Capitulo1

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1 AÇOS ESTRUTURAIS 
1.1 INTRODUÇÃO E HISTÓRICO 
As primeiras obras de aço surgiram praticamente ao mesmo tempo em que se iniciou a produção industrial desse 
material, por volta de 1780 existe registro da aplicação de aço na escadaria do museu do Louvre, em Paris e 
Pouco tempo antes, em 1757, na Inglaterra, foi construída uma ponte em ferro fundido. Com o avanço no 
processo de fabricação do aço, por volta de 1880, já existe uma grande aplicação de aço na construção civil dos 
Estados Unidos. No Brasil, a primeira obra em estrutura metálica foi a ponte sobre o rio Paraíba do Sul, no 
estado do Rio de Janeiro, em 1857. 
No Brasil não existem estatísticas específicas de percentual de tipo de estrutura por metro quadrado. Citando 
informações do Centro Brasileiro da Construção com Aço – CBCA, obtidas com base em levantamentos junto as 
fabricantes de estruturas metálicas, verifica-se que, enquanto nos Estados Unidos 50% das edificações são 
construídas em aço e, no Reino Unido, em 70% delas, no Brasil essa participação é de cerca de 15%. 
Os dados mais recentes apontam ainda que, de uma demanda total em 2008 superior a 2,8 milhões de toneladas 
para construção em aço, os principais destaques foram os aços planos revestidos, destinados a telhas, perfis steel 
framing e perfis drywall, que passaram de 502 mil toneladas em 2007, para 729 mil toneladas (+ 45,1%) em 
2008; e a demanda dos perfis e tubos para estruturas que cresceu de 284 mil toneladas para 411 mil toneladas (+ 
44,7%) no mesmo período. 
1.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DAS ESTRUTURAS DE AÇO 
Embora seja mais correto conceitualmente referir-se a características do que a vantagens e desvantagens de um 
determinado sistema estrutural, vamos relacionar a seguir alguns aspectos favoráveis e desfavoráveis da 
utilização do aço em estruturas. Deve-se ressaltar, contudo, que a aplicação de um ou de outro sistema estrutural 
é precedida por uma avaliação das características de cada sistema, optando pelo mais adequado à situação 
considerada. 
Vantagens: 
 Alta resistência do material, que possibilita a execução de estruturas comparativamente leves; 
 Processo de fabricação garante dimensões e propriedades homogêneas para o material e para as peças 
fabricadas; 
 Por tratar-se de estrutura com características de pré-fabricação, a sua aplicação em campo é rápida e 
limpa. Possibilidade de reduções em cronogramas; 
 Flexibilidade de aplicação em situações especiais, tais como: reformas, reforços, canteiros exíguos ou 
estruturas temporárias. 
Desvantagens: 
 Necessidade de tratamento e cuidados especiais contra corrosão; 
 Sensibilidade estrutural em caso de incêndio; 
 Por tratar-se, em geral, de estruturas esbeltas, é importante considerar a possibilidade de vibrações 
indesejáveis na estrutura; 
 Necessidade de mão de obra mais especializada e equipamentos para serviços de montagem e solda; 
 Por tratar-se de estrutura com características de pré-fabricação, o projeto necessita adaptar-se à 
disponibilidade do fornecimento e não o contrário. 
1.3 CARACTERÍSTICAS DO AÇO ESTRUTURAL 
 
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1.3.1 COMPOSIÇÃO 
Sob o ponto de vista de sua fabricação, o aço estrutural tem uma grande variação, porém, pode-se dizer de modo 
simplificado, que o elemento mais importante na formulação do aço é o Carbono. As variações no teor desse 
material determinam principalmente alterações na resistência e na maleabilidade do aço. Quanto maior o teor 
de Carbono, maior a resistência e menos dúctil o aço, ou seja, menos capaz de sofrer deformações sem romper. A 
classificação do aço conforme o seu teor de Carbono está colocada a seguir: 
1.3.1.1 AÇOS CARBONO 
 
