199362079-Dimensionamento-de-estruturas-em-Aco

Prévia do material em texto

Dimensionamento
de Estruturas em Aço
Prof. Yopanan C. P. Rebello
Coordenação Geral:
Sidnei Palatnik
www.cursoscbca.com.br
Parte 1
Sobre o autor:
Yopanan Conrado Pereira Rebello
é engenheiro civil pela Universidade Mackenzie (1971),
é mestre e doutor pela FAU-USP (1992).
Diretor Pedagógico da Ycon Formação Continuada
Diretor Técnico da Ycon Engenharia Ltda.
E autor de diversos livros, entre eles:
 “A Concepção Estrutural e a Arquitetura”*
“Bases para Projeto Estrutural”*
“Estruturas de Aço, Concreto e Madeira”*
“Fundações”*
*títulos publicados pela Zigurate Editora – São Paulo
Colaboradores: 
Sidnei Palatnik e Arquimedes da Silva Costa Filho
Ficha técnica:
Produção: CBCA – Centro Brasileiro da Construção em Aço
Coordenação Geral: Sidnei Palatnik
Projeto Gráfico: Caetano Sevilla (Hous Mídia Interativa) e Sidnei Palatnik
Editoração Eletrônica: Caetano Sevilla (Hous Mídia Interativa)
Ilustrações: Sidnei Palatnik e Arquimedes da Silva Costa Filho 
Fotos: Conforme indicado
© 2010 INSTITUTO AÇO BRASIL/CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO
Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualquer meio, sem a prévia autorização desta 
Entidade.
Ficha catalográfica preparada pelo Centro de Informações do IABr/CBCA
 Rebello, Yopanan Conrado Pereira
 Dimensionamento de estruturas em aço / Yopanan Conrado Pereira Rebello;
 Coordenação de Sidnei Palatnik - Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil/CBCA, 2010.
 
 Curso a distância – via Internet
 Modo de acesso: www.cursoscbca.com.br 
 
 ISBN 978-85-89819-23-7
 1.Perfis de aço 2. Dimensionamento de estruturas de aço 3. Mezaninos estruturados em 
 aço 4. Galpões estruturados em aço 5. Edifícios estruturados em aço 6. Curso a 
 distância I. Palatnik, S. 
Av. Rio Branco, 181 / 28º Andar
20040-007 - Rio de Janeiro - RJ
e-mail: cbca@iabr.org.br
site: www.cbca-iabr.org.br 
Capa:
Shopping Flamboyant Goiânia
Foto: Sidnei Palatnik
 
Instituto Aço Brasil / Centro Brasileiro da Construção em Aço
R291s
O conteúdo desta apostila é parte integrante do curso a distância inti-
tulado: “Dimensionamento de Estruturas em Aço”, desenvolvido pelo 
Professor Doutor Engenheiro Yopanan Conrado Pereira Rebello e pelo 
Arquiteto Sidnei Palatnik, para o CBCA – Centro Brasileiro da Construção 
em Aço - e oferecido no link www.cursoscbca.com.br.
Ao prepararmos esta apostila tivemos como único fim oferecer a possibi-
lidade de imprimir o conteúdo escrito do curso, de forma a facilitar
sua leitura.
Ressaltamos que inúmeros recursos multimídia disponíveis na internet 
não se aplicam a esta versão. Ela também não incluiu todo o conteúdo 
disponibilizado no curso, como fóruns de discussão, exercícios, testes
e vídeos, bem como o conteúdo desenvolvido pelos alunos durante
o curso.
Eventuais links para sites, ou outros, apresentados ao longo do texto, 
só funcionarão se utilizados a partir dos links correspondentes das web 
pages, no ambiente de estudo na internet. Da mesma forma, os vídeos 
assinalados ao longo da apostila somente são disponibilizados através
do ambiente de internet do curso. Dependendo do tipo de conexão à 
internet, banda larga ou não, recomendamos que seja feito o download 
dos vídeos oferecidos durante o curso para que possam ser visualizados 
a partir do computador do leitor.
