12 softwares de dimensionamento e desenho de estruturas metálicas

Os programas otimizam tempo e geram economia na realização dos projetos. Apesar de precisos, nenhum deles dispensa o conhecimento profissional. Entenda por quê

Publicado em: 22/05/2018Atualizado em: 03/08/2021

Texto: Vanessa Moura

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Modelo renderizado de uma passarela de pedestres no Canoas ParkShopping (Foto: Divulgação Stabile)

Os softwares de dimensionamento e desenho de estruturas metálicas estão cada vez mais aprimorados para oferecer, com elevada precisão, um amplo número de possibilidades de teste para os projetistas estruturais. Os projetos também estão mais complexos e desafiadores, pois existem inúmeras variáveis encontradas desde a fase inicial até a finalização.

Mas, mesmo com softwares cada vez mais específicos e inteligentes, que otimizam o tempo e oferecem redução de custo e riscos, a experiência do profissional ainda é fundamental no desenvolvimento do projeto. “Os softwares de dimensionamento realizam o cálculo de toda a estrutura baseados no lançamento dos elementos – como vigas, pilares, lajes e outros – efetuados pelo projetista. Só após a inserção dos dados da estrutura do projeto que o programa faz o processamento, gerando desenhos de formas”, explica Marcos Crivelaro, engenheiro civil e professor da Faculdade de Informática e Administração Paulista (FIAP).

Paulo Roberto M. de Carvalho, diretor da Stabile Engenharia, empresa filiada à Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural (ABECE), também acredita que o conhecimento do profissional é insubstituível. “Essa é a fase mais importante de um projeto, onde acontece a concepção estrutural. Os softwares são ferramentas que aceleram o processo de cálculo e projeto, mas precisam ser alimentados com informações compatíveis com o funcionamento mecânico da estrutura. E nenhuma ferramenta, até o momento, é capaz de substituir a experiência profissional”, esclarece o especialista, que desenvolve softwares para estruturas metálicas – como o mCalc3D e o mCalcLIG – e oferece cursos na área.

Crivelaro alerta quanto à escolha do software. “É preciso avaliar as configurações mínimas do computador necessárias para operar o software, verificar os tipos de arquivos que são aceitos na entrada de dados e os formatos apresentados após os cálculos de dimensionamento, além de observar se a interface gráfica é de fácil entendimento e utilização, e se tem suporte para treinamento e a oferta de novas versões”.

Existem inúmeras ferramentas para auxiliar no dimensionamento e desenvolvimento dos desenhos de estruturas metálicas. Veja, abaixo, algumas opções – gratuitas e pagas – disponíveis no mercado.

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GRATUITOS

Ftoolsoftware de análise bidimensional estruturado no método de elementos finitos. Faz análises de pórticos e bidimensionais com relatórios gráficos de irregularidades, esforços de momento fletor, forças axiais e cortantes. Possui biblioteca de perfis, inclusive com bitolas da Gerdau, muito aplicadas no país. Contudo, não dimensiona segundo a sua resistência (Estados Limites Últimos), uma vez que apenas analisa as peças, suas deformações e esforços.  É necessário usar os resultados em outros softwares para fazer a análise da resistência das peças e assim completar os cálculos.

Visual Metal: software de dimensionamento de perfis metálicos somente para Estados Limites Últimos. Para usar com eficácia, o primeiro passo é fazer uso de um software de análise bidimensional (como o Ftool), para então extrair os dados e lançar no programa. Finalizado o cálculo também são gerados relatórios que permitem montar um memorial de cálculo detalhado de cada peça. O programa consegue selecionar o perfil mais leve para utilização no projeto. Contudo, não atende à norma NBR 14762/10, relacionada a perfis conformados a frio, e à norma NBR8800/08.

Os softwares de dimensionamento realizam o cálculo de toda a estrutura baseados no lançamento dos elementos – como vigas, pilares, lajes e outros – efetuados pelo projetista
Marcos Crivelaro

- Autometal: software educacional que atende às recentes normas brasileiras e permite o uso também em projetos profissionais. É amplamente utilizado para análise de treliças planas, cuja principal utilização é o cálculo de galpão treliçado. Realiza análise de deformações, de resistência dos perfis e de cada elemento da treliça (Estados Limites Últimos). Calcula telhados de duas águas, água simples, arco circular e parabólico. Depois, lista os materiais que devem ser comprados para a fabricação das treliças e também possui uma biblioteca de perfis e materiais. Por fim, faz o dimensionamento automático dos pórticos, incluindo esforços de vento, baseado na NBR6123. 

PAGOS

Metálicas 3D: programa usado para cálculo estrutural e dimensionamento de elementos estruturais metálicos, de alumínio e também de madeira. Possui entrada de dados gráficos fácil, onde o usuário pode desenhar a estrutura com comando de cotas. Basta informar as dimensões do projeto ou ainda importar um desenho feito em qualquer software CAD (arquivos dwg ou dxf). As linhas do desenho serão transformadas em barras, sem a necessidade de redesenhar toda a estrutura. Através do cálculo automático dos coeficientes de flambagem, o software determina os valores apropriados. Após o cálculo, o software gera um relatório com todas as barras que não satisfizeram as especificações conforme a norma escolhida e já indica o perfil ideal para a situação.

