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SANTA BARBARA D’OESTE 2019 PAULO FERNANDO VASCONCELLOS MÉTODO DE CONSTRUÇÃO SECA STEEL FREMING EM HABITAÇOES SOCIAIS SANTA BARBARA D’OESTE 2019 MÉTODO DE CONSTRUÇÃO SECA STEEL FREMING EM HABITAÇOES SOCIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade Anhanguera, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Civil. Orientador: Victor Carmo PAULO FERNANDO VASCONCELLOS PAULO FERNANDO VASCONCELLOS MÉTODO DE CONSTRUÇÃO SECA STEEL FREMING EM HABITAÇOES SOCIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade Anhanguera, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Civil. BANCA EXAMINADORA Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Santa Barbara D’oeste, __ de dezembro de 2019. A tarefa não é tanto ver aquilo que ninguém viu, mas pensar o que ninguém ainda pensou sobre aquilo que todo mundo vê. Arthur Schopenhauer VASCONCELLOS, Paulo Fernando. Método De Construção Seca Steel Freming Em Habitaçoes Sociais. 2019. 36. Trabalho de conclusão de curso (graduação em engenharia civil) – Universidade Anhanguera, Santa Barbara D’oeste, 2019. RESUMO O setor da construção civil brasileira ainda se baseia em construções altamente artesanais, caracterizadas pelos inúmeros índices de desperdício de insumos e mão de obra, grande geração de resíduos sólidos e baixa produtividade. Porém, diante da crescente demanda e da disponibilidade de técnicas alternativas as predominantes no setor atual, várias correntes de soluções industrializadas estão ganhando espaço conforme o crescimento da aceitação da tecnologia por parte dos setores produtivos e principalmente dos consumidores. Estas alternativas buscam basicamente uma maior racionalização de materiais e um melhor aproveitamento da mão de obra. Neste cenário, o Light Steel Frame encontra-se dentro dos anseios do mercado como uma solução que mude o setor da construção civil, isto porque o método se apresenta como uma solução industrializada e racionalizada, e vem ganhando espaço no Brasil em construções dos mais diversos usos. A utilização deste sistema representa uma maior agilidade de execução, com perdas mínimas, diminuição quantitativa da mão de obra e redução considerável no peso próprio comparado a materiais convencionais. Neste contexto, o presente estudo objetivou estudar o sistema alternativo Light Steel Frame, abordando suas práticas construtivas, métodos de utilização, vantagens e desvantagens, custos e aceitabilidade no mercado, através de uma pesquisa exploratória e bibliográfica. Palavras-chave: Steel Frame; Habitação Social; Construção Seca; Sustentabilidade. Vasconcellos, Paulo Fernando. Dry Steel Freming Construction Method In Social Housing. 2019. 36. Trabalho De Conclusão De Curso (Graduação Em Engenharia Civil) – Universidade Anhanguera, Santa Barbara D’oeste, 2019. ABSTRACT The Brazilian civil construction sector is still based on highly artisanal constructions, characterized by countless levels of input and labor waste, large solid waste generation and low productivity. However, in view of the growing demand and availability of alternative techniques, which are prevalent in the current sector, several streams of industrialized solutions are gaining ground as the acceptance of technology by the productive sectors and especially consumers increases. These alternatives basically seek greater rationalization of materials and better use of labor. In this scenario, the Light Steel Frame is within the ambitions of the market as a solution that changes the construction sector, because the method presents itself as an industrialized and rationalized solution, and has been gaining ground in Brazil in various constructions. Uses. The use of this system represents greater agility of execution, with minimal losses, quantitative reduction of labor and considerable reduction in own weight compared to conventional materials. In this context, the present study aimed to study the alternative Light Steel Frame system, addressing its constructive practices, methods of use, advantages and disadvantages, costs and market acceptability, through an exploratory and bibliographic research. Keywords: Steel Frame; Social habitation; Dry construction; Sustainability. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Execução da primeira obra em LSF no Brasil ........................................ 15 Figura 2 - Primeiro protótipo de uma residência em LSF ........................................ 16 Figura 3 - Comparativo de desempenho térmico ..................................................... 18 Figura 4- Montagem de painel em LSF no canteiro de obras .................................. 22 Figura 5 - Painéis de LSF produzidos em fábrica e transportados para obra .......... 22 Figura 6 - Montagem de módulo de banheiro .......................................................... 23 Figura 7 - Radier ..................................................................................................... 24 Figura 8 - Sapata corrida ......................................................................................... 25 Figura 9 - Painéis estruturais................................................................................... 26 Figura 10 - Transmissão da carga vertical a fundação ............................................ 