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UNOESC – UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA ENGENHARIA CIVIL JANE ALINE RODRIGUES SISTEMAS STEEL FRAME E WOOD FRAME JOAÇABA maio de 2020 UNOESC – UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA ENGENHARIA CIVIL JANE ALINE RODRIGUES SISTEMA STEEL FRAME E WOOD FRAME Trabalho acadêmico apresentado ao componente curricular de Estruturas metálicas e de Madeiras I da faculdade de Engenharia Civil da Universidade Unoesc como requisito para obtenção de nota parcial. Orientadora. Profª. Scheila M Stempcoski JOAÇABA maio de 2020 SUMÁRIO 1. STEEL FRAME ........................................................................................................... 1 1.1 DEFINIÇÃO ................................................................................................................... 1 1.2 HISTÓRICO ................................................................................................................... 2 1.3 MATERIAIS .................................................................................................................. 3 1.4 MÃO DE OBRA ............................................................................................................ 5 1.5 APLICAÇÕES ............................................................................................................... 6 1.6 CUSTOS/VALORES ................................................................................................... 10 1.7 VANTAGENS E DESVANTAGENS ......................................................................... 11 1.7.1 VANTAGENS ........................................................................................................ 11 1.7.2 DESVANTAGENS ............................................................................................... 12 2. WOOD FRAME ......................................................................................................... 14 2.1 DEFINIÇÃO ................................................................................................................. 14 2.2 HISTÓRICO ................................................................................................................. 15 2.3 MATERIAIS ................................................................................................................ 16 2.4 MÃO DE OBRA ......................................................................................................... 18 2.5 APLICAÇÕES ............................................................................................................ 19 2.6 CUSTOS/VALORES ................................................................................................... 21 2.7 VANTAGENS E DESVANTAGENS ........................................................................ 22 2.7.1 VANTAGENS ........................................................................................................ 22 2.7.2 DESVANTAGENS ............................................................................................... 22 LISTA DE FIGURAS Figura 1- Esqueleto de uma estrutura Steel Frame ..................................................................... 3 Figura 2- Instalações Rio Media Centes ..................................................................................... 7 Figura 3 - RMC em fase construtiva. ......................................................................................... 7 Figura 4- Escola Infantil em Belo Horizonte.............................................................................. 8 Figura 5- Escola infantil em processo construtivo. .................................................................... 8 Figura 6- Projeto de ampliação em Steel Frame......................................................................... 8 Figura 7- Estrutura do edifico em LSF da China Broad Gruop................................................ 11 Figura 8 - Comparativo entre o sistema construtivo Steel Frame e sistemas construtivos convencionais. .......................................................................................................................... 12 Figura 9- Primeira obra em WF - Igreja Saint Mary / Chicago. ............................................... 14 Figura 10 - Estrutura em WF fechada com placas cimentícias. ............................................... 18 Figura 11 - Estrutura comercial em WF e zinco. ...................................................................... 19 Figura 12- Estrutura em WF com detalhe para o projeto arquitetônico. .................................. 19 Figura 13 - Escola infantil em WF - Zanzibar/África. ............................................................. 