Sobre esta Apostila
1ª Parte - Mezaninos estruturados em Aço
2ª Parte - Dimensionamento de um Mezanino estruturado em Aço
1ª Parte - Galpões Estruturados em Aço
2ª Parte - Dimensionamento de um Galpão estruturado em aço
1ª Parte - Edifícios estruturados em Aço
2ª Parte - Dimensionamento de um Prédio com cinco pavimentos
Considerações sobre o Dimensionamento de Estruturas de Aço
Introdução
Apresentação
Dimensionamento de estruturas em Aço
Módulo 1
Módulo 2
Módulo 3
Módulo 4
Módulo 5
1ª Parte - Perfis de Aço - Tipos e Usos
2ª Parte - Dimensionamento de Estruturas de Aço
O material Aço
Parte 1
Sumário do Curso
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
Apresentação
Seja bem vindo ao curso de Cálculo de Estruturas em Aço, do CBCA.
Neste curso optamos por estabelecer três tipologias que utilizaremos
como base para o nosso estudo.
São elas:
1. Mezaninos
2. Galpões
3. Edifícios de até cinco pavimentos
Ao definirmos estas tipologias acreditamos que estaremos abrangendo grande 
parte das estruturas de aço exe cutadas em nosso país.
Este curso não pretende esgotar o assunto, que é por demais vasto. Nosso 
intuito é abrir um caminho inicial para que cada participante possa continuar 
avançando por si mesmo, através de bibliografia, ou em outros cursos que
pretendemos desenvolver no futuro. 
Nosso principal objetivo é que o conteúdo proposto seja, efetivamente, de or-
dem prática.
É importante esclarecer que não pretendemos tratar de noções básicas
para cálculo de esforços e reações de cargas, cálculos de momentos fletores
e forças cortantes, ou esforços axiais em pilares e em estruturas compostas
de barras.
Recomendamos que, se você estiver esquecido destas questões, estude um 
pouco antes de começar o curso, para por em dia estes assuntos. 
Retome os procedimentos de cálculo para esses esforços.
Vídeo 1 – Apresentação assista on-line
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
Vídeo 2 - O material Aço assista on-line
Introdução
A quantidade de carbono
O aço é uma liga metálica constituída basicamente 
de ferro e carbono. Dependendo do tipo de aço que 
queremos obter, são adicionados outros elemen-
tos, tais como: manganês, silício, fósforo, enxofre, 
alumínio, cobre, níquel, nióbio, cromo e outros.
A quantidade de carbono é de suma importância nas 
características mais relevantes do aço.
Aços com maior quantidade de carbono são mais 
resistentes, porém pouco dúcteis e muito que-
bradiços. Com menos carbono são mais dúcteis, 
mas com menor resistência.
Cada um destes elementos altera as propriedades 
físicas da liga, como sua resistência mecânica, re-
sistência a corrosão, ductilidade e muitas outras.
A ductilidade é um aspecto importante, pois permite 
que sejam visualizadas as deformações em peças 
submetidas a grandes tensões, servindo como aviso 
antes da ruptura, ou permitindo a redistribuição dos 
esforços.
Esta propriedade também é importante para a 
confecção de perfis de chapas dobradas, evitando 
trincas ou quebra nas linhas de dobra.
Figura 0 - Tabela de elementos de liga
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
O capítulo referente às características de fabricação 
do aço faz parte do curso Introdução ao uso do Aço 
na Construção Civil e aqui será oferecido apenas 
como leitura complementar, não sendo nossa inten-
ção nos aprofundarmos nestas questões.
Caso tenha interesse em conhecer este material, 
faça o download da 2ª parte do módulo 1 daquele 
curso. Aos que tiverem interesse em conhecer mais 
sobre o uso do aço na arquitetura e construção, re-
comendamos fazer os dois outros cursos a distância 
oferecidos pelo CBCA:
a. Introdução ao uso do Aço 
b. Sistemas Estruturais em Aço
Curso Introdução ao uso do Aço
Módulo 1 - 2ª parte
Leitura Complementar recomendada:
“O Uso do Aço na Arquitetura”
Prof. Aluizio Fontana Margarido - CBCA - 2008
Em relação ao cálculo de dimensionamento, não se considera o limite de rup-
tura como limite de trabalho do aço e sim o limite de escoamento, pois a partir 
deste ponto as deformações são permanentes e indesejáveis, podendo, inclu-
sive ocorrer a ruptura inesperadamente.
