INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, o setor da construção civil tem passado por significativas transformações, impulsionadas pela busca por soluções mais eficientes, sustentáveis e econômicas. Nesse contexto, os sistemas construtivos industrializados vêm ganhando destaque, especialmente aqueles que aliam agilidade na execução com alta performance estrutural. Entre as diversas alternativas disponíveis, o uso de estruturas metálicas mistas ou colaborantes, como o steel deck, vem sendo cada vez mais adotado em obras de pequeno, médio e grande porte (Sena; Cabral, 2018).

O steel deck é um sistema formado por uma chapa de aço galvanizado nervurada que funciona como fôrma para o concreto durante a fase de execução da laje, e posteriormente passa a atuar de forma colaborativa com o concreto endurecido, compondo uma estrutura mista. Essa solução proporciona uma série de vantagens, como a redução do tempo de execução, diminuição do uso de escoramento provisório, racionalização de materiais e aumento da produtividade da mão de obra. Além disso, contribui para a leveza da estrutura, o que é especialmente vantajoso em edificações de múltiplos pavimentos (Almeida, 2017).

A interação entre aço e concreto, quando corretamente dimensionada e executada, resulta em um comportamento estrutural eficiente e seguro. A aderência entre os materiais garante que a carga seja distribuída de forma otimizada, proporcionando uma laje mais resistente e estável. Essa sinergia é fundamental para o desempenho global da edificação, tornando o estudo e a aplicação do sistema steel deck uma temática relevante dentro do campo da engenharia estrutural (Schein, 2024).

Apesar de suas vantagens, a aplicação do steel deck ainda enfrenta desafios relacionados ao conhecimento técnico dos profissionais da área, à padronização de projetos e ao custo inicial de implantação. Tais fatores podem limitar seu uso, especialmente em obras públicas ou em regiões onde o uso de estruturas metálicas ainda é incipiente. Assim, torna-se necessário investigar mais a fundo os aspectos técnicos, econômicos e funcionais desse sistema, buscando ampliar sua viabilidade e aceitação no mercado nacional.

A utilização de estruturas metálicas mistas com sistema steel deck proporciona ganhos significativos em produtividade, redução de custos e melhoria do desempenho estrutural em comparação com sistemas convencionais de lajes moldadas in loco (Alves; Falcón, 2022).

Neste sentido, este artigo busca analisar a eficácia das estruturas metálicas mistas ou colaborantes com uso do steel deck, destacando suas características, vantagens, limitações e possibilidades de aplicação na construção civil brasileira. Por meio de um estudo teórico e técnico, pretende-se contribuir para a disseminação de conhecimento sobre essa solução inovadora e promissora.

PROBLEMA DE PESQUISA

Como o sistema construtivo com steel deck, enquanto estrutura metálica mista ou colaborante, contribui para a eficiência estrutural, econômica e operacional das edificações, em comparação com os sistemas tradicionais?

OBJETIVO GERAL

Analisar as características técnicas e vantagens do sistema steel deck como estrutura metálica mista, avaliando sua viabilidade técnica e econômica frente aos métodos convencionais de construção.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Identificar os componentes, funcionamento e princípios estruturais do sistema steel deck.
• Comparar o desempenho técnico e os custos de execução do steel deck com os sistemas convencionais de lajes.
• Avaliar a aplicabilidade do steel deck em diferentes tipos de edificações, considerando aspectos técnicos, econômicos e operacionais.

JUSTIFICATIVA

A crescente demanda por construções mais rápidas, eficientes e sustentáveis tem impulsionado o uso de sistemas industrializados na construção civil. Nesse cenário, o steel deck representa uma alternativa tecnológica que atende aos requisitos contemporâneos de produtividade, racionalização de recursos e redução de impactos ambientais. No entanto, sua adoção ainda é limitada pela falta de conhecimento técnico por parte de engenheiros, arquitetos e construtores, além da resistência cultural à mudança de métodos tradicionais. Justifica-se, portanto, o desenvolvimento deste estudo como forma de ampliar o entendimento sobre o sistema e fomentar sua aplicação mais ampla e consciente.

METODOLOGIA

Este estudo caracteriza-se como uma pesquisa aplicada, com abordagem qualitativa e descritiva, tendo como objetivo principal analisar o desempenho, vantagens e limitações do sistema Steel Deck em estruturas metálicas mistas.

