INTERFACE ENTRE PERFIS ESTRUTURAIS LAMINADOS E SISTEMAS COMPLEMENTARES

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1 COLETÂNEA DO USO DO AÇO 1 INTERFACE ENTRE PERFIS ESTRUTURAIS LAMINADOS E SISTEMAS COMPLEMENTARES 3ª Edição (Revisada e Ampliada) 2004 Volume 1 Roberto de Araujo Coelho

2 Coordenação: Djaniro Álvaro de Souza Colaboração: Christiane Mirian Haddad Fernando Ottoboni Pinho Rosângela C. Bastos Martins

3 APRESENTAÇÃO A construção industrializada oferece vantagens extraordinárias, desde a racionalização do processo construtivo até a conseqüente redução de custos e desperdícios. E quando se trata de racionalização do processo construtivo, é obrigatório considerar o uso de estruturas metálicas como alternativa. Utilizada largamente no segmento industrial brasileiro, a construção em aço ainda tem uma participação tímida no que se refere principalmente a edifícios de andares múltiplos. Há que destacar, entretanto, que nos últimos anos a construção em aço tem crescido exponencialmente, seguindo a inexorável tendência ao uso de processos industrializados e alta tecnologia. Trata-se de um desafio extraordinário, considerando-se que na costrução civil brasileira predomina a construção convencional e os métodos artesanais. Os Perfis Gerdau Açominas, laminados, cuja fabricação foi iniciada em 2002, representam um reforço em termos de produtos classe mundial, para ajudar o segmento da construção em aço a aumentar sua competitividade. É essencial na construção industrializada, dedicar-se mais tempo ao projeto e ao planejamento, em benefício de maior rapidez na execução da obra. A escolha dos elementos construtivos e a sua melhor combinação são fatores preponderantes para a racionalização da construção e a redução de prazos e custos. Nesse contexto, referindo-nos à construção em aço, a interface entre as vedações (paredes e lajes) e a estrutura requerem atenção especial, visando aumentar a velocidade da construção e prevenindo eventuais patologias. Quando lançamos a primeira edição deste manual, não tínhamos idéia da extraordinária demanda por parte dos profissionais do segmento para esse tipo de publicação. A 2ª edição também foi esgotada rapidamente, tornando-se um dos mais procurados manuais da Coletânea do Uso do Aço, editados pela Gerdau Açominas. Nesta 3ª edição, que publicamos com renovada satisfação, foram incluídas novas interfaces, abrangendo outros tipos de edificações e ampliando assim a sua utilização como material técnico de referência e consulta.

4 ÍNDICE 1 Introdução Interfaces Usuais em Edifícios...11 Vedações...13 Painéis Pré-Moldados...14 Placas, Pele de Vidro...23 Parede Cortina...28 Paredes Moldadas in Loco...30 Desvinculada...30 Vinculada...42 s...45 Maciça Convencional...46 Pré-Moldada Alveolar...47 Mista com Fôrma de Aço Incorporada...48 Treliçada Interfaces Usuais em Galpões...51 Vedações...53 Pré-Moldado Alveolar...55 Metálico e Parede...56 Parede Moldada in Loco Notas Gerais...61 Recomendações...63 Referências Bibliográficas

