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MATERIAIS E TÉCNICAS CONSTRUTIVAS Estrutura Metálica SALVADOR-BA 2020 MATERIAIS E TÉCNICAS CONSTRUTIVAS Estrutura Metálica SALVADOR-BA 2020 SUMÁRIO Conceito…………………………………………………………………….…….……..04 Tipos de Materiais………………………………………………………………….……08 Processo construtivo……………………………………………………………….…….11 Dimensões……………………………………………………………………………….13 Exemplos construtivos…………………………………………………………………..17 Referências……………………………………………………………………………...21 CONCEITO -Introdução: Steel Frame e Steel Deck são estruturas de aço. Ambos são materiais formados a partir de chapas de aço galvanizado. Essas estruturas vem se tornando populares na última década por agilizarem o processo de construção e baratear o custo da obra. -Steel Deck: Essa técnica foi desenvolvido por volta de 1950, nos Estados Unidos e chegou ao Brasil na década de 70. É uma laje composta por uma telha de aço galvanizado em formato trapezoidal e uma camada de concreto. Vantagens: A estrutura é leve e fácil de manejar. Ela também elimina a necessidade de fôrma, garantindo assim uma vantagem econômica. Isso tudo afeta positivamente o cronograma da obra, pois possibilita o trabalho em vários pavimentos. O formato das lajes também pode facilitar a passagem de instalações. Norma técnica: A norma brasileira que orienta o uso deste tipo de técnica é a ABNT NBR 16.421:2015 - Telha-fôrma de aço colaborante para laje mista de aço e concreto - Requisitos e ensaios. -Steel Frame: Técnica construtiva onde as chapas de aço depois de moldadas formam perfis que funcionam como um esqueleto metálico estrutural. Seu fechamento é feito por placas, podendo ser cimentícias, de madeira, drywall, etc. A principal diferença do steel frame é que não há necessidade do uso de água proporcionando assim, uma construção seca. Outra característica é a precisão do sistema, tanto dos cálculos (quantidade de material que será utilizado) quanto da execução. A geração de resíduos é praticamente zero, pois a estrutura é fabricada com as dimensões definidas em projeto, dispensando assim o corte de peças, isso gera uma construção mais barata, rápida e limpa. Vantagens: Versatilidade na construção, já que o sistema Steel frame pode se adaptar a qualquer tipo de projeto, agilidade na construção devido ao baixo peso dos materiais, maior precisão na execução pois os painéis são fabricados industrialmente e produção reduzida de resíduos. Norma técnica: NBR 6.355:2003 - Perfis Estruturas de Aço Formados a Frio - Padronização NBR 14.715:2001 - Chapas de Gesso Acartonado - Requisitos NBR 14.717:2001 - Chapas de Gesso Acartonado - Determinação das Características Físicas NBR 14.762:2001 - Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituídas por Perfis Formados a Frio - Procedimento NBR 15.217:2009 - Perfis de Aço para Sistemas de Gesso Acartonado - Requisitos NBR 15.253:2005 - Placa Plana Cimentícia sem Amianto - Requisitos e Métodos de Ensaio NBR 15.498:2007 - Chapas de Gesso Acartonado - Determinação das Características Físicas DIRETRIZ SINAT N° 003 - Sistemas Construtivos em Perfis Leves de Aço Conformados a Frio, com Fechamento em Chapas Delgadas (sistemas leves tipo “Light Steel Framing) TIPO DE MATERIAIS 1- FERRO Não encontrado puro na natureza, o ferro juntamente com outros elementos formam rochas chamadas de minérios. Principais elementos são a Hematita e Magnetita, e para retirar as impurezas o mineiro é levado a siderúrgica para ser lavado e cortado em pedaços menores. 