aço - aula 1

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ESTRUTURAS DE AÇO
2019.2
Professora: Marina Evangelista
AULA 01
O aço e o concreto nas estruturas
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ORIENTAÇÕES PARA BOA 
CONVIVÊNCIA
 Chamada obrigatória;
 Celular silencioso/vibracall durante as aulas e 
desligado nas provas;
 Atender celular somente fora da sala de aula;
 Silêncio durante as aulas;
 Sem vergonha de perguntar, discutir, questionar 
ou contribuir;
 Pergunta não feita, pode cair na prova!
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AVALIAÇÕES
AV1 – 30/09/2019
AV2 – 18/11/2019
AV3 – 02/12/2019
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BIBLIOGRAFIAS BÁSICAS
FAKURY, Ricardo; SILVA, Ana Lydia R. 
Castro E; CALDAS, Rodrigo B. 
Dimensionamento de Elementos 
Estruturais de Aço e Mistos de Aço 
e Concreto. São Paulo – Pearson, 
2016.
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BIBLIOGRAFIAS BÁSICAS
PFEIL, Walter; PFEIL, Michele. 
Estruturas de Aço. 8.ed.rev. Rio 
de Janeiro: LTC, 2009. 
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BIBLIOGRAFIAS BÁSICAS
ABNT NBR 8800:2008
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ESTRUTURAS DE AÇO
1. Considerações Iniciais
Elementos estruturas
Ligações 
ABNT NBR 8800:2008
Aplicações
Edificações habitacionais, comerciais, 
industriais e públicas;
Passarelas de pedestres;
Suporte de equipamentos.
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ESTRUTURAS DE AÇO
2. Elementos Estruturais
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ESTRUTURAS DE AÇO
2. Elementos Estruturais
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ESTRUTURAS DE AÇO
2. Elementos Estruturais
2.1. Estruturais mistas de aço e concreto
Pilares, vigas e lajes.
Projetados de modo que:
- Suas partes de concreto trabalhem principalmente à 
compressão (resistência a tração limitada);
- Seu componente de aço (exceto em pilares mistos) trabalhem 
predominantemente à tração, isento a problemas de 
instabilidade. 10
ESTRUTURAS DE AÇO
2. Elementos Estruturais
2.1. Estruturas mistas de aço e concreto
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ESTRUTURAS DE AÇO
2. Elementos Estruturais
2.2. Estruturas híbridas
Elementos somente 
de concreto armado 
e elementos 
puramente de aço 
ou mistos de aço e 
concreto.
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Maior índice de resistência (resistência e peso específico).
Os elementos estruturais de aço têm seção 
transversal com dimensões menores que os de outros 
materiais. 
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Exemplo 1:
Pilar de aço de um edifício 
Pé direito = 3m 
Perfil H
Força axial de compressão de cálculo = 1.500 kN
Dimensões 250 x 250 x 9,5 x 8 mm
Área seção transversal = 66 cm²
Peso total (peça de 3m) = 1,5 kN 14
ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Exemplo 1:
Concreto armado
Seção quadrada 300 x 300 mm
Área seção transversal = 900 cm²
Peso total (peça 3 m) = 6,8 kN
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Exemplo 1:
Perfil I
Dimensões 250 x 250 x 9,5 x 8 mm
Área seção transversal = 66 cm²
Peso total (peça de 3m) = 1,5 kN
Concreto Armado
Seção quadrada 300 x 300 mm
Área seção transversal = 900 cm²
Peso total (peça 3 m) = 6,8 kN 16
ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Exemplo 2:
Viga biapoiada
Vão = 5m 
Sobreposta sobre uma laje de concreto
Carga de cálculo uniformemente distribuída = 20 kN
Perfil I 200 x 120 x 8 x 6,3 mm
Área seção transversal = 31 cm²
Peso total (peça de 5m) = 1,2 kN 17
ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Exemplo 2:
Concreto armado
Mesma largura = 120 mm
Altura = 500 mm
Área seção transversal = 600 cm²
Peso total (peça de 5m) = 7,5 kN
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
Exemplo 2:
Perfil I
Dimensão 200 x 120 x 8 x 6,3 mm
Área seção transversal = 31 cm²
Peso total (peça de 5m) = 1,2 kN
Concreto Armado
Seção retangular 120 x 500 mm
Área seção transversal = 600 cm²
Peso total (peça 5 m) = 7,5 kN 19
ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.1. Elevada resistência 
 Adequado às obras em que há necessidade de vencer grandes vãos ou grandes 
alturas;
Exemplos: ginásio de esporte, centros de compras, galpões, hangares e edifícios altos.
 Devido ao menor peso próprio da estrutura, o uso do aço é vantajoso para solos que 
são poucos favoráveis para fundação;
 Em vez de pilar puramente de aço for usado pilar misto, o perfil metálico terá 
dimensões ainda menores, mas a área da seção transversal e o peso do pilar serão 
maiores devido as partes de concreto;
 Em vez da viga puramente de aço sob a laje de concreto for projetado uma viga mista 
o perfil terá dimensões menores, podendo apresentar redução de peso de até 30%.20
ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.2. Elevada ductilidade 
Material dúctil
Qualquer material que possa ser 
submetido a grandes deformações antes 
de sofrer ruptura. 
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.2. Elevada ductilidade 
Possuem elevada ductilidade (deformação da 
ruptura entre 15% a 40%);
Sendo resistentes a impactos e em pontos de alta 
concentrações de tensões.
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.2. Elevada ductilidade 
Ensaio de tração em 
3 corpos de prova de 
aço estrutural.
