LIGHT STEEL FRAME

Prévia do material em texto

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Programa de Graduação em Engenharia Civil 
 
 
Adrielson Soares, Caroline Rezende Coelho, Érico Tiago, Júlia Rayka, Mônica Costa 
 
LIGHT STEEL FRAME 
 
RESUMO 
O sistema construtivo light Steel Frame tem como conceito básico o emprego de 
componentes industrializados na construção civil. Utiliza se as mesmas premissas de uma 
alvenaria estrutural, onde paredes portantes substituem vigas e pilares na distribuição dos 
esforços gerados pelas edificações. A estrutura é composta de perfis leves de aço 
galvanizado que formam os painéis portantes das paredes e a estrutura de 
telhado, gerando um conjunto único, leve e resistente. Para o revestimento externo são 
aplicadas placas de cimento ou painéis de OSB. Nas paredes internas são usadas placas 
de gesso acartonado. Como isolamento termo acústico são usados, lã de vidro ou lã de 
Pet, com resultados superiores ao sistema convencional. As instalações hidráulicas e 
elétricas são feitas de forma limpa e prática, sem desperdícios, entulhos ou retrabalhos. 
Em resumo, proporcionam maior rapidez na entrega, garantia de resistência e qualidade 
dos materiais e variedade de opções para a escolha dos revestimentos das paredes. Além 
de economia de tempo e recursos. Com isso, cresce a importância do seu estudo. Neste 
sentido este trabalho é um estudo teórico com o objetivo de caracterizar o que é o sistema 
Light Steel frame, etapas construtivas e auferir as vantagens e desvantagens da sua 
utilização. Como metodologia, foi realizado um levantamento bibliográfico. 
 
 
Palavras-Chave 
Construção Limpa, Steel Frame, Light Steel Frame, LSF. 
 
 
1. Introdução 
 
O Light Steel Frame (LSF) é um sistema construtivo otimizado e industrial. 
Para SANTIAGO, FREITAS E CASTRO (2012), O Light Steel Frame (LSF) é um 
sistema construtivo de concepção racional, que tem como principal característica 
uma estrutura constituída por perfis de aço galvanizados de pequena espessura, 
formados a frio que são utilizados para a composição de painéis autoportantes, 
vigas de piso, estruturas de treliças e demais componentes. 
Os seus principais componentes são perfis leves de aço dobrados a frio, 
utilizados para formar painéis estruturais e não estruturais. O LSF foca a 
substituição de tijolos, madeira e concreto pelo aço, o que reduz o grande volume 
de resíduos na construção civil. Estimula o uso de materiais menos poluentes e 
com melhor custo benefício, não necessita de fundações tão profundas quanto 
à construção convencional utilizando-se apenas da fundação radier. 
Em português, Light Steel Frame (LSF) significa Estrutura de Aço Leve, 
que são perfis de aço galvanizado que formam um esqueleto estrutural 
autoportante, ou seja, capaz de sustentar toda a edificação sem a necessidade 
de vigas de concreto. 
O LSF é um sistema muito conhecido em países de primeiro mundo, como 
EUA, Canadá, Austrália, Japão, etc. O esqueleto do LSF é composto de painéis, 
tesouras dos telhados, vigas e outros elementos em aço, no qual é projetado e 
calculado para suportar todas as cargas da edificação. 
Figura 1 – Estrutura em Light Steel Frame 
Fonte: Revista Téchne, 2015 
 
2. Desenvolvimento 
 2.1. Fundação 
A fundação é baseada através dos cálculos estruturais que indicará o tipo 
mais adequado de fundação. Na maioria dos casos é do tipo radier, executada 
sobre isolamento hidrófugo (Impermeável) e com as alimentações elétricas, 
hidráulicas, telefonia e gás já instaladas conforme projeto de execução. 
Figura 2 - Radier 
Fonte: SMART Sistemas Construtivos, 2015 
 
2.2. Paredes / Painéis 
As paredes também são chamadas de painéis estruturais, por se tratar de um 
sistema de cargas distribuídas, estes painéis constituem todas as paredes 
portantes da construção as quais têm a função de receber e transmitir as cargas 
até a fundação. 
Figura 3 – Painéis Montados 
Fonte: SMART Sistemas Construtivos, 2015 
 
