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Projetos de estruturas metálicas: 10 dicas úteis

Se a concessão de estruturas metálicas parece desafiante, siga estas 10 dicas e descubra como criar estruturas seguras e confiáveis com extrema simplicidade


As estruturas metálicas são amplamente utilizadas na indústria da construção devido à sua resistência, durabilidade e flexibilidade. No entanto, projetar tais estruturas requer uma combinação de competências de engenharia, conhecimento das propriedades do material e uso de ferramentas de cálculo avançadas.

Neste artigo, forneceremos algumas dicas úteis para otimizar o projeto de estruturas metálicas. Para simplificar e melhorar ainda mais todo o processo de projeto, você pode contar com a ajuda de soluções de software BIM inovadoras, como um software de cálculo estrutural, que o ajudará a analisar e avaliar a resistência e a estabilidade de suas estruturas metálicas, extrair os dados de entrada diretamente do modelo BIM do seu edifício e fornecer resultados precisos e detalhados em tempo recorde.

O aço como material de construção

Nos últimos anos, temos observado um aumento crescente no uso do aço como material de construção, especialmente em aplicações estruturais. Esse fenômeno se deve aos numerosos benefícios que o aço oferece em relação a outros materiais. Os benefícios das estruturas metálicas estão diretamente relacionados às seguintes propriedades:

  • resistência: o aço é um material muito resistente, capaz de suportar cargas elevadas e resistir à tração sem se deformar ou quebrar facilmente. Essa propriedade o torna ideal para a construção de estruturas que devem suportar pesos significativos, como pontes, arranha-céus e plataformas offshore.
  • Dutibilidade: o aço também é um material muito maleável, que pode ser facilmente moldado ou dobrado sem risco de ruptura. Essa característica permite criar formas complexas e adaptar o material a necessidades estruturais específicas. A dutibilidade torna, portanto, o aço particularmente adequado para a construção de estruturas que requerem flexibilidade, como edifícios sujeitos a movimentos sísmicos;.
  • Durabilidade: o aço é um material altamente resistente ao desgaste, corrosão e às condições atmosféricas. Ele pode manter sua integridade estrutural ao longo do tempo, exigindo menos manutenção do que outros materiais de construção. O aço pode ser tratado com revestimentos protetores para aumentar ainda mais sua durabilidade e resistência à corrosão.
  • Leveza: apesar de sua alta resistência, o aço é relativamente leve. Isso significa que requer menos material para suportar uma determinada capacidade de carga em comparação com outros materiais, reduzindo assim o peso total da estrutura. A leveza do aço também simplifica o transporte e a instalação dos vários componentes estruturais.
  • Construção rápida: o aço é um material pré-fabricado que pode ser produzido em fábrica e, posteriormente, transportado e montado no canteiro de obras. Esse método permite uma construção rápida e eficiente, reduzindo os prazos de projeto. Além disso, a pré-fabricação permite um maior controle de qualidade e a redução de resíduos no canteiro de obras.
  • Sustentabilidade: o aço é um material altamente reciclável, que pode ser recuperado e reutilizado sem perder suas propriedades. A recuperação desse material ajuda a reduzir a quantidade de resíduos e o uso de recursos naturais. As estruturas metálicas também podem ser projetadas para serem energeticamente eficientes, reduzindo assim o impacto ambiental das construções.
Propriedades do aço

Propriedades do aço

As conexões estruturais metálicas

Além das inúmeras vantagens, o uso do aço na indústria da construção também apresenta vários desafios, principalmente relacionados à complexidade das conexões estruturais entre os vários componentes. Essas conexões são os pontos críticos onde os elementos estruturais (como vigas e pilares) se unem para formar uma estrutura coesa e estável.

