1905Aula 07SistemasEstruturais

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AULA 7:
EXECUÇÃO DE ESTRUTURAS:
SISTEMAS ESTRUTURAIS
Disciplina de Projeto e Construção de Edifícios 
Prof. Alexandre A. Bertini
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Estrutural e Construção Civil
O SISTEMA EDIFÍCIO 
E O
SUBSISTEMA 
ESTRUTURA
HIERARQUIA DO SISTEMA EDIFÍCIO
• O EDIFÍCIO ANALISADO COMO UM 
TODO
• A SUBDIVISÃO HIERÁRQUICA É FEITA 
PELO NÍVEL FUNCIONAL DAS PARTES
•Sistema Fundações
•Sistema Estrutura
•Sistema Vedações
•Sistema instalações
•Sistema Revestimetos
•Sistema Coberta
SISTEMA DE FUNDAÇÕES
SISTEMA DE ESTRUTURAS
2 SISTEMA DE VEDAÇÕES
SISTEMA DE INSTALAÇÕES
4
SISTEMA DE COBERTURA
5
CONCEITOS BÁSICOS
• SISTEMA
Parte do edifício que cumpre uma função. A maior parte funcional de um edifício. (ex.: fundação, estrutura, 
vedações, cobertura)
• ELEMENTO
Parte funcional de um sistema. Geralmente é um agregado de componentes. (ex.: parede de alvenaria, 
painel pré-fabricado, pilar, esquadria de porta)
• COMPONENTE
Produto manufaturado como uma unidade distinta, para servir a uma função específica (ex.: bloco de 
concreto, barra de aço, folha de porta)
O SISTEMA 
ESTRUTURA
• A estrutura é o subsistema com a função de 
prover uma estrutura suporte para o edifício, de 
modo a absorver e transmitir para as fundações, 
com segurança pré-definida, todos os esforços 
incidentes no mesmo
(por exemplo: Peso próprio, cargas de ocupação, 
esforços devidos à deformaçào térmica, etc.)
TIPOLOGIAS DE 
ESTRUTURAS PARA 
EDIFÍCIOS:
CLASSIFICAÇÕES
Classificação
• Quanto à tipologia dos elementos resistentes principais;
• Elementos lineares (estrutura reticulada)
• Elementos planos (placas e chapas)
• Outras – vetores ativos (espaciais, treliçadas), pneumáticas, cascas (superfícies curvas, 
penseis (por cabos), etc.
Elementos lineares (estrutura reticulada)
Características das Estruturas com elementos lineares (em 
barras)
• Elementos lineares – pilares e vigas, 
complementados por lajes (elemento estrutural e de 
vedação horizontal)
• Dicotomia entre a estrutura e as vedações verticais = 
CONFLITOS NA INTERFACE (desempenho) e no 
PROCESSO CONSTRUTIVO
Estruturas Reticuladas
Classificação
Características das Estruturas com elementos lineares (em 
barras)
• A estabilidade estática é garantida pelas 
resistências à compressão e a tração dos 
elementos lineares e pela rigidez do 
conjunto;
• Rigidez do conjunto é garantida por:
• Enrijecimento dos nós;
• Contraventamento (barras, chapas e placas)
• Núcleos de rigidez (poços de escada e elevador, 
etc.)
Estruturas Reticuladas
Classificação
Elementos planos (placas e chapas)
CARACTERÍSTICAS DAS ESTRUTURAS COM ELEMENTOS PLANOS
• Elementos Planos:
• Placas – ex. Lajes (os carregamentos são perpendiculares ao plano médio)
• Chapas – ex. Paredes, painéis (os carregamentos estão contidos no plano médio)
• Um mesmo elemento cumpre as funções de estrutura e de vedação vertical
• A estabilidade estática é garantida pela resistência à compressão (e a tração) 
das chapas, pelo efeito diafragma das placas e pelo acoplamento monolítico de 
todos os elementos.
