 8
Utiliza-se da mesma forma, quando se tem o pilar de concreto e a viga metálica. Produz-se o insert 
– chapa metálica com ancoragem – que se concreta com o pilar. Posteriormente, solda-se a viga nesse 
insert.
Pode-se produzir o chapuz, como na figura abaixo (em vermelho), em que se utiliza o processo de 
parafusamento dos perfis, normalmente mais leves.
Figura 9
Os perfis tubulares se apresentam da mesma forma, laminados – produzidos na sua forma final ou 
dobrados, que podem ser soldados. São muito utilizados nas treliças espaciais, como na imagem abaixo, 
em estações de metrô ou em pavilhões de exposições (Anhembi). Toda cobertura se faz sobre treliças 
espaciais metálicas feitas com perfis tubulares.
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Materiais Naturais e artificiais
Figura 10 - Treliça metálica espacial
Apresentam-se, a seguir,algumas obras que se utilizam de perfis tubulares, como as do arquiteto 
Santiago Calatrava.
Figura 11 - Arquiteto Santiago Calatrava
Outros projetos, como os dos arquitetos Richard Rogers e Norman Foster, na Inglaterra, utilizam-se 
de estrutura mista com estrutura metálica de alma cheia e perfis tubulares.
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Unidade II
Figura 12 - Arquiteto Richard Rogers
Figura 13 - Arquiteto Norman Foster
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Materiais Naturais e artificiais
Apresentamos também o projeto do arquiteto Renzo Piano, com perfis de alma cheia, e outra obra 
de Norman Foster, com perfis soldados de alma cheia.
Figura 14 - Arquiteto Renzo Piano
Figura 15 - Arquiteto Norman Foster
6 MADEIRAS
6.1 Madeiras para estrutura
A madeira é um material renovável e muito bom no que diz respeito aos momentos de flexibilidade 
e módulo de resistência. Trabalhando-se o projeto corretamente, podem ser construídas obras de 
excelência utilizando-se a madeira. Para madeiras destinadas às estruturas, deve-se ter o cuidado 
na escolha do material. São três os elementos principais: módulo de resistência, que está ligado ao 
dimensionamento da fibra da madeira – como se compõe a fibra da madeira. Madeiras com fibras longas 
e justas se apresentam de maneira melhor ao módulo de resistência e flexibilidade. Madeiras nas quais 
as fibras são curtas e separadas umas das outras normalmente apresentam menor módulo de resistência 
e flexibilidade. Assim, mede-se primeiramente o módulo de resistência, a flexibilidade. Quanto mais 
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flexível o material, mais ele se aproxima do aço na construção, nas estruturas metálicas. Quanto melhor 
a flexibilidade, melhor é o desempenho do material aos vãos, à resistência – principalmente na parte 
horizontal das estruturas. Também em relação ao módulo de durabilidade, a madeira precisa apresentar 
uma durabilidade para que seja viável a sua utilização na construção.
Madeiras que se encontram hoje no Brasil, comercializadas e utilizadas:
Madeiras naturais certificadas
São aquelas retiradas do local onde foram plantadas ou por programas de reflorestamento em 
fazendas ou por programas de reflorestamento nas próprias florestas. Na floresta amazônica, no Estado 
do Pará, há um programa muito bem feito entre algumas ONGs e a Universidade Federal do Pará. As 
madeiras são retiradas das florestas, começando por aquelas que não produzem mais sementes, que 
produzem somente sombra, e que no chão à sua volta não nascem mais outras mudas de sementes de 
outras árvores que estão ao seu redor porque o sombreamento não permite. Há um conjunto de fatores 
para os quais os especialistas entram na floresta marcando as árvores que devem ser retiradas, sem 
comprometimento da floresta. Tal ciclo demora 50 anos. É a chamada madeira certificada ou madeira 
legal. As mais comuns são a maçaranduba, de excelente resistência, assim como o jatobá e o ipê. A 
maçaranduba e o jatobá são muito utilizados em estruturas de coberturas ou estruturas propriamente 
ditas, e o ipê em acabamentos, assoalhos e painéis.
Madeiras tratadas em autoclave
Eucalipto e pinus são as únicas madeiras tratadas em autoclave hoje no Brasil. O eucalipto é uma 
madeira muito resistente, mas tem um módulo de durabilidade relativamente pequeno quando exposto 
ao tempo em função de uma resina produzida no seu interior que colabora com o apodrecimento 
rápido da madeira. Há uma melhor forma de se colher o eucalipto, na lua minguante, quando ele tem 
menos produção de resina no seu interior. Porém, é uma madeira de fibra longa – grande módulo de 
flexibilidade e distante – e de baixa durabilidade. O tratamento em autoclave aumenta sua durabilidade.
O pinus é uma madeira mole, muito porosa, pouco resistente, módulo de resistência baixo, baixa 
durabilidade, porém, por ser muito poroso, recebe muito bem os tratamentos que são destinados à 
madeira. 
Esses tratamentos, por penetrarem muito bem devido à sua porosidade, acabam tendo uma alta 
durabilidade. O módulo de resistência é pequeno, não sendo indicado para grandes carregamentos. Por 
exemplo, um deck feito com eucalipto certificado é vendido por empresas com certificados de garantia 
de 25 anos.
Madeiras resinadas
Tecnologia relativamente recente, uma mistura de pó de madeira com resina levada a um alto forno. 
No Brasil já são produzidos painéis e pisos, mas não são utilizados ainda estruturalmente e há poucas e 
recentes experiências em outros países.
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Madeiras Laminadas Coladas (MLC)
São utilizados eucaliptos e pinus: lamina-se a madeira em fatias de 2 cm pela espessura desejada 
e depois estas são coladas. Já há duas grandes empresas em São Paulo que produzem essa madeira 
e até exportam madeiras próprias para estrutura. São coladas com polipropileno – cola de altíssima 
resistência que possibilita a execução de vigas de até 1,80 m de altura com 15 a 16 cm de largura. Cola-
se lâmina sobre lâmina obtendo-se pilares, vigas de vários formatos.
É uma tecnologia produzida no mundo há muito tempo e mais recentemente no Brasil, de 7 a 8 
anos, em grande escala. Na Europa essa tecnologia já tem 20 anos.
Temos a seguir um exemplo – projeto do arquiteto Marcos Acayaba, construção do engenheiro Hélio 
Olga, uma obra muito bonita em São Paulo. Construída em madeira jatobá com seção de 18 x 18 cm, 20 
x 20 cm, grandes balanços, conforme imagem a seguir. O primeiro balanço tem 3 m e o segundo 6 m, 
sobre outro balanço de 3 m. É uma moradia em forma de “T” com todos esses balanços. A obra já tem 
entre 15 e 20 anos e está em perfeito estado.
Figura 16
Deve-se ter cuidado com a madeira. Por exemplo, os pilares de madeira estão sobre pilares de 
concreto. Poderiam estar sobre blocos de coroamento de concreto ou tubulões de concreto. O que não se 
pode ter é o contato do pilar de madeira com o solo. Onde há esse contato há uma maior probabilidade 
de apodrecimento da madeira. O que se deve evitar também é o envernizamento da madeira exposta 
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ao tempo, com o uso de resinas poliméricas sobre a madeira, pois estas fecham os poros de respiro, não 
sendo nada satisfatório para a madeira. Utilizar produto próprio que, quando aplicado sobre a madeira, 
por ser muito volátil, é absorvido e cria uma película interna, deixando a madeira respirar a partir de sua 
película externa.
Temos a seguir o exemplo de uma obra de 22 anos, com madeira exposta – brises, pilares e vedações. 
A obra é totalmente em madeira jatobá tratada, com manutenção a cada 3 anos aplicando-se uma 
camada de produto próprio.
Figura 17
Em seguida, um exemplo de construção em madeira tratada em autoclave.
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Figura 18
A autoclave, como se observa na imagem a seguir, retira todo o ar de dentro do tubo, retirando 
também todo o ar que existe nas moléculas que formam as células da madeira. Portanto, as moléculas 
da madeira ficam semar, aplicando-se em alta pressão atmosférica um líquido preparado, imunizante, 
contra cupins e também impermeabilizante, contra a hidratação da madeira. Com isso, um pinus de 
baixa durabilidade passa a durar 25 a 30 anos.
 