(Material adicional disponível no curso on-line)
(Material adicional disponível no curso on-line)
Dimensionamento
de Estruturas em Aço 
Módulo
1ª parte 1
Parte 1
Módulo 1 : 1ª Parte
Perfis Metálicos Tipos e Usos
1. Perfis Estruturaisde Aço
 página 10
1.1. Perfil Laminado
 página 10
1.2. Perfil de Chapa Dobrada
 página 11
1.3. Perfil de Chapas Soldadas
 página 11
1.4. Principais aplicações dos perfis
 página 12
1.4.1. Cantoneiras
 página 12
1.4.2. Perfil “U”
 página 15
1.4.3. Perfil “I”
 página 17
1.4.4. Perfil “H”
 página 20
1.4.5. Perfil “T”
 página 20
1.4.6. Perfil Tubular
 página 21
1.4.6.1. Usos estruturais de tubos de Aço
 página 22
1.4.7. Chapas
 página 23
1.4.7.1. A utilização das Chapas de aço
 página 23
1.4.8. Barras redondas
 página 24
1.5. Tabelas de Perfis de Aço
 página 24
Sumário
Modulo 1 : 1ª parte
10
As chapas laminadas, por sua vez, podem resultar 
em outros perfis através de seu dobramento ou sol-
dagem com outras chapas, além de diversos outros 
produtos de aço, como telhas, fechamentos laterais 
e pisos. 
Denomina-se perfil estrutural à barra de aço obtida 
por diversos processos e que apresenta a forma
da sua seção com determinadas características 
para absorver determinados esforços.
Os perfis estruturais de aço são obtidos a par-
tir dos lingotes reaquecidos, que passam pelos 
laminadores-desbastadores, onde têm sua seção 
transversal alterada e a estrutura molecular do 
aço trabalhada para atingir características físicas 
apropriadas.
1. Perfis Estruturais de Aço
Figura 01 – Laminador Universal Foto 01: Laminador de tiras a quente. Fonte: Usiminas
Como resultado desta operação são obtidas placas 
ou tarugos de seção quadrada ou retangular. As 
placas são destinadas à fabricação de chapas
e os tarugos à fabricação de perfis estruturais.
Os tarugos são processados, sob pressão, em má-
quinas denominadas laminadores, em três fases: 
bruta, intermediária e de acabamento. Ao final 
desse processo são obtidos os perfis com seções 
adequadas às solicitações estruturais.
(Ver figura 01)
Os perfis estruturais podem ser de três tipos: 
• Perfis Laminados
• Perfis de chapas soldadas
• e Perfis de chapa dobrada 
É importante esclarecer um aspecto fundamental 
quando se pretende trabalhar com estruturas de 
aço: os elementos com que trabalhamos, os perfis 
de aço utilizados como vigas e pilares, diferem bas-
tante dos elementos da construção convencional. 
Em concreto armado, estes elementos estruturais 
variam, principalmente, nas dimensões (Base e 
Altura) e na quantidade de armadura utilizada. Já 
nos perfis metálicos podemos ter uma gama mais 
variada de tipos de perfis, cada qual com caracter-
ísticas próprias, sejam elas de geometria, espes-
sura, tipo de fabricação e com indicação de uso 
dife-renciado, além das próprias características 
do aço, de maior ou menor resistência mecânica, e 
composição química. 
Módulo 1 : 1ª Parte 
Perfis Metálicos - Tipos e Usos
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
11
Foto 02. Laminador de perfis visto da cabine de controle. 
Fonte: Gerdau Açominas
1.1. Perfil Laminado
1.2. Perfil de Chapa Dobrada
É aquele obtido a partir da laminação dos tarugos. 
Suas dimensões são padronizadas e limitadas. Nor-
malmente é utilizado em obras de médio porte. Tem 
como vantagem a redução do trabalho de transfor-
mação da chapa, pois já vem pronto. Os principais 
perfis laminados fabricados no Brasil são: 
• Perfil U
• Perfil I e H
• Cantoneira 
O perfil de chapa dobrada é obtido pelo dobramento 
de chapas a frio. 
Quando as chapas são finas, entre 1,5 mm e 5 mm, 
os perfis recebem a denominação de perfis leves. 
Por serem muito esbeltos exigem cuidados especi-
ais na sua aplicação, tanto quanto à solicitação aos 
esforços como pela possibilidade de fácil
deterioração. 
Existe ainda, a modalidade de perfis muito leves, 
como é o caso dos perfis utilizados na construção 
em Light Steel Framing, cujas espessuras dos per-
fis de aço galvanizado variam de 0,8 a 1,5 mm.