2.2.1. Tipos de Perfis Utilizados na estrutura dos Painéis 
A estrutura dos painéis é composta de perfis leves de aço galvanizado 
formados a frio, denominados de montantes e guias que formam os painéis 
autoportantes das paredes e estrutura do telhado. Estes perfis são obtidos a 
partir da perfilagem de bobinas de aço revestidas com zinco ou liga alumínio-
zinco através do processo contínuo de imersão a quente ou por eletrodeposição, 
conhecido como aço galvanizado conforme ABNT - NBR 15253,2014. 
 Nas construções em Light Steel Frame os perfis usuais são as seções 
em formato em “C” ou “Ue” enrijecido (Ue) para montantes e vigas e o “U” que é 
usado como guia na base e no topo dos painéis, a conformação geométrica dos 
perfis estruturais é definida pela ABNT-NBR 6355,2012. 
 
Figura 4: Perfis dobrados 
Fonte: Revista Téchne, 2009 
 
 
2.2.2. Montagem dos Painéis da parede 
Os painéis em LSF são transportados em fardos já montados e são 
descarregados no canteiro de obras e instalados conforme o projeto, em 
algumas situações a montagem pode ser feita in loco. 
 Todos os painéis são fabricados conforme especificação e estudo 
preliminares, ou seja, levando em consideração todos os detalhes que compõem 
os projetos básicos de construção (Projeto Arquitetônico, Estrutural, Elétrico, 
Hidrossanitário) etc. 
Figura 5 - Montagem do Painel 
Fonte: Franzen, 2012 
 
Figura 6: Fixação dos Perfis Figura 7: Parafusos (Lentilha , sextavado) 
Fonte: Franzen , 2012 Fonte: Revista Téchne, 2012 
 
 
Figura 8: Painéis (LSF) Montados 
Fonte: Revista Téchne, 2012 
 
Figura 9: Desenho Esquemático de painel estrutural com abertura 
Fonte: Franzen, 2012 
 
 
2.2.3. Instalação dos Painéis no Radier 
Inicia se a colocação dos painéis sobre o radier, seguindo a sequência de 
montagem de cada peça conforme projeto. 
 
Figura 10 – Fixação dos painéis no Radier 
Fonte: Franzen, 2012 
 
 
 
Para Fixação dos painéis sobre o radier utiliza-se conectores metálicos 
fixados com parabolt ½”, que são colocados em todos os painéis e cantos da 
construção. 
Figura 11: Detalhes da Fixação no Radier 
Fonte: Franzen, 2012 
 
Figura 12: Painel Fixado com parabolt de ½” 
 Fonte: Franzen, 2012 Parafuso Parabolt 1/2 - (Fonte- Téchne 2015) 
 
 
 
 
Em todo o processo de instalação dos painéis, utiliza -se o Nível com imã, 
para aprumar as paredes. As peças diagonais são perfis auxiliares que apoiam 
as paredes no prumo exato 
Figura 13 – Nível com Imã Figura 14 – Peças diagonais 
 Fonte: Franzen, 2012 Fonte: Franzen, 2012 
 
Uma equipe de quatro pessoas é capaz de montar toda a estrutura de 
paredes em 4 dias. 
Figura 15: Paredes finalizadas. 
Fonte: Franzen 
 
2.2.4. Estrutura da Cobertura 
A cobertura destina-se a proteger as edificações da ação das intempéries. 
Pode ser vista também como um dos elementos de importância estética do 
projeto, merecendo, por isso, materiais que atendam tanto ao desempenho 
técnico como às exigências arquitetônicas. 
De um modo geral, os elementos das coberturas são: 1) vedação 
propriamente dita (telhas), que pode ser de diversos materiais; 2) a armação ou 
conjunto de elementos que dão suporte à cobertura, como as ripas, caibros, 
terças, tesouras, treliças, elementos de contraventamento; 3) o sistema de 
escoamento das águas pluviais, como condutores, calhas e rufos. 
 
Figura 16 - CoberturaPlana Figura 17 - Cobertura em telha 
 
 Fonte: Franzen, 2012 Fonte: Franzen, 2012 
 
Figura 18: Estrutura do Telhado 
 Fonte: Téchne 2009 
 
Construtivamente, as coberturas próprias para steel frame possuem as 
mesmas características e princípios das estruturas convencionais. Portanto, 
podem ser utilizadas com telhas metálicas, cerâmicas, fibrocimento entre outras. 
 
