UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA GUSTAVO GOUVÊA TEIXEIRA
SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING, APLICAÇÕES E A CONFORMIDADE COM A NBR 15575.
Palhoça 2019
GUSTAVO GOUVÊA TEIXEIRA
SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING, APLICAÇÕES E A CONFORMIDADE COM A NBR 15575.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Valdi Henrique Spohr, MSc.
Palhoça 2019
Dedico este trabalho ao engenheiro civil Luiz Antônio Remor Teixeira, meu grande exemplo, professor da vida e de campo, o ‘’livro vivo’’ mais consultado durante toda a minha formação, um dos maiores motivos de eu ter escolhido este caminho para seguir na vida, obrigado pai.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a minha família, amigos, colegas, namorada e todos aqueles que me incentivaram e me apoiaram durante esta jornada.
Agradeço e muito a todos os professores e engenheiros por disponibilizarem seu tempo e conhecimento em prol da minha formação.
Por último e não menos importante, ao meu colega e amigo da vida Luiz Eduardo Trichês, dupla de TCC’s distintos, que foi o meu parceiro nesse desafio.
RESUMO
Nos dias atuais a busca por sistemas construtivos mais eficientes é um dos compromissos da engenharia civil. Os diversos problemas decorrentes da degradação ambiental e o crescimento populacional elevado estão sendo observados. Entretanto, o sistema construtivo apresentado a seguir, Light Steel Framing (LSF) mostrou-se muito promissor quando relacionado a estes aspectos. Conhecido popularmente como construção a seco, o LSF é um modelo no qual apresenta produção de resíduos reduzida, elevada produtividade, bem como a utiliza de matérias recicláveis por exemplo o aço, que é 100% reciclável. O fato de ser um sistema industrializado apresenta também maior aproveitamento dos insumos, evitando desperdícios. A pesquisa a seguir denota peculiaridades construtivas desse sistema e suas diversas aplicações no cenário construtivo atual. Além disso, será apresentado uma analise em tópicos específicos do sistema frente a norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013).
ABSTRACT
Nowadays the searching for more efficient building systems is one of the commitments of civil engineering. Lots of problems resulting from environmental degradation and high population growth are being observed. However, the following construction system, Light Steel Framing (LSF) was very promising when related to these aspects. Popularly known as dry construction, LSF is a model which has reduced waste production, high productivity, and the use of recyclable materials such as steel, which is 100% recyclable. The fact that it is an industrialized system also presents greater use of inputs, avoiding waste. The survey below denotes constructive peculiarities of this system and its various applications in today's constructive setting. Also it will be presented an analysis on specific topics of the front system performance regulation NBR 15575 (ABNT, 2013).
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Desenho esquemático de uma residência em Light Steel Framing ... 21
Figura 2 - Corte representativo da laje radier ... 23
Figura 3 - Sapata contínua ... 24
Figura 4 - Corte esquemático da ancoragem dos painéis na laje radier. ... 25
Figura 5 - Demonstração de ancoragem química com barra roscada ... 26
Figura 6 - Parede em Dry Wall ... 27
Figura 7 - Componentes de um painel estrutural em LSF, com abertura ... 28
Figura 8 - Contraventamento com fitas de aço galvanizado, dispostas em X. ... 29
Figura 9 - Montagem dos painéis em Light Steel Framing ... 31
Figura 10 - Desenho esquemático para abertura de vãos ... 32
Figura 11 - Estrutura com as vigas e piso e contrapiso em OSB ... 33
Figura 12 - Componentes de um painel entrepiso ... 34
Figura 13 - Detalhe de perfurações em vigas de piso ... 35
Figura 14 - Travamento de vigas de piso ... 36
Figura 15 - Desenho esquemático da laje seca ... 36
Figura 16 - Laje em balanço (1º caso) ... 37
Figura 17 - Laje em balanço (2º caso) ... 38
Figura 18 - Laje em balanço com contrapiso em níveis diferentes ... 39
Figura 19 - Emenda das vigas de piso ... 40
Figura 20 - Viga caixa inclinada ... 41
Figura 21 - Painel com inclinação ... 42
Figura 22 - Painéis escalonados + Painéis de degrau ... 42
Figura 23 - Cobertura plana em Light Steel Framing ... 44
Figura 24 - Cobertura Inclinada em Light Steel Framing ... 45
Figura 25 - Coberturas estruturadas com caibros e vigas ... 46
Figura 26 - Coberturas estruturadas com tesouras e treliças... 47
Figura 27 - Telhado constituído por shingles ... 48
Figura 28 - Disposição das placas com aberturas de vãos ... 51
Figura 29 - Impermeabilização de fachada com manta de polietileno ... 52
Figura 30 - Posicionamento das placas evitando contato direto com o solo ... 53
Figura 31 - Fixação das placas cimentícias ... 54
Figura 33 - Aplicação da manda de lã de vidro ... 58
Figura 34 - Exemplos demonstrativos de instalações ... 59
Figura 35 - Tubulações elétricas ... 60
Figura 36 - Tubulações PVC esgoto ... 61
Figura 37 - Tubulações PEX ... 62
Figura 38 - Instalações Rio Media Center ... 66
Figura 39 - RMC em construção ... 67
Figura 40 - Painel pré-moldado para fachadas ... 69
Figura 41 - Painéis metálicos ... 70
Figura 42 - Fechamento por método contínuo ... 71
Figura 43 - Execução de painel contínuo ... 72
Figura 44 - Construção da escola em LSF ... 73
Figura 45 - Escola finalizada em LSF ... 74
Figura 46 - Construção da Vila Olímpica, jogos Pan-Africanos 2011 ... 75
Figura 47 - Ampliação em Light Steel Framing ... 77
Figura 48 - Zoneamento bioclimático brasileiro... 79
Figura 49 - Gráfico mostrando o desempenho de durabilidade da galvanização por imersão a quente ... 87
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Perfis típicos para execução em Light Steel Framing ... 19
Quadro 2 - Dimensões nominais usuais dos perfis para Light Steel Framing ... 20
Quadro 3 - Revestimento para perfis metálicos ... 20
Quadro 4 - Especificações para placas OSB ... 50
Quadro 5 - Absorção acústica dos elementos compilados ... 57
Quadro 6 - Inteligibilidade de fala alta no recinto adjacente ... 83
Quadro 7 - Correspondência aproximada dos ruídos ... 84
Quadro 8 - Diferença padronizada de nível ponderada da vedação externa, para ensaios de campo ... 84
Quadro 9 - Resultado ensaiado para diferença padronizada de nível ponderada (DnT,w) ... 85
Quadro 10 - Prazos de vida útil de projeto ... 86
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Características técnicas das placas cimentícias ... 55 Tabela 2 -Transmitância térmica (U) de paredes externas ... 80 Tabela 3 - Capacidade térmica (CT) de paredes externas ... 80 Tabela 4 - Resultados dos cálculos de transmitância e capacidade térmica dos
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 14 1.1 OBJETIVOS ... 15 1.1.1 Objetivo geral ... 15 1.1.2 Objetivos específicos ... 15 1.2 JUSTIFICATIVA ... 16 1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 17
2.1 SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING ... 17
2.1.1 Generalidades ... 17
2.1.1.1 Métodos construtivos ... 21
2.1.2 Fundações ... 22
2.1.2.1 Laje radier... 22
2.1.2.2 Sapata Contínua ... 24
2.1.2.3 Ancoragem dos painéis na fundação ... 25
2.1.3 Painéis verticais ... 26 2.1.4 Lajes ... 32 2.1.5 Escadas ... 41 2.1.6 Coberturas ... 43 2.1.7 Fechamento ... 49 2.1.7.1 Painéis de OSB ... 50 2.1.7.2 Placas cimentícias ... 53 2.1.7.3 Gesso Acartonado ... 56
2.1.7.4 Isolamento Térmico e Acústico ... 57
2.1.8 Instalações ... 58
2.2 RACIONALIZAÇÃO E INDUSTRIALIZAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL. ... 62
3 METODOLOGIA ... 64
4 APLICAÇÕES ... 65
4.1 ARQUITETURA CONTEMPORÂNEA ... 65
4.1.1 Centro de mídia para atender jornalistas nos Jogos olímpicos e paraolímpicos Rio 2016. ... 65
4.2 SOLUÇÃO PARA FACHADAS. ... 67
4.2.2 Painéis contínuos ... 71
4.3 CONSTRUÇÕES EM SÉRIE ... 73
4.3.1 Escola em Belo Horizonte, MG ... 73
4.3.2 Vila Olímpica, Jogos Pan-Africanos Moçambique 2011 ... 75
4.4 AMPLIAÇÕES E REFORMAS... 77
5 QUESITOS DA NORMA DE DESEMPENHO NBR 15575 - ABNT (2013) ... 78
5.1 DESEMPENHO TÉRMICO ... 78
5.1.1 Zoneamento bioclimático brasileiro ... 79
5.2 DESEMPENHO ACÚSTICO ... 83
5.3 DURABILIDADE ... 85
6 CONCLUSÃO ... 89
7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ... 91
1 INTRODUÇÃO
Atualmente ao referir-se a evolução da nossa sociedade, deve-se atentar à infraestrutura na qual será necessária para que isso ocorra de maneira apropriada, a Engenharia Civil durante um longo período de tempo estuda estas necessidades e encontra soluções para atender estas solicitações, de feitio mais eficiente e sustentável.
