2. Estruturas de Cobertura

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1 1. Introdução Cada material ou sistema construtivo tem suas próprias características, as quais de forma maior ou menor influenciam a tipologia, o comprimento do vão, a altura da edificação, os sistemas de contraventamento, etc. Para a construção civil é importante se ter uma boa qualidade a um baixo custo. Muitas vezes devido à alta dos preços da matéria prima essencial para a execução de determinado serviço, os planos de se fazer um ótimo serviço acaba por não se concretizar. Um exemplo para essa situação é o caso da madeira, mas precisamente voltado nesse caso para a construção de telhados. Não é de hoje que o preço da madeira vem aumentando cada vez mais sendo também mais difícil sua obtenção, o que tende a contrariar a idéia de que em nossa região é o material de menor custo para telhados pequenos. Em contrapartida o aço devido a sua ductibilidade e por ser facilmente deformável é capaz de substituir os telhados em madeira com até mais eficiência. Devido a esse aumento da oferta em nossa região não é tão difícil de notar que o aço vem ganhando espaço desde grandes coberturas chegando até mesmo a telhados menores. Por outro lado outro material que vem se difundindo é o pré-moldado de concreto. E para se manter, e ser bem sucedido num mercado cada vez mais competitivo destacam-se três fatores: redução do tempo, aumento da qualidade e a redução do custo. É isso que torna o pré-moldado um sistema construtivo que tende a se expandir gradativamente, englobando quase todos os setores. Para se avaliar atualmente qual o material de menos custo, este trabalho tem como objetivo, a realização de um estudo comparativo entre telhados da madeira, aço e pré-moldado de concreto para construção de coberturas de médio porte, levando-se em conta a relação custo/beneficio. Espera-se que embora a implantação do pré-moldado tenha um custo alto, o mesmo virá a ter um custo bem menor no que se refere a sua manutenção e vida útil. Se realizará para os três materiais: aço, madeira e pré-moldado um estudo orçamentário para duas estruturas padrões. A primeira de tamanho transversal de 10 metros e tamanho longitudinal de 20 metros, e a segunda de tamanho transversal de 20 metros e tamanho longitudinal de 40 metros. E após esse estudo se fará a análise dos resultados. 13

2 2. Estruturas de Cobertura É evidente que não tem como se construir uma edificação qualquer sem pensar na sua cobertura. O telhado é fundamental para o acabamento externo de uma edificação, por isso deve ser durável, resistente, ser funcional. E para a construção de um bom projeto de cobertura devem ser considerados: a estrutura do telhado, a sua inclinação, a ventilação do telhado, o tipo de telha, o sistema de captação das águas pluviais (calhas). 2.1 Disposições Gerais As coberturas são estruturas que se definem pela forma, observando as características de função e estilo arquitetônico das edificações. As coberturas têm como função principal a proteção das edificações, contra a ação das intempéries, atendendo às funções utilitárias, estéticas e econômicas. Em síntese, as coberturas devem preencher as seguintes condições: a) Funções utilitárias: impermeabilidade, leveza, isolamento térmico e acústico; b) Funções estéticas: forma e aspecto harmônico com a linha arquitetônica, dimensão dos elementos, textura e coloração; c) Funções econômicas: custo da solução adotada, durabilidade e fácil conservação dos elementos. Para a especificação técnica de uma cobertura ideal, o profissional deve observar os fatores do clima (calor, frio, vento, chuva, granizo, neve etc.), que determinam os detalhes das coberturas, conforme as necessidades de cada situação. Entre os detalhes a serem definidos em uma cobertura, deverá ser sempre especificado, o sistema de drenagem das águas pluviais, por meio de elementos de proteção, captação e escoamento, tais como: a) Detalhes inerentes ao projeto arquitetônico: rufos, contra-rufos, calhas, coletores e canaletas; b) Detalhes inerentes ao projeto hidráulico: tubos de queda, caixas de derivação e redes pluviais. 14