 
 
2.2.5 - Instalações elétricas 
 
A passagem dos conduítes e tubos acontecem sem quebradeiras e 
interferências com as demais instalações. Para evitar transtornos, o ideal é iniciar 
as instalações após a finalização completa da estrutura das paredes e lajes e, 
se possível, quando os revestimentos externos e a cobertura já estiverem 
instalados. 
. 
Figura 19 – Instalações elétricas 
Fonte: Franzen 2012. 
 
 
 
2.2.6. Instalações Hidráulicas 
 
As instalações elétricas e hidráulicas para edificações com sistema construtivo 
steel frame são as mesmas utilizadas em edificações convencionais e 
apresentam o mesmo desempenho, não variando em razão do sistema 
construtivo. 
 
 
Figura 20- Instalação Hidráulica 
Fonte: Franzen, 2012 
Sendo assim, os materiais empregados e princípios de projeto também 
são os mesmos aplicados em edificações convencionais e, portanto, as 
considerações para projeto, dimensionamento e uso das propriedades dos 
materiais não divergem do tratamento tradicional nessas instalações. 
 
2.2.7. Fechamentos 
 
2.2.7.1. Fechamento Externo 
Para os fechamentos externos, que estão sujeitos às ações das 
intempéries, sem dúvida, uma das maiores preocupações é quanto às 
propriedades em relação à estanqueidade e à durabilidade, seguida da condição 
de ser estética. Como componentes dos fechamentos externos, podemos citar 
as placas cimentícias e a placa OSB (Oriented Strand Board). 
Esta última é um tipo de painel de madeira fabricado com três a cinco 
camadas de tiras de madeira reflorestada, cruzadas perpendicularmente, 
prensadas e unidas com resinas. 
 
 
 
 
 
Figura 21- Juntas de placas e de painéis e Parafuso de ponta-broca 
 
Fonte: Téchne, 2015 
 
Figura 22 - Fechamento com OSB 
Fonte: Franzen, 2012. 
O painel de OSB, sua maior vantagem é ser estrutural e, assim, auxilia no 
contraventamento das paredes, resistindo por até dez anos contra cupins. Esse 
tipo de painel é instalado diretamente na estrutura e sobre ele deve-se colocar 
uma manta ou membrana para formar uma barreira contra umidade e vapor. 
 
Figura 22 - Fechamento com Placa cimentícia 
Fonte: Téchne, 2015 
O fechamento com placa cimentícia possui grande compatibilidade com o 
sistema, pois as placas são leves, de pequena espessura, mas adequadas a 
esse sistema, impermeáveis, incombustíveis e, ainda, possuem compatibilidade 
modular, resistência aos impactos, baixa condutividade térmica, resistem a 
cupins e micro-organismos, elevada durabilidade e permitem inúmeros 
acabamentos. 
 
2.2.7.2. Isolamento termo acústico e acabamento 
 
Testes realizados no IPT (2011) Instituto de Pesquisas Tecnológicas 
comprovam que uma parede com montantes metálicos de 90mm, revestida dos 
dois lados com chapas tem o mesmo desempenho acústico referente a absorção 
e reflexão de ondas sonoras que uma parede de alvenaria de mesma espessura. 
Baseado na ABNT - NBR – 15575-1 
A utilização de lã de vidro e lã de pet no interior das paredes aumenta 
muito este desempenho acústico sendo superior acusticamente a uma parede 
construída no sistema tradicional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23 - Isolamento de Lá de Pet e Lã de Vidro 
 Fonte: Téchne, 2015 
 
Figura 24 – Acabamento final e Pintura. 
Fonte: Franzen,2015 
 
Acabamento com massa nos parafusos e juntas para corrigir 
irregularidade na superfície tornando a lisa e uniforme, evitando saliências ou 
rebaixamento de forma a não atrapalhar as etapas finais de pintura. 
 
 
 
 
 
 
3. Vantagens e desvantagens do Light Steel frame 
 3.1. Vantagens 
 Obra rápida e limpa. 
 Construção a seco. 
 Facilidade de montagem e manuseio. 
 Redução de Prazos em comparação com Alvenaria. 
 Redução de desperdícios (entulhos e resíduos) na obra. 
 Fácil passagem e manutenção de Instalações elétricas, hidrossanitárias 
e outras. 
 Redução do custo de fundações. 
 Versatilidade em projetos e menor número de etapas de construção. 
 Melhor Isolamento térmico e acústico. 
 Facilidade na execução e manutenção. 
 Durabilidade maior que 100 anos. 
 