5 1 INTRODUÇÃO

6 INTRODUÇÃO Neste manual são apresentadas diversas soluções possíveis para as interfaces entre os Perfis Gerdau Açominas e demais sistemas complementares estruturais e de vedação que contribuem para o funcionamento de uma edificação como um todo. As vedações verticais fazem parte do sistema responsável pela forma do edifício. Nelas estão inseridas as janelas, as portas, as instalações, e também fixados os revestimentos. Sua geometria é fruto da criatividade e experiência do arquiteto. As dimensões e formas definirão as opções de escolha do sistema a ser adotado, seja painel, placa, pele de vidro ou alvenaria convencional. Como representam quase a totalidade da superfície vertical do edifício, devem ser tratadas com a devida atenção e responsabilidade. As vedações horizontais, compostas pelas lajes, são elementos estruturais que, unidos à estrutura, garantem a sua sustentação. São responsáveis pela transferência das cargas verticais às vigas e, das horizontais, às colunas. O tipo de laje determina não só o desempenho da estrutura, como todo o desenvolvimento da obra quanto à produtividade, velocidade, precisão e segurança. A seção transversal e sua deformabilidade vertical definem as fixações das vedações verticais, principalmente as internas. Independente do grau de industrialização do processo construtivo adotado, a estrutura deverá estar em harmonia com os demais elementos que compõem a edificação. A escolha do tipo de vedação a ser projetada necessita ser cuidadosamente avaliada e precedida do estudo das características de cada sistema ou processo e de uma verificação da disponibilidade no mercado. Os detalhes sugeridos neste manual são meramente ilustrativos, devendo ser consultados os fornecedores quanto às especificações de cada sistema. Não devem, portanto, ser utilizados diretamente nos projetos e obras sem um prévio estudo e dimensionamento. 9

7 2 INTERFACES USUAIS EM EDIFÍCIOS

8 INTERFACES USUAIS EM EDIFÍCIOS VEDAÇÕES 13

9 PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS São paredes inteiras, industrializadas, posicionadas externamente à estrutura. Quando fixados diretamente nos pilares, reduzem significativamente o peso das vigas externas, pois não transferem cargas para as mesmas. É o sistema com maior grau de industrialização no processo construtivo e, quando necessário, podem substituir os contraventamentos metálicos externos, bastando que sejam corretamente projetados para tal situação. DET 05A DET 05B DET 01B DET 03 DET 04 DET 02 DET 01A DET 01C DET 01D 14

10 PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS DET 01 A Estrutura não aparente. pré-moldado de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Pré-Moldado Divisória ("dry-wall") Fixação Gravidade Apoio Fixação Fixação Gravidade (inferior) Apoio Fixação Vedação Anti-Chama Vedação Anti-Chama Isolamento Térmico Perfil de Arremate Tolerância Apoio Móvel (superior) Espaçador Tolerância 15

11 DET 01 B PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS Estrutura não aparente. pré-moldado de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Detalhe de arremate com a cobertura impermeabilizada. Interno Pré-Moldado interno externo Fixação Gravidade (inferior) Apoio Fixação Apoio móvel Pingadeira Interno Fixação Gravidade (inferior) externo Vedação Anti-Chama Piso Impermeabilizado Apoio Fixação Vedação Anti-Chama Tolerância Perfil de Arremate Borracha Vedação Tolerância Apoio Móvel (superior) 16

12 PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS DET 01 C Estrutura não aparente. pré-moldado de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Detalhe de arremate com forro do pilotis. Pré-Moldado Divisória ("dry-wall") Fixação Gravidade Apoio Fixação Fixação Gravidade (inferior) Apoio Fixação Vedação Anti-Chama Vedação Anti-Chama Perfil de Arremate Isolamento Térmico Tolerância Borracha Vedação Forro Estabilizador Junta tratada com selante 17

13 DET 01 D PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS Estrutura não aparente. pré-moldado de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Detalhe de arremate com piso impermeabilizado. Pré-Moldado Borracha Vedação Piso ALTERNATIVA Fixação Gravidade (Inferior) Fixação Gravidade (Inferior) Piso Interno Apoio Fixação Piso Impermeabilizado Piso Interno Apoio Fixação Piso Impermeabilizado 18

14 PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS DET 02 Estrutura não aparente. pré-moldado de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Divisória ("dry-wall") Fixação Gravidade Fixação Gravidade (inferior) Apoio Fixação Vedação Anti-Chama Vedação Anti-Chama Perfil de Arremate Isolamento Térmico Tolerância Apoio Móvel (superior) Tolerância Espaçador 19

15 DET 03 PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS Estrutura não aparente. extrusado de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Extrusado Divisória ("dry-wall") Fixação Fixação Vedação Anti-Chama Perfil de Arremate Vedação Anti-Chama Isolamento Térmico Extrusado Tolerância Fixação Espaçador 20