Classificação
Lajes
Paredes
PLACAS E CHAPAS
Painéis pré-fabrcados de Concreto 
Armado com função 
estrutural/portante (Sistema Pedreira 
de Freitas)
Paredes maciças de 
Concreto 
Classificação
PLACAS E CHAPAS
Alvenaria Estrutural 
Classificação
Outras – vetores ativos (espaciais, treliçadas), 
pneumáticas, cascas (superfícies curvas, penseis (por 
cabos), etc.
Classificação
OutrasTreliças 
Espaciais 
Brasília Shopping Center and Towers
Renaissance Hotel (Coffee Room)
Local: São Paulo
Classificação
Outras
Casca de Alvenaria 
Cerâmica
Classificação
OutrasCasca de Concreto Armado
Classificação
Outras
Estruturas Estaiadas
QUANTO AO PROCESSO DE PRODUÇÃO DOS ELEMENTOS RESISTENTES
• Moldados no local
• Pré-fabricados (em usina)
• Pré-moldados (em canteiro)
Classificação
QUANTO AO PROCESSO DE PRODUÇÃO DAS ESTRUTURAS
• Por montagem (acoplamento mecânico)
• Por moldagem no local
• Por montagem e moldagem no local
Classificação
Pátio Dom Luís 
Praia Shopping - Edifício-garagem 
Natal-RN
Shopping Bourbon 
Processo de produção de estruturas
• Acoplamento mecânico
• Boxes préfabicados de Concreto armado com função estrutural – Construção 
pós-guerra (Europa)
Classificação
Processo de produção de estruturas
• Acoplamento mecânico
Classificação
Calçados Azaléia S/A
Novo Hamburgo-RS
Processo de produção de estruturas
• Acoplamento mecânico
Classificação
Estruturas metálicas
Wood frame - TecVerde
1º Prédio em Wood Frame do Brasil - TECVERDE.mp4
Casas pré-fabricadas de alvenaria –
Olé Casas 
QUANTO AO PROCESSO DE PRODUÇÃO DAS ESTRUTURAS
• Por montagem (acoplamento mecânico)
• Por moldagem no local
• Por montagem e moldagem no local
Classificação
Pátio Dom Luís 
Praia Shopping - Edifício-garagem 
Natal-RN
Shopping Bourbon 
Processo de produção de estruturas
• Por moldagem no local
Classificação
Paredes de concreto
QUANTO AO PROCESSO DE PRODUÇÃO DAS ESTRUTURAS
• Por montagem (acoplamento mecânico)
• Por moldagem no local
• Por montagem e moldagem no local
Classificação
Pátio Dom Luís 
Praia Shopping - Edifício-garagem 
Natal-RN
Shopping Bourbon 
Processo de produção de estruturas
• Por moldagem e montagem no local
Classificação
Processo de produção de estruturas
• Por moldagem e montagem no local
Classificação
QUANTO AOS MATERIAIS CONSTITUINTES DOS ELEMENTOS RESISTENTES PRINCIPAIS
• Madeira (reticulada)
• Alvenaria (elementos planos)
• Concreto (armado e protendido, ambas as tipologias)
• Aço (reticulada)
• Outros e mistos
Classificação
MADEIRA
• Uso restrito no Brasil
• Não tem tradição de uso
• Disponibilidade variável em função da região
• Baixo desenvolvimento setorial
• Inexistência de financiamento dos órgãos públicos
• Política de reflorestamento inadequada
• Exigência de elevado nível de industrialização
Classificação
Materiais constituintes
YINGXIAN PAGODA
CHINA
Construído em 1056
61 m de altura – Mais alta 
etrutura totalmente em madeira
MADEIRA
• Limitações
• Necessidades de tratamento
• Suscetibilidade à incêndio
• Exigência de grande área para estocagem
• Mão-de-obra especializada para produção e montagem
• Legislação restritiva
• Seguro alto
Classificação
Materiais constituintes
Estruturas de coberta
Casa de madeira no Amazonas
MADEIRA
• Vantagens
• Uso de ferramentas manuais
• Equipamentos para transporte de pequeno porte
• Prazo de execução curto
• Baixo custo
Classificação
Materiais constituintes
Edifício de baixa capacidade 
de carga
MADEIRA
• Habitações de lazer de alto padrão
Classificação
Materiais constituintes
Toledos kits casas de madeiras - MG
AÇO
ELEVADA RESISTÊNCIA MECÂNICA
Classificação
Materiais constituintes
ELEVADO POTENCIAL DE UTILIZAÇÃO EM 
EDIFÍCIOS ALTOS
•Empire State 
1931
•412,5 m altura
•Construído em 
18 meses
•Construído em 
18 meses
•Por 42 anos 
maior edifício
•57.000 ton de 
aço
AÇO
• Grande Flexibilidade
• Otimização da construção
• Edifícios altos
• Suscetibilidade a incêndio
Classificação
Materiais constituintes
Edifícios Comericias –
Uso restrito no Brasil
AÇO
• LIMITAÇÕES
• Não existe tradição construtiva
