Engenharia Civil

A UTILIZAO DO AO NA CONSTRUO CIVIL

Salvador - BA

Abril/2015

JOO SILVA NETO

KLVER ROBSON GONALVES ALMEIDA

SILAS GABRIEL LAPA SANTANA

A UTILIZAO DO AO NA CONSTRUO CIVIL

Trabalho apresentado para avaliao na disciplina de Introduo ao Trabalho Cientfico do curso de Engenharia Civil da UNIFACS Universidade Salvador.

Orientadora: Ana Cristina Santos Farias

Salvador - BA Abril/2015

RESUMO

Este trabalho apresenta uma reviso bibliogrfica sobre o uso do ao como

sistema construtivo eficiente no planejamento urbano. Caracteriza-se pela utilizao

do ao como uma soluo arrojada para e eficiente para construes de alta

qualidade.

Dessa forma, esse trabalho pretende mostrar os benefcios, as limitaes e

cuidados que devem ser tomados no uso desse material em estruturas.

SUMRIO

1 INTRODUO ..................................................................................................... 5 1.1. HIPTESES ............................................................................................................... 5

1.2. OBJETIVOS ............................................................................................................... 6

1.2.1. Geral .................................................................................................................... 6

1.2.2. Especficos .......................................................................................................... 6

1.3. JUSTIFICATIVA ........................................................................................................ 6

2 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................. 7 2.1 O AO NA CONSTRUO CIVIL ......................................................................... 7

2.2 VANTAGENS NO USO DO AO ........................................................................... 7

2.2.1 Liberdade do projeto de arquitetura ................................................................ 7

2.2.2 Maior rea til ..................................................................................................... 8

2.2.3 Flexibilidade ........................................................................................................ 8

2.2.4 Compatibilidade com outros materiais ........................................................... 8

2.2.5 Menor prazo de execuo ................................................................................ 9

2.2.6 Reciclabilidade ................................................................................................... 9

2.2.7 Preciso construtiva .......................................................................................... 9

2.3 PROPRIEDADES DO AO ..................................................................................... 9

2.3.1 Elasticidade ....................................................................................................... 10

2.3.2 Plasticidade ....................................................................................................... 10

2.3.3 Ductilidade ........................................................................................................ 10

2.3.4 Resilincia ......................................................................................................... 10

2.3.5 Fluncia ............................................................................................................. 11

2.4 AO ESTRUTURAL ............................................................................................... 11

2.4.1 Vantagens ......................................................................................................... 11

2.4.2 Desvantagens ................................................................................................... 12

3 CONCLUSO .................................................................................................... 12

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1 INTRODUO

Visando a modernizao da construo civil, no sculo XVIII iniciou-se o uso

de estruturas metlicas e essa modernizao passou da construo da Ponte

Ironbridge na Inglaterra em 1979 at os edifcios modernos da atualidade. Esses que

se multiplicaram pelas grandes cidades junto com a modernizao das mesmas.

Com o avano da tecnologia houve um aprimoramento na criao do ao

deixando-os com mais resistncia mecnica, maior resistncia corroso

atmosfrica entre outros fatores de aprimoramento. Porm, apesar de toda a

expanso que este modelo estrutural alcanou no mercado nacional, a produo de

edifcios em ao ainda representa uma parcela bastante inferior produo em

concreto armado. Esta realidade se deve a diversas situaes, sendo uma delas a

cultura do concreto armado consolidada neste setor. A tendncia mundial nos dias

atuais a busca por sistemas construtivos nos quais apresentem solues que

integrem os materiais e os conceitos projetais, considerando as condies

ambientais na implantao destes sistemas, conduzindo a realidade dos processos

tecnolgicos viveis com as premissas econmicas.

1.1. HIPTESES

Aps a descoberta das caractersticas e vantagens do ao, a sua utilizao

foi de grande influencia para o desenvolvimento de estruturas mais ousadas e

resistentes envolvendo a demanda por propriedades melhores, questes de peso e

preocupao com a preservao ambiental. Na construo civil o ao pode ser

utilizado de duas formas:

Na forma de edificao, onde a estrutura base montada com componentes

de ao.

Na forma de armadura para compor a estrutura de concreto armado.

O uso do ao modificou para sempre a engenharia civil e os projetos de

arquitetura. Somente com uso desse metal, foi possvel criar construes cada vez

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maiores e mais leves, dando asas para imaginao dos projetistas. Tais criaes

no seriam possveis com a rigidez e o peso do concreto.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Geral Demonstrar de forma clara os princpios da utilizao do ao na construo

civil.

1.2.2. Especficos

A fim de ampliar o conhecimento sobre o assunto, ser realizada uma

anlise crtica do mesmo, levantando as vantagens e desvantagens desse sistema

construtivo para esse uso especfico.