16 PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS DET 04 Estrutura aparente. de Concreto Celular Autoclavado (CCA). Alinhamento pela face externa da coluna. CCA CCA Argamassa Adesiva Junta Movimento DET B Cantoneira DET B CCA Interno Perfil de Arremate DET B Espaçador CCA Interno 21

17 DET 05 A PAINÉIS PRÉ-MOLDADOS extrusado de vedação. Detalhe de arremate com a cobertura impermeabilizada. Placa de arremate Borracha Vedação Pingadeira DET B Interno Piso Impermeabilizado DET B Pingadeira Fixação Vedação Anti-Chama DET B Borracha Vedação Placa de arremate Extrusado DET 05 B de Concreto Celular Autoclavado. Detalhe de arremate com a cobertura. CCA Interno Perfil de arremate Cantoneira / CCA 22

18 PLACAS / PELE DE VIDRO São elementos de vedação (externos ou internos) industrializados, que necessitam de uma estrutura auxiliar para fixação, geralmente composta por perfis de alumínio ou de chapa galvanizada dobrada, denominada steel frame. O dry wall é o sistema interno mais comum. As placas internas são geralmente de gesso acartonado e as externas em vidro ou material cimentício, resistente à umidade. Neste último caso, necessitam de isolamento térmico adicional (manta de lã de rocha ou vidro) aplicado no vazio interno, entre as placas, onde as instalações são também facilmente posicionadas. DET 06 DET 07 DET 08, 09 23

19 DET 06 PLACAS / PELE DE VIDRO Divisória interna. Placas de gesso acartonado. Alinhamento pela face da viga. Guia Placa de Gesso Acartonado Montante Guia Guia (ch. galv.) Montante (ch. galv.) Placa de Gesso Acartonado Montante (ch. galv.) Guia (ch. galv.) Montante (ch. galv.) Placa de Gesso Acartonado Placa de Gesso Acartonado Guia (ch. galv.) Montante (ch. galv.) Isolante Térmico Isolamento Térmico 24

20 PLACAS / PELE DE VIDRO DET 07 Estrutura não aparente. Placas de vedação. Alinhamento pela face externa da coluna. Placa Cimentícia (externo) Montante (ch. galv.) Placa Gesso (interno) Placa Cimentícia (externo) Montante (ch. galv.) Guia (ch. galv.) Placa Gesso (interno) Isolamento Térmico Perfil de Arremate Montante (ch. galv.) Apoio Auxiliar Placa Cimentícia Guia (ch. galv.) Isolante Térmico 25

21 DET 08 PLACAS / PELE DE VIDRO Estrutura não aparente. Placas de vedação. Alinhamento por fora da estrutura. Granito/ Mármore/ Placa Metálica Montante Suporte Granito/ Mármore/ Placa Metálica Suporte Isolamento Térmico Placa Gesso (interno) Junta Movimento Perfil de Arremate Montante (galv. / al.) Placa Gesso (interno) Isolante Térmico Montante Granito/ Mármore/ Placa Metálica Granito/ Mármore/ Placa Metálica 26

22 PLACAS / PELE DE VIDRO DET 09 Estrutura não aparente. "Pele" de vidro. Alinhamento por fora da estrutura. Vidro Rodapé Vidro Junta Vidro Rodapé Arremate Rodapé Montante Suporte Perfil de Arremate Vidro Arremate Vidro Montante Forro Montante Vidro 27

23 PAREDE CORTINA São paredes executadas externamente à estrutura, apoiadas diretamente nas fundações ou em vigas de transição. A estabilização horizontal se dá por meio de conectores fixados à estrutura no nível das lajes ou vigas. Funciona como uma pele e é ideal para obras industriais, com grandes alturas. DET 10 28

24 PAREDE CORTINA DET 10 Estrutura não aparente. Parede cortina. Alinhamento por fora da estrutura. Junta Movimento Cintamento Conector (cisalhamento) Interno Conector (cisalhamento) Cintamento Espaçador Interno 29