26 Figura 11 - Estrutura de piso em LSF ...................................................................... 27 Figura 12 - Laje tipo úmida ...................................................................................... 28 Figura 13 - Laje tipo seca ........................................................................................ 28 Figura 14 - Esquema cobertura plana em LSF ........................................................ 29 Figura 15 - Esquema cobertura inclinada em LSF ................................................... 39 Figura 16 - Fechamento vertical em OSB ............................................................... 31 Figura 17 - Fechamento vertical em placas cimentícias .......................................... 32 Figura 18- Fechamento vertical em gesso acartonado ............................................ 33 Figura 19 - Parafusos auto-atarraxantes ................................................................. 34 LISTA DE TABELAS ( Tabela 1 – Comparativo técnico entre o sistema LSF e o Sistema convencional .... 19 Tabela 2 – Revestimento mínimo dos perfis estruturais e não estruturais .............. 21 Tabela 3 – Designações dos perfis de aço formados a frio para o uso em LSF e suas respectivas aplicações ............................................................................................ 00 Tabela 4 – Relação entre espessura da placa cimentícia e sua aplicação.............. 00 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 13 1. O SISTEMA LIGHT STEEL FRAME E SUAS CARACTERÍSTICAS ................ 15 1.1 HISTÓRICO DO SISTEMA LIGHT STEEL FRAME ........................................ 16 1.2 CARACTERÍSTICAS DO LIGHT STEEL FRAME ........................................... 17 2. SISTEMA ESTRUTURAL ................................................................................. 20 2.1. MÉTODOS CONTRUTIVOS ......................................................................... 21 3. ETAPAS CONSTRUTIVAS .............................................................................. 24 3.1. FUNDAÇÕES................................................................................................ 24 3.2. PAINÉIS ESTRUTURAIS............................................................................... 25 3.3. LAJES ........................................................................................................... 27 3.4. COBERTURAS .............................................................................................. 28 3.5. FECHAMENTO VERTICAL E ACABAMENTO ............................................... 29 3.6. LIGAÇÕES .................................................................................................... 33 3.7. MONTAGEM ................................................................................................. 34 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 36 REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 38 13 INTRODUÇÃO A indústria da construção civil no Brasil permanece caracterizada pela utilização de sistemas construtivos predominantemente artesanais, tendo como características principais os inúmeros índices de desperdício de insumos e a baixa produtividade. Porém, o mercado vem dando sinais de que esta situação deve ser alterada e o uso de novas tecnologias é a melhor maneira de permitir a industrialização da construção civil e a racionalização dos processos. A racionalização e a industrialização da construção são apontadas como a chave para reformulação dos métodos construtivos. Ambas são implantadas na construção civil objetivando fazer uma análise dos processos de transformação, fluxo e valor, visando o aperfeiçoamento de determinada atividade, além de uma maior produtividade e eliminação de desperdícios. Esta preocupação com as questões ambientais e a necessidade de buscar alternativas sustentáveis para a indústria da construção civil nos demonstram que, por se tratar de um sistema construtivo altamente artesanal, a estrutura de concreto armado aliada a alvenaria de blocos cerâmicos é caracterizada pela baixa produtividade e pelo grande desperdício de materiais, devido a todas as etapas da construção ser executadas in loco. Tendo em vista a mudança deste contexto, uma das alternativas a serem adotadas é a utilização de um método construtivo consolidado em países de primeiro mundo, porém no Brasil não muito empregado, o Light Steel Frame (LSF). Segundo Faria (2008), após o fim da Segunda Guerra Mundial, os países desenvolvidos da América do Norte, Europa e Ásia passaram a se valer com maior intensidade de sistemas construtivos prontos, pré-fabricados, que proporcionassem maior produtividade e economia de mão de obra, cujo custo era muito alto nessas regiões. O LSF é um sistema de concepção racional altamente industrializado, que tem como principal característica uma estrutura constituída por perfis de aço galvanizado de pequena espessura formados a frio, promovendo um processo de construção de alta eficiência e grande rapidez de execução. A estrutura de aço galvanizado, LSI, vem ganhando espaço e força em diversos países por conta da rapidez e facilidade de utilização, o que desperta interesse em alguns setores, entre eles o de Construção 14 de Habitação Popular. Neste sentido, parece haver algumas