A primeira etapa da pesquisa consistiu em uma revisão bibliográfica e normativa, com o intuito de levantar os fundamentos teóricos e técnicos relacionados às estruturas mistas de aço e concreto, com foco na utilização do steel deck como elemento colaborante. Foram consultadas publicações especializadas em engenharia civil, normas técnicas da ABNT, dissertações, teses e artigos científicos disponíveis em bases como Scielo, Google Scholar e CAPES Periódicos.

Na segunda etapa, foi realizada uma pesquisa bibliográfica em literatura afim, com o objetivo de compreender as especificações dos perfis metálicos utilizados no sistema steel deck, os parâmetros de projeto e as recomendações práticas de montagem. Essa investigação permitiu identificar como a tecnologia é abordada tecnicamente e as boas práticas recomendadas para sua aplicação na construção civil.

REFERENCIAL TEÓRICO

ESTRUTURAS METÁLICAS MISTAS OU COLABORADORES

As estruturas metálicas mistas, também chamadas de colaborantes, consistem na combinação de materiais distintos — geralmente aço e concreto — que atuam conjuntamente na resistência aos esforços solicitantes da edificação. A ideia central do sistema misto é aproveitar as qualidades mecânicas de cada material: a alta resistência à tração do aço e a boa resistência à compressão do concreto. Essa sinergia resulta em estruturas mais eficientes e econômicas, permitindo vencer grandes vãos com menor consumo de material e menor peso próprio (Heinz; Benetti, 2016).

No início da década de 1920 nos Estados Unidos, inicialmente criado apenas como uma fôrma lisa de metal para substituir as de madeira compensada, o steel deck rapidamente passou a ter outras funções na construção (Ross, 2002). No Brasil, começou a ser difundido a partir de 1970 pela empresa Robtek. Uma década depois, a empresa Tekno apresentou o seu modelo ao mercado na mesma época em que a Metform (Cichinelli, 2014). Estas empresas atualmente são algumas das poucas presentes no Brasil capazes de oferecer produtos e serviços relacionados as lajes mistas steel deck (Heinz; Benetti, 2016, p. 12).

O comportamento colaborante entre aço e concreto é viabilizado pelo uso de conectores mecânicos, que garantem a transferência de esforços entre os materiais, impedindo o deslizamento relativo e assegurando o trabalho conjunto. De acordo com normas como a ABNT NBR 8800:2008, que trata do projeto de estruturas de aço e mistas de aço e concreto, os elementos mistos devem ser dimensionados levando em conta os estados-limite último e de serviço, respeitando a interação entre os materiais ao longo do tempo (ABNT, 2008). 

Os ensaios envolvem a aplicação de uma carga axial em um dos elementos da ligação, enquanto os outros elementos são mantidos fixos. Isso simula as condições de carga realistas e permite a medição direta da resistência e rigidez da conexão. Durante o ensaio, são registrados deslocamentos, deformações e padrões de falha, que são essenciais para a análise e interpretação dos resultados (Silva, 2024, p. 3).

Figura 1 – Vista superior parcial de uma estrutura steel deck

Fonte: Engenhariaeetc (2015)

O steel deck é uma aplicação prática da estrutura mista, sendo amplamente utilizado como laje colaborante em edifícios comerciais, industriais e residenciais. O sistema consiste em uma chapa de aço perfilada, geralmente galvanizada, que serve como fôrma para o concreto durante a fase de execução e, após a cura, atua estruturalmente junto ao concreto. Essa solução dispensa o uso de fôrmas tradicionais de madeira ou metálicas temporárias, contribuindo significativamente para a agilidade na construção e redução de resíduos no canteiro de obras (Figura 1).

Durante o processo construtivo, o steel deck suporta o peso do concreto fresco, armaduras e cargas de execução, funcionando inicialmente como fôrma. Após a cura do concreto, a laje se transforma em uma estrutura colaborante, na qual a chapa metálica e o concreto interagem estruturalmente. Essa interação é essencial para que a laje resista às cargas permanentes e variáveis previstas no projeto estrutural. A correta especificação do perfil do deck, da espessura da chapa e da altura do capeamento de concreto é fundamental para o desempenho da laje.

Figura 2 – Estrutura da laje steel deck

Fonte: Engenhariaeetc (2015)

A Figura 2 ilustra o uso do steel deck oferecendo uma série de benefícios quando comparado aos sistemas tradicionais de lajes moldadas in loco. Entre as principais vantagens estão a maior rapidez na execução, a redução significativa no uso de escoramentos e fôrmas temporárias, a diminuição do peso da estrutura e a racionalização de materiais. Tais características tornam o sistema atrativo principalmente em obras de múltiplos pavimentos, onde a repetitividade e o cronograma apertado são fatores determinantes para a escolha do método construtivo (Silva et al., 2024).

