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1. Telhados e Coberturas.pdf Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Construção Civil PCC 436 – Tecnologia da Construção de Edifícios II CCOOBBEERRTTUURRAASS EEMM TTEELLHHAADDOOSS NOTAS DE AULA Prof. Dr. Francisco Ferreira Cardoso Assistentes de Ensino: Luciana A. de Oliveira Marcelo Gustavo Martins São Paulo Novembro, 2000 1 680È5,2 1 Introdução................................................................................... 2 2 Coberturas em telhados ............................................................. 2 2.1 PARTES CONSTITUINTES ............................................................................................. 2 ����� 7HOKDPHQWR ������������������������������������������������������������������������������������������������������� � 2.1.1.1 Telhas Cerâmicas ....................................................................................................4 2.1.1.2 Telhas Onduladas de Fibrocimento..........................................................................7 2.1.1.3 Telha de Concreto....................................................................................................9 2.1.1.4 Telha Ondulada de Poliéster ..................................................................................10 2.1.1.5 Telha de Aço..........................................................................................................11 2.1.1.6 Telha de asfalto coberta por grânulos (telha tipo 6KLQJOH)......................................13 ����� (VWUXWXUD��7UDPD�H�(VWUXWXUD�GH�$SRLR������������������������������������������������������������ �� 2.1.2.1 Estrutura de Madeira..............................................................................................17 2.1.2.2 Estrutura Metálica ..................................................................................................18 ����� 6LVWHPDV�GH�&DSWDomR�GH�ÈJXDV�3OXYLDLV������������������������������������������������������� �� 3 Principais aspectos do método executivo de telhamentos em telhas cerâmicas............................................................................ 22 3.1 COLOCAÇÃO DAS TELHAS .......................................................................................... 22 3.2 BEIRAL..................................................................................................................... 23 3.3 CUMEEIRA ................................................................................................................ 23 3.4 ESPIGÃO .................................................................................................................. 23 3.5 RINCÃO OU ÁGUA FURTADA....................................................................................... 23 3.6 ARREMATES ............................................................................................................. 24 3.7 ARGAMASSA DE EMBOÇAMENTO ................................................................................. 24 4 Conclusões............................................................................... 24 5 Referências Bibliográficas........................................................ 30 2 �� �,1752'8d2 A cobertura é um subsistema do edifício e pode ser dividida em dois grupos principais: - lajes de concreto impermeabilizadas; - coberturas em telhado. As lajes de concreto impermeabilizadas foram apresentadas por MELHADO (1991) em apostila, e suas partes constituintes e funções foram discutidas durante as aulas de impermeabilização. Assim, neste trabalho serão apresentados os principais conceitos relacionados às coberturas em telhados. Ante, porém, apresenta-se um quadro comparativo entre as duas tipologias de cobertura, que consta da tabela 1. Assim, as coberturas em telhados possuem as seguintes características quando comparadas às lajes de concreto impermeabilizadas: - menor peso; - melhor estanqueidade; - maior durabilidade; - menor participação estrutural; - menos suscetibilidade às movimentações do edifício; - necessidade de forro. �� &2%(5785$6�(0�7(/+$'26 Caracteriza-se aqui o telhado como sendo um revestimento descontínuo constituído de materiais capazes de prover estanqueidade à água de chuva, repousados ou fixados sobre uma estruturação leve. Neste item serão apresentados as partes constituintes das coberturas em telhados. 2.1 3$57(6�&2167,78,17(6 As partes constituintes das coberturas em telhados e suas funções principais são assim: a) telhamento: constituído por telhas de diversos materiais (cerâmica, fibrocimento, concreto, metálica e outros) e dimensões, tendo a função de vedação; b) trama: constituída geralmente por terças, caibros e ripas, tendo como função a sustentação das telhas; c) estrutura de apoio: constituída geralmente por tesouras, oitões, pontaletes ou vigas, tendo a função de receber e distribuir adequadamente as cargas verticais ao restante do edifício; d) sistemas de captação de águas pluviais: constituídos geralmente por rufos, calhas, condutores verticais e acessórios, tendo como função a drenagem das águas pluviais. 3 Cada uma dessas partes serão apresentadas com mais detalhes a seguir. &DUDFWHUtVWLFDV IXQGDPHQWDLV &REHUWXUDV�HP�WHOKDGRV /DMHV�GH�FRQFUHWR LPSHUPHDELOL]DGDV 3HVR Os materiais de revestimento utilizados são leves (telhas) e os vãos são vencidos geralmente por treliças, resultando em estruturas leves. Os vãos são vencidos pelo próprio concreto armado ou protendido, resultando geralmente em coberturas mais pesadas. (VWDQTXHLGDGH É garantida pelo detalhe de justaposição das telhas (encaixe, comprimento de tal sobreposição, etc.) e pela inclinação; a inclinação é fundamental, de forma a garantir uma velocidade de escoamento das águas que evite a penetração pelas juntas, através do efeito do vento, ou através das próprias peças constituintes, quando o material não é suficientemente impermeável. A continuidade é garantida pela continuidade da superfície vedante; o concreto, pela sua fissuração (devido à retração, movimentação térmica e carregamento), não garante por si só esta continuidade, sendo exigidas as impermeabilizações. 3DUWLFLSDomR�HVWUXWXUDO H�FRPSRUWDPHQWR IUHQWH�D PRYLPHQWDo}HV�GR HGLItFLR As coberturas em telhados apenas se apoiam sobre o suporte, não tendo participação estrutural significativa no conjunto da edificação. E, ainda, a movimentação devida a mudanças de temperatura ou a outros motivos (até um certo limite) não compromete sua estanqueidade, por estarem as telhas soltas e sobrepostas. As coberturas de concreto, integram a estrutura do edifício. As movimentações estruturais (variações dimensionais, recalques diferenciais) introduzem tensões na cobertura, o que pode comprometer sua estanqueidade devido à fissuração ou ao trincamento. 1HFHVVLGDGH�GH�IRUUR Geralmente utiliza-se um forro, que desempenha dupla função: uma é de nivelar o teto e fornecer suporte às instalações, outra é a de propiciar correção térmica, uma vez que os telhados têm em geral pequena espessura. Pode- se dizer que o espaço de ar confinado entre a cobertura e o forro, e o próprio forro, participam da correção térmica. Em geral, dispensam a utilização de forros. Por exemplo, nas coberturas em lajes horizontais, o nivelamento do teto e suporte para as instalações já é obtido pela própria laje. 7DEHOD��: Quadro comparativo entre coberturas em telhados e lajes de concreto impermeabilizadas (PICCHI, 1994). 4 ������ �7(/+$0(172 Neste item serão apresentados os seguintes tipos de telhas: - cerâmicas; - onduladas de fibrocimento; - de concreto; - ondulada de poliéster; - de aço; - de asfalto coberta por grânulos ( telha tipo 6KLQJOH). �������� �7(/+$6�&(5Æ0,&$6 As telhas cerâmicas são de uso mais corrente no Brasil, sobretudo em construções residenciais unifamiliares. De acordo com YAZIGI (1998) “D� IDEULFDomR� GDV� WHOKDV FHUkPLFDV�p�IHLWD�TXDVH�TXH�SHOR�PHVPR�SURFHVVR�HPSUHJDGR�SDUD�RV�WLMRORV�FRPXQV��2 EDUUR�GHYH�VHU�PDLV�ILQR�H�KRPRJrQHR��QHP�PXLWR�JRUGR�QHP�PXLWR�PDJUR��D�ILP�GH�VHU PDLV�LPSHUPHiYHO�VHP JUDQGH�GHIRUPDomR�QR�FR]LPHQWR. $�PROGDJHP�SRGH�VHU�IHLWD�SRU H[WUXVmR�VHJXLGD�GD�SUHQVDJHP��RX�GLUHWDPHQWH�SRU�SUHQVDJHP��$�VHFDJHP�WHP�GH�VHU PDLV�OHQWD�TXH�SDUD�RV�WLMRORV�FRPXQV��RX�VHMD��D�UHWHQomR�GH�iJXD�GHYH�VHU�PDLRU��SDUD GLPLQXLU�D GHIRUPDomR”. Ainda segundo este autor, as telhas devem ser fabricadas com maior cuidado que os tijolos, apresentando menores deformações, sendo mais compactas, mais leves e tão impermeáveis quanto possível. Conforme seu tipo, devem atender às disposições da norma “NBR 9601 – Telha cerâmica de capa e canal – Especificações” ou “NBR 7172 – Telha cerâmica tipo francesa – Especificações”. O controle expedito da impermeabilidade (estanqueidade à agua) é feito moldando sobre ela um anel de argamassa, no interior do qual se põe água até 5 cm de altura. Uma boa telha, em 24 horas, não deixa infiltrar umidade. A umidade só aparecerá após 48 horas, e sem gotejamento. Normalmente, exige-se que a absorção não seja superior a 18%, mas convém registrar que as telhas têm sua impermeabilidade aumentada com o tempo. Isso se deve ao fato de que os poros se obstruem com o limo e a poeira depositada. A superfície das telhas tem de ser lisa, para deixar a água escorrer facilmente e para diminuir a proliferação de musgo (YAZIGI, 1998). A estanqueidade e o desempenho térmico constituem os dois principais pontos para a avaliação de utilização de um telhado. Dentre as causas das falhas de adequabilidade a esses aspectos têm-se: - grande número de juntas; - deslocamento dos componentes durante fortes ventos (declividades e assentamentos inadequados); - deslocamento das telhas decorrentes de deformações excessivas das estruturas de sustentação; - projeto inadequado de arremates (encontro de telhados e paredes), extravasores de água, etc.; - acúmulo de algas, liquens e musgos nos encaixes; - trasbordamento de calhas e rufos. 