- EdiLus STEEL: ferramenta permite desenhar e verificar construções de aço, ou calcular elementos específicos no interior de estruturas realizadas com outros materiais (mas precisa estar integrado com EdiLus CONCRETE ou EdiLus MASONRY). As soluções são baseadas na tecnologia BIM (Building Information Modeling – Modelagem de Informações da Construção). O software possibilita verificar os detalhes e obter, em uma única fase, desenhos executivos, cálculos e também as verificações. Vigas e pilares podem ser inseridos, deslocados e alterados diretamente na vista 3D. Para simplificar a inserção dos elementos, o programa conta com a visualização da planta arquitetônica em formato DXF/DWG na vista 3D.

- mCalc3D – software tem análise de segunda ordem, verificação automática da estabilidade, integração com o programa mCalcLIG, recurso do Diafragma Rígido e SupeNó, exportação de arquivos SDNF, modelagem de ligações semirrígidas, modelador de prédios de vários pavimentos e um módulo para modelagem automática de galpões.

- mCalcLIG – programa trabalha com o cálculo e detalhamento de ligações, emendas e bases de pilares. O diferencial, mesmo quando comparado com programas estrangeiros, está na existência de mais de 40 tipos de ligações. O mCalcLIG 4.0 pode ser entendido como uma calculadora de ligações onde o programa verifica os itens da ligação e produz a memória de cálculo.

Nenhuma ferramenta, até o momento, é capaz de substituir a experiência profissional
Paulo Roberto M. de Carvalho

- SAP: software de Análise Estrutural e Dinâmica, Linear e Não-Linear para Elementos Finitos. Com interface intuitiva, o programa é versátil e conta com um bom sistema de análise estrutural. Usado geralmente por engenheiros é empregado em projetos de infraestrutura de obras, transporte, instalações de grande porte, e instalação para geração de energia. Com técnicas analíticas avançadas permite análises de Eigen e Ritz. Também analisa catenária de cabos, não-linearidade física com rótulas, apresenta resultados para elementos de casca não-linear de múltiplas camadas, flambagem, colapso progressivo, amortecedores dependentes de velocidade, energia para controle de tração, isoladores de base, análise não-linear de construção segmentada e plasticidade de apoio. Essas análises podem ser não-lineares estáticas e dinâmicas com variadas cargas no tempo (time-history), integração direta e com opções de análise dinâmica FNA não-linear. Programa faz análise desde um pequeno pórtico 2D até uma análise dinâmica não-linear 3D de grande porte e complexa.

- Strap: programa de análise estrutural de elementos finitos, ou seja, barras, planos, paredes e sólidos. O software é gráfico e possui variedade de recursos para análise e modelagem de estruturas simples ou complexas. Conta com biblioteca própria de estruturas típicas, e com apenas alguns parâmetros, permite gerar modelos estruturais como galpões, treliças (Howe, Pratt, Espaciais), pórticos planos, grelhas, reservatórios e caixas d’água, e outros.

- Revit: também conhecido como Revit Architecture, o programa trabalha com banco de dados BIM e inclui recursos para projeto de arquitetura, engenharia de sistemas mecânicos, elétricos e hidráulicos, engenharia estrutural e construção. Os usuários podem desenvolver projetos utilizando a modelagem paramétrica de elementos, de forma integrada e sobre uma mesma base de dados.

- Steel Connections: é uma extensão de conexão estrutural com interface de usuário orientada por API-driven. Projetado para exibir geometria de conector estrutural detalhada e também usado para modificar parâmetros adicionais no ambiente de modelagem do Revit.

- Tekla: software voltado para projetos de construção e gerenciamento de infraestrutura. Com modelagem precisa, o programa é usado principalmente nas estruturas metálicas e em concreto armado (que usa ferro). O Tekla também pode estabelecer interface com outras aplicações de análise e design (A&D), por meio de ferramenta adicional do programa. Também permite o compartilhamento de informações, modelos e planos com outros softwares específicos da arquitetura e MEP (mecânica, elétrica e hidráulica).

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Colaboração Técnica

Prof. Marcos Crivelaro  – Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (POLI-USP), professor da Faculdade de Informática e Administração Paulista (FIAP), especialista em matemática financeira e consultor em finanças, Doutor em Ciências na área de Tecnologia Nuclear – Materiais pelo Instituto de Pesquisa Energética e Nucleares da USP, Mestre em Engenharia de Materiais pela Universidade Mackenzie.

Paulo Roberto M. de Carvalho  – Engenheiro e diretor da Stabile Engenharia, empresa que desenvolve softwares para estruturas metálicas e oferece cursos de especialização, membro da Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural (ABECE).