Classificação Teor de Carbono 
Baixo Carbono C < 0,15% 
Moderado 0,15% ≤ C < 0,29% 
Médio Carbono 0,30% < C < 0,59% 
Alto Carbono 0,60% < C < 1,70% 
Tabela 1.1: Classificação dos aços de acordo com o teor de carbono. 
Os aços de teores baixos a moderados são os mais utilizados em estruturas por não necessitarem de cuidados 
especiais para serem soldados. Conforme já mencionado, na medida em que se aumenta o teor de Carbono no aço, 
aumenta-se sua resistência e é diminuída sua ductilidade. 
1.3.1.2 AÇOS DE BAIXA LIGA 
São definidos como Aços Carbono que recebem elementos de liga (Cromo, Colúmbio, Cobre, Manganês, 
Molibdênio, Níquel, Fósforo, Vanádio, etc) que melhoram a resistência ou outras propriedades do aço sem alterar 
sua soldabilidade. 
1.4 PROPRIEDADES 
As principais propriedades mecânicas gerais do aço estrutural estão relacionadas a seguir (NBR-8800-4.5.2.8): 
a) Módulo de Elasticidade Tangente: E = 200.000 MPa; 
b) Módulo de Elasticidade Transversal G = 70.000 Mpa; 
c) Coeficiente de Poisson: νa = 0,3; 
d) Coeficiente de Dilatação Térmica: βa = 1,2 x 10-6 oC-1; 
e) Massa específica: ρa = 7.850 Kg/m3. 
Diagrama tensão deformação do aço é ilustrado na Figura 1.1. No diagrama, fu é a resistência de ruptura do aço à 
tração ou limite de resistência à tração, fy a resistência ao escoamento do aço à tensão normal ou limite de 
escoamento e fp o limite de proporcionalidade. 
A NBR 8800 estabelece no item 4.5.2.2 seus limites de aplicabilidade, sua aplicação deve obedecer às seguintes 
condições: Relação 
 
 
⁄ e e qualificação estrutural assegurada por Norma Brasileira e para 
aços sem essa qualificação, o responsável técnico deve analisar as diferenças entre as especificações desses aços e 
os qualificados por NBR (especialmente no que se refere a métodos de amostragem para determinação de 
propriedades mecânicas). Para esses aços também devem ser respeitadas as relações de tensões e os valores 
limite expressos mais acima. 
 
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Figura 1.1: Diagrama tensão deformação do aço. 
Particularidades do comportamento tensão deformação do aço: 
 Ductibilidade: É a propriedade que um material apresenta de se deformar sob ação de cargas. A esta 
propriedade está associada a capacidade que estruturas construídas com materiais dúteis apresentam de 
se deformar plasticamente, redistribuindo as tensões internas. 
 Ruptura frágil - fragilidade: Sob certas condições a o metal perde sua característica de ductibilidade 
podendo apresentar um comportamento frágil. Essas condições, que devem ser evitadas, ou verificadas 
com especial cuidado, são, por exemplo: estados múltiplos de tensões não previstos no projeto e soldas 
indequadas; 
 Temperatura: Ao serem elevadas as temperaturas, os valores de fu, fy e E se reduzem. Para a 
temperatura de 500 oC, as grandezas acima são reduzidas pela metade e para uma temperatura acima 
desse valor se reduzem a quase zero. A NBR-8800 em seu item 1.6 remete o dimensionamento de 
estruturas metálicas sob o efeito de incêndio para outra norma, a NBR 14323; 
 Fadiga: Quando submetidos a ciclos de carga e descarga, o aço estrutural, como outros materiais pode 
sofrer ruptura sob tensões menores que suas resistências nominais, que são obtidas, em geral, a partir de 
ensaios estáticos. O anexo K da NBR 8800 trata deste fenômeno. 
 Corrosão: O processo de corrosão compromete a resistência da estrutura pela redução da seção útil dos 
perfis estruturais. O anexo N da NBR 8800 fornece informações gerais sobre o processo de corrosão e 
indica alguns procedimentos preventivos. 
1.5 PRODUTOS SIDERÚRGICOS PARA ESTRUTURAS 
Os aços estruturais são fornecidos em forma de perfis, chapas, barras, fios e cordoalhas. Sendo que os elementos 
estruturais das estruturas metálicas são constituídos primordialmente por perfis metálicos. Abaixo estão 
colocadas as principais características e sua nomenclatura em linhas gerais. O anexo A da NBR 8800 apresenta 
diversos tipos normalizados de aços estruturais. 
1.5.1 BARRAS 
As barras são produtos obtidos por laminação nas seções: circular, quadrada ou retangular alongada (chamada 
“chata”). As barras são referidas pelo seu diâmetro ou pelas dimensões de sua seção transversal no caso das 
barras chatas.Por exemplo: 
Nomenclatura: Φ25 – indica barra com diâmetro 25 mm. 127 x 6,4 – indica barra chata com seção 127 mm por 
6,4 mm (5”x ¼”). 
 