vantagens e possibilidades, mas quais seriam, de fato, essas vantagens e reais possibilidades? E, após abordadas essas questões, qual a viabilidade efetiva dessa estrutura nas construções populares, principalmente no que se refere ao baixo custo, além da economia de materiais. Há, no Brasil, um déficit habitacional que traz à luz diversos questionamentos em como melhorar e modernizar este setor. É, portanto, uma necessidade em incentivar a área da Construção Civil estudar, desenvolver e utilizar novos meios de atender a demanda, em números, de novas habitações de baixo-custo e que, por consequência, agridam menos o meio ambiente com descarte de materiais desperdiçados. Dessa forma, é relevante que haja uma maior reflexão do Estado para que este ofereça uma solução mais urgente diminuir essa carência habitacional, o que converge para uma modernização e industrialização do setor de Edificações, isto porque este setor sofre mais que outros com a perda de tempo e possíveis imprecisões. Isso se dá, especialmente, por conta de a matéria-prima variar, dependendo do material utilizado - na maioria das vezes, rudimentar. Nesse sentido questiona-se, existe viabilidade técnica e econômica da utilização do método construtivo light steel frame em habitações sociais para a classe baixa de renda? Diante disso esse trabalho teve como objetivo geral realizar um levantamento de vantagens sobre a utilização de LSF no setor da construção civil, abordando a economia financeira e de materiais para demonstrar a viabilidade de se valer desse material para construção de conjuntos habitacionais populares. E como objetivos específicos, apresentar as vantagens em se utilizar o aço galvanizado na construção civil em outros países, no quesito de tempo e mão de obra utilizados; analisar como o uso do LSI em prédios residenciais afetou positivamente a economia financeira direta e indireta, ou seja, de materiais e demonstrar, ao final, os resultados obtidos, tanto de custo quanto de viabilidade em se investir nessas estruturas no Brasil, utilizando estudos mais aprofundados na área. Para a elaboração deste trabalho foi realizada uma pesquisa bibliográfica, com abordagem qualitativa e interpretativa, baseada principalmente em obras de diversos autores da área de Planejamento estratégico como, por exemplo, Crasto (2005), Rodrigues (2006), Domarascki e Fagiani (2009), entre outros. 15 1. O SISTEMA LIGHT STEEL FRAME E SUAS CARACTERÍSTICAS O termo LSF foi registrado pelo Swedish Institute of Steel Frame (SBI) para designar o sistema construtivo baseado em estrutura de aço leve (ALVARENGA; CALMON, 2000 apud CASTRO, 2006). O Light Steel Framing é um sistema construtivo estruturado em perfis de aço galvanizado formados a frio, projetados para suportar as cargas da edificação e trabalhar em conjunto com outros subsistemas industrializados, de forma a garantir os requisitos de funcionamento da edificação. É um sistema construtivo aberto – que permite a utilização de diversos materiais, flexível – pois não apresenta grandes restrições aos projetos, racionalizado – otimizando a utilização dos recursos e o gerenciamento das perdas, customizável – permitindo total controle dos gastos já na fase de projeto; além de durável e reciclável (JARDIM; CAMPOS, 2006, p. 02). Portanto, o sistema basicamente se resume em uma estrutura composta de paredes, pisos e cobertura, que além de seus componentes, também possuem subsistemas. Esses subsistemas são o estrutural, a fundação, o isolamento termo acústico, o fechamento interno e externo, as instalações elétricas e hidráulicas (CONSULSTEEL, 2002). Reunidos, esses elementos possibilitam a integridade estrutural da edificação, e são projetados para suportar as cargas da edificação e garantir os requisitos de funcionamento da mesma (IBDA, 2011). Santiago, Freitas e Crastro (2012), destacam que para que o sistema cumpra com as funções para o qual foi projetado e construído é necessária uma compatibilização de projetos e que os materiais utilizados sejam adequados. Figura 1 – Execução da primeira obra em LSF no Brasil Fonte: Construtora Sequência (2014) 16 Vale salientar que a primeira obra em LSF no Brasil foi realizada em 1998 pela Construtora Sequência, sendo um condomínio de casas de alto padrão na cidade de São Paulo, no bairro do Brooklin, como apresentado na figura anterior (DOMARASCKI; FAGIANE, 2009). 1.1 HISTÓRICO DO SISTEMA LIGHT STEEL FRAME A história do LSF iniciouentre 1810, quando o Estados Unidos começou a conquista pelo seu território, e 1860, quando a migração chegou a costa do Oceano Pacífico. Durante este período, a população americana se multiplicou e, para solucionar a demanda por habitações, recorreu-se à utilização de materiais disponíveis no local, no caso a madeira, utilizando os conceitos de praticidade, velocidade e produtividade originados na Revolução Industrial, e assim acabaram por criar o Wood Framing (RODRIGUES, 2006). De acordo com Allen (2006), as primeiras construções em aço formado a frio, tiveram início no ano de 1850 nos Estados Unidos, e paralelamente na Inglaterra. Porém estas obras tinham caráter experimental e limitado. A partir de 1930, foram feitos protótipos de residências em LSF, conforme a Figura 2, que apesar de pouco explicativos sobre o sistema, teve relativa aceitação. A partir de