Figura 19
A obra anterior é em eucalipto autoclavado, feita há pouco mais de 20 anos. No eucalipto, por ter 
um cerne muito rígido, o tratamento é feito com muita dificuldade, ficando somente na superfície. 
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Logo, quando serrado, percebe-se que o tratamento não chegou ao seu cerne. Já o pinus recebe melhor 
esse tratamento. 
Dessa forma, é melhor trabalhar com o eucalipto na sua forma natural, em fuste, como mostrado nas 
figuras a seguir: obras com pouco mais de 20 anos, em eucalipto autoclavado, estão em perfeito estado.
 
Figura 20
A seguir, uma obra do arquiteto João Vilanova Artigas e seu filho, mais antiga que a anterior. Observa-
se que o pilar de madeira não toca o solo, há grandes balanços e uma forma para se trabalhar o projeto 
para que ele se consolide, se torne isostático.
 
Figura 21
Outro exemplo, agora com a madeira laminada colada, em que a imagem inferior mostra uma viga 
já colada e a imagem acima, uma estrutura muito bonita, em curva. É possível produzir formas curvas 
com a madeira laminada colada.
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Figura 22
Para finalizar, na imagem abaixo, um auditório dentro de um haras, todo em balanço, exposto ao 
tempo (ainda em construção).
 
Figura 23
Informações:
www.sepi.unip.br ou 0800 010 9000