teorico 2

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Projeto de Edificações
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Antonio Carlos da Fonseca Bragança Pinheiro
Revisão Textual:
Prof. Me. Luciano Vieira Francisco
Concepção Estrutural
Concepção Estrutural
 
 
• Conhecer os conceitos gerais que devem nortear um engenheiro na escolha dos sistemas 
estruturais, tanto sob o aspecto tecnológico, quanto pelo aspecto do custo e tempo de execução;
• Conhecer o conceito de concepção e de estruturas de concreto armado;
• Conhecer as concepções das estruturas de aço e de madeira.
OBJETIVOS DE APRENDIZADO 
• Introdução;
• Conceitos de Concepção;
• Concepção de Estruturas de Concreto Armado;
• Concepção de Estruturas de Aço;
• Concepção de Estruturas de Madeira.
UNIDADE Concepção Estrutural
Introdução
O termo concepção vem da palavra latina conceptĭo, que é associada à ação e ao 
resultado da criação de algo. Assim, a ideia de concepção é sinônimo de fecundação, 
ou mesmo de geração, no sentido da criação de algo novo e exclusivo.
Dessa maneira, a palavra concepção também pode ser entendida como a ca-
pacidade de conceber, entender ou julgar algo. Significa realizar a concepção no 
sentido de percepção, ideia, ou mesmo a noção da concepção em relação a algo ou 
a alguém. 
Entre os diversos conceitos, a concepção pode ser percebida como sinônimo de 
elaboração, sendo assim relacionada à criação de um plano ou projeto.
Conceitos de Concepção
A concepção de um empreendimento de construção civil está relacionada a várias 
áreas de conhecimento (disciplinas) que são inter-relacionadas como, por exemplo, 
estruturas (superestrutura e infraestrutura), instalações (elétricas, hidrossanitárias, de 
ar-condicionado, segurança patrimonial etc.) e acabamentos (pinturas, revestimento 
de paredes, revestimento de pisos etc.), coberturas. 
Todas as áreas de conhecimento que são relacionadas à concepção de um empre-
endimento (arquitetura, estruturas, instalações elétricas, instalações hidrossanitárias, 
instalações de segurança patrimonial etc.), têm como objetivo atender às necessi-
dades e aos desejos do consumidor e futuro usuário das edificações. Para isso, os 
empreendimentos devem atender a requisitos de desempenho e de sustentabilidade.
Uma das mais importantes áreas de conhecimento (disciplina) de um empreendi-
mento de construção civil é a área estrutural. É fundamental a característica compor-
tamental das estruturas, sendo a escolha adequada de sua concepção estrutural um 
dos fatores principais para a viabilidade financeira de um empreendimento.
A concepção da estrutura de uma edificação, chamada também de estruturação 
ou lançamento da estrutura, é a escolha de um sistema estrutural que seja autopor-
tante, isto é, capaz de suportar adequadamente todas as demais cargas que poderão 
ocorrer nas edificações, durante a sua vida útil.
Na edificação, a estrutura é definida como o conjunto de elementos estruturais 
que a compõe (lajes, vigas, pilares, fundações etc.), com a função de manter as edifi-
cações estáveis, estaticamente seguras durante a construção e utilização. 
As estruturas têm a função de possibilitar a execução das diferentes formas arqui-
tetônicas a que as edificações foram projetadas, possibilitando a constituição dos es-
paços livres para a utilização das pessoas (corredores, banheiros, garagens, piscinas, 
quadras, salas, salões etc.) nos ambientes das edificações.
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O projeto arquitetônico é a base inicial para a elaboração dos projetos estruturais 
das edificações. A partir do projeto de arquitetura é feito o posicionamento dos ele-
mentos estruturais, de forma a atender à distribuição dos diferentes ambientes compar-
timentalizados (corredores, banheiros, garagens, piscinas, quadras, salas, salões etc.) 
nos diversos pavimentos das edificações. 
Ademais, as estruturas devem ser adequadas às características resistentes do solo 
em que serão apoiadas as edificações (capacidade de carga do solo, altura do nível 
de lençol freático etc.). 
A concepção das estruturas das edificações tem como resultado um arranjo es-
trutural, que é representado pela combinação adequada dos diversos elementos que 
compõem as estruturas, cuja finalidade é resistir adequadamente às ações que pode-
rão atuar durante a sua vida útil. 
O arranjo dos elementos estruturais tem como objetivo atender, simultaneamen-
te, a requisitos de projeto como, por exemplo, estética, durabilidade, funcionalidade 
e segurança.
Algumas diretrizes do projeto de arquitetura são importantes na condução da 
concepção das estruturas das edificações como, por exemplo:
• Dimensões máximas dos elementos estruturais: as dimensões das estruturas 
em planta devem ser limitadas, geralmente, a 30 m, no máximo. Essa limitação 
tem como objetivo atender à Norma Brasileira de Regulamentação (NBR) da 
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 6118:2014 – Projeto de 
estruturas de concreto – procedimento. A intenção das dimensões-limites dos 
elementos estruturais é diminuir os efeitos da retração, causados pela variação 
de temperatura (tensões e deformações que podem gerar esforços não previstos 
no cálculo estrutural, bem como fissuras nos materiais construtivos frágeis como 
as alvenarias de vedação). Para atender a essa prescrição da NBR pode ser ne-
cessária a utilização de juntas de dilatação (juntas de separação estrutural), que 
resultam em blocos de estruturas independentes entre si;
• Elementos estruturais embutidos: esta condição, geralmente, ocorre nas edi-
ficações residenciais. Nestes tipos de edificações, comumente, os projetos de 
arquitetura determinam que as vigas e os pilares devem estar embutidos nas 
paredes de alvenaria de vedação dessas edificações;
• Estética: os elementos estruturais devem atender às condições determinadas 
nos projetos de arquitetura, quanto à forma e estética global;
• Estabilidade global das estruturas: nas edificações que são compostas por 
múltiplos pavimentos, a verificação da estabilidade global das estruturas tem 
grande importância para o conjunto estrutural não entrar em colapso em de-
terminado tipo de carregamento. Nestes tipos de edificações, a ação horizontal 
de atuação do vento nas estruturas pode ter carga com valores significativos. 
