todas as partes aço

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FACULDADES ESTACIO DE SÁ 
Curso de Engenharia Civil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Disciplina: CCE0182 - ESTRUTURAS DE AÇO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2018-1
CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 2 
 
UNIDADE 1: INTRODUÇÃO 
 
1.1 ESTRUTURAS DE AÇO 
1.1.1 Histórico das Estruturas de Aço 
A construção em aço surgiu inicialmente na Inglaterra – há cerca de 200 anos – e desde 
então vem aprimorando sua tecnologia e contribuindo para o desenvolvimento do setor em todo 
o mundo. No Brasil, a história é mais recente. Foi no final do século XIX e início do século XX 
que o aço começou a ser utilizado, mas ainda na forma de estruturas pré-fabricadas importadas 
para atender à demanda crescente por pontes e edifícios. Apenas a partir do início de operação 
da Companhia Siderúrgica Nacional, CSN, a primeira siderúrgica integrada instalada no país, em 
1946, é que o aço importado passou a ser substituído pelo produto de fabricação nacional. 
A princípio, contudo, o aço produzido no Brasil tinha como destino prioritário o setor 
industrial, que crescia com vigor impulsionado pela ênfase na política de substituição de 
importações e pelo crescimento do setor automotivo. Assim, desde o início do século passado, 
a construção civil no Brasil se desenvolveu privilegiando o concreto e a alvenaria, tendo como 
característica o uso intensivo de mão de obra, principalmente a de baixa qualificação. Mesmo 
recentemente, como no período entre 1980 e 2004, este conservadorismo se manteve e foi 
reforçado, provavelmente devido às baixas taxas de crescimento do setor da construção, que 
atingiram média de apenas 0,5% anual no período. 
De lá para cá muita coisa mudou nesse cenário. A partir de 2003 a construção encontrou 
um novo ritmo de crescimento. A expansão também trouxe grandes alterações qualitativas e um 
crescente amadurecimento do mercado, que passou a exigir obras cada vez mais rápidas e com 
maior qualidade. A elevação do custo da mão de obra tornou indispensáveis a racionalização de 
processos e a busca por maior produtividade e com melhor qualificação dos trabalhadores. O 
bom desempenho das edificações tornou-se um requisito obrigatório, incorporando também a 
preocupação com a sustentabilidade dos materiais e da obra como um todo, o que é uma 
exigência cada vez mais importante para os clientes e para a sociedade. Essas demandas 
encontraram a resposta adequada nos sistemas construtivos industrializados, entre os quais se 
destacam os sistemas construtivos em aço. 
É neste contexto, de mudanças e oportunidades, que surgiu uma iniciativa que trouxe 
contribuição essencial para que o setor da construção metálica pudesse realizar os avanços que 
se verificariam a seguir. Foi criado, em 2002, o Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA) 
com a missão de atuar junto a cada elo da cadeia produtiva – empreendedores e construtoras, 
arquitetos, engenheiros estruturais e fabricantes de estruturas e componentes – para difundir a 
construção metálica e apoiar o desenvolvimento desse mercado. O trabalho efetuado permitiu a 
análise correta das potencialidades das estruturas em aço, assim como dos sistemas mistos e 
híbridos, sem a influência de paradigmas e preconceitos. 
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a) Produção do Ferro 
• 1720 – Obtenção de ferro por fundição com coque e início da produção de ferro de primeira 
fusão em grandes massas. 
• 1784 – Aperfeiçoamento dos fornos para converter ferro de primeira fusão em ferro forjável. 
• 1864 – Introdução do forno Siemens-Martin para produção de aço. 
b) Conformação do ferro - 
• Meados do Séc.XVIII – Laminação de chapas de ferro. 
• 1830 – Laminação dos primeiros trilhos de trem. 
• 1854 – Laminação dos primeiros perfis I sendo feita a primeira normalização de um material 
utilizado na construção civil. 
c) Utilização do ferro 
• 1779 – Primeira obra importante de ferro, ponte sobre o Severn em Coalbrookdale, na 
Inglaterra, projetada por Abraham Darby com vão de 30m. 
 
Fig. 01 - Ponte Severn Coalbrookdale – Inglaterra. 
• Começo do Séc. XIX – Utilização de cabos em pontes. 
• 1801 – Primeiro edifício industrial em ferro em Manchester. 
 
Fig. 02 - Edifício industrial em ferro Manchester – Inglaterra. 
• 1850 – Alcançou-se 300m de vão com ponte a cabo. 
• 1851 – Início da utilização do ferro em grandes coberturas (naves). 
 
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• 1852 – Estações ferroviárias de Paddington (Londres). 
 
Fig. 03 - Estação Ferroviária de Paddington (Londres) – Inglaterra. 
• 1853 – Mercado Central do Halles (Paris). 
 
Fig. 04 - Mercado Central do Halles (Paris) – França. 
• 1862 – Estações ferroviárias do Norte (Paris). 
 
Fig. 05 – Estação Ferroviária (Paris Austerlitz) – França. 
• 1866 – Construção de uma cobertura em Londres com 78m de vão. 
 
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• 1868 a 1874 – Ponte em aço sobre o Rio Mississipi em St. Louis, projetada por Eads, com 3 
arcos treliçados, tendo o maior deles 159m de vão. 
 
Fig. 06 – Ponte sobre o Rio Mississipe – St. Louis. 
• 1875 – Palácio de Cristal (Petrópolis). 
 
Fig. 07 – Palácio de Cristal – Petrópolis. 
• 1879 – Edifício Leiter I, construído pela “Escola de Chicago”. 
• 1883 – Ponte de Brooklyn (New York), pensil com 487m de vão. 
 
Fig. 08 – Ponte de Brooklyn – New York. 
 
 
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• 1890 – Ponte sobre o “Firth of Forth” (Escócia) em balanço duplo treliçado, com vão central 
de 521m. 
 
Fig. 09 – Ponte “Firth of Forth Bridge” – Escócia. 
• 1894 – Edifício Reliance construído pela “Escola de Chicago”. 
• 1901 – Estação da Luz (São Paulo); Mercado do Ver-0-Peso (Belém); Estação Ferroviária 
de Bananal (Bananal). 
 
Fig. 10 – Estação da Luz – São Paulo. 
 
Fig. 11 – Mercado Ver-O-Peso – Belem. 
 
 
 
 
 
 
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Fig. 12 – Estação Ferroviária de Bananal. 
• 1910 – Teatro José de Alencar (Fortaleza). 
 
Fig. 13 – Teatro José de Alencar - Fortaleza. 
• 1910 a 1913 – Viaduto Santa Efigênia construído com estrutura belga, com 225m de 
comprimento vencidos por três arcos. 
 
Fig. 14 – Viaduto Santa Efigênia – Saõ Paulo. 
• Na década de 30 – Edifício Chrysler e o Empire State (110 andares) ambos em Nova York. 
 