Disse Crasto (2005) que diante do aumento populacional e os diversos avanços da construção civil no âmbito tecnológico no mundo, tem-se explorado por sistemas mais eficientes à fim de diminuir o desperdício, atender a demanda crescente e aumentar a produtividade. Assim sendo, podemos apresentar o Sistema Light Steel Framing (LSF) como sendo um grande proponente à atender as solicitações atuais da nossa sociedade. Assim como Rodrigues e Caldas (2016) apresentam, alguns aspectos particulares do LSF que diferenciam-no de outros sistemas tradicionais são eles: componentes estruturais mais leves em aço; maior durabilidade; melhor precisão na montagem; redução no prazo de execução da obra; desperdício e perda de materiais reduzidos; materiais 100% recicláveis e incombustíveis; qualidade de aço garantida pelas siderúrgicas nacionais.
Este sistema construtivo resume-se em dois conceitos básicos como Rodrigues e Caldas (2016) explicam: Frame é o esqueleto estrutural no qual dará forma e suportará a edificação, sendo constituído por elementos extremamente leves, comparado aos modelos estruturais convencionais, denominados de (PFF) perfis formados a frios e Framing será o processo pelo qual estes componentes serão vinculados.
A história do framing iniciou-se nos originalmente Estados Unidos por volta de 1860, quando a imigração chegou à costa do Oceano Pacífico e o crescimento populacional cresceu exponencialmente. Para atender esta demanda habitacional recorreu-se aos materiais mais abundantes da região como a madeira, e com a aplicação dos conceitos de produtividade, agilidade e praticidade originados na Revolução industrial deu-se inicio ao Wood Frame (RODRIGUES; CALDAS, 2016).
Naquele momento as construções em madeira tornaram-se a tipologia residencial mais comum nos Estados Unidos. Há cerca de cem anos depois (1933), ocorreu um grande desenvolvimento na indústria siderúrgica nos EUA, onde na Feira
Mundial de Chicago lançou-se o protótipo de uma residência em Steel Framing, no qual substituiu-se os elementos em madeira por perfis metálicos (CRASTO, 2005)
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo geral
O objetivo desta monografia é pesquisar e compreender as aplicações, as respectivas peculiaridades do sistema construtivo Light Steel Framing (LSF), visando analisar as características do sistema e o processo construtivo em si, ressaltando os pontos fortes, fracos e as possibilidades de implantação baseadas no cenário imobiliário do Brasil.
1.1.2 Objetivos específicos
a) Pesquisar e compreender as diversas aplicações do sistema Light Steel Framing (LSF) e o emprego deste nos projetos arquitetônicos contemporâneos; b) Demonstrar os materiais que constituem o sistema, suas principais
características, propriedades;
c) Verificar as recomendações impostas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas referente à construções em aço NBR 14762 (ABNT, 2010) e a conformidade do sistema com a norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013), dos quesitos térmico, acústico e de durabilidade.
d) Apresentar as vantagens da utilização deste sistema, relacionados os parâmetros técnicos, econômico e ambiental.
1.2 JUSTIFICATIVA
A construção civil Brasileira está em intensa inovação, perseguindo soluções construtivas que agreguem maior agilidade, eficiência tecnológica, gerem menos resíduos a serem devolvidos à natureza e consumam menos recursos naturais. Tudo isso, agregado a resultados econômicos significativos
Portanto, na pesquisa preliminar realizada, elegeu-se o sistema Light Steel Framing como sendo uma excelente opção construtiva. Este método, pouco conhecido e utilizado no contexto nacional, nos motivou a explorar mais sobre o assunto a fim de estender estes conhecimentos à comunidade acadêmica.
Segundo Pereira (2019) “No Brasil, menos de 3% das edificações são construídas pelo sistema Steel Frame, muito pouco devido à todas vantagens que esse sistema apresenta. Isto se dá pelo fato de o Brasil ainda ser um país muito conservador [...]”. Assim sendo, é um percentual muito pequeno para um país com grande potencial expansivo e que almeja ser referência neste segmento.,
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
O trabalho pode ser definido por duas etapas principais quanto a metodologia de pesquisa. Neste caso, por meio de uma pesquisa exploratória por instrumento da bibliografia referenciada, será apresentado os conceitos teóricos e através de ilustrações esclarecer aspectos técnicos importantes sobre o tema. Entendido isto, será demonstrado as aplicações do sistema nos mais diversos setores da construção civil e a sua avença com os projetos arquitetônicos contemporâneos.
A segunda etapa se procede com uma analise do sistema construtivo Light Steel Framing, e verificando a sua conformidade com alguns itens específicos da norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013).
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING
O capítulo a seguir apresentará os aspectos específicos e peculiaridades do sistema construtivo.
2.1.1 Generalidades
O Light Steel Framing é um tipo de sistema construtivo concebido em estruturas de aço, neste caso representado por perfis formados a frio (PFF) padronizados e racionalizados. Caracteriza-se por ser um processo industrializado, possibilitando uma construção a seco e ágil. Mutuamente é denominado também como sistema autoportante em aço de construção a seco (CRASTO, 2005). Este fato esta associado diretamente à denominação do sistema, o qual vem do inglês steel = Aço e frame = moldura, estrutura, esqueleto, armação (OXFORD, 2000).
Determina-se por um sistema composto por um esqueleto estrutural em aço composto por vários elementos individuais interligados, dos quais trabalham associadamente para resistir às cargas solicitadas, promovendo a hiperestaticidade da estrutura mantendo-a estável e segura (CRASTO, 2005). Como apresentado por Rodrigues e Caldas (2016, p. 21) “O conceito principal do projeto segundo o Sistema LSF é dividir a estrutura em uma grande quantidade de elementos estruturais, de maneira que cada um resista a uma pequena parcela da força total aplicada” assim sendo, através do uso de perfis mais esbeltos consegue-se utilizar painéis mais leves, facilitando a sua manipulação durante a montagem.