Deve-se ter cuidado com as especificações adequadas às seções transversais das 
vigas e dos pilares, e com as especificações dos elementos que compõem as 
estruturas de contraventamento dessas edificações;
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UNIDADE Concepção Estrutural
• Locação dos elementos estruturais: estes devem ser posicionados em função 
de seus comportamentos primários. Por exemplo, vigas devem trabalhar a flexão, 
enquanto os pilares devem trabalhar a compressão;
• Posicionamento de pilares: no caso da distribuição dos pilares nas edificações, 
deve-se ter atenção para que os seus posicionamentos não os faça passar em 
vãos de portas ou de janelas, bem como que no pavimento das garagens os seus 
posicionamentos possibilitem a existência do maior número possível de vagas, e 
facilitem adequadamente o fluxo dos veículos nesses pavimentos;
• Transmissão direta das cargas: deve ocorrer da forma mais direta possível, 
isto é, sem a utilização de elementos estruturais secundários. Ademais, deve dis-
tribuir os elementos estruturais para que as ações (cargas permanentes, cargas 
variáveis etc.) tenham a trajetória mais curta, isto é, pelo menor número possível 
de elementos estruturais até chegarem às fundações (lajes se apoiando em vigas 
e estas se apoiando em pilares). Deve-se evitar, sempre que possível, a trans-
missão de cargas de vigas sobre outras vigas (apoios indiretos) e apoio de pilares 
sobre vigas (vigas de transição). 
Existem diferentes alternativas para a execução das estruturas das edificações 
como, por exemplo (Figura 1):
Exemplos de alternativas
para estruturas de
edi�cações
Concreto
moldado in loco
Concreto
pré-fabricado
Estruturas
mistas
Parede
armada Lajes nervuradas
Lajes planasAço
Alvenaria
estrutural
Figura 1 – Exemplos de alternativas para estruturasde edificações
Entre as concepções estruturais que são possíveis de serem realizadas nas edifica-
ções, é importante saber identificar qual será capaz de oferecer vantagens significa-
tivas com relação às demais alternativas.
Para maximizar os investimentos que deverão ser aplicados na construção das 
edificações, entre os possíveis aspectos que serão considerados nas concepções es-
truturais, deve-se definir quais serão os mais importantes. 
A concepção estrutural a ser adotada em determinada edificação é aquela que tra-
rá mais benefícios que as demais opções. Por isso é importante identificar os fatores 
que devem ser utilizados para essa tomada de decisão.
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Os aspectos mais relevantes que devem ser considerados na comparação de solu-
ções estruturais são os seguintes (Figura 2):
Aspectos para
comparação de
soluções estruturais
1. Características do
empreendimento
3. Método de
Trabalho da
Construtora
2. Fluxo de Caixa
da Obra
4. Ênfase 
no custo
Figura 2 – Aspectos para a comparação de soluções estruturais
Características do Empreendimento
Cada empreendimento tem particularidades que influenciam diretamente a esco-
lha da melhor concepção estrutural, entre as quais, por exemplo (Figura 3):
• Altura da construção: geralmente as construções com mais de vinte pavimen-
tos tornam inviável a alternativa baseada em alvenaria estrutural, por questões 
técnicas e/ou econômicas;
• Tipo de ocupação (residencial, comercial, industrial): as construções que 
utilizam forros nos ambientes internos (por exemplo, as edificações comerciais) 
empregam estruturas com lajes nervuradas (lajes grelhas). A utilização de lajes 
nervuradas não é comum nas edificações com uso residencial;
• Geometria e vãos livres: as formas geométricas das edificações, quando são 
consideravelmente irregulares, podem dificultar a utilização da alvenaria estru-
tural como concepção também estrutural. Neste caso, é necessária a utilização 
de complementos estruturais que sejam feitos com formas e concretos especiais 
(graute). A utilização de complementos estruturais reduz a produtividade desse 
processo construtivo estrutural;
• Repetitividade: quando existente nas obras industriais, auxilia no aumento da 
velocidade de execução das estruturas, reduzindo significativamente os custos 
do processo construtivo;
• Localização da obra: pode ser um fator importante para a obtenção dos in-
sumos necessários à execução da construção e, consequentemente, redução de 
seu custo;
• Tipo de solo: quando o tipo de solo onde será feita a construção tiver pouca 
capacidade de carga, será necessária a utilização de estruturas mais leves, para 
que possa haver economia na execução de suas fundações.
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UNIDADE Concepção Estrutural
Características que
in�uenciam a
concepção estrutural
1. Altura da
contrução
2. Tipo de
Ocupação
3. Geometria e
vãos livres
4. Repetitividade
5. Localização
da obra
6. Tipo
de Solo
Figura 3 – Características que influenciam a concepção estrutural.
Fluxo de Caixa da Obra
O fluxo de caixa é uma das variáveis importantes para a comparação das possí-
veis soluções estruturais. É definido pela quantidade monetária que será aplicada na 
construção, conforme um cronograma físico-financeiro. 
A velocidade das atividades dos processos construtivos utilizados nas edificações 
é diretamente relacionada ao seu fluxo de caixa.