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d) A Escola de Chicago 
Chicago, depois da quase completa destruição pelo incêndio de 1871, teve um período 
de auge na construção, principalmente com a chegada das estradas de ferro, que transformaram 
a cidade num dos maiores mercados do mundo para o trigo, alimentação, máquinas e 
ferramentas. 
Para suprir tão grande e rápido crescimento da cidade, a única maneira de satisfazer as 
exigências do mercado era a verticalização com estrutura metálica, tanto pela a resistência ao 
fogo, como pela maior resistência estrutural e pelo maior aproveitamento dos espaços com 
grandes vãos. 
Em 1895 o novo método já era corrente em todos os Estados Unidos, a exemplo de 
Chicago, o que foi ainda mais facilitado com a invenção do elevador por E.G. Otis. 
e) A Escola Européia: França, Bélgica e Suíça 
A França sempre esteve junto com a Inglaterranos avanços do uso do ferro e do aço, 
principalmente no aspecto relativo a pontes onde se destacou Gustave Eiffel. Depois de uma 
série de exposições universais de tecnologia em Paris, o ferro passou a ter um papel muito 
importante. A Torre Eiffel, que foi um símbolo criado para a exposição de 1889, apesar da grande 
polêmica que causou, abriu caminho para outras obras, inclusive algumas grandes e discutíveis 
como um arco tri-articulado de 110m de vão na Galeria das Máquinas em Paris. 
Com a Primeira Grande Guerra a Europa mergulhou num mar de retrocessos e 
conservadorismos, dificultando o uso do aço e facilitando o desenvolvimento dos conceitos de 
uso de concreto armado, sendo Perret e Garnier dois de seus precursores. Mesmo com este 
retrocesso, ainda foi possível, graças a Le Corbusier, manter a estrutura metálica viva e 
competitiva na Europa. 
f) A Indústria Siderúrgica no Brasil 
Somente após a 2a Guerra Mundial com a construção da Usina de Volta Redonda no Rio 
de Janeiro, a Indústria Siderúrgica implantou-se de fato no Brasil. 
Datam das décadas de 50/60 alguns bons exemplos de obras em estrutura de aço no 
Brasil, tais como o Edifício Avenida Central no Rio de Janeiro, com 34 andares e o Viaduto 
Rodoviário sobre a BR-116, em Volta Redonda. 
Obras atuais construídas no Estado de São Paulo, que merecem destaque são a Estação 
do Largo 13 de Maio, da FEPASA, as pontes vicinais construídas pelo Governo Estadual, as 
construções padronizadas de interesse social (creches, por uso comercial ou habitacional), 
construídos não só na Capital, como também no interior, além, é claro, de inúmeras obras 
industriais. 
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Como se pode notar pelas datas acima, o emprego do ferro a princípio estava restrito a 
pontes, porém, mais tarde, com o advento da revolução industrial, começou-se a generalizar o 
uso do aço, exceto para residências. 
A utilização do ferro foi um fator importante no distanciamento entre os engenheiros e os 
arquitetos da época, pois a construção com arquitetura classicista era muito conservadora em 
relação à explosão da revolução industrial. 
A comparação das palavras Hábito e Habitação é uma boa ilustração do conservadorismo 
que sempre reinou na construção. 
Uma das maiores ajudas que o ferro recebeu no final do Séc. XIX para se estabelecer, 
inclusive em residências, foi o encarecimento da matéria prima e da mão-de-obra para estruturas 
de madeira e o estabelecimento de normas contra incêndios mais rígidas, sem falar na 
possibilidade de melhor aproveitamento dos espaços com maiores vãos. 
1.2 Processo de Fabricação do Aço. 
O aço pode ser definido, de maneira sucinta, como uma liga metálica composta de ferro 
com pequenas quantidades de carbono, o que lhe confere propriedades específicas, sobretudo 
de resistência e ductilidade, adequadas ao uso na construção civil. 
As principais matérias-primas envolvidas na fabricação do aço são o minério de ferro 
(principalmente a hematita) e o carvão mineral, que não são encontrados puros; são 
acompanhados de elementos indesejáveis ao processo. O preparo prévio das matérias primas 
tem por objetivo aumentar a eficiência do altos-fornos e aciaria, bem como reduzir o consumo de 
energia. 
A obtenção do aço na forma de chapas, perfis ou bobinas (chapas finas enroladas em 
torno de um eixo), a partir do minério de ferro e carvão, decorre de uma série de operações de 
transformação metalúrgica e conformação mecânica realizadas nas siderúrgicas (Figura 16). Em 
linhas gerais, a fabricação do aço compreende o aproveitamento do ferro, pela eliminação 
progressiva das impurezas contidas no minério de ferro. Na forma líquida, isento de grande parte 
das impurezas do minério, o aço recebe adições que lhe conferem as características desejadas, 
sendo então solidificado e trabalhado para a forma requerida. 
Pode-se resumir o processo de fabricação do aço em quatro grandes etapas: 
1. Preparo das matérias-primas: na coqueria o minério de carvão é transformado em coque 
siderúrgico e na sinterização os finos de minério de ferro são aglutinados a fim de conferir-
lhes granulometria adequada ao processo siderúrgico. 
2. Produção de gusa: coque, sinter e escorificantes são colocados na extremidade superior do 
Alto-forno; uma injeção de ar causa uma reação exotérmica que funde os materiais tendo 
como produto final principal “o gusa” líquido (material metálico ainda rico em carbono) e como 
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produto secundário escória de alto-forno, que pode ser aproveitada na fabricação de cimento 
(Figuras 17 e 18). 
3. Produção de aço: na aciaria, a retirada de carbono do gusa, por meio de injeção de oxigênio 
puro, o transforma em aço líquido (Figura 19) que, em seguida “escorrega” através da máquina 
do Lingotamento Continuo (Figura 20) onde é resfriado e transformado em placas ou tarugos. 
4. Conformação mecânica: as placas ou tarugos, por meio de compressão entre cilindros 
metálicos na Laminação, são transformados em chapas (Figura 21) ou perfis laminados, 
respectivamente. 
 
Fig. 16 – Fluxo de processo siderúrgico. 
 
 
Fig. 17 – Produção de gusa no alto-forno. 
 
Fig. 18 – Vista interior de um alto-forno. 
 
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Fig. 19 – Panela de gusa sendo conduzida, no interior 
da aciaria, para o conversor onde será 
transformada em aço. 
 
Fig. 20 – Esquema de uma máquina de lingotamento 
contínuo. 
\ 
 
 
Fig. 21 – Esquema de uma máquina de lingotamento contínuo. 
As chapas fabricadas pelas siderúrgicas são adquiridas por fabricantes de estruturas de 
aço que, por meio de corte e soldagem ou dobramento, as transformam em perfis soldados ou 
formados a frio. 
1.3 Propriedades Mecânicas do Aço 
1.3.1 Diagrama Tensão-Deformação 
Uma barra metálica submetida a um esforço crescente de tração sofre uma deformação 
progressiva de extensão (Figura 22). 
A relação entre a tensão aplicada (𝜎 = 
𝐹
𝐴
) e a deformação linear específica (𝜀 = 
Δℓ
ℓ
) de 
alguns aços estruturais pode ser vista no diagramas tensão-deformação da Figura 23. 
 
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Figura 22 - Deformação de um corpo de prova 
submetido à tração. 
 
Figura 23 - Diagrama tensão-deformação em 
escala real. 
Até certo nível de tensão aplicada, o material trabalha no regime elástico-linear, isto é, 
segue a Lei de Hooke e a deformação linear específica é proporcional ao esforço aplicado. 
A proporcionalidade pode ser observada no trecho retilíneo do diagrama tensão-
deformação da Figura 24 e a constante de proporcionalidade é denominada módulo de 
deformação longitudinal ou módulo de elasticidade. Ultrapassado o limite de proporcionalidade 
(fp = fy - σr; onde σr é a tensão residual), tem lugar a fase plástica, na qual ocorrem deformações 
crescentes sem variação de tensão (patamar de escoamento). O valor constante dessa tensão 
é a mais importante característica dos aços estruturais e é denominada resistência ao 
escoamento. 
Até certo nível de tensão aplicada, o material trabalha no regime elástico-linear, isto é, 
segue a “Lei de Hooke” e a deformação linear específica é proporcional ao esforço aplicado. 
Após o escoamento, a estrutura interna do aço se rearranja e o material vai ao encruamento, em 
que se verifica novamente a variação de tensão com a deformação específica, porém de forma 
não linear. O valor máximo da tensão antes da ruptura é denominado resistência à ruptura do 
material.A resistência à ruptura do material é calculada dividindo-se a carga máxima que ele 
suporta, antes da ruptura, pela área da seção transversal inicial do corpo de prova. Observa-se 
que “fu” é calculado em relação à área inicial, apesar de o material sofrer uma redução de área 
quando solicitada à tração. Embora a tensão verdadeira deva ser calculada considerando-se a 
área real, a tensão tal como foi definida anteriormente é mais importante para o engenheiro, pois 
os projetos são feitos com base nas dimensões iniciais. 
Em um ensaio de compressão, sem a ocorrência de instabilidades, obtém-se um 
diagrama tensão-deformação similar ao do ensaio de tração. 
 
 
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Fig. 24 – Diagrama tensão-deformação. 
1.3.2 Elasticidade 
Uma peça de aço sob efeito de tensões de tração ou de compressão sofre deformações, 
que podem ser elásticas ou plásticas. Tal comportamento se deve à natureza cristalina dos 
metais, pela presença de planos de escorregamento de menor resistência mecânica no interior 
do reticulado. 
Elasticidade de um material é a sua capacidade de voltar à forma original em ciclo de 
carregamento e descarregamento. A deformação elástica é reversível, ou seja, desaparece 
quando a tensão é removida. A deformação elástica é consequência da movimentação dos 
átomos constituintes da rede cristalina do material, desde que a posição relativa desses átomos 
seja mantida. A relação entre os valores da tensão e da deformação linear específica, na fase 
elástica, é o módulo de elasticidade, cujo valor é proporcional às forças de atração entre os 
átomos (E = 20,5 GPa). 
1.3.3 Coeficiente de Poisson 
É o coeficiente de proporcionalidade entre as deformações longitudinal e transversal de 
uma peça. Quando se realiza estudos das deformações ao longo do eixo longitudinal de uma 
peça, observa-se uma propriedade em todos os sólidos relativas às deformações consequentes 
transversais. Por exemplo, uma tração, que conduz ao aumento do comprimento, corresponderá 
a uma contração transversal; enquanto que uma compressão, que conduz à redução do 
comprimento, corresponderá a uma expansão transversal. Portanto, o coeficiente de Poisson 
equivale o mesmo que coeficiente de deformação transversal (ν = 0,30). 
1.3.4 Coeficiente de Dilatação Térmica 
Quando se eleva ou se abaixa a temperatura de um corpo, o material se dilata ou se 
contrai, a não ser que seja impedido por circunstâncias locais e, havendo a mudança de 
temperatura de uma barra livre, o Coeficiente de Dilatação Térmica do material é a variação por 
unidade de comprimento e por grau de temperatura β = 12 x 10-6 C. 
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1.3.5 Módulo de Elasticidade Transversal ou simplesmente Módulo de Elasticidade de 
Cisalhamento 
É utilizado quando ocorre a extensão ou encurtamento motivada por cisalhamento, ou 
seja, por corte no plano perpendicular. Essas deformações por corte, ocorrem com as de tração-
compressão na flexão e torção (G = 0,385E) 
1.3.6 Peso Específico: (γ = 78,50 KN/m3) 
 