3 2.1.1 Sistemas Estruturais de Cobertura Usuais Treliças: São sistemas constituídos por elementos indeformáveis unidos entre si por articulações, consideradas perfeitas, e sujeitos apenas a cargas aplicadas nas articulações (nós). Assim os elementos (barras) ficam exclusivamente sujeitos a esforços normais, de tração ou compressão. Quando os elementos da estrutura estão essencialmente num único plano a treliça é designada plana. Sob o ponto de vista estrutural, a treliça é o elemento mais importante da cobertura, considerando-se que ele tem a responsabilidade de vencer o vão livre que se deseja ter na edificação. A treliça se compõe de diversas peças consideradas rotuladas nas extremidades, que funcionam tracionadas ou comprimidas. A Figura 2.1 apresenta as peças componentes de uma treliça: 1. Linha, tirante, ou banzo inferior (normalmente tracionada); 2. Asna, perna ou banzo superior (normalmente comprimida); 3. Montante ou suspensório (normalmente tracionada); 4. Montante principal ou pendural; 5. Diagonal ou escora (normalmente comprimida). Figura 2.1 Composição da Treliça 15

4 Arcos: São usados basicamente para vencer grandes vãos, e trabalham normalmente à compressão e geralmente são atirantados. Podem passar por coberturas de uso residencial até como na cobertura de centros desportivos, galpões, etc. Geralmente para a sua concepção são utilizadas telhas metálicas e telhas de fibrocimento, embora esta primeira cause certo desconforto térmico e venha caindo em desuso, sendo substituídas por novas tecnologias. (Figura 2.2) Figura Quadra Desportiva em Arco Pórticos: São geralmente empregados para a construção de galpões. Existem dois tipos básicos de galpões em pórticos, quanto ao tipo de estrutura transversal portante: os pórticos de alma cheia, que utilizam os perfis maiores laminados como elementos principais da estrutura e os pórticos treliçados, que empregam perfis menores formando reticulados em treliça para compor os elementos principais da estrutura. O tipo da estrutura transversal (alma cheia, treliçado, etc.) associado à distância entre elas (espaçamento entre pórticos), define o conjunto portante do galpão, que deve ser ajustado para obter, não a estrutura de menor peso, mas a estrutura que melhor atende as condições específicas da obra em análise. Espaçamentos menores favorecem os elementos secundários de cobertura e tapamento, reduzem as cargas em cada pórtico, mas aumenta o número pórticos e consequentemente o número de bases e fundações. Espaçamentos maiores aumentam os elementos secundários da cobertura, como as terças, que em muitos casos podem utilizar perfis laminados tipo I com economia e ainda reduzem o número de pórticos e de fundações. As concepções de alma cheia são as mais limpas, com menor número de elementos, de fabricação mais fácil, de montagem mais rápida, de manutenção mais simples, mas consomem mais aço. Como consomem muito menos serviços para a sua 16

5 execução, os custos finais são competitivos e são indicadas para os galpões pequenos e médios. Os galpões de alma cheia formam pórticos rígidos, compostos das colunas e vigas inclinadas, ligados por conexões resistentes a momento. A estrutura em pórtico é estável no seu plano e libera um vão livre sem os obstáculos, como contraventamentos. Exemplos de pórticos: Pórtico simples de alma cheia Uma estrutura simples e simétrica com cobertura inclinada que tem vão livre de 15 a 45 m e altura de 5 a 12 m. A inclinação da cobertura fica entre 5 o e 20 o e o espaçamento entre os pórticos entre 6 e 12 m. É comum a utilização de mísulas nas ligações das vigas com as colunas e na cumeeira. (Figura 2.3) Figura Pórtico simples de alma cheia Fonte: Perfis Gerdau AçoMinas Pórtico simples com viga castelada ou celular A mesma estrutura do pórtico simples, mas utilizando para as vigas inclinadas os perfis laminados formando vigas casteladas ou celulares. As vigas casteladas são peças com altura de alma significativa, executadas a partir de um único perfil e com a mesma massa inicial de material, variando apenas o tipo de corte, castelar (em losangos) ou alveolar (circulares). 17