2 - AÇO Um dos materiais mais importante para indústria, sendo utilizada para a fabricação de peças gerais. Alcança - se o aço por meio da sua redução de carbono podendo variar entre 0,05% a 1,7%. Suas principais características são: Durabilidade: o aço tem grande durabilidade. É um material resistente justamente por conta dos elementos que apresenta. Maleabilidade: tem grande flexibilidade, permitindo ser moldado conforme exposto a altas temperaturas, o que permite a produção de peças de aço de variadas formas com mais facilidade. Elasticidade: o aço é capaz de dilatar-se e voltar ao tamanho original, motivado por temperaturas muito elevadas ou muito baixas. Resistência: o carbono presente em sua composição aumenta a resistência do aço em comparação a outros metais. Por isso, ele é tão procurado por engenheiros para fazer parte de suas obras. Condutividade térmica: o aço tem excelente condutividade térmica, sendo capaz de conduzir energia elétrica. Resistência à corrosão: um aço em especial, conhecido como aço inoxidável, é justamente procurado por ter alta resistência à corrosão, sendo comumente utilizado em panelas e outros utensílios de cozinha. AÇO CARBONO O ferro gusa, primeira etapa de fabricação do aço, é o mesmo para todos os produtos. Na fase seguinte, quando os elementos de liga são adicionados ou suprimidos no ferro gusa, é que são determinadas as grandes famílias de aço, dos mais rígidos aos mais estampáveis. O Carbono é o principal elemento endurecedor em relação ao ferro. Outros elementos, como o manganês, o silício e o fósforo, participam igualmente do ajuste do nível de resistência do aço. A quantidade de Carbono define sua classificação: o baixo carbono possui no máximo 0,30% do elemento; o médio carbono apresenta de 0,30 a 0,60% e o alto carbono possui de 0,60 a 1,00%. Baixo carbono: possui baixa resistência e dureza e alta tenacidade e ductilidade. É usinável e soldável, além de apresentar baixo custo de produção. Geralmente, este tipo de aço não é tratado termicamente. Aplicações: chapas automobilísticas, perfis estruturais, placas para produção de tubos, construção civil, pontes e latas de folhas de flandres. Médio carbono: possui maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade do que o baixo carbono. Apresentam quantidade de carbono suficiente para receber tratamento térmico de têmpera e revenimento, embora o tratamento, para ser efetivo, exija taxas de resfriamento elevadas e em seções finas. Aplicações: rodas e equipamentos ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras peças de máquinas, que necessitem de elevadas resistências mecânica e ao desgaste e tenacidade. Alto carbono: é o de maior resistência e dureza. Porém, apresentam menor ductilidade entre os aços carbono. Geralmente, são utilizados temperados ou revenidos, possuindo propriedades de manutenção de um bom fio de corte. Aplicações: talhadeiras, folhas de serrote, martelos e facas. PROCESSO CONSTRUTIVO O sistema é simples e basicamente é composto por perfis de aço galvanizado revestidos com placas que podem ser cimentícias, gesso acartonado ou placas OSB. 1. O primeiro passo do processo executivo é a elaboração de um projeto arquitetônico adequado. A modulação deste sistema é essencial para a redução de custos e agilidade na montagem. Com o projeto arquitetônico em mãos, um projetista capacitado faz os cálculos necessários e dimensiona os perfis, elaborando um projeto de construção e um projeto de fabricação dos perfis, que será enviado para a indústria. 2. Com o projeto de fabricação pronto, uma indústria especializada fabrica os perfis com precisão milimétrica. Todos os perfis são cadastrados e armazenados conforme a sua futura utilização. Esta, é uma das grandes vantagens do sistema. Por ser um sistema industrializado evitaimprovisos e qualquer tipo de desperdício. 3. Ainda dentro da indústria, inicia-se o processo de montagem dos painéis estruturais da edificação. Como por exemplo, a montagem das treliças, tesouras, vigas e painéis das paredes. Em boa parte dos casos a montagem destes elementos são realizados na indústria, o que evita desperdício e garante maior controle de qualidade dos elementos da edificação. 4. O próximo passo é a execução da fundação. A fundação adotada na maioria dos casos é o radier. O radier é uma laje de concreto armado apoiada diretamente no solo, é simples, prático e rápido de ser executado, o que colabora com as características do sistema Steel Frame. Por se tratar de um sistema com baixo peso próprio é possível reduzir consideravelmente os custos de uma fundação convencional. 