1.3.7 Plasticidade 
Deformação plástica é a deformação permanente provocada por tensão igual ou superior 
à fp - resistência associada ao limite de proporcionalidade. É o resultado de um deslocamento 
permanente dos átomos que constituem o material, diferindo, portanto, da deformação elástica, 
em que os átomos mantêm as suas posições relativas. A deformação plástica altera a estrutura 
interna do metal, tornando mais difícil o escorregamento ulterior e aumentando a dureza do metal. 
Esse aumento na dureza por deformação plástica, quando a deformação supera εs, é 
denominado endurecimento por deformação a frio ou encruamento e é acompanhado de 
elevação do valor da resistência e redução da ductilidade do metal. 
1.3.8 Ductilidade 
Ductilidade é a capacidade dos materiais de se deformar sem se romper. Pode ser medido 
por meio do alongamento (ε) ou da estricção, ou seja, a redução na área da seção transversal 
do corpo de prova. Quanto mais dúctil o aço, maior será a redução de área ou o alongamento 
antes da ruptura. A ductilidade tem grande importância nas estruturas metálicas, pois permite a 
redistribuição de tensões locais elevadas. As barras de aço sofrem grandes deformações antes 
de se romper, o que na prática constitui um aviso da presença de tensões elevadas. 
1.3.9 Tensões Residuais 
As diferentes velocidades de resfriamento, após a laminação, conforme o grau de 
exposição da chapa ou perfil laminado, levam ao aparecimento de tensões que permanecem nas 
peças, recebendo o nome de tensões residuais (σr). Em chapas, por exemplo, as extremidades 
resfriam-se mais rapidamente que a região central, central contraindo-se; quando a região central 
da chapa resfria-se, as extremidades, já solidificadas, impedem essa região de contrair-se 
livremente. Assim, as tensões residuais são de tração na região central e de compressão nas 
bordas. Essas tensões são sempre normais à seção transversal das chapas e, evidentemente, 
tem resultante nula na seção. As operações executadas posteriormente nas fábricas de 
estruturas metálicas envolvendo aquecimento e resfriamento (soldagem, corte com maçarico, 
etc.) também provocam o surgimento de tensões residuais. Esse é o caso dos perfis soldados 
onde, nas regiões adjacentes aos cordões de solda, permanecem tensões longitudinais de tração 
após o resfriamento. 
 
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Por simplicidade, a ABNT NBR 8800:2008 – Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas 
Mista de Aço e Concreto de Edifícios, indica um valor único a ser adotado para a tensão residual 
em vigas, σr = 0,3.fy, para tração ou para compressão. Portanto o diagrama tensão-deformação 
didaticamente adotado para projeto é o apresentado na Figura 25. 
 
Fig. 25 – Diagrama tensão-deformação teórico para: (a) aço virgem (ideal); (b) aço com tensão residual (real). 
 
1.4 Tipos de Aços Estruturais 
O tipo de aço, com a composição química adequada, fica definido na aciaria. Os aços 
podem ser classificados em: aços-carbono, aços de baixa liga sem tratamento térmico e aços de 
baixa liga com tratamento térmico. 
Os tipos de aço estruturais são especificados em normas brasileiras e internacionais ou 
em normas elaboradas pelas próprias siderúrgicas. 
O aço é produzido em uma grande variedade de tipos e formas, cada qual atendendo 
eficientemente a uma ou mais aplicações. Esta variedade decorre da necessidade de contínua 
adequação do produto às exigências de aplicações específicas que vão surgindo no mercado, 
seja pelo controle da composição química, seja pela garantia de propriedades específicas ou, 
ainda, na forma final (chapas, perfis, tubos, barras, etc.). 
Existem mais de 3500 tipos diferentes de aços e cerca de 75% deles foram desenvolvidos 
nos últimos 20 anos. Isso mostra a grande evolução que o setor tem experimentado. 
Na construção civil, o interesse maior recai sobre os chamados aços estruturais de média 
e alta resistência mecânica, termo designativo de todos os aços que, devido à sua resistência, 
ductilidade e outras propriedades, são adequados para a utilização em elementos da construção 
sujeitos a carregamento. Os principais requisitos para os aços destinados à aplicação estrutural 
são: elevada tensão de escoamento, elevada tenacidade, boa soldabilidade, homogeneidade 
micro-estrutural, susceptibilidade de corte por chama sem endurecimento e boa trabalhabilidade 
em operações tais como corte, furação e dobramento, sem que se originem fissuras ou outros 
defeitos.CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
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Os aços estruturais podem ser classificados em três grupos principais, conforme a tensão 
de escoamento mínima especificada: 
Tipo 
Limite de Escoamento - fy 
(Mpa) 
Aço carbono de média resistência 195 à 259 
Aço de alta resistência e baixa liga 290 à 345 
Aço ligados, tratados termicamente 630 à 700 
Dentre os aços estruturais existentes atualmente, o mais utilizado e conhecido é o ASTM 
A36, que é classificado como um aço carbono de média resistência mecânica. 
Entretanto, a tendência moderna no sentido de se utilizar estruturas cada vez maiores 
tem levado os engenheiros, projetistas e construtores a utilizar aços de maior resistência, os 
chamados aços de alta resistência e baixa liga, de modo a evitar estruturas cada vez mais 
pesadas. 
Os aços de alta resistência e baixa liga são utilizados toda vez que se deseja: 
• Aumentar a resistência mecânica permitindo um acréscimo da carga unitária da estrutura ou 
tornando possível uma diminuição proporcional da seção, ou seja, o emprego de seções mais 
leves; 
• Melhorar a resistência à corrosão atmosférica; 
• Melhorar a resistência ao choque e o limite de fadiga; 
Elevar a relação do limite de escoamento para o limite de resistência à tração, sem perda 
apreciável da ductilidade. 
Dentre os aços pertencentes a esta categoria, merecem destaque os aços de alta 
resistência e baixa liga resistentes à corrosão atmosférica. 
1.4.1 Aços-carbono 
Os aços-carbono possuem em sua composição apenas quantidades limitadas dos 
elementos químicos carbono, silício, manganês, enxofre e fósforo. Outros elementos químicos 
existem apenas em quantidades residuais. 
A quantidade de carbono presente no aço define sua classificação. Os aços de baixo 
carbono possuem um máximo de 0,3% deste elemento e apresentam grande ductilidade. São 
bons para o trabalho mecânico e soldagem, não sendo temperáveis, utilizados na construção de 
edifícios, pontes, navios, automóveis, dentre outros usos. Os aços de médio carbono possuem 
de 0,3% a 0,6% de carbono e são utilizados em engrenagens, bielas e outros componentes 
mecânicos. São aços que, temperados e revenidos, atingem boa tenacidade e resistência. Aços 
de alto carbono possuem mais do que 0,6% de carbono e apresentam elevada dureza e 
resistência após têmpera. São comumente utilizados em trilhos, molas, engrenagens, 
componentes agrícolas sujeitos ao desgaste, pequenas ferramentas etc. 
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São os tipos mais usuais, sendo que o aumento de resistência é obtido com o carbono e, 
em menor escala, com a adição de manganês. Nas estruturas, usa-se aços com teor máximo de 
carbono de 0,45% para permitir a soldabilidade. Teor de carbono aumenta a resistência e a 
dureza (reduz a ductilidade). Aços mais usados: ASTM A36, A570. 
Os aços-carbono são aqueles que não contêm elementos de liga, podendo ainda, ser 
divididos em baixo, médio e alto carbono, sendo os de baixo carbono (C ≤ 0,30%), os mais 
adequados à construção civil. Destacam-se: 
✓ ASTM-A36 - o aço mais utilizado na fabricação de perfis soldados (chapas com t ≥ 4,57mm), 
especificado pela American Society for Testing and Materials; 
✓ NBR 6648/CG-26 - aço, especificado pela ABNT, utilizado na fabricação de perfis soldados 
e que mais se assemelha ao anterior; 
✓ ASTM A572/Gr50 - aço utilizado na fabricação de perfis laminados 
✓ NBR 7007/MR-250 - aço para fabricação de perfis laminados, que mais se assemelha ao 
ASTM A-36; 
✓ ASTM-A570 - o aço mais utilizado na fabricação de perfis formados a frio (chapas, t ≤ 5,84); 
✓ NBR 6650/CF-26 - aço, especificado pela ABNT, utilizado na fabricação de perfis estruturais 
formados a frio que mais se assemelha ao anterior. 
Na tabela 1.1, são fornecidos os valores da resistência ao escoamento (fy) e da resistência 
à ruptura (fu) dos aços mencionados de acordo a ABNT NBR 8800:2008 (Anexo A). 
Tabela 1.1 – Resistência de alguns tipos de aço-carbono. 
Tipo de Aço 
fy 
(MPa) 
Fu 
(MPa) 
ASTM A36 250 400 
ASTM A570 Gr. 36 250 365 
ASTM A572 Gr. 50 345 450 
NBR 6648/CG-26 255* 410* 
245** 410** 
NBR 6650/CF-26 260 410 
NBR 7007/MR-250 250 400 
* Válido para espessuras t ≤ 16 mm 
** Válido para espessuras 16 mm < t ≤ 16 mm 
 