19 1 1. STEEL FRAME 1.1 DEFINIÇÃO Diante do crescimento populacional e avanços tecnológicos, a indústria da construção civil busca sistemas mais eficientes, com maior produtividade, menor desperdício e eficaz r à crescente demanda, e aí entra os métodos construtivo Steel Frame e Wood Frame. Steel Frame traduzido significa armação de aço leve, é um sistema construtivo que utiliza o aço galvanizado como principal componente estrutural, ou seja um sistema de concepção racional caracterizado pelo uso de perfis formados a frio de aço galvanizado compondo sua estrutura e por subsistemas que proporcionam uma construção industrializada e a seco gerando edificações de baixo peso, neste sistema o aço entra então como substituto do concreto e como torna a estrutura leve e tendo sua carga uniformemente distribuída entre ao longo dos painéis a fundação consequentemente torna-se menor, sendo a mais comum a laje radier. O sistema Steel Frame promove um controle do processo do produto mais apurado, gerando dessa forma mais segurança e menor risco de desvios nos procedimentos, tanto a nível de materiais, bem como de serviços envolvidos durante as etapas da construção. Fisicamente, a estrutura pode ser entendida como um conjunto de três elementos construtivos principais: a parede, o piso entre os pavimentos e a cobertura. Essa integração garante a integridade estrutural, resistindo aos esforços solicitantes. Os perfis formados a frio de aço galvanizado são utilizados na composição de painéis estruturais e não-estruturais, vigas de piso, vigas secundárias, tesouras de telhado e demais componentes, em conjunto com outros subsistemas como fundação, fechamentos interno e externo, isolamento termoacústico e instalações elétricas e hidráulicas dão forma à edificação e garantem sua habitabilidade. As seções mais comuns são as com formato em "C" ou "U" enrijecido (Ue) para montantes e vigas e o "U" simples usado como guia na base e no topo dos painéis. As guias geralmente não transmitem nem absorvem esforços, sendo isso feito pelos elementos estruturais, no Brasil, as dimensões dos perfis comercializados são 90, 140 e 200 mm, e os flanges podem variar de 35 a 40 mm. Os outros perfis que podem ser necessários são tiras planas, cantoneiras e cartolas. Tiras ou fitas são tipicamente utilizadas para estabilização dos painéis. As cantoneiras são normalmente usadas nas conexões de elementos, e o cartola é comumente empregado como ripas de telhado. 2 1.2 HISTÓRICO O método Frame surgiu nos Estados Unidos no século XIX, durante um movimento que buscava novos territórios americanos chamado: “Marcha para o Oeste”. Essa marcha fez com que a população aumentasse de forma rápida e constante, tornando-se primordial a construção de novas moradias para um número cada vez maior de habitantes. A construção precisava ser rápida, prática e com materiais de baixo custo que estivesse disponível ao alcance das mãos, sendo este então a madeira. Em meados do século XX já era possível constatar que às indústriasmadeireiras causavam um dano significativo a natureza, portanto em consequência disto foi que por todo país as mesmas madeireiras foram vetadas por conta do desmatamento. Próximo a 1980, as mesmas indústrias madeireiras que foram vetadas de utilizarem madeira na construção civil, substituíram então as madeiras por aço e com o recente fim da Guerra Mundial fez com que o uso do aço tivesse mais opções e maior domínio, ou seja, o fim da guerra causou uma revolução na construção civil por conta do maior conhecimento sobre as propriedades do aço, assim surgindo um estilo Steel Frame de construir. “Segundo Alessandro de Souza Campos, atualmente o sistema Light Steel Frame é utilizado nos EUA, Europa, Japão, Nova Zelândia, Austrália, entre outros. No Brasil, teve início em 1998, sendo aplicado em residências, com novas tendências tecnológicas no modo de construir de maneira diferenciadas das tradicionais, resultando em grandes vantagens para o construtor e o consumidor. Esse tipo de construção veio como uma forma de atender às necessidades da constante evolução no setor da construção civil. A metodologia aplicada traz componentes industrializados e com isso consegue promover o controle do produto. de forma segura e sem riscos de desvios nos procedimentos de materiais e serviços durante a etapa da construção. Por ser um método de construção civil prático, difere da alvenaria, que demonstra de forma exaustiva todas as vantagens e desvantagens da obra, tendo em vista o tempo de conclusão, os desvios de material, a mão-de-obra e o custo. Sendo o Steel Frame, uma forma de construir que implementa baixo custo, rapidez, flexibilidade, preservação ambiental, esta é a tendência natural tendo em vista as necessidades apresentadas por uma sociedade em desenvolvimento.” 