25 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Desvinculada São paredes fixadas à estrutura por meio de sistemas que permitem pequenas movimentações diferenciais segundo seu plano. São empregadas em obras com grandes vãos, acima de 5 ou 6 m, geralmente comerciais e industriais. Utilizam-se duas cantoneiras paralelas ou um perfil U, gerando um sistema de encaixe da alvenaria que impede apenas movimentos transversais ao seu plano. Na junção entre a parede e o sistema de fixação formam-se juntas de movimento, incorporadas ao acabamento final. É um sistema com alto grau de confiabilidade que reduz significativamente o nível de patologias. DET 13C, 13D DET 11A, 11B DET 12 DET 13B DET 15 DET 11 DET 14 DET 12A DET 13 DET 13A 30

26 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 11 Estrutura aparente. desvinculada externa/interna. Alinhamento pelo eixo da coluna. Junta Movimento () Junta Movimento Interno DET B Cantoneira / Cantoneira Cantoneira DET B () Interno Pingadeira 31

27 DET 11 A PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Estrutura aparente. Platibanda com laje impermeabilizada. Alinhamento pelo eixo da coluna. Peitoril Projeção Peitoril Cantoneira Peitoril Interno Rebaixo p/ a Impermeabilização Cantoneira / DET B DET B Cantoneira Cantoneira Pingadeira () 32

28 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 11 B Estrutura aparente. Cobertura com telhado. Alinhamento pelo eixo da coluna. Rufo metálico Cintamento Telhado Cintamento Telhado Telhado Rufo Metálico Cintamento Projeção do rufo metálico Cantoneira / DET B DET B Cantoneira Cantoneira Pingadeira () 33

29 DET 12 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Estrutura não aparente. desvinculada externa. Alinhamento por fora da estrutura. Fixação Ver Junta Movimento Barra de Fixação Barra de Fixação Malha de Reforço Perfil de Arremate Barra de Fixação Espaçador Interno 34

30 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 12 A Estrutura não aparente. desvinculada externa. Alinhamento por fora da estrutura. Detalhe de arremate nos pilotis. Fixação Junta Movimento Barra de fixação Barra de fixação Espaçador Pingadeira 35

31 DET 13 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Estrutura não aparente. desvinculada externa/interna. Alinhamento por fora da estrutura. Barra de fixação Junta Movimento Barra de Fixação Interno Barra de Fixação Malha de Reforço Perfil de Arremate Barra de Fixação Espaçador 36

32 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 13 A Estrutura não aparente. desvinculada externa/interna. Alinhamento por fora da estrutura. Junta Movimento Interno Junta Movimento DET 13 B Estrutura não aparente. desvinculada externa/interna. Alinhamento por fora da estrutura. Interno Junta Movimento Junta Movimento Barra de Fixação 37

33 DET 13 C PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Estrutura aparente. Platibanda em alvenaria com laje impermeabilizada. Alinhamento por fora da estrutura. Peitoril Cintamento Cintamento Projeção Peitoril Peitoril Cintamento Rebaixo p/ a Impermeabilização Barra de fixação (cfe. Det 13) Malha de reforço Perfil de arremate Barra de fixação Espaçador 38

34 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 13 D Estrutura não aparente. Cobertura com telhado. Alinhamento por fora da estrutura. Rufo metálico Cintamento Telhado Telhado Cintamento Projeção do rufo metálico Telhado Rufo Metálico Cintamento externo Barra de fixação Malha de reforço Perfil de arremate Barra de fixação Espaçador 39

35 DET 14 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Estrutura não aparente. dupla externa p/ região contraventamento. Alinhamento pelo eixo da viga. Parede Simples Contraventamento Cantoneira Parede Dupla Interno Junta Movimento DET B Pino Fixação Cantoneiras do Pilar Pino Fixação Junta Movimento Contraventamento DET B Interno () Malha de Reforço Dupla Perfil de Arremate DET B Pino Fixação Placa Cimentícia Espaçador Cantoneira () Contraventamento Parede Dupla Fiada de Travamento Cantoneira Espaçador Placa cimentícia 40