5. O próximo passo é a montagem da estrutura metálica. Os perfis metálicos e painéis são chumbados no radier com parafusos e conectados entre si. Esta montagem é simples e rápida, por se tratar de elementos industrializados não dão espaço para improvisos. Por isso, todos os elementos devem ser perfeitamente locados e bem posicionados. 6. Em seguida são instaladas as placas externas. Para as placas externas o indicado é a utilização dos painéis em chapa de madeira OSB. Sobre a placa de OSB deve ser aplicada uma barreira de vapor, que permite a parede respirar, impedindo a entrada de água e permitindo a saída do vapor. 7. Depois já é possível iniciar a execução do revestimento externo da parede, ou seja, o acabamento final das paredes externas. É o que ficará visível para as pessoas que olharem para sua casa. 8. O próximo passo é a execução das instalações elétricas e hidráulicas. Todas as instalações são previstas em projetos para que os perfis sejam dimensionados de forma adequada, evitando qualquer tipo de corte ou imprevistos neste momento. 9. O isolamento é garantido pela aplicação de lã de vidro como recheio das edificações. Em alguns casos a lã também é aplicada sobre o forro da edificação. Um ponto importante a destacar é que este tipo de edificação tem menor absorção de temperaturas externas e menor propagação de ruídos, quando comparado a construções convencionais de alvenaria. 10. Com a instalação da lã de vidro finalizada o próximo passo é instalar as placas internas. Neste caso, o material mais utilizado internamente é o gesso acartonado. É importante utilizar placas adequadas para cada ambiente, ou seja, ambientes secos e molhados. As placas recebem acabamento final próprio do gesso acartonado e em seguida podem receber pintura ou qualquer tipo de revestimento. 11. O último passo é a execução da cobertura. As tesouras e treliças já estarão posicionadas, sendo possível adotar qualquer tipo de telhado convencional. Caso, seja seu interesse também é possível a execução de lajes impermeabilizadas. DIMENSÕES Os metais ferrosos possuem formas (perfis) comerciais do aço, temos como principais: 1. Perfil em U, um dos mais comuns utilizados devido a sua versatilidade da sua forma, composto por três chapas que dão origem a forma, são fabricados em três diferentes modelos: simples, enrijecido e laminado. Assim podendo ser usado em construções domésticas pequenas, como portas e grades, corrimão de escada, vigamentos, chassi de veículos, estruturas de sustentação, implementos agrícolas, entre outros. Dimensão do perfil U 2. Perfil em I, na engenharia civil é comum notar seu uso como estrutura de edificações, por ser mais resistente e possuir mais retenção do que os outros.. Feito de aço carbono laminado, esse modelo pode ser usado em indústrias mecânicas, automobilísticas , agrícolas, maquinários pesados e entre outros 3. Perfil em H, utilizado para suportar cargas pesadas e grande quantidade de materiais, é possível notar seu uso na construção civil e na indústria mecânica como estrutura metálica, também é notável seu uso para escoramento de outros materiais de suporte para edificações de andares múltiplos e ginásios. 4. Perfil em W, feito de abas paralelas e mais leve que os outros perfis. O perfil em W pode proporcionar ligações, encaixes e acabamentos estruturais, utilizado em diversas áreas como fabricação de pontes, equipamento ferroviário, estrutura metálicas, fundações e entre outros.A tabela apresenta Wx e Wy, que representam o módulo de resistência elástico. Dimensão do perfil em W 5. Perfil em T, comum notar seu uso em esquadrias e estruturas metálicas, este perfil pode ser utilizado como viga para lajes, chassis de reboque. Além dos formatos do perfil, possuímos o tipo de perfil: 01. Perfil eletro soldado - são