3 1.3 MATERIAIS vamos tratar deste tópico de forma a dividi-lo através dos seus componentes construtivos. Figura 1- Esqueleto de uma estrutura Steel Frame As paredes que constituem a estrutura são denominadas de painéis estruturais ou autoportantes, e são compostos por grande quantidade de perfis galvanizados muito leves, denominados montantes, os painéis tem a função de distribuir uniformemente as cargas e encaminha-las até o solo, o fechamento desses painéis pode ser feito por vários materiais, mas, normalmente, utilizam-se placas cimentícias ou placas de OSB externamente e placas de gesso acartonado internamente. Os pisos seguem os mesmos princípios dos painéis, utilizam-se de Perfis galvanizados dispostos na horizontas e obedecem a mesma modulação dos montantes. Esses perfis compõe 4 as vigas de piso, servindo de estrutura de apoio aos materiais que formam a superfície do contrapiso, para fazer o fechamento ou mais corretamente falando, o contrapiso, comumente são utilizadas placas de OSB e acima delas os mais variados revestimentos que dispõe o mercado de materiais da construção civil. E a cobertura segue o amplo mercado arquitetônico, tendo diversas possibilidades para a coberturas de edifícios Steel Frame, seguindo os mesmos métodos das construções convencionais, tendo sua estrutura formada por tesouras, porém estas, feitas em perfis galvanizados, ou no caso de coberturas não aparentes, placas de OSB revestidas por materiais impermeabilizantes. Diante disto os materiais utilizados no método Steel Frame ficam sendo: O principal material utilizado o aço galvanizado, a galvanização é o processo de aplicação de uma camada protetora de Zinco ou ligas de Zinco a uma superfície de aço ou ferro de modo a evitar a corrosão destes. O método mais comum é a Galvanização por imersão a quente no qual as peças ou estruturas são mergulhadas num banho de zinco fundido. A Galvanização protege o aço de duas maneiras distintas, formando um revestimento resistente à corrosão que evita a corrosão do substrato metálico, e como o zinco é usado como um ânodo de sacrifício de maneira a que se a superfície for danificada e o aço exposto, ele continua protegido pelo restante Zinco que se corrói, mantendo o aço intacto, o aço como substituto do concreto é o que confere a estrutura o baixo peso e também a agilidade e a diminuição da mão de obra. Outro material que segue utilizado em larga escala no método construtivo são as placas OSB. OSB é a sigla para Oriented Strand Board, que traduzido fica Painel de Tiras de Madeira, como o próprio nome explica, o OSB é uma placa composta por tiras de madeira de reflorestamento organizadas na mesma direção. Os outros materiais seguem sendo os mesmos materiais utilizados na construção civil, como cimento, concreto, massa corrida, tinta, os mais variados tipos de revestimentos, gesso acartonado e outras possibilidades de materiais disponíveis no mercado. https://pt.wikipedia.org/wiki/Zinco https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro https://pt.wikipedia.org/wiki/Metal_de_sacrif%C3%ADcio 5 1.4 MÃO DE OBRA Como em toda obra industrializada, a precisão na montagem dos componentes do sistema Light Steel Frame é de fundamental importância. Por isso a contratação da mão de obra especializada é questão de segurança estrutural e acabamento de qualidade da futura casa. Todos os envolvidos no processo construtivo devem, portanto, conhecer e buscar atender estes requisitos. Cabe aos montadores, construtores, instaladores e empreiteiros o cuidado de qualificarem-se para atender e trabalhar de acordo a estas normas para que as características de excelência do método sejam alcançadas. E ao dono da obra cabe a atenção em adquirir produtos de qualidade e procedência, que atendam às normas acima citadas, lembrando-se do velho ditado de que o barato pode sair muito caro. O preço pode ser o retrabalho, desperdício, dilatação de prazos e até a segurança das pessoas que habitarão a casa. A contratação da mão de obra especializada para a construção da sua obra Light Steel Frame merece a mesma atenção. Uma equipe qualificada, que entenda a importância de seguir às diretrizes dos projetos e das normas técnicas, é tão importante quanto material e projetos de qualidade. 