1.4.2 Aços de baixa liga sem tratamento térmico. 
São aços-carbono com adição de alguns elementos de liga (cromo, manganês, titânio....) 
estes materiais provocam um aumento da resistência do aço, tanto mecânica (ASTM A572) como 
à corrosão atmosférica (ASTM A588). 
Os aços de baixa liga sem tratamento térmico são aqueles que recebem elementos de 
liga, com teor inferior a 2%, suficientes para adquirirem ou maior resistência mecânica (fy ≥ 300 
CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
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MPa) ou maior resistência à corrosão, ou ambos. São adequados à utilização na construção civil, 
fazendo-se necessária uma análise econômica comparativa com os aços-carbono, pois estes 
têm menor resistência, mas menor custo por unidade de peso. A seguir serão destacados os 
principais deles. 
✓ COS-AR-COR - aços de alta resistência à corrosão atmosférica, especificado pela COSIPA; 
✓ USI-SAC - aços de alta resistência à corrosão atmosférica, especificado pela USIMINAS; 
✓ CSN-COR - aços de alta resistência mecânica e de alta resistência à corrosão atmosférica, 
especificados pela CSN. 
Na tabela 1.2, são fornecidos os valores da resistência ao escoamento (fy) e da resistência 
à ruptura (fu) dos aços mencionados de acordo a ABNT NBR 8800:2008 (Anexo A). 
Tabela 1.2 – Resistência de alguns tipos de aço de baixa liga. 
Tipo de Aço 
fy 
(MPa) 
Fu 
(MPa) 
COS-AR-COR 350 350 500 
COS-AR-COR 300 300 400 
USI-SAC-350 350 500 
USI-SAC-350 300 400 
CSN-COR 500 380 500 
CSN-COR 420 300 420 
 
1.4.3 Aços de alta resistência e baixa liga com tratamento térmico. 
Os aços de alta resistência e baixa liga com tratamento térmico são aqueles, que além de 
possuírem em sua constituição os elementos de liga com teor inferior a 2%, recebem um 
tratamento térmico especial, posterior à laminação, necessário a adquirirem alta resistência 
mecânica (fy ≥ 300 Mpa). Sua aplicação está restrita a tanques, vasos de pressão, dutos 
forçados, ou onde os elevados esforços justifiquem economicamente sua utilização. 
1.4.4 Aços Patináveis ou Aclimáveis. 
Apresentam como principal característica a resistência à corrosão atmosférica, muito 
superior ao do aço-carbono convencional, conseguida pela adição de pequenas quantidades de 
elementos de liga. 
Quando expostos ao clima (daí o nome aclimáveis), desenvolvem em sua superfície uma 
camada de óxido compacta e aderente, que funciona como barreira de proteção contra o 
prosseguimento do processo corrosivo, possibilitando, assim, a utilização desses aços sem 
revestimento. 
Esta barreira de pátina protetora só é desenvolvida quando a superfície metálica for 
submetida a ciclos alternados de molhamento (chuva, nevoeiro, umidade) e secagem (sol, vento). 
O tempo necessário para sua formação varia em função do tipo de atmosfera a que o aço está 
CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
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exposto, sendo em geral de 18 meses a 3 anos; após um ano o material já apresenta a coloração 
marrom clara. 
A Figura 26 mostra as curvas típicas de avaliação da resistência à corrosão de um aço 
patinável e de um aço carbono comum expostos às atmosferas industrial, urbana, rural e 
marinha. A resistência à corrosão de um aço patinável (ASTM A242) e de um aço carbono comum(ASTM A36) expostos às atmosferas industrial (Cubatão, S.P.), marinha (Bertioga, S.P.), urbana 
(Santo André, S.P.) e rural (Itararé, S.P.). A medida é feita em termos da perda de massa metálica 
em função do tempo de exposição em meses. 
A tonalidade definitiva, uma gradação escura do marrom (Figura 27), será função da 
atmosfera predominante e da frequência com que a superfície do material se molha e se seca. 
 
Fig. 26 – Curvas típicas de avaliação a resistência à corrosão. 
 
Fig. 27 – Aço Patinável (aço corten). 
CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
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A formação da pátina é função de três tipos de fatores. Os primeiros a destacar estão 
ligados à composição química do próprio aço. Os principais elementos de liga que contribuem 
para aumentar-lhe a resistência frente à corrosão atmosférica, favorecendo a formação da pátina, 
são o cobre e o fósforo. O cromo, o níquel, e o silício também exercem efeitos secundários. Cabe 
observar, no entanto, que o fósforo deve ser mantido em baixos teores (menores que 0,1%), sob 
pena de prejudicar certas propriedades mecânicas do aço e sua soldabilidade. 
Em segundo lugar vêm os fatores ambientais, entre os quais sobressaem a presença de 
dióxido de enxofre e de cloreto de sódio na atmosfera, a temperatura, a força (direção, velocidade 
e frequência) dos ventos, os ciclos de umedecimento e secagem etc. Assim, enquanto a 
presença de dióxido de enxofre, até certos limites, favorece o desenvolvimento da pátina, o 
cloreto de sódio em suspensão nas atmosferas marítimas prejudica suas propriedades 
protetoras. Não se recomenda a utilização de aços patináveis não protegidos em ambientes 
industriais onde a concentração de dióxido de enxofre atmosférico seja superior a 
168mgSO2/m2.dia e em atmosferas marinhas onde a taxa de deposição de cloretos exceda 
50mg/m2.dia ou 10 mg/m2.dia. 
Finalmente, há fatores ligados à geometria da peça, que explicam por que diferentes 
estruturas do mesmo aço dispostas lado a lado podem ser atacadas de maneira distinta. 
Esse fenômeno é atribuído à influência de seções abertas/fechadas, drenagem correta 
das águas de chuva e outros fatores que atuam diretamente sobre os ciclos de umedecimento e 
secagem. Assim, por exemplo, sob condições de contínuo molhamento, determinadas por 
secagem insatisfatória, a formação da pátina fica gravemente prejudicada. Em muitas destas 
situações, a velocidade de corrosão do aço patinável é semelhante àquela encontrada para os 
aços carbono. Exemplos incluem aços patináveis imersos em água, enterrados no solo ou 
recobertos por vegetação. 
1.4.5 Aços sem Qualificação Estrutural. 
Apesar de não serem considerados “aços estruturais”, os tipos de aço especificados pela 
SAE (Society of Automotive Engineers) são frequentemente empregados na construção civil 
como componentes de telhas, caixilhos, chapas xadrez e até, indevidamente, em estruturas. 
Esses tipos de aço são designados por um número de quatro algarismos (por exemplo, 
SAE 1020), sendo que o primeiro representa o elemento de liga (para o aço-carbono o algarismo 
é 1), o segundo indica a porcentagem aproximada da liga (zero significa a ausência de liga) e os 
demais dígitos representam o teor médio de carbono (20 significa 0,20% médio de carbono). 
A norma brasileira equivalente à SAE é a ABNT NBR 6006:1980 “Classificação por 
composição química de aço para a construção mecânica”, cuja designação é similar à SAE. 
Por exemplo, ABNT 1020/NBR 6006; SAE 1020. Segundo a Norma Brasileira ABNT NBR 
14762:2010 “Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio”, a 
utilização de aços sem qualificação estrutural para perfis é tolerada se o aço possuir propriedades 
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mecânicas adequadas a receber o trabalho a frio. Não devem ser adotados no projeto valores 
superiores a 180 MPa e 300 MPa para a resistência ao escoamento fy e a resistência à ruptura 
fu, respectivamente. 
1.5 Produtos Siderúrgicos 
Os produtos oferecidos pelas usinas siderúrgicas como elementos ou componentes 
estruturais são: chapas finas a frio, chapas zincadas, chapas finas a quente, chapas grossas, 
perfis laminados estruturais, tubos estruturais, barras redondas, fios trefilados, cordoalhas e 
cabos. 
1.5.1 Chapas 
Chapas são produtos planos laminados de aço com largura superior a 500 mm. São 
classificadas como chapas grossas (espessura superior a 5 mm) e chapas finas (espessura 
inferior ou igual a 5 mm). 
As chapas grossas são fabricadas pelas siderúrgicas com espessuras entre 5,0 mm e 
150,0 mm, largura-padrão entre 1,0 m a 3,8 m e comprimento-padrão entre 6,0 m a 12,0 m. 
As dimensões preferenciais, ou seja, as mais econômicas, são: 2,44 m de largura, 12,0 
m de comprimento e espessuras, conforme indicadas na Tabela 1.3a, 1.3b, 1.3c e 1.3d. 
As chapas grossas são utilizadas geralmente para a fabricação dos perfis soldados, mas 
também podem ser utilizadas, dependendo da disponibilidade de equipamento adequado para 
dobramento, em perfis formados a frio. 
As chapas finas são fabricadas pelas siderúrgicas com espessuras variando entre 0,60 
mm e 5,00 mm. As chapas finas apresentam largura-padrão entre 1,00 m e 1,50 m e 
comprimento-padrão entre 2,00 m e 6,00 m. 
As dimensões preferências fornecidas pelas siderúrgicas, na forma plana, são: 1,20 m 
por 2,00 m e 1,20 m por 3,00 m. As chapas finas podem também ser fornecidas em forma de 
bobinas, possuindo nesse caso custo unitário menor. As espessuras preferenciais são as 
fornecidas na tabela 3.2. 
Tabela 1.3a – Chapas finas a quente. 
 
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Tabela 1.3b – Chapas finas a frio. 
 
Tabela 1.3c – Chapas zincadas (galvanizadas). 
 
Tabela 1.3d – Chapas grossas. 
 