É integrado por vários componentes e subsistemas. Estes subsistemas vão além apenas do plano estrutural do seu próprio esqueleto, portanto constitui-se por subsistemas de fechamentos internos, fechamentos externos, instalações hidráulicas, Instalações elétricas, Isolamento térmico e acústico (CONSUL STEEL, 2002). Para que o sistema como um todo exerça sua função a qual foi projetado e construído, é fundamental que eles estejam associados corretamente e os materiais utilizados sejam pertinentes. A mão de obra e a qualidade dos materiais empregados, estará diretamente relacionado, respectivamente, ao desempenho do sistema e ao tempo necessário para a execução (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Para melhor entendimento dos capítulos seguintes podemos citar algumas das nomenclaturas comumente utilizadas em projetos de estruturas em Light Steel Framing segundo Rodrigues e Caldas (2016):
• Bloqueador: Utilizado como travamento horizontal de montantes e vigas; • Fita de aço Galvanizado: Utilizada como contraventamento de painéis de
parede, piso e cobertura;
• Guia: Utilizada na base e topo dos montantes, formando os painéis; • Montante: Perfil que compõe os painéis verticais auto-portantes;
• Ombreira: Perfil vertical usado como apoio das vergas nas aberturas dos vãos; • Sanefa: Perfil responsável por conectar as extremidades entre vigas de piso; • Verga: Perfil estrutural utilizado na parte superior de aberturas de vãos como
portas e janelas;
Entretanto segundo Lima (2013) o subsistema estrutural é composto por um reticulado de perfis de aço zincado anteriormente denominados de (PFF) que pode-se encontrar as especificações técnicas do material nas normas NBR 7013 (ABNT, 2013) e NBR 7008 (ABNT, 2012). Neste caso a resistência ao escoamento dos perfis utilizados no sistema em Light Steel Framing é obtida de acordo com a NBR 6673 (ABNT, 1981) e não deve ser inferior a 230 MPa. Conforme a NBR 6355 (ABNT, 2012), os perfis estruturais devem possuir em conformidade com o Quadro 1 e o Quadro 2 que denota as dimensões usuais dos perfis de aço para o sistema em LSF.
Quadro 1 - Perfis típicos para execução em Light Steel Framing
Quadro 2 - Dimensões nominais usuais dos perfis para Light Steel Framing
Fonte: NBR 15253 (ABNT, 2014).
Os perfis utilizados no LSF devem ser zincados de alta resistência (ZAR) popularmente conhecido como aço galvanizado. A resistência de escoamento mínima deve ser de 230 Mpa e a espessura mínima de 0,8mm a camada de proteção do aço é definida pelas diretrizes do SINAT, apresentados no Quadro 3. (CAMPOS, 2014).
Quadro 3 - Revestimento para perfis metálicos
A Figura 1 representa em um modelo explicativo os diversos componentes e subsistemas do LSF.
Figura 1 - Desenho esquemático de uma residência em Light Steel Framing
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012, p. 14).
2.1.1.1 Métodos construtivos
Pode-se mencionar os três principais métodos construtivos para o sistema LSF, segundo Santiago, Freitas e CRASTO (2012) são eles:
• Método Stick: Consiste no método construtivo “in loco” onde os perfis são cortados e montados no canteiro de obras;
• Método por Painéis: Nesta técnica os painéis podem ser pré-fabricados fora do canteiro de obras e montados no local, para alguns casos as placas de fechamento podem ser aplicadas na pré-fabricação, ganhando agilidade na execução;
• Método Modular: Neste método as unidades são completamente pré-fabricadas, vindo com acabamentos internos como revestimentos, louças e as instalações (elétricas, hidráulicas) na sua devida posição.
2.1.2 Fundações
O sistema em Light Steel Framing como a própria tradução do nome já diz, é um sistema significativamente leve, comparado à alvenaria estrutural e estruturas pré-moldadas. Neste caso a solicitação de carga das fundações é bem menor, possibilitando sistemas menos robustos e mais econômicos (CAMPOS, 2014). Devido ao sistema estrutural do LSF possuir a característica de distribuição dos esforços uniforme, ao longo de toda a estrutura, algumas soluções segundo o Santiago, Freitas e Crasto (2012) podem ser apresentadas para fundações sob cargas continuas:
• Laje Radier; • Sapata Contínua.
Contudo os cuidados com isolamento contra a umidade também devem ser levados em consideração para este sistema, isto garantirá o adequado funcionamento e durabilidade estrutura (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012).
2.1.2.1 Laje radier
A laje radier é definida da seguinte maneira a partir da bibliografia de Crasto (2005, p.31):
“O radier é um tipo de fundação rasa que funciona como uma laje e transmite as cargas da estrutura para o terreno. Os componentes estruturais fundamentais do radier são a laje contínua de concreto e as vigas no perímetro da laje e sob as paredes estruturais ou colunas e onde mais for necessário para fornecer rigidez no plano da fundação (Figura 2). Sempre que o tipo de terreno permite, a laje radier é a fundação mais comumente utilizada para construções em Steel Framing.”
Entretanto o dimensionamento da laje principiará do cálculo estrutural, e a execução deve seguir algumas diretrizes básicas como:
• Presumir o nível do contrapiso à no mínimo 15cm do solo;
• Ao redor da edificação bem como garagens e terraços, prever uma inclinação de pelo menos 5%
Figura 2 - Corte representativo da laje radier
2.1.2.2 Sapata Contínua
Estas são comumente utilizadas em edificações de pequeno porte em alvenaria comum, como casas, edificações térreas e até mesmo com múltiplos pavimentos, porém deve-se analisar e cada caso característico e calcular de acordo com o tipo de solo em que será inserida a fundação e o layout de projeto. Freitas, Santiago e Crasto (2012, p. 27) conceituam-na da seguinte maneira:
“A sapata corrida é um tipo de fundação indicada para construções com paredes portantes, onde a distribuição da carga é contínua ao longo das paredes. Constitui-se de vigas que podem ser de concreto armado, de blocos de concreto ou alvenaria que são locados sob os painéis estruturais. O contrapiso do pavimento térreo para esse tipo de fundação pode ser em concreto, ou construído com perfis galvanizados que apoiados sobre a fundação constituem uma estrutura de suporte aos materiais que formam a superfície do contrapiso, como ocorre com as lajes de piso [...]”
Figura 3 - Sapata contínua
2.1.2.3 Ancoragem dos painéis na fundação
Dando procedência as etapas, necessita-se de uma ancoragem específica para os painéis em Light Steel Framing na laje radier, entretanto, a Figura 4 exemplifica este detalhadamente.
Figura 4 - Corte esquemático da ancoragem dos painéis na laje radier.
Fonte: (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012, p. 27).
Crasto (2005) explica que os dispositivos de fixação da superestrutura à fundação são essenciais para um bom funcionamento e integridade do sistema, estes dispositivos atuarão resistindo aos esforços provenientes da pressão do vento, que pode ser tanto de translação, que é quando a edificação descola-se lateralmente devido à ação direta do vento, como de tombamento que é quando a estrutura se eleva-se e tende a rotacionar, sendo está segunda possibilidade é gerada por uma assimetria da direção dos ventos que atuam na superfície da edificação.
“No LSF, as técnicas de ancoragem utilizadas são a química combinada com barra rosqueada e também a ancoragem mecânica com uso de parabolts expansíveis, combinados com fitas e chapas de ancoragem”(LIMA, 2013, p.72).
Em fase de dimensionamento o chumbador, elemento de fixação deve resistir aos esforços provenientes dos ventos e da classe de agressividade da região,
entretanto Lima (2013) estabelece que o diâmetro mínimo dos chumbadores deve ser de ½’’(12,5mm) e espaçamento máximo de 2400mm, recomendando não aplica-los muito próximo aos montantes facilitando o acesso ao mesmo para executar o torque.
Figura 5 - Demonstração de ancoragem química com barra roscada
Fonte: (CRASTO, 2005, p. 35).
Contudo, a partir de Crasto (2015) pode-se citar outros sistemas de ancoragem que satisfazem o sistema estrutural em LSF são eles:
• Ancoragem química com barra roscada; • Ancoragem com fita metálica;
• Ancoragem com barra roscada tipo ‘’J’ • Ancoragem provisória.
