TCC1-o uso do aço na construção civil

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ATENAS 
 
 
REVERTON GONÇALVES BATISTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
USO DO AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: Aplicações e 
mudanças nas edificações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Paracatu 
2019 
 
 
REVERTON GONÇALVES BATISTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
USO DO AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL: Aplicações e mudanças nas edificações 
 
 
Projeto de Pesquisa apresentado ao curso de 
Engenharia Civil do Centro Universitário 
Atenas, como requisito parcial para aprovação 
na disciplina de Trabalho de Conclusão de 
Curso (TCC I). 
Orientador: Prof. Msc. Pedro Henrique Pedrosa 
de Melo 
 
 
 
 
 
 
 
Paracatu 
2019 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO 04 
2 PROBLEMA 05 
3 HIPÓTESES 06 
4 OBJETIVOS 07 
4.1 OBJETIVO GERAL 07 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 07 
5 JUSTIFICATIVA DO ESTUDO 08 
6 METODOLOGIA DO ESTUDO 09 
7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 10 
8 CRONOGRAMA 12 
9 REFERÊNCIAS 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
A utilização do aço na construção civil teve o seu início em 1779 na Inglaterra na 
construção de uma ponte sobre o Rio Severn. Apesar de caro, o material resistente permitiu a 
criação de uma estrutura maior, transformando a ocasião em um marco na história. Em meados 
do século XIX que o aço se fortaleceu como material indispensável na construção civil aqui no 
Brasil. Foi quando surgiu o concreto armado que une em um só material as vantagens do aço e 
do concreto (NEVES, CAMISASCA, 2013). 
Um dos principais motivos que levaram ao uso tardio do aço no Brasil (e 
consequentemente do aço), foram as altas temperaturas necessárias para sua fabricação, e que 
encareciam seu processo de fabricação, dificultando tanto a popularização quanto a 
comercialização. Com a invenção de fornos que permitiam não só corrigir as impurezas do 
ferro, como adicionar propriedades como resistência ao desgaste, ao impacto e à corrosão. Por 
causa dessas propriedades e do seu baixo custo, o aço passou a representar cerca de 90 % de 
todos os metais consumidos pela civilização industrial. No atual estágio de desenvolvimento da 
sociedade é impossível imaginar o mundo sem o uso do aço (INSTITUTO AÇO BRASIL, 
2011). 
É importante ressaltar a possibilidade de substituir tranquilamente as estruturas de 
concreto por aço, bem como ser usado agregado a ela, o concreto armado. A tendência é que 
esse material seja cada vez mais utilizado uma vez que ele está em crescente evolução. A 
construção civil é apenas um deles, embora seja um dos mais promissores. 
 A produção de aço é um bom indicador de desenvolvimento econômico de um país. 
Seu consumo cresce proporcionalmente à construção de edifícios, execução de obras públicas, 
instalação de meios de comunicação e produção de equipamentos. Esses materiais já se 
tornaram corriqueiros no cotidiano, mas fabricá-los exige técnica que deve ser renovada de 
forma cíclica, por isso o investimento constante das siderúrgicas em pesquisa. O início e o 
processo de aperfeiçoamento do uso do ferro representaram grandes desafios e conquistas para 
a humanidade (INSTITUTO AÇO BRASIL, 2011). 
 
 
 
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2 PROBLEMA 
Quais os motivos que influenciam na crescente adoção do aço nas edificações brasileiras? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 HIPÓTESE 
A engenharia civil é um dos ramos mais abrangentes das engenharias que passa por 
inovações, de acordo principalmente com interesses econômicos. Em relação a estas inovações 
percebe-se um aumento na adoção do aço como principal elemento estrutural das edificações. 
No campo de obras o que proporciona um desenvolvimento eficiente e seguro do projeto é a 
organização e limpeza do ambiente, o aço condiciona uma edificação limpa visualmente 
durante o processo executivo. 
 Uma edificação tem como fundamento estrutural resistir seu peso próprio e seus 
esforços devido a utilização e outras cargas como o vento, na estrutura de aço puro essa função 
estrutural se sobressai dos demais processos de execução, devido ao peso próprio baixo em 
relação a estruturas convencionais, elevada tensão de escoamento, elevada tenacidade, boa 
soldabilidade, sem endurecimento e boa trabalhabilidade em operações tais como corte furação 
e dobramento, sem que se originem fissuras ou outros defeitos. 
A popularização do aço se deu pela criação da CSN, onde ocorreu a união de vários 
países, inclusive de empresas norte americanas aliando ao Brasil, com fundamento de 
desenvolver a indústria naquele período, na qual houve a inserção de laminadores e novos 
métodos de fabricação acarretando em um processo mais rápido e mais barato, obtendo como 
consequência um ápice na economia brasileira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4 OBJETIVOS 
4.1 OBJETIVO GERAL 
Apresentar os motivos que favoreceram o crescente uso do aço na construção civil. 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
a) conhecer as características do aço. 
b) avaliar novas tecnologias e possibilidades de emprego do aço. 
c) vantagens do uso do aço em edificações frente aos demais materiais . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 JUSTIFICATIVA DO ESTUDO 
Atualmente o uso do aço se tornou indispensável na construção civil, sendo a sua 
aplicação pura propriamente dita ou mista conciliada com o concreto. Essa grande adoção se 
deve à resistência do aço, ductilidade e capacidade de deformação antes do ponto de ruptura. 
 Segundo a ABCEM (2017) o Brasil chega a importar um total de aproximadamente 
28417 toneladas de estruturas como elementos de pontes, torres, pórticos e coberturas. O 
crescimento do uso do aço também pode ser elucidado a partir de outros dados do Instituto 
Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE ao qual mostra que a produção interna do país 
cresceu em 1365 toneladas entre os anos de 2008 e 2014 (IBGE, 2016). 
Com a necessidade de um tipo de material que possa suprir as funções estruturais e 
arquitetônicas de um edifício. O aço se destaca pela sua capacidade estrutural, eficiência na 
montagem, sendo também um material reciclável e de baixo custo. Tudo isso aliado a grande 
capacidade tanto de extração como a possibilidade de importação desse metal pelo Brasil hoje, 
faz com que os olhares de todos aqueles envolvidos na construção civil se voltem para esse 
enorme potencial. 
 