 
1.5.2 Perfis 
Entre os vários componentes de uma estrutura metálica, tais como: chapas de ligação, 
parafusos, chumbadores e perfis, são os últimos, evidentemente, os mais importantes para o 
projeto, fabricação e montagem. 
Os perfis de utilização corrente são aqueles cuja seção transversal se assemelha às 
formas das letras I, H, U e Z, recebendo denominação análoga a essas letras, e à letra L, nesse 
caso denominados cantoneiras. 
Os perfis podem ser obtidos ou diretamente por laminação ou a partir de operações de: 
conformação a frio ou soldagem. São denominados, respectivamente, de perfis: laminados, 
formados a frio e soldados. 
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1.5.3.1 Perfis Laminados 
Os perfis laminados são elementos que possuem uma dimensão (comprimento) bem 
superior as demais (seção transversal), sendo também chamados pelas siderúrgicas de aços 
longos (Figura 28). Ao contrário dos cilindros usados para a laminação de chapas, na produção 
dos perfis eles apresentam canais usinados, por onde passa o aço, alterando gradualmente, a 
seção inicial (por exemplo: quadrada) até o perfil final. Os perfis laminados produzidos 
atualmente no Brasil possuem seções transversais em formato I, H, U e L. 
Perfis laminados são aqueles fabricados a quente nas usinas siderúrgicas e são os mais 
econômicos para utilização em edificações de estruturas metálicas, pois dispensam a fabricação 
“artesanal” dos perfis soldados ou dos perfis formados a frio. 
A Siderúrgica Aço Minas Gerais – AÇOMINAS, hoje integrante do grupo Gerdau, foi 
projetada para suprir o mercado com perfis laminados adequados ao uso na construção civil. Por 
se tratar de um perfil fabricado diretamente na siderúrgica, há dimensões padronizadas e oprojetista fica restrito a essas dimensões. Se houver necessidade de perfis de dimensões 
diferentes das padronizadas, podem ser utilizados os perfis formados a frio ou soldados em 
substituição ao laminado. 
Os perfis laminados fabricados no Brasil dividem-se em duas séries: W e HP. A 
designação dos perfis é: a série seguida da altura e da massa por unidade de comprimento. 
Por exemplo: W 310 x 44,5 ou HP 250 x 62. 
O aço geralmente utilizado na fabricação desses perfis é o ASTM A 572 Gr 50, com 
fy = 345 MPa e fu = 450 MPa. 
 
Fig. 28 – Perfil laminado. 
Os perfis laminados com formato I e H fabricados no Brasil seguem o padrão de 
nomenclatura e dimensões adotados nos Estados Unidos: 
Perfil I: Série chamada Standard Shape (S), possuindo superfícies internas das abas 
(mesas) inclinadas e estreitas. Esta série é normalmente emprega em vigas. 
Perfil W: Série chamada Wide Flange Shape, possuindo superfícies internas das abas 
(mesas) paralelas e largas. Esta série é normalmente empregada em vigas ou pilares. 
Perfil HP: Série chamada H-Pile, possuindo superfícies internas das abas (mesas) 
paralelas e largas. Esta série é normalmente empregada em vigas pesadas ou pilares. 
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1.5.3.2 Perfis Soldados 
Perfil soldado é o perfil constituído por chapas de aço estrutural, unidas entre si por 
soldagem a arco elétrico. 
Os perfis soldados são largamente empregados na construção de estruturas de aço, em 
face da grande versatilidade de combinações possíveis de espessuras, alturas e larguras, 
levando à redução do peso da estrutura, comparativamente aos perfis laminados disponíveis no 
mercado brasileiro. O custo para a fabricação dos perfis soldados, no entanto, é maior do que 
para a laminação dos perfis laminados. 
Os perfis soldados são produzidos pelos fabricantes de estruturas metálicas a partir do 
corte e soldagem das chapas fabricadas pelas usinas siderúrgicas. O material de solda, seja a 
soldagem executada por eletrodo revestido, arco submerso ou qualquer outro tipo, deve ser 
especificado, compatibilizando-o com o tipo de aço a ser soldado, isto é, deve ter características 
similares de resistência mecânica, resistência à corrosão, etc. 
A norma ABNT NBR 5884 - "Perfil I estrutural de aço soldado por arco elétrico" apresenta 
as características geométricas de uma série de perfis I e H soldados e tolerâncias na fabricação. 
São classificados em série simétrica e monossimétrica. 
Série simétrica é a série composta por perfis que apresentam simetria na sua seção 
transversal em relação aos eixos X-X e Y-Y, conforme ilustrado na figura 3.1. 
A série simétrica é dividida em: 
✓ Série CS, formada por perfis soldados tipo pilar, relação d/bf = 1, cujas dimensões estão 
indicadas na ABNT NBR 5884 
✓ Série CVS, formada por perfis soldados tipo viga-pilar, relação 1 < d/bf ≤ 1,5, cujas 
dimensões estão indicadas na ABNT NBR 5884 
✓ Série VS, formada por perfis soldados tipo viga, relação 1,5 < d/bf ≤ 4, cujas dimensões 
estão indicadas na ABNT NBR 5884 
✓ Série PS, formada por perfis soldados simétricos cujas dimensões não estão indicadas na 
ABNT NBR 5884, mas que seguem as demais especificações da Norma Brasileira. 
Série monossimétrica é a série composta por perfis soldados que não apresentam 
simetria na sua seção transversal em relação ao eixo X-X e apresentam simetria em relação ao 
eixo Y-Y, conforme ilustrado na figura 29 e geometria figura 30. 
A série monossimétrica é dividida em: 
✓ Série VSM, formada por perfis soldados monossimétricos tipo viga, relação 1 < d/bf ≤ 4, 
cujas mesas apresentam larguras idênticas e espessuras diferentes, com dimensões 
indicadas na ABNT NBR 5884. 
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✓ Série PSM, formada por perfis soldados monossimétricos, inclusive os perfis com larguras 
de mesas diferentes entre si, cujas dimensões não estão indicadas na ABNT NBR 5884, mas 
que seguem as demais especificações da Norma Brasileira. 
A designação dos perfis I soldados faz-se pela série, seguido da altura em milímetros e 
da massa aproximada em quilogramas por metro. 
Exemplos: A designação de um perfil série CS com 300 mm de altura por 300 mm de 
largura de mesa e 62,4 kg/m é CS 300x62. 
A designação de um perfil série VSM com 450 mm de altura por 200 mm de largura de 
mesa e 48,9 kg/m é VSM 450x49. 
 
Fig. 29 – Perfil Soldado. 
 
Fig. 30 – Perfil Soldado, geometria. 
1.5.3.3 Perfis Estruturais Formados a Frio 
Nem sempre são encontrados no mercado os perfis laminados com dimensões 
adequadas às necessidades do projeto de elementos estruturais leves, pouco solicitados, tais 
como terças, montantes e diagonais de treliças, travamentos, etc., enquanto os perfis estruturais 
formados a frio podem ser fabricados nas dimensões desejadas. Os perfis estruturais formados 
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a frio, também conhecidos como perfis de chapas dobradas, vêm sendo utilizados de forma 
crescente na execução de estruturas metálicas leves, pois podem ser projetados para cada 
aplicação específica. 
Os perfis formados a frio, sendo compostos por chapas finas, possuem leveza, facilidade 
de fabricação, de manuseio e de transporte, além de possuírem resistência e ductilidade 
adequadas ao uso em estruturas civis. 
No caso de estruturas de maior porte, a utilização de perfis formados a frio duplos, em 
seção unicelular (tubular-retangular) também conhecidos como seção-caixão, pode resultar, em 
algumas situações, em estruturas mais econômicas. Isso se deve à boa rigidez à torção 
(eliminando travamentos), menor área exposta, (reduzindo a área de pintura), menor área de 
estagnação de líquidos ou detritos (reduzindo a probabilidade de corrosão). 
Perfis formados a frio são perfis conformados a partir do dobramento a frio de chapas. 
Esse dobramento pode ser feito de forma contínua ou descontínua. O processo contínuo, 
adequado à fabricação em série, é realizado a partir do deslocamento longitudinal de uma chapa 
de aço, sobre os roletes de uma linha de perfilação (figura 31). Os roletes vão conferindo 
gradativamente à chapa, a forma definitiva do perfil. Quando o perfil deixa a linha de perfilação, 
ele é cortado no comprimento indicado no projeto. 
 
Fig. 31 – Fabricação de perfis formados a frio empregando perfiladeira e dobradeira. 
1.5.3.4 Perfis Compostos 
São perfis obtidos pela composição, por meio de soldagem ou aparafusamento, de 
chapas ou outros perfis. 
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1.5.3.5 Barras 
Assim como os perfis laminados, as barras são elementos que possuem o comprimento 
com dimensão bem superior as demais (aços longos), sendo produzidas com seção transversal 
circular (barras redondas), seção transversal quadrada (barras quadradas) ou seção transversal 
retangular (barras chatas). 
A Figura 32, mostra os formatos de barras produzidos, bem como a variação de 
dimensões encontradas no mercado nacional. 
As barras redondas são utilizadas como tirantes ou pendurais para solicitações de tração, 
ao passo que as barras quadradas ou chatas têm pouca aplicação em estruturas. No Anexo XX 
apresentam-se tabelas com as dimensões de barras fabricadas no Brasil. 
A especificação destas barras é feita através do seu símbolo com um chanfro, seguido da 
informação de dimensão. Por exemplo, o símbolo ∅=12,7 representa uma barra circular com 
diâmetro 12,7 mm. 
Os principais produtores de aços longos do tipo barra, no Brasil, são a Gerdau Açominase a Arcelor Mittal (antiga Belgo-Mineira). 
 