Em obras industriais e comerciais (shopping centers), os processos construtivos in-
dustrializados (processos pré-fabricados), geralmente são mais viáveis. Nesses casos, os 
elementos pré-fabricados possibilitam a redução do tempo de construção, viabilizando o 
retorno do investimento – Return Over Investment (ROI) – mais rápido, devido à ante-
cipação da utilização dessas edificações. Nesse caso, o custo mais elevado de processos 
construtivos pré-fabricados pode ser compensado pela antecipação da entrega da obra.
Obras residenciais, geralmente, não utilizam estruturas pré-fabricadas por ques-
tões de arquitetura e necessidade de maiores investimentos em seu início. 
Portanto, nas obras residenciais a utilização de processos pré-moldados, ou de 
outros sistemas industrializados, somente se justifica em função de fatores como os 
seguintes (Figura 4):
Fatores que
justi�cam sistemas
industrializados em
obras residenciais
3. Ganho de
Qualidade
2. Redução de
Desperdícios
1. Racionalização
da construção
Figura 4 – Fatores que justificam sistemas industrializados em obras residenciais
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Método de Trabalho da Construtora
Os métodos de trabalho utilizados pelas construtoras, ou critérios de execução de 
obras, geralmente limitam, ou direcionam, as opções de concepção estrutural.
Algumas das variáveis associadas à experiência das construtoras, que podem ex-
cluir algumas concepções estruturais, são as seguintes:
• Características da mão de obra disponível para a execução da estrutura;
• Insucessos na aplicação de tecnologias estruturais anteriores;
• Localização dos empreendimentos e disponibilidade de insumos;
• Receio de realizar mudanças na concepção estrutural por questões de implanta-
ção de novas rotinas de procedimento;
• Incertezas dos resultados (financeiros, tecnológicos, temporais etc.) dos empre-
endimentos com a utilização de novas concepções estruturais.
Qualquer concepção estrutural a ser adotada na construção de uma edificação 
será segura, sempre que forem observadas as normas técnicas relacionadas a cada 
sistema estrutural.
As NBR da ABNT indicam que no projeto estrutural das edificações devem ser 
observados os limites de ruptura dos elementos estruturais constituintes – Estados 
Limites Últimos (ELU) –, bem como observadas as características com relação ao 
funcionamento das estruturas em serviço – Estados Limites de Serviço (ELS) – como, 
por exemplo, a verificação de deformações, abertura de fissuras e vibrações.
Ênfase no Custo
A construtibilidade das edificações está associada à concepção construtiva que 
permita processos mais produtivos e, consequentemente, que gere menores custos 
finais aos empreendimentos.
Para conseguir os melhores resultados econômicos e de desempenho nas cons-
truções, é necessário ter uma visão sistêmica dos processos construtivos.
A escolha de um sistema estrutural em um empreendimento deve ter como obje-
tivo obter o menor custo final para cada edificação.
Assim, para definir um sistema estrutural devem ser considerados, na sua análise, 
itens como: Materiais, Mão de obra, Planejamento, Racionalização de processos e 
Projetos (FIgura 5).
Materiais
No caso dos materiais empregados em uma estrutura de edificação, a redução de 
seu custo nem sempre produz redução no custo final das construções.
A utilização de materiais com maior valor agregado, em algumas situações pode signi-
ficar um custo inicial maior. Contudo, esse investimento inicial maior pode trazer benefí-
cios posteriores como, por exemplo, o aumento na produtividade, a redução de perdas, 
ou mesmo a melhoria da interação da estrutura com os demais sistemas de obras. 
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UNIDADE Concepção Estrutural
Mão de Obra
Em algumas situações, a maneira de como é feita a contratação da mão de obra 
e a sua capacitação pode ter influência direta na obtenção dos custos finais relacio-
nados à mão de obra.
Planejamento
Cada sistema construtivo deve ter o seu planejamento específico e ser detalhado 
para cada edificação. Deve-se ter atenção a itens específicos como, por exemplo, 
o planejamento:
• Do canteiro de obras;
• Da logística de movimentação e armazenamento dos materiais;
• Das equipes de trabalho.
Racionalização de Processos
As construções têm os seus diversos sistemas inter-relacionados, por isso devem ser 
analisadas de forma sistêmica integrada. A análise sistêmica das atividades construtivas 
possibilita a otimização de recursos e a consequente redução de desperdícios nas obras.
Projetos
Todas as obras devem ter as suas possíveis soluções analisadas antecipadamente 
na fase de projetos. Os projetos das diferentes especialidadesdevem ser estudados de 
forma integrada e serem alinhados com os objetivos dos empreendimentos.
Itens da
Análise de 
Sistemas
Estruturais
Materiais ProjetosRacionalização de processos PlanejamentoMão de obra
Figura 5 – Itens da análise de sistemas estruturais
Concepção de Estruturas 
de Concreto Armado
A concepção de estruturas de concreto armado nas edificações tem o seu início 
através da integração geométrica entre os projetos de arquitetura e estruturas. Essa 
atividade de integração ocorre na fase do estudo preliminar de arquitetura com o 
estudo de viabilidade da estrutura. 
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A estrutura dos pavimentos das edificações é feita procurando-se obter alternativas 
técnica e economicamente viáveis. Deve-se verificar o impacto da estrutura no projeto 
arquitetônico, especificadamente em relação à forma e estética da construção.
Pilares
O início do lançamento da estrutura de concreto armado é feito através da loca-
lização dos pilares. Para isso, utiliza-se os desenhos de arquitetura, começando pelo 
posicionamento dos pilares de canto.