então, iniciou-se um crescimento considerável em sua aplicação, com a formação de empresas especializadas. Figura 2 - Primeiro protótipo de uma residência em LSF Fonte: Allen (2006) 17 A utilização do LSF no Brasil se deu durante a década de 90, quando algumas construtoras tiveram a iniciativa de importar casas pré-fabricadas em LSF destinadas aos padrões de renda média e alta (CRASTO, 2005). De acordo com o CBCA (2014), atualmente esse sistema vem passando por um processo de desenvolvimento e aceitação no mercado nacional, inclusive a sua aplicação não limita-se mais as construções residenciais e isso vem ocorrendo devido a incentivos, como a definição dos requisitos mínimos para financiamento de habitações em LSF pela Caixa Econômica Federal; a publicação de dois manuais pelo Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA) que servem para especificação e uso; e a normatização de alguns dos principais componentes dos sistemas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 1.2 CARACTERÍSTICAS DO LIGHT STEEL FRAME De acordo com Rodrigues (2006), por tratar-se de um processo com alto nível de industrialização quando comparado com um sistema construtivo convencional, o LSF apresenta vantagens como rapidez na construção, podendo ter uma redução no prazo de até 50% se comparado ao sistema convencional, além de melhores níveis de desempenho termo acústico, facilidade na execução das ligações, durabilidade e longevidade da estrutura, facilidade de montagem, manuseio e transporte devido a leveza dos elementos, além de ser uma construção a seco, o que minora o uso de recursos naturais e o desperdício. Segundo Yamashiro (2011), um comparativo entre o desempenho térmico dos materiais comumente utilizados em fechamentos nas edificações pode ser observado na Figura 3, na qual é possível concluir que o preenchimento em lã de rocha, poliestireno ou poliuretano, materiais estes mais usuais para isolamento no LSF, possuem desempenho superior aos blocos de alvenaria, proporcionando um maior amortecimento térmico, fato este que resulta na economia de energia e melhor conforto térmico. 18 Figura 3 - Comparativo de desempenho térmico Fonte: Yamashiro (2011) Para o CBCA (2014), o LSF apresenta vantagens significativas, como maior área útil, prazos de execução mais curtos, compatibilidade com outros materiais, racionalização da mão de obra, alívio de carga nas fundações, organização no canteiro de obras e a reciclabilidade. Entre as poucas desvantagens do LSF pode-se citar o custo, uma vez que o LSF ainda apresenta um custo pouco superior quando comparados aos métodos construtivos tradicionais, o tradicionalismo das pessoas e, a carência de profissionais qualificados no método construtivo LSF (MASTERWALL, 2016). Porém, em grandes escalas e em construções geminadas, o LSF pote ter um custo unitário menor, havendo um ganho de 15% em cada 10 unidades habitacionais construídas, atingindo aproximadamente R$500,00/m² em habitações geminadas (CBCA, 2014). 19 Tabela 1 - Comparativo técnico entre o sistema LSF e o sistema convencional Anteriormente apresentou- se um comparativo técnico entre os métodos construtivo em LSF e o método convencional, em concreto armado com fechamento em alvenaria cerâmica. SISTEMA CONSTRUTIVO CONVENCIONAL SISTEMA LIGHT STEEL FRAME Utiliza produtos que degradam o meio ambiente: areia, brita, tijolo, etc. É um sistema ecologicamente correto. O aço, por exemplo, parte integrante do sistema em LSF, é um dos produtos mais reciclados em todo o mundo. Estrutura em concreto armado, da qual sua qualidade é determinada por fatores inconstantes como mão de obra, temperatura, umidade do ar, matéria prima, etc. Estrutura em aço galvanizado, produto com certificação internacional e que obedece aos mais rigorosos controles de qualidade. Difícil execução das instalações elétricas e hidráulicas, com quebra de paredes, gerando desperdício de materiais e retrabalho. Fácil execução das instalações elétricas e hidráulicas, sem desperdício de materiais e sem retrabalho. Apresenta um canteiro de obras sujo ou com grande dificuldade para manutenção de limpeza. Canteiro de obras limpo e organizado. O isolamento térmico e acústico é mínimo, pois permite facilmente a passagem de calor pelas paredes além de um alto custo de manutenção de temperatura. O isolamento térmico e acústico é máximo, isso em função dos isolamentos utilizados entre os painéis das paredes, além de apresentar um custo mínimo ou inexistente de manutenção de temperatura. Cronograma de obra longo e impreciso. Prazo de execução até 1/3 menor ao convencional e com maior precisão. Grande utilização de água no processo construtivo. Utilização mínima de água no processo construtivo, somente para a execução das fundações. Manutenção para reparos de defeitos ocultos, exigindo quebras de paredes, não garantindo um acabamento final perfeito. Manutenção simples de defeitos ocultos, através de shafts localizados em pontos estratégicos. Ampliações e reformas demoradas, garantindo na maioria dos casos transtornos, com desperdícios de materiais. Ampliações e reformas rápidas e limpas, inclusive com a possibilidade de reaproveitamento da maioria dos materiais. Não é resistente a terremotos e ventos fortes podendo ser usado apenas em áreas isentas destes riscos naturais. Apresenta elevada resistência contra terremotos e ventos fortes. Fácil aparecimento de patologias. Difícil aparecimento de patologias. 