2.1.3 Painéis verticais
Entretanto, em um momento inicial e de maneira representativa podemos citar o “Dry Wall” como um exemplo, sendo ele um subsistema de vedação do LSF, comumente utilizado no Brasil em vedações internas, atrelado ao sistema construtivo
convencional. Porém o dry wall não possui propriedades estruturais, apenas para vedações. Pode-se observar na Figura 6 a aplicação dos painéis fixados junto dos perfis galvanizados compondo uma espécie de esqueleto, representando uma das características do sistema. Porém esta é apenas uma semelhança ilustrativa, pois o sistema Light Steel Framing é muito mais abrangente sendo este autoportante e composto por paredes, pisos e cobertura, onde todos os elementos e subsistemas trabalham em conjunto para resistir aos esforços solicitados, mantendo a integridade e estabilidade da estrutura (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Figura 6 - Parede em Dry Wall
Fonte: (PORTIFÓLIO DE PRODUTOS E SISTEMAS KNAUF, 2019, p. 23).
No âmbito estrutural podemos dividir os painéis em dois grupos de subsistemas, os verticais e os horizontais. Os horizontais são dependentes dos verticais para sua sustentação. Sendo os verticais formados por perfis mais esbeltos e não possuírem estabilidade por si próprios, necessitando estarem conectados aos subsistemas horizontais para se manterem na posição adequada, recebendo as
cargas de piso através da flexão e transmitindo as forças horizontais através da ação de diafragma (RODRIGUES; CALDAS, 2016).
As paredes denominadas de painéis estruturais ou autoportantes, são compostas por perfis galvanizados do tipo Ue, extremamente leves e denominados montantes, possuem espaçamentos de 400mm ou 600mm, sendo estas distancias definidas na etapa de dimensionamento, no entanto por possuírem valores padronizados, facilitam muito na etapa de montagem, sendo ela ‘’in loco’’ ou industrial, tornando-a uma construção mais ágil. Estes painéis funcionam de maneira a distribuir as solicitações de carga para as estruturas subsequentes, transmitindo-as para a fundação. Observa-se as componentes do painel na Figura 7.
Figura 7 - Componentes de um painel estrutural em LSF, com abertura
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012, p. 37).
Desta forma, os perfis por si só, não geram robustez na estrutura. São essenciais para garantir a resistência e rigidez de projeto, a aplicação dos elementos de fechamento e vedação, tais como: Placas cimentícias, placas OSB (Orented Standard Board) para vedações externas e placas de gesso acartonado para áreas internas (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Entretanto deve-se configurar estes painéis com intuito que possuam capacidade de resistir também as ações externas de carregamentos, como a ação dos ventos. A capacidade dessas estruturas à resistir a estes esforços é dada pelo efeito diafragma e o painel designado de diafragma rígido ou de cisalhamento, que funcionam semelhante a um sistema de contraventamento para as estruturas concebidas em LSF. A Figura 8 apresenta um dos subsistemas comumente utilizado de contraventamento em X aplicado a um painel estrutural em Light Steel Framing (RODRIGUES; CALDAS, 2016).
Figura 8 - Contraventamento com fitas de aço galvanizado, dispostas em X.
Fonte (RODRIGUES; CALDAS, 2016, p. 23).
Porém, dependendo do tipo de edificação a se construir em LSF os contraventamentos isoladamente não garantem a rigidez da estrutura, pois nesse sistema como citado anteriormente, temos uma ação resistente composta, onde todos os elementos e subsistemas operam em conjunto para garantir a estabilidade global da estrutura. Neste caso temos a partir de pesquisas realizadas por autores como Bevilaqua (2005) e Vitor (2012) em relação ao uso de placas de OSB, na qual conclui-se que o emprego destes elementos para subsistemas de vedação comportando-conclui-se como diafragmas rígidos horizontais e também verticais é muito positiva. Nas
pesquisas eles afirmam que para certos tipos de edificações o uso de OSB faz com que se dispense o uso de fitas de contraventamentos, entretanto o que proporciona construir edificações residenciais de quatro ou mais pavimentos em LSF é a utilização simultânea destes dois sistemas, contraventamentos e placas em OSB, os quais operam em conjunto resistindo uma escala proeminente de esforços (RODRIGUES; CALDAS, 2016).
Contudo, ainda a partir das ponderações de Rodrigues e Caldas (2016) considera-se insuficiente o embasamento científico em relação ao uso das placas de revestimento, como o OSB, inexistindo normatização nacional ou internacional sobre o emprego destes, portanto na etapa de projeto deve-se levar em conta as especificações técnicas fornecidas pelo fabricante, para dimensionamento das mesmas, verificando a necessidade da não adoção ou adoção dos elementos de contraventamento.
A Figura 9 exibe na prática a montagem dos painéis, nota-se que temos quase 100% do “esqueleto” metálico dos painéis corretamente posicionados, simultaneamente temos uma parcela da equipe dispondo as placas em OSB, enquanto a outra segue com a disposição dos perfis, confirmando a agilidade do processo.
Figura 9 - Montagem dos painéis em Light Steel Framing
Fonte: (HOUSE, 2019).
Contudo a prática da construção civil possuí algumas exigências operacionais e até mesmo de conforto, neste caso podemos citar as aberturas como portas e janelas, as quais são itens indispensáveis quando se trata de edificações residências. Neste caso o sistema em LSF possuí soluções práticas porém devem ser consideradas previamente na etapa de projeto.
De acordo com a bibliografia de Freitas, Santiago e Crasto (2012) para aberturas em painéis portantes, ou seja, painéis que possuem propriedades estruturais, deve-se utilizar de vergas, elementos estruturais utilizados com a finalidade de receber os esforços transferidos pelos montantes interrompidos que irão distribui-los aos montantes próximos às aberturas, os quais são denominados de ombreiras. A seguir a Figura 10 demonstra um esquema de transferência de esforços sobre abertura de um vão.
Figura 10 - Desenho esquemático para abertura de vãos
Fonte: (CRASTO, 2005, p. 44).
2.1.4 Lajes
Os pisos, estruturas que compões o subsistema estrutural horizontal, utilizam o mesmo princípio dos painéis verticais, porém seus perfis galvanizados se dispõem horizontalmente e respeitando as mesmas modulações dos montantes (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Como expõem Rodrigues e Caldas (2016) os subsistemas horizontais são compostos pelas guias de entrepiso constituídas por perfis do tipo U, vigas de piso em perfis Ue, perfis enrijecedores de alma nos apoios das vigas e os elementos de ligação com os painéis de parede. Estes devem possuir suas almas coincidentes com a almas dos montantes a fim de transmitir os esforços axiais através do contato direto. Esta condição é que dá origem ao conceito de estrutura alinhada ou in line framing, como é denominado originalmente na língua inglesa.
Figura 11 - Estrutura com as vigas e piso e contrapiso em OSB
Fonte: (CRASTO, 2005, p. 14).
Entretanto a não conformidade com esta condição de alinhamento dos montantes com as vigas, acarretará no uso de uma verga (viga caixa ou Ie composta por dois ou mais perfis Ue) ou uma treliça para apoia-los a fim de transmitir os esforços excêntricos para as estruturas subsequentes. Assim sendo muitas vezes por solicitações projetuais estas condições podem vir a não ser satisfeitas, fazendo com que seja necessário o cálculo e adoção destas estruturas para promover a estabilidade global do elemento. A Figura 12 apresenta um modelo esquemático das ligações de vigas de entrepiso e montantes dos painéis verticais (RODRIGUES; CALDAS, 2016).
Figura 12 - Componentes de um painel entrepiso
Fonte (RODRIGUES; CALDAS, 2016, p.16).
Contudo os perfis devem possuir rigidez e resistência suficiente para suportar os esforços solicitados em projeto, evitando deformações excessivas que extrapolem os valores exigidos pela NBR 15253 (ABNT, 2014). Não se recomenda realizar perfurações e cortes nas almas dos perfis das vigas de entrepiso, além dos já existentes (intitulados de Punch), porém caso haja a necessidade, devido solicitações de projeto geradas pelos subsistemas hidrossanitário, elétrico, entre outros, para estas perfurações devem ser realizados reforços, e estes considerados e indicados no projeto estrutural seguindo os parâmetros normativos (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Figura 13 - Detalhe de perfurações em vigas de piso
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO, CRASTO, 2012, p. 53).