Após a localização desses pilares, devem ser posicionados os pilares que estarão nas 
áreas que são comuns a todos os pavimentos (por exemplo, área de elevadores e de 
escadas), cobertura da edificação, casa de máquinas e reservatórios superiores de água.
Em seguida, devem ser posicionados os pilares de extremidade e os demais pilares 
internos. No caso de edificações residenciais, deve-se embutir os pilares nas paredes, 
ou outros procedimentos que são descritos nos projetos de arquitetura (Figura 6). 
Figura 6 – Exemplos de pilares de canto, extremidade e internos
Fonte: Acervo do conteudista
A Figura 6 apresenta os pilares de canto (P1, P4, P9 e P11), de extremidade (P2, 
P3, P5, P8 e P10) e os pilares internos (P6 e P7).
Geralmente, os pilares são posicionados na planta de arquitetura de maneira que 
as distâncias entre os seus eixos sejam de 4 a 6 m.
As grandes distâncias entre os pilares conduzem a vigas com dimensões que são, 
geralmente, incompatíveis com os projetos de arquitetura (vigas consideravelmente 
altas), bem como provocam maiores custos à construção (por exemplo, maiores se-
ções transversais dos pilares, das taxas de armadura, dificuldades na montagem da 
armação e formas etc.). 
Os pilares situados próximos entre si conduzem a interferências nos elementos 
de fundação e no aumento do consumo de materiais e de mão de obra, elevando os 
custos das obras. 
Os projetos de estruturas de concreto armado devem atender às prescrições con-
tidas na NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – procedimento.
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UNIDADE Concepção Estrutural
Essa NBR determina que para a menor dimensão dos pilares deve-se adotar, pelo 
menos, a medida de 19 cm. Deve-se, também, adotar a maior dimensão de forma a 
garantir a rigidez adequada para a estrutura, nas duas direções. 
A NBR indica, ainda, que em casos especiais, admite-se que uma das dimensões 
dos pilares seja de até 12 cm, desde que a área da seção transversal seja maior ou 
igual a 360 cm2. Recomenda que a maior dimensão da seção transversal dos pilares 
não seja superior ao dobro da menor dimensão.
Após o posicionamento dos pilares no pavimento-tipo (pavimento que se repete em 
vários andares comuns das edificações), deve-se verificar as suas interferências nos de-
mais pavimentos que compõem a edificação (caixa de água, cobertura, térreo e subsolos). 
As interferências dos pilares nos demais elementos das edificações podem ser, por 
exemplo, se esses passam por elementos de arquitetura como portas e janelas nos 
pavimentos dos andares-tipo, térreo e subsolos, ou se interferem nas áreas sociais, 
tais como recepção, sala de estar, salão de jogos e de festas. 
No caso dos locais de movimento de veículos, como no pavimento térreo e sub-
solos, deve-se verificar se o arranjo dos pilares permite a realização adequada das 
manobras dos veículos. 
Se for impossível realizar a compatibilização da distribuição dos pilares entre os 
diversos pavimentos das edificações, pode haver a necessidade da execução de um 
pavimento de transição. Neste caso, a prumada do pilar será alterada, empregando-
-se uma viga especial, denominada viga de transição.
As vigas de transição recebem as cargas dos pilares superiores e as transferem para 
os pilares inferiores, nas suas novas posições. Nos edifícios altos, com muitos andares, 
devem ser evitadas grandes transições, pois os esforços nas vigas de transição podem 
ser elevados, conduzindo a um aumento significativo de custos das edificações. 
As vigas de transição podem ter altura de 5 metros, representando, por exemplo, 
a medida vertical entre dois pavimentos. Nesse caso, tem-se um pavimento sem ocu-
pação, existindo apenas as vigas de transição, que são fechadas por lajes nas suas 
partes superior e inferior (Figura 7).
Figura 7 – Viga de transição
Fonte: Acervo do conteudista
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Os pilares, sempre que possível, devem ser colocados de forma alinhada, com 
o objetivo de formar quadros (pórticos) juntamente com as vigas que os unem. 
Os quadros, assim constituídos, contribuem significativamente na estabilidade global 
das estruturas das edificações.
Após a definição da localização dos elementos estruturais da superestrutura (pila-
res, vigas e lajes), é realizado o seu pré-dimensionamento. Essa atividade é feita com 
base no comportamento de cada elemento estrutural, com o objetivo de determinar 
as suas dimensões, de forma a obter menor custo para a obra e atender às normas 
técnicas específicas.
As dimensões dos elementos estruturais variam, por exemplo, com as ações atu-
antes, os vãos, materiais empregados e o tipo estrutural adotado. 
Lajes
As lajes são os elementos planos das estruturas que têm como finalidade receber 
a maior parte das ações aplicadas nas estruturas. As ações atuantes nas lajes são 
provenientes da ocupação dos compartimentos das edificações (pessoas, mobiliário, 
máquinas, materiais), dos revestimentos (pisos e argamassas), dos elementos de ve-
dação (paredes) e outros fatores.
As ações atuantes nas lajes são normalmente perpendiculares ao plano da laje 
(devido à ação do campo gravitacional), podendo ser divididas em cargas: 
• Distribuídas na área (peso próprio, revestimento de piso etc.);
• Distribuídas linearmente (paredes sobre lajes);
• Concentradas (pilar apoiado sobre a laje). 
As ações recebidas pelas lajes são, geralmente, transmitidas para as vigas que as 
apoiam, que são situadas nas suas bordas. Em alguns tipos de estruturas as ações 
nas lajes podem ser transmitidas diretamente aos pilares (lajes “cogumelo”).
As lajes que são utilizadas para piso (lajes de piso) devem ter espessura mínima de 
7 cm, sendo geralmente feitas com espessura de 10 cm.