Os perfis conformados a frio são atendidos pelas 
normas NBR 14762:2001 Dimensionamento de es-
truturas de aço constituídas por perfis formados
a frio – Procedimento, e NBR 6355:2003 Perfis
estruturais de aço formados a frio – Padronização.
Os perfis mais pesados podem ser executados com 
chapas que podem chegar à espessura de 25 mm. 
Neste caso são exigidos raios de curvaturas míni-
mos na dobragem para evitar fissuração ou alte-
ração nas características do aço.
Os perfis leves são mais comuns e utilizados em ob-
ras de pequeno porte ou em elementos estrutu-rais 
secundários. Em coberturas, o uso de perfil
de chapa dobrada costuma ser o mais econômico.
Os perfis de chapa dobrada permitem variação
de forma e dimensões das seções, mas podem, 
também, ser encontrados prontos e padronizados.
Os perfis de chapa dobrada mais comuns são: 
• Perfil U, simples e enrijecido
• Cantoneira 
 
Foto 03 – Estrutura em light Steel Framing.
Fonte: Sidnei Palatnik
Modulo 1 : 1ª parte
12
1.4. Principais aplicações dos perfis
Para escolher o perfil mais adequado para cada 
aplicação, é de fundamental importância lembrar 
o princípio da distribuição das massas nas seções. 
Este princípio relaciona as formas das seções das 
peças estruturais com os esforços a que são sub-
metidas.
Resumidamente esse princípio pode ser assim 
exposto: 
• O esforço de tração simples convive bem com 
qualquer forma de seção. Se a intenção for trabal-
har com peças esbeltas é recomendado o uso de 
seções em que o material esteja concentrado junto 
ao centro de gravidade da seção.
• O esforço de compressão simples pode provocar 
flambagem, daí peças comprimidas exigirem seções 
mais rígidas, ou seja, aquelas em que o material 
esteja mais afastado do centro de gravidade, de 
preferência em todas as direções.
• O esforço de flexão exige formas de seção em
que o material encontre-se longe do centro de 
gravidade, mas apenas em relação ao eixo em
torno do qual ocorre o momento fletor.
Nota: Para informações mais detalhadas sobre
este assunto recomendamos consultar o livro “A 
concepção estrutural e a arquitetura”, do Prof. 
Yopanan C.P. Rebello, São Paulo, Zigurate Editora, 
2003, p.61.
A seguir serão apresentados os perfis estruturais 
mais comuns, mostrando como são obtidos, e suas 
aplicações mais adequadas.
Figura 02
1.4.1 Cantoneiras
As cantoneiras (ver figura 02) podem ser obtidas 
por dobramento de chapa, ou laminadas (produto 
de siderúrgica). São especificadas em projeto pela 
letra L, seguidas das dimensões da seção, especifi-
cando primeiro as larguras das abas, seguidas da 
sua espessura. As dimensões das cantoneiras lami-
nadas são expressas em polegadas e as de chapa 
dobrada, em mm.
1.3. Perfil de Chapas Soldadas
Perfil de chapas soldadas é o perfil obtido pela sol-
dagem de chapas entre si. Permite grande varie-
dade na forma e dimensões das seções; As chapas, 
com as mais diversas espessuras, variando entre 
5 e 50 mm, e que podem, ainda, estar previamente 
dobradas, quando soldadas entre si originam as 
mais diversas possibilidades de seções. 
Devido ao custo de fabricação mais elevado esse 
tipo de perfil é utilizado em obras de médio a grande 
porte. No entanto, quando o projeto exigir seções 
com formas especiais, essa solução também pode 
ser usada em obras de menor porte.
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
13
Exemplo: L 4” x 4” x ½” ou L 100 x 100 x 12,5 mm.
Os usos mais comuns para as cantoneiras são apresentados a seguir:
a) Elemento de ligação entre peças (Ver figura 03)
Figura 03 Foto 04 - Cantoneira soldada em uma viga e parafusada 
em outra. Fonte: Sidnei Palatnik
b) Barras de treliças, principalmente em tesouras de telhado (Ver figura 04)
É recomendável que as barras das treliças sejam 
formadas por cantoneiras duplas, para que o cen-
tro de gravidade da força passe pelo c.g. da seção, 
evitando-se assim excentricidadesque resultem
em esforços indesejáveis.
Figura 04
A ligação entre as cantoneiras é feita através
de chapas nas quais estas são soldadas ou para-
fusadas.
