Ligth Steel Frame Estrutura de Aço

FERNANDA BRANCO BATTISTELLA

LIGHT STEEL FRAMING: USO DA ESTRUTURA DE AÇO COMO TECNOLOGIA CONSTRUTIVA.

JOINVILLE - SC

2011

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - DEC



Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof Clovis Dobner Co orientador: EngºDiogo Jucemar da silva

JOINVILLE – SC

2011



Monografia aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de bacharel no curso

de graduação em Engenharia Civil da UDESC.

Banca Examinadora:

Orientador:

Professor Clóvis Dobner - Especialista

Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC

Co - orientador

Engenheiro Diogo Jucemar da Silva


Membro

Professor Marcio Gern


Joinville, 2011

Dedico este trabalho aos meus pais, e a

minha irmã pela compreensão e apoio

durante esta importante etapa da minha vida.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, pela proteção em todo esse período de trabalho.

A minha família que sempre me apoiou nos momentos difíceis de minha vida, e

por acreditarem que eu era capaz, em especial minha irmã que me amparou e às vezes

criticou para que eu evoluísse, não só agradeço como peço desculpas, pela minha falta

de tempo, nervosismo e impaciência.

O professor orientador Clóvis Dobner por ter partilhado comigo seus

conhecimentos, orientando e amparando-me na conclusão deste estudo.

Ao meu co-orientador e engenheiro civil Diogo Jucemar da Silva, pela idéia do

tema e por toda a orientação técnica disponibilizada.

Aos meus amigos e colegas de trabalho que sempre me apoiaram.

RESUMO

Light Steel Framing é um sistema construtivo industrializado também conhecido

como “Estruturas em Aço leve”, que utiliza como principal elemento estrutural o aço

galvanizado e devido à possibilidade da integração com diversos materiais possibilita

atender as necessidades específicas de cada projeto. A partir do momento histórico

onde houve perda de disponibilidade e qualidade da madeira que era utilizada na

construção, o aço torna-se um substituto promissor em função da sua abundância e

praticidade. O sistema light steel framing surge então visando aumentar a produtividade

na construção de novas habitações através da utilização do aço e de métodos práticos,

Além de ser uma proposta para o desenvolvimento tecnológico da construção civil.

Apresenta como principais características a redução do impacto ambiental através da

diminuição de entulhos e a redução significativa do tempo necessário para execução do

projeto tornando-o mais viável economicamente. O objetivo deste trabalho é abordar de

modo abreviado as etapas utilizadas neste método, incluindo fundação, execução e

acabamento. Ao final também serão apresentados dados comparativos de uma

construção utilizando método convencional (alvenaria) e sistema steel framing.

Palavras Chave: estrutura, aço, etapas construtivas.

ABSTRACT

Light Steel Framing is an industrialized building system also known as "Light Steel

Structures," which uses as its main structural element galvanized steel and due to the

possibility of integration with various materials allows to meet the specific needs of each

project. From the historical moment when there was loss of availability and quality of

wood that was used in construction, the steel becomes a replacement promising in terms

of their abundance and practicality. The light steel framing system then appears to

increase productivity in the construction of new housing through the use of steel and

practical methods, besides being a proposal for technological development of the

construction. It presents as main features the reduce environmental impact by reducing

debris and significant reduction in the time required for execution of the project making it

more economically viable. The objective of this work is so abbreviated address the steps

used in this method, including foundation, execution and finish. At the end will also be

presented comparative data using a conventional method of construction (masonry) and

steel framing system.

Key Words: the structure, steel, construction stages.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 – PROTÓTIPO DE RESIDÊNCIA EM LIGHT STEEL FRAMING NA EXPOSIÇÃO MUNDIAL DE

CHICAGO EM 1933. .............................................................................................. 20

FIGURA 2 – PERFIS ESTRUTURAIS DE MADEIRA E AÇO GALVANIZADO ............................. 21

FIGURA 3 – DESENHO ESQUEMÁTICO DE UMA RESIDÊNCIA EM LIGHT STEEL FRAMING ..... 22

FIGURA 4 –ESTRUTURA EM STEEL FRAME.................................................................. 23

FIGURA 5 – CORTE DETALHADO DE FUNDAÇÃO SAPATA CORRIDA .................................. 26

FIGURA 6 – SAPATA CORRIDA EM EXECUÇÃO ............................................................... 27

FIGURA 7 – SAPATA CORRIDA EM CONTRAPISO ............................................................ 27

FIGURA 8 – CORTE ESQUEMÁTICO DE UMA LAJE RADIER ............................................... 28

FIGURA 9 – DETALHE DO RADIER ................................................................................ 29

FIGURA 10 – GUARITA EM FUNDAÇÃO TIPO RADIER ...................................................... 29

FIGURA 11 – PONTO NO LOCAL CORRETO ................................................................... 30

FIGURA 12 -PONTO NO LOCAL INCORRETO .................................................................. 30

FIGURA 13– EFEITOS DA CARGA DE VENTO NA ESTRUTURA: A)TRANSLAÇÃO E B) TOMBAMENTO

.......................................................................................................................... 31

FIGURA 14– DETALHE DE ANCORAGEM ....................................................................... 31

FIGURA 15– ESQUEMA DE FIXAÇÃO POR CHUMBADOR .................................................. 32

FIGURA 16 – ESQUEMA GERAL DE ANCORAGEM QUÍMICA COM BARRA ROSCADA ............. 33

FIGURA 17 - FABRICAÇÃO POR PERFILAGEM DE PERFIS SEÇÃO UE ................................ 34

FIGURA 18 - OS PERFIS SÃO DOBRADOS A FRIO COM PERFILADEIRAS OU DOBRADEIRAS .. 35

FIGURA 19 - COMPONENTES DE UM PERFIL DE AÇO CONFORMADA A FRIO COM FORMATO EM "C"

.......................................................................................................................... 36

FIGURA 20 - PERFIL "U" DE AÇO CONFORMADO A FRIO ................................................. 36

FIGURA 21– PERFIS METÁLICOS ................................................................................. 39

FIGURA 22 – TRANSMISSÃO DA CARGA VERTICAL À FUNDAÇÃO ..................................... 41

FIGURA 23 - PAINEL TÍPICO EM LIGHT STEEL FRAMING, APRESENTANDO GUIAS E

MONTANTES................. ........................................................................................ 42

FIGURA 24 - PAINEL COM ABERTURA DE JANELA .......................................................... 43

FIGURA 25 - DISTRIBUIÇÃO DOS ESFORÇOS ATRAVÉS DA VERGA PARA OMBREIRAS ......... 43

FIGURA 26 - DETALHE DE VERGA PARA ABERTURA DE JANELA ....................................... 44

FIGURA 27 - PAINEL COM CONTRAVENTAMENTO EM "X" ............................................... 44

FIGURA 28 - BLOQUEADOR E FITA DE AÇO GALVANIZADO FIXADOS AO PAINEL PARA

TRAVAMENTO HORIZONTAL .................................................................................... 45

FIGURA 29 - FITA METÁLICA PARA TRAVAMENTO DO PAINEL .......................................... 45

FIGURA 30 - LOCALIZAÇÃO DO CONTRAVENTAMENTO EM RELAÇÃO ÀS ABERTURAS ......... 46

FIGURA 31 - DESENHO ESQUEMÁTICO DE PAINEL NÃO ESTRUTURAL COM ABERTURA ....... 47

FIGURA 32 - LIGHT STEEL FRAMING MONTADO PELO MÉTODO "STICK" .......................... 48

FIGURA 33 - ELEMENTOS ESTRUTURAIS COMO TESOURAS E PAINÉIS SÃO PRÉ-FABRICADOS E

LEVADOS A OBRA PARA MONTAGEM DA ESTRUTURA ................................................. 49

FIGURA 34 - MÓDULO DE BANHEIRO ........................................................................... 50

FIGURA 35 - ESQUEMA DE CONSTRUÇÃO TIPO "BALLOON" ............................................ 51

FIGURA 36 - ESQUEMA DE CONSTRUÇÃO TIPO "PLATFORM" .......................................... 51

FIGURA 37 - APLICAÇÃO DE FITA SELANTE NA BASE DO PAINEL ...................................... 52

FIGURA 38 - ESCORAMENTO DO PAINEL DURANTE A MONTAGEM ................................... 53

FIGURA 39 - ANCORAGEM PROVISÓRIA COM PINOS DE AÇO .......................................... 54

FIGURA 40 - MONTAGEM DOS PAINÉIS ........................................................................ 54

FIGURA 41 - VERIFICAÇÃO DO NÍVEL DO PAINEL E FIXAÇÃO DA ANCORAGEM ................... 55

FIGURA 42 - MONTAGEM DOS PAINÉIS EXTERNOS ........................................................ 55

FIGURA 43 - MARCAÇÃO DA LOCALIZAÇÃO DOS PAINÉIS INTERNOS ................................ 56

FIGURA 44 - FIXAÇÃO DE PERFIL UE PARA MANTER ESQUADRO DOS PAINÉIS .................. 56

FIGURA 45 - FIXAÇÃO DE DOIS PAINÉIS COM PARAFUSOS ESTRUTURAIS ......................... 57

FIGURA 46 - COLOCAÇÃO DO FECHAMENTO EXTERNO DOS PAINÉIS ............................... 58

FIGURA 47 - POSICIONAMENTO DAS VIGAS DE PISO NA SANEFA ..................................... 58

FIGURA 48 - LAJE ÚMIDA ........................................................................................... 59

FIGURA 49 - MONTAGEM DOS PAINÉIS DO PAVIMENTO SUPERIOR .................................. 60

FIGURA 50 - IÇAMENTO E POSICIONAMENTO DE PAINEL DE PAVIMENTO SUPERIOR ........... 60

FIGURA 51 - EMPLACAMENTO DOS PAINÉIS EXTERNOS ................................................. 61

FIGURA 52 - FACHADA COM FECHAMENTO EXTERNO EM OSB APRESENTANDO JUNTAS DE

DILATAÇÃO .......................................................................................................... 63

FIGURA 53- IMPERMEABILIZAÇÃO DAS PLACAS DE OSB DA FACHADA DA FOTO ANTERIOR COM

MEMBRANA DE POLIETILENO .................................................................................. 64

FIGURA 54- EMBASAMENTO ELEVADO PARA EVITAR CONTATO DAS PLACAS E PAINÉIS COM A

UMIDADE ............................................................................................................. 65

FIGURA 55 - IMPERMEABILIZAÇÃO DAS PLACAS DE OSB DA FACHADA DA FOTO ANTERIOR COM

MEMBRANA DE POLIETILENO. ................................................................................. 66

FIGURA 56- UTILIZAÇÃO DE SUBCOBERTURAS ............................................................. 67

FIGURA 57 - AS JUNTAS INTERNAS NÃO DEVEM SER COINCIDENTES .............................. 68

FIGURA 58 - DEVE-SE EVITAR A OCORRÊNCIA DE TODOS OS VÉRTICES NO MESMO PONTO DAS

JUNTAS VERTICAIS ................................................................................................ 68

FIGURA 59 - AS JUNTAS VERTICAIS NOS BATENTES E PORTAS NÃO DEVEM SEGUIR ATÉ O TETO

.......................................................................................................................... 69