20 2. SISTEMA ESTRUTURAL São perfis obtidos por dobramento, em prensa dobradeira, de lâminas recortadas de chapas ou tiras, ou por perfilagem, em mesa de roletes, a partir de bobinas laminadas a frio ou a quente, sendo ambas as operações realizadas com o aço em temperatura ambiente (NBR 14762, ABNT, 2001). Segundo Santiago, Freitas e Crasto (2012), os perfis típicos para o uso em LSF são obtidos por perfilagem a partir de bobinas de aço revestidas com zinco ou liga alumínio-zinco pelo processo continuo de imersão a quente ou por eletrodeposição, conhecido como aço galvanizado. As massas mínimas de revestimento são apresentadas na Tabela 2. Tabela 2 - Revestimento mínimo dos perfis estruturais e não estruturais Fonte: NBR 15253: 2005 Segundo os autores, os perfis mais utilizados no sistema LSF são os que possuem seção transversal tipo U (U simples), Ue (U enrijecido), cantoneira e cartola. Na Tabela 3 encontram-se as seções transversais dos perfis utilizados e suas aplicações. 21 Tabela 3 - Designações dos perfis de aço formados a frio para o uso em LSF e suas respectivas aplicações Fonte: NBR 15253: 2005 2.1. MÉTODOS CONTRUTIVOS De acordo com Santiago, Freitas e Crasto (2012), há basicamente três métodos construtivos para a implantação do sistema LSF: o método tradicional ou Stick, o método por painéis e o método de construção modular.Para Crastro (2005), o método tradicional é o mais utilizado, onde os perfis são cortados no canteiro da obra, e painéis, lajes, contraventamentos e a cobertura são montados no local, tendo como vantagens a não necessidade de o construtor possuir um local para a pré-fabricação do sistema, a facilidade de transporte das peças até o canteiro e as ligações dos elementos serem de fácil execução, conforme exemplificado na Figura 4. Vale salientar, que com a utilização deste método construtivo as atividades no canteiro de obras são maiores e o controle de qualidade e precisão da estrutura é menor. 22 Figura 4- Montagem de painel em LSF no canteiro de obras Fonte: Santiago (2008) No método dos painéis estruturais ou não estruturais, contraventamentos, lajes e tesouras de telhado podem ser pré-fabricados fora do canteiro e montados no local, e os painéis e subsistemas são conectados no local usando as técnicas convencionais, tendo como vantagens a velocidade de montagem, o alto controle de qualidade na produção dos sistemas, a minimização do trabalho na obra e o aumento da precisão dimensional, conforme a Figura 5 (BRASILIT, 2014). Figura 5 - Painéis de LSF produzidos em fábrica e transportados para obra Fonte: Terni, Santiago e Pianheri (2008) Já as construções modulares são unidades completamente pré-fabricadas e podem ser entregues no local da obra com todos os acabamentos internos como 23 revestimentos, louças sanitárias, bancadas, mobiliários fixos, metais, instalações elétricas e hidráulicas, conforme exemplificado na Figura 6, a qual ilustra a montagem de um banheiro (CRASTRO, 2005). Figura 6 - Montagem de módulo de banheiro Fonte: Pavi (2005) 24 3. ETAPAS CONSTRUTIVAS 3.1. FUNDAÇÕES Fundações são elementos estruturais destinados a transmitir ao solo as cargas de uma estrutura (AZEREDO, 2012). Segundo Terni, Santiago e Pianheri (2008), como o LSF é uma estrutura leve, consequentemente as fundações podem ser, de maneira geral, simples. Há ainda a preocupação com a velocidade na execução das mesmas, ratificando uma das características do sistema que é o tempo reduzido de construção, assim destacando-se o uso de radier e sapatas corridas (OLIVEIRA, 2012). Por ser muito leve, a estrutura de LSF e os componentes de fechamento exigem bem menos da fundação do que outras construções. No entanto, como a estrutura distribui a carga uniformemente ao longo dos painéis estruturais, a fundação deverá ser contínua suportando os painéis em toda a sua extensão. A escolha do tipo de fundação vai depender além da topografia, do tipo de solo, do nível do lençol freático e da profundidade do solo firme. Essas informações são obtidas através da sondagem do terreno (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012). O radier é um tipo de fundação superficial, constituída de uma laje em concreto armado com cota bem próxima da superfície do terreno, na qual toda superfície se apoia, conforme na10. Estruturalmente, o radier pode ser liso ou formado por jês com vigas de bordas e internas, com a finalidade de aumentar sua rigidez (TERNI; SANTIAGO; PIANHERI, 2008). Figura 7 - Radier Fonte: disponível em www.nossaengenharia.com.br http://www.nossaengenharia.com.br/ 25 As sapatas corridas são elementos contínuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga por metro linear (BRITO,1987). Para Terni, Santiago e Pianheri (2008), a sapata corrida é um tipo de fundação superficial contínua, que recebe as ações dos painéis e as transmite esses carregamentos uniformemente distribuídos em uma direção para o solo. Figura 8 - Sapata corrida Fonte: disponível em www.sapata2012.blogspot.com.br 3.2. PAINÉIS ESTRUTURAIS Os painéis estruturais em uma edificação de LSF podem não só compor as paredes de uma edificação, como também funcionar como o sistema estrutural da mesma. Os painéis podem ser estruturais ou