Logo entende-se que as vigas de piso são os elementos responsáveis por transmitir as cargas à que a laje é submetida (peso próprio, mobiliário, pessoas, entre outros) para os painéis, e também atuam como estruturas de apoio para o contrapiso (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Estas devem ser dimensionadas ao momento fletor, à força cortante e à combinação de força cortante com momento fletor, além destes todos os outros esforços solicitantes devem ser estudados na etapa de projeto.
A literatura de Rodrigues e Caldas (2016) explica que “Para impedir sua flambagem lateral por torção, as vigas devem ser travadas lateralmente por meio de bloqueadores em perfis Ue (ou U simples) e fitas de aço galvanizado, sendo que as fitas devem seguir os parâmetros especificados pela NBR 15253 (ABNT, 2014) que resume em seções mínimas de 0,80 mm de espessura e 23 mm de largura nominal para as fitas de aço galvanizado. No caso dos bloqueadores, estes devem possuir as mesmas dimensões nominais de bw e bf dos perfis de vigas de piso, fixados por meio de cantoneiras ou um corte no próprio perfil a fim de possibilitar a ligação entre os elementos. A Figura 14 exemplifica as ligações de travamento de vigas, feitas das duas maneiras mencionadas anteriormente.
Figura 14 - Travamento de vigas de piso
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012, p. 60)
Contudo o tipo de piso a ser empregado neste contexto deve ser também analisado, pois ao utilizar sistemas como piso seco (placas em OSB) ou piso húmido (forma metálica e concreto), ambos possuem comportamentos diferentes no quesito estrutural, sendo que estes podem por si só realizar o travamento horizontal das vigas.
Figura 15 - Desenho esquemático da laje seca
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO, CRASTO, 2012, p. 56).
No caso do piso seco (placas em OSB) recomenda-se realizar o travamento das placas por meio de parafusos auto-atarraxantes com espaçamento de no mínimo 150 mm no decorrer de todo o perímetro do piso, e de 250 mm nas ligações onde haja
vigas intermediárias, estabelecendo com que este trabalhe como um plano rígido realizando a função de diafragma rígido (RODRIGUES; CALDAS, 2016).
Para lajes em balanço deve-se atentar para os dois principais casos, quando as vigas de piso coincidem com a direção das vigas da laje em balanço e quando elas não coincidem. No primeiro caso (Figura 16) considera-se um prolongamento das vigas de piso, seguindo a condição de que o balanço pode ter no máximo a metade do comprimento da viga de piso (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Figura 16 - Laje em balanço (1º caso)
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO, CRASTO, 2012, p. 57).
Ainda partindo dos fundamentos expostos por Freitas, Santiago e Crasto (2012) no segundo caso (Figura 17) é necessário executar uma estrutura de reforço a fim de suportar as vigas que estarão em balanço, mantendo a condição semelhante a do caso um, onde as vigas de sustentação do balanço devem possuir comprimento mínimo igual ao dobro do comprimento em balanço, estando estas prolongadas para dentro da construção e entre apoios, e um destes apoios pode vir a ser um viga de piso reforçada segundo a suposição prevista em cálculo.
Figura 17 - Laje em balanço (2º caso)
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO, CRASTO, 2012, p. 57).
Usualmente quando o assunto se trata de lajes, podemos observar a necessidade de lajes em níveis diferente, no caso de áreas húmidas, sacadas e etc. No entanto para o sistema em Light Steel Framing existe uma solução para este feito. Neste caso pode-se usar da variação da espessura do contrapiso de concreto (quando utilizado deste) para diferenças de níveis não muito ostensíveis. Outra saída é usar de perfis de menor altura para a estrutura do balanço, conseguindo assim atingir o desnível solicitado, estes perfis devem possuir transpasses e fixações nas vigas de piso da área interna, seguindo as recomendações da NBR 15253 (ABNT, 2014). Para está solução deve-se respeitar rigorosamente as condições de apoio consideradas na etapa de projeto (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Figura 18 - Laje em balanço com contrapiso em níveis diferentes
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012, p. 58).
Normalmente para em execuções residenciais com adoção dos perfis padrão tipo Ue (200x40x0,95) é recomendado a adoção de vãos com até 4 m. Contudo os perfis utilizados para o sistema em LSF na maioria dos casos possuem dimensões padronizadas e seu comprimento é limitado em até 6 m, como é observado no caso de estruturas metálicas com perfis do tipo W. Entretanto na quando houver a necessidade de adotar perfis que excedam este valor de comprimento, poderá se unir dois perfis, o união deverá ser realizado com outro segmento de perfil das mesmas dimensões transpassando pelas duas barras (Figura 19) e o comprimento do transpasse estar de acordo com o calculo estrutural do projeto (FREITAS; SANTIAGO; CRASTO, 2012).
Figura 19 - Emenda das vigas de piso
2.1.5 Escadas
Para as estruturas de escadas Crasto (2005) retrata que comumente se utiliza de perfis do tipo U e Ue, os mesmo que se aplicam para os outros sistemas. Os degraus e espelhos, podem ser tanto constituídos por placas de OSB quanto por pisos húmidos, desde que sejam utilizados dos sistemas adequados. Existem três métodos que serão apresentados a seguir: Viga de caixa inclinada (Figura 20); Painel com inclinação (Figura 21) e Painéis Escalonados + Painéis de Degrau (Figura 22).
Figura 20 - Viga caixa inclinada
Fonte: (CRASTO, 2005, p.90)
Este tipo de escada, como mostra a Figura 20, é indicado para escadas abertas, utiliza-se de uma guia comum dobrada em degraus apoiada em uma viga de caixa, sendo esta viga composta pela união de dois perfis do tipo Ue e dois perfis do tipo U, o detalhamento desta viga segue como exposto na imagem (CRASTO, 2005).
Figura 21 - Painel com inclinação
Fonte: (CRASTO, 2005, p. 91).
Este tipo de escada como mostra a Figura 21 É indicado para escadas fechadas, consiste em um painel com inclinação necessário a escada finalizado com uma guia inclinada que leva sobre um perfil de guias dobradas formando os degraus. O contrapiso se dá à mesma solução do exemplo anterior (CRASTO, 2005).
Figura 22 - Painéis escalonados + Painéis de degrau
Este tipo de escada como mostra a Figura 22, Possuí painéis horizontais que são fixados e sustentados por painéis verticais, cujos os montantes possuem altura proporcional à altura dos degraus. Este é o único sistema a suportar o contrapiso do tipo húmido (concreto), porém também pode-se usar as placas de OSB (CRASTO, 2005).
2.1.6 Coberturas
Os telhados são as estruturas mais ao topo da edificação, possuem não apenas caráter funcional como também estético, assim sendo existem diversas possibilidades para realizar a incorporação deste subsistema. Segundo Crasto (2005, p. 94):
Os telhados inclinados além da finalidade protetora, também funcionam como um regulador térmico dos ambientes cobertos, já que a camada de ar entre a cobertura e o forro, constituem um excelente isolante térmico (Cardão, 1964). Devido a isso, no Brasil, país de clima tropical, os telhados inclinados cobertos com telhas cerâmicas são normalmente mais eficientes no que diz respeito ao conforto ambiental.
Existem diversas soluções para as estruturas de cobertura em uma edificação em LSF devido a versatilidade deste sistema. Deve-se levar em conta todos os fatores como região onde será construída a edificação, força dos ventos, cargas solicitantes permanentes, acidentais e até mesmo em algumas regiões do Brasil, o peso da neve (CAMPOS, 2014).
Os telhados inclinados possuem uma grande semelhança no âmbito estrutural com os telhados em madeira, logo o design dos projetos possuem um aspecto bem equivalente. Segundos Rodrigues e Caldas (2016) Pode-se enfatizar para os principais subsistemas mais utilizados, são eles:
• Coberturas planas (Figura 23); • Coberturas Inclinadas (Figura 24);
• Coberturas estruturadas com caibros e vigas (Figura 25); • Coberturas estruturadas com tesouras e treliças (Figura 26).