produzidos com aço de alta resistência, com rebarbas de solda amassadas e no formato assimétrico conforme a NBR 15279 da ABNT -Dimensões e espessuras: -Na prensa - espessuras até 12.5mm -Na perfiladeira - espessura até 6.3mm -Altura de 50 a 300mm 02- Perfil soldado - são obtidos através do corte das chapas de aço planas e da união das partes por meio de cordões de solda. - Dimensões e espessuras: -Perfils Cs - altura de 150 a 750mm -Perfil CVS - alturas de 150 a 850 mm -Perfil VS - alturas de 150 a 2.000mm EXEMPLOS CONSTRUTIVOS EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS ANDARES ● Velocidade de construção e montagem ● Liberdade no projeto de arquitetura ● Facilidade de reforços, reformas ou ampliações ● Racionalização de materiais e mão-de-obra ● Redução do inevitável desperdício de materiais ● Menor prazo de execução e garantia de qualidade · Permite a construção de edifícios maiores · Menor carga nas fundações COBERTURAS • Facilidade de instalação e pouca necessidade de manutenção • Capacidade de vencer grandes vãos • Possibilidade de diversificação de formas, atendendo aos requisitos de arquitetura • Velocidade de construção e montagem PONTES • Principal função: vencer obstáculos naturais ou artificiais • Versatilidade, leveza, facilidade de montagem, durabilidade e resistência • Maior valor estético do que as pontes convencionais • Podem vencer vãos maiores, garantindo a segurança necessária VIADUTO • Compostas normalmente por estruturações espaciais ou planas • Compostas por barras de aço de altíssima resistência • Alta performance estrutural • Totalmente prontos para suportar cargas elevadas • Possibilidade de vencer grandes vãos retos ou curvos • Velocidade de construção e montagem STEEL DECK • Composta por telhas especiais de aço galvanizado em formato trapezoidal na extremidade e uma camada de concreto no interior • Pode ser usada em diferentes tipos de obra, como as industriais, comerciais ou residenciais • apresenta elevada qualidade e resistência, além de suportar vãos de 2 a 4 metros sem a necessidade de escoras REFERÊNCIAS Pré dimensionamento de estruturas de madeira, aço e concreto para auxílio à concepção de projetos arquitetônicos. Disponivel em : <https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14186/1/Paula%20Rodrigues.pdf>. Acesso em 25 de Abril de 2020 Pré dimensionamento de perfis metálico - estudo de galpões simples . Disponivelem : <https://www.linkedin.com/pulse/pr%C3%A9-dimensionamento-de-perfis-met%C3%A1licos -estudo-caso-daniel-ferraz>. Acesso em 25 de Abril de 2020 Tabela de bitolas. Disponivel em: <https://www.gerdau.com/br/pt/productsservices/products/Document%20Gallery/perfil-estrut ural-tabela-de-bitolas.pdf>. Acesso em 25 de Abril de 2020 Viga W e Viga H. Disponivel em: <http://www.soufer.com.br/viga-w-h> . Acesso em 26 de Abril de 2020 PERFIS ESTRUTURAIS GERDAU. Disponivel em: <https://slideplayer.com.br/slide/376298/>. Acesso em 30 de Abril de 2020 Referências utilizadas no conceito: STELL DECK: COMO FUNCIONA E QUAIS VANTAGENS. Dispinivel em : <https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2018/02/26/steel-deck-como-funciona-e-quais- suas-vantagens/>.Acesso em 09 de Maio de 2020 STELL FRAME: O QUE É, CARACTERISTICAS , VANTAGENS E DESVANTAGENS . Disponivel em : <https://www.escolaengenharia.com.br/steel-frame/> Acesso em 09 de Maio de 2020 TUDO SOBRE STELL DECK E STELL FRAME . Disponivel em: <https://www.hometeka.com.br/aprenda/tudo-sobre-steel-deck-e-steel-frame/>. Acesso em 09 de Maio de 2020 STELL FRAME : PROCESSO EXECUTIVO E PRINCIPAIS VANTAGENS . Dispinivel em: <https://engenhariaconcreta.com/steel-frame-processo-executivo-e-principais-vantagens/>. Acesso em 09 de Maio de 2020 ROTULA METALURGICA. Disponivel em: · <https://www.rotulametalurgica.com.br/>. Acesso em 10 de Maio de 2020 https://engenhariaconcreta.com/steel-frame-processo-executivo-e-principais-vantagens/
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