EMENTA INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO. Universidade Federal do Paraná Departamento de Construção Civil Construção Civil III

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1 SETOR DE TECNOLOGIA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL TC ESTRUTURAS DE MADEIRA WOOD FRAME Prof.ª: MSc.: Heloisa Fuganti Campos 2 Introdução Histórico Componentes Projeto Execução EMENTA Casa ideal: confortável, segura, resistente, durável e sustentável Brasil: utiliza o mesmo sistema construtivo necessário esforços para melhorar as condições dos sistemas de moradia Nos últimos dez anos as casas pré-fabricadas ganharam novos materiais e novas tecnologias, principalmente devido às experiências no setor de habitação popular É necessário que o sistema pré-fabricado apresente baixo custo, boa qualidade e se adéque aos sistemas de financiamento existentes 4 Wood frame concepção semelhante a alvenaria estrutural - paredes são portantes Espécie de madeira mais usual: Wood frame: pinus (Curitiba) WOOD FRAME 5 6 O sistema wood frame, do inglês quadro de madeira, é um sistema construtivo contemporâneo, surgido a partir do surgimento de painéis derivados da madeira e de sistemas de conexão atuais no meio do século 20 Sistema industrializado, durável, estruturado em perfis de madeira reflorestada tratada, formando painéis de pisos, paredes e telhado combinados e/ou revestidos com outros materiais, para aumentar os confortos térmico e acústico, além de proteger a edificação das intempéries e fogo Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 1

2 7 Ganhou terreno muito rápido: Ecologicamente correto Rapidez na execução Conforto térmico e acústico os quais as construções em alvenaria normalmente não oferecem Alto grau de industrialização redução de prazos, custos e divisão das etapas da obra Utilização em países onde a mão de obra é considerada muito cara otimização da gestão da produção - alto controle de qualidade Pré-fabricação permite que várias atividades sejam executadas simultaneamente redução de prazos e custos 8 Muito utilizado: Canada, EUA, Japão e Alemanha Tecnologia desenvolvida pelos alemães: consiste na industrialização dos painéis de parede, de piso e cobertura, com alto controle de qualidade e possibilita a construção de casas com mais de 200 m 2 em apenas 60 dias América do Sul: países como o Chile e Venezuela investem com sucesso na indústria de casas populares com 40 a 65 m 2, e que também utilizam painéis, além de treliças EUA: 95% das casas são feitas neste sistema construtivo 9 INDUSTRIALIZAÇÃO Reduz significativamente os desperdícios, que são altamente impactantes nos sistemas de construção tradicionais Em boa parte das casas industrializadas em wood frame, o único elemento moldado in-loco é a fundação Ganho de produtividade: Obra limpa e seca Facilidade de manuseio dos elementos estruturais e de fechamento que demandam menos esforços dos operários 10 INDUSTRIALIZAÇÃO Opção construtiva que permite a execução de qualquer tipo de projeto desde casas populares até construções com alto padrão de acabamento Limitação: altura, no Brasil, essa tecnologia construtiva só pode ser utilizada em prédios com no máximo cinco pavimentos 11 EMENTA 12 HISTÓRICO Introdução Histórico Componentes Projeto Execução Historicamente consolidado nos países norte-americanos e europeus Pesquisado nos EUA desde 1910 Primeiro manual completo de construção: Wood Frame House Construction (1989) Rapidamente se popularizou entre instituições educacionais e profissionais e, desde então, tem sido cada vez mais utilizado O manual apresenta os princípios para a construção de casas de madeira em wood frame, com procedimento de construção passo a passo, desde a sua concepção até a estrutura completa Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 2

3 13 HISTÓRICO 14 HISTÓRICO BRASIL A partir de 1960: produção dos painéis de parede passou a ser realizada em fábrica com a posterior montagem em campo Por fim, com um patamar acima de industrialização, foi desenvolvido o Sistema de Casas Modulares e Casas Industrializadas Battistella Indústria e Comércio: uma das pioneiras a implementar 2001 em Viamão RS: primeira casa 2010: aumenta uso da tecnologia objetivo de padronizar, apresentar critérios mínimos de desempenho e definir métodos de avaliação dos componentes do sistema Diretriz SiNAT 005 Sistemas construtivos estruturados em pe ças de madeira maciça serrada, com fechamentos em chapas delgadas (Sistemas leves tipo Light Wood Framing) 2013: através de ensaios, o desempenho foi testado e, mediante aprovação, foi gerado como produto a DATec 020 (Sistema construtivo Tecverde: Sistema leve em madeira ) 15 HISTÓRICO 16 HISTÓRICO 17 EMENTA 18 Introdução Histórico Componentes Projeto Execução 1. PAINEL ESTRUTURADO 2. ISOLAMENTO TÉRMICO- ACÚSTICO 3. OSB 4. MEMBRANA HIDRÓFUGA 5. PLACA CIMENTÍCIA 6. PLACA DE GESSO ACARTONADO 7. ACABAMENTO Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 3