3.2. Desvantagem 
 
 Segundo Morais (2004), dentre as poucas desvantagens do steel frame, 
uma das principais está relacionada à quantidade de pavimentos 
possíveis. Não se pode construir, nesse sistema, no Brasil, prédios com 
mais de seis pavimentos. Apenas alguns estados americanos permitem a 
construção de prédios de até oito pavimentos, mas são exceções. 
 O custo é superior ao de uma edificação de alvenaria, apesar que o prazo 
para entrega da obra é bem mais rápido, tem ainda uma necessidade de 
profissionais mais qualificados para construção desse tipo de obra . E 
para qualquer tipo de manutenção é necessário ler o manual, devem 
constar informações de instalação e quais paredes foram previamente 
reforçadas para essa finalidade. 
 Necessidade de profissionais mais qualificados. 
 
4. Conclusão 
 
O LSF é de fato um sistema construtivo versátil e com inúmeras vantagens 
que permite uma variedade de combinações com seus componentes, 
possibilitando assim diversas soluções em substituição a construção tradicional. 
PINHO e PENNA (2008) complementam que os produtos industrializados como 
as estruturas de aço, são concebidos para que, se empregados corretamente, 
tragam uma série de vantagens para o conjunto da obra, que podem facilmente 
reverter o custo final, mesmo com um custo especifico maior. 
 O Light Steel Frame é de fato um modelo de construção que causa o 
menor impacto ao meio ambiente, principalmente pela baixa geração de 
resíduos, consumo de água. No seu processo construtivo são utilizados 
materiais industrializados com certificados e de qualidade, garantindo assim uma 
maior durabilidade da edificação e menor necessidade de manutenção. No 
Brasil, esse tipo de construção tem seu valor final em média 20 % superior ao 
valor de uma construção convencional. Apesar dos diversos fatores positivos o 
sistema LSF não é bem difundido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. SIGLAS 
 
LSF – Light Steel Frame. 
EUA – Estados Unidos da América. 
CBCA- Centro Brasileiro da Construção em Aço. 
OSB - Oriented Strand Board (Painel de Tiras de Madeira Orientadas). 
IPT- Instituto de Pesquisas Tecnológicas. 
ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas. 
NBR – Denominação de Norma utilizado pela ABNT. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Referência Bibliográfica 
 
SANTIAGO, Alexandre kokke; FREITAS, Arlene Maria Sarmanho; CASTRO, 
Renata Cristina Moraes de. “Steel Framing: Arquitetura” Rio de Janeiro: 
Instituto Aço Brasil/ CBCA, 2012. 
PINHO, Fernando Ottoboni; PENNA, Fernando. “Viabilidade Econômica”. Rio 
de Janeiro: IBS/CBCA, 2008. 
Steel Frame: Vantagens e Desvantagens. Aprenda agora! - Disponível em :< 
http://pedreirao.com.br/steel-frame-vantagens-e-desvantagens-passo-a-passo/>.Acessado em 04/09/2017. 
Tecnologia Steel frame – Estrutura – Disponível em: 
http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/137/artigo285729-1.aspx . Acessado 
em: 04/09/2017. 
FRANZEN, Fabiani. Construção seca: Entendendo o sistema. Disponível em: 
<http://arquitetandocomafabi.blogspot.com.br,>2012. Acessado em 04/09/2017. 
 O que é Steel Frame ou Light Steel Framing? Disponível em: 
<http://arquitetosustentavel.com.br/blog/o-que-e-steel-frame-ou-light-steel-
framing/.> Acessado em 03/09/2017. 
SMART SISTEMAS CONSTRUTIVOS < Sistema LSF – Etapas da Obra.- 
Disponível em:<http://smartsistemasconstrutivos.com.br/etapas-da-obra/>. 
Acessado em 04/09/2017. 
IPT- Notícias Acústica em edifícios, (2011). - Disponível em: 
<http://www.ipt.br/noticias_interna.php?id_noticia=439. Acessado em 
07/09/2017. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6.355/2003 - 
Perfis estruturais de aço formados a frio –. Padronização. Rio de janeiro, 2003. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15253 /2014 - 
Perfis de aço formado a frio, com revestimento metálico, para painéis estruturais 
reticulados em edificações– Padronização. Rio de Janeiro, 2014. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 15575-1/2013 -
Edificações habitacionais – Padronização. Rio de Janeiro, 2013.