6 Como os perfis podem aumentar a altura em aproximadamente 50%, sem aumentar a massa linear, consegue-se vencer vãos maiores de até 60 m. (Figura 2.4) Figura Pórtico simples com viga castelada ou celular Fonte: Perfis Gerdau AçoMinas Pórtico com cobertura em arco Os pórticos com cobertura em arco são utilizados principalmente em função da necessidade de vencer grandes vãos. As vigas laminadas são curvadas por calandragem a frio, que por sua vez é um processo utilizado para a confecção de filmes planos, chapas e laminados. A sua principal vantagem é obter um material com espessura constante e com um excelente acabamento. Para vãos grandes, serão necessárias ligações nas vigas, que devem ser cuidadosamente detalhadas. (Figura 2.5) Figura Pórtico com cobertura em arco Fonte: Perfis Gerdau AçoMinas 18

7 2.1.2 Tipos de Telhas O mercado oferece uma diversidade de materiais para telhamento de coberturas, cuja escolha na especificação de um projeto depende de diversos fatores, entre eles o custo que irá determinar o patamar de exigência com relação à qualidade final do conjunto, devendo-se considerar as seguintes condições mínimas: Deve ser impermeável, sendo esta a condição fundamental mais relevante; Resistente o suficiente para suportar as solicitações e impactos; Possuir leveza, com peso próprio e dimensões que exijam menos densidade de estruturas de apoio; Deve possuir articulação para permitir pequenos movimentos; Ser durável e devem manter-se inalteradas suas características mais importantes; Deve proporcionar um bom isolamento térmico e acústico Fibrocimento Bastante conhecidas dos brasileiros as telhas de fibrocimento são muito versáteis e apresentam como diferencial a possibilidade de vencer vãos consideráveis sem o uso de apoios intermediários. Com isto, tem-se um ganho de espaço interno e redução de custos na estrutura de suporte do telhado. Alguns modelos autoportantes permitem vencer vãos livres (distância entre apoios) superiores a 6,0m e a execução de coberturas quase que horizontais. Estas telhas são leves, resistentes e esteticamente agradáveis, sendo que alguns fabricantes começam a oferecer estes componentes na cor cerâmica. Já é alguma coisa, visto que as cores tendem a ganhar cada vez mais espaço nas especificações de clientes e projetistas, sendo apenas uma questão de tempo. 19

8 A seguir se mostrará a descrição das telhas mais usadas no mercado brasileiro: a)telha Ondulada Fibrotex Figura Telha Ondulada Fibrotex Fonte: Brasilit b)telha Ondulada Ondina Figura Telha Ondulada Ondina Fonte: Brasilit 20

9 c)telha Ondulada Residencial Espessuras 6 mm e 8mm Peso médio em cobertura (6 mm) 18kg/m 2 (8 mm) 24kg/m 2 Vão livre máximo (6 mm) 1,69 m (8 mm) 1,99 m Balanço Longitudinal Máximo 40 cm Balanço Lateral Máximo 10 cm Inclinação mínima 5 (9%) Sobreposição Longitudinal Mínima 14 cm Comprimento(m) Pesos Nominais (kg) 6 mm 8 mm 1,22 16,3 21,7 1,53 20,4 27,2 1,83 24,4 32,5 2,13 28,4 37,9 2,44 32,5 43,4 3,05 40,7 54,0 3,66 48,8 65,0 Figura Telha Ondulada Residencial Fonte: Eternit d)telha Canaleta 49 21