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Classes de resistência: De acordo com a tabela A.2 da NBR 8800 as barras têm tensão de escoamento variando 
desde 250 MPa até 450 MPa e tensão de ruptura 400 MPa até 550 MPa. 
1.5.2 CHAPAS 
As chapas também são elementos laminados com espessuras variadas e resistências variadas. As chapas finas 
são as que têm espessuras de até 5,0 mm, acima desse valor estão as chapas grossas. 
Nomenclatura e classes de resistência: De modo geral, pode-se referir uma chapa por CH 8 (chapa com 8,0 mm 
de espessura). 
A NBR 8800 refere-se também a nomenclatura de acordo com várias classes de resistência, por exemplo, para 
aços comuns: 
 CG-26, chapa grossa com fy=255 MPa e fu=410 MPa; 
 CF-26, chapa fina com fy=260 MPa e fu=400 MPa; 
 Para aços de baixa liga e alta resistência mecânica: 
 G-35, chapa grossa, fy=345 MPa e fu=450 MPa; 
 F-35, chapa fina, fy=340 MPa e fu=450 MPa; 
1.5.3 PERFIS LAMINADOS, COM SEÇÃO I, H, C (OU U) 
Os perfis estruturais podem ser laminados, soldados ou de chapa dobrada, esses últimos não são definidos pela 
NBR 8800, mas em norma específica, de modo que não serão tratados no presente texto. Existem inúmeros 
produtos, fabricados em padrões americanos (série americana, perfis de faces, em geral, não paralelas) e padrões 
europeus (série européia, de faces paralelas) de modo que serão fornecidas apenas denominações mais comuns e 
exemplos. Como regra geral, sempre é necessário trabalhar com a tabela do fornecedor para obter as 
propriedades do perfil. 
 
Figura 1.2: Perfis Laminados I, H e C (ou U). 
A nomenclatura dos perfis I, H e C (ou U) segue uma regra geral, onde é fornecida a indicação da forma do perfil 
seguida de sua altura total (d, em mm) e de sua massa linear (kg/m). Por exemplo: 
 I 101 x 12,7, perfil I, com d = 101,0 mm e massa linear 12,7 kg/m. 
 C (ou U) 254 x 22,7, perfil Tipo C (Channel, ou U), com d = 254,0 mm e massa linear 22,7 kg/m. 
No caso de perfis soldados, a regra geral de nomenclatura é praticamente a mesma, com os seguintes nomes para 
os perfis: 
 Perfil tipo viga soldada VS – com relação d/bf – 4,0 >= d/bf >= 2,0 (em geral d/bf~=2,0) 
 Perfil tipo coluna viga soldada CVS – 1,0 >= d/bf >= 1,5 (em geral d/bf~=1,5) 
 Perfil coluna soldada CS – d/bf ~= 1,0 
Exemplo: 
 VS 200 x 23, viga soldada com d = 200,0 mm e massa linear 23 kg/m. 
 