FIGURA 60- JUNTAS DE PLACAS E DE PAINÉIS NÃO DEVEM SER COINCIDENTES ............... 69

FIGURA 61- PARAFUSO DE PONTA-BROCA PARA FIXAÇÃO DAS CHAPAS CIMENTÍCIAS ....... 70

FIGURA 62- RESTAURANTE EM JURERÊ ...................................................................... 71

FIGURA 63- PARA EVITAR UMIDADE, AS PLACAS NÃO PODEM FICAR EM CONTATO COM O SOLO

OU FUNDAÇÃO ..................................................................................................... 72

FIGURA 64- PLACAS DE GESSO ACARTONADO PARA ÁREAS SECAS, ÚMIDAS E ANTI FOGO 73

FIGURA 65- DIMENSÕES DAS PLACAS ......................................................................... 73

FIGURA 66- APLICAÇÃO DA MASSA NA JUNTA ............................................................... 74

FIGURA 67- COMPOSIÇÃO DO TELHADO ...................................................................... 75

FIGURA 68- COBERTURA PLANA EM LIGHT STEEL FRAMING .......................................... 77

FIGURA 69- ALGUNS TIPOS DE TRELIÇAS PLANAS PARA LIGHT STEEL FRAMING .............. 77

FIGURA 70- CAIBROS E VIGAS ALINHADAS COM MONTANTES DE PAINEL ESTRUTURAL ...... 78

FIGURA 71-TELHADO ESTRUTURADO COM CAIBROS EM UM LABORATÓRIO NA UNIVERSIDADE

FEDERAL DE OURO PRETO ................................................................................... 79

FIGURA 72- TELHADO TÍPICO ESTRUTURADO COM CAIBROS .......................................... 79

FIGURA 73- MODELO DE TESOURA DE TELHADO CONFECCIONADA COM PERFIS DE AÇO

FORMADOS A FRIO GALVANIZADOS ......................................................................... 80

FIGURA 74- TESOURAS DE TELHADO EM ARCO CONFECCIONADAS COM PERFIS DE AÇO

FORMADOS A FRIO GALVANIZADOS ......................................................................... 80

FIGURA 75- INSTALAÇÃO DE LÃ DE VIDRO EM PAINEL .................................................... 81

FIGURA 76- COLOCAÇÃO DAS MANTAS ISOLANTES NO INTERIOR DAS PAREDES ............... 82

FIGURA 77- COLOCAÇÃO DA LÃ DE VIDRO EM UMA EDIFICAÇÃO EM CURITIBA .................. 82

FIGURA 78- INSTALAÇÃO HIDRÁULICA COM TUBULAÇÕES DE COBRE E DE PVC .............. 86

FIGURA 79- ABERTURA NOS PERIS PARA PASSAGEM DE TUBULAÇÃO..............................86

FIGURA 80 – PASSAGEM DE CONDUÍTES PELAS VIGAS DE LAJE ...................................... 87

FIGURA 81 – FACILIDADE DE VISUALIZAÇÃO DE INTERFERÊNCIAS ENTRE INSTALAÇÕES

ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS ..................................................................................... 88

FIGURA 82 – INSTALAÇÃO ELÉTRICA DE UMA EDIFICAÇÃO EM CURITIBA .......................... 88

FIGURA 83 – PEÇAS PLÁSTICAS DE PROTEÇÃO DOS CONDUÍTES .................................... 89

FIGURA 84 – ILUSTRAÇÃO DO RESTAURANTE ............................................................... 94

FIGURA 85– GRÁFICO REFERENTE AO COMPARATIVO CUSTO X TEMPO (DIAS) ................. 96

FIGURA 86– PROJETO ............................................................................................... 97

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 – ESPESSURA NOMINAL DO AÇO .................................................................. 38

TABEA 2 – DESIGNAÇÕES DOS PERFIS DE AÇO FORMADOS A FRIO PARA USO EM LIGHTSTEEL

FRAMING E SUAS RESPECTIVAS APLICAÇÕES ........................................................... 40

TABELA 3 – DIMENSÕES NOMINAIS USUAIS DOS PERFIS DE AÇO PARA LIGHT STEEL FRAMING

.......................................................................................................................... 40

TABELA 4 – DIMENSÕES, PESOS E APLICAÇÕES ........................................................... 70

TABELA 5 – QUALIFICAÇÃO DO ISOLAMENTO ACÚSTICO ............................................... 83

TABELA 6 – ÍNDICE DE REDUÇÃO ACÚSTICA (RW) DA LÃ DE VIDRO ................................ 84

TABELA 7 – RESISTÊNCIA TÉRMICA E CONDUTIVIDADE TÉRMICA DA LÃ DE VIDRO ........... 85

TABELA 8 – TABELA DE COMPARATIVO ENTRE OS SISTEMAS ......................................... 90

TABELA 9 – TABELA DE ORÇAMENTO EM LIGHT STEEL FRAMING FORNECIDA PELA

CONSTRUTORA SEQUENCIA .................................................................................. 95

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 16

1.1 OBJETIVO....................................................................................................... 17

1.2 JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 17

2. LIGHT STEEL FRAMING ..................................................................................... 19

2.1 HISTÓRICO .................................................................................................... 19

2.2 DEFINIÇÃO ..................................................................................................... 22

3. MÉTODO CONSTRUTIVO ................................................................................... 25

3.1 FUNDAÇÃO .................................................................................................... 25

3.1.1 SAPATA CORRIDA ........................................................................................... 26

3.1.2 RADIER .......................................................................................................... 28

3.1.3 FIXAÇÃO DO PAINÉIS NA FUNDAÇÃO.................................................................. 30

3.1.4 ANCORAGEM QUIMICA COM BARRA ROSCADA ................................................... 32

3.1.5 ANCORAGEM PROVISÓRIA............................................................................... 33

3.2 ESTRUTURA DO SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING ................................... 33

3.2.1 PAINÉIS ESTRUTURAIS OU AUTOPORTANTES ..................................................... 41

3.2.2 PAINÉIS NÃO ESTRUTURAIS ............................................................................. 46

3.2.3 MONTAGEM DA ESTRUTURA EM LSF EM OBRA .................................................. 47

3.3 TIPOS DE PAINÉIS PARA FECHAMENTO VERTICAL .................................. 61

3.3.1 PAINEL DE OSB .............................................................................................. 62

3.3.1.1 MEMBRANA DE POLIETILENO ........................................................................ 65

3.3.2 PLACA CIMENTÍCIA .......................................................................................... 67

3.3.3 GESSO ACARTONADO ..................................................................................... 72

3.4 COBERTURA .................................................................................................. 74

3.4.1 COBERTURAS ESTRUTURADAS COM CAIBROS E VIGAS ....................................... 78

3.4.2 COBERTURAS ESTRUTURADAS COM TESOURAS E TRELIÇAS ............................... 80

3.5 ISOLAMENTO TÉRMICO / ACÚSTICO .......................................................... 81

3.5.1 ISOLAMENTO ACÚSTICO ................................................................................... 83

3.5.2 ISOLAMENTO TÉRMICO .................................................................................... 84

3.6 INSTALAÇÕES ............................................................................................... 85

4. COMPARATIVO E VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO SISTEMA LSF ............ 90

4.1 COMPARATIVO .............................................................................................. 90

4.2 VANTAGENS .................................................................................................. 92

5 COMPARATIVO ORÇAMENTÁRIO ........................ ............................................. 94

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................ ...................................................... 98

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................... ............................................. 100

16

1 INTRODUÇÃO

O sistema Light Steel Framing vem sendo utilizado em diversos países e

apresenta um crescimento notável no Brasil que é um dos maiores produtores de aço do

mundo. Devido aos avanços tecnológicos, esse sistema atende o mercado da

construção civil e atinge objetivos fundamentaiscomo por exemplo, o aumento da

produtividade em obra, a redução do desperdício de materiais, a diminuição do prazo de

execução, entre outros.

O sistema construtivo LSF (Light Steel Framing) é formado por perfis metálicos

em aço galvanizado que são interligados através de parafusos autobrocantes, formando

painéis estruturais que resistem aos esforços exigidos pela edificação. Estes perfis de

baixa espessura refletem na redução do peso da estrutura e na facilidade do manuseio

com o material. O resultado é uma rapidez no processo construtivo e uma diminuição no

prazo de construção tornando-o economicamente mais viável,além de reduzir o impacto

ambiental visto que não gera muito entulho e diminui o desperdício de material.Possui

ainda como características positivas a facilidade de montagem,a flexibilidade da

arquitetura e também a possibilidade de utilizar diversos materiais, por isso chamado de

sistema aberto. É chamado de flexível por ser um sistema que não apresenta restrições.

17

1.1 OBJETIVO

O presente trabalho tem como objetivos:

- Apresentar vantagens do método Light Steel Framing segundo levantamento

bibliográfico, a fim de ampliar o conhecimento sobre o assunto.

- Apresentar as etapas envolvidas no aspecto construtivo, levando em consideração

meios de escolha para sua fundação, estruturação e tipos de fechamentos externo e

interno.

- Apresentar um orçamento de um estabelecimento comercial já construído em LSF e

comparar o valor total em LSF com uma estimativa em alvenaria convencional,

permitindo a comparação tempo x custo da edificação.

1.2 JUSTIFICATIVA

No Brasil, um dos principais países exportadores de aço, o LSF ainda é um

método pouco utilizado e observa-se a persistência do método artesanal de construção.

Este método representa uma opção que deveria ser considerada na construção civil

atualdiante das inúmerasvantagens descritas na literatura. Maiorrapidez na execução da

obra resultando em custos menores. Há minimizaçãodos impactos gerados no meio

ambiente porque o aço é 100% reciclável e também o único material que pode ser

reaproveitado inúmeras vezes sem perder suas características de resistência e

qualidade. O espaço físico necessário para o canteiro de obras também pode ser

18 reduzido uma vez que há opção da estrutura já chegar pronta ao local. Diante destas

características o sistema light steel framing é uma das alternativas promissoras para o

futuro da construção civil brasileira.

19

2 LIGHT STEEL FRAMING

2.1 HISTÓRICO

De acordo com Bellei; PINHO, F.O, PINHO, M.O (2004, p.14),

As evidências mais seguras da primeira obtenção do ferro indicam que tal fato se deu aproximadamente a 6 mil anos a.C., em civilizações como as do Egito, Babilônia e Índia. O ferro era, então, um material considerado nobre, devido à sua raridade, com sua utilização se limitando a fins militares ou como elemento de adorno nas construções.

O aço é uma liga metálica constituída basicamente por ferro e carbono juntamente

com outros elementos, tanto metálicos quanto não metálicos, que conferem

propriedades distintas ao material. É considerado aço uma liga metálica de ferro que

contém menos de 2% de carbono; se a percentagem é maior recebe a denominação de

ferro fundido.