Vigas
As vigas são elementos estruturais lineares onde o esforço principal é de flexão, 
sendo, geralmente, retas e horizontais. Recebem as ações provenientes das lajes, de 
outras vigas, de paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares – no caso das vigas 
de transição.
As vigas devem vencer vãos e transmitir as ações atuantes para os apoios, que 
podem ser outras vigas, mas em geral são os pilares. 
As ações atuantes nas vigas (concentradas e/ou distribuídas) costumam ser per-
pendiculares ao seu eixo longitudinal. 
As vigas podem ainda receber forças normais de compressão ou de tração, na 
direção do eixo longitudinal, principalmente as provenientes de sua função como 
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UNIDADE Concepção Estrutural
elemento de estabilização estrutural, trabalhando em conjunto com os pilares, for-
mando quadros estáveis.
Assim como as lajes e os pilares, as vigas fazem parte da estrutura de contraven-
tamento, que é responsável pela estabilidade global das edificações para as ações 
verticais e horizontais.
As vigas, geralmente, têm as suas larguras de forma a serem embutidas nas alve-
narias das edificações e as suas alturas, em geral, são estimadas a 10% do vão. 
Sistema Estrutural
O arranjo estrutural pode ser analisado segundo doisplanos, o horizontal (piso) e 
o vertical. A análise no plano vertical é importante para garantir a estabilidade global 
das edificações. 
Juntamente com as vigas, as lajes formam os pavimentos, que são utilizados para 
receber as ações de utilização das edificações (pessoas, mobiliário, equipamentos, 
máquinas, veículos etc.). 
A estrutura de contraventamento, ou sistema de contraventamento, é o conjunto es-
trutural formado por pilares, vigas e lajes, que garante a estabilidade global das estruturas. 
O sistema de contraventamento deve assegurar a resistência e o equilíbrio para as 
ações verticais e horizontais, atuando de maneira simultânea – ou não.
Para obter a melhor solução estrutural é necessário conhecer todas as condições 
que as construções devem atender como, por exemplo (Figura 8): 
Cargas atuantes
Facilidade de
construção
Rapidez de
construção
Materiais
disponíveis na
região da obra
Existência de mão
de obra
especializada
Finalidade
da obra Estética Economia
Itens In�uentes na
melhor solução
estrutural
Figura 8 – Itens influentes na melhor solução estrutural
É necessário estabelecer a hierarquia, ou a prioridade, entre os diversos requisitos 
que podem existir nos sistemas estruturais. A melhor estrutura a ser adotada será 
aquela que atender, de forma mais eficiente possível, a todos os requisitos existentes, 
segundo a hierarquia em que forem colocadas as diversas variáveis intervenientes.
As estruturas de concreto armado, denominadas estruturas convencionais de con-
creto armado, são aquelas em que as lajes são apoiadas em vigas e estas sobre pilares.
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Concepção de Estruturas de Aço
Tratam-se de elementos estruturais em aço. Para o projeto de estruturas 
metálicas e de estruturas mistas de aço e concreto deve ser utilizada a NBR 
8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e 
concreto de edifícios.
As estruturas de aço são casos particulares das estruturas metálicas, sendo pos-
sível ter estruturas metálicas constituídas por outros materiais como, por exemplo, 
alumínio e ferro fundido. 
Os elementos estruturais de aço são feitos de ligas metálicas, estas que são cons-
tituídas principalmente por ferro e carbono. A sua resistência estrutural depende da 
quantidade de carbono utilizado, isto é, do tipo de liga produzida.
Quanto maior a quantidade de carbono (teor de carbono) presente na liga metáli-
ca, maior será a resistência do aço para a estrutura metálica – porém, esse material 
será mais duro e frágil. 
É importante que o projeto estrutural para estruturas de aço tenha a sua concep-
ção e o seu dimensionamento conforme o tipo de aço a ser utilizado.
Aço-carbono é o tipo mais usual nas estruturas de aço, porque tem o teor de 
carbono máximo de 0,45% – o teor de carbono aumenta a resistência e dureza, mas 
reduz a sua ductilidade (capacidade de se deformar sem se romper). 
Os aços mais comuns em estruturas metálicas são os indicados na norma técnica 
brasileira da ABNT, aço MR250 (tensão de escoamento σy = 250 MPa), e o seu 
equivalente na norma técnica estadunidense da American Society for Testing and 
Materials (ASTM), aço A36 (tensão de escoamento σy = 36 ksi = 250 MPa).
Ademais, os elementos estruturais de aço podem ser utilizados em vários tipos de 
estruturas, ou elementos estruturais, por exemplo, para a execução de vigas, colu-
nas, terças, treliças de telhados, mezaninos, pórticos e pergolados.
Os elementos estruturais de aço que são específicos para estruturas metálicas 
não são as barras redondas de aço utilizadas em estruturas de concreto armado 
(CA25, CA50 e CA60), pois esses aços possuem propriedades e comportamentos 
distintos. Nas estruturas de concreto armado as barras de aço são utilizadas em as-
sociação ao concreto para suprir a deficiência do concreto em resistir aos esforços 
de tração. 
Nas estruturas de aço existem diferenças no comportamento mecânico e processo 
construtivo em relação às estruturas de concreto armado.
Para a execução das estruturas metálicas deve-se atentar a itens importantes 
como, por exemplo (Figura 9): 
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UNIDADE Concepção Estrutural
Estruturas
Metálicas
Itens importantes
para execução
Projeto de Arquitetura
Projeto Estrutural
Plano de Prevenção
contra Incêndio
Orçamento e
Planejamento da Obra
Figura 9 – Itens influentes na execução de estruturas metálicas
Projeto de Arquitetura
Este projeto indica as condições e os locais onde haverá peças aparentes, peças 
revestidas, cores e acabamentos em geral.