36 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 15 Estrutura revestida. desvinculada externa. Alinhamento pela face externa da coluna. Cantoneira Junta Movimento DET B Pino Fixação do Pilar Cantoneira Junta Movimento Interno Pino Fixação DET B () Malha de Reforço Perfil de Arremate DET B Pino Fixação Placa Cimentícia Espaçador Cantoneira Placa Cimentícia () Cantoneira Espaçador Interno 41

37 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Vinculada São paredes unidas solidariamente à estrutura, trabalhando em conjunto, sendo mais utilizadas em edifícios com pequenos vãos (até 5 m aproximadamente), e destinados ao uso residencial ou salas comerciais, onde o emprego de juntas não é esteticamente ideal. Nas ligações alvenaria-estrutura são empregadas barras de aço tipo estribo, denominadas ferro-cabelo, soldadas à estrutura. Preferencialmente, devem ser empregados segmentos de telas eletrossoldadas. Esse tipo de parede trabalha em conjunto com a estrutura, aumentando sua rigidez. Em situações especiais, podem ser eliminados os elementos de contraventamento metálico, transferindo os esforços para as paredes. Neste caso, devem ser consideradas como elementos estruturais e devidamente dimensionadas conforme a "Teoria das Diagonais Equivalentes", por exemplo. DET 16 DET 16A DET 16B 42

38 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 16 Estrutura aparente. vinculada externa/interna. Alinhamento pelo eixo da coluna. Tela Eletrossoldada Friso Friso Tela Eletrossoldada Tela Eletrossoldada Tela Eletrossoldada Interno Argamassa Fraca Expansível DET C DET B Argamassa Fraca Expansível DET B Argamassa Fraca Expansível DET C Tela Eletrossoldada Pingadeira 43

39 DET 16 A PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Variação DET 11. Fixação em forma de estribo. Fixação (estribo) Fixação (estribo) Friso Solda de campo DET 16 B Variação DET 11. Fixação em forma de gancho. Fixação (estribo) Interno Fixação (gancho) Fixação (gancho) Friso Solda de campo Fixação (gancho) Interno 44

40 INTERFACES USUAIS EM EDIFÍCIOS LAJES 45

41 DET 17 LAJE CONVENCIONAL maciça, moldada "in loco". Conector (perfil "U") maciça Perfil de arremate Conector (perfil "U") DETALHE Conector (perfil "U" laminado) de concreto armado 46

42 LAJE ALVEOLAR DET 18 pré-moldada. Extrusada, protendida. Não necessita escoramento. Capa de Concreto Pré-Moldada Cintamento Periférico Conector (stud bolt) DETALHE Capa de Concreto Conector (stud bolt) Recorte no Pré-Moldado Armadura de Ligação Pré-Moldada 47

43 DET 19 LAJE COM FÔRMA DE AÇO INCORPORADA maciça. Forma metálica incorporada. Não necessita escoramento. Concreto Conector (stud bolt) Perfil de Arremate Forma Metálica (steel deck) DETALHE Conector (stud bolt) > 15 mm hc > 50 mm Vazio Forma Metálica (steel deck) 48

44 LAJE TRELIÇADA DET 20 pré-moldada treliçada. Necessita escoramento parcial. Capa de concreto Bloco EPS treliçada Cintamento periférico treliçada Conector (stud bolt) DETALHE Conector (stud bolt) Capa de concreto Bloco EPS treliçada 49