O aço é mais resistente que o ferro fundido e pode ser produzido em grandes

quantidades. Com a descoberta de como produzi-lo em 1856, houve uma grande

mudança no fornecimento deste material como matéria-prima para muitas indústrias

(Bellei; PINHO, F.O, PINHO, M.O, 2004).

Em meados do século XIX houve um aumento significativo na população dos EUA

com a necessidade da construção de novas habitações. Para suprir esta demanda

inicialmente recorreu-se a utilização da madeira devido às abundantes reservas

florestais da época. Este processo é conhecido como “Wood framing”. (Bellei; PINHO,

F.O, PINHO, M.O, 2004).

20

A partir dos anos 80 a madeira, que era o material de eleição na construção

desde o tempo dos colonizadores, teve seu custo aumentado rapidamente e sua

qualidade diminuída devido à dificuldade de uso das florestas antigas por partes das

indústrias madeireiras.

A abundância na produção de aço no período pós Segunda Guerra, o

crescimento da economia americana e o desenvolvimento da indústria siderúrgica

tornaram o aço um substituto da madeira. Além de maior resistência e eficiência

estrutural, possui também uma capacidade da estrutura de resistir a catástrofes naturais.

Em 1933, com o grande desenvolvimento da indústria do aço nos Estados

Unidos, foi lançado na Feira Mundial de Chicago, o protótipo de uma residência em Light

Steel Framing (Figura1) que utilizava perfis de aço substituindo a estrutura de madeira

(figura 2). (FRECHETTE apud FREITAS; de CRASTO, 2006, p. 13).

Figura 1 – Protótipo de residência em Light Steel Framing na Exposição Mundial de Chicago em 1933. Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Entre 1979 e 1992 o número de residências em steelframing nos estados Unidos

aumentou mais que 300% (AISI, 1994).

21

Figura 2 – Perfis estruturais de madeira e aço galvanizado Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Além dos Estados Unidos outros países estão utilizando LSF, assim como o

Japão, que após a Segunda Guerra Mundial iniciou as primeiras construções com este

método. A madeira, que era o material usado na estrutura das casas, tinha sido um

agravante nos incêndios, que se alastravam durante os ataques. Com isso o governo

restringiu o uso em construções, também para proteger os recursos florestais que

poderiam ser exauridos, além de promover construções não inflamáveis. A indústria

japonesa passou a produzir perfis leves de aço para substituir a madeira. Devido a esse

investimento, o Japão apresenta um mercado e uma indústriaaltamente desenvolvidos

na área de construções em perfis de aço leve. (FREITAS; de CRASTO, 2006).

No Brasil, o uso de estruturas metálicas era pouco conhecido até a década de 80,

não sendo opção de arquitetos e engenheiros para construção residencial devido a

fatores histórico-culturais referentes a ausência de recursos siderúrgicos da época.

A mão-de- obra barata no país tornava a construção convencional mais vantajosa

(CBCA, 2011).

Atualmente, apesar do mercado tímido, o setor está mais receptivo a novas

tecnologias e o país já apresenta utilização deste método em diversos tipos de obras.

22

Na ilustração (Figura 3) é possível visualizar uma casa em LSF desde a parede,

pisos e coberturas, que quando reunidos resistem aos esforços solicitantes(FREITAS;

de CRASTO, 2006).

Figura 3 – Desenho esquemático de uma residência em Light Steel Framing. Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

2.2 DEFINIÇÃO

Como nos esclarece TERNI; SANTIAGO; PIANHERI, (2008, p. 83),

O Steel frameé um sistema construtivo racional constituído de perfis leves de aço galvanizado, que formam paredes estruturais e não estruturais depois de receber os painéis de fechamento. Por ser um processo industrializado de construção, permite executar a obra com grande rapidez, a seco e sem desperdícios.

23

Ainda segundo os autores, o sistema é formado por painéis que possuem perfis

metálicos (montantes, guias, cantoneiras, chapas e fitas metálicas) formando um

esqueleto que se torna a estrutura da edificação, conforme a figura 4.

Figura 4 – Estrutura em steel frame. Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

Portanto o sistema LSF se resume em uma estrutura, que além de seus

componentes, também possuem subsistemas.“Esses subsistemas são, além do

estrutural, de fundação, de isolamento termo-acústicos, de fechamento interno e

externo, e instalações elétricas e hidráulicas” (CONSULSTEEL apud FREITAS; de

CRASTO, 2006, p. 12).

Algumas publicações utilizam a expressão “Light Gauge Steel Frame” onde o

termo “gauge” indica uma unidade de medida, que se define como estrutura em chapas

finas de aço.

Para que esse método respeite uma de suas características principais que é a

velocidade de execução, é fundamental que possa haver uma ligação dos subsistemas,

além da escolha dos materiais e da mão de obra qualificada.

24 Basicamente a estrutura em LSF é composta de paredes, pisos e cobertura.

Reunidos, eles possibilitam a integridade estrutural da edificação, resistindo aos

esforços que solicitam a estrutura.(FREITAS; de CRASTO, 2006, p.14).

25

3 MÉTODO CONSTRUTIVO

3.1 FUNDAÇÃO

A estrutura de LSF e os componentes de fechamento exigem bem menos da

fundação do que outras construções pelo fato de serem mais leves. Os tipos de

fundação mais utilizadas nesse método são Radier e Sapata Corrida.São realizadas da

mesma forma como no processo da construção convencional e deve-se observar

atentamente o isolamento contra a umidade. (FREITAS; DE CRASTO, 2006).

FREITAS, de CRASTO (2006) mencionam ainda que devido à estrutura distribuir

uniformemente a carga ao longo dos painéis estruturais, a fundação deverá ser contínua

suportando os painéis em toda a sua extensão, levando em consideração que o tipo de

fundação vai depender de alguns fatores como a topografia, tipo do solo, nível do lençol

freático e da profundidade de solo firme. Todas essas informações podem ser obtidas

pela sondagem do terreno.

SegundoFREITAS; de CRASTO, (2006) para uma maior eficiência estrutural,

deve-se considerar um bom projeto e execução da fundação, pois a precisão da

montagem da estrutura e outros componentes dependem de uma base nivelada

corretamente e em esquadro.

26

3.1.1 Sapata Corrida

A sapata corrida é um tipo de fundação indicada para construções com paredes portantes, onde a distribuição da carga é continua 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. (FREITAS; de CRASTO, 2006, p. 27).

O contrapiso do térreo pode ser em concreto ou com perfis galvanizados que

quando apoiados sobre a fundação constituem uma estrutura de suporte aos materiais

que formam a superfície, como ocorre com as lajes de piso (figura 5) (FREITAS; de

CRASTO, 2006).

Figura 5 – Corte detalhado de fundação sapata corrida. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

27

Segundo TERNI; SANTIAGO; PIANHERI(2008) no caso da sapata corrida, a

fundação é rasa e contínua, e as cargas recebidas pelos painéis são transmitidas para o

solo através das abas, que são bases alargadas de concreto armado.

É construída numa vala sobre um solo cuja resistência é condizente com a intensidade de carregamento a ela transmitida pela largura da aba da sapata. O solo do fundo da vala deve ser apiloado e um lastrode concreto magro geralmente é colocado. (TERNI; SANTIAGO; PIANHERI, 2008, p.84)

Figura 6 – Sapata corrida em execução.. Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

Figura 7 – Sapata corrida em contrapiso.1 Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

1 As figuras 6 e 7 mostram a execução do contrapiso que é executado de maneira independente.

28

3.1.2 Radier

O radier é constituído por uma laje de concreto armado executada bem próxima

da superfície do terreno e recebe todo o apoio da estrutura. “Neste caso, o solo é visto

como um meio elástico formando infinitas molas que agem sob a porção inferior da

placa, gerando uma reação proporcional ao deslocamento”. (TERNI;SANTIAGO;

PIANHERI,2008, p.88).

É um tipo fundação rasa que estruturalmente, pode ser liso ou formado por lajes

com vigas de bordas e internas para aumentar sua rigidez. Sempre que o terreno

permite, o radier é o tipo de fundação mais utilizado em LSF (figura 8 e figura 9).

(FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 8 – Corte esquemático de uma laje radier. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

29

Figura 9 – Detalhe do radier. Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

A figura abaixo mostra uma guarita executada em radier.

Figura 10 – Guarita em fundação tipo radier. Fonte: autora do trabalho.

30 Ainda segundo os autores,

A execução do radier permite locar as furações para instalações hidráulicas, sanitárias, elétricas e de telefonia. Essas locações devem ser precisas em relação às posições e diâmetros de furos, para que não ocorram transtornos na montagem dos painéis, nas colocações das tubulações e dos acessórios e nos serviços subsequentes. Os ajustes tornam-se muito difíceis se houver grande desalinhamento.( (TERNI;SANTIAGO; PIANHERI, 2008,p.88).

A figura 11 mostra a instalação executada no painel e a figura 12 mostra que a

tubulação está executada fora do previsto, necessitando ajustá-la para dentro do painel.

Figura 11 – Ponto no local correto. Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

Figura 12 – Ponto no local incorreto. Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

3.1.3 Fixação dos painéis na fundação.

31

Independente da opção para a fundação deve-se verificar o deslocamento de

translação e rotação da estrutura por causa do vento (figura 13). Paraque esses efeitos

sejam impedidos, a estrutura deve ser fixada corretamente à fundação (figura 14).

Figura 13 – Efeitos da carga de vento na estrutura: a) Translação e b) Tombamento. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 14– Detalhe de ancoragem. Fonte: http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/135/imprime93203.asp

“A translação é uma ação onde o edifício desloca-se lateralmente devido à ação

do vento. Tombamento é uma elevação da estrutura em que a rotação pode ser causada

32 por assimetria na direção ventos que atingem a edificação.” (SCHARFF, 1996 apud

FREITAS; de CRASTO, 2006, p. 27).

JARDIM, CAMPOS (2004) citam que os painéis devem ser fixados à fundação

através dos chumbadores que garantem a transferência das cargas da edificação para a

fundação e desta para o terrenoconforme a figura 15.

Figura 15 – Esquema de fixação por chumbador. Fonte: JARDIM, CAMPOS 2004.

3.1.4Ancoragem química com barra roscada

Segundo FREITAS; de CRASTO, 2006, p. 28

A ancoragem química com barra roscada é colocada depois da concretagem da fundação. Consiste em uma barra roscada com arruela e porca, que é fixada no concreto por meio de perfuração preenchida com uma resina química formando uma interface resistente com o concreto. A fixação à estrutura se dá por meio de uma peça em aço que é conectada à barra roscada e à guia e aparafusada ao montante geralmente duplo

33

Figura 16 – Esquema geral de ancoragem química com barra roscada. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

3.1.5 Ancoragem provisória

Na fase da montagem da estrutura no pavimento térreo são feitas instalações

provisórias de painéis através da utilização de pinos fixados por pólvora.Este método é

utilizado até que seja feita a ancoragem definitiva com a finalidade de manter os painéis

aprumados(FREITAS, CRASTO, 2006).