autoportantes, quando compõem a estrutura suportando as cargas da edificação, ou não-estruturais, quando funcionam somente como fechamento externo ou divisória interna, ou seja, sem função estrutural (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012). Segundo Terni, Santiago e Pianheri (2008), os painéis podem ser instalados na vertical, para serem utilizados como paredes, e na horizontal, como pisos. Os painéis verticais, na sua maioria, são portantes, isto é, trabalham como estrutura da edificação. http://www.sapata2012.blogspot.com.br/ 26 Figura 9 - Painéis estruturais Fonte: Acoweb (2014) De acordo com Santiago, Freitas e Crasto (2012), os montantes que compõem os painéis transferem as cargas verticais por contato direto através de suas almas estando duas seções em coincidência de um nível a outro, dando origem ao conceito de estrutura alinhada. A Figura 10 apresenta um esquema de transmissão da carga vertical a fundação. Figura 10 - Transmissão da carga vertical a fundação Fonte: Santiago; Freitas; Crasto (2012) 27 Santiago, Freitas e Crasto (2012) afirmam que a distância entre os montantes geralmente é de 400 ou 600 milímetros e são determinadas pelas solicitações que cada perfil será submetido. Os montantes são unidos em seus extremos inferiores pelas guias, cuja função é fixar os montantes a fim de constituir um quadro estrutural. É válido salientar que o comprimento das guias define a largura do painel, e o comprimento dos montantes define a altura do mesmo. 3.3. LAJES Segundo Rodrigues (2006), o conceito estrutural do LSF que consiste em dividir as cargas entre os perfis, é também é utilizado para os elementos que suportam as lajes e coberturas, uma vez que seus elementos trabalham bi apoiados e deverão, sempre que possível, transferir as cargas continuamente, ou seja, sem elementos de transição, até as fundações. Para Santiago, Freitas e Crasto (2012), as lajes baseiam-se no mesmo princípio dos painéis, utilizam perfis galvanizados dispostos horizontalmente, obedecendo à mesma modulação dos montantes, conforme ilustrado na Figura 11. Nas lajes, esses perfis são as vigas de piso, que desempenham função de transmitir as cargas que estão sujeitas para os painéis, além de servirem de estrutura de apoio para o contrapiso. Figura 11 - Estrutura de piso em LSF Fonte: Santiago; Freitas; Crasto (2012) 28 Segundo os autores, de acordo com a natureza do contrapiso a laje pode ser do tipo úmida, quando se utiliza uma chapa metálica ondulada aparafusada às vigas e preenchida com concreto que serve de base para o contrapiso, ou pode ser do tipo seca, quando placas rígidas de OSB, cimentícias ou outras são aparafusadas à estrutura do piso, conforme Figura 12 e Figura 13, respectivamente. Figura 12 - Laje tipo úmida Fonte: disponível em www.felipeschmitzhaus.blogspot.com.br Figura 13 - Laje tipo seca Fonte: disponível em www.st.eco.br 3.4. COBERTURAS De acordo com Crasto (2005), a cobertura do telhado é a parte da construção destinada a proteger o edifício da ação das intempéries, podendo também desempenhar uma função estética. Telhados podem variar desde simples cobertas planas até projetos com maior complexidade. Santiago, Freitas e Crasto (2012), http://www.felipeschmitzhaus.blogspot.com.br/ http://www.st.eco.br/ 29 afirmam que há uma grande variedade de soluções estruturais para se materializar a cobertura de uma edificação e a escolha dependerá de diversos fatores como tamanho do vão a cobrir, carregamentos, opções estéticas e econômicas. Salientam que se pode encontrar dois tipos de cobertura, as planas, esquematizadas na Figura 14, e as inclinadas, esquematizadas na Figura 15. Figura 14 - Esquema cobertura plana em LSF Fonte: disponível em www.steelframegaucho.wordpress.com Figura 15 - Esquema cobertura inclinada em LSF Fonte: Santiago; Freitas; Crasto(2012) 3.5. FECHAMENTO VERTICAL E ACABAMENTO O sistema de fechamento vertical é composto pelas paredes externas e internas de uma edificação. No sistema LSF, os componentes de fechamento devem ser constituídos por elementos leves, compatíveis com o conceito da estrutura dimensionada para suportar vedações de baixo peso próprio, além de buscar materiais de fechamento e acabamento que propiciem uma obra limpa, com redução http://www.steelframegaucho.wordpress.com/ 30 ou eliminação das etapas de execução que utilizem argamassas ou similares (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012). Os componentes empregados para execução das vedações devem atender a alguns critérios e requisitos que assegurem satisfação as exigências dos usuários e a habitabilidade da edificação. A norma ISO 6241:1984 estabelece os requisitos fundamentais para atender essas necessidades, entre eles a segurança estrutural, a segurança ao fogo, a estanqueidade, o conforto termo acústico, tátil e visual também são importantes condições para a aplicação de um sistema de fechamento, além, é claro, da durabilidade e economia. Com relação as chapas de fechamento externo, é importante avaliar e especificar as seguintes características: resistência a flexão, absorção de água, variação dimensional em razão da variação de umidade e do efeito de temperatura e a resistência a intempéries (OLIVEIRA; WAELKENS; MITIDIERI, 2012). No mercado nacional os produtos disponíveis para o fechamento de construções em LSF são fornecidos em placas ou chapas, com várias espessuras, sendo que os materiais mais utilizados são o Oriented Strand Board (OSB), a placa cimentícia e o gesso acartonado. As placas de OSB são uma espécie de chapa estrutural, produzida a partir de filamentos de madeira orientadas com três a cinco camadas perpendiculares prensadas e unidas com resinas sob altas temperaturas, tornando maior sua resistência mecânica e a rigidez (REGO, 2012). Segundo Terni, Santiago e Pianheri (2008), 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, a qual é fixada ao painel com grampos. Para revestimento com argamassa, deve-se grampear uma tela sobre a manta para projeção da argamassa, a qual permite também inúmeros acabamentos. 