Fig. 32 – Barras 
1.5.3.6 Tubos 
Os tubos laminados são elementos vazados (ocos) com seção transversal circular, 
retangular ou quadrada, conforme Figura 33 abaixo, sendo produzidos com a utilização de 
laminadores especiais. 
Os tubos circulares possuem diâmetro (∅) variando entre 26,7 e 355,6 mm, os tubos 
quadrados são fabricados com lado (B) variando entre 50 e 90 mm, já os tubos retangulares 
possuem uma variação do lado menor (B) entre 40 e 210 mm e do lado maior (H) entre 60 e 360 
mm. Os tubos são peças bastante eficientes para esforços axiais, peças fletidas, sob torção e 
feitos combinados, resultando em elementos leves quando comparados aos perfis laminados 
mencionados anteriormente, entretanto, devido à dificuldade na execução das ligações acabam 
não sendo tão utilizados. 
Dados de espessura de parede, assim como as propriedades geométricas da seção 
transversal, encontram-se no Anexo XX, em que se apresenta a tabela com os tubos laminados 
produzidos no Brasil. O principal fabricante de tubos laminados do Brasil é a empresa V & M do 
Brasil (Vallourec & Mannesmann Tubes). 
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Fig. 33 – Tubos 
1.5.3.1 Fios, Cordoalhas e Cabos 
Os fios são barras circulares obtidas por trefilação a frio de barras laminadas (conforme 
item 1.4.3), servindo como elemento básico para a formação de cordoalhas e cabos. As 
cordoalhas são elementos formados por fios (3, 7, 19 e 37) em forma de hélice, possuindo um 
módulo de elasticidade de 195 GPa, ou seja, quase igual ao de uma barra maciça de aço 
(200GPa). Elas são muito utilizadas como estais para estruturas do tipo torre de telecomunições 
ou de linhas de transmissão, como elementos de suportes de ponte (pontes pênseis ou 
estaiadas) e em tensoestruturas. 
A Figura 34 mostra os tipos de cordoalhas normalmente utilizadas na construção civil. 
 
Fig. 34 – Cordoalhas (a) 3 fios, (b) 7 fios (c) 19 fios e (d) 37 fios 
Já os cabos são formados por feixes de fios entrelaçados entre si em formato helicoidal, 
possuindo módulo de elasticidade da ordem de 50 % daquele obtido para uma barra maciça de 
aço. Podem ser utilizados pontes (pênseis ou estaiadas), gruas, ou em sistemas de polias. A 
Figura 35 mostra um padrão típico de cabo de aço. 
 
Fig. 35 – Cabos de aço. 
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1.6 Aplicações 
As aplicações do aço na Engenharia Civil são muitas, tais como: 
 
Telhado, Cobertura 
 
Edifícios Comerciais 
 
Edifícios Industriais 
 
Residências 
 
Hangares 
 
Pontes 
 
 
Pontes Rolantes 
 
Reservatórios, Silos 
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Torres 
 
Guindates 
 
Postes 
 
Passarelas 
 
Industria Naval 
 
Escadas 
 
Mezaninos 
 
Coberturas 
 
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1.5 Vantagens e Desvantagens do Aço 
✓ Vantagens 
Como principais vantagens da utilização do aço estrutural, podemos citar: 
• Liberdade no projeto de arquitetura: A tecnologia do aço confere aos arquitetos total 
liberdade criadora, permitindo a elaboração de projetos arrojados e de expressão 
arquitetônica marcante. 
• Maior área útil: As seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas 
do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço 
interno e aumento da área útil, fator muito importante principalmente em garagens. 
• Flexibilidade: A estrutura em aço mostra-se especialmente indicada nos casos onde há 
necessidade de adaptações, ampliações, reformas e mudança de ocupação de edifícios. 
Além disso, torna mais fácil a passagem de utilidades como água, ar condicionado, 
eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc. 
• Compatibilidade com outros materiais: O sistema construtivo em aço é perfeitamente 
compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, 
admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) até 
componentes pré-fabricados (lajes e painéis de concreto, painéis "dry-wall", etc). 
• Menor prazo de execução: A fabricação da estrutura em paralelo com a execução das 
fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviços 
simultaneamente, a diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da 
estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode levar a uma redução de até 
40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais. 
• Racionalização de materiais e mão-de-obra: Numa obra, através de processos 
convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura em 
aço possibilita a adoção de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdício seja 
sensivelmente reduzido. 
• Alívio de carga nas fundações: Por serem mais leves, as estruturas em aço podem 
reduzir em até 30% o custo das fundações. 
• Garantia de qualidade: A fabricação de uma estrutura em aço ocorre dentro de uma 
indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia 
de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo o 
processo industrial. 
• Antecipação do ganho: Em função da maior velocidade de execução da obra, haverá 
um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela rapidez no retorno do 
capital investido. 
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• Organização do canteiro de obras: Como a estrutura em aço é totalmente pré-fabricada, 
há uma melhor organização do canteiro devido entre outros à ausência de grandes 
depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o inevitável 
desperdício desses materiais. O ambiente limpo com menor geração de entulho, oferece 
ainda melhores condições de segurança ao trabalhador contribuindo para a redução dos 
acidentes na obra. 
• Precisão construtiva: Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é medida em 
centímetros, numa estrutura em aço a unidade empregada é o milímetro. Isso garante 
uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o 
assentamento de esquadrias, instalação de elevadores, bem como redução no custo dos 
materiais de revestimento. 
• Reciclabilidade: O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e 
reaproveitadas com menor geração de rejeitos. 
• Preservação do meio ambiente: A estrutura em aço é menos agressiva ao meio 
ambiente pois além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emissão de 
material particulado e poluição sonora geradas pelas serras e outros equipamentos 
destinados a trabalhar a madeira. 
• Alta resistência do material nos diversos estados de solicitação, tração, compressão, 
flexão, etc., o que permite aos elementos estruturais suportarem grandes esforços apesar 
das dimensões relativamente pequenas dos perfis que os compõem. 
• Apesar da alta massa específica do aço, na ordem de 78,50 KN/m3, as estruturas 
metálicas são mais leves, por exemplo, as estruturas de concreto armado, proporcionado, 
assim, fundações menos onerosas. 
• As propriedades dos materiais oferecem grande margem de segurança, em vista do seu 
processo de fabricação que proporciona material único e homogêneo, com limites de 
escoamento, ruptura e módulo de elasticidade bem definidos. 
• As dimensões dos elementos estruturais oferecem grande margem de segurança, pois 
por teremsido fabricados em oficinas, são seriados e sua montagem é mecanizada, 
permitindo maior confiabilidade na fabricação das peças, maior precisão. 
• Apresenta possibilidade de desmontagem da estrutura e seu posterior reaproveitamento 
em outro local. 
• Apresenta possibilidade de substituição de perfis componentes da estrutura com 
facilidade, o que permite a realização de eventuais reforços de ordem estrutural, caso se 
necessite estruturas com maior capacidade de suporte de cargas. 
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• Apresenta possibilidade de maior reaproveitamento de material em estoque, ou mesmo, 
sobras de obra, permitindo emendas devidamente dimensionadas, que diminuem as 
perdas de materiais, em geral corrente em obras. 
 
 
✓ Desvantagens 
Como principais desvantagens da utilização do aço estrutural, podemos citar: 
• Limitação de fabricação em função do transporte até o local da montagem final, assim 
como custo desse mesmo transporte, em geral bastante oneroso. 
• Necessidade de tratamento superficial das peças estruturais contra oxidação devido ao 
contato com o ar, sendo que esse ponto tem sido minorado através da utilização de perfis 
de alta resistência à corrosão atmosférica, cuja capacidade está na ordem de quatro vezes 
superior aos perfis de aço carbono convencionais. 
• Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para a fabricação e 
montagem. 
• Limitação, em algumas ocasiões, na disponibilidade de perfis estruturais, sendo sempre 
aconselhável antes do início de projetos estruturais, verificar junto ao mercado fornecedor, 
os perfis que possam estar em falta nesse mercado. 
• Risco de custos maiores: se o projeto não levar em conta todos os itens da construção, o 
preço pode ser de 5 a 20% maior se comparado ao processo tradicional. 
• Pouco indicado em construção pequena: como se trata de uma estrutura industrial, não 
se justifica economicamente a encomenda de poucas peças. 
• Desembolso em curto espaço de tempo: como os prazos são pequenos, o dinheiro tem 
que estar disponível. 
• Necessidade de amarração: a estrutura de aço necessita de perfis complementares para 
se unir às superfícies de fechamento. 
CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 34 
• Contração e dilatação constantes: se essa movimentação característica do aço não for 
respeitada, podem surgir trincas nas paredes e nos pisos. Deve-se respeitar as 
especificações de projeto: se ele determinar paredes de tijolos, não é aconselhável usar 
blocos, por exemplo. 
• Precisão é fundamental: Planejar cada detalhe da estrutura de aço e seus 
desdobramentos pode levar meses. Após a definição do tamanho da construção, a planta 
é desenhada pelo arquiteto e, só então, encaminhada para um engenheiro calculista, 
especializado no material. A união dos perfis é feita por meio de parafusos ou soldas. 
 