Além disso, o sistema proporciona melhor controle de qualidade por ser industrializado, reduz o número de trabalhadores necessários no canteiro e gera menos resíduos. Em termos estruturais, a laje colaborante apresenta bom desempenho à flexão e à vibração, atendendo aos requisitos normativos de resistência e conforto. Estudos mostram que o steel deck é especialmente eficaz em edificações comerciais, centros logísticos, hospitais e shoppings, onde a velocidade de execução e o ganho de área útil são fatores estratégicos.

O estudo do comportamento das formas incorporados ao concreto é fundamental, para a determinação da eficiência do sistema misto e, dada sua importância, foi analisado nesse trabalho através do método m-k. O método m-k foi desenvolvido por Schuster (1970) e trata-se de um método semiempírico funda-mentado por meio da consideração de uma laje, simplesmente apoiada, submetida a duas forças concentradas, de mesma intensidade a uma distância dos apoios (Cetollin; Schmitz; Spinelli, 2023, p. 77)

Apesar de seus benefícios, a adoção do sistema steel deck ainda enfrenta algumas limitações no cenário da construção civil brasileira. A principal delas é o desconhecimento técnico por parte dos profissionais envolvidos no projeto e execução das obras, o que pode comprometer o desempenho da estrutura quando o sistema não é corretamente especificado ou instalado. Outro fator é o custo inicial da chapa metálica perfilada, que pode ser superior ao de sistemas convencionais, embora seja compensado pela redução no tempo de execução (Cetollin; Schmitz; Spinelli, 2023).

Também é necessário considerar a compatibilidade do sistema com as demais disciplinas do projeto (como instalações elétricas e hidráulicas), além do cuidado com a corrosão do aço, que exige atenção especial ao ambiente em que a edificação será inserida. A proteção anticorrosiva por galvanização é eficaz, mas pode demandar complementação com tintas especiais ou outros métodos de proteção em ambientes agressivos.

NORMAS TÉCNICAS E RECOMENDAÇÕES

O dimensionamento e a execução de sistemas mistos com steel deck devem seguir as normas técnicas nacionais e internacionais, como a ABNT NBR 8800:2008, a NBR 14323:2013 (sobre conectores de cisalhamento) e as recomendações do EUROCODE 4 (EN 1994-1-1). O projeto deve considerar fatores como a resistência da chapa de aço, a espessura do concreto, a armadura complementar, os conectores de cisalhamento e as condições de apoio (Sieg, 2015).

A utilização de softwares de modelagem estrutural tem sido fundamental para simular o comportamento das lajes mistas, otimizando o projeto e prevenindo falhas. Além disso, os fabricantes de steel deck frequentemente disponibilizam catálogos técnicos com tabelas de dimensionamento, recomendações de uso e propriedades mecânicas dos perfis, facilitando o trabalho dos projetistas e engenheiros.

Historicamente, o uso de sistemas mistos no Brasil começou a ganhar força a partir da década de 1990, com o avanço da engenharia estrutural e a disseminação de práticas construtivas industrializadas. O steel deck passou a ser utilizado como uma alternativa eficiente às lajes tradicionais de concreto armado moldadas in loco, especialmente em grandes centros urbanos, onde a racionalização do tempo e dos custos é essencial. Segundo Sabbatini (2001), o desenvolvimento tecnológico e a disseminação de normas técnicas específicas contribuíram significativamente para consolidar esse sistema como uma solução viável para edifícios de múltiplos pavimentos.

Com a chegada de novas tecnologias e maior capacitação dos profissionais da área, o uso do steel deck vem se expandindo, inclusive em projetos de habitação, edifícios institucionais e indústrias. De acordo com Souza e Melhado (2007), a industrialização na construção civil, representada pelo uso do aço e de componentes pré-fabricados, permite a obtenção de maior previsibilidade no cronograma da obra e na qualidade final da estrutura.

As lajes colaborantes formadas pelo steel deck e concreto possuem comportamento composto, cuja análise requer a consideração da interface entre os materiais. O dimensionamento adequado depende do tipo de ligação entre a chapa metálica e o concreto, sendo os conectores de cisalhamento responsáveis por garantir a atuação conjunta e evitar o escorregamento relativo (Schein, 2024).