As conexões estruturais devem ser projetadas com precisão para garantir a segurança e eficiência de toda a estrutura. Elas podem assumir diferentes configurações, dependendo das necessidades específicas do projeto e das cargas às quais a estrutura estará sujeita. Alguns dos tipos mais comuns incluem:

  • conexões parafusadas: são conexões que envolvem o uso de placas de ligação e parafusos padrão ou de alta resistência para unir vigas e colunas. Os parafusos são inseridos em furos especiais feitos nos componentes estruturais e, em seguida, apertados até atingirem a tensão desejada. Essa solução oferece a máxima flexibilidade no projeto e na execução, pois permite substituir ou modificar as partes, se necessário;
  • conexões soldadas: envolvem a fusão de partes de aço por soldagem para criar uma conexão contínua e resistente entre os elementos. As soldas podem ser feitas com diferentes métodos (arco, chanfro, ponto, etc.). É importante que sejam executadas corretamente para atender aos padrões de qualidade e segurança. As superfícies de aço são preparadas por corte ou lixamento e, em seguida, trazidas em contato. Em seguida, o metal fundido é aplicado com precisão para formar uma conexão soldada durável e resistente;
  • conexões de encaixe: são projetadas para permitir a montagem rápida e precisa dos elementos estruturais em aço. Essas conexões utilizam encaixes e sistemas de travamento mecânicos para garantir uma conexão sólida e estável entre os componentes. As conexões de encaixe são frequentemente usadas em estruturas modulares ou pré-fabricadas;
  • conexões adesivas: é um método inovador que envolve o uso de adesivos estruturais para unir os elementos de aço. Esse tipo de conexão oferece boa resistência e pode ser usado até mesmo para conectar elementos estruturais de aço a componentes de outros materiais, como vidro ou madeira.
Projetos de estruturas metálicas - Exemplo de nó de aço

Exemplo de nó de aço

Quais são os desafios dos projetos de estruturas metálicas

Os projetos de estruturas metálicas representa um desafio complexo, mesmo para os profissionais mais experientes. As razões que tornam esse desafio tão exigente estão relacionadas aos seguintes fatores:

  • dinâmica das forças: as estruturas metálicas devem ser projetadas para resistir a uma ampla gama de condições de carga, prestando atenção especial às ações dinâmicas que podem variar ao longo do tempo (como ações do vento, carga de neve ou cargas sísmicas). A previsão precisa de cada uma dessas forças requer uma análise aprofundada e detalhada, a fim de garantir a estabilidade estrutural e a segurança dos ocupantes.
  • Complexidade geométrica: as formas arquitetônicas modernas frequentemente requerem geometrias complexas, como curvas, torções ou formas irregulares. Projetar conexões e detalhes estruturais de acordo com essas formas requer um entendimento aprofundado das propriedades mecânicas do aço e o conhecimento de técnicas de análise avançadas.
  • Conexões estruturais: as conexões entre os elementos estruturais de aço são de extrema importância, pois devem garantir a estabilidade e resistência de toda a estrutura. Projetar conexões eficazes requer uma avaliação precisa das solicitações, das forças de cisalhamento e das torções que atuam sobre elas.
  • Conformidade normativa: os projetos de estruturas metálicas deve estar em conformidade com uma série de regulamentos e padrões de segurança, que podem variar local, nacional e internacionalmente. Portanto, é necessário conhecer profundamente as diretrizes e critérios de projeto e verificação a serem seguidos em cada área geográfica, a fim de evitar erros e garantir a máxima segurança e confiabilidade das estruturas.

10 dicas práticas para simplificar os projetos de estruturas metálicas

Para superar a complexidade dos projetos de estruturas metálicas, é importante adotar uma série de medidas que ajudem a simplificar todo o processo e garantir a realização de estruturas dotadas da máxima estabilidade, segurança e eficiência.