 
1.6 O Aço e o Meio Ambiente - Sustentabilidade 
A construção em aço, além de ser extremamente versátil e durável, está em perfeita 
sintonia com o conceito de desenvolvimento ambientalmente sustentado. 
O aço é material 100% reciclável podendo, esgotada a vida útil da edificação, retornar 
aos fornos sob forma de sucata e se tornar um novo aço, sem perda de qualidade. 
A construção com estruturas em aço utiliza tecnologia limpa, reduz sensivelmente os 
impactos ambientais na etapa de construção e, concluída a obra, garante segurança e conforto 
aos ocupantes da edificação. 
As construções em aço aportam benefícios para o meio ambiente atendendo às 
expectativas presentes do consumidor em relação à qualidade de vida de futuras gerações. 
Na busca pela sustentabilidade na construção civil, é essencial considerarmos todo o ciclo 
de vida da edificação, desde a concepção, até o final de sua vida útil. É preciso lidar com todas 
as etapas já na elaboração do projeto, trazendo soluções para responder de forma adequada 
aos importantes desafios ambientais, sociais e econômicos relacionados ao empreendimento. 
São questões amplas, que envolvem decisões desde a escolha da implantação às condições e 
CCE0182 - Estruturas de Aço 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 35 
custos de operação; a seleção dos materiais utilizados, a avaliação do impacto da obra em seu 
entorno e definições do conforto térmico, acústico e visual proporcionado aos usuários. Além 
disso, há a atenção com os aspectos sociais relacionados aos trabalhadores envolvidos ou à 
comunidade. É neste contexto que o aço revela todo o seu potencial para contribuir com o avanço 
da construção sustentável, apresentando vantagens como: 
• Não Polui o meio ambiente: o aço é obtido a partir do minério de ferro, que é um dos 
elementos mais abundantes no planeta. Do processo de produção resulta um material 
homogêneo, que não libera substâncias que agridem o meio ambiente; 
• Uso de coprodutos: os coprodutos resultantes da produção do aço também podem ser 
utilizados na construção civil. Os agregados siderúrgicos são usados na produção de 
cimento e podem ser empregados na pavimentação de vias e como lastro em ferrovias; 
• Economia de tempo na execução: o aço permite maior velocidade da construção, visto 
que os componentes, na sua maioria, são produzidos fora do canteiro de obra. O tempo 
de construção é mais curto, minimizando os incômodos causados à vizinhança; 
• Economiza materiais e diminui os impactos: o menor peso da estrutura em aço reduz 
as fundações e escavações, gerando menor retirada de terra que, consequentemente, 
diminui as viagens de caminhões para sua remoção e a necessidade de áreas para 
descarte; 
• Maximiza a iluminação natural com economia de energia: a alta resistência do aço 
permite estruturas com vãos mais amplos. Telhados e fachadas leves e transparentes 
favorecem a iluminação natural e, consequentemente, a economia de energia elétrica; 
• Durabilidade: existem diversas maneiras de proteção efetiva do aço contra corrosão, seja 
por meio de revestimento metálico ou pintura, ou ambos, que são cada vez mais aplicados 
diretamente às chapas ou à estrutura durante o processo de fabricação; 
• Flexibilidade: edificações com estrutura em aço oferecem máxima liberdade ao 
empreendimento, tanto na fase de operação como em futuras adaptações. As construções 
podem ser facilmente modificadas ou ampliadas para se adaptarem a novos usos; 
• O aço é infinitamente reciclável: o aço pode ser reciclado em sua totalidade sem perder 
nenhuma de suas qualidades. Devido a suas propriedades magnéticas, que não são 
encontradas em nenhum outro material, o aço é facilmente separado de outros materiais, 
possibilitando elevados índices de reciclagem. 
As empresas siderúrgicas buscam aperfeiçoar continuamente a ecoeficiência de seus 
processos e produtos. 
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UNIDADE 2: AÇÕES E SEGURANÇA 
 
2.1 INTRODUÇÃO 
No projeto de uma estrutura, seja ela de concreto armado, aço, madeira ou qualquer outro 
material, independentemente de sua complexidade arquitetônica ou estrutural, deve-se exigir que 
a mesma desempenhe as funções para que foi concebida com eficiência, aliando economia, 
durabilidade e segurança estrutural. 
Pode-se dizer que uma estrutura apresenta segurança estrutural se ela for capaz de 
resistir ilesa a todas as ações que vierem a solicitá-la desde o período construtivo até o final de 
sua vida útil. 
Vários métodos foram desenvolvidos na tentativa de buscar um valor que possa servir 
como medida desta segurança. Atualmente o método que vem sendo adotado pelas normas é o 
método dosestados limites, que leva em consideração conceitos probabilísticos na verificação 
da segurança. 
Estados limites são situações em que a estrutura apresenta comportamento inadequado 
ou inadmissível, ou seja, são estados em que a estrutura está imprópria para o uso. 
A NBR 8681 (2003) define os estados limites últimos como aqueles relacionados ao colapso, ou 
a qualquer outra forma de ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura. 
Como estados limites de serviço, aqueles que pela sua ocorrência, repetição ou duração, 
causam efeitos estruturais que não respeitam as condições especificadas para o uso normal da 
construção, ou que são indícios do comprometimento da durabilidade da estrutura. 
A determinação das ações é importante para a determinação dos esforços atuantes, 
dimensionamento, estabilidade e segurança estrutural. Estas ações são normalmente devidas a 
causas externas que ocasionam esforços internos e deformações na estrutura. Como exemplo 
pode-se citar o peso próprio dos elementos estruturais e construtivos, dilatações térmicas, vento, 
etc.. 
Segundo FUSCO (1976) o termo ação, designa qualquer influência ou conjunto de 
influências capaz de produzir estados de tensão na estrutura. Usualmente, as forças e as 
deformações são consideradas como se fossem as próprias ações. 
Para a verificação da segurança torna-se necessário realizar a combinação das ações 
atuantes. Essas combinações devem ser feitas de diferentes maneiras, de forma que possam 
ser determinados os efeitos mais desfavoráveis para a estrutura. Devem ser estabelecidas tantas 
combinações de ações quantas forem necessárias para que a segurança seja verificada em 
relação a todos os possíveis estados limites da estrutura. 
 
CCE0182 - Estruturas Metálicas 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 37 
2.2 AÇÕES NAS ESTRUTURAS 
Ação em uma estrutura pode ser entendida como tudo aquilo que provoca tensões e 
deformações nos elementos estruturais. 
Pelas normas atuais, os valores das ações usadas são definidos como de natureza 
probabilística, ou seja, as normas indicam os valores médios mais prováveis de ocorrência. 
Quando uma estrutura está submetida a mais de uma ação variável, o valor máximo de 
um determinado esforço ocorre quando uma das ações variáveis atinge o seu máximo valor e as 
demais permanecem com seus valores nominais. A este princípio dá-se o nome de Regra de 
Turkstra de combinações de ações, e a norma ABNT NBR 8800:2008 aplica esse critério. 
Em geral, as ações podem ser agrupadas da seguinte maneira: 
a) Quanto à Origem: 
➢ Ações dos Materiais Usados na Construção: 
• Peso próprio da estrutura; 
• Peso próprio de paredes, divisórias e tapamento; 
• Peso próprio de pisos; 
• Peso próprio de coberturas. 
➢ Ações de Utilização: 
• Sobrecarga de utilização em pisos de edifícios; 
• Cargas de equipamentos; 
• Variação de temperatura causada por equipamentos; 
• Cargas de silos, reservatórios e tubulações. 
➢ Ações do Meio Ambiente: 
• Vento; 
• Variação de temperatura; 
• Chuva; 
• Neve; 
• Terremoto. 
➢ Ações Excepcionais: 
• O colapso de algumas estruturas (tais como pontes, barragens, usinas nucleares e 
plataformas de exploração de petróleo) pode ter consequências catastróficas. 
Portanto, dimensionam-se essas estruturas para resistir a carregamentos não usuais, 
podendo ser construídas estruturas de proteção chamadas defensas. 
b) Quanto à Variação com o Tempo: 
➢ Ações Permanentes: 
• Peso próprio da estrutura; 
• Peso dos materiais permanentemente ligados à estrutura; 
• Peso de instalações, acessórios e equipamentos permanentes. 
CCE0182 - Estruturas Metálicas 
 
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➢ Ações Variáveis: 
• Sobrecargas; 
• Cargas de equipamentos; 
• Variação de temperatura; 
• Vento. 
c) Quanto ao Modo de Atuação: 
➢ Ações Externas: 
• Peso próprio; 
• Sobrecarga; 
• Vento; 
• Equipamentos. 
➢ Ações Internas: 
• Variação de temperatura; 
• Pró-tensão. 
Para o estabelecimento das regras de combinação das ações, estas são classificadas 
segundo sua variabilidade no tempo em três categorias: 
2.2.1 Ações Permanentes 
Consideram-se como ações permanentes: 
a) Ações Permanentes Diretas: os pesos próprios dos elementos da construção, incluindo-
se o peso próprio da estrutura e de todos os elementos construtivos permanentes, os pesos 
dos equipamentos fixos, empuxos devidos ao peso próprio de terras não removíveis e de 
outras ações permanentes sobre elas aplicadas; 
b) Ações Permanentes Indiretas: pro-tensão, recalques de apoio e retração dos materiais. 
2.2.2 Ações Variáveis 
São as cargas acidentais das construções, bem como efeitos, tais como forças de 
frenação, de impacto e centrífugas, os efeitos do vento, das variações de temperatura, do atrito 
nos aparelhos de apoio e, em geral, as pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas. Em função de 
sua probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, as ações variáveis são 
classificadas em normais ou especiais. 
a) Ações Variáveis Normais: são aquelas com probabilidade de ocorrência suficientemente 
grande para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de um 
dado tipo de construção; 
b) Ações Variáveis Especiais: são as ações sísmicas ou cargas acidentais de natureza ou 
de intensidade especiais. 
2.2.3 Ações Excepcionais 
São as decorrentes de causas tais como: explosões, choques de veículos, incêndios, 
enchentes os sismos excepcionais. 
CCE0182 - Estruturas Metálicas 
 
