ESTRUTURAS METALICAS 7Condicionantes

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Centro Universitário Estácio do Ceará | Arquitetura e Urbanismo 
Profº Joel Filho 
Condicionantes para Projeto 
Arquitetônico Integrado 
ESTRUTURAS METÁLICAS 
O tópico abordado nessa apresentação têm como objetivo 
demonstrar aos profissionais das áreas de arquitetura e 
acadêmicos que devem conhecer o sistema em aço antes de 
projetar, salientando a importância do desenvolvimento de 
projeto de forma integrado à estrutura e aos demais sistemas 
complementares. 
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1. INTRODUÇÃO: 
Tendo o arquiteto o papel de disseminador das estruturas 
metálicas em projetos residenciais, comerciais e industriais, ao 
escolher sistemas industrializados, exige-se uma nova forma de 
pensar o projeto onde o profissional deve ter o conhecimento 
sobre o material, suas aplicações e seu processo, para conseguir 
melhores resultados plásticos, técnicos e funcionais. 
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1. INTRODUÇÃO: 
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2. CONDICIONANTES: 
- e o processo mais industrializado. 
Ao pensar em um projeto o arquiteto deve ter em mente que a 
edificação será com aço para que: 
- se possa ganhar tempo, 
- se tenha uma racionalização de sistemas construtivos, 
- se tenha o uso de mão de obra mais qualificada, 
De acordo com os estudiosos, os maiores problemas são 
provenientes de deficiências no processo de projeto. 
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2. CONDICIONANTES: 
Os maiores problemas em obra se referem às ligações entre os 
elementos e a estrutura metálica, que estas quando não 
detalhadas adequadamente são problemáticas e podem 
comprometer a montagem no canteiro de obra, diminuindo a 
agilidade da construção e consequentemente aumentando o custo 
da estrutura devido aos retrabalhos. 
Uma série de interferências das interfaces dos elementos da 
construção, a falta de comunicação entre os profissionais 
envolvidos, falta de coordenação dos projetos e a compatibilização 
entre todos os sistemas, ocasiona medidas paliativas na fase de 
execução da obra. 
Muitas vezes, na fase inicial de projeto, pouco tempo é destinado 
para definições projetuais. 
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2. CONDICIONANTES: 
Outra questão é a dificuldade em se especificar materiais e 
componentes industrializados complementares à estrutura 
metálica pela falta de conhecimento dos profissionais envolvidos, e 
dificuldades na obtenção das informações sobre os materiais e 
componentes necessárias para subsidiar os projetos, podendo 
gerar incompatibilidade de materiais. 
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2. CONDICIONANTES: 
Na etapa de detalhamento dos projetos, a especificação correta de 
materiais e componentes podem evitar problemas durante a 
execução da obra e, também, durante a pós-ocupação do edifício. 
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2. CONDICIONANTES: 
O profissional projetista deve ter conhecimento de todas as etapas 
do processo de um edifício industrializado abrangendo processos 
de adequação de perfis metálicos, formas de conexão entre 
elementos estruturais, fechamentos e acabamentos utilizados, 
além de conhecer os tipos de aço, perfis, compatibilidade com 
outros materiais, precisão construtiva, transporte, montagem, 
conexão entre os elementos estruturais. 
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2. CONDICIONANTES: 
O Projeto de arquitetura e projetos complementares como o civil, o 
elétrico, o hidráulico, ar condicionado, instalações especiais, devem 
ser desenvolvidos de forma integrada, pois a estrutura metálica é 
um sistema industrializado e qualquer falha neste processo, pode 
comprometer a obra. 
A utilização de um sistema modular em uma edificação parte do 
princípio que o projeto de arquitetura é a base que possibilita 
através da racionalização, maior economia nos custos e melhor 
qualidade no produto final, ou seja, a obra pronta. 
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2. CONDICIONANTES: 
A modulação arquitetônica é ferramenta útil para evitarem-se 
interferências e permitir maior integração com os demais 
componentes da construção, porém a modulação nem sempre é 
possível em todas as peças que compõem uma edificação. 
O objetivo do módulo fundamental no projeto de arquitetura 
metálica “é proporcionar ao arquiteto inúmeras possibilidades de 
um desenho variado dentro do processo de fábrica.” (OLIVEIRA, 
2004). 
Embora permita a racionalização da etapa de fabricação, pequenas 
perdas durante o processo sempre existirão, as malhas reticulares 
apenas contribuem para que estas perdas se mantenham em 
limites admissíveis. 