5 O desenvolvimento de musgos nos telhados obstruem os ressaltos das telhas e provocam refluxo das água tornando os telhados escuros, e as calhas podem sofrer obstruções. A mudança de cor avermelhada para tonalidades escuras do marrom aumenta a quantidade de calor de radiação gerado na cobertura e piora as condições de conforto térmico. Os musgos podem ser eliminados por meio da escovação e de lavagem das telhas com produtos tóxicos como, por exemplo, água sanitária e cloro. A escovação é recomendada para ser executada após os períodos de temporadas úmidas. No recebimento das telhas cerâmicas no canteiro não poderão ser aceitos defeitos sistemáticos como quebras, rebarbas, esfoliações, trincas, empenamentos, desvios geométricos em geral e não uniformidade de cor. Cada caminhão entregue na obra será considerado como um lote para efeito de inspeção. Segundo SOUZA (1996), com exceção da espessura, que deve ser verificada em uma amostra de 13 peças retiradas aleatoriamente de cada lote, todas as demais propriedades são verificadas em amostras de 20 peças. As telhas cerâmicas têm de ser estocadas na posição vertical, em até três fiadas sobrepostas. No caso de armazenamento em laje, verificar sua capacidade de resistência para evitar sobrecarga (figura 1). )LJXUD��: Armazenamento de telhas (transparência de aula). Em princípio, há dois tipos de telhas cerâmicas: as planas e as curvas. As telhas planas são do tipo Marselha, também conhecidas por telhas francesas, e as telhas de escamas, pouco encontradas. As telhas francesas são planas, com encaixes laterais e nas extremidades, com agarração para fixação às ripas. Pesam aproximadamente 2 kg e são necessárias 15 peças por metro quadrado de cobertura. Para a inclinação usual de 30º, isso corresponde a 22 peças por metro quadrado de projeção. As normas técnicas dividem as telhas cerâmicas tipo Marselha em duas classificações, conforme sua resistência a uma carga aplicada sobre o centro da telha, estando ela sobre dois apoios: 1a categoria: resistência mínima de 85 kg; 2a categoria: resistência mínima de 70 kg. 6 Ainda segundo YAZIGI (1998). uma telha cerâmica, mesmo de 2a categoria, precisa resistir bem ao peso de um homem médio, estando apoiada nas extremidades. Esse é um processo para verificar a qualidade no momento do recebimento, sendo que a espessura média para essas telhas é de 1 a 3 cm. As telhas de escamas são feitas para emprego em mansardas e telhados de ponto elevado, situação em que as telhas francesas escorregariam sob o efeito do vento. Essas telhas são simples placas planas com dois furos, pelos quais se passa arame para prendê-las às ripas. Para a caracterização do conceito de ponto, ver figura 2. As telhas do tipo capa e canal, também chamadas romanas ou coloniais, podem ser simples ou com encaixes e de cumeeira. As coloniais simples, sem encaixe, pesam 1,80 kg por unidade. As coloniais de encaixe são de diversos desenhos e tamanhos. O sistema de fixação destas telhas também variam muito. As telhas de cumeeira são usadas nas cumeeiras e nos espigões, são do tipo capa, mas com encaixe e desenho de arremate. As dimensões usuais das telhas cerâmicas estão representadas na figura 3. O ponto é a relação H/L, sendo ainda usada a seguinte nomenclatura: 1:2 – ponto meio 1:3 – ponto terço 1:4 – ponto quarto O ponto é dito elevado a partir de 1:3 (inclinação acima de 33º40’ ou declividade maior do que 100%) H L )LJXUD�� – Caracterização do ponto elevado (notas de aula). 7 )LJXUD��: Dimensões e declividades de telhas cerâmicas (transparência de aula). �������� �7(/+$6�21'8/$'$6�'(�),%52&,0(172 Pelo baixo custo dos telhados executados com as telhas onduladas de fibrocimento, estas são bastante utilizadas em edifícios habitacionais de padrão popular, inclusive unifamiliares, embora não proporcionem adequado conforto, sobretudo térmico. Juntamente com as telhas de aço, são bastante empregadas em edifícios comerciais e industriais. Devem atender às disposições da norma “NBR 7581 – Telha ondulada de fibrocimento – Especificações”. Trata-se de produto fabricado com mistura homogênea de cimento Portland e fibras de amianto. A tabela � apresenta as dimensões padronizadas das telhas onduladas de fibrocimento. 8 (VSHVVXUD��PP� &RPSULPHQWR��P� /DUJXUD��P� 5, 6 e 8 mm 0,91 / 1,22 / 1,53 / 1,83 / 2,13 / 2,44 / 3,05 / 3,66 1,10 (útil 0,885 m ou 1,05 m conforme recobrimento) 7DEHOD�� dimensões padronizadas das telhas onduladas de fibrocimento (YAZIGI, 1998). O recobrimento lateral é de ¼ de onda. O recobrimento mínimo longitudinal é de 14 cm. As telhas com comprimento superior a 1,83 m (de 6 mm) e de 2,13 m (de 8 mm) exigem terça intermediária de apoio. Apoiadas em estrutura de madeira, metálicas ou de concreto, as telhas deverão ser fixadas com acessórios apropriados, fornecidos pelo fabricante. Tal fixação é feita com ganchos, parafusos e grampos de ferro zincado, com utilização de conjunto de arruelas elásticas de vedação, massa de vedação e cordões de vedação. As telhas precisam apresentar a superfície das faces regular e uniforme, bem como obedecer às especificações de dimensões, resistência à flexão, impermeabilidade e absorção de água. A observação de trincas, quebras, superfícies das faces irregulares, arestas interrompidas por quebras, caroços, remendos e deformações, será feita visualmente, inspecionando as amostras retiradas de cada lote. Cada caminhão entregue na obra com um máximo de 500 telhas será considerado como um lote para efeito de inspeção. Segundo SOUZA (1996), as propriedades são verificadas em amostras de 13 peças, retiradas aleatoriamente de cada lote. As telhas têm de ser armazenadas em pilhas de até 35 peças, apoiadas em três pontaletes paralelos, sendo um no centro e os outros a 10 cm de cada borda. No caso de armazenamento sobre laje, verificar sua capacidade de resistência de modo a descartar qualquer risco de sobrecarga (YAZIGI, 1998). )LJXUD��: Armazenamento de telhas de fibrocimento (transparência de aula). Na montagem da primeira fiada as chapas precisam ser fixadas com um parafuso por chapa (colocado na crista da 2a onda), necessitando a última chapa ser fixada com dois parafusos (na crista das 2a e 5a ondas). Nas chapas das fiadas intermediárias, terão de ser aplicados dois ganchos chatos na cava da 1a e 4a onda. As cumeeiras deverão ser 9 fixadas com um parafuso de cada lado, sendo a última delas com dois parafusos de cada lado. O caimento mínimo a ser empregado é de 10º ou seja 17,6% (abaixo desse limite, estar-se-á arriscando infiltração de água através da junção das telhas). A superposição das chapas variam conforme sua inclinação, sendo portanto: - para telhados com menos de 15º de inclinação, usar recobrimento longitudinal mínimo de 20 cm; - para caimentos maiores de 15º, pode-se usar recobrimento longitudinal de 14 cm. O espaçamento máximo entre as terças é de 1,69 m. Por essa razão, a chapa mais econômica é a de 1,83 m, já que para as telhas maiores se torna indispensável a colocação de terça intermediária (para telhas de 6 mm de espessura). Quanto aos beirais, os comprimentos das chapas, máximo e mínimo, em balanço são: - beirais sem calha: máximo 40 cm e mínimo 25 cm; - beirais com calha: máximo 25 cm e mínimo 10 cm. A montagem das telhas deverá ser iniciada a partir do beiral para a cumeeira. Para uma montagem e utilização do sistema de cobertura em telhas onduladas de fibrocimento eficientes, precisam ser seguidas as seguintes recomendações: - não se pode pisar diretamente sobre as telhas; usar tábuas apoiadas em três terças, em coberturas muito inclinadas, amarrar as tábuas; - utilizar ferramentas manuais (serrote, arco de pua, etc.). Se houver a necessidade de utilização de serras elétricas, recomenda-se as de baixa rotação para evitar a dispersão do pó de amianto; - procurar sempre realizar o trabalho ao ar livre; - umedecer as peças de fibrocimento antes de cortá-las ou perfurá-las. Finalmente, cabe dizer que existem outras telhas em fibrocimento com seções diversas e capazes de vencer grandes vãos, que são sobretudo empregadas em edifícios comerciais e industriais, em abrigos para veículos. �������� 7(/+$�'(�&21&5(72 As telhas de concreto e suas peças complementares são compostas de aglomerantes, agregados e óxidos que são responsáveis pela sua coloração. Têm uso ainda limitado no Brasil, sendo empregadas sobretudo em edifícios de médio e alto padrão. A tabela � apresenta as dimensões nominais da telha de concreto, comumente conhecida como tipo 7pJXOD, que é o seu principal fabricante. &RPSULPHQWR ~WLO /DUJXUD�~WLO 3HVR�QRPLQDO SRU�XQLGDGH &RQVXPR ,QFOLQDomR 320 mm 300 mm 4,70 kg 10,50 un/m2 30% 7DEHOD��: Dimensões nominais da telha de concreto do tipo 7pJXOD (GUIA TÉGULA,1999). Segundo catálogo do fornecedor (GUIA TÉGULA, 1999) esta telha apresenta uma espessura média de 12 mm, absorção de água entre 7 a 10% e resistência mínima à flexão de 300 kg. 10 Para as montagens dessas telhas, inicia-se da direita para a esquerda e de baixo para cima. A sobreposição de uma cumeeira sobre outra é de 7 cm. É muito importante que no emboçamento das peças complementares a argamassa utilizada fique protegida pela cumeeira, ou seja, significando que a massa não deve ficar exposta às intempéries. Pode- se ainda adicionar um pigmento à argamassa de assentamento da mesma coloração das telhas. Deve-se, no caso de armazenamento das peças, providenciar com antecedência um local plano para a descarga das telhas e prepará-lo com uma camada de 5 cm de areia, evitando assim que as telhas estocadas sujem em contato com a terra ou barro. É importante considerar a quantidade de telhas empilhadas, e recomenda-se no máximo três na vertical. Para o corte dessas telhas, pode-se utilizar uma máquina convencional de corte com disco para material refratário ou, ainda, qualquer máquina com disco diamantado. )LJXUD��: Armazenamento de telha tipo 7pJXOD. (GUIA TÉGULA,1999) �������� 7(/+$�21'8/$'$�'(�32/,e67(5 São chapas onduladas de poliéster reforçado com filamentos de vidro, apresentada em diversos perfis adaptáveis a telhas de outros materiais, como as de fibrocimento e metálicas (aço zincado). Suas dimensões são apresentadas na tabela 4. (VSHVVXUD��PP� &RPSULPHQWR��P� /DUJXUD��P� (1+/-0,2) mm de 1,22 a 12,0 m de 0,506 a 1,10 m 7DEHOD��: Dimensões das chapas onduladas de poliéster (YAZIGI,1998). O peso varia de 1,4 kg/m2 a 1,8 kg/m2. São incolores, translúcidas, flexíveis, resistentes a gases industriais, óleo e agentes químicos. Sua utilização básica é em coberturas, com o objetivo de aumentar a luminosidade (iluminação zenital) do ambiente. 