Modulo 1 : 1ª parte
14
d) Reforços de chapas de piso ou vedação (Ver figura 06)
As cantoneiras se comportam como nervuras 
aumentando a rigidez da chapa. Caso a chapa não 
fosse enrijecida pelas cantoneiras, sua espessura 
teria que ser maior, resultando em peso e custos 
mais elevados.
figura 06
Foto 05
Fonte: Sidnei Palatnik
c) Composição de pilares (Ver figura 05)
Neste caso, com pequena quantidade de material 
pode ser obtida uma coluna, bastante rígida e com 
uma seção com grande momento de inércia.
Figura 05 – Pilar composto de cantoneiras e chapa
É de capital importância que, para garantir que as 4 
cantoneiras não trabalhem independentes, mas sim 
como uma única seção formada por 4 cantoneiras, 
se evite o escorregamento relativo entre elas. Para 
isso é necessário ligar as cantoneiras com trava-
mentos adequados, sendo o mais eficiente aquele 
que forma triângulos, como aparece na Foto 05.
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
15
1.4.2 Perfil “U”
O perfil U (ver figura 07) pode ser obtido por dobra-
mento de chapa ou por laminação em siderúrgica. 
Sua especificação é feita pelo uso do símbolo
“ [ “, seguido das dimensões da seção e do peso
por metro linear. 
No caso de perfis laminados é fornecida a altura 
da alma em polegadas seguida do peso por metro 
linear; 
No caso dos perfis de chapa dobrada, são forneci-
das todas as dimensões da seção em milímetros, na 
seguinte seqüência: altura, largura e espessura.
Os perfis U de chapa dobrada podem ser enrijeci-
dos para aumentar sua inércia em relação ao seu 
eixo vertical (de menor inércia). Esse enrijecimento 
é dado pelo dobramento de seus extremos. Este 
dobramento recebe o nome de lábio. Neste caso o 
perfil é especificado na seguinte seqüência: altura, 
largura, espessura e lábio.
Exemplos:
[ 8” x 17,11 para perfil laminado
[ 100x50x3 para perfil de chapa dobrada
[ 100x50x3x 20 para perfil de chapa dobrada
enrijecido
Nos perfis laminados, para cada altura de alma são 
fabricados diversos perfis com várias espessuras
de alma e mesa. Em vista disso pode-se, mais popu-
larmente, substituir a especificação através do peso 
pela posição do perfil no catálogo de fabricação.
Exemplo: [ 8” x 17,11 ou [ 8” 1a alma
A denominação 1a alma significa que foi escolhido, 
dentre os perfis de 8” de altura que aparecem no 
catálogo, aquele que apresenta espessura de alma 
mais fina e que, portanto, aparece em primeiro 
lugar no catálogo.
Os perfis “U” são comumente usados nas seguintes 
situações:
a) Barras de Treliças de grande porte (Ver figura 08)
Figura 07
Foto 06 – Perfil U laminado
Figura 08
Modulo 1 : 1ª parte
16
b) Composição de pilares através da soldagem dos 
perfis entre si ou com chapas ou cantoneiras. (Ver 
figura 09) 
Observe-se a intenção de jogar material longe do 
centro de gravidade da seção com o intuito de di-
minuir o efeito da flambagem.
Recomenda-se que as abas do perfil estejam volta-
das para baixo, a fim de que não haja acúmulo de 
poeira ou água oriunda da condensação da umidade 
do ar, o que pode provocar corrosão
d) Vigas para pequenas cargas e vãos (Ver figura 11)
c) Terças para apoio de telhas de cobertura
(Ver figura 10a e 10b) 
As terças são vigas que apóiam as telhas e que
por sua vez apóiam-se nas tesouras.
O uso de um único perfil deve ser restrito a cargas 
e vãos pequenos, pois devido a assimetria da seção 
existe a tendência de ocorrer torção. Para melhor 
desempenho, da viga, recomenda-se a composição 
de dois perfis “U”, de forma a tornar a seção simé-
trica e não sujeita à torção. Esta solução permite o 
seu uso em vigas com cargas e vãos maiores, mas 
tem contra si um razoável aumento de custo, uma 
vez que a alma passa a ser dupla.