10 Espessura 8mm Peso médio em cobertura 24kg/m 2 Vão livre máximo 5,50 m Balanço Longitudinal Máximo 1,50 cm Inclinação mínima com recobrimento 3 (5%) Inclinação mínima com recobrimento 2 (3%) Sobreposição Longitudinal Mínima 25 cm Comprimento(m) Pesos Nominais (kg) Canaleta 49 com 1 aba Canaleta 49 com 2 abas 2,00 21,5 24,4 2,50 26,9 30,9 3,00 32,3 37,1 3,60 38,8 44,5 4,00 43,1 49,4 4,50 48,5 56,0 5,00 54,0 62,0 5,50 59,0 68,0 6,00 65,0 74,0 6,50 70,0 80,0 7,20 78,0 89, Telhas Cerâmicas Figura Telha Canaleta 49 Fonte: Eternit A telha cerâmica também é bastante utilizada dentro do Brasil assim como as de fibrocimento. Alguns motivos para a telha cerâmica ser tão utilizada: Apresentam ótimo desempenho térmico e acústico, sendo esta, uma característica natural destas telhas; Apresentam diversos modelos para escolha; Podem ser pintadas com tintas apropriadas; Apresentam ótima resistência mecânica; Possuem um conjunto de peças complementares para acabamento nas diversas partes do telhado; São fáceis de manusear. 22

11 E a seguir os tipos mais usuais de telhas cerâmicas: a)telha Francesa Tem forma retangular, são planas e chatas, possuem numa das bordas laterais dois canais longitudinais. Para encaixe, nas bordas superiores e inferiores, cutelos em sentido oposto. Os encaixes em seus extremos servem para fixação e para evitar a passagem da água un por m² - peso: 45 kgf/m² - seca 54 kgf/m² - saturada - dimensões 40 cm de comp. por 24 cm de largura - inclinação: 33% Cumeeira: 3 un/ml Figura Telha Francesa Fonte: b)telha Paulista Constituem-se de duas peças diferentes, canal, cuja função é de conduzir a água e capa, que faz a cobertura dos espaços entre dois canais un por m² - peso: 69 kgf/m² - seca 83 kgf/m² - saturada - dimensões: 46cm comp. (canal) 46 cm comp. (capa) 18 cm largura (canal) 23

12 16 cm largura (capa) - inclinação: 25% - cumeeiras: 3un/m c)tipo Plan Figura Telha Paulista Fonte: Tem as características da telha paulista, mais melhoradas, tem os cantos arredondados e a seção retangular un por m² - inclinação: de 20 a 25% - cumeeiras: 3 un/m - peso: 72 kgf/m² - seca - dimensões: 86 kgf/m² - saturada 46cm comp.(capa) 46cm comp. (canal) 16cm largura (capa) 18cm largura (canal) Figura Telha Plan Fonte: 24

13 d)telha Romana e Telha Portuguesa A telha romana tem o mesmo formato que as telhas plan, somente que nesses tipos o canal é junto com a capa. A portuguesa é igual à paulista. - inclinação mínima: 30% - 16 peças por m² - peso: 48kgf/m² - seca 58 kgf/m² - saturada Figura Telha Romana e Telha Portuguesa Fonte: Telhas Metálicas Não tão utilizada como as anteriores devido a alta condutibilidade térmica causando assim certo desconforto ao seu usuário, as telhas metálicas a seguir são as mais utilizadas. a)ondulada 17 25

14 Figura Telha Ondulada 17 Fonte: Eternit b)trapezoidal 40 26

15 Figura Telha Trapezoidal 40 Fonte: Eternit 27

16 2.2. Pré-Moldado de Concreto O uso de estruturas de concreto pré-moldado nas diversas áreas da construção civil vem aumentado consideravelmente nas últimas duas décadas. Visando a redução do tempo e execução, aumento de qualidade e redução de custo da obra, o conhecimento de técnicas, produtos, serviços e fornecedores torna-se indispensável para alcançar tais objetivos. Cada material ou sistema construtivo tem suas próprias características, as quais de forma maior ou menor influenciam a tipologia, o comprimento do vão, a altura da edificação, os sistemas de contraventamento, etc. Isso também ocorre no caso dos sistemas construtivos em concreto pré-moldado, não apenas em comparação com as estruturas de aço, de madeira e de alvenaria, mas também em relação ao concreto moldado no local. Teoricamente, todas as juntas e ligações entre os elementos prémoldados deveriam ser executadas de modo que a estrutura pré-moldada tivesse novamente o mesmo conceito monolítico de uma estrutura moldada no local. Todavia, esta pode se tornar uma solução mais cara e trabalhosa, onde muitas das vantagens da pré-moldagem podem ser perdidas. Para que todas as vantagens do concreto pré-moldado sejam potencializadas, a estrutura deve ser concebida de acordo com uma filosofia específica do projeto: grandes vãos, um conceito apropriado para estabilidade, detalhes simples, etc. Os projetistas devem, desde o início do projeto, considerar as possibilidades, as restrições e as vantagens do concreto pré-moldado, seu detalhamento, produção, transporte, montagem e os estados limites em serviço antes de finalizar um projeto de uma estrutura prémoldada Critérios Normativos Os critérios para a utilização, execução e no controle de pré-moldadas de concreto armado ou protendido seguem as especificações da NBR 9062: Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro, Para se falar de critérios normativos do pré-moldado deve-se saber da diferença de pré-moldado e pré-fabricado. Pré-moldado - Elemento que é executado fora do local de utilização definitiva na estrutura, com controle de qualidade. 28