11 São fixadas sobre estruturas metálicas ou de madeira. São elementos de fixação: pregos, parafusos e ganchos com rosca, sempre colocados na crista da onda das chapas. A colocação geralmente se inicia do beiral para a cumeeira, segundo YAZIGI(1998) no sentido oposto ao dos ventos dominantes na região, regra essa que é válida para os demais tipos de telha. �������� �7(/+$�'(�$d2 As telhas de aço têm uso predominante em edifícios comerciais e industriais e o material básico para a fabricação de seus perfis é a chapa de aço apropriada para moldagem a frio, zincada ou pintada com material sintético. Ao serem configuradas, podem apresentar seções diversas, como ilustra a figura 6. )LJXUD���±Telhas de aço a)- secção trapezoidal / b)-secção ondulada (PERKROM) De fato, os fabricantes de telhas de aço zincada têm em sua linha diferentes geometria de perfis, mas segundo MENEGUETTI (1994), “p� SRVVtYHO� DJUXSi�ORV� HP� GRLV� JUXSRV FRQIRUPH�D�VHFomR� WUDQVYHUVDO� �RQGXODGD�RX� WUDSH]RLGDO��H�SRU�DOWXUD�GD�SDUWH� LQIHULRU�H VXSHULRU� GD� WHOKD´. A tabela 5, da Associação Brasileira de Construtores de Estrutura Metálica ( ABCEM), traz a produção de telhas de aço no Brasil, por tipo de seção. 7DEHOD����Tipos de telhas de aço e respectivos fabricantes (ABCEM,1992). a b 12 A zincagem por imersão protege a chapa de aço contra a ação da corrosão sendo, em conjunto com os necessários acabamentos de superfície, um excepcional fundo de aderência para um posterior revestimento com material sintético (Manual HAIRONVILLE DO BRASIL,1999). A fabricação dos perfis de aço a partir de bobinas de fitas de aço previamente zincadas se dá através de um processo contínuo em equipamentos de rolos de perfilação. Neste método de fabricação, a fita de aço é desenrolada da bobina a uma velocidade de até 70 m/min; a seguir ela é aplainada, cortada no comprimento, perfilada, empilhada e, finalmente, embalada. Desta maneira podem ser fabricados perfis de aço (telhas) com até 20 m de comprimento. O fornecimento das telhas de aço é feito em caminhões, em pacotes paletizados que, levando em consideração os guinchos existentes nas obras, têm um peso máximo de 3 toneladas. Para o armazenamento, caso os pacotes de telhas perfiladas não venham a ser utilizados de imediato, devem ser armazenados de modo a serem protegidos contra a ação das intempéries. Se possível, os pacotes deverão ser armazenados com uma leve inclinação na direção longitudinal, para que na eventualidade de cair água sobre as telhas, essa possa escoar livremente. E, ainda, as embalagens dos pacotes feitas na fabrica devem ser abertas nas extremidades para evitar a formação de condensação de água. Como mostra a figura 7, os perfis metálicos são fixados através de chumbadores, rebites ou parafusos, nas ondas das telhas. )LJXUD��: Fixação das telhas metálicas (transparência de aula). Além das telhas de aço, são também encontradas no mercado telhas de alumínio, que, via de regra, apresentam maior durabilidade, maior preço, menor peso e menor resistência, para uma mesma seção. 13 �������� 7(/+$�'(�$6)$/72�&2%(57$�325�*5Æ18/26��7(/+$�7,32�6+,1*/(⊗� Apresentando características bastante particulares e com uso ainda limitado no Brasil, as telhas de asfalto coberta por grânulos (telha tipo 6KLQJOH) foram desenvolvidas para fazer do telhado um elemento construtivo que supere as funções básicas de proteções contra as intempéries, permitIndo a utilização de várias águas sem emendas. Mais ainda do que nos casos dos telhados com telhas em fibrocimento ou em aço, trata- se de um “sistema de cobertura” que é dotado de componentes específicos, exigindo um projeto especialmente desenvolvido. Nele, não se pode falar das telhas de modo isolado, devendo-se considerar conjuntamente a estrutura portante e outros componentes, que dele fazem parte e que também assumem características particulares. O “sistema de cobertura tipo 6KLQJOH´ é assim composto por (ver figura 8): - estrutura de suporte: composta por tesouras (no caso de vãos abertos, sem laje), ou pontaletes (quando feitos sobre lajes). Sobre essa estrutura, serão colocadas terças, vigas e os caibros, se necessário; até aqui não se diferenciam dos demais tipos de coberturas em telhado, o que começa a acontecer a partir do próximo componente; - base de madeira: é constituída por uma chapa de compensado, que será a base direta da telha, sobre a qual a mesma será fixada através de pregos corretamente aplicados. É importante que a chapa de compensado esteja seca antes da aplicação das telhas, evitando possível empenamento; - sub-cobertura: é uma manta impermeabilizante de fibras de polietileno que é usada nesse tipo de telhado para assegurar uma proteção e vedação à base, e ao mesmo tempo não permitir a condensação de água na interface madeira-manta, através da migração da umidade; - telhas tipo 6KLQJOH: são telhas à base de asfalto cobertas por grânulos em dimensões de 30,48 cm x 91,44 cm. Cada telha é composta por quatro camadas, sendo a primeira de asfalto, a segunda de fibra de vidro impregnada por uma manta asfáltica impermeável, a terceira de asfalto e a quarta aparente, composta por asfalto e grânulos. Os grânulos são de material cerâmico podendo ter diversas cores, o que permite a coloração da telha. Os grânulos são também responsáveis pela resistência à abrasão e ao fogo. Para evitar a proliferação de algas e fungos é necessário criar uma camada superficial de óxido de cobre; - sistema de ventilação: sendo composto por uma abertura na cumeeira, painéis de vinil, canaletas de poliestireno localizadas sob o compensado, direcionando a circulação de ar dos painéis de vinil até a cumeeira. A ventilação é essencial neste tipo de cobertura, uma vez que não há passagem de ar através das telhas tipo 6KLQJOH. Geralmente a ventilação é dimensionada para obter 1 m2 de abertura na cumeeira a cada 150 m2 de área coberta; - manta de fibra de vidro: é utilizada afim de melhorar o desempenho térmico do sistema; - coleta de águas pluviais: o sistema de coleta de águas pluviais geralmente é análogo aos utilizados nos telhados convencionais, ou seja, composto por rufos, calhas e condutores verticais, se necessários. Vê-se assim que tal tipo de cobertura em telhado constitui-se num verdadeiro “sistema”. ⊗�As informações referentes ao sistema de cobertura tipo 6KLQJOH foram tiradas do catálogo do fornecedor e do trabalho feito para a disciplina PCC436 (FUSARO HW�DO.,1998). 14 )LJXUD��: Esquema de cobertura da telha tipo 6KLQJOH (CATÁLOGO OWENS CORNIG). ������ (6758785$��75$0$�(�(6758785$�'(�$32,2 A estrutura dos telhados tem como funções principais a sustentação e fixação das telhas e a transmissão dos esforços solicitantes para os elementos estruturais, garantindo assim a estabilidade do telhado. A estrutura dos telhados pode ser dividida em: - estrutura de apoio; - trama. A trama é a estrutura que serve de sustentação e fixação das telhas. Para telhas com pequenas dimensões, tais como as telhas cerâmicas e de concreto, a trama geralmente é constituída por terças, caibros e ripas de madeira (figura 8). Para telhas de dimensões maiores, tais como as telhas metálicas, plásticas e de fibrocimento, é possível eliminar os caibros e ripas. 15 )LJXUD��: Terças, caibros e ripas. As terças são peças horizontais colocadas na direção perpendicular à estrutura de apoio. Elas geralmente apoiam-se sobre: - pontaletes; - tesouras ou treliças; - oitões ou paredes intermediárias (figura 9). �D� �E� 16 (c) )LJXUD��: (a) terças apoiadas sobre pontaletes, (b) terças apoiadas sobre tesouras e (c) terças apoiadas sobre oitões. Os caibros, por sua vez, são colocados na direção perpendicular à das terças e, portanto, paralelamente à estrutura de apoio. As ripas constituem a última parte da trama. São pregadas transversalmente aos caibros e, portanto, paralelamente às terças (vigas). As terças são peças horizontais colocadas em direção perpendicular às tesouras. O espaçamento entre duas ripas depende das dimensões das telhas utilizadas ou de sua galga (BORGES, 1979). As terças superior e inferior são chamadas, respectivamente, de cumeeira e frechal. A distância entre dois caibros e entre duas terças depende do tipo de telha (peso) e das dimensões da sua seção e do tipo de madeira com que são fabricados (ou do aço e de sua seção, no caso de estruturas nesse material). A tabela 6 ilustra tais afastamentos, para o caso de estrutura de madeira em peroba. 