31 Figura 16 - Fechamento vertical em OSB Fonte: disponível em www.frameaco.com.br As placas cimentícias são placas delgadas de concreto, fabricadas a partir de argamassas especiais contendo aditivos e uma elevada porcentagem de cimento. Geralmente são fabricadas a partir de moldes metálicos, utilizando a mesma tecnologia do concreto pré-moldado (DOMARASCKI; FAGIANI, 2009). Para Santiago, Freitas e Crasto (2012), as placas cimentícias podem ser utilizadas como fechamento externo e interno dos painéis. As principais características das placas cimentícias são a elevada resistência a impactos, a grande resistência a umidade, são incombustíveis, podem ser curvadas depois de saturadas, baixo peso próprio, compatível com a maioria dos acabamentos e revestimentos e rapidez na execução. Segundo os autores, as placas de fechamento são dimensionadas na maioria dos casos com largura fixa de 1,20 metros, e comprimentos que variam d 2,00 metros, 2,40 metros e 3,00 metros, podendo apresentar diferentes espessuras de acordo com a função e aplicação da placa, conforme Tabela 4. http://www.frameaco.com.br/ 32 Tabela 4 - Relação entre espessura da placa cimentícia e sua aplicação Fonte: Brasilit De acordo com uma das fabricantes nacionais das placas cimentícias, a BRASILIT (2014), elas são altamente reutilizáveis, possuem alta resistência a impactos, elevada durabilidade, além de serem incombustíveis e proporcionarem bom isolamento termo acústico. Além do mais, recebem um tratamento impermeabilizante que lhes confere menos absorção de umidade e maior estabilidade dimensional. Figura 17 - Fechamento vertical em placas cimentícias Fonte: disponível em www.reformolar.com.br Já as placas ou chapas de gesso acartonado constituem o fechamento vertical http://www.reformolar.com.br/ 33 da face interna dos painéis estruturais e não-estruturais que constituem o invólucro da edificação, e também o fechamento das divisórias internas. Porém, os painéis internos quando não são estruturais podem ser constituídos empregando o sistema dry-wall, o qual é utilizado usualmente nos Estados Unidos e vem sendo utilizado no Brasil para se referir às divisórias de gesso acartonado com estrutura em perfil galvanizado (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012). Segundo os autores, as placas de gesso acartonado são comercializadas com largura de 1,20 metros e comprimentos que variam de 1,80 metros à 3,60 metros de acordo com o fabricante. Sendo as espessuras de 9,5 milímetros, 12,5 milímetros e 15 milímetros. Afirmam ainda, que no mercado nacional são comercializados três tipos de placas: Placa Standard (ST): para aplicação em paredes destinadas a áreas secas; Placa Resistente a Umidade (RU) ou Placa verde: para paredes destinadas a ambientes sujeitos a ação da umidade, por tempo limitado de forma intermitente; Placa Resistente ao Fogo (RF) ou Placa rosa: para aplicação em áreas secas, em paredes cm exigências especiais de resistência ao fogo. Figura 18- Fechamento vertical em gesso acartonado Fonte: disponível em www.nvgesso.com 3.6. LIGAÇÕES http://www.nvgesso.com/ 34 Existe uma ampla variedade de conexões e ligações para estruturas de aço e seus componentes, embora nem todas sejam tão utilizadas. Apesar da importância das ligações, em muitos casos não se dá à necessária atenção ao assunto, o que pode comprometer o desempenho da estrutura e encarecer os custos da obra (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012). Segundo Oliveira (2012), para a fixação dos painéis estruturais na fundação, a escolha do tipo de ligação vai variar de acordo com o carregamento a que vai estar submetida a estrutura, o tipo de fundação ou ainda o clima do local. Essas ancoragens podem ser do tipo química com barras roscadas, expansiva com parabolts, ou com sistema de finca pinos acionados por pólvora. De acordo com Santiago, Freitas e Crasto (2012), os parafusos auto- atarraxantes e autoperfurantes são os tipos de conexão mais utilizados em construções com LSF no Brasil. Os parafusos auto-atarraxantes apresentam dois tipos de ponta: ponta broca e ponta agulha, Figura 19, sendo que é a espessura da chapa de aço a ser perfurada e que define o tipo de ponta a ser utilizada. Figura 19 - Parafusos auto-atarraxantes Fonte: Santiago; Freitas; Crasto (2012) 3.7. MONTAGEM 35 O Centro Brasileiro de Construção em Aço (CBCA) afirma que a sequência executiva de uma edificação em LSF segue praticamente a mesma sequência executiva de uma edificação em um método convencional, com exceção das suas peculiaridades: 1. Execução das fundações – as fundações são