Outro fator que torna a composição de perfis U 
menos eficiente para uso em vigas é embasado no 
princípio da distribuição de massa nas seções. As 
vigas são submetidas predominantemente a mo-
mento fletor e, como foi visto, a melhor seção para 
esse esforço é aquela que concentra material longe 
do centro de gravidade na direção normal ao eixo 
em torno do qual ocorre a flexão. Quando dois perfis 
U são compostos, a concentração de material se dá 
na alma, quando o melhor seria nas mesas.
e) Viga para apoio de degraus de escada
(Ver figura 12)
Figura 09 Figura 11
Figura 11
Figura 10a
Figura 10b
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
17
1.4.3 Perfil “I”
O perfil “I” (ver figura 13) pode ser obtido por lami-
nação na usina siderúrgica ou pela soldagem
de três chapas. 
Os perfis “I” laminados, são especificados em 
projeto, pela letra I acompanhada da dimensão da 
sua altura em polegada ou milímetro, seja padrão 
americano ou europeu, seguida do seu peso por 
metro linear. No padrão americano, pode-se infor-
malmente substituir a especificação do peso pela 
posição do perfil na tabela do catálogo
do fabricante (1ª alma, 2ª alma,...).
Os perfis de chapa soldada, quando não obtidos in-
dustrialmente, são especificados pela sigla VS (viga 
soldada), seguida da sua altura em milímetro
e do seu peso por metro linear.
Alguns fabricantes têm suas próprias siglas. Os 
perfis laminados produzidos pela Açominas são 
especificados pela letra W. Os perfis soldados da 
Usiminas pela sigla VE, onde a letra E indica que 
são executados por eletrosoldagem. A Usiminas ai-
nda usa a sigla VEE para perfis I eletrosoldados que 
têm as mesmas seções dos perfis laminados padrão 
americano.
Exemplo:
 
I 12” x 60,6 x 60,6 kgf/m ou
I 12” - 1ª alma
VS 300 x 62
W 310 x 28,3
VE 250 x 19
Foto 07 – Perfil I laminado
Fonte: Sidnei Palatnik
Figura 13
a) Viga 
O uso como viga é a principal e mais importante 
aplicação desse perfil. Sua forma de seção é ex-
tremamente adequada para absorver os esforços
de flexão, já que suas mesas constituem elementos 
de grande quantidade de massa, afastados
do centro de gravidade da seção. 
Os perfis “I” podem ser usados como:
Modulo 1 : 1ª parte
18
Muito interessante é, também, o uso do perfil “I” 
associado ao concreto, compondo vigas mistas
de seção “T”. Nesse caso o concreto absorve a 
compressão e o aço a tração, devidas ao momento 
fletor, resultando em vigas muito resistentes e com 
pouca altura, pois os dois materiais são solicitados 
dentro de suas melhores características mecânicas. 
(Ver figura 15)
b) Viga vierendeel alveolar
 
Essa viga é obtida pelo corte da alma de um perfil 
“I”, na altura conveniente, e posterior soldagem das 
partes cortadas, resultando em uma viga de maior 
resistência com a mesma quantidade de material. 
Este tipo de viga permite a passagem de tubulações 
através de sua alma. O uso deste tipo de viga deve 
ser bem avaliado, pois o seu processo de obtenção 
gera custos mais elevados. (Ver figura 16)
Figura 14
Figura 16
Figura 16b
Figura 15
Todos os perfis I, sejam laminados ou soldados, têm 
a espessura da mesa maior que a da alma, e com-
patível com o princípio de distribuição de massa
na seção. (Ver figura 14)
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
19
Foto 7a - Corte do perfil para fabricação de viga alveolar. 
Fonte: Gerdau Açominas
Nota: Para mais informações sobre o comportamento da 
viga vierendeel recomendamos consultar o livro “Bases 
para Projeto Estrutural”, do Prof. Yopanan C.P. Rebello, 
São Paulo, Zigurate Editora, 2007, p. 80.
Foto 7b - Montagem de viga alveolar. 
Fonte: Gerdau Açominas
Figura 17
c) Pilar isolado para pequenas cargas.
 
A seção em I não é a melhor para forças de com-
pressão, portanto para pilares, pois a forma da 
seção resulta em uma maior rigidezna direção 
paralela à alma do que na direção normal a ela. 
Essa característica impede o uso de perfis I para 
pilares mais solicitados e mais longos.
d) Composição de pilares.