3.2 ESTRUTURA DO SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING

“As estruturas de aço são compostas por duas “famílias” de elementos estruturais.

Uma composta pelos perfis laminados e soldados ou eletro fundidos e a outra composta

por perfis formados a frio” (FREITAS; DE CRASTO, 2006).

34

Ainda segundo as autoras, os perfis estruturais formados a frio são originados a

partir do dobramento, em prensa dobradeira, ou por perfilagem em conjunto de matrizes

rotativas (figura 17),de tiras de aço cortadas de chapas ou bobinas laminadas a frio ou à

quente, revestidas ou não (NBR 6355, 2003),além de possibilitar a formação de seções

variadas tanto em sua forma e/ou dimensão. O termo “formado a frio”, origina-se pelo

fato dessas operações ocorrerem com o aço na temperatura ambiente.

Figura 17 – Fabricação por perfilagem de perfis seção Ue. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Com o avanço da engenharia, estruturas mais leves e econômicas têm sido

desenvolvidas a fim de atender as expectativas tecnológicas, e com isso os perfis de aço

formados a frio vem se destacando. Possui uma grande versatilidade, tanto na

fabricação das seções que podem ser adaptadas a diversas aplicações, como na

construção e montagem das estruturas por serem elementos leves. Por isso vem sendo

cada vez mais comum a utilização desses perfis em construções comercias e

residências, passarelas, galpões, coberturas, entre outras. (FREITAS; de CRASTO,

2006).

“As chapas tem entre 0,8 mm e 3.0 mm de espessura, sendo a mais utilizada a de

espessura de 0,95 mm.” (REVISTA TECHNE 137, 2008).

Os perfis são produzidos a partir de dois processos convencionais, sendo que um

consiste em um processo contínuo em que uma tira de chapa passa por uma série de

35 cilindros (perfiladeiras) dobrando-a para gerar a conformação da seção transversal; o

outro processo é através de dobradeira, que é um equipamento de punção que

pressiona a chapa contra a mesa para efetivar a dobra, obtendo assim a seção

transversal desejada. (REVISTA TECHNE 137, 2008).

Os perfis mais usados são aqueles com configurações e designações conforme a

figura 18. As determinações das seções, espessura, propriedades geométricas de perfis

steel frame são definidas pelas normas NBR 15253 – Perfis de Aço Formados a Frio,

com Revestimento Metálico, para Painéis Reticulados em Edificações: Requisitos Gerais

e NBR 6355 – Perfis Estruturais de Aço Formados a Frio: Padronização. (REVISTA

TECHNE 137, 2008).

Figura 18 – Os perfis são dobrados a frio com perfiladeiras ou dobradeiras. Fonte:http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/137/imprime98691.asp.

Segundo a US HOME a estrutura é constituída de painéis metálicos, composto de

perfis de aço, determinado pela AISI – American Iron na Steel Institute (pé direito mínimo

2,70m pavimento térreo e 2,40m pavimento superior), com 0,95 mm de espessura e

revestimento anticorrosivo zincado por imersão a quente. Esses perfis são fixados entre

si com parafusos autobrocantes, fixando painéis de paredes, lajes de piso/forro e

estrutura de telhado, formando um conjunto único capaz de criar resistência e absorver

cargas como vento, chuva, entre outros. Ainda segundo a normatização da AISI, segue

36 padronizado o espaçamento e dimensionamento dos perfis estruturais, sempre definido

de acordo com os projetos arquitetônico e estrutural.

No mercado há uma grande variedade de perfis formados a frio, porém os mais

utilizados nas construções LSF são “U enrijecido” (Ue ou “C”) como montante (figura 19)

e viga e U como guia nas chapas do topo e base (figura 20) (GUIA DO CONSTRUTOR

EM STEEL FRAMING).

Figura 19 – Componentes de um perfil de aço conformado a frio com formato em “C”. Fonte: http://www.ushome.com.br/pdf/SF_Guia_Construtor.pdf

Figura 20 – Perfil “U” de aço conformado a frio. Fonte:http://www.ushome.com.br/pdf/SF_Guia_Construtor.pdf

37

O perfil “U enrijecido” (montante) possui alma, flange e borda conforme a figura

18, sempre levando em consideração se as dimensões dos perfis coincidem com as da

porta, janela, entre outras. As dimensões usuais da alma podem ser de 90 ou 140 mm,

os flanges podem ser de 35 a 40 mm, sendo estas medidas podendo variar de acordo

com cada fabricante (GUIA DO CONSTRUTOR EM STEEL FRAMING).

O perfil U (guia), consiste em alma e flange, a ausência da borda nesse perfil faz

com que o perfil Ue consiga fazer o encaixe na guia, com isso a dimensão do flange

deve ser de no mínimo 35 mm (GUIA DO CONSTRUTOR EM STEEL FRAMING).

Existem também outros perfis que precisam utilizar as tiras, que possuem

variedade de larguras, usualmente usadas para o escoramento de paredes e formação

de ligações; e as cantoneiras utilizadas como anteparos e outras estruturas onde o perfil

Ue não ira funcionar. Os perfis possuem uma enorme variedade de espessura (tabela 1)

(GUIA DO CONSTRUTOR EM STEEL FRAMING).

38 Tabela 1 – Espessura Nominal do Aço

Fonte: http://www.ushome.com.br/pdf/SF_Guia_Construtor.pdf

Essa tabela mostra as dimensões usadas no mercado americano, incluindo perfis

estruturais e não estruturais, porém aqui no Brasil, os perfis utilizados para fins

estruturais partem de 0,91 mm de espessura e os não estruturais a partir de 0,50 mm.

Para saber a resistência de um perfil, precisa saber sua dimensão, forma e elasticidade

do aço, sendo que o limite de escoamento do aço zincado de acordo com a NBR 6673

não deve ser inferior a 230 MPA.( GUIA DO CONSTRUTOR EM STEEL FRAMING).

Alguns elementos estruturais como fitas de aço, cantoneiras, compostos do

mesmo tipo de aço dos perfis são utilizados para dar rigidez e auxiliar no

contraventamento. Resumindo o sistema LSF, é composto de perfis montante ou Ue,

utilizados em vigas e montantes e perfis guias ou U. O aço utilizado para a fabricação

desses perfis é o A653, que passa por um tratamento anticorrosivo, que garante a

durabilidade das peças por anos, e sua comercialização normalmente é feita pela

indústria siderúrgica em forma de bobinas com 1,20m de largura que são cortadas em

tiras de menor largura e moldadas a frio em perfiladeiras na forma desejada (figura 21)

(US HOME).

39

Figura 21 – Perfis metálicos. Fonte: http://www.ushome.com.br

Os perfis podem variar tanto em sua dimensão quanto sua estrutura, como no

caso de paredes os perfis variam de 90 mm a 140 mm de largura e 0,8 mm a 1,18 mm

de espessura, na utilização de lajes variam de 200 mm a 400 mm de largura e 0,95 mm

a 2,5 mm de espessura. (US HOME)

Segundo FREITAS, de CRASTO (2006) as dimensões da alma dos perfis Ue

variam geralmente de 90 a 300 mm (medidas externas), apesar de ser possível utilizar

outras dimensões (tabela 3). Os perfis U apresentam a largura da alma maior que a do

perfil Ue, a fim de permitir o encaixe deste no perfil guia ou U ( tabela 3).

No Brasil as dimensões utilizadas são 90, 140 e 200 mm, e podendo variar de 35

a 40 mm, dependendo do fabricante. As tabelas a seguir (tabela 2 e 3), mostram os

outros perfis que podem ser necessários para estruturas em LSF, que são as tiras ou

fitas, que tem variedade de larguras e são utilizadas para dar estabilidade nos painéis e

formar ligações; as cantoneiras que são usadas em conexões de elementos onde um

perfil Ue não é indicado, e o Além da espessura (tn), a resistência de um perfil de aço

depende da dimensão, forma e limite de elasticidade do aço. O limite de escoamento

dos perfis de aço zincado, determinado de acordo com a norma NBR 6673, não deve ser

inferior a 230 Mpa ( NBR 15253 : 2005).

40 Tabela 2 – Designações dos perfis de aço formados a frio para uso em Light Steel Framinge suas respectivas aplicações.

Fonte: NBR 15253: 2005

Tabela 3 – Dimensões Nominais Usuais dos Perfis de Aço para Light Steel Framing.

Fonte: a partir da NBR 15253: 2005.

41 3.2.1 Painéis estruturais ou Autoportantes

Os painéis estruturais estão sujeitos a cargas horizontais de vento ou de abalos sísmicos, assim como a cargas verticais praticadas por pisos, telhados e outros painéis. Essas cargas verticais são originadas do peso próprio da estrutura e de componentes construtivos e da sobrecarga devido à utilização (pessoas, móveis, máquinas, águas pluviais, etc). Portanto, a função dos painéis é absorver esses esforços e transmiti-los à fundação. (FREITAS; de CRASTO, 2006, p.32)

Ainda segundo as autoras os painéis são compostos por elementos horizontais de

seção transversal tipo U e elementos verticais de seção transversal tipo Ue. Esses

montantes que compõem os painéis transferem as cargas verticais atrás de suas

almas, sempre nivelados, dando origem ao conceito de estrutura alinhada. Na figura

abaixo mostra a distribuição do carregamento e o detalhe do alinhamento que

compõem o painel.

Figura 22 – Transmissão da carga vertical à fundação. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

42

Geralmente a distância entre os montantes é de 400 ou 600 mm, sempre

atendendo as solicitações de cada perfil, porém quanto maior a distância, o número de

perfis é reduzido e consequentemente maior será a carga que cada um deles irá

suportar, como no caso da caixa da água, para dar suporte e poder atender as grandes

cargas a distância chegará a 200 mm. (FREITAS; de CRASTO, 2006).

As guias são usadas horizontalmente na base e topo dos painéis de parede e

entrepiso, podendo estar associadas às fitas para o travamento lateral das vigas e

montantes e vergas (figura 23). Entre painéis de entrepiso, a seção transversal é

composta por dois perfis U ligados pela alma, para a ligação do painel à fundação será

considerado um perfil U (RODRIGUES, 2006).

Figura 23 – Painel típico em Light Steel Framing, apresentando guias e montantes. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/manual_engenharia.pdf

Segundo FREITAS, de CRASTO (2006) nas aberturas de janelas e portas são

necessários elementos estruturais como as vergas, para que distribuam o carregamento

interrompido do montante para os montantes que delimitam o vão lateral (figura 24 e 25).

43

Figura 24 – Painel com abertura de janela. Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 25 – Distribuição dos esforços através da verga para ombreiras. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Ainda segundo as autoras, a verga basicamente é composta de dois perfis Ue

conectados por uma peça aparafusada nos extremos, normalmente pelo perfil U e pela

guia da verga, que é fixada nas mesas inferiores dos dois perfis Ue. A guia da verga se

conecta com as ombreiras, para evitar a rotação da verga, e para fixar os montantes,

que não possuem função estrutural, apenas permite a fixação das placas de fechamento

(figura 26).