1.3. JUSTIFICATIVA

A utilizao do ao no projeto e construo de obras civis nos ltimos anos

vem ganhando destaque no Brasil. Por outro lado, vale a pena lembrar que, apesar

de o pas fazer parte dos maiores produtores mundiais de ao, o emprego em larga

escala do concreto armado na construo civil apresenta uma forte carga cultural

Segundo o engenheiro Fernando Pinho apud, cerca de 70% a 80% das obras

poderiam ser executadas em sistemas mistos de ao e concreto, tanto para sistemas

estruturais simples quanto arrojados.

Com o Intuito de procurar inovaes para o meio da construo civil, a

insero do ao nesse meio proporcionou algum avano para desenvolvimento de

novas estruturas?

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2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 O AO NA CONSTRUO CIVIL

Desde o sculo XVIII, quando se iniciou a utilizao de estruturas metlicas

na construo civil at os dias de hoje, o ao tem possibilitado aos arquitetos,

engenheiros e construtores, solues eficientes e de alta qualidade. Das primeiras

obras aos ultramodernos edifcios que se multiplicaram pelas grandes cidades, a

utilizao do ao sempre esteve associada ideia de modernidade e inovao,

traduzida em obras de grande expresso arquitetnica e que invariavelmente

traziam o ao aparente.

No entanto, as vantagens na utilizao de sistemas construtivos em ao vo

muito alm da esttica de expresso marcante; reduo do tempo de construo,

racionalizao no uso de materiais e mo de obra e aumento da produtividade,

passaram a ser fatores chave para o sucesso de qualquer empreendimento. Alm

de possibilitar solues eficientes e de alta qualidade. Na construo civil, o ao

pode ser utilizado de duas maneiras: base montada com componentes de ao ou

para compor a estrutura de concreto armado.

A estrutura metlica pode ser utilizada em grandes construes (pontes,

viadutos, shopping centers e edifcios), mdias (pequenos edifcios, silos, galpes,

passarelas e avirios) e pequenas (casas, telhados, quiosques, escadas e postos de

gasolina), alm de acessrios de construo (defensas de estradas, postes, portas e

janelas).

2.2 VANTAGENS NO USO DO AO

So inmeras as vantagens do ao para a construo civil:

2.2.1 Liberdade do projeto de arquitetura

A tecnologia do ao confere aos arquitetos total liberdade criadora,

permitindo a elaborao de projetos arrojados e de expresso arquitetnica

marcante.

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A simplicidade e a praticidade da construo metlica garante eficincia,

com melhor utilizao de insumos e mo-de-obra.

2.2.2 Maior rea til

As sees dos pilares e vigas de ao so substancialmente mais esbeltas do

que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espao

interno e aumento da rea til, fator muito importante principalmente em garagens.

A construo em ao permite uma maior organizao no canteiro de obras e

melhor utilizao do espao disponvel para a obra, evitando depsito desnecessrio

de material de construo e entulho. Uma obra feita por meio de materiais metlicos

sempre uma obra limpa, garantindo melhor segurana e menor risco de acidentes

de trabalho.

2.2.3 Flexibilidade

A estrutura metlica mostra-se especialmente indicada nos casos onde h

necessidade de adaptaes, ampliaes, reformas e mudana de ocupao de

edifcios. Alm disso, torna mais fcil a passagem de utilidades como gua, ar

condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informtica, etc.

A utilizao do ao na construo permite uma fcil adaptao no caso de

reformas e ampliaes. Proporciona tambm, no projeto, maior flexibilidade para a

obteno de espaos internos mais amplos.

2.2.4 Compatibilidade com outros materiais

O sistema construtivo em ao perfeitamente compatvel com qualquer tipo

de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais

convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) at componentes pr-

fabricados.

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A estrutura metlica se adapta com facilidade a outros materiais, o que

permite uma variada utilizao de produtos no fechamento, cobertura e acabamento

da obra.

2.2.5 Menor prazo de execuo

A fabricao da estrutura em paralelo com a execuo das fundaes, a

possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de servios simultaneamente, a

diminuio de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura no ser

afetada pela ocorrncia de chuvas, pode levar a uma reduo de at 40% no tempo

de execuo quando comparado com os processos convencionais.

2.2.6 Reciclabilidade

O ao 100% reciclvel e as estruturas podem ser desmontadas e

reaproveitadas.

2.2.7 Preciso construtiva

Um projeto em ao detalhado em milmetros. Isso garante uma preciso

de nveis e prumos, tornando mais fcil a montagem e o assentamento de portas,

janelas e paredes.

2.3 PROPRIEDADES DO AO

Suas propriedades so de fundamental importncia, especificamente no

campo de estruturas metlicas, cujo projeto e execuo nelas se baseiam. No so

exclusivas dos aos, mas, de forma semelhante, servem a todos os metais. Em um

teste de resistncia, ao submeter uma barra metlica a um esforo de trao

crescente, ela ir apresentar uma deformao progressiva de extenso, ou seja, um

aumento de comprimento. Atravs da anlise deste alongamento, pode-se chegar a

alguns conceitos e propriedades dos aos:

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2.3.1 Elasticidade

A elasticidade a propriedade do metal de retornar forma original, uma

vez removida a fora externa atuante. Deste modo, a deformao segue a Lei de

Hooke, sendo proporcional ao esforo aplicado:

= . E

Onde: = tenso aplicada; e = deformao (E = mdulo de elasticidade do

material).