7(/+$ (6758785$�'(�0$'(,5$��3(52%$� 7,32 0$66$��NJ� *$/*$ �FP� 5LSDV���[��FP� 'LVWkQFLD�HQWUH ULSDV��FP� &DLEURV���[��FP� 'LVWkQFLD�HQWUH FDLEURV��FP� 7HUoDV���[���RX �[���FP� 'LVWkQFLD�HQWUH WHVRXUDV�RX DSRLRV��FP� Francesa 2,60 34,0 34,0 50 a 60 cm ** Romana 2,60 36,0 36,0 idem ** Colonial 2,25 40,0 40,0 idem ** Plan 2,28 40,0 40,0 idem ** ** De acordo com BORGES (1979), utilizam–se terças de 6x12 se o vão entre tesouras não exceder a 2,50 m e de 6 x 16 para vãos entre 2,50 a 4,00 m. 7DEHOD����Dados referentes à distância entre caibros, terças e tesouras ou apoios (pontaletes), no caso de estruturas em peroba. 17 De acordo com MENEGUETTI (1994), os principais pontos a serem considerados no processo de definição da estrutura são: - os detalhes arquitetônicos (tipo de telha e formas de fixação ou inclinação ou tipo de telhado: uma água, duas águas, VKHG ou arco); - os sistemas térmicos e de ventilação (lanternins, exaustores e forros por exemplo); - os sistemas mecânicos e equipamentos industriais ou cargas tecnológicas (ponte rolantes, passarelas de manutenção, dentre outros); - os sistemas elétricos e de comunicação (dutos e antenas, por exemplo); - os sistemas hidráulicos e de gases; - as fundações; - a fabricação e o transporte da estrutura e a montagem; - os próprios sistemas estruturais ( reticulados ou superfícies resistentes). A seguir, são melhor caracterizadas as estruturas de cobertura em madeira e em aço. �������� (6758785$�'(�0$'(,5$ Os elementos das estruturas convencionais dos telhados, especialmente os telhados de habitações residenciais, são construídos de madeira�� Todos os elementos utilizam geralmente a peroba como madeira padrão, por ser mais resistente ao apodrecimento e também por não ser tão dura quanto o ipê e a cabreúva, entre outras razões�(BORGES, 1979). A ligação da estrutura do telhado ao edifício pode ser feita através de: - amarração com aço de construção dobrado e torcido; - amarração com aço de construção dobrado e pregado; - amarração com chapa metálica com uma haste parafusada ou pregada (figura 10). )LJXUD���: Tipos de amarração dos componentes de ancoragem (TÉCHNE, 1998). Os componentes de ancoragem mais comuns são: - chapa metálica em “rabo de andorinha” imersa em cinta de amarração; - aço de construção imerso em pilaretes de concreto em “T” invertido, embutido na alvenaria; - aço de construção imerso em cinta ou laje de concreto (figura 11). 18 )LJXUD���: Tipos de fixação de componentes de ancoragem (TÉCHNE, 1998). �������� (6758785$�0(7È/,&$ As estruturas metálicas ou de concreto apresentam-se como alternativas às estruturas de madeira, principalmente devido à escassez e conseqüente aumento do preço da madeira e pressões da sociedade relativas à preservação do meio ambiente. Além disso, a utilização de peças pré-fabricadas potencialmente aumenta o grau de industrialização, otimizando a produtividade e qualidade na construção de telhados. O uso de estrutura metálica é bastante comum em edifícios industriais e em galpões, seja sob a forma de treliças planas e vigas a elas perpendiculares (terças), usualmente feitas em aço, seja sob a forma espacial, constituída por elementos tubulares, em aço ou alumínio (figura 12). )LJXUD�����Estrutura metálica espacial. 19 Visando aumentar a racionalização e diminuir os custos das estruturas em aço para telhados, o grupo Gerdau lançou em 1996 um sistema de cobertura utilizando vigas de aço, denominado sistema 0XOWLYLJD. Esse sistema foi projetado para atender o mercado de casas populares e pode ser adaptado para a construção de ginásios, escolas, VKRSSLQJV, estacionamentos e prédios comerciais, além de fechamentos laterais (figura 13). )LJXUD���- Galpão industrial em cobertura com sistema 0XOWLYLJD ( www.gerdau.com.br). O sistema construtivo 0XOWLYLJD está apto para utilizar qualquer tipo de telha, principalmente as de cerâmica, e pode ser utilizado em coberturas com inclinações de até 40%. A possibilidade de utilização de várias inclinações abre amplas opções arquitetônicas. Segundo o sítio ,QWHUQHW do fabricante (www.gerdau.com.br) devido à grande resistência dos elementos estruturais da 0XOWLYLJD, o sistema vence vãos livres superiores aos sistemas convencionais, permitindo a construção de estruturas leves, o que implica numa considerável economia em fundações, colunas e demais elementos de sustentação das coberturas. A 0XOWLYLJD é constituída por módulos produzidos de forma seriada, sob medida para cada projeto. Ela é feita em aço de baixo teor de carbono, de acordo com a norma ASTM A36. ������ 6,67(0$6�'(�&$37$d2�'(�È*8$6�3/89,$,6 A captação das águas pluviais constitui um projeto de drenagem à parte. Todavia, as superfícies devem ter declividades compatíveis com aspectos tais como a rugosidade das telhas ou o seu formato (calha) para garantir a correta drenagem e evitar sobrecargas de lâminas d’água. Além disso, como regra, quanto maior o número de juntas, maior a declividade necessária. O comprimento da rampa é também função da intensidade de precipitação pluviométrica (MENEGUETI, 1994). São consideradas funções das instalações de águas pluviais a captação, condução, detenção e destinação ao local adequado de armazenamento ou distribuição à rede pública. 20 De acordo com DEL CONTI (1993), as funções de captação e condução de águas pluviais de coberturas, pisos, marquises, rampas e outros devem ser realizadas o mais rapidamente possível a fim de que não haja água empoçada além do tempo de duração da chuva. Ainda segundo esta autora, o acúmulo de água é altamente prejudicial à impermeabilização, quer seja pela pressão hidrostática, ou pelos fenômenos de secagem e molhagem, alta deposição de sujeira, ou pelo diferencial de temperatura entre áreas secas e molhadas, contribuindo para a redução da durabilidade da cobertura. As coberturas podem ser drenadas por: - saídas que se localizam externamente à cobertura (caixa de drenagem ligada diretamente a um condutor e condutores verticais); - canais ou saídas internas à cobertura (calha de beiral, extravasor, rufos). Geralmente, para a construção residencial, os principais componentes dos sistemas de captação de água pluviais são: rufos, calhas e condutores verticais. Os rufos podem ser metálicos ou de PVC, devem garantir a estanqueidade à água e serem executados nos encontros dos telhados com as paredes. A NBR 8039 (ABNT, 1983) recomenda alguns detalhes construtivos para os rufos. As calhas conduzem a água até o seu destino, ou diretamente à caixa de drenagem, ou até os condutores verticais. Geralmente, no mercado se encontram calhas e condutores verticais metálicos (aço com tratamento ideal, para evitar corrosão) ou em PVC. Nas figuras 14 e 15 são apresentados cortes de telhados, ilustrando detalhes dos sistemas captação de águas pluviais. 21 )LJXUD���: Esquema de captação de águas pluviais (transparência de aula). 22 )LJXUD��: Esquema captação de águas pluviais (transparência de aula). �� 35,1&,3$,6�$63(&726�'2�0e72'2�(;(&87,92�'( 7(/+$0(1726�(0�7(/+$6�&(5Æ0,&$6 ���� &2/2&$d2�'$6�7(/+$6 A colocação das telhas deve ser feita por fiadas, iniciando-se pelo beiral e prosseguindo- se em direção à cumeeira. 23 A seqüência de colocação das telhas de encaixe em cada fiada varia de acordo com o seu desenho. Assim sendo, em cada fiada as telhas podem ser colocadas da direita para a esquerda ou vice-versa. As telhas da fiada seguinte são colocadas de forma a encaixarem-se perfeitamente naquelas da fiada inferior. A aplicação das telhas de capa e canal (tipo colonial, paulista e SODQ) deve ser iniciada pela colocação dos canais, posicionando-se com sua parte mais larga voltada para cima. As capas são posicionadas sobre os canais com a parte mais larga voltada para baixo. As capas e os canais devem apoiar-se nas fiadas inferiores, observando-se recobrimento longitudinal mínimo. Cuidados devem ser tomados durante a colocação das telhas, de forma a evitar quebras e evita acidentes. Não se deve executar o telhado em dias de vento forte. É recomendável que as telhas sejam posicionadas simultaneamente em todas as águas do telhado, para que o seu peso seja distribuído de forma uniforme sobre a estrutura de madeira. ���� %(,5$/ O primeiro apoio da primeira fiada de telhas deve ser constituído por duas ripas sobrepostas ou por testeiras (tabeiras), de forma a compensar a espessura da telha e garantir o plano do telhado. Em beirais desprotegidos, deve-se fixar as telhas à estrutura de madeira: as telhas de encaixe devem ser amarradas às ripas; as telhas de capa e canal devem ter as capas emboçadas e os canais fixados às ripas. As telhas não necessitarão ser fixadas à estrutura de madeira, caso haja platibanda ou caso seja empregado forro do beiral. No caso de beirais laterais, a proteção pode ser feita mediante o emboçamento de peças cerâmicas apropriadas (cumeeiras ou capas de telhas do tipo capa e canal). ���� &80((,5$ A cumeeira deve ser executada com peças cerâmicas específicas, que devem ser cuidadosamente encaixadas e emboçadas com argamassa, obedecendo-se um sentido de colocação contrário ao dos ventos dominantes, deve-se observar ainda um recobrimento longitudinal mínimo entre as peças subsequentes. ���� (63,*2 O Espigão (encontro inclinado de duas águas) pode ser executado com peças de cumeeiras ou capas das telhas de capa e canal, como as do tipo colonial. No espigão, as peças são colocadas do beiral em direção à cumeeira, observando-se o recobrimento longitudinal mínimo. As peças devem ser emboçadas com argamassa. ���� 5,1&2�28�È*8$�)857$'$ O rincão é geralmente constituído por uma calha metálica (chapa de aço galvanizado) fixada na estrutura de madeira do telhado. As telhas, ao atingirem o rincão, devem ser cortadas na direção do rincão de tal forma que recubram a calha metálica. A largura livre da calha deve ser de aproximadamente 100 mm, sendo que suas bordas devem ser viradas para cima para não permitir o vazamento da água que ali se acumula. 