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2. CONDICIONANTES: 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
O conhecimento dos perfis estruturais oferecidos no mercado, suas 
características e dimensões são fundamentais para que se 
possibilitem inúmeras alternativas para a execução de uma 
estrutura buscando a racionalização da construção. 
O conhecimento dos materiais pelos arquitetos, já na fase de 
projeto e o trabalho conjunto com a engenharia, determinando os 
formatos e as dimensões dos perfis adequados à forma 
arquitetônica, geram ao projeto a garantia da sua estabilidade 
estrutural, funcional e arquitetônica. 
Os perfis estruturais de aço mais utilizados na construção civil são 
os perfis laminados, sendo estes de abas inclinadas ou de abas 
paralelas. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis laminados de aba paralela. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis Metálicos Laminados: 
Perfis L (cantoneiras): 
para treliças e peças 
secundárias. 
Perfis 
I: para vigas. 
H: para pilares. 
Perfis U: para vigas 
secundárias, 
Terças, compostas. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis soldados. 
Também são utilizados perfis soldados, eletro-soldados, 
conformados a frio. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis Metálicos Soldados: 
Perfis tubulares. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
E os perfis tubulares com e sem costura. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis formados a frio (Exemplos usuais da seção transversal). 
Perfis Metálicos Formados a Frio. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis Metálicos Formados a Frio. 
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3. OS PERFIS ESTRUTURAIS UTILIZADOS: 
Perfis Metálicos Compostos. 
Os perfis compostos são formados pelo trabalho conjunto de uma 
viga metálica com a laje de concreto, que funciona como aba da 
seção transversal. Os conectores garantem a ligação entre os 
materiais distintos. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
Conforme o Instituto Brasileiro de Siderurgia (IBS), “o termo ligação 
é aplicado a todos os detalhes construtivos que promovam união de 
partes da estrutura entre si ou sua união com elementos externos a 
ela, como, por exemplo, as fundações. 
As ligações ocorrem por meiode soldas ou parafusos. 
A seguir veremos algumas ligações que são usadas em estruturas 
metálicas. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
b - Ligação de coluna com viga de pórtico. 
As figuras abaixo demonstram alguns tipos de ligações: 
a - Ligação de alma com mesa em perfil I soldado. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
As figuras abaixo demonstram alguns tipos de ligações: 
d - Emenda de viga. c - Placa de base . 
e - Ligação flexível de viga I com coluna. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
As figuras abaixo demonstram alguns tipos de ligações: 
g - emenda de coluna. 
f - ligação de peça tracionada. 
Permite a livre rotação na ligação. A estrutura deverá ser 
contraventada para ter estabilidade. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
LIGAÇÕES LIVRES (ROTULADAS): 
É a mais utilizada nas estruturas metálicas pela facilidade de 
execução. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
LIGAÇÕES FIXAS PARAFUSADAS (ENGASTADAS): 
Propicia o monolitismo da estrutura. É de difícil detalhamento. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
EMENDAS PILAR X PILAR: 
Preferencialmente deve ser efetuada com ligações parafusadas. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
LIGAÇÕES SOLDADAS: 
A ligação soldada é a união de dois ou mais componentes 
metálicos através de eletrodos também metálicos, assegurando 
após o resfriamento a perfeita continuidade entre o metal base e o 
metal do eletrodo que passam a constituir um corpo único. 
São efetuadas de modo a criar ligações fixas, propiciando o 
monolitismo da estrutura. Deve-se garantir a continuidade das 
abas. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
LIGAÇÕES SOLDADAS: 
Os pilares são fixados nos blocos de fundações por meio de placas 
em aço, parafusadas em chumbadores imersos no concreto. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
FIXAÇÕES DOS PILARES NAS FUNDAÇÕES: 
Para garantir a rigidez da ligação, são afastados ao máximo os 
chumbadores que servem de ligação entre o pilar e a fundação de 
concreto. 
Para não haver corrosão das placas de fixação, se eleva a ligação 
acima do piso por meio de um pescoço de concreto (A), ou se não 
for possível, caso tenha que ser enterrada, a ligação deve ser 
embutida no concreto, através de uma concretagem posterior (C). 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
FIXAÇÕES: 
A - Correto B - Incorreto C - correto 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
FORMAÇÃO DE TRELIÇAS: 
Treliças em pares de cantoneiras: 
- São mais econômicas, no entanto apresentam menor efeito 
estético. 