17 Pré-fabricado - Elemento pré-moldado, executado industrialmente, mesmo em instalações temporárias em canteiros de obra, sob condições rigorosas de controle de qualidade. Para a construção de estruturas em pré-moldado deve ser verificada a sua estabilidade tanto para os elementos constituintes isolados como para o conjunto. E deve-se levar em conta a diminuição da rigidez das peças para a situação de carga do projeto adotando-se para os coeficientes de majoração das ações os presentes na NBR 6118/2003. O comprimento de flambagem também deve ser em cada caso particular, em função das condições de vínculo do elemento isolado. No caso dos vínculos não serem facilmente determinados, usa-se segundo a NBR 6118/2003, a formula de Euler para determina-lá. Le = F π Crit, E EI Fórmula 2.1 A carga crítica F, de cada elemento considerado isoladamente é Crit E determinada a partir da carga crítica do conjunto. A carga crítica do conjunto é determinada por qualquer processo em regime elástico, aplicável às estruturas de concreto armado ou protendido, consideradas as condições de vínculo mais desfavoráveis. Onde: EI = k.e c I c Fórmula 2.2 K = 0,2+ 15 ρ As ρ = A bd No projeto de estruturas com elementos pré-moldados, é necessário estabelecer folgas e tolerâncias e dimensionar os elementos e as ligações, levando-se em conta os desvios de produção, de locação e verticalidade da obra e de montagem dos elementos. 29

18 A tabela abaixo mostra a tolerância para a direção longitudinal: Tabela 1 - Tolerâncias para as dimensões longitudinais Comprimento (m) Tolerância (cm) Até 5,00 ± 1,0 De 5,00 a 15,00 ± 1,5 Acima de 15,00 ± 2,0 O desvio em relação à linearidade da peça é de no máximo L/ A tolerância para montagem em planta é de ± 1,0 cm entre apoios consecutivos, não podendo exceder o valor acumulado de 0,1% do comprimento da estrutura. 2. A tolerância em relação à verticalidade é de ± 1/300 da altura até o máximo de 2,5 cm. 3. A tolerância em relação ao nível dos apoios é de ± 1,0 cm, não podendo exceder o valor acumulado de 3,0 cm, quaisquer que sejam as dimensões longitudinal e transversal da estrutura, exceto para caminhos de rolamento, quando este valor é de 2,0 cm. 4. No caso de as fundações terem sido executadas com desvio em relação ao projeto que impeça a montagem conforme as diretrizes expressas em 1 exige-se a execução de uma estrutura intermediária de transição que possibilite a montagem dentro das especificações aqui definidas. 5. A tolerância em planta e em elevação para montagem dos pilares é de ± 1,0 cm. 6. A tolerância em planta para montagem dos blocos pré-moldados sobre a fundação é de ± 5,0 cm. 7. A tolerância em planta para a posição final das estacas ou tubulões é de ± 10,0 cm. Fonte: NBR 6118/2003 Para elementos estruturais de cobertura sem contato, fora dos apoios, com outros elementos, estruturais ou não. As limitações exigidas são: a) de contraflechas, iniciais ou a longo prazo, incluído o efeito das seções permanentes: 30