45 3 INTERFACES USUAIS EM GALPÕES

46 INTERFACES USUAIS EM GALPÕES VEDAÇÕES 53

47 VEDAÇÕES As vedações de galpões diferem das convencionais em alguns aspectos importantes: Grandes dimensões, tanto no comprimento quanto na altura; Bordo superior livre, sem apoio direto na estrutura; Estrutura com maior deslocamento horizontal na parte superior; Esforços horizontais elevados (vento, impacto). Para as vedações, devem ser definidos a posição em relação à estrutura, as condições de apoio em todo o perímetro, o sistema de fixação à estrutura, as juntas de movimentação, as cargas transversais e verticais, a espessura da parede, e o tipo de material a ser empregado. Nos locais onde haja a possibilidade de choque de veículos (carregadeiras, empilhadeiras) com as paredes, deve ser prevista a execução de elementos (bate-rodas) que impeçam esse tipo de impacto. Caso contrário, os esforços devem ser previstos no dimensionamento das paredes. As variações dimensionais das vedações, devido à temperatura e umidade, podem provocar esforços importantes quando as dimensões forem elevadas. Neste caso deve ser avaliada a necessidade e considerada a utilização de juntas de movimento. DET 24 DET 21 DET 25 DET 23 DET 22, 22A 54

48 PAINEL PRÉ-MOLDADO ALVEOLAR DET 21 Vedação externa em painel pré-moldado. Alinhamento por fora da estrutura. Rufo Calha Telha Metálica DET B Fixação ou H ou H pré-moldado Fixação DET B Borracha Vedação DET B Argamassa de Assentamento Neoprene 55

49 DET 22 PAINEL METÁLICO E PAREDE Vedação externa. Alinhamento por fora da estrutura. Rufo Calha Telha Metálica Junta Movimento Telha Metálica (duplo) ou H ou H Interno Cintamento de Topo ALTERNATIVA Junta Movimento Conector Cintamento Intermediário DET B ou H Interno DET B EPS 56

50 PAINEL METÁLICO E PAREDE DET 22 A Vedação externa. Alinhamento por fora da estrutura. Rufo Calha Telha Metálica Telha Metálica Junta Movimento ou H (duplo) ou H Interno Cintamento de Topo - ALVENARIA Interno Junta Movimento Pilarete (- duplo) (duplo) 57

51 DET 23 PAINEL METÁLICO E PAREDE Vedação externa. Alinhamento pela face externa da coluna. Telha Metálica Rufo Calha Telha Metálica ou H Cantoneira Cintamento Intermediário ou H Cintamento Intermediário Interno Cantoneira ou H 58

52 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" DET 24 Vedação externa. Alinhamento por fora da estrutura. Rufo Calha Telha Metálica Cintamento de Topo Junta Movimento ou H Cintamento Intermediário (duplo) ou H Interno Cintamento Intermediário 59

53 DET 25 PAREDES MOLDADAS "IN LOCO" Vedação externa em alvenaria. com enrijecedor. Rufo Telha Metálica Cintamento de Topo Terça ou H Cintamento Intermediário Cintamento Intermediário Reforço (armadura + graute) Enrijecedor Enrijecedor Cintamento Intermediário 60

54 4 NOTAS GERAIS

55 RECOMENDAÇÕES É parte do processo de dimensionamento e detalhamento considerar as condições particulares de cada obra e atender às prescrições normativas vigentes. Este trabalho requer a participação de um profissional qualificado, com experiência específica comprovada. As vedações, principalmente as externas, devem ser projetadas para resistir aos esforços horizontais oriundos da ação do vento e outras ações relevantes. Sempre que for empregada solda de campo, essa deve ser realizada por profissional qualificado e inspecionada dentro dos padrões normativos. A aplicação de material selante nas juntas externas precisa seguir rigorosamente as prescrições dos fornecedores e suportar a ação dos raios ultra-violetas (mastique poliuretânico ou silicone neutro, por exemplo). Para maiores informações consulte o site: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Allen, E., "Fundamentals of Building Construction Materials and Methods", 3rd Ed., J.Wiley & Sons Inc., Canada, USA, Bender, R., "Una Visión de la Construcción Indutrializada", Ed. Gustavo Gili S.A., Baracelona, Coelho, R. de A.,"Vedações para Edifícios em Estrutura Metálica : Critérios e Projetos", III Seminário Intern. - O uso de Estrutura Metálicas na Construção Civil", Notas de aula, Belo Horizonte, Dur-O-Wall," Masonry Repair Handbook", Dur-O-Wall, USA, Laska,W., "Masonry and Steel Detaling Handbook", The Arbedeen Group, USA,