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4. OS TIPOS DE LIGAÇÕES: 
FORMAÇÃO DE TRELIÇAS: 
Treliças em tubos: 
- Menos econômicas. São utilizadas quando se deseja maior 
efeito estético. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
São dimensionados pelas solicitações das cargas verticais (peso 
próprio, cargas de utilização, etc.) e pelas solicitações de cargas 
impostas pelo vento, que tem grande influência no 
dimensionamento de edifícios em estrutura metálica. 
Os principais componentes estruturais dos edifícios são os pilares, 
vigas, contraventamentos, lajes e painéis. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Componentes estruturais típicos de um edifício. 
Os sistemas estruturais de edifícios de andares múltiplos são 
variações de combinações entre pilares, vigas, contraventos, lajes e 
painéis, com configurações em função principalmente da resistência 
aos esforços horizontais, destacando-se: 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
● e steel framing. 
● os sistemas com pórticos rígidos, 
● os sistemas contraventados, 
● os sistemas com paredes de cisalhamento, 
● os sistemas com núcleo de concreto, 
● os sistemas tubulares. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Mas tem a desvantagem de tornar o sistema menos econômico, 
pois gera ligações mais complexas, que exigem maior quantidade 
de material e tempo de fabricação. 
As estruturas com pórticos rígidos as ligações entre vigas e colunas 
de alguns pórticos previamente definidos são feitas através de 
ligações rígidas, formando um conjunto de pórticos rígidos. 
São utilizadas quando existe a necessidade de manter os vãos livres 
entre os pilares da edificação. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Estrutura com pórticos rígidos. 
Detalhes de uma estrutura com pórticos rígidos 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Estrutura com pórticos rígidos 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
A principal desvantagem deste sistema é a interferência dos 
contraventos nos vãos entre pilares, necessitando adequar os vãos 
das aberturas e os vãos internos de circulação, mas o projeto 
arquitetônico pode tirar partido destes elementos na estética do 
edifício. 
Nas estruturas contraventadas as ligações entre pilares e vigas são 
flexíveis, e o travamento entre os pórticos é feito através do uso de 
contraventos, geralmente na forma de “X” ou “K”. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Estrutura contraventada. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Obs.: não ultrapassar 4 pisos. 
outras opções de estruturas contraventadas. 
estrutura contraventada 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
O sistema estrutural com núcleo de concreto é muito utilizado em 
edifícios que necessitem de escadas e/ou elevadores protegidos 
contra incêndio, por normas de segurança. 
O núcleo poderá estar situado fora do centro de gravidade do bloco 
principal. Para edifícios de aço esse tipo de solução é mais 
aconselhável. 
Esta solução tem dupla função: dar estabilidade horizontal ao 
sistema, ao mesmo tempo que abriga a torre de circulação vertical. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Estrutura com núcleo de concreto 
Este núcleo de concreto 
aumenta a rigidez do edifício 
e auxilia na estabilidade das 
ações de cargas horizontais 
(exemplo ação do vento). 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Outra utilização de sistema com núcleo de concreto é com pisos 
suspensos no qual utiliza tirantes tracionados para suportar as 
cargas dos pisos. 
Pisos suspensos com núcleo de concreto. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Mais utilização de sistema com núcleo de concreto no qual utiliza 
tirantes tracionados para suportar as cargas dos pisos. 
Edifício com núcleo e planta baixa do seu pavimento tipo. 
Aconselhável colocar núcleo simétrico em 
relação à planta.núcleo de concreto 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Devido à aplicação das paredes de cisalhamento alguns vãos para 
aberturas não podem ser utilizados. 
A estrutura com paredes de cisalhamento utiliza parcialmente ou 
totalmente vãos da estrutura com paredes em concreto armado ou 
alvenaria estrutural para resistir aos esforços horizontais. 
Estrutura com 
parede em C.A. 
Parede de cisalhamento nas fachadas laterais. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Parede de cisalhamento em uma linha de colunas. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Parede de cisalhamento em um vão. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
A estrutura em o Steel Framing é normalmente usada em 
residências, mas também pode ser utilizado para edificações de até 
4 pavimentos. 
De acordo com Dias (2004) o sistema Steel Framing é formado por 
um conjunto rígido de painéis estruturados, estes por sua vez 
formados por uma malha de perfis galvanizados leves (de pequena 
espessura), trabalhando em conjunto com outros subsistemas 
industrializados, como por exemplo, placas de gesso acartonado, 
placas cimentícias, painéis OSB, entre outros. 