1-5 
 
Existem diversos complementos possíveis e algumas nomenclaturas alternativas, por exemplo: 
 Perfil W d x massa linear – perfil I de aba larga (tabela de perfis USIMINAS) 
 Perfil HP d x massa linear – perfil H de faces paralelas, ou 
 Perfil HPP d x massa linear – perfil H com faces paralelas e pesado (existem HPL e HPM, leve e médio, 
respectivamente). 
Deve-se salientar, também, que a referência à altura do perfil e à sua massa linear é frequentemente 
arredondada nos nomes de perfis das tabelas, de modo que deve-se consultar os valores exatos nas próprias 
tabelas. 
1.5.4 PERFIS LAMINADOS, COM SEÇÃO CANTONEIRA (L) 
Os perfis cantoneira podem seguir a mesma regra anterior, porém é mais comum utilizar nomenclatura própria, 
conforme está colocado a seguir: 
 L 102 x 6,4, cantoneira de abas iguais com lado 102,0 mm e espessura 6,4 mm; 
 L 89 x 64 X 6,4, cantoneira de abas desiguais, com lados 89,0 e 64,0 mm, e espessura 6,4 mm. 
 
Figura 1.3: Perfis Laminados, cantoneira (L). 
1.6 CLASSES DE RESISTÊNCIA DOS AÇOS ESTRUTURAIS 
A NBR 8800 em seu anexo A, tabelas A.1 e A.2, define as classes de resistência dos aços. Como regra geral, temos 
pela nomenclatura ABNT: 
 Aço de média resistência – MR 250, aço com tensão de escoamento, fy=250 MPa e fu=400 MPa; 
 Aço de alta resistência – AR 350, aço com tensão de escoamento, fy=350 MPa e fu=410 MPa ou 
fu=485 MPa. 
 Existe também o aço com maior resistência à corrosão: COR AR 415, fy=415 MPa e fu=520 MPa. 
Abaixo, estão colocadas as tabelas1 A.1 e A.2 da NBR 8800 para referência de classes estruturais. A tabela A.2 
traz os aços conforme a nomenclatura ASTM, nessa tabela, ressalte-se o aço A36, equivalente ao MR250, e de 
larga utilização. 
A Tabela A.1 apresenta os valores nominais mínimos, a menos que uma faixa seja mostrada, da resistência ao 
escoamento (fy) e da resistência à ruptura (fu) de aços relacionados por Normas Brasileiras para uso estrutural 
em perfis e chapas, conforme as especificações destas Normas Brasileiras, que atendem às condições 
relacionadas às propriedades mecânicas exigidas por esta Norma (fy ≤ 450 MPa e relação fu/fy ≥ 1,18). Não são 
relacionados os aços com resistência ao escoamento inferior a 250 MPa, por não estarem sendo utilizados na 
prática. Nos aços da ABNT NBR 7007, que são aços para perfis, a sigla MR significa média resistência mecânica, 
a sigla AR alta resistência mecânica e a sigla COR resistência à corrosão atmosférica. 
Na Tabela A.2 são fornecidos os valores nominais mínimos, a menos que uma faixa seja mostrada, da resistência 
ao escoamento e da resistência à ruptura de alguns aços estruturais de uso frequente relacionados pela ASTM, 
conforme as especificações da própria ASTM. Nesta Tabela, os dados que constam nas colunas “Produtos” e 
“Grupo de perfil ou faixa de espessura disponível” são meramente indicativos (para informações mais precisas, 
deve ser consultada a ASTM A6). 
 
1 As tabelas foram extraídas do projeto de revisão, mas são idênticas às da versão final da NBR 8800. 
 
1-6 
 
ABNT NBR 7007 ABNT NBR 6648 ABNT NBR 6649 / ABNT NBR 6650 
Aços-carbono e microligados para 
uso estrutural e geral 
Chapas grossas de aço-carbono 
para uso estrutural 
Chapas finas (a frio/a quente) de aço-
carbono para uso estrutural 
Denominação fy 
[Mpa] 
fu [Mpa] Denominação fy 
[Mpa] 
fu 
[Mpa] 
Denominação fy 
[Mpa] 
fu 
[Mpa] 
MR 250 
AR 350 
AR 350 COR 
AR 415 
250 
350 
350 
415 
400/560 
50 
485 
520 
CG-26 
CG-28 
255 
275 
410 
440 
CF-26 
CF-28 
CF-30 
260/260 
280/280 
---/300 
400/410 
440/440 
---/490 
 