2.3.2 Plasticidade

A plasticidade a propriedade inversa da elasticidade, ou seja, do

material no voltar sua forma inicial aps a remoo da carga externa, obtendo-se

deformaes permanentes. A deformao plstica altera a estrutura de um metal,

aumentando sua dureza. Este fenmeno denominado endurecimento pela

deformao.

2.3.3 Ductilidade

Ductilidade a capacidade do material de se deformar sob a ao de

cargas antes de se romper, da sua grande importncia, j que estas deformaes

constituem um aviso prvio ruptura final do material, o que de extrema

importncia para prevenir acidentes em uma construo, por exemplo. A fragilidade,

oposto ductilidade, a caracterstica dos materiais que rompem bruscamente, sem

aviso prvio.

2.3.4 Resilincia

A resilincia a capacidade de absorver energia mecnica, ou seja, a

capacidade de restituir a energia mecnica absorvida.

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2.3.5 Fluncia

A fluncia mais outra propriedade apresentada pelo ao e metais em geral.

Ela acontece em funo de ajustes plsticos que podem ocorrer em pontos de

tenso, ao longo dos contornos dos gros do material. Estes pontos de tenso

aparecem logo aps o metal ser solicitado por uma carga constante, e sofrer a

deformao elstica. Aps esta fluncia ocorre a deformao continua, levando a

uma reduo da rea do perfil transversal da pea (denominada estrico).

2.4 AO ESTRUTURAL

O ao estrutural est presente na maioria das construes metlicas. As

estruturas das edificaes so elementos de grande responsabilidade que exigem a

confiana na qualidade do material a ser utilizado.

O ao estrutural tem como principal caracterstica a resistncia mecnica e

uma composio qumica definida. Proporciona boa soldabilidade e fcil corte.

Todas essas propriedades vo garantir ao projeto bem executado a segurana,

solidez, estabilidade da estrutura e a certeza da qualidade do material, sempre

acompanhando rigidamente as exigncias arquitetnicas. Isso vai garantir ao

engenheiro o desempenho desejado quando o material estiver na obra.

O ao estrutural tem sua aplicao voltada para obras de grande porte como

pontes, viadutos, passarelas, shoppings e aeroportos.

Com o avano da qualificao tcnica, a descoberta e o avano de novas

tcnicas de utilizao do ao, propiciou uma valorizao das edificaes,

apresentando uma relao custo x benefcio bastante vantajosa. Com tudo exposto,

fica facilmente entendvel a utilizao de estruturas metlicas nas grandes cidades.

2.4.1 Vantagens

Ao contrrio do concreto que moldado em funo das formas, o ao

estrutural j solicitado com a exatido do projeto. Em construes onde se

necessita um retorno rpido do investimento, como hotis, por exemplo, a

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velocidade da construo bem maior do quando realizado com concreto e por

consequncia o retorno financeiro tambm.

2.4.2 Desvantagens

Embora a utilizao de peas metlicas proporcione velocidade na

construo, se faz necessria a utilizao de uma equipe tcnica qualificada, pois

caso haja erros na execuo, peas podem ficar perdidas ocasionando um custo

consideravelmente maior.

3 CONCLUSO

Comparando com os edifcios de cimento, as estruturas de ao tm um

impacto ambiental negativo menor sobre o uso de energia, consumo de matrias

primas e o volume de resduos gerados.

A sustentabilidade do ao como material de construo apoia sua forte

posio em relao com os demais materiais habitualmente utilizados na edificao

civil.

Tendo em conta os desastres naturais que ameaam a vida humana ao

provocar falhas estruturais dos edifcios, o ao um material que cada vez est

sendo mais utilizado para reduzir este tipo de situaes.

Portanto, a opinio pblica e os grupos de profissionais relacionados com a

construo comearam a discutir mtodos de edificao que insiram cada vez

maiores volumes deste material. No entanto, com a construo de edifcios com ao,

esta gerao de resduos se minimiza e podem ser, em muitas ocasies, reutilizados

depois de um tratamento especial dos materiais.

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. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

1. CARDOSO, Fernando Flores. Projeto e construo de edifcios de ao:

uso do ao na construo. So Paulo. 1988

2. DALBELO, S. As estruturas com perfis e painis de ao a frio. So Paulo,

Revista Projeto, n.80 p.114-5. 1995

3. SALES, J. J. Estudo do projeto e da construo de edifcios de andares

mltiplos com estruturas de ao. Tese (Doutorado). So Carlos: Escola de

Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo, 1995.

4. TOSCANO, J. W. Arte e cincia. So Paulo, Revista Construo Metlica, n.

4, p. 18-20, 1991.