Por ser um sistema industrializado, possibilita uma execução 
rápida, mas necessita de mão-de-obra qualificada e especializada. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Desenho esquemático de estrutura em Steel Framing. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
Sistema construtivo steel framing ou frame 
Obras com sistemas tubulares são muito utilizadas nos novos 
estádios esportivos, shoppings e aeroportos, por suas 
características estruturais que permitem suportar os carregamentos 
para grandes vãos, e também podem ser vistas, por exemplo, em 
estruturas de montanhas russas e rodas gigantes de parques de 
diversão, o que prova sua funcionalidade estrutural. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
A estrutura tubular “é o resultado da recente evolução estrutural 
dos edifícios de grande altura.” (IBS/CBCA, 2004). 
Os nós são dispostos em todo o perímetro da planta, 
funcionando a estrutura como um tubo vertical treliçado capaz de 
resistir à tensões de todos os tipos. 
estrutura tubular. 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
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5. AS FORMAS ESTRUTURAIS: 
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6. INTERFACES: 
Um dos grandes desafios ao optar pela estrutura metálica são as 
interfaces entre o sistema estrutural e os sistemas de vedação 
externos e internos, o projetista deve ter conhecimento sobre os 
detalhes entre as uniões destes fechamentos com a estrutura 
metálica para garantir a qualidade da obra e evitar erros entre as 
interfaces e medidas paliativas na fase de execução da obra. 
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6. INTERFACES: 
As alternativas para fechamentos verticais vão desde as alvenarias 
(blocos cerâmicos, blocos de concreto ou de concreto celular, 
tijolos de barro) e painéis (concreto celular, concreto colorido, 
solo-cimento), aço, gesso acartonado e pele de vidro. 
Interface da alvenaria com o aço. 
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6. INTERFACES: 
As paredes dos edifícios com estrutura metálica normalmente são 
de alvenaria, construídas com tijolo furado ou com tijolo de 
concreto leve. 
Dependendo da finalidade do edifício, as paredes internas são 
substituídas pelas paredes divisórias desmontáveis, que conferem 
flexibilidade ao layout do andar. 
As paredes externas normalmente são o resultado da combinação 
de vários materiais, para se obter o efeito arquitetônico desejado. 
Uma solução comum é a utilização de alvenaria com esquadria de 
aço ou alumínio para as janelas. 
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6. INTERFACES: 
Outra solução para as paredes externas consiste na utilização de 
painéis pré-fabricados ou pré-montados combinando diversos 
materiais como concreto, chapas em aço pintadas, esquadrias de 
aço e alumínio, vidro e fibra de vidro, dentro da solução 
arquitetônica desejada. 
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6. INTERFACES: 
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6. INTERFACES: 
É importante lembrar que a estrutura metálica é um processo 
industrializado, onde um dos grandes motivos da escolha por esse 
sistema é a rapidez de execução da obra e uma obra limpa, 
levando estes aspectos em consideração deve-se pensar em um 
sistema de vedação também industrializado, para não perder estas 
vantagens, no caso de uma vedação em alvenaria convencional. 
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6. INTERFACES: 
Os painéis podem ser colocados de forma em que a estrutura fique 
aparente ou oculta. 
Os painéis pré-fabricados possuem diversas dimensões, pesos e 
diferentes tipos de materiais, podem ser fixados externamente. 
Caso sejam fixados em pilares reduzem o peso das vigas externas. 
Os mesmos podem substituir os contraventamentos metálicos 
externos, se devidamente projetados. 
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6. INTERFACES: 
Painéis pré-fabricados estrutura não aparente. 
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6. INTERFACES: 
Painéis pré-fabricados estrutura não aparente. 
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6. INTERFACES: 
Um dos sistemas industrializados para a vedação interna é o “Dry 
Wall”, no qual são utilizadas placas de gesso acartonado revestida 
em ambas as faces por uma folha de papel acartonado. 
Montagem dos blocos de apartamentos em Raahe, Finlândia. 
O papel cartão aderido na placa além de conferir um bom 
acabamento, auxilia na baixa resistência a tração do gesso. 
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6. INTERFACES: 
A fixação das placas é feita através de uma estrutura de perfis “U” 
de chapa galvanizada, fixados por parafusos autobrocantes. 
Detalhe de divisória de gesso acartonado. 
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6. INTERFACES: 
Em áreas molhadas, devem-se utilizar placas especiais com 
resistência à umidade ou placas à base de cimento e fibras, 
denominadas “cimentícias” (COELHO, 2003). 
O espaço entre as duas placas fixadas no perfil, podem servir para 
distribuir as instalações, bem como utilizar para colocação de 
isolantes térmicos e acústicos. 
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6. INTERFACES: 
Gesso acartonado. 
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FIM 
fator4@uol.com.br