• Precária divulgação do material
• Normaização deficiente
• Uso de normas internacionais
• Mão–de–obra epecializada
• Equipamentos pesados para montagens
• Guindastes, máquinas de solda
Classificação
Materiais constituintes
Edifícios 
Habitacionais 
– Uso restrito 
no Brasil
AÇO
• LIMITAÇÕES
• Competividade e custo depende do 
prazo de execução do edifício
• Necessidade de investimento na 
racionalização global do edifício
• Visão sistêmica
Classificação
Materiais constituintes
O Centro Médico Integrado, em 
Goiânia, projeto de Christine Ramos 
Mahler, foi contemplado com o 
Prêmio Abcem 2003 na categoria 
centros de medicinaAÇO
• ELEVADO POTENCIAL DE RACIONALIZAÇÃO
• Detalhamento prévio do projeto
• Ausência de decisões em canteiros
• Concentrações das atividades em fábrica
• Apenas montagem no canteiro
• Padronização de componentes
• Canteiro limpo
• Maior organização
• Menor prazo de montagem
Classificação
Materiais constituintes
Sistema steel frame requer projetos 
bem detalhados 
e admite variadas formas e 
modulações 
Steel Frame
Woode Frame
AÇO
Classificação
Materiais constituintes
Estação Rodoviária - Marília - SP
Projeto: Pimentel Arquitetura
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Grande potencial de racionalização
Classificação
Materiais constituintes
A ESTRUTURA E A 
VEDAÇÃO VERTICAL É A 
MESMA COISA
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Inicialmente: associado à construção de habitações de Interesse 
Social
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Edifícios de baixa altura
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Edifícios de médio porte
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Edifícios de médio porte
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Edifícios de padrão médio
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Edifícios de alto padrão
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Mão-de-obra: Tradicional da construção civil; devidamente treinada de modo a 
absorver os conceitos de racionalização
Classificação
Materiais constituintes
ELEVADA 
PRODUTIVIDADE 
POTENCIAL
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Desenvolvimento do processo construtivo e de produção
• Projeto Modulado
• Detalhamento Construtivo
Classificação
Materiais constituintes
Projeto para 
Produção
ALVENARIA ESTRUTURAL
Classificação
Materiais constituintes
Projeto para 
Produção
ALVENARIA ESTRUTURAL
Classificação
Materiais constituintes
Projeto para 
Produção
ALVENARIA ESTRUTURAL
Classificação
Materiais constituintes
Projeto para 
Produção
ALVENARIA ESTRUTURAL
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Custo competitivo com o concreto armado
• Regularidade superficial
Classificação
Materiais constituintes
Revestimento de 
pequena espessura
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Ausência quase total de entulho
• Utilização de equipamentos tradicionais
• Instalações junto com a estrutura
Classificação
Materiais constituintes
ALVENARIA ESTRUTURAL
• Limitações:
• Edifícios de média altura
• Baixa possibilidade de alteração da arquitetura
• Necessidade de integração com outros subsistemas
• Necessecidade de componentes de alvenaria com características adequadas
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO PROTENDIDO
• Empregado no Brasil 
desde a década de 50
• Obras de grande porte
• Edifícios comerciais
• Necessecidade de grandes 
vãos
• Grande flexibilidade
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO PROTENDIDO
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO PROTENDIDO
• Vantagens
• Grande flexibilidade
• Racionalização do sistema de fôrmas
• Possibilidade de maior organização do processo
• Limitações
• Mão-de-obra especializada
• Diversidade de materiais a serem estocados e controlados
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO PROTENDIDO
• Limitações
• Equipamentos especiais
• Macacos de protenção
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO PROTENDIDO