44

Figura 26– Detalhe de verga para abertura de janela. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Para que ocorra a estabilização da estrutura, deve-se efetuar ligações rígidas ou

capazes de transferir os esforços para a fundação, que auxiliam na resistência dos

esforços horizontais das estruturas em LSF. O método mais utilizado é o de

contraventamentos (figura 27), onde é fixada uma fita de aço galvanizada na face lateral

do painel (figura 28 e 29), que serve para evitar a rotação dos montantes quando

sujeitos a carregamentos normais de compressão, além de diminuir o comprimento de

flambagem dos mesmos. Esta fixação deve ser bem tensionada, não permitindo que

ocorram folgas, pois isso pode comprometer sua eficiência além de causar a

deformação dos painéis aos quais estão fixadas. O uso dos contraventamentos pode

acabar interferindo na colocação das aberturas, então se deve adotar um ângulo de

inclinação grande da diagonal (figura 30). (FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 27– Painel com contraventamento em “X”. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

45

Figura 28– Bloqueador e fita de aço galvanizado fixados ao painel para travamento horizontal. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 29– Fita metálica para travamento do painel. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

46

Figura 30– Localização do contraventamento em relação as aberturas. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

3.2.2 Painéis NãoEstruturais

Segundo Freitas; de Castro (2006) os painéis não estruturais, não suportam o

carregamento da estrutura, mas apenas o peso próprio dos seus componentes, podendo

servir como fechamento externo ou como divisória interna.

No caso da divisória pode ser usado o sistema de gesso acartonado ou Drywall,

onde as dimensões dos montantes e das guias são menores em dimensão e espessura,

porem em divisórias externas, é recomendado utilizar os mesmos perfis dos painéis

estruturais.

“A solução para aberturas de portas e janelas em um painel não-estrutural é bem

mais simples, pois como não há cargas verticais a suportar, não há necessidade do uso

de vergas e consequentemente, de ombreiras”(FREITAS; de CASTRO, 2006, p. 47).

Na delimitação lateral do vão, possui apenas um montante, que é fixado ao marco

de abertura, no acabamento superior e inferior são similares aos painéis estruturais e

usando uma guia de abertura (figura 31).

47

Figura 31 – Desenho esquemático de painel não-estrutural com abertura. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

3.2.3 Montagem da estrutura LSF em obra

Freitas; de Castro(2006) destacam três métodos de montagem dos painéis

estruturais:

a) Método “Stick”: neste método os perfis são cortados e montados no local (foto

32), porém os perfis podem vir perfurados para a passagem das instalações

elétricas e hidráulicas e consequentemente após a montagem da estrutura são

instalados os demais sub-sistemas. Esse método é indicado em locais onde a

pré-fabricação não é viável. Suas vantagens: não necessita do construtor possuir

um local para pré fabricar o sistema; o transporte das peças até o canteiro se

torna mais fácil; as ligações entre os elementos são de fácil de executar.

48

Figura 32 – Light Steel framing montado pelo método “stick” Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

b) Método por painéis: os painéis, lajes, tesouras, podem ser pré-fabricados fora do

canteiro e montados no local, incluindo alguns materiais de fechamento que

podem ser executados na fábrica a fim de diminuir o tempo da construção. A

instalação dos painéis e sub-sistemas é realizado no local através de parafusos.

Suas principais vantagens são: velocidade de montagem; controle rigoroso de

qualidade na produção; redução do trabalho na obra; maior precisão de acerto em

relação as dimensões das peças devido as boas condições de montagem (figura

33).

49

Figura 33 – Elementos estruturais como tesouras e painéis são pré-fabricados em oficinas e levados a obra para montagem da estrutura. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

c) Construção Modular: são estruturas pré-fabricadas que podem ser entregues na

obra com todos os acabamentos internos já incluídos, como as louças sanitárias,

metais, elétrica, entre outros. Podem ser estocadas, um exemplo dessa

construção são os módulos de banheiros para grandes obras comerciais ou

residenciais.

50

Figura 34 – Módulo de banheiro. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

d) “BalloonFraming”e “Platform Framing”: construções “Stick” ou “painéis” podem ser

montadas usando o método “Balloon”, pois a estrutura do piso é fixada nas

laterais dos montantes e os painéis por serem grandes vencem a altura de um

pavimento. Já o método “Platform”, os pisos e as paredes são construídos por

pavimento, ou seja, os painéis não são estruturalmente contínuos, e também é

um método muito utilizado nos dias atuais ( figura 35 e 36).

51

Figura 35 – Esquema de construção tipo “balloon”. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 36 – Esquema de construção tipo “platform”. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

52

Uma edificação em LSF pode ser comparada ao de alvenaria estrutural, pois as

paredes tendo uma linearidade axial dispensam a utilização de vigas nos pavimentos

inferiores, sendo que as cargas passam diretamente seu peso para o elemento abaixo

que descarrega no solo, e com vãos menores que 5m, tornam o sistema LSF mais

econômico, porém o custo da edificação esta ligada diretamente no grau de

industrialização dada ao processo (US HOME).

Com a fundação pronta, nivelada, limpa e em esquadro, deve-se aplicar uma fita

isolante (pode ser de neoprene) na alma da guia inferior (figura 37). A montagem se

inicia com o painel exterior em um canto, assim que o posicionamento estiver correto e

no local certo, fazer um escoramento provisório com recortes dos perfis U e Ue para

alinhar em esquadro e nível (figura 38).(FREITAS; de CRASTRO, 2006).

Figura 37–Aplicação de fita selante na base do painel. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

53

Figura 38–Escoramento do painel durante a montagem. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Freitas; de Crasto (2006) após a conferência do posicionamento dos painéis, é

feito uma ancoragem provisória, cuidando para que não coincidam com as definitivas

(figura 39). Após isso, é colocado um segundo painel exterior perpendicular ao primeiro

(figura 40), é novamente conferido o nível e o esquadro e fixado a ancoragem provisória

(figura 41).

54

Figura 39 – Ancoragem provisória com pinos de aço. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 40 – Montagem dos painéis. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

55

Figura 41 – Verificação do nível do painel e fixação da ancoragem. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

O processo de montagem continua com a colocação dos painéis externos (figura

42), e também com alguns internos para dar rigidez, e manter os externos em nível. As

marcações dos painéis internos podem ser feitas no contrapiso com um fio traçante

(muito utilizado no sistema drywall) (figura 43). Deve ser feito uma verificação das

medidas diagonais dos ambientes e fixar perfis Ue provisoriamente sobre as guias

superiores dos painéis (figura 44), garantindo assim o esquadro e a fixação correta da

ancoragem provisória.(FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 42 – Montagem dos painéis externos. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

56

Figura 43 – Marcação da localização dos painéis internos. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 44 – Fixação de perfil Ue para manter esquadro dos painéis. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Os parafusos autobrocantes são muito utilizados no sistema LSF, podendo ser

estruturais ou apenas de montagem, onde é feito o furo e fixado com segurança as

componentes da estrutura (CISER, 2005, apud RODRIGUE, 2006).

57

Os parafusos autobrocantes são fabricados de acordo com a necessidade da

instalação, podendo também ser do tipo autoperfurante (ponta broca) ou

autoatarraxantes(ponta agulha (RODRIGUES, 2006).

Entre os painéis a fixação é feita nas almas dos perfis de encontro com parafusos

autoatarraxantes de aço carbono com tratamento e recobertos com uma proteção zinco-

eletrolítica que evita corrosão, esse tipo de conexão é a mais utilizada em construções

LSF no Brasil. Essa fixação é feita a cada 20 cm ao longo da alma (figura 45).(FREITAS;

de CRASTO, 2006).

Figura 45 – Fixação de dois painéis com parafusos estruturais. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

A ancoragem definitiva só é feita depois que todos os painéis do pavimento

estiverem montados, e então se inicia a colocação das placas de fechamento externo de

baixo para cima (figura 46).

58

Figura 46 – Colocação do fechamento externo dos painéis. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

A montagem da estrutura da laje pode ser feita de duas maneiras, sendo

montadas as seções menores sobre algum apoio, como exemplo o contrapiso para

depois posicioná-las sobre os apoios dos painéis portantes ou vigas principais; ou cortar

as vigas de piso no comprimento do vão e encaixá-las nas sanefas, que são perfis

utilizados para encabeçamento de estruturas de entrepiso, após fixar os enrijecedores

de alma que irão ligar as vigas de piso nas sanefas, evitando o esmagamento da alma

das vigas nos apoios (figura 47).(FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 47 – Posicionamento das vigas de piso na sanefa. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

59

Na utilização de laje molhada (figura 48), são instalados os perfis galvanizados

tipo cantoneira na borda da laje e a chapa de aço ondulada que serve de fôrma para o

preenchimento do concreto magro que origina o contrapiso; a laje seca, porém só deve

ser executada após a colocação da cobertura, a fim de que o piso de OSB fique exposto

a intempéries. Independente do tipo de laje escolhida, devem ser previstos espaços de

apoio dos painéis portantes internos e externos diretamente sobre a estrutura e não

sobre o contrapiso.(FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 48 – Laje úmida. Fonte:http://www.bibliotecadigital.ufmg.br/dspace/bitstream/1843/ISMS-8FNK3S/1/universidade_federal_de_minas_gerais_1.pdf

Segundo Freitas; de Crasto (2006) na montagem dos painéis do pavimento

superior, o procedimento é o mesmo do térreo, apenas diferenciando apenas no modo

de içamento dos painéis, que pode ser tanto manualmente (figura 49), como por

guindastes (figura 50), sempre cuidando para evitar deformações nos painéis.

60

Figura 49 – Montagem dos painéis do pavimento superior. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 50 – Içamento e posicionamento de painel de pavimento superior. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

61

Ainda segundo as autoras para a fixação das placas o procedimento é o mesmo

do pavimento inferior, só que o sentido de instalação das placas ocorre de cima para

baixo, formando uma linha de fixação nos painéis dos dois pavimentos (figura 51).

Figura 51 – Emplacamento dos painéis externos. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

3.3 TIPOS DE PAINÉIS PARA FECHAMENTO VERTICAL

Para um fechamento externo, devem ser levadas em conta as intempéries, a fim

de que não prejudique o material escolhido, como componente externo podemos citar as

placas cimentícias e a placa OSB ( OrientedStrandBoard). (REVISTA TÉCHNE n°.139,

2008).

As vedações devem atender aos critérios de satisfação e às exigências do

usuário, para isso a norma ISSO 6241:1984, estabelece esses requisitos, que são o de

segurança estrutural, segurança do fogo, durabilidade, economia, conforto visual,

conforto termo acústico, entre outros.(FREITAS;de CRASTO, 2006).

62

“Nos fechamentos internos, podem-se ser utilizas as mesmas placas usadas nos

fechamentos externos e, ainda, as placas de gesso acartonado.”(REVISTA TÉCHNE

n°.139, 2008, p. 79).