4 19 PAREDE EXTERNA X PAREDE INTERNA 20 ENTREPISO MONTANTES SOLEIRA SUPERIOR Paredes portantes distribuem as cargas para as fundações, sem a utilização de vigas e pilares (pode ser necessário reforços em pontos específicos ex.: apoio VM) VERGA ISOLAMENTO BARROTES Compostas de montantes verticais Cada painel é fechado com guias de madeira (soleiras) superiores (geralmente duas) e inferiores (geralmente uma) OSB CONTRAVERGA As instalações hidráulicas e elétricas são embutidas Todas as ligações são pregadas 23 Montantes (1;5): O "esqueleto" dos painéis é feito de montantes Seções usuais (Curitiba): 4,5 cm x 9 cm (geralmente: alto padrão paredes internas com pouca carga e baixo padrão paredes internas e externas) 4,5 x 14 cm (geralmente: alto padrão paredes externas e internas mais carregadas) 3,8 cm x 9 cm (opção para baixo padrão) 24 Montantes: Espaçados a cada 60 cm, 40 cm ou 30 cm, dependendo das cargas e do vento Preenchidas para isolamento (lã de rocha - Brasil: todas paredes) Fechamento com placas de OSB (1,2 cm) Revestimento: Interno: placas de gesso Externo: plantas cimentícias Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 4

5 25 26 Vergas (2): Verificadas uma a uma Peças em pé Paredes de 4,5 cm x 9 cm: duas peças Paredes de 4,5 cm x 14 cm: três peças Dimensiona-se a altura da peça (9 cm, 14 cm, 19 cm ou 24 cm), caso não seja suficiente: peças compostas, MLC, VM.. Nos vãos inferiores e superiores: pedaços de montantes com o espaçamento padrão servindo de apoio para as placas de OSB Soleiras (3;6): Fechamento dos painéis Peças deitadas: geralmente superior dupla e inferior simples Acompanha a espessura dos montantes FIXAÇÃO OSB ISOLAMENTO 29 As paredes do térreo devem ser fixadas nas fundações e as paredes do superior no térreo com a utilização de cantoneiras, que devem ter o espaçamento definido pelo projeto estrutural (vento) 30 Paredes hidráulicas e com instalações elétricas Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 5

6 31 ENTREPISOS - LAJES Travam os apoios e fazem o contraventamento horizontal da estrutura Barrotes: O "esqueleto" dos entrepisos (lajes) é feito de barrotes Seções usuais (Curitiba): 4,5 cm x 14 cm ou 4,5 cm x 19 cm (baixo padrão) 4,5 x 24 cm (alto padrão) BARROTES DUPLOS 32 Barrotes: ENTREPISOS - LAJES A cada 60 cm, 40 cm ou 30 cm (menos que isso falta espaço para fixação) - depende das cargas atuantes e dos vãos As peças podem ser duplas ou até triplas, dependendo das cargas e dos vãos Preenchidas com isolamento (lã de rocha) Cuidado: deixar espaço adequado para fixação! 33 ENTREPISOS - LAJES 34 ENTREPISOS - LAJES Fechamento OSB (mais espessa que as chapas das parede, em geral 1,8 cm) As placas de OSB devem ser dispostas transversalmente em relação aos barrotes (assim têm resistência maior à flexão no maior sentido) Os entrepisos devem ser devidamente parafusados nas paredes do térreo com a utilização de cantoneiras ou parafusos e pregos BARROTES SIMPLES 35 PEÇAS ESPECIAIS 36 EMENTA Casos de vãos muito grandes, ou cargas excessivas pode ser necessário reforço madeira + resistente, peças compostas, MLC, viga metálica, etc. Importante: dimensionar apoio adequado para essas situações Alto padrão: muito comum VM REFORÇO CARGA CONCENTRADA: REAÇÃO VM VM VÃO MUITO GRANDE Introdução Histórico Componentes Projeto Execução Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 6

