ESTÚDIO DE ARQUITETURA: SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE ARQUITETURA E URBANISMO RAYLAINE CHRISTINA PEREIRA TORRES ESTÚDIO DE ARQUITETURA: SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL LIGHT STEEL FRAME Belo Horizonte Maio/2014

2 Sumário 1. Introdução Características 5 3. Uso no Projeto Princípios Estruturais elementos 6 5. Princípios de Montagem e Execução Execução dos Acabamentos Detalhes Paredes Curvas Acabamentos Referências Bibliográficas.. 26

3 LIGHT STEEL FRAME (LSF) VEDAÇÃO EXTERNA 1. Introdução É um sistema construtivo utilizado para elaboração de edifícios auto-portantes ou como fechamento externo não-estrutural dos mesmos, seguindo o conceito de construção industrializada através do uso de perfis galvanizados na sua estrutura e subsistemas, mostrando-se um sistema racional, econômico e seco. Também pode ser utilizado como estrutura para fundações e coberturas O revestimento das paredes em LSF é preferencialmente executado com painéis modulados leves e industrializados, compatíveis com o conceito do sistema. Os materiais mais comuns para revestimento das paredes de LSF são as placas cimentícias, os painéis OSB e os painéis de gesso acartonado (similares ao sistema Drywall). No caso estudaremos a parte do LSF como fechamento externo, já que a estrutura do edifício já encontra-se solucionada. 3

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5 2. Características 3. Uso no Projeto O LSF pode ser usado como fechamento externo sem função estrutural no conjunto do edifício, pois o mesmo já é sustentado por uma estrutura principal em concreto ou aço, deverá possuir os montantes do fechamento da fachada dimensionados para resistir às forças laterais e ao peso próprio do sistema. Pode colaborar no contraventamento vertical e horizontal da estrutura principal do edifício, aumentando a rigidez de seus quadros, principalmente com a diminuição dos comprimentos de flambagem de pilares. 5

6 4. Princípios Estruturais elementos 4.1. Bloqueador Perfil utilizado horizontalmente no travamento lateral de montantes e vigas Enrijecedor - Perfil utilizado verticalmente no apoio de vigas de entrepiso enrijecendo a alma do perfil Fita - Fita de aço galvanizado empregada na diagonal como elemento de contraventamento e, em combinação com os bloqueadores, para compor o sistema de travamento lateral dos montantes de painéis e vigas de entre piso. 6

7 4.4. Guia - Perfil usado como base e topo de painéis de parede e encabeçamento de estruturas de entrepisos e telhados Montante - Perfil utilizado verticalmente na composição de painéis de parede Montante Auxiliar (King) - Montante fixado à ombreira ou utilizado nos limites laterais das aberturas de painéis não estruturais Montante de Composição (Cripple) - Perfil utilizado verticalmente na composição de painéis de parede, sobre e abaixo dos painéis. 7

8 4.8. Perfis Os perfis básicos do sistema são o Ue, também chamado de montante, que são as peças verticais dos painéis e o U, ou guia, que faz a conexão horizontal superior e inferior entre os montantes. O sistema é caracterizado pelo uso de perfis de aço galvanizado formados a frio com chapas bastante finas, usualmente 0,80 mm ou 0,95 mm de espessura, e formados a frio compondo sua estrutura. São separados entre si de 400 ou 600 mm. Os perfis que possuem seções de 90mm, 140mm ou 200mm, são combinados entre si constituindo painéis de paredes, lajes e estrutura de cobertura. Há também formas de montagem de estruturas de LSF em que são utilizados apenas perfis Ue, que têm os enrijecedores cortados nos pontos de encaixe. Todas as montagens dos elementos da construção em LSF são feitas exclusivamente com parafusos autoperfurantes e autotarraxantes, que lhe conferem rapidez e precisão. 8

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10 Furo para passagem de instalações elétricas e hidráulicas Catálogo Brasilit 10