Cuidar em especial com a colocação das placas externas e suas juntas,

considerando no projeto de paginação das placas as juntas de movimentação, levando

em consideração o tipo de placa e revestimento utilizado. (REVISTA TÉCHNE n°.139,

2008).

Deve ser definido o momento certo para a fixação dos caixilhos, que deverá ser

antes da fixação das placas, para que possa ser feito um ajuste correto e uma vedação

adequada.(REVISTA TÉCHNE n°.139, 2008).

Existem variados tipos de fechamento e revestimento externo, de fechamento os

mais utilizados são OSB, a Placa Cimentícia, e fechamento interno o Gesso Acartonado,

quanto ao revestimento externo, isso é de acordo com o critério do cliente.

3.3.1 Painel de OSB

O painel de OSB, também pode ser utilizado, e auxilia no contraventamento das

paredes, pois é instalado diretamente na estrutura e sobre ele deve ter um revestimento

de uma manta fixada por grampos, para não deixar com que a umidade penetre, porém

se for utilizado revestimento com argamassa, precisa ser fixado uma tela sobre a manta.

(REVISTA TÉCHNE n°.139, 2008).

Porém não deve ser exposto a intempéries, pois possuem uma relativa resistência

à umidade, devido às substâncias utilizadas em sua confecção. São comercializados

63 nas dimensões 1,22 m x 2,44 m e com espessuras de 9, 12, 15 e 18 mm. (FREITAS; de

CRASTO, 2006).

As juntas devem ser previstas e ter um espaçamento de 3 mm incluindo todo o

seu perímetro, as juntas verticais devem estar sempre sobre os montantes e

aparafusadas, e quando as paredes tiverem dimensões superiores a 24 m devem ser

previstas as juntas de movimentação figura 52. (FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 52 – Fachada com fechamento externo em OSB apresentando juntas de dilatação. Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

O OSB é uma painel estrutural de tiras de madeira, geralmente de

reflorestamentos, formadas por três camadas perpendiculares, o que ajuda na

resistência mecânica e de rigidez, essas tiras são unidas com resinas e prensadas sob

alta temperatura.( MASISA (2003) apud FREITAS; de CRASTO, 2006)).

64

Figura 53 – Fechamento de fachada com placas de OSB. Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Os painéis internos ou externos não devem estar em contato direto com o solo ou

fundação, por isso, antes da montagem deve ser fixada uma fita seladora, que além de

evitar o contato com a umidade do piso, diminui as pontes térmicas e acústicas. As

projeções horizontais externas devem estar sobre uma base mais alta que o nível

exterior, para evitar o contato das placas com o solo e a passagem de água por entre o

painel e a fundação (figura 54).

65

Figura 54 – Embasamento elevado para evitar contato das placas e painéis com a umidade.

Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

3.3.1.1 Membrana de polietileno

Segundo a TYVEK a membrana é composta por 100% de polietileno sem aditivos,

corantes ou resinas e 100% reciclável. Resistente a rupturas e impede a proliferação de

bactérias e fungos, impede a infiltração da água, permitindo a passagem do ar e da

umidade em forma de vapor. Não deforma quando exposto em diferentes níveis de

umidade relativa.

.As placas de OSB devem ser protegidas contra a umidade em toda sua área

externa por uma manta ou membrana de polietileno de alta densidade, que garante a

estanqueidade das placas e permite a passagem da umidade da parte interna para o

exterior, evitando assim a condensação dentro dos mesmos (figura 55). Essas mantas

são grampeadas nas placas, e sobrepostas de 15 a 30 cm em suas juntas para criar

uma superfície contínua e que evite infiltrações. (FREITAS; de CRASTO, 2006).

66

Figura 55– Impermeabilização das placas de OSB da fachada da foto anterior com membrana de polietileno. Fonte: http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Para que não haja infiltração gerada por deslocamentos ou fissuras, deve-se utilizar

subcoberturas, como no caso da subcobertura residencial DuPont™ Tyvek®, que foi

desenvolvido para a utilização da construção e reforma do telhado. Por ser leve, de fácil

utilização, e durabilidade, apresenta as seguintes vantagens: Impermeabilidade, ou seja,

permite o total escoamento da água da chuva, permitindo a proteção contra a infiltração

e a poeira, causadores de fungos; proteção térmica, composta de alumínio em uma de

suas faces, permite a diminuição da transferência de calor para o interior da residência;

composta por fibras entrelaçadas torna a subcobertura impermeável e capaz de impedir

a passagem da umidade; impede a infiltração de ar na estrutura, melhorando o conforto

67 térmico; não deforma, quando exposto a diferentes níveis de umidade relativa (figura 56)

(TYVEK).

Figura 56– Utilização de subcoberturas. Fonte:http://www.telhadao.com.br/telhadao_detalhe.asp?codigo=116&categoria=Sub-Coberturas&subcategoria=Tyvek

3.3.2 Placa Cimentícia

O fechamento com placa cimentícia é mais compatível com o sistema, pois suas

placas são leves, pequena espessura, impermeáveis, resistente aos impactos, baixa

condutividade térmica, durabilidade, permite diversos acabamentos. Quanto aos

fabricantes, o que diferencia uma placa da outra é seu acabamento e composição. A

escolha da placa pode ser feita de acordo com a NBR 15498 ou ISSO 8336. Para a

utilização dessas placas deve-se evitar coincidir as juntas internas com as externas

como na figura 57, evitar que os quatro vértices se encontrem num mesmo ponto como

na figura 58, evitar que as juntas verticais do batente das portas ou janelas siga até o

teto (figura 59) e evitar que as juntas dos painéis coincidam com as juntas das placas

68 (figura 60). A fixação da placa cimentícia é feita com parafusos ponta-broca, cabeça

auto-escariante e aletas de expansão, pois evitam que o parafuso faça rosca na placa, e

facilita a instalação (figura 61). (REVISTA TÉCHNE n° .139, 2008).

Figura 57 – As juntas internas não devem ser coincidentes. Fonte: Téchne, 2008, ed. 139, p.78.

Figura 58 – Deve-se evitar a ocorrência de todos os vértices no mesmo ponto das juntas verticais. Fonte: Téchne, 2008, ed. 139, p.78.

69

Figura 59 – As juntas verticais nos batentes e portas não devem seguir até o teto. Fonte: Téchne, 2008, ed. 139, p.78.

Figura 60 – Juntas de placas e de painéis não devem ser coincidentes. Fonte: Téchne, 2008, ed. 139, p.79.

70

Figura 61 – Parafuso de ponta-broca para fixação das chapas cimentícias. Fonte: Téchne, 2008, ed. 139, p.79.

A tabela 4 abaixo foi retirada do site da Brasilit, onde mostra as características da

placa cimentícia.

Tabela 4 – Dimensões, pesos e aplicações.

Fonte: http://www.brasilit.com.br/produtos/paineis/placa-cimenticia.php

As placas cimentícias podem ser usadas em fechamento externo ou interno,

principalmente em áreas úmidas, substituindo o gesso acartonado, e as juntas deve

apresentar no mínimo 3 mm entre as placas. As placas são compostas de cimento

71 Portland, fibras de celulose ou sintéticas e agregados. Possuem características de

elevada resistência a impactos; resistente à umidade; incombustíveis; possui peso

próprio baixo, o que facilita no manuseio; compatível com diversos acabamentos;

rapidez de execução, semelhante ao do gesso acartonado. (FREITAS; de CRASTO,

2006).

A figura abaixo mostra o aparecimento visível das placas através do revestimento,

isso é resultado de um trabalho realizado de maneira inadequada.

Figura 62 – Restaurante em Jurerê. Fonte: autora do trabalho.

As placas ou painéis de fechamento externo ou interno não deverão ficar em

contato com o solo ou fundação (figura 63). Devido à variação dimensional ocasionada

pela variação de umidade, devem ser levadas em consideração as juntas entre as

placas, obtendo as informações através dos fabricantes. (REVISTA TÉCHNE n°.139,

2008).

72

Figura 63 – Para evitar umidade, as placas não podem ficar em contato com o solo ou fundação. Fonte: Téchne, 2008, ed. 139, p.80.

3.3.3 Gesso Acartonado

Para o fechamento interno dos painéis estruturais e não estruturais, são utilizados

placas de gesso acartonado. Para painéis internos não estruturais é usado o sistema

“Drywall”, também constituído dos perfis U e Ue, de menor dimensão, que suportam

apenas o peso dos fechamentos, revestimentos e de peças fixadas como quadros,

armários, etc. As chapas de gesso acartonado são vedações leves, pois não possuem

função estrutural, porém permite composições de acordo com as necessidades de

resistência à umidade, fogo, isolamento acústico (FREITAS; de CRASTO, 2006).

De acordo com Freitas; de Crasto (2006) de maneira geral as chapas são

comercializadas com largura de 1,20m e comprimentos que variam de 1,80 m a 3,60 m,

espessura de 9,5 mm, 12,5 mm e 15 mm, sempre consultando o fabricante e o

espaçamento entre os montantes, assim como no LSF, é de 400 ou 600 mm. Encontra-

se no mercado brasileiro, ter tipos de placas:

73

• Placa Standard (ST) - destinada a áreas secas;

• Placa Resistente à Umidade (RU) - conhecida como placa verde, destinada

para ambientes sujeitos a umidade;

• Placa Resistente ao Fogo (RF) – conhecida como placa roda, aplicada em

áreas secas, em paredes com exigência para resistência ao fogo.

Figura 64 – Placas de gesso acartonado para áreas secas, úmidas e anti fogo. Fonte: http://www.rocherdrywall.com.br/porque_usar_drywall.php

Figura 65 – Dimensões das placas. Fonte: http://www.rocherdrywall.com.br/porque_usar_drywall.php

74 Para a montagem do sistema Drywall precisamos dos componentes para o

fechamento da divisória (placa de gesso); perfis U e Ue para a estruturação da divisória,

parafusos para a fixação dos perfis e das placas à estrutura, materiais para tratamento

das juntas (massas e fitas); material para isolamento termo-acústico (là de virdro ou de

rocha) (FREITAS; de CRASTO, 2006).

De acordo com Luiz Giocchi (2003), após a fixação das placas aplica-se uma

quantidade de massa nas juntas que impede a formação de bolhas (figura 66).

Figura 66 – Aplicação da massa na junta. Fonte:http://www.piniweb.com.br/construcao/noticias/use-corretamente-o-gesso-acartonado-80141-1.asp

3.4 COBERTURA

Segundo Moliterno (2003) apud Freitas;de Crasto (2006, p. 64) o telhado é

composto pela cobertura, podendo ser de materiais diversos, desde que seja resistente

contra as intempéries; e da armação, que é constituída pelos elementos estruturais que

dão sustentação à cobertura, como caibros, tesouras, ripas, entre outros.

75

Os revestimentos da cobertura do telhado possuem as mesmas características e

princípios das estruturas convencionais, portanto, podem ser usadas telhas metálicas,

cerâmicas, fibrocimento, shingle, entre outras (REVISTA COMO CONSTRUIR, 2009, p.

77).

