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Type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Pórticos de aço em perfis celulares: análise comparativa com perfis soldados de alma cheia
Author: Ferreira, Arthur Campos
First Advisor: Maia, Wanderson Fernando
Referee Member: Gonçalves, Cleber Maestri
Referee Member: Manera, Nicoly Sabadin
Resumo: Diante da crescente busca por soluções estruturais mais eficientes para edificações em aço, os perfis celulares destacam-se por proporcionar maior aproveitamento estrutural, redução do consumo de material e benefícios arquitetônicos, como leveza visual, possibilidade de integração com as instalações prediais e melhor aproveitamento da iluminação natural. Nesse contexto, este trabalho realizou uma análise comparativa entre pórticos em aço dimensionados com perfis I soldados de alma cheia e perfis celulares. Para tanto, foram analisados seis modelos de pórticos, contemplando diferentes combinações de vãos e alturas de pilares. O dimensionamento dos pórticos em perfis de alma cheia foi realizado no programa SAP2000, considerando as verificações de Estado Limite de Serviço (ELS) e Estado Limite Último (ELU) conforme os critérios da ABNT NBR 8800:2024. Para os perfis celulares, empregou-se o programa VCA+, desenvolvido pela ArcelorMittal Brasil, complementado por adaptações metodológicas para representar o comportamento estrutural dos sistemas, uma vez que ainda não existem normas técnicas específicas para o dimensionamento de perfis com aberturas na alma. Os resultados demonstraram que os pórticos em perfis celulares apresentaram redução média de 17,6% no consumo de aço em relação às soluções convencionais, além de redução média de 54,9% nos deslocamentos em serviço, decorrente do aumento da inércia das seções após a expansão. Esses resultados evidenciam que os perfis celulares constituem uma alternativa estrutural eficiente para pórticos em aço, especialmente em edificações de grandes vãos, conciliando desempenho estrutural, economia de material e vantagens construtivas e arquitetônicas.
Abstract: Given the growing demand for more efficient structural solutions for steel buildings, cellular beams have emerged as an attractive alternative due to their improved structural performance, reduced steel consumption, and architectural advantages, such as enhanced visual lightness, integration of building services within the structural system, and improved use of natural lighting. In this context, this study presents a comparative analysis between steel portal frames designed using welded I-shaped solid-web sections and cellular sections. Six portal frame models were analyzed, considering different span lengths and column heights. The solid-web portal frames were designed using the SAP2000 software, with Serviceability Limit State (SLS) and Ultimate Limit State (ULS) verifications carried out in accordance with the requirements of ABNT NBR 8800:2024. The cellular sections were designed using the VCA+ software, developed by ArcelorMittal Brasil, complemented by methodological adaptations to accurately represent the structural behavior of portal frame systems, since no specific design standards are currently available for members with web openings. The results showed that the portal frames with cellular sections achieved an average reduction of 17.6% in steel consumption compared with conventional solid-web solutions, as well as an average reduction of 54.9% in service displacements due to the increased moment of inertia provided by the expansion process. These findings demonstrate that cellular sections constitute an efficient structural alternative for steel portal frames, particularly in long-span buildings, combining structural performance, material savings, and constructive and architectural advantages.
Keywords: Perfis celulares
Pórticos em aço
Dimensionamento estrutural
Consumo de aço
Cellular sections
Steel portal frames
Structural design
Steel consumption
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21282
Issue Date: 20-Jul-2026
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