Tipos de aço e perfis para estrutura metálica de edifícios

A construção de edifícios com estrutura metálica é coisa antiga no exterior, principalmente nos EUA. Aqui no Brasil esta tecnologia começou a chegar para valer há apenas alguns anos. Talvez por isto, alguns Arquitetos e Engenheiros acostumados com estruturas de concreto armado têm dificuldade para se adaptar à estrutura metálica. Para estes, mostraremos um pouco dos materiais utilizados em substituição às vigas, pilares e lajes convencionais.
Nas construções com estrutura metálica a escolha do tipo de aço é feita em função de aspectos ligados a:

• Meio ambiente onde as estruturas se localizam;
• Previsão do comportamento estrutural de suas partes, devido à geometria e aos esforços solicitantes;
• Meio industrial com atmosfera agressiva à estrutura;
• Proximidade à orla marítima;
• Manutenção necessária e disponível ao longo do tempo.

Os fatores acima influenciam a escolha de diversas maneiras. Por exemplo, condições ambientais adversas exigem aços de alta resistência à corrosão. Por outro lado, peças comprimidas com elevado índice de esbeltez ou peças fletidas em que a deformação (flecha) é fator preponderante são casos típicos de utilização de aços de média resistência mecânica. No caso de peças com baixa esbeltez e onde a deformação não é importante, fica mais econômica a utilização dos aços de alta resistência.

Os aços estruturais utilizados no Brasil são produzidos segundo normas estrangeiras (especialmente a ASTM (American Society for Testing and Materials) e DIN (Deutsche Industrie Normen) ou fornecidos segundo denominação dos próprios fabricantes.

Claro que há casos específicos, mas de maneira geral pode-se dizer que os perfis de aço utilizados na construção de edifícios de andares múltiplos são os mesmos empregados na construção de galpões e outras estruturas.

Perfis para colunas

As colunas de edifícios são dimensionadas fundamentalmente à compressão. São utilizados então perfis que possuam inércia significativa também em relação ao eixo de menor inércia, como é o caso dos perfis “H” que têm largura da mesa, igual ou próxima à altura da seção. A figura abaixo mostra alguns perfis utilizados como colunas:

Perfis para vigas

Os perfis de aço utilizados nas vigas dos edifícios são dimensionados pressupondo-se que terão a mesa superior travada pelas lajes. Neste conceito, as vigas não estarão portanto sujeitas ao fenômeno da flambagem lateral com torção.
No caso de vigas bi-apoiadas, é comum usar vigas mistas onde o perfil em aço trabalha solidário com a laje, obtendo-se uma solução mais econômica. A figura abaixo mostra o funcionamento de algumas soluções para as vigas de estrutura metálica:

Perfis para os contraventamentos

As seções dos perfis para contraventamentos costumam ser leves. Sua escolha leva em conta a esbeltez e a a resistência aos esforços normais. No caso de edifícios a esbeltez das peças tracionadas principais é limitada a 240mm e das comprimidas limitadas a 200mm. Os perfis comumente utilizados são os da figura abaixo>

Confira outros tipos de perfis em Fórum da Construção.