6 1.5 APLICAÇÕES O LSF é especialmente indicado para construção de edifícios residenciais. Visto que as principais vantagens do sistema se prendem com o conforto térmico e acústico, é principalmente na habitação que estas características são procuradas e apreciadas. O baixo peso dos materiais empregues, bem como a articulação entre os elementos estruturais, tornam este tipo de sistema particularmente adequado a edifícios de pouca volumetria. Numa sociedade cada vez mais consciente da importância de preservar o ambiente, este é o sistema ideal para construir os lares das famílias preocupadas com a sustentabilidade. Apesar de ser usado em todo o mundo para a construção residencial de raiz, o baixo peso do aço e dos restantes materiais tornam este método construtivo ideal também para remodelar edifícios antigos. Em muitos casos, estas características tornam o LSF a única alternativa possível para dividir espaços, acrescentar um novo piso ou remodelar um telhado em edifícios antigos. Edifícios que mantêm apenas as suas fachadas podem ser completamente renovados ou ampliados, com pisos intermédios, novos pisos e novas coberturas, usando o aço leve. Nestes casos, a estrutura antiga acaba por receber menos cargas do que antes, resolvendo problemas de engenharia que se tornariam difíceis ou extremamente caras usando o betão armado ou o aço pesado. O baixo peso do aço aliado à sua grande resistência mecânica, fazem deste sistema o ideal para conjugar com outros elementos estruturais, tal como o betão ou as vigas de aço laminado, na execução de edifícios de grande altura. Ou seja, em prédios, os principais elementos estruturais podem ser aligeirados visto que as paredes exteriorese interiores, se construídas com aço leve, representam uma fração do peso das paredes convencionais em alvenaria. Além disso, certas zonas estruturais podem ser construídas apenas com aço, tal como acontece com pisos e coberturas, uma vez mais lançando menos peso sobre a superestrutura principal. Então poderiamos listar as principais aplicações do Steel Frame em construção residencial, reabilitação urbana, construção de edifícios industriais e armazéns, junção com outros sistemas construtivos, processos de fabricação, entre outros. A seguir citamos alguns exemplos que representam a ampla aplicabilidade do sistema. 7 Figura 2- Instalações Rio Media Centes A Figura acima apresenta as instalações do Rio Media Center, edifício que foi erguido em perfis no centro da capital do Rio de Janeiro, Contudo a estrutura executada em Light Steel Frame proporcionou uma significativa redução nos custos das fundações, por se tratar de um sistema leve e industrializado. Apresentou tempo de execução de apenas 60 dias e possibilitou vasta facilidade na etapa de montagem, reduzindo o emprego de equipamentos pesados. As vedações internas foram concebidas em drywall com preenchimento em lã mineral acarretando melhor desempenho térmico e acústico, a obra tem um total de 2700,00m² de área construída, e utilizou um total de 60toneladas de aço. Figura 3 - RMC em fase construtiva. 8 Figura 4- Escola Infantil em Belo Horizonte Área Construída: 1.100 m2, utilizando 30 toneladas de aço. Figura 5- Escola infantil em processo construtivo. 9 Figura 6- Projeto de ampliação em Steel Frame. 10 1.6 CUSTOS/VALORES A industrialização do Steel Frame ainda é uma novidade na construção civil, no âmbito geral. Estudos apontam inúmeros benefícios na utilização desse novo sistema, porém, tudo que é novo, é mais caro. Outro grande fator é o número baixo de empresas que trabalham com a novidade e a necessidade de qualificação de todos os trabalhadores. Por isso o custo de se utilizar do Steel Frame pode ser 15% maior do que o de uma construção convencional. Interessante ressaltar que esses 15% a mais no custo total da obra retornam para o bolso do contratante, tendo em vista que o custo de manutenção será zero durante um período maior do que em uma construção convencional. Em uma obra completa, usando o método tradicional de construção, o custo médio é de R$1.500,00/m²; já o custo médio de uma obra usando o método Steel Frame é de R$1.750,00/m². No entanto essa diferença de valor seria adequadamente aplicada a obras particulares, se tratando de empresas do ramo o sistema construtivo apresenta uma significativa redução dos custos, visto que o sistema reduz a mão de obra, consequentemente reduz os custos empresariais, os custos com impostos etc. O método também traz produtividade o que representa um ganho financeiro a empresa uma vez que ela consegue entregar mais obras em menos tempo. 