Pilares podem ser compostos através da soldagem 
direta de dois perfis ou pela ligação de dois perfis 
por meio de chapas ou cantoneiras, de uma maneira 
semelhante à utilizada para perfis U. (Ver figura 17)
Modulo 1 : 1ª parte
20
Figura 18
O perfil H (ver figura 18) pode ser obtido pela sol-
dagem de 3 chapas ou por laminação. Se diferen-
cia geometricamente do perfil “I” por apresentar 
largura de aba igual à altura da alma.
As indicações em desenho são semelhantes às do 
perfil “I”, exceto que os perfis não industrializados 
de chapa soldada recebem a sigla CS, iniciais de 
Coluna Soldada.
Os perfis laminados produzidos pela Gerdau Açomi-
nas recebem a sigla W ou HP. Os perfis eletrosolda-
dos, produzidos pela Usiminas, recebem a sigla CE, 
de Coluna Eletrosoldada.
Exemplos: CS 300 x 26 - W 310 x 93 - CE 300 x 76
Os perfis soldados, quando não são produzidos 
industrialmente, podem ser especificados generi-
camente, seja perfil I ou H, pela sigla PS de Perfil 
Soldado. Como estas seções não são tabeladas elas 
deverão ser identificadas na prancha de desenho 
em tabela própria, onde todas as dimensões sejam 
especificadas. Normalmente a ordem de identifica-
ção é: altura do perfil, largura da mesa, espessura 
da mesa e espessura da alma.
O Perfil T pode ser obtido pelo corte de um perfil “I” ou de perfil “H”. Quando obtido por laminação apre-
senta dimensões bastante reduzidas. Por não ser muito econômico, o perfil “T” tem pouca utilização estru-
tural, sendo principalmente usado na composição de caixilhos. Sua indicação em desenho é semelhante à 
da cantoneira, substituindo-se a espessura da alma pelo peso por metro linear. 
Exemplo: T 4” X 4” X 20 kgf/m.
1.4.4 Perfil “H” 
1.4.5 Perfil “T” 
 O perfil “H”, pelas suas características geométri-
cas, é quase que unicamente utilizado como pilar, 
pois apresenta boa rigidez em ambas as direções, 
respondendo bem ao esforço de compressão axial.
A inércia de sua seção faz com que o perfil “H” seja 
indicado, também, para pilares submetidos a flexo-
compressão (flexão + compressão axial).
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
21
Os perfis tubulares podem ser obtidos pelo proces-
so de extrusão, quando não apresentam costura, ou 
pela calandragem (processo para curvar chapas ou 
perfis) de chapas e posterior costura. Os primeiro 
são chamados “tubos sem costura” e os últimos 
“tubos com costura”. 
Não há diferença quanto às propriedades físicas de 
um ou outro, mas apenas no processo de fabricação 
onde os tubos de maiores dimensões são obtidos 
com costura e os de menores sem costura.
Os tipos de seções tubulares
As seções dos tubos podem ser circulares, quadradas ou retangulares.
1.4.6 Perfil Tubular
No Brasil, os tubos sem costura são fabricados com 
dimensões que não ultrapassam 355 mm de diâ-
metro externo.
Nota:
Para conhecer mais sobre o uso de tubos estrutur-
ais, recomendamos o livro eletrônico “Imagination 
& Inspiração” publicado pela V&M e disponível em 
http://www.vmtubes.com.br/vmb/livro_vem/index.html
Os tubos são especificados em projeto pela dimen-
são externa seguida da espessura em milímetros. 
Exemplos:
200 x 3 (tubo circular)
150 x 80 x 2 (tubo retangular)
 
Um sério problema dos perfis tubulares é a
possibilidade de sofrerem deterioração de dentro 
para fora e que não pode ser detectada visualmente. 
Por isso recomenda-se o uso de tubos em aços
de maior resistência à corrosão.
Foto 08 Foto 09a
Fotos 09a e 09b – Calandragem de perfil tubular de seção 
circular em seção retangular. Fonte: V&M 
Modulo 1 : 1ª parte
22
1.4.6.1. Usos estruturais de tubos de Aço
Os Tubos de aço podem ser usados em:
a) Barras de treliças planas e espaciais.
Os perfis tubulares, por possuírem massas
igualmente distanciadas do centro de gravidade, 
prestam-se bem à utilização em barras submetidas 
tanto a tração como compressão, como ocorre nas 
treliças.