19 L a Fórmula b) de flechas positivas (considerada carga eventual de empoçamento de água): L a Fórmula c) de flechas positivas, desde que o elemento tenha inclinação que evite o empoçamento de água: L a Fórmula Para elementos estruturais de cobertura em contato, fora dos apoios, com outros elementos, estruturais ou não. Atendido o disposto anteriormente, a variação da flecha ações a longo prazo e carga acidental, deve atender a: a, proveniente de L a Fórmula estruturais. Para elementos de piso não suportando ou sem contato com elementos não As limitações exigidas são que a flecha positiva máxima, sob ação da carga total, não deva ultrapassar a: - flecha inicial: - flecha a longo prazo: L a o Fórmula L a Fórmula

20 Elementos de Cobertura Os elementos de cobertura já são utilizados para a construção de edificações, tais como galpões, estacionamentos, etc. Os elementos vão desde os pilares até a tesoura, chegando às terças. As peças utilizadas são o braço simples, braço duplo, terças e pilares que em conjunto com as demais peças anteriores formam por sua vez o pórtico. Pode-se ver pelo desenho abaixo. (Figura 2.16) Figura 2.16 Estrutura em Pré-Moldado Vantagens e Desvantagens Algumas das vantagens: Grande Velocidade com Qualidade; Elevada Produtividade; Redução dos serviços da obra; Redução dos Prazos de entrega; Menor Custo com Mão-de-obra; Menores Custos de Materiais. Algumas das desvantagens: Transporte; Montagem; Ligação. 32

21 2.3. Coberturas em Madeira São as mais usuais coberturas empregadas na construção civil, já que possui uma grande quantidade de madeiras que podem vir a ser empregadas na construção de coberturas Critérios Normativos As condições gerais que devem ser seguidas no projeto, na execução e no controle das estruturas correntes de madeira, tais como pontes, pontilhões, coberturas, pisos e cimbres seguem NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, Ao se estudar a madeira deve-se considerar algumas de suas propriedades: Densidade Define-se o termo prático densidade básica da madeira como sendo a massa específica convencional obtida pelo quociente da massa seca pelo volume saturado. A massa seca é determinada mantendo-se os corpos-de-prova em estufa a 103 C até que a massa do corpo-de-prova permaneça constante. O volume saturado é determinado em corpos-de-prova submersos em água até atingirem peso constante Resistência A resistência é a aptidão da matéria suportar tensões. A resistência é determinada convencionalmente pela máxima tensão que pode ser aplicada a corpos-de-prova isentos de defeitos do material considerado, até o aparecimento de fenômenos particulares de comportamento além dos quais há restrição de emprego do material em elementos estruturais. De modo geral estes fenômenos são os de ruptura ou de deformação específica excessiva. Os efeitos da duração do carregamento e da umidade do meio ambiente são considerados por meio dos coeficientes de modificação Kmod adiante especificados. Os efeitos da duração do carregamento e da umidade do meio ambiente sobre a resistência são considerados por meio dos coeficientes de modificação kmod 1 e kmod 2. 33

22 Umidade É a relação entre o peso de água interna e o peso da madeira seca em percentual. Págua U = % Fórmula 2.9 Madeira úmida ou verde - U 30% Pseca 1.Peças Tracionadas Madeira seca ao ar livre - U 18% Madeira seca ao em estufa - U 12 a 8 % Quando nos preocupamos de dimensionar peças tracionadas devemos levar em conta os seguintes critérios: carregamento) Tabela 2 - Kmod 1 Segundo a NBR 7190 (coeficiente relativo à duração do Duração do carregamento Kmod 1 Permanente 0,6 Longa Duração 0,7 Média Duração 0,8 Curta Duração 0,9 Instantânea 1,0 madeira) Tabela 3 - Kmod 2 Segundo a NBR 7190 (coeficiente relativo à umidade da Classe Umidade Umidade do ar Umidade da madeira Kmod % 12% % a 75% 3 75% a 85% 15% 1 18% 0,8 4 > 85% 25% 0,8 34