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.3. Alto grau de confiança 
AÇO
Homogêneo
Isotrópico
Características mecânicas bem definidas
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.4. Canteiro de obras menor, limpo e organizado
 Dispensa escoramentos e fôrmas;
 Ausência de manuseio de 
materiais diferentes;
 Redução do canteiro de obras;
 Redução da estocagem de 
materiais;
 Canteiro limpo, organizado e sem 
entulhos. 25
ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.5. Facilidade de reforço e ampliação
Perfis de aço podem ser facilmente reforçado ou ampliado em 
caso de necessidade.
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.6. Reciclagem e reaproveitamento
Aço entre os material mais recicláveis e reciclados do mundo.
 Final da vida útil ou perder a finalidade são transformados em sucata;
 Empregado na fabricação de novos produtos siderúrgicos;
 Sucata reduz o consumo de matérias-primas não renováveis, 
economiza energia e evita a necessidade de áreas para o descarte;
 Estruturas de aço com ligações parafusadas pode ser desmontada e 
reaproveitada.
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.6. Reciclagem e reaproveitamento
Processo de 
reciclagem do aço
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ESTRUTURAS DE AÇO
3. Vantagens do aço como material estrutural
3.7. Rapidez de execução
• Composto de peças pré-fabricadas;
• Dimensões precisas;
• Montagem executada com rapidez, sem 
ser afetada pelas chuvas;
• Conclusão em menor prazo em 
comparação com estruturas de concreto;
• Utilização de elementos mistos pode 
haver uma demanda adicional de tempo. 29
ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.1. Corrosão
Processo espontâneo que reduz
gradualmente a espessura das
chapas que formam as seções
transversais dos elementos
estruturais, que podem se tornar
inválidos para as finalidades
pretendidas.
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ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.1. Corrosão
Pintura e galvanização procedimentos mais 
usados para proteção da estrutura contra a corrosão.
Galvanização recobrimento da superfície do aço 
com uma camada de zinco, em geral obtida pela 
imersão das peças em grandes cubas com zinco 
fundido. 31
ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.1. Corrosão
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ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.1. Corrosão
A velocidade de corrosão (redução da espessura com o tempo) 
depende da agressividade do ambiente.
O processo é mais acelerado:
• Em locais com alta umidade relativa do ar;
• Em ambientes poluídos (centros de grandes cidades e os industriais, 
sujeitos a vapores ácidos);
• Na orla marítima (presençado cloreto);
• Junto as piscinas (cloro). 33
ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.1. Corrosão
Modo de evitar
uso de aços resistentes a corrosão atmosférica.
Em virtude de suas composições químicas, apresentam 
velocidade de corrosão pelo menos 4x inferior à dos demais.
Elementos estruturais mistos vantagem de as superfícies 
do perfil de aço com cobrimento de concreto não estarem 
sujeitas à corrosão. 34
ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.2. Comportamento em situação de incêndio
Aço material incombustível 
Incêndio temperatura do aço 
alcança valores elevados e em 
decorrência das reduções de resistência 
e rigidez, a estrutura perde a capacidade 
de suportar as ações atuantes e sofre 
colapso total ou parcial. 35
ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.2. Comportamento em situação de incêndio
temperatura do aço em que 
ocorre o colapso.
Temperatura crítica
Para proteger a estrutura contra o 
incêndio, impedindo que a temperatura 
do aço não alcance a critica, são usados 
materiais de revestimento contra fogo.
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ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.2. Comportamento em situação de incêndio
Materiais de revestimento contra o fogo:
 Forma de argamassa, projetada 
em toda a superfície exposta
 Placas rígidas em volta do 
elemento estrutural
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ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.2. Comportamento em situação de incêndio
Elementos puramente de aço:
Quando resfriado após o incêndio, não apresentam trincas 
ou fissuras e retorna pelo menos 90% de suas propriedades 
originais. Por essa razão, todas as peças que não estiverem 
demasiadamente deformadas são recuperáveis. 
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ESTRUTURAS DE AÇO
4. Cuidados na utilização do aço como material estrutural
4.2. Comportamento em situação de incêndio
Elementos mistos:
Durante o incêndio o concreto sofre um processo de 
fissuração, e quando resfriado, não recupera suas 
propriedades originais, além de ter sua durabilidade 
prejudicada. Não é aceitável reutilizar após o incêndio, 
mesmo que não apresente falhas visíveis, sem que seja feitas 
avaliações minuciosas de sua condição estrutural. 39
ESTRUTURAS DE AÇO
5. Noções sobre consumo de aço estrutural
Mensurar o 
consumo de aço 
Custo de uma 
estrutura metálica
Expresso em 
Kg/m²
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ESTRUTURAS DE AÇO
5. Noções sobre consumo de aço estrutural
O consumo varia em função de diversos fatores:
Qualidade do aço;
Tipo do aço;
Finalidade da edificação;
Localização da obra;
Precisão (obtida após análise criteriosa).
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ESTRUTURAS DE AÇO
5. Noções sobre consumo de aço estrutural
Consumo 
estimado do aço
Na hipótese de 
pilares mistos serem 
usados nesses tipos 
de construção 
haverá redução no 
consumo.
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ESTRUTURAS DE AÇO
6. Vídeo
Casa em estrutura metálica
https://www.youtube.com/watch?v=61VE8Dc2utU
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https://www.youtube.com/watch?v=61VE8Dc2utU
ESTRUTURAS DE AÇO
7. Referências 
• FAKURY, Ricardo; SILVA, Ana Lydia R. Castro E; CALDAS, Rodrigo 
B. Dimensionamento de Elementos Estruturais de Aço e 
Mistos de Aço e Concreto. São Paulo – Pearson, 2016.
• PFEIL, Walter; PFEIL, Michele. Estruturas de Aço. 8.ed.rev. Rio 
de Janeiro: LTC, 2009. 
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ESTRUTURAS DE AÇO
OBRIGADA!
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