11 1.7 VANTAGENS E DESVANTAGENS 1.7.1 VANTAGENS Quanto ao método construtivo do Steel Frame poderiamos citar as seguintes vantagens: • Redução em 1/3 nos prazos de construção quando comparado com o método convencional; • O desafogo nas fundações, devido à redução de peso e melhor distribuição do mesmo de forma mais igualitária pela edificação; • Melhoramento do desempenho acústico através das paredes e forro; • Facilidade, acessibilidade e agilidade na manutenção de instalações hidráulicas, elétricas, ar condicionado, gás etc.; • Redução nos custos diretos e indiretos, com prazos reduzidos e a inexistência de perdas de material durante a execução da obra; Devemos levar em consideração que o aço é um material que pode ser reaproveitado inúmeras vezes sem perder suas características iniciais e básicas. A principal característica do aço, mais precisamente é que não se perde nesse sistema de construção a sua resistência, tendo em visto que o aço ficará protegido das intempéries, já que se encontra escondido meio a construção. O aço também não sofre com o ataque de cupins, comum nas construções em Wood Frame, antecessora da Steel Frame e ainda muito comum nos EUA por exemplo, e que vem ganhando força nos últimos tempos devido ao baixo custo. E ainda podemos citar como vantagem o lado arquitetônico do Steel Frame. Uma construção feita em aço permite grandes vãos entres pilares e eliminação de paredes e vigas, isso aumenta as possibilidades criativas do projetista responsável. “Ao longo de toda a sua história, a arquitetura e a indústria da construção civil permaneceram estáticas e intocáveis, sobre alguns aspectos. Enquanto outros setores voltavam-se para uso de materiais alternativos, para economia e o fim do desperdício de materiais, os sistemas construtivos continuaram tradicionais e, de certa forma, até conservadoras. Isso provocou um crescimento na quantidade de entulho gerado pelas construções. Esses altos índices estimularam o mercado a repensar sobre ações que ajudariam no combate ao desperdício e, ao mesmo tempo, na reciclagem de materiais; Outra vantagem, os perfis de aço galvanizado não contribuem para a propagação do fogo. São, por isso, sinônimo de segurança, e além da resistência ao fogo, possuem também elevada resistencia à corrosão, e exibem maior estabilidade dimensional, não empenam nem trincam por conta da dilatação. 12 1.7.2 DESVANTAGENS No entanto apesar das inúmeras vantagens no uso do Steel Frame não podemos apenas nos atentarmos a elas, precisamos ver também os riscos e desvantagens do uso desse sistema inovador que está sendo empregado em nosso país. Um ponto que talvez podemos avaliar como negativo é a falta de conhecimento sobre o sistema, tendo em vista que poucas empresas usam o mesmo. Outro fator que ainda precisa ser estudado é a leveza da estrutura, justamente a leveza que ajuda na racionalização das estruturas de fundação, que compromete a altura total da edificação, assim criando uma carga alta para estruturas leves dos andares inferiores. Grande parte das edificações feitas em Steel Frame não passam de cinco andares. Vale enfatizar que algumas estruturas recentemente construídas ultrapassaram esse “limite” de cinco andares como por exemplo a construção de 30 andares do China Broad Gruop, na China. Figura 7- Estrutura do edifico em LSF da China Broad Gruop. Um outro grande fator desvantajoso é a fragilidade de possíveis revestimentos utilizados no interior das edificações, são frágeis, quanto a pancadas e até mesmo o fato de se pendurar objetos decorativos em paredes, será necessário acessórios corretos para serem utilizados em paredes de Drywall, além do baixo desempenho acústico e da fragilidade quanto a umidade quando comparado a alvenaria convencional. 13 Figura 8 - Comparativo entre o sistema construtivo Steel Frame e sistemas construtivos convencionais. 14 1. WOOD FRAME 2.1 DEFINIÇÃO O Wood Frame é composto por uma estrutura que se equipara ao sistema de alvenaria estrutural, uma vez que cada elemento do projeto recebe esforços que estão ligados a outros elementos. A estrutura é composta por perfis de madeira reflorestada que em conjunto com as placas de OSB constituem painéis estruturais capazes de suportar às cargas verticais, perpendiculares e de corte, transmitindo as cargas até a fundação. O sistema permite a utilização de qualquer tipo de fundação, mas por sua estrutura leve e distribuição uniforme de cargas, os dois tipos mais utilizados são radier e sapata corrida. Molina (2010) destaca que o sistema Wood Frame permite a construção de edificações de até cinco pavimentos com um maior controle dos gastos desde a fase de projeto, devido à possibilidade de industrializaçãodo sistema. A madeira é utilizada, neste caso, principalmente como estrutura interna de paredes e pisos, proporcionando uma estrutura leve e de rápida execução, pois os sistemas e subsistemas são industrializados e montados por equipes especializadas, em momentos definidos da obra, e de forma independente. O sistema WF possui uma repetição de elementos que exercem a mesma função, mas existe uma distribuição de esforços caso algum venha a falhar. O dimensionamento destas estruturas