Aqui estão dez dicas úteis que você pode seguir para otimizar os projetos de estruturas metálicas e garantir a confiabilidade das conexões estruturais:

  1. compreenda os requisitos do projeto: antes de começar a projetar uma estrutura de aço, é fundamental compreender completamente os requisitos do projeto. Analise cuidadosamente as cargas previstas, as condições ambientais, os regulamentos aplicáveis e as necessidades funcionais. Isso ajudará a definir os objetivos do projeto e tomar decisões informadas durante a fase de projeto.
  2. Colabore com um engenheiro estrutural experiente: a engenharia estrutural é uma disciplina complexa e especializada. Colaborar com um engenheiro experiente fornecerá o suporte necessário para enfrentar os desafios técnicos e garantir a segurança de suas estruturas. Um profissional experiente pode oferecer soluções inovadoras e orientá-lo na escolha dos materiais e técnicas de projeto mais adequados para o seu projeto.
  3. Planeje cuidadosamente a geometria da estrutura: a geometria da estrutura de aço tem um impacto significativo em sua resistência e estabilidade. Planeje cuidadosamente a disposição dos elementos estruturais, levando em consideração as cargas, as forças horizontais e as condições de restrição. Mantenha um equilíbrio entre eficiência estrutural e estética, buscando soluções que atendam aos requisitos funcionais e arquitetônicos.
  4. Escolha os perfis de aço apropriados: a escolha dos perfis de aço é fundamental para a estabilidade da estrutura. Considere cuidadosamente as propriedades mecânicas dos perfis, como resistência, rigidez e ductilidade, e escolha aqueles mais adequados às solicitações previstas. Você pode consultar tabelas de projeto e regulamentos de referência para identificar os perfis mais adequados.
  5. Avalie a viabilidade construtiva: durante o projeto, leve em consideração a viabilidade construtiva da estrutura de aço. Considere os processos de fabricação, transporte, instalação e manutenção dos elementos estruturais. Evite soluções complexas ou pouco práticas que possam aumentar os custos ou retardar o processo de construção.
  6. Verifique as conexões e as ligações: as conexões representam os pontos mais críticos em uma estrutura de aço. Certifique-se de projetar e verificar cuidadosamente as conexões para garantir a segurança e resistência de toda a estrutura. Use métodos de cálculo e software específicos para a verificação dos nós de aço e certifique-se de que as conexões sejam capazes de suportar as solicitações previstas.
  7. Considere o efeito das deformações térmicas: o aço está sujeito a variações dimensionais em resposta às variações de temperatura. Durante o projeto, leve em consideração o efeito das deformações térmicas na estrutura. Preveja juntas de dilatação e adote soluções que permitam uma expansão e contração térmica adequadas sem comprometer a integridade estrutural.
  8. Realize análises estruturais detalhadas: as análises estruturais são fundamentais para avaliar a resistência, estabilidade e deformação da estrutura de aço. Use métodos analíticos ou ferramentas de simulação avançadas para realizar análises estáticas e dinâmicas, considerando diferentes condições de carga. Isso permitirá otimizar o projeto da estrutura e garantir sua segurança.
  9. Faça uma verificação final: antes de finalizar o projeto, faça uma verificação final de todos os detalhes estruturais. Certifique-se de que todas as especificações do projeto tenham sido atendidas e que a estrutura atenda aos requisitos de segurança e regulamentares. Revise os cálculos e análises, e verifique os desenhos e os detalhes construtivos para eliminar quaisquer erros ou omissões.
  10. Use software de cálculo estrutural avançado: poderosas ferramentas que simplificam e aprimoram o processo de projeto de estruturas metálicas. Esses softwares permitem analisar as solicitações estruturais, avaliar a resistência do material e verificar a estabilidade da estrutura.

Você pode transformar o projeto de suas estruturas metálicas, começando a usar as seguintes ferramentas um software de cálculo estrutural poderoso e confiável, com o qual você pode realizar análises detalhadas de suas estruturas metálicas, a partir dos dados de entrada fornecidos diretamente pelo modelo BIM do seu edifício. Esse software oferece a possibilidade de modelar a geometria da estrutura, aplicar cargas e restrições, e obter resultados confiáveis sobre os esforços, deformações e solicitações presentes na estrutura. Graças a essa análise avançada, você poderá tomar decisões informadas sobre o dimensionamento dos elementos estruturais, das conexões e da resposta geral da estrutura, garantindo a máxima segurança e eficiência.

 

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