Projeto Estrutural
O modelo para estruturas em aço atende aos princípios da análise estrutural, sendo 
avaliadas as cargas de projeto, que são previstas em normas técnicas específicas, as liga-
ções dos elementos estruturais e seções transversais que estão disponíveis no mercado.
Plano de Prevenção Contra Incêndio (PPCI)
O comportamento ao fogo dos materiais estruturais como concreto armado, ma-
deira, estrutura metálica e quaisquer outros materiais são diferentes.
As estruturas de aço rapidamente perdem as suas características mecânicas, quando 
em contato com altas temperaturas causadas por incêndios. Por isso, no caso de estrutu-
ras de aço, existe considerável preocupação em elaborar um plano eficaz de prevenção 
contra incêndio, constituído de sistemas passivos e ativos de combate a incêndio.
Orçamento e Planejamento da Obra
Qualquer cronograma e planejamento de obra são relacionados à tecnologia 
construtiva adotada para a edificação. Isso influi diretamente nos recursos necessá-
rios para a construção (mão de obra e recursos físicos). 
Para o planejamento da obra e das estruturas de aço deve-se ter o detalhamento 
completo da estrutura. Após a análise dos custos envolvidos de fornecimento do 
material e transporte, será feita a escolha dos fornecedores.
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Os custos de fornecimento dos materiais são associados ao volume de material 
estrutural envolvido e a distância entre fornecedor (empresa fabricante da estrutura 
de aço) e o canteiro de obras.
As estruturas de aço são usinadas (fabricadas) em empresas metalúrgicas. Assim, 
os projetos de fabricação, que são feitos pelas empresas projetistas, devem ser envia-
dos para a empresa metalúrgica escolhida para produzir as peças necessárias para 
a execução da estrutura da obra da edificação. Após a fabricação das peças pela 
empresa metalúrgica, devem ser enviadas para o canteiro de obras.
No recebimento de qualquer material no canteiro de obras deve ser feita a confe-
rência das peças estruturais, tendo como objetivo verificar se os materiais que foram 
recebidos conferem, em qualidade e quantidade, com o pedido de fabricação.
Diferentemente de outros materiais, é mais difícil identificar as possíveis alterações 
de dimensões da seção das peças estruturais entre os materiais pedidos e aqueles 
efetivamente produzidos (desbitolamentos).
Os processos executivos das estruturas de aço podem ser diferentes, conforme 
cada tipo de estrutura e tecnologia executiva que for empregada. 
Geralmente as treliças de telhado são produzidas diretamente nas empresas meta-
lúrgicas. No caso de treliças de aço, podem ser utilizadas mesmo quando o restante 
do sistema construtivo não for metálico. Por exemplo, é possível utilizar pilares em 
concreto armado, ou em concreto protendido pré-moldado.
A execução da montagem de treliças de aço consiste na fixação das peças com-
ponentes entre si e com a infraestrutura – por exemplo, as fundações ou os pilares 
em concreto armado. 
Os elementos de fundações, tais como estacas ou sapatas, e as vigas baldrame de-
verão já ter sido devidamente locados e executados, estando prontos para servirem 
de apoios às colunas metálicas. Os pilares em concreto armado, quando for o caso, 
devem estar prontos para apoiar as treliças metálicas.
As ligações das estruturas de aço podem ser feitas utilizando soldas ou parafusos. 
Para vigas e pilares metálicos, como são autoportantes, não é necessário utilizar 
cimbramento por muito tempo. 
As peças metálicas devem ser estabilizadasaté que fiquem adequadamente unidas 
e em suas posições definitivas. Para isso, são utilizados equipamentos de içamento, 
tais como gruas, mastros com tirfor e mão de obra especializada.
Para estruturas de pequeno porte, como alguns tipos de mezaninos ou pergo-
lados, é possível manusear as peças de aço sem utilizar equipamentos para içar – 
mesmo esses tipos necessitam de mão de obra especializada para a estabilização da 
estrutura de aço.
As estruturas de aço podem apresentar as seguintes vantagens (Figura 10):
• Peças estruturais esbeltas: devido ao módulo de elasticidade do aço (E = 205 
GPa), a estrutura de aço pode ser projetada com seções transversais mais esbeltas 
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UNIDADE Concepção Estrutural
que as estruturas em concreto armado. Esta condição proporciona melhora no uso 
dos espaços nas edificações, reduzindo a carga sobre as fundações, podendo gerar 
economia nas construções. Tal condição é útil em edificações consideravelmente 
altas, isto é, em edificações com mais de 40 andares – skyscraper, ou arranha-céu;
• Maior controle da qualidade: os perfis metálicos são produzidos em indústrias 
metalúrgicas, o que garante maior controle, confiabilidade e padrão industrial 
nas características de cada seção transversal dos elementos estruturais. Isso con-
duz aos dimensionamentos estruturais com menor majoração da resistência dos 
elementos estruturais, devido à incerteza da estrutura, se comparado às peças 
estruturais executadas em concreto armado;
• Acabamentos uniformes: o padrão mais uniforme de acabamento das estru-
turas de aço permite aplicações comerciais com estruturas aparentes, sem pre-
juízo à estética do conjunto estrutural. Como exemplo, tem-se as treliças de 
telhados que podem ser aparentes em lojas, estacionamentos e supermercados;
• Canteiro de obras enxuto: tem-se menor quantidade de material estocado, se 
comparado a obras em concreto armado. Esta condição conduz a uma reduzida 
movimentação de materiais, proporcionando construções mais limpas;
• Material reciclável: embora haja impacto ambiental na produção de perfis me-
tálicos, as peças metálicas em aço podem ser reutilizadas, ou mesmo recicladas;
• Maior vão livre: as vigas de aço, se comparadas às vigas em concreto armado, 
podem ser utilizadas em vãos livres maiores, possibilitando mais espaços vagos.