23 Tabela 4 - Kmod 3 Segundo a NBR 7190 (coeficiente relativo à qualidade da madeira) Categoria Kmod 3 1ª 1,0 2ª 0,8 Tabela 5 - Dimensões mínimas normativas (NBR 7190): Peças Isoladas Peças principais b min = 5cm Ag min = 50cm Peças principais 2 Peças secundárias b min = 2,5cm Ag min = 18cm Peças secundárias Onde: bmin - menor lado de uma peça retangular Ag área da seção retangular Peças Compostas b min = 2,5cm b min = 1,8 cm Ag min = 35cm 2 Ag min = 18cm 2 2.Peças Comprimidas Para peças curtas, definidas pelo índice de esbeltez λ 40, que na situação de projeto são admitidas como solicitadas apenas à compressão simples, dispensa-se a consideração de eventuais efeitos de flexão. Para as peças medianamente esbeltas, definidas pelo índice de esbeltez 40 < λ 80, submetidas na situação de projeto à flexocompressão deve ser verificada a segurança em relação ao estado limite último de instabilidade. 3.Peças Flexionadas O momento resistor da peça em torno do eixo de flexão (w) deve seguir as especificações: Retangular Em pé - 2 bh w = Fórmula Retangular Deitado - 2 hb w = Fórmula

24 E para a deformação (flecha) Pisos - l/350 Fórmula 2.11 Cobertura l/300 Fórmula Elementos de Cobertura Ripas 2 Caibros 3 Cumeeiras 4 Terças 5 - Contrafrechal 6 Frechal 7 Chapuz 8 Perna ou empena 9 Linha, tensou ou tirante 10 Pendural ou pendural central 11 Escora 12 Pontalete, montante ou pendural 13 Ferragem ou estribo 14 ferragem ou cobrejunta 15 Vista, testeira ou aba 16 Mão francesa Figura 2.17 Peças Componentes do Telhado Fonte: Ripas peças que apóiam as telhas e são suportados pelos caibros; Caibros peças que suportam as ripas e se apóiam nas terças; Terças peças que suportam os caibros e transmitem o carregamento para as treliças; Cumeeira é a terça colocada no ponto mais alto do telhado; Frechal é a terça colocada no topo das paredes que sustentam a cobertura; Chapuz calço de madeira que serve de apoio lateral para a terça. 36

25 2.3.3 Vantagens e Desvantagens Algumas das vantagens: Tempo de construção; Rapidez de montagem; Durabilidade. Algumas das desvantagens: Preço; Resistência ao fogo; Suscetível ao apodrecimento, ataque de cupins, etc Coberturas em Aço São coberturas empregadas na construção civil com um objetivo de realizar a mesma função da de madeira, porém com um objetivo de maior durabilidade, maior resistência, etc Critérios Normativos Esta Norma, baseada no método dos estados limites, estabelece os princípios gerais que devem ser obedecidos no projeto à temperatura ambiente e na execução, incluindo a inspeção, de estruturas de aço e de estruturas mistas aço-concreto de edifícios seguem a NBR 8800/2003: Projeto e execução de estruturas de aço e de estruturas mistas aço-concreto de edifícios. O aço possui dentre as propriedades tais como: Ductibilidade: é a propriedade do material em assumir seções reduzidas a ponto de se tornarem frios Resistência: é a propriedade do material em absorver energia dentro da fase elástica Dureza: é a propriedade do material em resistir ao risco ou abrasão. 37