A definição de qual tipo de sistema será utilizada, depende de diversos fatores e soluções projetuais, que abordam as solicitações de carga, tamanho dos vãos, questões econômicas, fatores climáticos, disposições arquitetônicas. Entretanto para o sistema construtivo em Light Steel Framing, tanto quanto para o convencional, existem diversas alternativas construtivas para os telhados, cabendo ao projetista
definir qual o mais apropriado para a atender as exigências, pode-se salientar que construir em LSF em nada dificulta o emprego destes sistemas, sendo os sistemas citados anteriormente as soluções mais usual para os sistemas de cobertura (RODRIGUAS; CALDAS, 2016).
Figura 23 - Cobertura plana em Light Steel Framing
Fonte (CRASTO, 2005, p. 95).
Para a solução da Figura 23 é realizado uma estrutura semelhante à um laje húmida, onde o caimento da água se dá pela variação da espessura do concreto do contrapiso (CRASTO, 2005).
Figura 24 - Cobertura Inclinada em Light Steel Framing
Fonte: (CRASTO, 2005, p. 97).
Os telhados inclinados e LSF são muito semelhantes aos telhados em madeira, porém o que basicamente difere-os, é o emprego dos perfis metálicos em aço galvanizado. Entretanto deve-se atentar para um dos principais conceitos do Light Steel Framing que é a estrutura alinhada, originalmente designado de ‘’in line framing’’ onde a alma dos perfis que compões os caibros e tesouras devem coincidir com a alma dos perfis dos montantes, a fim de transmitir as cargas de forma axial. No caso da não conformidade com esta condição, deve-se utilizar de uma viga composta a fim de transferir as cargas para o montantes de forma adequada, da mesma forma que se pratica com as lajes e painéis (CRASTO, 2005).
Figura 25 - Coberturas estruturadas com caibros e vigas
Fonte: (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012, p.66).
Santiago, Freitas e Crasto (2012, p. 65) conceituam a estrutura composta por caibros da seguinte maneira:
Um telhado estruturado com caibros é um método empregado para construções do tipo ‘’stick’’, onde os elementos estruturais (perfis U e Ue) são cortados e montados no local da obra. Utiliza-se este tipo de cobertura quando o vão entre os apoios permite o uso de caibros e deseja-se utilizar menor quantidade de aço do que o empregado em tesouras. Porém, projetos de coberturas mais complexas e de maiores vãos podem utilizar o sistema de caibros devidamente dimensionados e em alguns casos utilizando perfis duplos.
Entretanto está é uma maneira muito usual na construção de edificações em LSF.
Figura 26 - Coberturas estruturadas com tesouras e treliças
Fonte: (RODRIGUES; CALDAS, 2016, p.38).
Tesouras ou treliças são consideradas as soluções mais comuns nas construções residenciais, pois conseguem vences grandes vão e dispensam o uso de estruturadas de apoios intermediárias (CRASTO, 2005).
O uso de telhas cerâmicas é o mais usual atualmente em edificações habitacionais, porém este sistema possibilita a adoção de diversos tipos de telhas, como metálicas, cerâmicas e asfálticas, sendo a asfáltica comercialmente conhecida por “shingles1” o mais indicado para as construções em LSF devido ao baixo peso
componente. Estas telhas possuem excelente aplicabilidade, devido a sua pequena espessura e maleabilidade, se adaptando facilmente e possibilitando a aplicação nas mais diversas soluções arquitetônicas para os telhados (CAMPOS, 2014).
A partir da bibliografia de Santiago, Freitas e Crasto (2012) Os telhados inclinados em LSF possibilitam o uso de diversos tipos de coberturas ou telhas, sendo que cada uma delas exige a correspondência do sistema estrutural específico. No caso de alguns tipos de telhas cerâmicas ou ‘’shingles’’ deve-se adotar o uso de placas de OSB junto de uma manta impermeabilizante, sobre elas coloca-se perfis paralelos do tipo cartola para por fim serem colocadas as ripas. Este sistema funcionará
1 Shingle é um termo em inglês que é representado por elementos retânguraleres compostos por
diversos tipos de materiais como a madeira, ardósia, fibrocimento e materiais compostos como o asfalto. Estes podem ser utilizados tantos para paredes ou telhados.
possibilitando o escoamento das águas, as placas de OSB atuarão como diafragma rígido dispensando o uso do contraventamento, sendo que segundo Crasto (2005) o contraventamento inadequado é o maior percursor de colapsos em estruturas de coberturas, sendo este fundamental para a integridade e vida útil da estrutura.
Figura 27 - Telhado constituído por shingles
2.1.7 Fechamento
O sistema de fechamento em Light Steel Framing pode ser notado basicamente pelos dois principais componentes de vedação, as paredes internas e externas. A fim de atender uma das principais características do sistema, estas placas e chapas devem ser leves compatibilizando-se com o dimensionamento da estrutura que na maioria dos casos tolera apenas vedações de baixo peso específico (CRASTO, 2005). Por sua vez o subsistema de fechamento, não possui apenas função de vedação segundo Campos (2014) a estrutura em LSF não se resume apenas por perfis em aço, sendo as placas de fechamento elementos estruturais de contraventamento, trazendo mais rigidez ao sistema.
A fim de tornar este processo mais racional e industrializado, pode-se durante a fase de projeto, dimensionar a estrutura de acordo com as dimensões padrão das placas de vedação 1,20m, múltiplo da modulação dos montantes que devem ser dispostos a cada 400mm ou 600mm, evitando assim o desperdício e ganhando agilidade no processo construtivo (SANTIAGO; FREITARS; CRASTO, 2012).
Ainda à partir da bibliografia de Santiago, Freitas e Crasto (2012) os materiais de fechamento devem ser empregados para que proporcionem uma obra “seca” assim sendo dispensa-se o uso e produção de argamassas no canteiro de obras, diminuindo a produção de resíduos.
Campos (2014) demonstra os três principais sistemas de fechamento vertical, são eles:
• Placas de OSB (Oriented Standard Board) estruturais; • Placas Cimentícias;
• Placas de Gesso Acartonado.
Contudo estes componentes, constituintes do sistema de vedações devem atender alguns requisitos e critérios a fim de proporcionar desempenho satisfatório aos usuários, a partir da bibliografia de Santiago, Freitas e Crasto (2012) pode-se citar alguns deles como: conforto termo-acústico, conforto visual, durabilidade, estanqueidade, higiene, segurança estrutura e segurança ao fogo, entre diversos outros
2.1.7.1 Painéis de OSB
O nome OSB (Oriented Standard Board) traduz-se do inglês como Painel de Tiras Orientadas (OXFORD, 2000). Esta placa nada mais é do que chapas prensadas de madeira reflorestada, cada camada é prensada e colada com uma orientação definida (CAMPOS, 2014).
Possuí boas propriedades de resistência mecânica, resistência a impactos e estabilidade dimensional, o que possibilita a utilização para o plano estrutural, neste caso trabalhando como diafragma rígido, utilizado tanto em lajes como em painéis estruturais (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012).
Encontra-se estas placas em diversas espessuras e características, específicas para cada tipo de uso, sendo para a utilização em sistemas secos do tipo Light Steel Framing, a espessura mínima que deve ser adotada é de 9,5mm devido a sua solicitação estrutural. Sendo que para a adoção de outros valores de espessuras, estes devem ser previstos e dimensionados na etapa de projeto, garantindo a segurança e o desempenho estrutural. Por fim os valores de placas em OSB para lajes deve-se manter entre 15,0mm e 18,3mm, sendo que estas também devem se conformar com o dimensionamento previsto no projeto (CAMPOS, 2014).
O Quadro 4 presenta as especificações do fabricante LP Brasil (2012), correlacionando algumas características das placas em OSB.
Quadro 4 - Especificações para placas OSB
Fonte: (LP Brasil, 2012, p. 3).