 
 
 
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6 METODOLOGIA DO ESTUDO 
Esse projeto foi desenvolvido como base em uma pesquisa descritiva explicativa, 
favorecendo ao leitor uma ampla compreensão sobre o tema abordado, com o intuito de tornar 
o texto o mais claro e explicativo possível. Segundo Gil (2002), a metodologia explicativa se 
justifica por trazer ao seu favor uma abordagem dedutiva, bem aprofundada no tema, com um 
procedimento simples, objetivo e direto. 
Por fim, foi utilizada uma pesquisa bibliográfica baseado em diversos tipos de 
referências como: dissertação, artigos, pesquisas bibliográficas, revistas, onde foi utilizado o 
método qualitativo para realização do mesmo. 
As pesquisas descritivas de acordo com Gil (2002) têm como objetivo principal a 
descrição das características de determinado tema. Então, o estabelecimento de relações entre 
variáveis, usufruindo de técnicas padronizadas de coleta de dados, tais como o questionário e a 
observação sistemática.10 
 
 
7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
O aço é a liga de ferro e carbono com outros elementos, esses elementos podem ser 
residuais decorrente do processo de fabricação, como silício, manganês, fosforo e enxofre, e 
elementos adicionados com a função de melhorar as características físicas e mecânicas do 
material conhecidos como elementos de ligas (PFEIL, 2016). 
De acordo com a composição química os aços são divididos em dois grupos 
estruturais, sendo eles aços-carbonos e aços de baixa liga. Os dois recebem tratamento térmico 
que modificam suas propriedades mecânicas. Sendo elas o aço carbono o mais utilizado, 
apresenta uma resistência mais elevada que o ferro puro. Ele apresenta as seguintes 
porcentagem de elementos adicionais (TEOBALDO, 2004). 
Elementos adicionais: Carbono 2%, Silício 0,60%, Manganês 1,65%, Cobre 
0,35%. O teor de carbono presente se divide em: 
• Baixo Carbono C<0,29% 
• Médio Carbono 0,3%<C<0,59% 
• Alto Carbono 0,6%<C<2,0% 
Os aços de baixa liga possuem um elemento de liga agregado aço carbono, podendo 
ser: cromo colúmbio, cobre, manganês, molibdênio, níquel, fósforo, vanádio, zircônio; afim de 
se melhorar as propriedades mecânicas. Ele é muito utilizado no Brasil, apresenta alta e média 
resistência mecânica, são soldáveis e com características de elevada resistência a intempereis 
(PFEIL, 2016). 
Algumas propriedades do aço são importantes de se destacar, como por exemplo 
as constantes físicas: 
• Módulo de deformação longitudinal ou módulo de elasticidade E=200 GPa 
• Coeficiente de Poisson υ=0,3 
• Coeficiente de dilatação térmica β=12μ/°C 
• Massa especifica ρ=7850 kg/m³ 
Tem se também a ductilidade, que é a capacidade do material resistir esforços sem 
se romper, ou seja, ele se deforma chegando ao seu estado plástico. (PFEIL, 2016). 
Sobre a fragilidade tem-se que a mesma é o oposto da ductilidade. O aço se torna 
frágil quando expostos a agentes: baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais 
causados, por exemplo, solda elétrica (PFEIL, 2016). 
 Na resiliência e tenacidade ambas relacionam a capacidade do metal absorver 
energia mecânica. Sua definição é com o auxílio do diagrama tensão-deformação. Resiliência 
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é a capacidade de absorver energia mecânica em regime elástico, ou seja, restituir a energia 
absorvida. Tenacidade é a energia total, elástica e plástica que o material pode absorver por 
unidade de volume até a sua ruptura (TEOBALDO, 2004). 
Dureza é a resistência a risco ou abrasão. Obtido pela resistência que a superfície 
do material oferece a penetração de uma peça de mais dureza (PFEIL, 2016). 
Fadiga quando uma estrutura é submetida a esforços repetitivos em grande número, 
pode ocorrer a ruptura em tensões inferiores (PFEIL, 2016). 
Também se preocupa com efeitos de temperatura, pois o aço quando submetido a 
temperaturas elevadas as suas propriedades físicas se modificam. Quando submetido a 
temperaturas superior a 100 °C tendem a eliminar o limite de escoamento no diagrama tensão 