ABNT NBR 5000 ABNT NBR 5004 ABNT NBR 5008 
Chapas grossas de aço de baixa 
liga e alta resistência mecânica 
Chapas finas de aço de baixa 
liga e alta resistência mecânica 
Chapas grossas e bobinas grossas, de aço 
de baixa liga, resistentes à corrosão 
atmosférica, para uso estrutural 
Denominação fy 
[Mpa] 
fu 
[Mpa] 
Denominação fy 
[Mpa] 
fu 
[Mpa] 
Denominação fy 
[Mpa] 
fu 
[Mpa] 
G-30 
G-35 
G-42 
G-45 
300 
345 
415 
450 
415 
450 
520 
550 
F-32/Q-32 
F-35/Q-35 
Q-40 
Q-42 
Q-45 
310 
340 
380 
410 
450 
410 
450 
480 
520 
550 
CGR 400 
CGR 500/CGR 500A 
250 
370 
380 
490 
 
ABNT NBR 5920/ABNT NBR 5921 ABNT NBR 8261 
Chapas finas e bobinas finas (a frio/a quente), de 
aço de baixa liga, resistentes à corrosão 
atmosférica, para uso estrutural 
Perfil tubular, de aço-carbono, formado a frio, com e sem 
costura, de seção circular ou retangular para usos 
estruturais 
Denominação 
 
fy [Mpa] fu [Mpa] Denominação 
 
Seção circular Seções quadrada e 
retangular 
fy [Mpa] fu [Mpa] fy [Mpa] fu [Mpa] 
CFR 400 
CFR 500 
---/250 
310/370 
---/380 
450/490 
B 
C 
 
290 
317 
 
400 
427 
 
317 
345 
 
400 
427 
 
Tabela 1.2: Aços especificados por norma brasileira para uso estrutural2, Tabela A.1 da NBR 8800. 
 
 
2 Para limitações de espessura, ver norma correspondente. 
 
1-7 
 
Classificação Denominação Produto Grupo de perfil3 4 ou 
faixa de espessura 
disponível 
Grau fy 
[Mpa] 
fu 
[Mpa] 
Aços-Carbono A36 Perfis 1, 2 e 3 - 250 400 a 
500 Chapas e Barras5 t ≤ 200 mm 
A500 Perfis 4 A 230 310 
B 290 400 
Aços de baixa 
liga e alta 
resistência 
mecânica 
A572 Perfis 1, 2 e 3 42 290 415 
50 345 450 
55 380 485 
1 e 2 60 415 52065 450 550 
Chapas t ≤ 150 mm 42 290 415 
t ≤ 100 mm 50 345 450 
t ≤ 50 mm 55 380 485 
t ≤ 31,5 mm 30 415 520 
65 450 550 
A9926 Perfis 1, 2 e 3 - 345 a 
450 
450 
Aços de baixa 
liga e alta 
resistência 
mecânica 
resistentes à 
corrosão 
atmosférica 
A242 Perfis 1 - 345 485 
2 - 315 460 
3 - 290 435 
Chapas t ≤ 19 mm - 345 480 
19 mm <t ≤ 37,5 mm - 315 460 
37,5 mm < t ≤ 100 mm - 290 435 
A588 Perfis 1 e 2 - 345 485 
Chapas e Barras t ≤ 100 mm - 345 480 
100 mm < t ≤ 125 mm - 315 460 
125 mm < t ≤ 200 mm - 290 435 
Aços de baixa 
liga temperados 
e auto-
revenidos 
 
A913 Perfis 1 e 2 50 345 450 
60 415 520 
35 450 550 
 
Tabela 1.3: Aços de uso frequente especificados pela ASTM para uso estrutural, Tabela A.2 da NBR 8800. 
 
 
3 Grupos de perfis laminados para efeito de propriedades mecânicas: 
⎯ Grupo 1: Perfis com espessura de mesa inferior ou igual a 37,5 mm; 
⎯ Grupo 2: Perfis com espessura de mesa superior a 37,5 mm e inferior ou igual a 50 mm; 
⎯ Grupo 3: Perfis com espessura de mesa superior a 50 mm; 
⎯ Grupo 4: Perfis tubulares. 
4 t corresponde à menor dimensão ou ao diâmetro da seção transversal da barra. 
5 Barras redondas, quadradas e chatas. 
6 A relação fu/fy não pode ser inferior a 1,18.