 Apresentam certas dificuldades em relação às 
ligações entre as barras, embora já existam siste-
mas bastante eficientes para execução de nós em 
treliças com tubos cilíndricos (ex.: Sistema Mero 
para treliças espaciais).
b) Barras submetidas à torção
Os perfis tubulares, principalmente os cilíndricos, 
são os que melhor absorvem esforços de torção por 
possuírem massas igualmente distanciadas do cen-
tro de gravidade. Os perfis I, por exemplo, tem um 
desempenho fraco sob a ação de torção, pois a alma 
concentra material próximo ao centro de gravidade.
d) Vigas
Os perfis tubulares retangulares podem ser usados 
como vigas. Do ponto de vista econômico os perfis 
tubulares são menos eficientes que os perfis I, pois 
ao contrário destes apresentam maior concentra-
ção de massa na alma, o que contraria o princípio já 
bastante comentado.
c) Pilares
Talvez seja essa a mais interessante aplicação dos 
perfis tubulares, pois apresentam maior eficiên-
cia contra a flambagem com menor consumo de 
material. São executados vazados ou preenchidos 
com concreto, quando então se obtém uma grande 
resistência com seções bastante esbeltas.
Foto 10 – Treliça espacial. Fonte: Sidnei Palatnik
Foto 11 – Centro Empresarial do Aço – CEA.
Fonte: Sidnei Palatnik
 Além disso, sistemas computadorizados de corte 
a plasma executam o recorte da seção dos tubos 
circulares de tal forma que os encontros de dois 
tubos sejam exatos, permitindo ligações soldadas 
de grande qualidade.
Dimensionamento de Estruturas em Aço – parte 1
23
1.4.7 Chapas
1.4.7.1. A utilização das Chapas de aço
Tipo de chapa de aço Espessuras Tamanhos
Chapa fina 0,31 a 4,76 mm 6,0m ou em bobinas
Chapa grossa 5,20 a 63,5 mm 1,22 m de largura por até 10.67m 
de comprimento
 
As chapas de aço são obtidas através da laminação 
dos lingotes ou placas. Classificam-se em finas e 
grossas, conforme suas espessuras. 
As chapas finas variam de 0,31mm a 4, 76 mm de 
espessura e são fornecidas em peças de até 6.0m 
de comprimento ou em bobinas.
As chapas são utilizadas em:
a) Conformação de perfis estruturais (perfis de 
chapas dobradas). Para esta finalidade são usadas 
apenas chapas finas.
A soldagem de chapas em perfis que necessitam de 
reforço propicia um aumento bastante sensível na 
sua resistência. (Ver figura 19)
b) Elementos de ligação de perfis em nós de treliças 
ou outros sistemas. A forma da chapa é função do 
tipo de ligação a ser executada.
c) Reforço de estruturas existentes.
No exemplo acima, foi obtido um aumento de 21% 
na resistência da peça com apenas 10% a mais de 
peso.
As chapas grossas possuem espessuras que variam 
de 13/64” (5,2 mm) a 2 1/2” (63,5 mm) e são normal-
mente especificadas em polegada. São fornecidas 
em peças de até 1,22 m de largura por até 10.67m de 
comprimento.
Figura 19
Foto 12 – Estrutura em perfis de chapa dobrada.
Fonte: Sidnei Palatnik
Modulo 1 : 1ª parte
24
1.4.8. Barras redondas.
1.5 Tabelas de Perfis de Aço
As barras redondas são obtidas por laminação. Seu diâmetro varia de ½” (12,5 
mm) a 4” (102,0 mm). As barras redondas são, basicamente, usadas para con-
fecção de chumbadores, parafusos e tirantes.
Além desta fonte, o site Metálica (www.metalica.
com.br) inclui, entre suas páginas, uma seção dedi-
cada a publicação de tabelas dimensionais forneci-
das pelos fabricantes de diversos tipos de perfis e 
produtos de aço.
Estão disponíveis para consulta e download no link:
http://www.metalica.com.br/pg_dinamica/bin/pg_dinami-
ca.php?id_pag=1729
Nota: Recomendamos sempre consultar os catálo-
gos dos fabricantes de perfis para verificação dos 
dados técnicos.
Leitura Recomendada :
O uso doAço na Arquitetura 
Cap. 3 : Perfis Metálicos: Métodos de Obtenção e 
Padronização, do Prof. Aluízio Fontana Margarido
Este capítulo contém as principais tabelas
de perfis de aço utilizados. 
(Material adicional disponível no curso on-line)