Estrutura Metálica: Processo executivo, vantagens e desvantagens

Estrutura metálica é um elemento estrutural em aço. Conheça detalhes de sua fabricação, processo executivo, vantagens e desvantagens.

Estrutura metálica é um elemento estrutural cuja seção é produzida totalmente em material metálico, principalmente aço. Este é formado essencialmente por ferro e carbono e sua resistência depende da quantidade de carbono utilizado.

Quanto maior o teor de carbono, maior será a resistência do aço para estrutura metálica, porém este será mais duro e frágil. Por isso, é de grande importância que o projeto estrutural para estruturas metálicas seja realizada por um profissional qualificado para a concepção de um correto dimensionamento e definição do aço a ser utilizado.

A estrutura metálica pode ser utilizada para a execução de vigas, pilares, terças, treliças de telhado, barrotes de mezaninos, pórticos, pergolados, dentre outros.

Não deve-se confundir uma estrutura metálica com barras de aço utilizadas em estruturas de concreto armado, pois possuem propriedades e comportamentos distintos. As barras de aço são utilizadas em associação com o concreto para suprir a deficiência deste em resistir a esforços de tração. Na estrutura metálica, há diferença de comportamento mecânico e processo construtivo.

Projeto

Quatro projetos, principalmente, irão ter condições diferenciadas no caso de estruturas metálicas. Um deles é o arquitetônico, que deve prever as condições e locais onde haverá peças aparentes. Outro é o Plano de Prevenção contra Incêndio (PPCI), pois o comportamento ao fogo de concreto armado, madeira, estrutura metálica e quaisquer materiais distintos também será diferenciado.

O terceiro projeto que pode ser citado é o estrutural. A modelagem irá seguir os princípios da análise estrutural, mas o projetista precisará avaliar as cargas de projeto previstas em norma específica, ligações e seções disponíveis no mercado.

Por último se pode citar o orçamento e planejamento do empreendimento de construção civil. O cronograma, a alocação de mão-de-obra e de recursos físicos irão sofrer alterações em função da tecnologia construtiva adotada. O engenheiro responsável pelo planejamento precisará fornecer um detalhamento completo aos fornecedores, escolhendo-os após pesar custos de fornecimento do material e transporte, que podem ser elevados em função do volume de material e distância entre fornecedor e canteiro.

Fabricação e aceitação das peças metálicas

Fornecidos os projetos para a indústria, a mesma irá produzir as peças necessárias. No recebimento de qualquer material em canteiro, é importante verificar se o que foi recebido confere com o pedido. Diferentemente de outros materiais, é mais difícil encontrar desbitolamentos (diferenças de dimensões da seção das peças estruturais entre pedido e efetivamente produzido).

Processo executivo

Estrutura metálica utilizada para execução de prédio

Uma estrutura metálica terá passos executivos diferentes conforme o elemento estrutural em consideração. Em geral, treliças de telhado ou que assumam alguma outra função são produzidas diretamente nas empresas de serralheria. No caso especial da treliça metálica, ela é usada mesmo quando o restante do sistema construtivo não seja metálico.

A execução consistirá na fixação das peças entre si e com a infraestrutura (fundações). Dessa forma, todos os elementos como estacas, vigas de baldrame ou mesmo sapatas deverão já ter sido devidamente locados, executados e prontos para servir de suporte.

Nas ligações, serão utilizados solda ou parafusos. Para vigas e pilares metálicos, não será necessário realizar cimbramento por longos períodos, mas estabilizar as peças até que fiquem adequadamente ligadas e em suas posições definitivas. Equipamentos de içamento como gruas serão usados nessa tarefa. Utiliza-se mão de obra especializada.

Para estruturas pequenas, como alguns tipos de mezaninos ou pérgolas, empresas de serralheria de pequeno porte podem vir a trabalhar com as peças sem utilizar equipamentos para içar, mas irão demandar mais mão de obra para estabilização.

Vantagens da estrutura metálica

• Devido ao módulo de elasticidade do aço, a estrutura metálica pode ser projetada com seções mais esbeltas, melhorando o uso do espaço na edificação e reduzindo a carga sobre fundações, podendo gerar economia na construção.
• Os perfis metálicos são produzidos em indústria, o que garante maior controle, confiabilidade e padrão nas propriedades de cada seção. Isso se reflete em dimensionamentos com menor majoração devido à incerteza da estrutura, se compararmos às peças em concreto armado.
• O padrão de acabamento é mais uniforme, permitindo inclusive aplicações comerciais com estrutura aparente, sem prejuízo na estética. Como exemplo, pode-se citar treliças de telhados em lojas, estacionamentos, supermercados, etc.
• Canteiro de obras mais enxuto, com menor movimentação de materiais e construção mais limpa.
• Há impacto ambiental na produção de perfis metálicos, como qualquer indústria. Entretanto, peças metálicas em aço possuem cadeia consolidada de reciclagem.
• Em relação às estruturas em concreto armado (incluindo algumas pré-fabricadas), permitem maiores vãos livres, o que dá maior liberdade de uso do espaço.

Desvantagens da estrutura metálica

• Por possuir seções mais esbeltas, deve-se ter maior preocupação com a flambagem de peças comprimidas.
• Maior vulnerabilidade em episódios de ventos fortes. Não é difícil observar estruturas metálicas contorcidas após estes eventos climáticos.
• O comportamento ao fogo exige maiores cuidados, em função da dilatação térmica e perda da capacidade resistente. Em condições normais, seções de concreto armado estão mais protegidas, inclusive pelo fato de o cobrimento não ser inflamável. O PPCI (Plano de prevenção e proteção contra incêndios) deve contemplar a condição de estrutura metálica, bem como o projeto arquitetônico pode prever a proteção de vigas e pilares metálicos por meio de materiais incombustível, pintura intumescente, etc.
• Não há a cultura em nosso país de construir edifícios residenciais multifamiliares ou algumas formas de prédios comerciais utilizando estruturas metálicas. Isso pode gerar preconceito pelos usuários na adoção desse tipo de solução.
• O ruído gerado ou as vibrações, como em mezaninos, pode ser incômodo ao usuário de edificações.
• Vulnerabilidade à corrosão, principalmente sem a manutenção de sistemas protetivos, tais como pinturas.
• Por requerer mão de obra treinada e especializada, é comum falhas executivas na concepção estrutural de elementos, podendo ocorrer danos à edificação.