Aula 06 - Dimensionamento de vigas metálicas

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AÇÕES E 
SEGURANÇA
GEOMETRIA DOS 
PERFIS I
PRÉ-
DIMENSIONAMENTO 
DE VIGAS 
METÁLICAS
EXERCÍCIO
RELEMBRANDO
Quem são as 
forças atuantes na 
estrutura?Como são 
classificadas?
Como a 
estrutura reage?
Diagrama tensão-deformação dos aços estruturais, 
em escala deformada
AÇOS-CARBONO
- ASTM-A36 - o aço mais utilizado
na fabricação de perfis soldados
(chapas com t ≥ 4,57 mm),
especificado pela American Society
for Testing and Materials;
𝑪𝑺 =
Tensão última
Tensão Admissível 
COMPARA-SE A TENSÃO 
ADMISSÍVEL COM A TENSÃO NO 
ELEMENTO ANALISADO
1. Escolha do perfil a ser testado
2. Cálculo dos esforços máximos: Momento Fletor e Esforço Cortante em vigas simples (isostáticas)
3. Verificação das tensões de FLEXÃO para as vigas isostáticas
4. Novas opções de perfis com maior ou menor rigidez em função dos resultados obtidos anteriormente
COMPORTAMENTO DE VIGAS METÁLICAS
Chama-se alma de uma viga à porção vertical de sua seção. A viga de alma 
cheia é aquela que não apresenta vazios em sua alma. Uma viga é um 
elemento sujeito a dois tipos de esforços: momento fletor e força cortante. 
Sendo o primeiro o esforço predominante e o mais desfavorável, a viga é o 
sistema estrutural que exige maior consumo de material e maior resistência. 
Pode-se dizer que a viga é o extremo oposto do cabo, em relação ao 
consumo de material. 
• O que pode levar uma viga ao colapso?
• Como é chamado o Estado Limite ao colapso?
• Para afirmar que um perfil está adequado ao uso em um determinado 
projeto, eu preciso conferir somente o ELU?
• Como é chamado o Estado Limite de utilização?
• Aplicação de carga = Deformação = Flecha
• Giro das seções pelo momento fletor gerando compressão e tração nas faces 
superior e inferior
• Tendência de escorregamento = força vertical interna
• Comportamento da viga também depende dos vínculos
COMPORTAMENTO DE VIGAS METÁLICAS
COMPORTAMENTO DE VIGAS METÁLICAS
CONFORME A POSIÇÃO E A QUANTIDADE DE APOIOS, AS VIGAS PODEM SER:
Biapoiadas Em balanço
Contínuas
Para o nosso estudo de pré-dimensionamento, não importa o tipo de viga, mas sim o seu
momento fletor máximo e o seu esforço cortante máximo!
Y
O
P
A
N
A
N
 R
E
B
E
LL
O
 (
2
0
00
) 
–
A
 C
O
N
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 A
R
Q
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IT
E
T
U
R
A
PRÉ-DIMENSIONAMENTO: VIGAS METÁLICAS
GEOMETRIA DOS PERFIS I
MAS O GRÁFICO NOS FORNECE APENAS UMA 
NOÇÃO INICIAL DA ORDEM DE GRANDEZA DO 
PERFIL MAIS ADEQUADO!
PARA REALIZAR O PRÉ-DIMENSIONAMENTO, COM 
AS PARTICULARIDADES DE CADA PROJETO, 
PRECISAMOS CONFERIR SE ESSE VALOR 
ENCONTRADO EM GRÁFICO ESTÁ COERENTE COM 
O CARREGAMENTO APLICADO À VIGA!
PARA ISSO, DEVEMOS INICIALMENTE CONHECER OS 
ESFORÇOS MÁXIMOS NO ELEMENTO ESTRUTURAL
GEOMETRIA DOS PERFIS I
CÁLCULO DOS ESFORÇOS MÁXIMOS
Cálculo das reações de apoio
Diagrama de momento fletor
• Momento fletor máximo
Diagrama de esforços cortantes
• Esforço cortante máximo
https://www.aprenderengenharia.com.br/viga-online
https://www.ftool.com.br/Ftool/
Exemplo para viga biapoiada com 
carregamento distribuído:
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
1º PASSO: EQUILÍBRIO EXTERNO: CÁLCULO DAS REAÇÕES DE APOIO
2º PASSO: EQUILÍBRIO INTERNO: CÁLCULO DO MOMENTO FLETOR
275 kN 275 kN
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
3º PASSO: DETERMINAR O VALORE CRÍTICO DE MOMENTO FLETOR
M = 343,7 kN.m
= 34.370 kN.cm
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
https://www.aprenderengenharia.com.br/viga-online
https://www.ftool.com.br/Ftool/
4º PASSO: SEGURANÇA PARA O MOMENTO FLETOR – DETERMINAÇÃO DA TENSÃO DE FLEXÃO NA VIGA
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
Valor tabelado
Usar de acordo com o perfil escolhido
Valor de momento fletor máximo, 
determinado anteriormente
5º PASSO: SEGURANÇA PARA O MOMENTO FLETOR – COMPARAÇÃO C/ A TENSÃO NORMAL ADMISSÍVEL
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
Valores nominais de resistência ao escoamento e resistência à ruptura 
dos aços mais comumente utilizados definidos pela norma ASTM
SEMPRE USAR ESSE VALOR DE TENSÃO 
ADMISSÍVEL PARA FLEXÃO!
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
5º PASSO: SEGURANÇA PARA O MOMENTO FLETOR – COMPARAÇÃO C/ A TENSÃO NORMAL ADMISSÍVEL
Buscar valor na tabela de perfis!
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
6º PASSO: ESCOLHER O PERFIL E VERIFICAR TENSÃO ATUANTE REAL
𝒂𝒕𝒖𝒂𝒏𝒕𝒆
𝒅𝒆 𝒇𝒍𝒆𝒙ã𝒐
𝟑
𝟐 𝟐
PASSO A PASSO DO DIMENSIONAMENTO
MAS E SE O PERFIL 
ESCOLHIDO NÃO ESTIVER 
ADEQUADO, O QUE 
DEVEMOS FAZER???
PARA EXERCITAR
10 m
5 m
5 m
Determinar o perfil I adequado para as 3 situações a seguir:
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: Cargas para cálculo de estruturas de
edificações. Rio de Janeiro, nov/1980.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto e execução de estruturas de
aço em edifícios (método dos estados limites). Rio de Janeiro, abr/1986.
• DIAS, Luiz Andrade de Mattos. Estruturas de aço: conceitos, técnicas e linguagem. Editora Zigurate, 4ª
edição, São Paulo, 2002.
• MANCINI, Luciana Cotta. Pré-dimensionamento de Estruturas Metálicas em Fase de Concepção
Arquitetônica. Dissertação de Mestrado. Departamento de Engenharia Civil. Escola de Minas.
Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto, Setembro, 2003.
• REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. A concepção estrutural e a arquitetura. Editora Zigurate, São
Paulo, 2000.
• REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. Bases para projeto estrutural. Editora Zigurate, São Paulo, 2007.
• https://www.comercialgerdau.com.br/pt/catalogos
• https://www.gerdau.com/br/pt/productsservices/products/Document%20Gallery/manual-arquitetura.pdf
• http://longos.arcelormittal.com.br/produtos/industria/perfis-e-barras
• https://www.aecweb.com.br/guia/p/vigas-e-perfis-metalicos_6_151_0_1_0
• http://wwwo.metalica.com.br/perfil-soldado-vs
Até a próxima 
aula!
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