• Uso em estruturas pré-fabricadas
• Limitações
• Menor flexbilidade aquitetônica
• Vãos médios (aprox. 10m)
• Pequenas alturas (aprox. 25m)
• Alto custo
Classificação
Materiais constituintes
Edifícios industriais 
e comerciais
CONCRETO PROTENDIDO
Uso em estruturas pré-fabricadas
• Vantagens
• Mão-de-obra tradicional da construção civil no canteiro
• Confere maior limpeza e organização ao canteiro de obras
• Prazo de execução curto
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
MATERIAL MAIS UTILIZADO
MOLDADO NO LOCAL
ESTRUTURA RETICULADA COM 
VEDAÇÃO DE ALVENARIA
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• Constituída de concreto de cimento Portland reforçado com 
armadura, ou passiva ou ativa + passiva
• São moldados no local, com sistemas de fôrmas, ou (em menor 
escala) executadas por montagem a seco de elementos pré-
fabricados, com ou sem moldagem complementar no local
• Produzida tanto com elementos lineares (preponderantemente) 
quanto com elementos planos
• As deformações e deslocamentos são induzidos 
prepoderantemente pela características da matriz de concreto 
endurecido
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• A sua durabilidade é condicionada pela deterioração dos reforços metálicos (a qual, no entanto, é 
dependente das características da matriz do concreto)
• Tem bom comportamento frente ã ação do fogo
• A tecnologia de produção é relativamente simples e amplamente dinfundida em todo o País
• No Brasil é de utilização quase que absoluta, em edifícios de grande altura (com mais de 8 
pavimentos).
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• Vantagens
• Mão-de-obra tradicional da construção civil
• Equipamentos tradicionais
• Grande flexibilidade
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• Custos do edifício
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• R$ Serviços (material e mão-de-obra) por m³ 
de estrutura
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• QUANTO AOS SISTEMAS 
ESTRUTURAIS
(conjunto de elementos estruturais combinados em 
harmonia, que terá a função de suportar as 
solicitações às quais estará submetido)
• Sistema estrutural reticulado
• Sistema estrutural com laje plana
• Sistema estrutural com laje nervurada
• Sistema estrutural com paredes maciças
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• Sistema estrutural reticulado
• Nesses sistema as lajes se apóiam em vigas, e as vigas 
em pilares
• É o sistema mais comum nas edificações brasileiras, 
principalmente nas residências
• A vigas são bem definidas 
• geometricamente e normalmente são alinhadas entre 
pilares; porém, existem situações onde vigas 
secundárias se apóiam em vigas principais, e estas em 
pilares
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• Sistema estrutural com laje plana
• Nesse sistema as lajes se apóiam em pilares sem 
que hajam vigas para realizar a transição dos 
esforços
• Devido aos esforços de punção, algumas 
situações podem requerer o alargamento da 
seção do pilar no encontro com a parte inferior 
da laje, formando capitéis
• As lajes planas também podem possuir vigas de 
borda, no vão da caixa de escada ou no vão dos 
elevadores, sem, contudo, passarem a ser 
classificadas como reticulada.
Classificação
Materiais constituintes
CONCRETO ARMADO
• Sistema estrutural com laje nervurada
• É um sistema que tem características 
semelhantes às da laje plana, diferindo pelo fato 
de remover da laje o concreto que não está 
sendo comprimida
• Difere dos sistema reticulado pela unifomização
das dimensões e espaçamentos das nervuras, 
além de formar visualmente um plano, formado 
pelas nervuras, quando visto de baixo para cima
• As nervuras podem se apresentar em uma ou 
duas direções e podem ser produzidas 
empregando-se moldes plásticos, metálicos, de 
fibra de vidro, ou por elementos que ficam 
incorporados à laje, tais como blocos cerâmicos, 
de concreto celular autoclavado ou 
poliestirenoexpandido (Isopor)
Classificação
Materiais constituintes