executadas da forma convencional e necessitam de uma ótima impermeabilização para evitar problemas futuros, além de estarem bem niveladas e no esquadro; 2. Montagem dos painéis estruturais – os painéis são ancorados nas fundações, sendo que este processo se inicia com a colocação do primeiro painel exterior de um dos cantos da edificação e em seguida a colocação de um painel perpendicular, verificado o esquadro, segue-se a ancoragem dos demais painéis; 3. Montagem da cobertura e da subcobertura – em telhados estruturados com caibros o primeiro passo é executar a cumeeira e então fixar os caibros na cumeeira com parafusos estruturais. Já em telhados estruturados com tesouras, estas podem ser içadas em conjunto e distribuídas sobre os painéis portantes, após são distribuídas e fixadas com enrijecedores de alma e parafusosestruturais. Após montada a estrutura procede-se a colocação das telhas; 4. Instalação das esquadrias; 5. Execução do fechamento externo – o fechamento externo é fixado nos painéis com o uso de parafusos, é válido ressaltar a importância das juntas de dilatação; 6. Instalações elétricas e hidráulicas; 7. Isolamento térmico; 8. Fechamento interno – assim como o fechamento externo, é fixado nos painéis com o uso de parafusos; 9. Acabamento. 36 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Através do embasamento teórico a respeito do sistema construtivo LSF apresentado neste trabalho, procurou-se compilar informações a respeito de suas particularidades, demonstrando uma visão ampla sobre as etapas construtivas e as vantagens e desvantagens de sua aplicação quando comparado ao sistema construtivo convencional em concreto armado com vedação em alvenaria de blocos cerâmicos. Baseado nas questões de pesquisa fixadas neste trabalho, buscou-se chegar nos objetivos propostos. Um dos objetivos era avaliar se as tecnologias empregadas na construção do LSF apresentam vantagem sobre o método construtivo convencional, e por meio do estudo realizado, evidenciou-se que a construção em LSF oferece inúmeros benefícios técnicos, como a redução na sobrecarga estrutural associada a uma elevada resistência, a redução do cronograma, menor geração de resíduos, o alto grau de industrialização, além da durabilidade da estrutura, o que torna o método atrativo tanto para o construtor quanto para o cliente. Ainda, pode-se notar que o sistema construtivo convencional pode ser considerado pouco produtivo, uma vez que demanda de mais tempo para a realização das atividades, além de necessitar de um grande contingente de trabalhadores para a sua execução. Dessa forma, acredita-se que utilizar somente estas tecnologias artesanais não será capaz de suprir a demanda brasileira por construções e assim sanar seu gigantesco déficit habitacional. Ademais, tinha-se como objetivo obter conhecimentos da aceitação deste método construtivo na cidade de Santa Rosa, e por meio de questionários realizados, percebe-se que os responsáveis técnicos da área em sua maioria possuem muito pouco conhecimento em LSF, e justificam isso pela pouca disseminação do sistema na cidade de Santa Rosa- RS e região, dificultando assim o acesso aos materiais e a facilidade de encontrar mão de obra especializada. Além do mais, temem a aceitação da população, uma vez que o sistema foge do convencional conhecido e aprovado pelos usuários. Questionando a população de Santa Rosa – RS, a grande maioria já tinha conhecimentos sobre o LSF, mas quando questionados quanto a sua preferência entre os sistemas, o sistema convencional foi citado pela maioria. 37 Além do mais, tinha-se como objetivo estudar o sistema construtivo LSF aplicado a uma residência de habitação social e demonstrar por meio de planilhas orçamentárias detalhadas, a comparação de custos em relação ao sistema construtivo convencional, além de comprar seus cronogramas, e em relação aos custos, pode-se notar que há muitas variações neste quesito, uma vez que o orçamento está associado ao tamanho e padrão do imóvel, que influem diretamente no custo total da obra. Entretanto, pode ser constatado que em determinados casos, principalmente em produção seriada, o custo global é competitivo devido ao menor contingente de mão- de-obra e velocidade de execução, propiciando a produção de habitações populares em larga escala. Portanto, a utilização do sistema LSF para a execução de habitações de interesse social se mostra uma alternativa viável por ser um sistema industrializado e racionalizado, aumentando a produtividade e diminuindo o desperdício de tempo e insumos. Apesar do custo dos materiais empregados no sistema serem mais elevado, é necessário considerar que o uso deste sistema permite a produção em larga escala com rapidez, o que é fundamental para atingir metas de construção de moradias planejadas pelos órgãos governamentais. Para que todo o potencial do sistema construtivo seja aproveitado é necessário investimento em treinamento de mão de obra e qualificação de projetistas e executores. 38 5. REFERÊNCIAS ALLEN, Don. History of Cold Formed Steel. Structure Magazine, Pensilvania, p.28- 32, Nov. 2006. Disponível em: <http://www.structuremag.org/wp- content/uploads/2014/09/C-BB-History- AllenLowndes-Nov061.pdf>. Acesso em: 05 out. 2019. ALVARENGA, A.; CALMON, J. L. 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