24 ���� $55(0$7(6 Os encontros do telhado com paredes paralelas ou transversais ao comprimento das telhas devem ser executados empregando-se rufos metálicos ou componentes cerâmicos, de forma a garantir a estanqueidade do telhado. ���� $5*$0$66$�'(�(0%2d$0(172 A argamassa a ser empregada no emboçamento das telhas e das peças complementares (cumeeiras, espigão, arremates), deve ser de traço, em volume, 1:2:9 (cimento:cal:areia). �� &21&/86®(6 Concluindo esse texto, na tabela 7 é apresentado quadro comparativo entre três tipos de telhados executados com as telhas mais utilizadas no mercado, onde se procura discutir aspectos técnicos, de execução, de projeto e de pós-ocupação. 25 7DEHOD����4XDGUR�FRPSDUDWLYR�HQWUH�WHOKDGRV�HP�WHOKDV�FHUkPLFD��GH�ILEURFLPHQWR�H�GH�DoR���PDWHULDLV� SURGXWRV�H�WpFQLFDV�� &$5$&7(5Ë67,&$6�7e&1,&$6 &(5Æ0,&$ ),%52&,0(172 $d2 1RUPDOL]DomR���WLSRV�GH QRUPD�H[LVWHQWHV Telha cerâmica: determinação da massa e absorção d’água; impermeabilidade. Telha francesa: carga de ruptura; especificação; padronização. Execução de telhado em telha francesa: procedimento Telha capa e canal: especificação; carga de ruptura Telha capa e canal paulista, SODQ, colonial: padronização. Chapas estruturais de fibrocimento: especificações. Chapas estruturais de cimento-amianto: especificações. Emprego de chapas estruturais de cimento-amianto: procedimento. Telha de fibrocimento: impermeabilidade; resistência; absorção d’água Parafusos, ganchos,...:padronização Não contam com normas técnicas brasileiras. Dispõem-se apenas de catálogos técnicos de produtos. 'HVFULomR�VXFLQWD�GR SURFHVVR�GH�IDEULFDomR São fabricadas por moldagem plástica (manual ou por extrusão) ou por prensagem em massa semi-seca, seguidas de queima. Parte da mistura de amianto com cimento (1 : 5), com adição de água. Segue-se homogeneização e prensagem e moldagem da pasta em mesas com o gabarito do perfil desejado. Matéria prima: chapa de aço moldada a frio e zincada em linha contínua . A telha é fabricada por estampagem ou calandragem ou, ainda, mais comumente, por perfilação (roloformagem). 7LSRORJLDV Telhas de encaixe: francesa (prensagem); romana (prensagem); 7HUPRSODQ (extrusão). Telhas capa e canal: colonial; paulista; SODQ (todas por prensagem). Telhas onduladas. Telhas trapezoidais. Telhas senoidais. Telhas trapezoidais. 1 Fonte : MENEGUETTI, Marcela P. M. Z. 7HOKDGRV�FRP�HVWUXWXUD�GH�DoR��DOJXQV�DVSHFWRV�SURMHWLYRV. Dissertação de mestrado. São Paulo, Escola Politécnica da USP, 1994. 254 p. 26 &RPSULPHQWR�[�ODUJXUD�[ HVSHVVXUD���DOWXUD�GD�WHOKD �PpGLRV�GLIHUHQWHV�WLSRV��FP� Telhas de encaixe : 40 x 24 x 1,4 Telhas capa e canal : 46 x 18 / 14 x 1,4 / 7,0 Telhas ondulada : 91 a 244 x 92 a 110 x 0,5 a 0,8 / 5,0 Telhas senoidal : qualquer (<=12 m) x ~90 x 0,043 a 0,125 / 1,7 Telhas trapezoidal : qualquer (<=12 m) x ~100 x 0,043 a 0,125 / 2,5 a 4,0 *DOJD �PpGLD�GLIHUHQWHV�WLSRV��FP� Telhas de encaixe : 36 Telhas capa e canal : 40 Apoios em função da espessura (para telhas onduladas, entre 50 e 100 cm) 5HVLVWrQFLD�j�IOH[mR�GD�WHOKD �1� 700N 1.000N (telhas onduladas) Variável. /RWHV�SDUD�LQVSHomR Telhas de encaixe : 1 lote / 40.000 telhas; 50 telhas / lote Telhas capa e canal : 1 lote / 60.000 telhas; 50 telhas (25 + 25) / lote Telhas onduladas : 1 lote / 1.000 telhas; 50 telhas / lote Não há norma. Guiada por critérios visuais e pessoais. O controle dos materiais (propriedades mecânicas, galvanização, pintura) é feito pelos fabricantes. &ULWpULRV�GH�DFHLWDomR Limite de telhas quebradas (3 %). Ausência de fissuras. Ausência de esfoliações (capa e canal). Ausência de som metálico. Respeito às formas dos encaixes. Características geométricas (espessura média, comprimento, largura e esquadro). Ausência de trincas, quebras e rebarbas. Características geométricas (espessura média, comprimento, largura, passo, altura, esquadro e empenamento). Ausência de amassamentos. Ausência de defeitos na superfície do revestimento. $63(&72�352-(72 &(5Æ0,&$ ),%52&,0(172 $d2 ÆQJXORV�GH�LQFOLQDomR�� GHFOLYLGDGHV�GRV�WHOKDGRV Francesa : 20o ou 38 % ; Romana e 7HUPRSODQ : 21o ou 40 % ; Colonial e paulista : 12o ou 22 % ; 3ODQ : 14o ou 25 %. Telha ondulada : depende do recobrimento entre telhas : • até 5o ou 18 % - 25 cm de recob. Longitudinal ; • até 15o ou 27 % - 20 cm ; • acima de 15o ou 27 % - 14 cm. Depende do recobrimento entre telhas : • até 3o ou 5 % - 30 cm de recob. Longitudinal ; • até 6o ou 10 % - 20 cm ; • acima de 6o ou 10 % - 15 cm. 27 5HFREULPHQWR�ORQJLWXGLQDO Telhas de encaixe : fixo Telhas capa e canal : 60 mm Função da declividade (ver acima) Função da declividade (ver acima) 5HFREULPHQWR�WUDQVYHUVDO�RX ODWHUDO Telhas de encaixe : fixo Telhas capa e canal : fixo Telha ondulada : depende da declividade : • até 5o ou 18 % - 1 ¼ de onda ou ¼ de onda com cordão de vedação ; • acima de 5o ou 18 % - ¼ de onda. Telha ondulada : • depende do fabricante (1/2 onda a partir de 5 % ou 20 %). Telha trapezoidal : • idem, 5 % ou 25 %. 3HVR�SUySULR�GR�WHOKDPHQWR VHFR���~PLGR��1�P�� Francesa : 450 /540 ; Romana : 480 / 580 ; Colonial : 650 / 780 ; Paulista : 690 / 830 ; 3ODQ : 720 a 860. 150 a 240 / idem 42 (#0,43 mm) a 121 (# 1,25 mm) / idem $VSHFWRV�UHODWLYRV�j�IL[DomR �HOHPHQWRV�GH�IL[DomR� TXDQWLGDGH�H�GLVWULEXLomR IXURV��HVWDQTXHLGDGH�IXURV� FRUURVmR�HOHWURTXtPLFD� FRUURVmR�JDOYkQLFD��HWF�� Conforme vento ou declividade, as telhas devem ser amarradas. Recomendações quanto ao número e posição das amarrações. Garantir estanqueidade dos furos fazendo uso de massa de vedação ou de arruelas de PVC. Ganchos para fixação em estruturas metálicas. Uso de ganchos ou de parafusos auto-atarrachantes. Empregar arruela de QHRSUHQH e arruela metálica dobrada conforme o perfil da telha e calço par apoio do parafuso. Recomendações quanto ao número e posição das fixações. Possibilidade de aparecimento de corrosão eletroquímica. Solução: galvanização e pintura e uso de parafusos de aço inoxidável. Possibilidade de aparecimento de corrosão galvânica : evitar apoiar telha galvanizada em terças de aço (cátodo). 28 $FHVVyULRV�H�FRPSRQHQWHV FRPSOHPHQWDUHV��LQFOXLQGR SDUD�H[HFXomR�LQWHUIHUrQFLDV LQVWDODo}HV��LOXPLQDomR ]HQLWDO��YHQWLODomR��HWF�� Possui apenas elementos especiais para cumeeiras, rincões e espigões. Empregar argamassa 1:2:9 ou 1:3:12. Disponibilidade de telhas de vidro. Possui diversos elementos especiais em fibrocimento para cumeeiras, rincões, espigões e ventilação e iluminação, rufos, etc. Possui diversos elementos especiais em chapa de aço para cumeeiras, rincões, espigões e ventilação e iluminação, rufos, etc. Possui peças flexíveis de borracha colada com silicone para a s aberturas para a passagem de dutos executadas nos canteiros. $63(&72�(;(&8d2 &(5Æ0,&$ ),%52&,0(172 $d2 6HT�rQFLD�GH�H[HFXomR WHOKDPHQWR Inicia-se pelo beiral, prosseguindo-se até a cumeeira. Nas capa e canal, os canais devem ser colocados com a parte mais larga voltada para a cumeeira. Na montagem, prever execução de passarelas (evitar pisar sobre telhas). Montagem no sentido contrário a direção dos ventos. Inicia-se pelo beiral, prosseguindo-se até a cumeeira. Montagem no sentido contrário a direção dos ventos. Na montagem, prever execução de passarelas (evitar pisar sobre as telhas). ([HFXomR�EHLUDLV Recomenda-se pingadeira com comprimento maior que 6 cm ; em beirais desprotegidos, amarrar as telhas de encaixe e emboçar as capa e canal. Recomenda-se beiral com balanço entre 25 e 40 cm (sem calha) e 10 a 25 cm (com calha). Beirais laterais com balanço máximo de 10 cm. Recomenda-se beiral com balanço máximo de 10 a 15 cm. Dispõe-se de barras em SROLHWLOHQR com o formato das telhas para o fechamento dos perfis nos beirais. As telhas podem ser dobradas, desde que com ferramentas especiais. ([HFXomR�UXIRV Emprego de componentes cerâmicos ou metálicos. Não emboçar com argamassa encontros com paredes (dilatação). Prever detalhes para possibilitar movimentações decorrentes de dilatações. 29 0DQXVHLR�H�HVWRFDJHP�GDV WHOKDV�HP�REUD Manuseadas individualmente, com cuidados para evitar quebras. Armazenadas na posição vertical. Podem ser empilhadas até 100 telhas, ou, na vertical (5o), até 300 telhas. Evitar submetê-las a esforços de flexão. Cuidados com os cortes (amianto). Embaladas em fábrica com lona plástica. Armazenar em local seco e ventilado. Estocar por no máximo 60 dias. Estocar empilhadas, com leve inclinação. Manusear as telhas com luvas . Evitar esforços de flexão. $63(&72�3Ï6�2&83$d2 &(5Æ0,&$ ),%52&,0(172 $d2 'HVHPSHQKR�WpUPLFR�H GXUDELOLGDGH Bom desempenho (frestas; inércia térmica). Boa durabilidade. Desempenho térmico ruim. Durabilidade boa ; problemas fissuras. Durabilidade depende da agressividade do meio. Desempenho térmico ruim, melhorado com o uso de isolantes (VDQGXtFKH). Idem, isolamento acústico. 0DQXWHQomR Programa de inspeção e limpeza das telhas (algas, líquenes, musgos). 30 �� �5()(5Ç1&,$6�%,%/,2*5È),&$6 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CONSTRUTORES DE ESTRUTURAS METÁLICAS. 7HOKDV�]LQFDGDV�GH�DoR�SDUD�FREHUWXUDV�H�IHFKDPHQWRV�ODWHUDLV. Construção Metálica, nº 06, p. 25-27, 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 3URMHWR�H�H[HFXomR�GH� WHOKDGRV FRP�WHOKDV�FHUkPLFDV�WLSR�IUDQFHVD – procedimento – NBR 8039. Rio de Janeiro, 1983. BORGES, A. C. 3UiWLFD�GDV�SHTXHQDV�FRQVWUXo}HV. 7a edição revisada e ampliada. São Paulo, Edgard Blucher. pp. 100-120 (capítulo 11). DEL CONTI, C. (VWXGRV�VREUH�R�GLPHQVLRQDPHQWR�GH�VLVWHPDV�SUHGLDLV�GH�GUHQDJHP�GH iJXDV�SOXYLDLV�GH�FREHUWXUDV�H�SHTXHQDV�iUHDV�SDYLPHQWDGDV. Dissertação (Mestrado). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 1994. GUIA TÉGULA (Manual Técnico do fornecedor, 1999). MANUAL HIRONVILLE (Manual Técnico do fornecedor, 1999). MELHADO, S. B. ,PSHUPHDELOL]DomR. Apostila utilizada na disciplina de PCC 436 – Tecnologia da Construção de Edifícios II. Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 1991. MENEGUETTI, M. P. M. Z. 7HOKDGRV�FRP�HVWUXWXUD�GH�DoR��DOJXQV�DVSHFWRV�SURMHWLYRV. Dissertação (mestrado). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 1994. PERKROM ( Manual Técnico do fornecedor). PICCHI, F. A. ,PSHUPHDELOL]DomR� GH� FREHUWXUDV� GH� FRQFUHWR� ±� PDWHULDLV�� VLVWHPDV� QRUPDOL]DomR. Dissertação (Mestrado). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 1994. REVISTA TÉCHNE. &RPR�FRQVWUXLU�WHOKDGRV. Ficha Téchne 9. São Paulo, 1998. SOUZA, Roberto HW�DO� 4XDOLGDGH�QD�DTXLVLomR�GH�PDWHULDLV� H� H[HFXomR�GH�REUDV. São Paulo, PINI, 1996. YAZIGI, W. $�WpFQLFD�GH�(GLILFDU. São Paulo, Editora Pini – SindusCon-SP, 1998. 6tWLR�,QWHUQHW�� • www.gerdau.com. br 2. Telhados em estruturas de madeira.pdf UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL ESTRUTURAS DE MADEIRA PARA COBERTURAS, SOB A ÓTICA DA NBR 7190/1997 NORMAN BARROS LOGSDON CUIABÁ, MT. - 2002 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL ESTRUTURAS DE MADEIRA PARA COBERTURAS, SOB A ÓTICA DA NBR 7190/1997 NORMAN BARROS LOGSDON* * Professor Adjunto da Faculdade de Engenharia Florestal – Universidade Federal de Mato Grosso. Doutor em Engenharia de Estruturas. CUIABÁ, MT. - 2002 ii LOGSDON, N. B. – Estruturas de madeira para coberturas, sob a ótica da NBR 7190/1997. Faculdade de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Mato Grosso. Cuiabá, MT. 2002. RESUMO: Neste trabalho, preparado para se utilizar como Notas de Aula, apresentam-se alguns dados e conceitos que permitem escolher e dimensionar estruturas de madeiras para coberturas, incluindo o cálculo rápido de telhados em duas águas. No trabalho são definidos os tipos de coberturas usuais, os elementos que a compõem, apresentam-se tabelas com os dados sobre as telhas mais utilizadas, e se descreve sucintamente as etapas a serem seguidas durante o cálculo de telhados de madeira. As etapas prevista pela NBR 7190/1997, para o Projeto de Estruturas de Madeira, foram incorporadas a este trabalho. iii iv SUMÁRIO ESTRUTURAS DE MADEIRA PARA COBERTURAS, SOB A ÓTICA DA NBR 7190/1997 CONTEÚDO PÁGINA 1. INTRODUÇÃO 1 2. TIPOS DE COBERTURAS 1 3. TIPOS DE TELHAS 2 3.1. Telhas cerâmicas 2 3.2. Telhas de fibrocimento 4 4. TRAMA OU ARMAÇÃO 9 4.1. Trama para um telhado com telhas cerâmicas 9 4.2. Trama para um telhado com telhas de fibrocimento 10 5. ESTRUTURA PRINCIPAL DO TELHADO 13 6. CONTRAVENTAMENTOS 17 7. ROTEIRO PARA CÁLCULO SIMPLIFICADO DE UM TELHADO 27 8. EXEMPLO DE APLICAÇÃO 36 8.1. Esquema Geral 36 8.2. Carregamentos 36 8.3. Esforços nas barras 36 8.4. Dimensionamento das barras 36 8.5. Flecha e contraflecha 36 8.6. Dimensionamento das ligações 36 8.7. Detalhamento 36 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 36 ANEXOS 38 ANEXO I – A AÇÃO DO VENTO SOBRE OS TELHADOS 39 1. INTRODUÇÃO A madeira, como material estrutural, tem sua aplicação mais comum nas estruturas de telhados, para coberturas dos mais variados tipos. O termo cobertura é utilizado para designar todo o conjunto da obra destinado a abrigá-la das intempéries. Assim, entende-se por cobertura ao conjunto formado: pelas telhas; pela estrutura secundária de apoio às telhas, denominada trama ou armação; pela estrutura principal de apoio, que pode ser uma estrutura maciça, treliçada ou lamelar; e pelas estruturas secundárias, que têm a função de manter a estabilidade do conjunto, usualmente denominada contraventamentos. Nas coberturas residenciais, a estrutura principal mais utilizada é uma treliça triangular, usualmente denominada tesoura. Ao conjunto formado pelo trama, pela estrutura principal (tesouras) e pelos contraventamentos, costuma-se designar telhado. Entretanto, talvez por parecer ser o coletivo de telhas, o termo telhado, tem sido utilizado também como sendo o conjunto de telhas que cobre a obra (vedação), ou mesmo o conjunto de telhas e madeiramento que cobre a obra (cobertura). Essa confusão generalizou-se ao longo do tempo e, atualmente, alguns autores utilizam o termo telhado indistintamente, tanto para designar a cobertura, quanto o próprio telhado. Pretende-se, neste trabalho, apresentar os principais elementos utilizados nas coberturas e os dados necessários ao projeto de telhados de madeira. 2. TIPOS DE COBERTURAS As coberturas podem ser construídas nos mais diferentes formatos, dando origem a diversos tipos de coberturas. Alguns tipos de coberturas têm sua denominação originada no número de planos para escoamento das águas, denominados “águas do telhado”. Figura 01 – Tipos de coberturas 1 3. TIPOS DE TELHAS Existem telhas de aço corrugado, alumínio, zinco, madeira, barro (cerâmicas), fibrocimento (cimento amianto) e outras. As telhas cerâmicas e as de fibrocimento são as mais utilizadas no Brasil. As telhas de aço corrugado, ou as de alumínio, são de aplicação quase restrita às indústrias. As telhas de zinco, pouco utilizadas atualmente, são encontradas em obras rústicas, depósitos e abrigo para animais. As telhas de madeira, utilizadas em países europeus, são recobertas com material betuminoso e se parecem com “escamas”. No Brasil, as telhas de madeira são como chapas de madeira compensada, mas onduladas e, em geral, recobertas por fina camada de material metálico. 3.1. Telhas cerâmicas As telhas cerâmicas são muito utilizadas em residências, dada a facilidade de ser encontrada e utilizada, bem como a diversidade oferecida no comércio. Além disso possibilita um conforto térmico muito melhor que as demais. Apresentam-se, nas figuras 02 e 03, os principais tipos de telhas cerâmicas encontrados no comércio. Os dados, para o projeto de telhados, são apresentados adiante na tabela 04. As telhas cerâmicas de encaixe, apresentadas na figura 02, segundo CALIL JÚNIOR (1995), apresentam em suas bordas saliências e reentrâncias que permitem o encaixe (ajuste) entre elas. Figura 02 – Telhas cerâmicas de encaixe Fonte: CERÂMICA 7 (2002) e MIRANDA CORRÊA (2002) – Figura adaptada. As telhas do tipo capa e canal, apresentadas na figura 03, segundo CALIL JÚNIOR (1995), são telhas com formato meia-cana, caracterizadas por peças côncavas (canais), que se apoiam sobre as ripas, e por peças convexas (capas), que, por sua vez, se apoiam sobre os canais. 2 Figura 03 – Telhas cerâmicas do tipo capa e canal Fonte: CERÂMICA 7 (2002) e MIRANDA CORRÊA (2002) – Figura adaptada. As telhas de encaixe romanas e portuguesas, também são conhecidas por telhas “capa e canal peça única”, por sua semelhança com as telhas tipo capa e canal. A colocação das telhas, na montagem de um telhado com telhas cerâmicas, é feita no sentido do beiral para a cumeeira, como se indica na figura 04. Recomenda-se observar a direção dos ventos dominantes, para evitar o “arrancamento” das peças da cumeeira. Figura 04 – Montagem de um telhado, com telhas cerâmicas Fonte: CERÂMICA 7 (2002) e MIRANDA CORRÊA (2002) – Figura adaptada. 3 3.2. Telhas de fibrocimento As telhas de fibrocimento são utilizadas tanto nas coberturas residenciais como nas industriais. São telhas muito maiores que as cerâmicas, de sorte que, alguns modelos são utilizados diretamente sobre as paredes, dispensando todo o madeiramento do telhado, são as telhas conhecidas por autoportantes. Outros modelos, não dispensam o madeiramento, mas ele é muito reduzido, se comparado às telhas cerâmicas. Nas figuras 05 a 10 são apresentados alguns modelos de telhas autoportantes de fibrocimento. A telha de fibrocimento mais utilizada é a telha ondulada, apresentada na figura 11 A colocação das telhas, na montagem de um telhado com telhas de fibrocimento, deve seguir a seqüência recomendada pelo fabricante e indicada na figura 12. Recomenda-se observar a direção dos ventos dominantes, como forma de proteção das telhas ao “arrancamento”. A fim de possibilitar inúmeras soluções para os telhados, com telhas de fibrocimento, o fabricante oferece várias peças complementares, como as apresentadas na figura 13. Outros detalhes a respeito das telhas onduladas de fibrocimento serão apresentados oportunamente. Os dados, para o projeto de telhados, são apresentados adiante na tabela 04. Figura 05 – Telha autoportante de fibrocimento – modelo “Canalete 44”. Fonte: ETERNIT (2002) 4 Figura 06 – Telha autoportante de fibrocimento – modelo “Canalete 49”. Fonte: ETERNIT (2002) Figura 07 – Telha autoportante de fibrocimento – modelo “Canalete 90”. Fonte: ETERNIT (2002) 5 Figura 08 – Telha autoportante de fibrocimento – modelo “Etercalha”. Fonte: ETERNIT (2002) Figura 09 – Telha autoportante de fibrocimento – modelo “Etermax”. Fonte: ETERNIT (2002) 6 Figura 10 – Telha autoportante de fibrocimento – modelo “Modulada”. Fonte: ETERNIT (2002) Figura 11 – Telha de fibrocimento – modelo “Ondulada”. Fonte: ETERNIT (2002) 7 Figura 12 – Montagem de um telhado, com telhas de fibrocimento modelo “Ondulada” Fonte: ETERNIT (2002) Figura 13 – Peças complementares para telhados com telhas “Onduladas” Fonte: ETERNIT (2002) 8 4. TRAMA OU ARMAÇÃO O trama, ou armação, segundo HELLMEISTER (1977), é constituído pelas peças que recebem as telhas, quer sejam cerâmicas, de fibrocimento, de alumínio, ferro galvanizado, madeira ou outras. O trama se apoia sobre as tesouras. 