deformação. As temperaturas modificam a resistência de escoamento e de ruptura, e 
consequentemente o módulo de elasticidade (TEOBALDO, 2004). 
A corrosão, processo de reação do aço quando exposto a intempereis. A corrosão 
promove a perda da seção das peças de aço, podendo chegar ao colapso da estrutura. 
Atualmente a proteção mais usual contra a corrosão em estruturas exposta ao ar é a pintura ou 
o processo de galvanização do material (PFEIL, 2016). 
Na atualidade preocupa-se em tecnologias e sustentabilidades e o aço está passando 
por inovações, favorecendo mais eficiência, um dos principais avanços tecnológicos está ligado 
aos aços inoxidáveis. Com objetivo de eliminar a cavitação em estruturas de aço, ou seja, 
desgaste em comum aos inoxidáveis. Pesquisadores da Escola Poli-técnica da Universidade de 
São Paulo (Poli-USP) desenvolveram materiais com melhores propriedades elétricas e 
resistentes a corrosão (TEOBALDO, 2004). 
Para evitar tal problema, desenvolveram um aço inoxidável especial com uma 
quantidade de nitrogênio entre 0,5% a 0,6% da massa. Com esse acréscimo na superfície do 
metal ele se torna mais duro e mais resistente a cavitação (PFEIL, 2016). 
Com o objetivo de tornar o aço num material mais ecológico e “amigo do 
ambiente”, as grandes siderurgias mundiais têm vindo a implementar várias medidas no sentido 
da preservação ambiental. Os aspectos de maior preocupação são a diminuição do consumo de 
energia e a redução da emissão de gases com efeito de estufa, nomeadamente de dióxido de 
carbono (ABCEM, 2017). 
A Construção Sustentável visa a minimização do consumo de recursos naturais e a 
maximização da sua reutilização, a utilização de recursos renováveis e recicláveis, a proteção 
do ambiente natural, a criação de um ambiente saudável e não tóxico e a procura de qualidade 
na criação do ambiente construído (ABCEM, 2017). 
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8 CRONOGRAMA 
 
TABELA 1 - Cronograma das atividades a serem desenvolvidas. 
Atividades 
1° Semestre 2° Semestre 
2019 2019 
J
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F
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M
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Revisão bibliográfica x x x x x x x x 
Análise e interpretação 
dos dados 
 x x x x x x x x x 
Discussões com 
orientador 
 X 
Redação parcial do 
projeto 
 x 
Entrega do projeto pronto 
ao orientador 
 x 
Apresentação oral x x 
Redação com ajustes 
recomendados 
 x 
Revisão da monografia x x x x 
Depósito da monografia x 
Apresentação e 
sustentação oral 
 x 
Depósito da monografia 
final (oficial) 
 x 
Fonte: Retirada do Manual de Elaboração do Trabalho de Conclusão de cursos e adaptada pelo autor. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
ABCEM. Estatísticas da construção metálica. 2017. Disponível em: 
<http://www.abcem.org.br/site/estatisticas-da-construcao-metalica>. Acesso em: 17 de Abril 
de 2019. 
 
INSTITUITO AÇO BRASIL. Industria do aço e meio ambiente. 2009a. Disponível em: 
<http://www.acobrasil.org.br>. Acesso em: 19 de Maio de 2019. 
 
IBGE. Pesquisa Industrial Anual. 2016. Disponível em:<https://sidra.ibge.gov.br/ 
pesquisa/pia-produto/quadros/brasil/2013>. Acesso em:19 de Maio de 2019. 
 
NEVES, Osias Ribeiro; CAMISASCA, Mariana Mesquita. Aço Brasil: uma viagem pela 
indústria do aço, Belo Horizonte: Escritório de histórias, 2013. 
 
PFEIL, Walter e Michèle. Estruturas de Aço, 8.Ed. Rio de Janeiro: LTC,2016. 
 
SIDERURGIA BRASILEIRA: PRINCÍPIOS E POLÍTICAS. INSTITUTO DE AÇO 
BRASIL Brasília, 2007. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br>. Acesso em 20 de Maio 
de 2019. 
 
GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa, 4.Ed. São Paulo: Atlas, 
2002.42p. 
 
TEOBALDO, Izabela Naves Coelho. Estudo do aço como objeto de reforço estrutural em 
edificações antigas. 2004. 137 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas) - 
Escola de Engenharia - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2004.