26 Elementos de Cobertura Assim como os elementos de madeira, os elementos de cobertura podem ser os mesmos quando mudamos para o aço. Mudando somente que os em aço tendem a ter maior duração, resistência e menor manutenção. Pode-se ter terças, treliças, pilares, etc Vantagens e Desvantagens Algumas das vantagens: Rapidez na execução da estrutura; Possibilidade de montagem e desmontagem da estrutura, permitindo a reutilização do material em outra obra; A tecnologia limpa torna possível a execução de ampliações e reformas sem perturbar os usuários; Menor peso e volume da estrutura com conseqüente alívio das fundações e maior espaço para a utilização dos ambientes; Trata-se de um sistema estrutural de precisão, que possibilita juntas e folgas milimétrlcas e, portanto a opção de compra de todos os componentes da obra corri antecedência; Garantia da qualidade do material por se tratar de um produto industrializado; Diminuição do desperdício; Redução da área do canteiro de obras e do espaço para estocagem; Ganho de novos pavimentos em um mesmo limite de gabarito devido a diminuição da altura do vigamento. Algumas das desvantagens: Desembolso único para a aquisição da estrutura as siderúrgicas vêm tentando resolver o problema com o parcelamento dos pagamentos; Falta de fornecedores nacionais de componentes industriais para panos, lajes, paredes internas, vedações e juntas; Exige cuidados especiais para que as movimentações diferenciadas dos componentes estruturais e dos panos e paredes não resultem em patologias. Uma solução é executar a alvenaria independente da estrutura para que a parede não trabalhe solidarizada; Exige cuidados com relação à composição dos materiais para impedir agressões químicas; Ao retirar massa do edifício, a estrutura metálica piora as condições de conforto térmico com menor massa. O material fica mais suscetível à propagação do calor, o que recomenda tratamento termoacústico; Poucos fornecedores nacionais de perfis laminados; Medidas adicionais de proteção para aumentar o tempo de resistência da estrutura metálica ao fogo; Falta de normas técnicas brasileiras, por exemplo, para dimensionamento de estruturas metálicas em situação de incêndio; Preço elevado da estrutura quando analisada de forma isolada. 38

27 3. Estudo Comparativo entre os Materiais Estruturais de Cobertura 3.1 Metodologia Para a realização desse trabalho se tomará como base a construção de um telhado em aço, madeira e pré-moldado em concreto armado para uma estrutura padrão de 10 metros por 20 metros assim como para uma segunda estrutura padrão de 20 metros por 40 metros. Se fará um estudo comparativo entre as peças:treliças, caibros, ripas e terças para telhado com telha cerâmica para os três casos (aço, madeira e prémoldado) e treliças terças para telhado com telha de fibrocimento também para os mesmos três casos (aço, madeira e pré-moldado). 3.2 Estudo de Casos Como foi dito anteriormente na metodologia serão feitos estudos de caso para dois telhados padrões de 10m x 20m e 20m x 40m. Sendo assim se mostrará primeiramente o quantitativo e custo do telhado padrão de 10m x 20m para os elementos estruturais de cobertura em aço, madeira e concreto pré-moldado para telhas de fibrocimento e cerâmica e posteriormente o quantitativo e custo do telhado padrão de 20m x 40m para os mesmos elementos estruturais de cobertura em aço, madeira e concreto pré-moldado para telhas de fibrocimento e cerâmica. Para os dois modelos, foram adotadas treliças espaçadas a cada 5 metros e nós a cada 1 metro, e assim também, as terças dispostas a cada 1 metro. As alturas de cumeeira foram respectivamente 1,67 metros para telhado de 10 x 20 metros e 3,34 metros parar telhado de 10 x 20 metros. Para efeito de orçamento foram adotados após pesquisa de mercado, os seguintes valores unitários, com base no mês de outubro/2008. Perfis de aço ASTM A36 R$ 4,79/kg Madeira Angelim Vermelho R$1600,00/m³ Concreto Armado Pré-moldado R$2379,88/m³ Mão-de-obra para estrutura de aço/kg R$3,91/kg Mão-de-obra para estrutura de madeira/m³ R$685,00/m³ Mão-de-obra para estrutura de pré-moldado concreto/m³ R$697,23/m³ OBS: Os perfis de aço, assim como os respectivos pesos e custos por kg foram cedidos pela EMAZA Estruturas Metálicas e PARAFERRO. Os perfis em concreto armado, assim como os respectivos pesos e custos por kg foram cedidos pela ARTECON S.A. E as peças em madeira foram indicadas pelo orientador deste trabalho. 39