4.1. Trama para um telhado com telhas cerâmicas Um trama para telhados com telhas cerâmicas é formado por ripas, caibros e terças (ver figura 14). As telhas se apoiam sobre as ripas, que se apoiam sobre os caibros, que se apoiam sobre vigas, denominadas terças, que descarregam sobre as tesouras. Figura 14 – Trama de um telhado convencional com telhas cerâmicas Ripas • As ripas são as peças que recebem as telhas. Geralmente têm seção de 1,5 cm x 5,0 cm ou de 1,0 cm x 5,0 cm. O espaçamento entre as ripas, normalmente denominado “galga”, depende do tipo e tamanho das telhas usadas, motivo pelo qual se utiliza um gabarito, construído na obra, para fixar as telhas nos caibros. Para o cálculo do madeiramento é usual adotar 35 cm para o espaçamento entre ripas. As ripas, de espessura 1,5 cm ou 1,0 cm, suportam bem as cargas usuais de um telhado, entretanto não suportam o peso de um homem. Alguns profissionais têm dado mais atenção ao lado social, procurando evitar acidentes durante a construção, e têm utilizado ripões (2,5 cm x 5,0 cm) no lugar de ripas. 9 Caibros • • Os caibros servem de apoio às ripas, geralmente têm seção de 5,0 cm x 6,0 cm ou 6,0 cm x 6,0 cm. O espaçamento dos caibros depende do tipo de telhas usado e da resistência das ripas, varia entre 40 e 60 cm, sendo comum utilizar 50 cm, sem qualquer cálculo. Terças As terças são vigas que recebem o carregamento dos caibros e o descarrega nas estruturas principais do telhado (tesouras, no caso mais comum). As terças, geralmente, têm a seção de 6,0 cm x 12,0 cm ou 6,0 cm x 16,0 cm. O espaçamento entre terças depende, basicamente do tipo de telha utilizada e da resistência dos caibros, gira em torno de 1,50 m nos tramas dos telhados para telhas cerâmicas e varia com o tamanho da telha, nos tramas dos telhados para telhas de fibrocimento. As terças também funcionam como travamentos, reduzindo o comprimento de flambagem do banzo superior da estrutura principal do telhado (tesoura, no caso mais comum), motivo pelo qual a ligação entre a terça e esta estrutura deve ser bastante resistente. 4.2. Trama para um telhado com telhas de fibrocimento No caso das telhas de fibrocimento, metálicas ou de madeira, o trama fica reduzido às terças. O esquema desse trama pode ser observado na figura 15. Figura 15 – Trama de um telhado convencional com telhas de fibrocimento 10 Para se evitar a entrada de águas de chuva é necessário se manter valores mínimos de recobrimentos laterais e longitudinais, como se apresenta na figura 15. A ação do vento sobre as telhas, que compõem o beiral, pode danificá-las, assim, é necessário limitar o comprimento do beiral, apresentado na figura 16, aos valores fornecidos na tabela 01. Figura 16 – Beiral TABELA 01 - LIMITES DOS BEIRAIS EM TELHAS DE FIBROCIMENTO BEIRAL SEM CALHA COM CALHA Máximo 40 cm 25 cm Mínimo 25 cm 10 cm As telhas para cumeeiras são fabricadas com diversas inclinações, segundo HELLMEISTER (1977), assim, durante o cálculo, para conhecer a posição das terças sobre a tesoura, é necessário saber os valores de "x" apresentados na figura 17 e nas tabelas 02 e 03. a) Cumeeira normal b) Cumeeira universal Figura 17 – Cumeeiras 11 TABELA 02 – VALORES DE x (CUMEEIRA NORMAL) VALORES DE x (cm) SEÇÃO DAS TERÇAS (cm x cm) INCLINAÇÃO 6 x 12 6 x 16 10o 17,00 16,00 15o 16,00 15,00 * 20o 14,50 13,00 * 25o 13,50 11,50 30o 12,00 10,00 * Mais utilizadas. TABELA 03 – VALORES DE x (CUMEEIRA UNIVERSAL) VALORES DE x (cm) SEÇÃO DAS TERÇAS (cm x cm) INCLINAÇÃO 6 x 12 6 x 16 10o 13,00 12,00 De 11o a 15o 11,50 10,00 De 16o a 20o 10,00 8,50 De 21o a 25o 9,00 7,00 De 26o a 30o 8,50 6,00 Ao apoiar uma telha de fibrocimento, como mostra a alínea a da figura 18, deve-se evitar fazê-lo sobre uma aresta. Nas coberturas em arco a diferença de inclinação entre uma telha e outra não deve ultrapassar seis graus (ver figura 18, alínea b). a) Evitar apoiar telhas em arestas b) Diferença de inclinação entre telhas Figura 18 – Detalhes a considerar nos telhados com telhas de fibrocimento 12 5. ESTRUTURA PRINCIPAL DO TELHADO Para receber o trama podem ser utilizados vários tipos de estruturas, dependendo do formato desejado para a cobertura. Apresentam-se, na figura 19, alguns tipos de estruturas principais utilizadas em coberturas. a) Para telhados de uma água e “Shed” b) Para telhados de duas águas c) Para telhados “Shed” d) Para telhados em arcos e) Para abóbadas e cúpulas f) Para telhados de arquibancada Figura 19 – Tipos de estruturas principais utilizadas em telhados 13 Em geral, ao se utilizar estruturas treliçadas, procura-se evitar momentos secundários posicionando as terças sobre os nós. Ao se utilizar treliças bowstring, segundo CALIL JÚNIOR (1995), deve-se fugir a esta regra, colocando propositadamente as terças entre os nós, para criar um o momento secundário que alivie o momento causado pelo produto da força normal e a excentricidade do banzo superior. Entre as estruturas apresentadas na figura 19, sem dúvida as tesouras são as mais utilizadas. As tesouras são estruturas planas verticais (treliças) projetadas para receber cargas, que atuem paralelamente a seu plano, transmitindo-as aos apoios. O ângulo entre os banzos superior e inferior da tesoura, segundo HELLMEISTER (1977), é conhecido como inclinação do telhado. A relação entre a altura e o vão da tesoura é o ponto. a) Inclinação b) Ponto Figura 20 – Inclinação e ponto de uma tesoura O espaçamento entre as tesouras é limitado pela resistência das terças e geralmente varia entre 2,00 m e 4,00 m. Apresenta-se, na figura 21, o detalhamento de uma tesoura. Na tabela 04, a partir dos dados de HELLMEISTER (1977), CALIL JÚNIOR (1995), CERÂMICA 7 (2002), MIRANDA CORRÊA (2002) e ETERNIT (2002), são fornecidos os dados necessários ao cálculo simplificado de uma tesoura. 14 Figura 21 – Exemplo de detalhamento de uma tesoura 15 16 TABELA 04 – DADOS PARA O CÁLCULO SIMPLIFICADO DE TELHADOS CONVENCIONAIS DE MADEIRA INCLINAÇÃO ESPAÇAMENTOS MÁXIMOS CARREGAMENTO POR m 2 DE COBERTURA DEVIDO À: TIPO DE TELHA Mínima (o) Máxima (o) Número de telhas por m2 de cobertura Entre caibros (m) Entre terças (m) Entre tesouras (m) Peso de telhas (N/m2) Peso de madeira (N/m2) Peso de água (N/m2) Francesa 16 25 15 – 16 0,50 1,60 2,75 450 430 113 Romana 16 25 16 – 18 0,55 1,65 2,80 430 400 108 Portuguesa 16 25 15 – 18 0,55 1,70 2,85 410 400 103 Colonial 17 25 26 – 28 0,45 1,55 2,60 500 480 125 Plan 11 17 26 – 28 0,45 1,50 2,55 540 500 135 C E R  M IC A S Paulista 11 17 26 – 28 0,45 1,50 2,50 550 500 138 0,915 m – 6 mm 1,50 ----- 0,775 3,60 138 200 35 0,915 m – 8 mm 1,50 ----- 0,775 3,60 183 220 46 1,220 m – 6 mm 1,10 ----- 1,080 3,20 138 200 35 1,220 m – 8 mm 1,10 ----- 1,080 3,20 183 220 46 1,530 m – 6 mm 0,83 ----- 1,390 3,00 138 200 35 1,530 m – 8 mm 0,83 ----- 1,390 3,00 183 220 46 1,830 m – 6 mm (1) 0,70 ----- 1,690 2,80 138 200 35 1,830 m – 8 mm (1) 0,70 ----- 1,690 2,80 183 220 46 2,130 m – 6 mm 0,60 ----- 1,990 2,65 138 200 35 2,130 m – 8 mm 0,60 ----- 1,990 2,65 183 220 46 2,440 m – 6 mm 0,50 ----- 1,150 (2) 3,20 138 200 35 2,440 m – 8 mm 0,50 ----- 1,150 (2) 3,20 183 220 46 3,050 m – 6 mm 0,40 ----- 1,455 (2) 2,95 138 200 35 FI B R O C IM E N T O (O nd ul ad as ) 3,050 m – 8 mm R ec om en da -s e ad ot ar in cl in aç ão m ín im a de 1 50 , e nt re ta nt o, a pl ic an do -s e co rd õe s de ve da çã o po de m se r ut ili za da s i nc lin aç õe s a p ar tir d e 50 . R ec om en da -s e lim ita r a in cl in aç ão em 4 00 , e vi ta nd o gr an de s es fo rç os p or fle xã o ob líq ua n as te rç as . O fa br ic an te nã o lim ita a in cl in aç ão m áx im a. 0,40 ----- 1,455 (2) 2,95 183 220 46 (1) Telhas mais usadas − (2) A telha exige mais um apoio no centro. OBSERVAÇÕES: Os dados da tabela foram obtidos para uma madeira de características médias, como as dicotiledôneas da classe C-30, terças de seção 6 cm x 16 cm, caibros de seção 6 cm x 6 cm e ripas de seção 1,5 cm x 5 cm. Na denominação das telhas onduladas de fibrocimento (l m − e mm), foram apresentados seu comprimento “l” em m e sua espessura “e” em mm. A largura da telha é de 1,10 m. 6. CONTRAVENTAMENTOS A principal carga acidental, que incide sobre o telhado, é provocada pelo vento. A ação do vento as vezes é transmitida às estruturas principais segundo direções não contidas no plano das mesmas, tornando-se necessária a utilização de uma estrutura auxiliar destinada a resistir a esses esforços. Essas estruturas são denominadas genericamente por contraventamentos. Os contraventamentos são necessários, segundo CALIL JÚNIOR (1995), para resistir às forças laterais e para manter as estruturas principais alinhadas e a prumo. Existem dois tipos de contraventamento, o temporário e o permanente, ambos se aplicam em cada obra. O contraventamento temporário é aquele que é colocado durante a montagem, para manter as estruturas principais em posição segura, até se executar um contraventamento permanente que oferecerá completa estabilidade. As estruturas principais, tesouras no caso mais comum, não podem ser carregadas antes de ser colocado todo o contraventamento permanente, que é parte importante do telhado e necessita atenção especial no projeto e durante a montagem. No projeto de tesouras, elas são tratadas como treliças planas, contidas no plano vertical. Assim, uma tesoura é uma estrutura rígida no seu próprio plano, mas muito flexível em planos transversais a ele. Caso as cargas mortas causem uma componente de força na direção flexível, esta força pode, rapidamente, fazer com que a tesoura se desvie de sua posição, causando altas forças de flexão lateral não consideradas no projeto. Se uma cobertura não é adequadamente contraventada, segundo CALIL JÚNIOR (1995), as tesouras podem mover-se fora do plano vertical ou do alinhamento, causando tensões laterais progressivas. Portanto, o contraventamento permanente não deve ser subestimado, pois as tesouras perderiam toda a sua resistência ao serem mal contraventadas. O contraventamento fixa tanto as peças individuais das tesouras como toda a estrutura, de maneira que a armação completa forma uma construção estável. O contraventamento de peças comprimidas de seção retangular maciça, ou de peças comprimidas múltiplas, segundo a NBR 7190/97 (item 10.3), é necessário sempre que seu comprimento teórico de referência ( ) exceda 40 vezes a dimensão transversal correspondente. Este limite corresponde a um índice de esbeltez de aproximadamente 140 ( 0L 140≤λ ). Para cumprir esta condição, podem ser necessários um ou mais contraventamentos por peça, evitando sua instabilidade. Esses contraventamentos devem ser colocados ao longo do comprimento do edifício e, em seus extremos, descansar sobre pontos fixos, que podem se originar de uma parede ou uma treliça paralela. Se esses pontos fixos não forem previstos, todas as peças flambam na mesma direção e o contraventamento não surtirá nenhum efeito. Sendo o problema de instabilidade indeterminado, não se sabe, à princípio, o sentido tomado pela peça ao perder estabilidade, isto deve ser considerado ao se idealizar o contraventamento (ver figura 22). Se os elementos de contraventamento forem comprimidos, eles também deverão ter sua estabilidade verificada. Essa verificação é dispensada quando os elementos de 17 contraventamento forem efetivamente fixados em ambas as extremidades, de modo que eles possam cumprir sua função sendo solicitados apenas à tração em um de seus lados. Figura 22 – Contraventamento, através de peças comprimidas Para evitar a instabilidade lateral da peça comprimida, o contravento deverá absorver, segundo a NBR 7190/97 (item 7.6.2), uma força com o valor mínimo convencional de 1/150 da força axial da peça comprimida (valores de cálculo). No projeto de uma tesoura é usual admitir um comprimento teórico de referência igual ao comprimento da barra, para cada barra comprimida do banzo superior. Essa hipótese só estará correta se cada nó, do banzo superior da treliça, for adequadamente contraventado. Uma ligação adequada entre cada terça com as tesouras, possibilitará a transmissão de esforços, transversais às tesouras, para pontos fixos nas paredes de outão, que deverá ter resistência para absorvê-los. Na figura 23, esquematiza-se este sistema de contraventamento, comum em telhados de pequenos vãos, nos quais se pode contar com paredes de outão resistentes. Em cada ponto fixo, a força, a ser absorvida, segundo CALIL JÚNIOR (1995), corresponde a força de contraventamento oriunda de cada uma das tesouras contraventadas, sendo, portanto, acumulativa. O Sistema de contraventamento e detalhes de conexão a esse ponto devem ser projetados para resistir essa força. Não se podendo contar com a resistência da parede de outão, como no caso de se ter uma tesoura de outão, a conexão com o ponto fixo deve ser considerada cuidadosamente. Nestes casos se deve providenciar um contraventamento vertical, em “X”, unindo os montantes centrais das tesouras. Na figura 24, esquematiza-se este sistema de contraventamento. A parte final de um telhado em quatro águas é auto-suficiente em contraventamento. A resistência lateral dos extremos da cobertura é dado neste caso pela colocação de cavaletes e caibros ou, nos telhados de maior vão, pelas estruturas em meia tesoura necessárias ao apoio das terças. Na parte interna pode ser necessária a utilização de contraventamentos verticais. A figura 25, esquematiza esta situação. 18 a) Esquema do contraventamento – vistas frontal e superior b) Perspectiva Figura 23 – Contraventamento de um telhado, de pequeno vão, com paredes resistentes de outão. As terças, se ligadas adequadamente às tesouras, transmitem os esforços transversais às paredes de outão, onde também devem ter ligação adequada. 19 a) Vista frontal da tesoura indicando a posição do contraventamento b) Corte A-A apresentando o esquema do contraventamento vertical c) Perspectiva Figura 24 – Contraventamento vertical, em um telhado, de pequeno vão, com tesouras de outão. Barras em “X”, no plano vertical dos montantes centrais das tesouras, formam uma treliça plana com condições de absorver esforços, transversais às tesouras. 20 Figura 25 – Auto-suficiência, em contraventamento, dos extremos de um telhado em quatro águas. Um substituto ao contraventamento vertical, porém menos eficiente, é a utilização de mãos francesas. Na figura 26, apresentam-se um esquema deste tipo de contraventamento e um detalhe da mão francesa. a) Contraventamento com mãos francesas b) Detalhe da mão francesa Figura 26 – O uso de mão francesa, como substituto ao contraventamento vertical. Nos telhados de maiores vãos, apenas um contraventamento vertical, no centro, pode ser insuficiente como se apresenta na figura 27. Nestes casos podem ser utilizados outros contraventamentos verticais, dispostos lateralmente como esquematizado na figura 28. Recomenda-se utilizar contraventamentos verticais espaçados entre si de no máximo seis metros, no caso de se utilizar telhas cerâmicas, ou oito metros, ao se utilizar telhas onduladas de fibrocimento. 21 Figura 27 – Telhado deformado, devido a instabilidade das tesouras, por insuficiência de contraventamento. Figura 28 – Esquema de contraventamento com vários contraventamentos verticais. Outro problema, que ocorre nos telhados maiores, é a insuficiência de resistência das paredes, da frente e do fundo, para receber os carregamentos horizontais, descarregados pelas terças ou contraventamentos verticais, que se sabe serem cumulativos. Nestes casos podem ser criadas treliças, no plano do trama, adicionando barras em “X” aos quadros formados pelas terças e 22 pelas barras do banzo superior. Estas treliças têm condições de absorver as cargas horizontais (F), e descarregá-las nas paredes laterais (R1), como se apresenta na figura 29. Com o mesmo sistema, pode-se enrijecer os quadros do contorno, em contato com as paredes laterais, para que parcelas (R2) da força horizontal (F) sejam distribuídas ao longo do comprimento das paredes. Recomenda-se distribuir as treliças, formadas no plano do trama, a no máximo cada doze metros. Na figura 29 se apresenta, esquematicamente, um contraventamento no plano do trama. Figura 29 – Contraventamento no plano do trama. O banzo inferior também pode estar submetido a compressão, devido a ação de um vento em sucção, ou em alguns tramos de tesouras em balanço. Nesses casos, se existir forro, aplicado em barrotes fixados no banzo inferior, com resistência suficiente e adequadamente unido ao banzo, não é necessário um contraventamento adicional no plano do banzo inferior. Por outro lado, para construções abertas e sem forro, deve-se providenciar um contraventamento no plano horizontal, que contém os banzos inferiores das tesouras, de forma semelhante ao contraventamento no plano do trama. Na figura 30 se apresenta, esquematicamente, um contraventamento no plano horizontal dos banzos inferiores. Deve-se ressaltar, entretanto, que a existência do contraventamento, no plano horizontal dos banzos inferiores, não substitui o contraventamento para as barras do banzo superior e deve ser utilizado em associação com contraventamentos verticais para esse fim. Os contraventamentos apresentados, até o momento, consideram uma construção sólida sob o telhado. Esta condição é atendida, em geral, por um sistema de vigas e pilares, engastados na fundação, em concreto armado, comum às paredes de alvenaria. Para os edifícios tipo galpão, sem paredes ou com paredes sem resistência lateral, nos quais o telhado se apoia, em geral, em pilares de madeira, articulados à fundação em concreto 23 armado, o contraventamento deve enrijecer tanto as paredes como os pilares, tornando-se mais importante e oneroso. Figura 30 – Contraventamento no plano horizontal dos banzos inferiores. Para enrijecer a ligação entre as tesouras e os pilares pode-se, aproveitando-se os montantes das extremidades da tesoura, executar mãos francesas como se apresenta na alínea a da figura 31. Uma opção melhor é transformar as tesouras em pórticos, bi-articulados, como se apresenta na alínea b da figura 32. a) Utilização de mãos francesas Figura 31 – Enrijecimento dos pilares de um edifício tipo galpão Para enrijecer as paredes, contraventamentos em “X”, nos cantos da edificação e sob as treliças do contraventamento no plano do trama, como se apresenta na figura 32, é uma boa 24 solução, embora apresente a desvantagem de complicar o acesso à construção. Caso, a vedação das paredes seja em painéis pré-fabricados, o contraventamento em “X”, pode ser incorporado ao painel. Figura 32 – Enrijecimento das paredes em um edifício tipo galpão Uma boa prática de engenharia, segundo CALIL JÚNIOR (1995), é a de prover sempre colunas de aço, ou de concreto armado, chumbadas em blocos de concreto nos quatro cantos do galpão. É lógico que em um galpão fechado com paredes, sem resistência lateral, resultam forças mais altas no contraventamento, que no caso do edifício aberto, pois o contraventamento terá a função extra de absorver parte da ação do vento que incidirá sobre as paredes. Portanto, se existir intenção de fechar o galpão no futuro, é necessário projetar-se a estrutura de acordo com este fato. Caso contrário, o fechamento deverá ser feito com paredes que possuam resistência lateral. Para telhados de duas águas sob construção sólida,
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