Algumas precauções devem ser tomadas nas etapas de projeto e execução. Juntas de dilatações devem ser previstas no encontro entre as placas e devem possuir
espessura de 3mm em todo seu perímetro, e também entre placas e esquadrias. As juntas podem ser abertas ou tratadas, isto dependerá do tipo de revestimento final que será adotado. Também deve-se atentar ao posicionamento das placas, que devem ser sempre dispostos de maneira que as extremidades não se coincidam entre si, como mostra Figura 28, a fim de minimizar a chance de futuras patologias como fissuras (CAMPOS, 2014).
Figura 28 - Disposição das placas com aberturas de vãos
Fonte: (CAMPOS, 2014, p.83).
As juntas verticais devem estar sempre sobre montantes e parafusadas de maneira apropriada, através de parafusos auto-atarraxantes e auto-brocantes. Quanto as juntas de movimentação, estas devem ser previstas quando as paredes ultrapassagem dimensões maiores que 24m (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012). Por fim visto as condições de intempéries que a edificação fica enquadrada, as placas de OSB mesmo que indicadas pelo fabricante que possuem relativa resistência à umidade, emprega-se o uso de uma manta de polietileno de alta densidade em toda a área externa das placas a fim de garantir a estanqueidade das paredes, ainda assim garantindo a passagem de umidade da parte interna para a externa, evitando a condensação dentro dos painéis. As mantas devem ser sobrepostas de 15cm a 30cm em suas juntas, sempre a superior sobre a inferior, garantindo o adequado
escoamento da água, lembrando que a manta deve ser aplicada imediatamente após a instalação das placas, para evitar qualquer contato à umidade (CAMPOS, 2014).
Figura 29 - Impermeabilização de fachada com manta de polietileno
Fonte: (CRASTO, 2005, p.128)
Outro ponto muito importante é a relação do encontro dos painéis com o solo, assim sendo as placas de OSB não devem ficar em contato direto com o solo ou fundações. Antes do inicio da montagem deve-se colocar uma manta seladora a fim de evitar este contato direto da placa com a umidade do solo, esta também atua minimizando as pontes térmicas e acústicas a Figura 30 apresenta um esquema representativo de como deve ser feita a instalação. (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012).
Figura 30 - Posicionamento das placas evitando contato direto com o solo
Fonte: (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012).
2.1.7.2 Placas cimentícias
Estas placas podem ser adotadas tanto para uso interno quanto externo, por definição “toda a chapa delgada que contém cimento na composição é chamada de cimentícia”(SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012, p.85). Estas placas usufruem da tecnologia CRFS (Cimento Reforçado com Fios Sintéticos), vinculado a uma massa homogênea de cimento portland com polpa ou fibras mineral celuloses e fios sintéticos, tornando a estrutura da placa mais resistente, estas características garantem alta resistência a impactos, cupins e microrganismos. O uso destas é indicado principalmente para áreas molhadas, substituindo o gesso acartonado, ou que fiquem expostas as intempéries, como as fachadas. As aplicações podem ser diversas, tanto paredes retilíneas quanto curvadas, e do mesmo jeito que o OSB a placa cimentícia por meio da sua boa resistência, pode ser considerada como um reforço estrutural (CAMPOS, 2014).
Ainda de acordo com esta bibliografia algumas diretrizes devem ser tomadas quando adotada a placa cimentícia, devido seu peso o distanciamento dos montantes
deve ser de no máximo 400mm, evitando assim deformações indesejadas. O distanciamento entre as placas deve ser de no mínimo 3mm e a fixação pode ser mais espaçada comparada a com as placas em OSB. Contudo quando adotada para fechamento interno, deve-se deixar 10mm de espaçamento entre a placa e o piso, este espaço deve ser preenchido com um cordão de poliuretano, isto permitirá que a placa trabalhe ortogonalmente sem que as comprometa.
Figura 31 - Fixação das placas cimentícias
Fonte: (CAMPOS, 2014, p. 88).
Os valores demonstrados na tabela indexada na Figura 31 varia de acordo com a indicações técnicas determinadas pelo fabricante.
Segundo a fabricante Brasilit (2019) as chapas utilizadas são comercializadas nas dimensões de largura 1,20m e comprimentos que podem variar entre 2,00m, 2,40m e 3,00m. As espessuras também variam entre 6mm, 8mm, 10mm e 12mm como mostra a Tabela 1. Estes valores de altura, largura e espessura sempre serão de acordo com o fabricante da placa.
Tabela 1 - Características técnicas das placas cimentícias
Fonte: (BRASILIT, 2019, p.4).
Ainda assim Campos (2014, p. 89) explica os cuidados necessários com as juntas de dilatação:
“Para casos onde serão colocadas juntas invisíveis é necessário um cuidado maior com os materiais, que garantirão a flexibilidade que a placa cimentícia precisa para trabalhar sua expansão e retração. Para facilitar esse tratamento das juntas algumas placas são fabricadas com bordas rebaixadas. O tratamento de juntas é feito através de aplicações de primer impermeabilizante, selantes, fitas de papel, fitas teladas e massa cimentícia. Somente após todas as etapas é que serão executados os revestimentos.
Entretanto esta concepção deve ser seguida também para ângulos internos e externos, sempre preenchendo os espações vazios com material que possua características elásticas, junto das telas que incorporam a rigidez da conexão do material, evitando futuras patologias.
2.1.7.3 Gesso Acartonado
Estas placas são usualmente utilizadas para áreas internas, entretanto não recomenda-se o uso para vedação externa com placas de gesso acartonado, podem ser aplicadas para detalhes arquitetônico, forros e o mais conhecido e muito utilizado na atualidade ‘’dry-wall’. Assim como as placas anteriormente citadas, esta também deve ser fixada através de parafusos, o distanciamento dos parafusos para fixação dependerá do tipo de placa que será utilizada, pois em gesso acartonado existem alguns tipos com diferentes características, pode-se citar os principais segundo Santiago, Freitas e Crasto (2012):
• Placa Standard (ST) utilizada para ambientes secos;
• Placa Resistente à Umidade (RU) para ambientes suscetíveis à umidade esporádica, denominada de placa verde;
• Placa Resistente ao Fogo (RF) aplicada em ambientes secos com requisito de resistência ao fogo, denominada de placa vermelho.
Figura 32 - Tipos de placas em gesso acartonado
Fonte:(CAMPOS, 2014, p.90)
Assim como as placas cimentícias e OSB, seguem-se diretrizes semelhantes para instalação, entretanto quando se emprega chapa única em gesso acartonado, o espaçamento entre os parafusos de fixação deve ser de 250m, uma vez que em que alguns projetos pode-se adotar duas chapas sobrepostas, aumentando o
desempenho térmico e acústico, neste caso pode-se adotar maior espaçamento dos parafusos de fixação, na primeira placa (CAMPOS, 2014).
Contudo Campos (2014) explicar que se aplicadas corretamente estas chapas resistem até 30kg de cargas suspensas, quando estas forem fixadas sobre os montantes, e 18kg quando fixadas as cargas diretamente nas chapas, em qualquer outro ponto da placa.
2.1.7.4 Isolamento Térmico e Acústico
Crasto (2005, p. 166) define que “O som é causado por uma variação de pressão existente na atmosfera, sendo capaz de ser detectado pelo ouvido. O som para ser transmitido necessita de um meio elástico onde as partículas vibram. O meio mais comum é o ar [...]”. Entretanto o autor apresenta alguns sistemas que podem ser utilizados para atenuar essa propagação sonora, agregando conforto e qualidade aos ambientes da edificação.
Assim sendo, as soluções são simples e consistem basicamente em preencher o interior das paredes com material isolante, neste processo existem 3 principais elementos para isolamento são eles a manta de lã de vidro, manta lã de rocha e manta lã de pet. Vale ressaltar que este processo deve ser realizado após a passagem das tubulações internas, garantindo assim o adequado preenchimento interno da parede (CAMPOS, 2014).