Vantagens das
estruturas de aço
6. Maior Vão Livre
4. Canteiro de
Obras Enxuto
5. Material
Reciclável
3. Acabamentos
Uniformes
1. Peças Estruturais
Esbeltas
2. Maior Controle
da Qualidade
Figura 10 – Vantagens das estruturas de aço
As estruturas de aço também podem apresentar algumas desvantagens como, 
por exemplo (Figura 11):
• Elementos estruturais esbeltos: as estruturas em aço possuem menores se-
ções transversais. Esta condição conduz a elementos estruturais mais esbeltos, 
possibilidade que exige maiores cuidados com os aspectos relacionados à flam-
bagem dos elementos estruturais que são comprimidos;
• Susceptibilidade a ventos fortes: as estruturas de aço que são leves, como as 
estruturas de coberturas, estão mais sujeitas a sofrerem efeitos de ventos fortes. 
Por exemplo, os elementos estruturais podem ficar contorcidos após a ação de 
ventos fortes;
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• Comportamento frente o fogo: o comportamento das estruturas de aço, quan-
do submetidas à ação do calor do fogo, exige atenção, porque sofre grande 
dilatação térmica e perda da capacidade resistente. Em condições normais, os 
elementos estruturais em concreto armado estão mais protegidos, pelo fato de 
os cobrimentos existentes (argamassas, cerâmicas) não serem inflamáveis. Por 
isso, a necessidade de atenção no plano de Prevenção e Proteção Contra Incên-
dios (PPCI), que deve atender às condições particulares das estruturas de aço. O 
projeto de arquitetura deve prever a proteção dos elementos estruturais de aço 
(placas, vigas, pilares e demais barras de aço) através da aplicação de materiais 
incombustíveis (pintura intumescente, lã de rocha, entre outros);
• Pré-conceito tecnológico: a possível resistência à aceitação da construção de 
edificações residenciais multifamiliares, ou algumas formas de prédios comer-
ciais, com estruturas de aço;
• Ruídos e vibrações: em estruturas de aço, o ruído gerado, ou as vibrações, 
como no caso de mezaninos, pode ser incômodo ao usuário de edificações. 
Deve-se prestar atenção nas construções residenciais para o atendimento da 
NBR 15.575-2:2013 – Edificações habitacionais – desempenho – parte 2: 
requisitos para os sistemas estruturais;
• Corrosão: os elementos estruturais de aço são sujeitos à corrosão (oxidação 
lenta) devido à presença do oxigênio do ar atmosférico, principalmente sem a 
manutenção de sistemas protetivos (pinturas especiais, galvanização, proteção 
catódica e ligas especiais);
• Mão de obra especializada: a falta de mão de obra especializada pode con-
duzir a falhas executivas na concepção estrutural, na fabricação e montagem 
das estruturas de aço. Tais condições podem gerar danos e a possibilidade de 
colapso nas estruturas metálicas.
Desvantagens das
estruturas de aço
6. Corrosão
5. Ruídos e
Vibrações
4. Pré-conceito
Tecnológico
3. Comportamento
frente o Fogo
2. Susceptibilidade
a Ventos Fortes
1. Elementos
Estruturais Esbeltos
7. Mão de obra
Especializada
Figura 11 – Desvantagens das estruturas de aço
Concepção de Estruturas de Madeira
Para realizar o projeto de estruturas de madeira deve-se conhecer as propriedades 
físicas da madeira a ser empregada em cada estrutura. Essas propriedades podem 
23
UNIDADE Concepção Estrutural
influenciar significativamente o desempenho e a resistência da madeira utilizada es-
truturalmente. Os fatores que influenciam nas características físicas da madeira es-
trutural são os seguintes (Figura 12):
Fatores Intervenientes
nas características
físicas da madeira
estrutural
Anatomia do Tecido Lenhoso
Variação da Composição
Química
Solo e Clima da Região de
Origem da Árvore
Fisiologia da Árvore
Espécie da Árvore
Figura 12 – Fatores intervenientes nas características físicas da madeira estrutural
Os valores das propriedades da madeira, obtidos em ensaios laboratoriais osci-
lam, apresentando ampla dispersão, que pode ser adequadamente representada pela 
distribuição normal de Gauss. Entre as características físicas da madeira estrutural, 
tem-se as seguintes (Figura 13):
Características
Físicas da Madeira
Estrutural
Densidade
Durabilidade Natural Resistência ao Fogo
Resistência QuímicaRetratibilidade
Umidade
Figura 13 – Características físicas da madeira estrutural
Como a madeira é um material ortotrópico, ou seja, com comportamentos di-
ferentes em relação à direção de crescimento das fibras, deve-se conhecer as suas 
propriedades conforme a orientação de suas fibras (longitudinal, radial e tangencial).
A NBR 7190:1997 – Projeto de estruturas de madeira – apresenta tópicos 
como a durabilidade da madeira, os cuidados na execução das estruturas, dimensões 
mínimas de elementos estruturais e dos conectores, assim como as características do 
próprio projeto estrutural. 
O projeto de estruturas de madeira deve garantir a durabilidade da própria madei-
ra através do escoamento das águas, da ventilação das faces vizinhas e paralelas às 
peças em madeira e as utilizando com adequados tratamentos preservativos. Assim, 
o projeto de estruturas de madeira deve permitir a inspeção e os trabalhos de con-
servação dos elementos estruturais de madeira. 