11 5. Princípios de montagem e execução 5.1. Método Embutido O Método Embutido é uma das possibilidades mais recorrentes de solução construtiva para fechamento de fachadas com o sistema LSF. Neste processo, os painéis, fabricados anteriormente ou na obra, são montados internamente aos quadros da macroestrutura do edifício e transmitem suas cargas ao elemento estrutural imediatamente abaixo. Fechamento em LSF Método Embutido Este modelo de montagem do fechamento não oferece restrição ao porte do edifício e nem requer sistemas auxiliares de sustentação e transmissão de sua carga para a estrutura portante do edifício, porém possui como limitação a dificuldade em compensar eventuais problemas de alinhamento e prumo decorrentes da execução da estrutura principal. A fixação dos painéis à estrutura é normalmente feita com pinos acionados à pólvora e deve ser previsto isolamento com manta emborrachada entre os painéis e a estrutura. Os diversos detalhes de montagem existentes, que definem o isolamento ou não do fechamento em relação aos deslocamentos da estrutura principal, se localizam na extremidade superior do painel. Na montagem rígida, a mais simples de ser executada e que não permite deslocamento independente, a fixação dos montantes à 11

12 guia superior é feita com os mesmos parafusos e processos de montagem comuns ao sistema LSF portante (figura 5A). Por sua vez, detalhes não-rígidos apresentam diversas variações na forma de execução, cada uma delas com vantagens, desvantagens e limitações diferentes, que devem ser consideradas para o planejamento da obra (SSMA, 2007). Entre suas variações estão: a montagem com as extremidades superiores dos montantes não parafusadas à guia e travadas horizontalmente, o quê deixa espaço para deslocamento e não requer peças especiais (figura 5B); as guias superiores com furos oblongos nas mesas para fixação dos montantes, que permitem a préfabricação e o transporte dos painéis de fechamento (figura 5C); e a fixação individual da extremidade superior dos montantes com cantoneiras com furos oblongos nas suas abas, que é capaz de absorver tanto deslocamentos verticais quanto horizontais (figura 5D). Figura 05 12

13 5.2. Método Contínuo Os fechamentos para fachadas em Light Steel Framing podem ser também executados como Painéis Contínuos externos, concebidos independentemente dos quadros da estrutura principal. Os painéis contínuos maximizam o aproveitamento da área interna do edifício, já que não ocupam espaço na laje executada, e permitem ajustes no alinhamento vertical da fachada, livre de sujeição a eventuais imprecisões na execução da estrutura principal. Para sua conexão com a estrutura principal, são necessárias peças especiais (inserts) executadas em aço galvanizado, com chapa mais espessa (acima de 2,0 mm) e com conformações que variam de acordo com o propósito da conexão. Fechamento em LSF Método Contínuo Os fechamentos contínuos em LSF devem ser divididos, verticalmente, em painéis com altura de um ou dois pavimentos. Esses painéis podem ser apoiados uns sobre os outros, de forma que cada painel descarregue seu peso próprio no painel abaixo, até que o primeiro painel transmita toda a carga do fechamento para a fundação. Neste caso, os inserts são responsáveis apenas por resistir às cargas horizontais de vento e devem permitir a transmissão livre das cargas verticais para baixo. A forma mais simples de insert com tal característica é uma chapa dobrada em 13

14 L, com furos oblongos na face, em contato com os montantes do fechamento (figura 7A). Os painéis contínuos podem, também, ser divididos verticalmente e possuir apoios intermediários, conectados à estrutura principal, que resistem tanto às cargas horizontais quanto aos carregamentos verticais decorrentes do peso próprio dos painéis. Estas peças, os inserts rígidos, podem ser bem simples, utilizando uma chapa dobrada em L conectada com parafusos ao montante do painel de fechamento (figura7b). Variações de inserts de fixação para painéis contínuos No projeto de fechamentos em painéis contínuos de LSF, é preciso avaliar as cargas as quais o fechamento está sujeito e a amplitude dos deslocamentos previstos, para que se determine a melhor forma de fixação, que pode ser rígida ou não-rígida formas de fixação em cada um dos painéis, sendo a rígida (responsável pela sustentação do painel) instalada na extremidade inferior, e a não-rígida (fundamental para o equilíbrio do painel) locada na extremidade superior (LGSEA, 2004). 14

15 6. Execução dos Acabamentos 6.1. Fechamentos Embutidos Nos fechamentos embutidos, as placas de acabamento externo podem ser montadas também entre os quadros, deixando a estrutura principal do edifício aparente (figura 8A). Neste caso, deve haver cuidado na interface entre as placas e a estrutura, pois os materiais envolvidos no processo possuem naturezas e comportamentos diferentes. Já quando se opta por ocultar a estrutura principal, as placas são montadas contínuas e suas interfaces são mais simples e menos problemáticas (figura 8B). Em ambos os casos, é preciso atenção no planejamento dos detalhes quando se prevê a ocorrência de deslocamentos independentes entre estrutura principal e estrutura do fechamento. Figura 08 Método Embutido: exemplos de detalhes rígidos e não rígidos 15