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2.3 SEGURANÇA NAS ESTRUTURAS (ABNT NBR 8681:2003) 
As normas inicialmente utilizadas para estruturas metálicas eram baseadas no Método 
das Tensões Admissíveis, passando gradativamente a adotar o Método dos Estados Limites 
(Load and Resistance Factor Design). Este é o método adotado pela maioria das recomendações 
internacionais, assim como pela norma brasileira para projeto de estruturas metálicas ABNT NBR 
8800 desde sua versão de 1986 (tendo sido mantida na nova norma divulgada em 2008). A 
norma americana ANSI/AISC 360-05, que foi publicada em 2005, apresenta os dois métodos em 
seu texto. 
Dessa forma, nos itens seguintes são abordadas as características das duas 
metodologias, enfatizando-se o Método dos Estados Limites, não só por este ser mais racional, 
mas também por ser o adotado nas normas brasileiras, como foi mencionado. 
O principal objetivo a ser alcançado é tornar uma estrutura segura; para isso, a estrutura 
deve atender às expectativas de utilização a que se propõe, durante toda sua vida útil, resistindo 
às ações solicitantes atuantes durante a edificação e utilização. 
A norma ABNT NBR 8681:2003 fixa os requisitos exigíveis na verificação da segurança 
das estruturas usuais da construção civil e estabelece as definições e os critérios de 
quantificação das ações e das resistências a serem consideradas no projeto das estruturas de 
edificações. 
Os critérios da norma são aplicáveis para estruturas e peças estruturais constituídas dos 
materiais usualmente utilizados na construção, inclusive aço. 
2.3.1 Método das Tensões Admissíveis 
O primeiro critério adotado foi o de que em nenhum ponto da estrutura deveria ocorrer 
tensão maior que um determinado valor da máxima tensão que o material suportaria. Surgia o 
método da tensão característica, ou da máxima tensão normal. Para os elementos tracionados, 
a imposição de uma tensão característica de cada material, que não fosse ultrapassada pelas 
tensões atuantes, revelou-se um critério coerente e seguro. 
Para os elementos comprimidos ou fletidos tal critérionão se revelou suficiente, 
precisando determinar não mais uma tensão do material, mas sim a carga que poderia levar a 
estrutura ao colapso. Surgiam então os métodos da tensão característica e o do coeficiente 
externo. 
Estes dois métodos foram reunidos em um, genericamente denominado de “Tensões 
Admissíveis”, e que durante muito tempo embasou o dimensionamento das estruturas e as 
normas técnicas, para todos os materiais estruturais. Este método admite o comportamento 
estrutural e as características mecânicas e geométricas de uma estrutura como grandezas 
determinísticas. 
No método das tensões admissíveis as máximas tensões que poderão ocorrer na 
estrutura não devem ultrapassar o valor das tensões de escoamento dos materiais, divididas por 
CCE0182 - Estruturas Metálicas 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 40 
um coeficiente de segurança, “γ”, maior que a unidade. O quociente da tensão de escoamento 
do material pelo coeficiente de segurança é denominado tensão admissível. 
 
σ𝑚á𝑥 < 𝜎 = 
𝑓𝑦𝑘
𝛾
 (2.1) 
 
Sendo: 
 𝜎 → é a tensão admissível; 
fyk → é a tensão de escoamento; 
 γ → é o coeficiente de segurança. 
Este método se originou a partir do desenvolvimento da resistência dos materiais no 
regime elástico e o coeficiente de segurança “γ” deve representar a existência de diversas fontes 
de incerteza que podem estar relacionadas às cargas, resistências dos materiais, modelagem 
estrutural e às imperfeições na execução da estrutura. 
Algumas limitações deste método começaram a ser constatadas e, por isso, atualmente 
adota-se normalmente o Método dos Estados Limites no projeto de estruturas metálicas. Entre 
as principais carências desta metodologia, pode-se destacar a utilização de um coeficiente único 
de segurança que expressa todas as incertezas, independente de sua origem e a não 
possibilidade de considerações de reserva de segurança após a plastificação, visto que o método 
foi concebido para a análise no regime elástico. 
2.3.2 Método dos Estados Limites 
Visando elaborar o projeto de forma mais racional, surgiu o Método dos Estados Limites. 
A base deste método diz que, quando um sistema estrutural é submetido a um determinado 
carregamento, a sua resposta dependerá do tipo e da magnitude das ações aplicadas e também 
da resistência e da rigidez da estrutura. A resposta do sistema é considerada satisfatória quando 
determinados limites de esforços, tensões, deformações ou deslocamentos não são 
ultrapassados. Tais limites são conhecidos como estados limites da estrutura e são definidos por 
normas. 
Segundo a norma brasileira NBR 8681/03, os estados limites de uma estrutura são 
aqueles a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às finalidades do 
projeto. Isto significa que os esforços, as deformações ou os deslocamentos devem ser inferiores 
a certos valores limites, que dependem do material utilizado e do tipo de estrutura. Quando tais 
objetivos não são alcançados, quer dizer que um ou mais estados limites foram excedidos. 
Os estados limites são classificados em: 
a) Estados Limites Últimos (ELU); 
Os ELU estão relacionados ao esgotamento da capacidade portante da estrutura, 
determinando a interrupção do seu uso, no todo ou em parte. Os ELU estão associados a eventos 
CCE0182 - Estruturas Metálicas 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 41 
extremos (cargas excessivas) e, como consequência, ao colapso total ou parcial da estrutura. No 
caso de estruturas de aço, os estados limites últimos podem ser originados por um ou mais dos 
seguintes fenômenos: 
a) Perda de equilíbrio estático da estrutura, ou de uma parte dela; 
b) Ruptura de uma ligação ou seção crítica; 
c) Instabilidade total ou parcial; 
d) Flambagem de barras como um todo; 
e) Flambagem local de elementos de barras. 
b) Estados Limites de Serviço (ELS). 
Os ELS são aqueles que por sua ocorrência, repetição ou duração, provocam danos ou 
efeitos incompatíveis com as condições especificadas para o uso normal da estrutura durante 
sua vida útil. Os ELS estão associados a eventos frequentes (cargas em serviço) e referem-se 
ao desempenho da estrutura, podendo impedir sua utilização para o fim ao qual se destina. Os 
estados limites de serviço podem ser originados por um ou mais dos seguintes fenômenos: 
a) Danos ligeiros ou localizados que comprometam o aspecto estético ou a durabilidade 
da estrutura; 
b) Deformações ou deslocamentos excessivos que afetam a utilização normal da 
estrutura; 
c) Vibrações excessivas que provocam desconforto ou afetam elementos não estruturais. 
De acordo com a norma NBR 8800/08, o método dos estados limites, utilizado para o 
dimensionamento dos componentes de uma estrutura de aço (barras, elementos e meios de 
ligação), requer que nenhum estado limite aplicável seja excedido quando a estrutura for 
submetida a todas as combinações apropriadas de ações. 
O dimensionamento pelo método dos estados limites é um processo de três etapas: 
1. Identificação de todos os estados limites, ou seja, os modos de colapso e as maneiras 
pelas quais a estrutura deixaria de preencher os requisitos para os quais foi projetada; 
2. Determinação de níveis aceitáveis de segurança contra a ocorrência de cada estado 
limite; 
3. Consideração, pelo calculista da estrutura, dos estados limites significativos. 
A 2ª etapa é baseada em métodos probabilísticos, que levam em consideração a 
variabilidade das ações e das resistências. No entanto, no projeto de uma estrutura o calculista 
não lida diretamente com probabilidades. 
2.3.3 Característica do Método dos Estados Limites 
A verificação da segurança e das boas condições de serviço no método dos estados 
limites tem um caráter semi-probabilístico, o qual introduz um tratamento adequado às incertezas 
CCE0182 - Estruturas Metálicas 
 
Faculdades ESTÁCIO SC 42 
nas resistências, nas ações e nos seus efeitos (solicitações), através da definição de valores 
característicos e de cálculo. 
O problema básico de segurança estrutural é assegurar que a resistência da estrutura 
seja suficiente para suportar os efeitos (ou solicitações) da máxima ação ou combinação de 
ações que ela pode estar exposta durante a sua vida útil. De fato, a determinação desses 
parâmetros (resistência e solicitação atuante máxima) não é uma tarefa simples, sendo sempre 
necessárias para a solução a adoção de estimativas e previsões. Assim, fica claro que 
resistências e solicitações não podem ser determinadas precisamente, mas devem ser descritas 
como pertencentes a determinados intervalos, podendo ser modeladas como variáveis 
aleatórias. Nestes termos, portanto, a confiabilidade de um sistema pode ser mais realisticamente 
medida em termos probabilísticos. 
Logo, as solicitações nominais (Sn) e as resistências nominais (Rn) são valores 
característicos obtidos de curvas estatísticas, ou funções densidade de probabilidade (fdp). Em 
geral, são valores característicos inferiores ou superiores, correspondentes a um determinado 
quantil da fdp, por exemplo, 5% ou 95%, como ilustrado na Figura 2.1, em que fs(s) e fr(r) são as 
funções densidade de probabilidades da solicitação e resistência, respectivamente. 
 
Fig. 2.1 – Função densidade de probabilidade da solicitação S ou da resistência R com os valores 
característicos. 
O objetivo de uma análise de confiabilidade de estruturas é expressar a probabilidade de 
que o evento (R > S) ocorra durante toda a vida útil da estrutura (ou um tempo especificado para 
um sistema de engenharia). Isto somente é possível calculando a probabilidade P(R > S). Admitindo