A NBR 7190:1997 – Projeto de estruturas de madeira – determina que todo 
trabalho de carpintaria deve ser desenvolvido por profissionais qualificados, que se-
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jam capazes de executar as sambladuras (entalhes), os encaixes, as ligações de juntas 
e articulações que sejam perfeitamente ajustadas em todas as superfícies. 
Todas as perfurações, escareações, ranhuras e fresagens para os meios de li-
gações das estruturas de madeira devem ser feitos com máquinas e perfeitamente 
ajustados. As peças estruturais que, na montagem, não se adaptarem perfeitamenteàs ligações, ou que tenham empenado prejudicialmente devem ser substituídas por 
outras adequadamente compatíveis. 
A mesma NBR estabelece as dimensões mínimas para as seções transversais dos 
elementos estruturais, das arruelas, da espessura de chapas de aço e dos diâmetros 
de pinos e cavilhas.
As peças estruturais principais que são isoladas, tais como vigas e barras longitu-
dinais de treliças, a área mínima das seções transversais será de 50 cm2 e a espessu-
ra mínima de 5 cm. Nas peças secundárias esses limites reduzem-se respectivamente 
a 18 cm2 e 2,5 cm (Figura 14). 
Figura 14 – Dimensões transversais mínimas de peças estruturais isoladas
Fonte: Acervo do conteudista
Para as peças principais múltiplas, a área mínima da seção transversal de cada ele-
mento componente será de 35 cm2 e a espessura mínima de 2,5 cm. Nas peças secun-
dárias múltiplas esses limites reduzem-se respectivamente a 18 cm2 e 1,8 cm (Figura 15). 
Figura 15 – Dimensões transversais mínimas de peças estruturais múltiplas
Fonte: Acervo do conteudista
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UNIDADE Concepção Estrutural
A espessura mínima das chapas de aço das ligações será de 9 mm nas pontes e 
de 6 mm em outros casos. 
A NBR 7190:1997 – Projeto de estruturas de madeira – estabelece que na 
fixação dos parafusos devem ser usadas arruelas com diâmetro ou comprimento do 
lado de, pelo menos, 3 d – onde d é o diâmetro do parafuso – sob a cabeça e porca. 
As arruelas devem estar em contato total com as peças de madeira. 
A espessura mínima das arruelas de aço será de 9 mm nas pontes, de 6 mm em 
outras estruturas de madeira, não devendo em caso algum ser inferior a 1/8 do lado, 
no caso de arruelas quadradas, ou do diâmetro, no caso de arruelas circulares. A área 
útil mínima das arruelas deve ser tal que permita utilizar todo o esforço de tração ad-
missível no parafuso, sem exceder a resistência à compressão normal da madeira. 
O diâmetro dos pregos estruturais deve ser de 3 mm, respeitando a resistência carac-
terística de escoamento dos pregos (fyk = 600 MPa), enquanto o dos parafusos estrutu-
rais deve ser de 10 mm, respeitando a resistência característica de escoamento fyk = 240 
MPa. As cavilhas estruturais são admitidas somente com diâmetros de 16, 18 e 20 mm.
Segundo a NBR 7190:1997, o projeto de estruturas de madeira é constituído de 
memorial justificativo e de desenhos. Quando necessário, deve-se apresentar um 
plano de montagem. O memorial justificativo de estruturas de madeira deve conter:
• Descrição do arranjo global tridimensional da estrutura;
• Ações e condições de carregamento admitidas, incluídos os percursos das car-
gas móveis;
• Esquemas adotados na análise dos elementos estruturais e identificação de 
suas peças;
• Análise estrutural; 
• Propriedades do material; 
• Dimensionamento e detalhamento esquemático das peças estruturais;
• Dimensionamento e detalhamento esquemático das emendas, uniões e ligações. 
Os desenhos de projeto de estruturas de madeira são constituídos pelos desenhos 
de conjunto, de detalhes e de montagem (Figura 16).
Desenhos Constituintes
dos Projetos de
Estruturas de Madeira
Desenhos
de Conjunto
Desenhos
de Detalhes
Desenhos de
Montagem
Figura 16 – Desenhos constituintes dos projetos de estruturas de madeira
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Os desenhos de conjunto representam o arranjo geral das estruturas de madeira 
por meio de plantas, elevações, seções e cortes. Devem ser feitos em escalas ade-
quadas ao tamanho da obra a ser representada – geralmente são utilizadas as escalas 
1:10, 1:50 e 1:100. 
Os desenhos de detalhes são utilizados para representar minúcias necessárias à 
execução e ao arranjo de componentes. Podem incluir plantas, elevações, seções e 
cortes, recomendando-se as escalas 1:1, 1:5, 1:10, 1:20.
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UNIDADE Concepção Estrutural
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Análise estrutural
KASSIMALI, A. Análise estrutural. São Paulo: Cengage Learning, 2016.
 Leitura
NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimentos
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de 
estruturas de concreto – Procedimentos. Rio de Janeiro, 2014.
https://bit.ly/34CnEvh
NBR 6122: Projeto e execução de fundações
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e 
execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.
https://bit.ly/3j4tGcp
NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123: Forças 
devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988.
https://bit.ly/3gEJJvX
NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificações
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: Cargas para 
o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro, 1980.
https://bit.ly/3iTEUQA
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Referências
PORTO, T. B.; FERNANDES, D. S. G. Curso básico de concreto armado: conforme 
NBR 6118/2014. São Paulo: Oficina de Textos, 2015.
NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. 5. ed. Porto Alegre, RS: Bookman, 2016.
________. Tecnologia do concreto. 2. ed. Porto Alegre, RS: Bookman, 2013.
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