16 6.2. Fechamento Contínuo Os fechamentos montados contínuos eliminam os pontos de interface entre acabamentos externos e estrutura principal, uma vez que tanto os painéis em LSF quanto as placas de acabamento são montados em planos diferentes da estrutura principal e por isso possuem desempenho independente (figura 9). Assim, um dos pontos com maior potencial de patologias é eliminado, facilitando o detalhamento da montagem e sua satisfatória execução. Figura 09 Acabamento sem interrupção em painéis contínuos 7. Detalhes (Planta) - União de dois montantes pela alma 16

17 (Perspectiva) - União de dois montantes pela alma (Planta) - União de três montantes Ligação de dois painéis formando um T : Quando a extremidade de um painel e conectada perpendicularmente a outro painel, gerando uma união em T. O painel 1, que recebe o painel perpendicular, deve ser continuo sem emendas na guia superior ou inferior no local de união com o painel 2. 17

18 Ligação de três painéis: Quando as extremidades de dois painéis são conectadas a outro painel perpendicular, gerando uma união cruzada. O painel perpendicular deve ser continuo sem emendas na guia superior ou inferior na união com as outras paredes. Emenda de Guia Quando ocorrer da guia não ter o comprimento necessário ao painel, pode se unir duas guias por meio de um perfil Ue, o mesmo usado nos montantes, encaixado dentro das guias e aparafusados em ambas pelas mesas. O comprimento do perfil Ue deve ser de no mínimo 15 cm e essa emenda deve sempre ocorrer entre dois montantes. 18

19 Fixação das diagonais nos painéis por placa de Gusset. Ancoragem painel superior 19

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21 8. Paredes Curvas Para a construção de paredes curvas e necessário que as guias superior e inferior do painel tenham a mesa da face externa e a alma cortados a intervalos de aproximadamente 5 cm em todo o comprimento do arco. Para manter o raio da curvatura e reforçar a guia, uma fita de aço galvanizado deve ser fixada na face externa da mesa da guia, através de parafusos ou clinching. Aberturas em forma de arco podem ser construídas de um painel estrutural ou não estrutural, onde um perfil U tem ambas as mesas cortadas de modo a possibilitar a flexão do perfil no raio ou curvatura exigida no projeto. Mãos-francesas são fixadas na verga ou guia de abertura e nas ombreiras para possibilitar a fixação. Do mesmo modo que nos painéis curvos, perfis flexíveis podem ser usados para agilizar o trabalho de montagem. 21

22 9. Acabamentos 9.1. Externos O revestimento das estruturas dos painéis das paredes em LSF é preferencialmente executado com painéis modulados leves e industrializados, compatíveis com o conceito do sistema. Os materiais mais comuns para revestimento das paredes externas são as placas cimentícias e os painéis OSB com reboco flexível ou siding (vinílico ou cimentício). Nas paredes externas recomenda-se o uso de uma barreira de vapor, que colabora com a estanqueidade do sistema, evitando a entrada de água e a condensação do vapor no interior das paredes 9.2. Interno O revestimento para paredes internas e forros, a solução usual é o emprego de placas de gesso acartonado. O isolamento termo-acústico das paredes é garantido pelo uso de lã de vidro ou lã de poliéster no interior das paredes e sobre os forros Barreiras de Vapor As barreiras de vapor são mantas de material não-tecido que revestem as paredes externas da estrutura, garantindo a impermeabilidade do sistema e controlando a umidade do ambiente. 22

23 9.4. Isolamentos O isolamento termo-acústico dos fechamentos de LSF se baseiam no sistema Massa-Mola-Massa. Este é potencializado com o uso de lã de vidro, de rocha ou de poliéster no interior das paredes. 9.5 Os pisos, partindo do mesmo principio dos painéis, utilizam perfis galvanizados, dispostos na horizontal e obedecem a mesma modulação dos montantes. Esses perfis 23

24 compõem as vigas de piso, servindo de estrutura de apoio aos materiais que formam a superfície do contrapiso. As vigas de piso estão apoiadas nos montantes de forma a permitir que suas almas estejam em coincidência com as almas dos montantes, dando origem ao conceito de estrutura alinhada ou in-line framing. 24

25 10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS l-steel_framing_como_fechamento_externo.pdf SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING COMO FECHAMENTO EXTERNO VERTICAL INDUSTRIALIZADO - Alexandre Kokke Santiago e Ernani Carlos de Araújo. 25