Segundo Johnson (2004), renomado pesquisador europeu em estruturas mistas, a eficiência da laje colaborante depende diretamente do grau de interação entre os componentes, sendo os conectores do tipo pino os mais comuns para garantir essa solidarização. O autor destaca ainda que a análise da fissuração do concreto, o controle de deformações e o comportamento em incêndio são aspectos fundamentais no dimensionamento dessas estruturas.

Além disso, autores como Souza e Melhado (2005) apontam que o comportamento à vibração e à carga pontual deve ser avaliado com rigor em sistemas de steel deck, principalmente em edificações comerciais com grande fluxo de pessoas ou cargas móveis intensas. A adoção de armaduras de reforço e verificação de flechas é essencial para garantir o desempenho estrutural e o conforto dos usuários.

DISCUSSÕES

Outro aspecto relevante no uso de sistemas mistos como o steel deck é sua contribuição para a sustentabilidade na construção civil. O aço é um material 100% reciclável, com alto reaproveitamento no ciclo produtivo, e o processo de montagem das chapas perfiladas reduz significativamente o consumo de madeira e a geração de entulho. Conforme John et al. (2005), a adoção de sistemas industrializados contribui para reduzir o impacto ambiental das obras, além de melhorar a segurança dos trabalhadores e a organização do canteiro.

Sob a ótica da eficiência construtiva, Carpinetti (2012) destaca que a redução de prazos e o aumento da previsibilidade de custos são fundamentais em empreendimentos modernos. O steel deck, por exigir menos mão de obra e apresentar menor interferência com outras disciplinas, como instalações e revestimentos, oferece vantagens estratégicas para incorporadoras e construtoras que buscam competitividade no mercado.

Ainda que o desempenho estrutural do steel deck seja amplamente reconhecido, seu comportamento térmico e acústico requer atenção especial. A menor massa da laje colaborante pode resultar em menor isolamento térmico e acústico quando comparada a sistemas convencionais. Segundo ABNT NBR 15575 (Desempenho de Edificações Habitacionais), é necessário adotar estratégias complementares, como o uso de mantas isolantes, contrapisos flutuantes ou revestimentos acústicos para atender aos padrões mínimos de conforto.

Souza e Melhado (2005) afirmam que, apesar desses desafios, é possível alcançar excelentes níveis de desempenho em edificações com steel deck, desde que o projeto arquitetônico considere as características específicas do sistema desde a fase inicial.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente estudo permitiu compreender de forma aprofundada o funcionamento, as vantagens e os desafios associados ao uso do sistema steel deck em estruturas mistas de aço e concreto. A análise teórica, associada à revisão de normas técnicas e manuais de fabricantes, demonstrou que o steel deck é uma solução construtiva moderna, eficaz e adaptável a diversos tipos de obras, sendo amplamente utilizado em edifícios comerciais, industriais e residenciais de múltiplos pavimentos.

Dentre as principais vantagens observadas, destacam-se a redução de tempo de execução, a otimização de recursos, o menor uso de escoramento e o baixo desperdício de materiais, o que reforça seu alinhamento com práticas de construção racionalizada e sustentável. Além disso, a utilização do aço como componente estrutural favorece a padronização dos processos e contribui para a melhoria da qualidade da obra.

No entanto, a pesquisa também evidenciou algumas limitações que exigem atenção durante o projeto e execução, como o comportamento térmico e acústico das lajes colaborantes, a necessidade de detalhamento adequado da armadura complementar e a correta execução das ligações entre o perfil metálico e o concreto. Esses fatores impactam diretamente o desempenho e a durabilidade da estrutura e, portanto, devem ser cuidadosamente previstos no planejamento da obra.

A metodologia aplicada possibilitou uma análise crítica do sistema, considerando aspectos normativos, técnicos e construtivos. Em casos práticos, observou-se que o sucesso da aplicação do steel deck depende de uma equipe de projeto bem integrada, mão de obra qualificada e fornecedores comprometidos com as especificações técnicas. Além disso, a atuação sinérgica entre engenheiros civis, calculistas e arquitetos é essencial para garantir os resultados esperados.

Conclui-se, portanto, que o steel deck representa uma tendência promissora na engenharia estrutural brasileira, contribuindo significativamente para a modernização da construção civil. Estudos futuros podem aprofundar a análise do comportamento dinâmico e do desempenho térmico do sistema, assim como avaliar a viabilidade econômica em diferentes tipologias de projeto.

Recomenda-se a realização de trabalhos futuros por ser essa uma tendência mundial, ou seja, a utilização de materiais e técnicas sustentáveis deixou de ser modismo para se tornar algo eticamente correto e valor agregado.

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