De acordo com a BRASILIT, em construções LSF, as telhas shingle são as mais

usadas. São duráveis, flexíveis pois são compostas de manta asfáltica com grão

minerais e possui beleza estética. Possuem grande durabilidade, são resistentes ao

vento e à quebra (figura 67). Segue a composição:

1) Compensado, material estrutural montado sobre os caibros de madeira ou aço;

2) Subcobertura, aumenta a proteção contra a infiltração e proporciona a aderência

das telhas;

3) Telhas shingle, produzidas por uma base asfáltica, fibra de vidro, coberta com

grão.

4) Cumeeiras de ventilação, que melhoram a circulação do ar e garante um conforto

térmico;

5) As telhas por serem flexíveis, permitem uma adaptação perfeita nas diversas

partes de união entre as águas do telhado.

Figura 67 – Composição do telhado. Fonte: http://www.brasilit.com.br/produtos/telhas-shingle/

76

Laboube (1995) apud Freitas;de Crasto (2006, p. 64) a estrutura do telhado deve

suportar além do seu peso próprio, o peso de seus componentes, o peso do forro,

materiais de isolamento, carregamento durante a construção, manutenção, entre outros.

A cobertura serve para proteger a edificação das intempéries, sendo vista também

como um dos elementos de importância estética, e por isso necessita de materiais que

atendam tanto ao desempenho técnico como às exigências arquitetônicas.(REVISTA

TÉCHNE n°.144, 2009).

A cobertura depende da dimensão, dos vãos que deverão ser vencidos, ações da

natureza, opções arquitetônicas e estéticas, relação custo-beneficio, entre outros.

Os elementos da cobertura são: vedação (telhas); elementos que dão suporte à

cobertura, como as ripas, caibros, tesouras; sistema de escoamento das águas pluviais,

como condutores, calhas e rufos.(REVISTA TÉCHNE n°. 144, 2009).

As coberturas para LSF, por sua leveza, podem ser usadas em edificações

convencionais, e são capazes de vencer grandes vãos. Para executar estruturas de

coberturas de LSF, utilizam-se os mesmo perfis usados nas paredes, que são U e Ue,

com alma de 90 mm, 140 mm ou 200 mm de altura. ( REVISTA TÉCHNE n°.144, 2009).

Segundo Freitas;de Crasto (2006) os tipos de coberturas são variados, podem ser:

a) Coberturas Planas: são menos comuns, geralmente resolvidas como uma laje

úmida onde a inclinação para o caimento da água é obtida variando a espessura do

contrapiso de concreto (figura 68). Para vãos maiores sem apoios intermediários, são

utilizadas as treliças planas, de perfis Ue galvanizados (figura 69).

77

Figura 68 – Cobertura plana em Light Steel Framing. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 69– Alguns tipos de treliças planas para Light Steel Framing. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

b) Coberturas inclinadas: Essa estrutura em LSF é semelhante à de um

sistema convencional, porém a armação de madeira é substituída por

perfis galvanizados, e a alma dos perfis que compõem os caibros devem

78

estar alinhadas a alma dos montantes dos painéis de apoio de modo que a

transmissão das cargas seja axial (figura 70).

Figura 70 – Caibros e vigas alinhados com montantes de painel estrutural. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

3.4.1 Coberturas Estruturadas com Caibros e Vigas.

Esse método é usado em construções do tipo “stick”, onde os elementos (U e Ue)

são cortados e montados no local da obra. É usado quando o vão entre os apoios

permite o uso de caibros e deseja-se utilizar menor quantidade de aço do que o usado

em tesouras, porém para projetos mais complexos e de maiores vãos podem utilizar o

79 sistema de caibros devidamente dimensionados ou utilizando perfis duplos (figura 71). A

estrutura para esse tipo de cobertura consiste em usar dois caibros que se apoiam nos

painéis portantes e em uma cumeeira, formando a inclinação requerida (figura 72)

(FREITAS;de CRASTO, 2006).

Figura 71 – Telhado estruturado com caibros em um Laboratório na Universidade Federal de Ouro Preto. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 72 – Telhado típico estruturado com caibros. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

80 3.4.2 Coberturas Estruturadas com Tesouras e Treliças.

Solução mais comum, e cobrem grandes vãos sem precisar de apoios intermediários.

Existem diversos desenhos de tesouras devido a fatores estéticos, climáticos,

funcionais, entre outros (figura 73 e 74) (FREITAS; de CRASTO, 2006).

Figura 73– Modelo de tesoura de telhado confeccionada com perfis de aço formados a frio galvanizados. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Figura 74 – Tesouras de telhado em arco confeccionadas com perfis de aço formados a frio galvanizados. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

81

3.5 ISOLAMENTO TÉRMICO / ACÚSTICO

O desempenho termo-acústico é determinado pela capacidade de proporcionar

condições adequadas de qualidade para as atividades para o qual foi projetada. É uma

forma de controlar a qualidade do conforto dentro de m ambiente desde que as

condições externas não influenciem as internas(FREITAS;de CRASTRO, 2006)

Segundo Freitas; de Castro (2006, p. 89),

Tradicionalmente, os princípios de isolação consideram que materiais de grande massa ou densidade são melhores isolantes. Porém, é errado pensar que estruturas e vedações mais leves que têm consequentemente uma menor massa para isolamento dos ambientes pode levar a condições de conforto não satisfatórias.

Para aumentar o desempenho diversas combinações podem ser feitas, a fim de

aumentar o desempenho do sistema, através da colocação de mais camadas de placas

ou aumentando a espessura da lã mineral (figura 75) (FREITAS;de CRASTO, 2006).

Figura 75 – Instalação de lã de vidro em painel. Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

82 “Quando o local estiver sujeito somente à umidade por tempo limitado de forma

intermitente, podem-se utilizar as placas de gesso tipo RU resistente à

umidade”(REVISTA TÉCHNE n°.139, 2008, p. 79).

Para isolamento acústico ou térmico é necessário que entre os fechamentos

internos e externos seja colocado lã de vidro, lã de rocha ou EPS (figura

76).Independente do componente utilizado, as vedações devem atender aos requisitos

da NBR 15575-4 (REVISTA TÉCHNE n°.139, 2008).

Figura 76 – Colocação das mantas isolantes no interior das paredes. Fonte:Téchne, 2008, ed. 139, p.79.

A figura 77 mostra o revestimento interno com lã de vidro.

Figura 77 – Colocação da lã de vidro em uma edificação em Curitiba. Fonte:autora da obra.

83

3.5.1 Isolamento acústico

“A quantidade de radiação sonora advinda da parede, e, portanto, a capacidade

de isolação desta parede, dependerá da frequência do som, do sistema construtivo e do

tipo de material que a compõem” ((SALES (2001) apud FREITAS, de CASTRO, 2006, p.

90)).

Segundo Freitas; de Castro(2006, p. 90),

O isolamento acústico ocorre quando se minimiza a transmissão de som de um ambiente para outro ou do exterior para dentro do ambiente e vice-versa. Para Sales (2001) a característica de isolamento sonoro de uma parede é normalmente expressa em termos da Perda de Transmissão (PT). Ainda segundo a autora, quanto maiores os valores da perda de transmissão, mais baixa será a transmissão da energia acústica, e vice-versa. Segundo Gómez (1998) apud Sales (2001), o isolamento acústico de paredes pode ser classificado, de acordo com os valores das respectivas perdas de transmissão, conforme a tabela a seguir:

Tabela 5 – Qualificação do Isolamento Acústico

Fonte:http://www.skylightestruturas.com.br/downloads/CBCA_manuais_arquitetura.pdf

Ainda segundo Freitas; de Castro (2006) de acordo com a BR 10152 : 1987 fixa

condições aceitáveis de ruído em determinados recintos de uma edificação, onde

podemos citar: quartos em apartamentos residenciais e em hotéis (sem ocupação): 30 –

40 dB; quartos em hospitais: 35 – 45 dB; entre outros. A lã de vidro por ser uma material

84 fibroso, apresenta grande capacidade de isolação, e de acordo com o fabricante o índice

de Rw (redução acústica) da lã de vidro em feltros e painéis combinados com placas de

gesso acartonado é representada na tabela a seguir:

Tabela 6 – Índice de Redução Acústica (Rw) da lã de vidro.


3.5.2 Isolamento Térmico

O objetivo desse isolamento é de controlar as perdas de calor no inverno e os

ganhos no verão, sendo necessário avaliar simultaneamente as trocas térmicas

dinâmicas que ocorrem nos ambientes (FREITAS;deCRASTO, 2006).

Kruger (2000) apud Freitas;de Castro(2006, p. 92),

A solução mais adequada representa, portanto, um equilíbrio entre as perdas e ganhos de calor, que variam conforme o tipo de edificação, as condições de ocupação, as características do clima local e os materiais empregados na construção. Quanto aos materiais é importante observar propriedades tais como: capacidade térmica especifica, densidade de massa, condutividade térmica, transmitância, refletância e absortância à radiação solar, emissividade e forma, além das dimensões e orientações dos mesmos.

No Brasil ainda não há estudo sobre desempenho térmico de edificações em LSF,

não sendo possível avaliar quais as melhores condições de fechamento, portanto será

levado em consideração a utilização da lã de vidro, que é um componente utilizado no

85 tratamento térmico e acústico de edificações em LSF. De acordo com o fabricante,

segue a tabela com valores de Resistência Térmica e Condutividade Térmica do

material (FREITAS, de CRASTO, 2006).

Tabela 7 – Resistência Térmica e Condutividade Térmica da lã de vidro.


3.6 INSTALAÇÕES

As instalações e os materiais hidráulicos (figura 78) e elétricos utilizados no sistema

LSF são as mesmos utilizados em edificações convencionais, e, portanto o

dimensionamento, e uso das propriedades dos materiais não divergem do tratamento

tradicional nessas instalações. O mesmo acontece para instalações de telefonia, TV,

internet, gás, entre outros. Apesar da facilidade de uso dos materiais convencionais, há

disponibilidade no mercado de materiais hidráulicos e elétricos projetados para drywall e

steel frame, por exemplo, as caixas elétricas que se fixam diretamente nas placas de

gesso acartonado.( REVISTA TÉCHNE n°.141, 2008).

86 A NBR 15253: 2005 (figura 79), normaliza os furos para a passagem de instalações,

prevendo que aberturas sem reforços podem ser executadas nos perfis de steel frame,

sendo que a distancia entre os eixos dos furos sucessivos deve ser de no mínimo 600

mm e a distancia entre a extremidade do perfil e o centro do primeiro furo deve ser no

mínimo de 300 mm.( REVISTA TÉCHNE n°.141, 2008).

Figura 78 – Instalação hidráulica com tubulações de cobre e de PVC. Fonte:Téchne, 2008, ed. 141, p.61.

Figura 79 – Abertura nos perfis para passagem de tubulação. Fonte:Téchne, 2008, ed. 141, p.62.

87 A vantagem do sistema LSF em relação ao convencional é de que enquanto em

obras convencionais as tubulações normalmente são instaladas antes da concretagem

das vigas e lajes, podendo assim sofrer danos nessa fase, no sistema LSF as

tubulações são locadas posteriormente, evitando assim o risco de dano (figura 80).