7 37 NORMAS O dimensionamento de painéis estruturais em wood frame pode ser feito a partir dos critérios estabelecidos pela norma americana WFCM 2001 e pelas normas europeias DIN 1052 (1998) e EUROCODE 5 Parte 2 (1997) NBR 7190:1997: Projetos de Estruturas de Madeira (em vigor) NBR 7190:2011 (ainda não tem valor normativo) A norma americana LRFD contém os fatores de ajustes, dimensões, valores de resistência e outras referências requeridas para o projeto estrutural dos painéis 38 Propriedades da madeira: classe de resistência, teor de umidade e classe de carregamento (NBR 7190) Vento: geralmente principal carga acidental na edificação Paredes: calcula-se as carga e dimensiona-se a seção e espaçamento dos montantes cuidar com cargas concentradas! Entrepisos: calcula-se as carga e dimensiona-se a seção e espaçamento dos barrotes cuidar com cargas concentradas! Projetar os painéis de modo a otimizar a paginação e facilitar a montagem! COBERTURA Depende da obra ESTRUTURAL DADOS DE ENTRADA ÁREA TÉCNICA PAV. SUPERIOR ENTREPISOS PAV. TÉRREO Cobertura Paredes Entrepisos Paredes Vergas Paredes Vegas VENTO CARGAS PERMANENTES FUNDAÇÃO Cargas distribuídas Cargas concentradas Ancoragem Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 7

8 Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 8

9 49 50 Projeto de produção: Software específico mais adequado: BIM Todo detalhamento da estrutura para fábrica Cada parede, cada entrepiso e cobertura são apresentados detalhadamente Projeto de produção: Ideal: paredes já saiam da fábricas fechadas (todas as camadas) 51 FÁBRICA TECVERDE ENGENHARIA - ARAUCÁRIA PR 52 FÁBRICA TECVERDE ENGENHARIA - ARAUCÁRIA PR 54 EMENTA Introdução Histórico Componentes Projeto Execução Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 9

10 55 FUNDAÇÃO Função das cargas de projeto e do tipo de solo existente Estrutura sobre a fundação leve e com cargas distribuídas ao longo das paredes geralmente radier ou sapata corrida Paredes fixadas com cantoneiras 56 FUNDAÇÃO 57 PISOS 58 PISOS Primeiro pavimento: técnicas tradicionais de alvenaria Pavimento superior: apoiado nas paredes do térreo - entrepisos constituídos por chapas de OSB apoiadas sobre barrotes OSB contrapiso SEÇÕES E ESPAÇAMENTOS: CONFORME ESTRUTURAL (DEPENDE DO VÃO E DO CARREGAMENTO) 59 PAREDES 60 PAREDES Térreo: apoiadas na fundação Pavimento superior: apoiadas nos entrepisos Preenchidas com isolamento Parede interna: OSB + placa de gesso (verde para áreas molháveis) Parede externa: OSB + placa cimentícia Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 10

11 61 62 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS Iguais às que são utilizadas na construção convencional Vantagem: paredes funcionam como shafts visíveis, facilitando a execução e manutenção das instalações Evitar que os perfis verticais sejam perfurados Quando existe a necessidade de se furar um montante, o furo deve respeitar a especificação de diâmetro máximo igual a 1/3 da espessura do montante previsto no projeto estrutural 63 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS Por se tratar de um sistema industrializado, ele permite um planejamento prévio que possibilita já deixar preparadas todas as furações necessárias para a passagem de condutores, canos e conexões 64 COBERTURA Sobre as paredes portantes do último piso são aplicadas treliças ou lajes de cobertura Adapta-se a qualquer projeto arquitetônico, sendo possível executar telhados com diversas inclinações, telhados planos e curvos COBERTURA COBERTURA Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 11

12 CONDOMÍNIO MCMV 67 24/08/2016: finalização do primeiro prédio com tecnologia sustentável wood frame do Brasil, em Araucária, no Paraná. A montagem do prédio de três pavimentos durou 64 horas, com jornadas de oito horas de trabalho diárias TECVERDE CASA ALTO PADRÃO CONDOMÍNIO MCMV O projeto envolve dois edifícios com 12 apartamentos, distribuídos em três pavimentos, com uma das torres finalizada em apenas 40 horas de montagem TECVERDE 70 TECVERDE CASA ALTO PADRÃO CASAS PRONTAS 71 CASA ALTO PADRÃO TECVERDE (2018) Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 12

13 CASAS PRONTAS REFERÊNCIAS 74 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 1997 (em vigor). ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 2011 (processo de avaliação). MOLINA, J. C.; Calil Junior, C. Sistema construtivo em wood frame para casas de madeir. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v. 31, n. 2, p , acessado em janeiro de TECVERDE (2018) heloisacampos@ufpr.br Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 13