Quadro 5 - Absorção acústica dos elementos compilados
Fonte: (CAMPOS, 2014, p.97)
Entretanto a aplicação dos elementos para o tratamento acústico, também resultarão em melhor desempenho térmico, diminuindo a capacidade da troca de calor (quente e frio) entre os ambientes, devido ao fato que transmissão de calor é dada
similarmente a propagação do som, partindo dos mesmos princípios físicos vibracionais (CAMPOS, 2014).
Figura 33 - Aplicação da manda de lã de vidro
Fonte: (CRASTO, 2005, p. 159).
2.1.8 Instalações
Um grande ponto positivo do sistema em Light Steel Framing é as instalações hidrossanitárias e elétricas. Dado a progressão das etapas do processo construtivo, as tubulações requisitadas pelos sistemas hidráulico e elétrico, são instaladas com a parede ainda ‘’aberta’’, assim sendo comparado à alvenaria, a geração de resíduos e entulhos nessa etapa é significativamente reduzida.
Figura 34 - Exemplos demonstrativos de instalações
Fonte: (LIMA, 2013, p. 111).
Algumas prudências devem ser tomadas ao passar as tubulações. Os montantes possuem furos que facilitam a passagem dos tubos, caso necessário uma furação especial fora as que vem de fábrica, estas devem ser previstas nas etapas de dimensionamento. Ainda assim, as furações onde passarão as tubulações devem ser protegidas por anéis plásticos semi-rígidos, a fim de evitar que rebarbas do aço galvanizado fissurem os tubos e dutos.
Figura 35 - Tubulações elétricas
Fonte: (CAMPOS, 2014, p.94).
Os materiais empregados são os mesmos das construções convencionais, tais como, tubos de PVC, cobre e eletrodutos de PVC, PP (polipropileno) ou PE (polietileno) (CAMPOS, 2014).
Figura 36 - Tubulações PVC esgoto
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO; CRATO, 2012, p. 113).
Também pode-se citar o sistema PEX, muito utilizado no mercado do LSF, conhecido como tubulação flexível de ponta a ponta, é um sistema versátil e por ser flexível não há necessidade de peças para mudanças de direção, seu comprimento é cortado exatamente com o tamanho especificado em projeto, sem desperdícios.
Figura 37 - Tubulações PEX
Fonte: (FREITAS; SANTIAGO; CRATO, 2012, p. 113).
2.2 RACIONALIZAÇÃO E INDUSTRIALIZAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL.
A aplicação de estruturas metálicas em edifícios vem sendo uma excelente alternativa quando trata-se da industrialização na construção civil. Alia racionalização, velocidade, qualidade e desenvolvimento de sistemas construtivos mais modernos, fora o fato de retirar do canteiro de obras diversas atividades artesanais que são de certa forma imprecisas, entretanto solicita-se de mão de obra com maior qualificação elevando o nível dos trabalhadores de campo.
No mundo inteiro o uso do aço encontra-se bem difundido e vincula-se ao desenvolvimento de sistemas mais eficazes de se construir. No brasil um dos grandes
obstáculos para que o emprego do aço consolide-se de fato, é a carência de tecnologias para associar o aço à execução de vedações, como divisórias internas, lajes entre outras, sendo esta uma das maiores dificuldade que enfrenta-se no cenário como citam as autoras Silva e Silva (2004) pois o parque siderúrgico brasileiro apresenta capacidade muito superior de produção do que de fato vem sendo utilizado, sendo o LSF uma ótima solução, quando trata-se de vedações, divisórias, lajes e outros subsistemas para concubinar-se ao aço.
3 METODOLOGIA
Num primeiro momento será realizado uma pesquisa exploratória baseada em bibliografias sobre o processo sistema construtivos em Light Steel Framing, seus principais fundamentos e características.
Feito isso serão apresentadas suas aplicações nos mais diversos setores da construção civil e as diversas possibilidades em aplicar este sistema nos projetos arquitetônicos contemporâneos.
Na etapa subsequente serão analisados os itens da norma de desempenho NBR 15575 - ABNT (2013), nos quesitos de conforto acústico, conforto térmico e durabilidade, fazendo um comparativo dos conteúdos apresentados e a sua conformidade com estes parâmetros.
Por fim, a conclusão do trabalho se dará pela análise dos fatores ponderados anteriormente e as dificuldades de aplicar este sistema no contexto brasileiro atual.
4 APLICAÇÕES
A seguir serão apresentados e ilustradas algumas das utilidades do sistema. Foi elaborada uma pesquisa atual sobre a aplicação do mesmo, que por sua vez apresenta grande versatilidade, evidenciando diversas soluções no âmbito da construção civil designadas à arquitetura contemporânea.
4.1 ARQUITETURA CONTEMPORÂNEA
Diversas soluções arquitetônicas podem ser encontradas através do emprego deste sistema construtivo, o capítulo a seguir quebra o paradigma em que o LSF é um sistema muito limitado e pouco utilizado.
4.1.1 Centro de mídia para atender jornalistas nos Jogos olímpicos e paraolímpicos Rio 2016.
Não apenas no Brasil como também no exterior, existem diversas obras de grande porte das quais quebram os paradigmas de que as construções pré-moldadas proporcionem apenas formas padronizadas e sem sofisticação.
A Figura 38 apresenta as instalações do Rio Media Center (RMC) um pavilhão com linhas que remetem à arquitetura do mestre Oscar Niemeyer, edifício que foi erguido em perfis no centro da capital carioca, próximo a Prefeitura Municipal, com finalidade de atender a demanda dos jogos Olímpicos e Paraolímpicos no Brasil em 2016 (ARQUITETURA & AÇO, 2016).
Figura 38 - Instalações Rio Media Center
Fonte: (KUHN, Pavilhão RMC, 2016, p. 7).
Contudo a estrutura executada em Light Steel Framing proporcionou uma significativa redução nos custos das fundações, por se tratar de um sistema leve e industrializado. Apresentou tempo de execução de apenas 60 dias e possibilitou vasta facilidade na etapa de montagem, reduzindo o emprego de equipamentos pesados. As vedações internas foram concebidas em drywall com preenchimento em lã mineral acarretando em melhor desempenho térmico e acústico (ARQUITETURA & AÇO, 2016). A seguir algumas informações adicionais sobre a edificação:
• Projeto Arquitetônico: Alteraciones, MediaPro Exhibitions e Abel Gomes;
• Área Construída: 2.700 m2; • Aço Empregado: ZAR 345; • Quantidade de Aço: 60t;
• Projeto Estrutural: Guilherme Otto Kuhn e Helcio Hernandes; • Fornecimento da Estrutura de Aço: Gypsteel;
• Execução da Obra: IG Engenharia; • Local: Rio de Janeiro;
• Data do Projeto: 2012-2014; • Conclusão da Obra: 2015.
Figura 39 - RMC em construção
Fonte: (KUHN, Pavilhão RMC, 2016, p. 5).
4.2 SOLUÇÃO PARA FACHADAS.
Medeiros (2016) refere-se ao LSF como uma tendência para o uso em vedação de fachadas em edificações. O sistema ainda apresenta um custo direto maior quando comparado à alvenaria, porém é mais barato quando comparado aos pré-moldados em concreto, o que o torna atrativo. O fato de ser um sistema extremamente leve, reduz o custo em fundações, tornando-as menos robustas e também pode-se citar o menor gasto energético nas etapas de produção e montagem. É uma solução bem interessante para todos os tipos de edifícios principalmente para os que necessitam de prazos menores para execução.
O engenheiro Medeiros (2016) ainda ressalta que o material mais apropriado para o fechamento das fachadas, é a placa cimentícia, e tratando-se de altura das edificações o LSF quando aplicado apenas para fachadas, não possuí restrições de altura, apenas exigindo um correto dimensionamento, onde considera-se peso próprio, cargas provindas dos ventos, entre outras. Ele ainda expõe que já projetou um edifício com fachada em Light Steel Framing com 26 pavimentos em uma posição geográfica que dispunha de ventos com alta velocidade.