(REVISTA TÉCHNE n°.141, 2008).

Figura 80 – Passagem de conduítes pelas vigas de laje. Fonte:Téchne, 2008, ed. 141, p.63.

Outra facilidade desse sistema é pelo fato de as paredes e lajes funcionarem como

shafts visíveis, permite que as interferências entre os sistemas elétricos e hidráulicos

sejam fáceis de serem visualizadas durante a execução, facilitando o trabalho e

diminuindo a chance de acidentes, como danificar ou furar algum cano (figura

81).(REVISTA TÉCHNE n°.141, 2008).

88

Figura 81 – Facilidade de visualização de interferências entre instalações elétricas e hidráulicas. Fonte:Téchne, 2008, ed. 141, p.63.

Figura 82 – Instalação elétrica de uma edificação em Curitiba. Fonte:autora da obra.

Caso as tubulações hidráulicas estiverem sujeitas a vibrações, para evitar sua

transmissão à estrutura da edificação, podem-se utilizar braçadeiras ou introduzir

espumas ou peças plásticas especiais nos furos para acomodá-las (figura 83), e também

89 garantem que durante a execução das instalações, ocorram cortes nos tubos, em virtude

do seu atrito com as bordas dos furos.(REVISTA TÉCHNE n°.141, 2008).

Figura 83 – Peças plásticas de proteção dos conduítes. Fonte:Téchne, 2008, ed. 141, p.64.

O sistema LSF, com sua concepção racionalizada permite a execução das

instalações minimizando os transtornos, com rapidez, e mantendo o local

limpo.(REVISTA TÉCHNE n°.141, 2008).

90

4 COMPARATIVO E VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO SISTEMA LSF

4.1 COMPARATIVO

Segue um quadro abaixo com alguns comparativos entre os sistemas

convencional e steel frame, fornecido pela US HOME:

Tabela 8 – Tabela de comparativo entre os sistemas.

COMPARATIVO ENTRE SISTEMAS

sistema convencional Steel frame

Utilizado em poucos países por ser um sistema pouco resistente às forças da natureza, demorado e artesanal em sua execução2

Uma das tecnologias mais empregadas no mundo em construções residenciais e comerciais.

Produto final artesanal Produto final tecnicamente superior à alvenaria tradicional

Tendência mundial a desaparecer como sistema construtivo

Tendência mundial a se transforrmar no sistema cosntrutivo mais atualizado

Pouco sujeito a modernidades e evoluções Facilemente adaptável a novas e modernas tecnologias

Fundação: impermeabilização feita com materias do tipo fita alcatroada ou similar

Fundação: impermeabilização feita com isolamento em polietileno e neoprene

Fundação: representa entre 10% e 15% do custo total da obra. Para terrenos acidentados pode atingir valores maiores

Fundação: represente entre 5% e 7% do custo total da obra. Para terrenos acidentados, tem custo muito inferior ao sistema convencional

CONTINUA

91

Fundação: distribuição com cargas pontuais Fundação: distribuição de cargas lineares

Facilidade do aparecimento de fissuras3 Muito dificil o aparecimento de fissuras

Obra em sua maior parte artesanal com mão-de-obra pouco qualificada

Obra em sua maior parte com processo industrial com mão-de-obra qualificada

Paredes, portas e janelas com precisão encm Paredes, portas e janelas com precisão enmm

Utiliza produtos que degradam o meio ambiente: areia, tijolo,brita,etc.

É um sistema ecologicamente correto. O aço, por exemplo, parte integrante do sistema em steel frame, é um dos produtos mais reciclados em todo o mundo.

Durabilidade acima de 300 anos Durabilidade acima de 300 anos. Existem construções nos EUAcom mais de 250 anos ainda em funcionamento

Mesma garantia do sistema Steel Frame

Mesma garantia do sistema convencional em alvenaria. Segue os padrões do Código de Defesa do Consumidor e ao código de lei civil brasileira

Estrutura em concreto armado. Sua qualidade é determinada por fatores inconstantes como mão-de-obra, temperatura, umidade do ar, matéria prima, etc.

Estrutura em aço galvanizado. Produto com certificação internacional. Obedece aos mais rigorosos conceitos de qualidade.

Estrutura de telhados em madeiras menos nobres, como pinho imunizado. Sua resistência dá vida útil média de 20 anos

Estrutura de telhados em aço galvanizado. Tem a mesma durabilidade do próprio imóvel, ou seja, acima de 300 anos

Colocação de canos e eletrodutos, feitas no próprio local da obra, com quebra de paredes, desperdício de materiais e retrabalho

Colocação de canos e eletrodutos na própria fábrica, com colocação milimétrica, com mínimo desperdício e sem retrabalho

continua

92

Revestimento e estruturas feitos em sua grande maioria com matérias-primas ou manufaturados elementares(areia, brita,etc) produzidos no próprio local da obra

Revestimento e estruturas feitos en quase sua totalidade por produtos industrializados com qualidade padrão internacional

Canteiro de obra sujo ou com grande dificuldade para manutenção de limpeza Canteiro de obra limpo e organizado

O jardim é a última etapa da obra O jardim pode ser a primeira etapa da obra

O isolamento térmico é mínimo. Permite facilmente a passagem do calor pelas paredes. Custo de manutenção de temperatura alto

O isolamento térmico é máximo. Em função da lã de vidro colocada em todas as paredes e forros, além de outras camadas, a casa se comporta como uma "garrafa térmica", dificultando a passagem de calor pelas paredes. Custo mínimo para manutenção

O isolamento acústico é menor que o sistema US Home

O isolamento acústico é maior que o convencional

Fonte: tabela adaptada http://www.ushome.com.br 4.2 VANTAGENS NO USO DO LSF

Segundo Freitas; de Crasto (2006) as vantagens são as seguintes: os produtos

são produzidos industrialmente e passam por controles de qualidade bem rigorosos;

o aço possui resistência, precisão e melhor desempenho na estrutura; por serem

muito utilizados, os perfis são facilmente encontrados; devido sua leveza possui

facilidade de montagem, manuseio e transporte; construção seca, ou seja, redução

de recursos naturais e desperdício; as instalações hidráulicas e elétricas são fáceis

de serem instaladas, pois além dos perfis serem furados também são utilizados

painéis de gesso acartonado; devido a combinações de materiais de fechamento, os

níveis de desempenho térmico e acústico podem ser melhorados; rapidez na

93

execução; o aço pode ser reciclado inúmeras vezes sem perder suas propriedades e

também é incombustível; permite flexibilidade no projeto arquitetônico.

94

5.0 COMPARATIVO ORÇAMENTÁRIO

Restaurante em São Paulo, situado em via de tráfego intenso, por isso a escolha do

método Light Steel Framing. O restaurante da Pizza Hut possui 320 m² e se localiza no

bairro Pinheiros, em São Paulo. A construção foi feita pela Construtora Sequência, e

teve inicio no dia 30 de junho de 2004 com duração média de 30 dias.

Características da obra:

Optou-se pela fundação radier, revestimento externo com argamassa armada e

textura acrílica, revestimento interno com azulejo, nas áreas molhadas, e nas áreas

secas pintura látex sobre drywall, esquadrias de PVC.

Figura 84 – Ilustração do restaurante Fonte – autora o trabalho

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Abaixo constam os valores relativos ao orçamento de LSF e uma estimativa em

alvenaria convencional. No final deste orçamento será mostrado um gráfico referente ao

tempo de execução total de cada etapa x valor.

Tabela 9 – Tabela de orçamento em Light Steel Framing, fornecida pela Construtora Sequência.

ITEM DISCRIMINAÇÃO LIGHT STEEL FRAMING

1 Instalação do canteiro de obra R$ 21.749,39

2 Movimento de terra R$ 500,00 3 serviços gerais - internos R$ 1.300,00

4 Infra- estrutura R$ 21.590,54 5 Superestrutura R$ 38.585,00 6 parede e painéis R$ 18.690,00 7 Esquadrias de madeira R$ 2.418,00

8 Esquadrias de PVC R$ 18.850,00 9 Cobertura R$ 22.931,00

10 Isolamento térmico e impermeabilização R$ 5.928,70

11 Forro R$ 1.562,50

12 Revestimento de paredes internas R$ 496,00

13 Revestimento de paredes externas R$ 19.806,25

14 Pisos internos R$ 19.082,40 15 Instalação hidráulicas R$ 33.609,61 16 Instalações elétricas R$ 50.184,29 17 Pintura R$ 14.211,38

18 Serviços complementares R$ 28.270,66

TOTAL

R$

319.765,72

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Segue abaixo, os valores finais referente a edificação executada em Steel

Framing e pelo método convencional:

light steel framing alvenaria convencional

custo / m² R$ 999,27 R$ 921,34 custo total R$ 319.765,72 R$ 294.828,80

Figura 85 – Gráfico referente ao comparativo custo x tempo (dias). Fonte – autora do trabalho

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Figura 86 – Projeto Fonte – Construtora Sequencia

98

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Diante do exposto neste trabalho podemos tecer algumas conclusões sobre o

método construtivo light steel framing:

- atualmente a preocupação com impacto ambiental e utilização sustentável de recursos

faz do aço e do método LSF uma opção promissora em função da economia energética,

do menor consumo de matérias-primas e da diminuição na geração de detritos.

Percebe-se que a montagem da estrutura deste sistema se encaixa perfeitamente no

conceito de construção seca e industrializada, pois não há utilização de concreto ou

argamassa.

- a maior velocidade na execução da obra condiz com o atual crescimento do setor da

construção civil e na preocupação em reduzir custos. Alémdisso haverá um ganho

adicional pela ocupação antecipada do imóvel e na rapidez do retorno do capital

investido.

- com relação ao custo das estruturas de aço em alguns casos á maior do que os ditos

convencionais, porém estes sistemas industrializados são concebidos para resultar em

vantagens para o conjunto da obra, que podem facilmente reverter o custo final da obra,

mesmo que o custo específico do aço tenha sido maior.

Ainda que as vantagens deste sistema sejam evidentes, a construção civil

nacional ainda é predominantemente artesanal por questões histórico-culturais e ainda

há uma carência de informações sobre os princípios de execução e montagem deste

99 método. Todo este panorama dificulta a análise da viabilidade econômica relativa à sua

adoção e a comparação com outros sistemas.

Há problema ainda na formação universitária deficiente de engenheiros inaptos a

trabalhar com estruturas metálicas. O engenheiro sabe usar, calcular e produzir com o

concreto mas geralmente não tem quase nenhuma informação sobre estrutura metálica

devido a pouca informação nas universidades. Sugere-se desta formaa inclusão de

disciplinas no currículo que supram esta deficiência.

A construção em aço e suas diversas aplicações com o uso de sistemas

industrializados são alternativas que garantem a evolução do conceito de qualidade,

racionalidade e economia no processo da construção civil no Brasil.

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7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Ligth Steel Frame Estrutura de Aço

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