considera que as paredes e pisos possuem o comportamento de uma placa, adquirindo a carga tanto no seu plano, quanto perpendicularmente a esse. Os painéis que compõem o piso são os receptores da carga de peso próprio, as vigas I são apoiadas nas paredes que possuem os montantes, e assim descarregam os esforços no pavimento inferior ou fundações (SACCO E STAMATO, 2014). Ainda de acordo com Molina (2010), a madeira é o único material de construção renovável, que emana baixo consumo energético para produção, e sequestra carbono da atmosfera durante o crescimento da árvore, é de fácil trabalhabilidade, excelente desempenho térmico e acústico, além de elevada relação resistência/peso, o que faz da madeira um material adequado para a industrialização de elementos no sentido de facilitar o transporte das peças e posterior montagem na obra. 15 2.2 HISTÓRICO As primeiras casas em madeira transportadas para o local de montagem que temos notícia surgiram ainda no período colonial, como os casos das casas pré-fabricadas em 1578 levada da Inglaterra ao Canadá e o da Great House, construída por Edward Winslow em 1624, levada da Inglaterra até Massachussets e depois remontada em outros lugares e ganhou ainda mais força com a Revolução Industrial e com a expansão nos EUA e é ai que os sistemas pré-fabricados ganham impulso. As estruturas tipo Wood Frame se generalizaram com a conquista do oeste dos EUA. Com a febre do ouro surgiram novos centros como Chicago e São Francisco, que passam de pequenos povoados a grandes cidades em apenas um ano. O método Wood Frame foi possível a partir de inovações nas maquinarias e serrarias mecânicas, que permitiram obter secções de madeira muito finas e com maior rapidez. Desse modo, a introdução de técnicas industrializadas permitiu uma construção mais barata, capaz de ser facilmente montada e desmontada, substituindo o emprego dos carpinteiros por mão de obra não especializada. Há controvérsias quanto o surgimento da técnica de Wood Frame, enquanto alguns estudiosos consideram como um processo sendo impossível atribuir a um autor, a Igreja de Santa Maria em Chicago é conhecida como marco histórico e como a primeira obra em Wood Frame. Feita por George W. Show em julho de 1833, a igreja ainda foi desmontada e remontada três vezes. A partir de então as construções desse tipo foram aplicadas ininterruptamente até o ano de 1872, quando um grande incêndio destruiu todo o centro de Chicago. O Wood Frame, no entanto, continua a ser utilizado até hoje, mas especialmente na construção de casas unifamiliares. Figura 9- Primeira obra em WF - Igreja Saint Mary / Chicago. 16 2.3 MATERIAIS Os principais materiais utilizados neste método são madeira, comumente Pinus e Eucalipto e placas de OSB, no entanto para explicar mais amplamente os materiais utilizados dividiremos em tópicos o processo construtivo e destacando os materiais que são utilizados em cada etapa. Piso – Em pavimentos superiores a estrutura do piso é feita com vigas de madeira de seções retangulares ou “I”, compostas por madeiras maciças ou laminadas e alma de OSB ou compensado. Em áreas molhadas são colocadas chapa cimentícias com impermeabilização do tipo membrana acrílica impermeável, onde nos ralos e juntas de placas nesses locais, é aplicado tela de poliéster ou fibra de vidro com estruturante. Parede – Formada por painéis de madeiras, executados com montantes verticais de madeira, fechados com chapas de OSB. A seguir nas paredes internas deve ser aplicado as placas de gesso acartonado, enquanto nas paredes externas será aplicada uma membrada hidrófuga, que tem como objetivo proteger as paredes da umidade externa e permitir a saída do vapor de água do interior da casa, evitando assim a condensação de umidade. As chapas feitas de madeiras passam por um controle visual, não podendo apresentar nós, bolsões e medular. A junção das chapas podem ser pelo encaixe tipo macho-fêmea, além de ser utilizado resina e serem prensadas. As demais fixações são feitas por pregos do tipo ardox galvanizado ou anelado, dificultando o arrancamento. Nas áreas molhadas o ideal seria ter a mesma impermeabilização do piso Revestimentos – pode ser aplicado qualquer tipo de revestimento, tanto interno como externo. Normalmente na parte externa são fixadas chapas cimentícias ou EPS e na parte interna placas de gesso, normal ou verde, que segundo Cabral (2015), podem ser revestida com materiais desenvolvidos especialmente para o sistema, como sidings de madeira, aço ou PVC, mas também podem ser usados tijolos, porcelanato, cerâmica, entre outros acabamentos convencionais podendo ser aplicado tanto nas paredes internas quanto nas externas. Na área interna molhadas, deverá ser tomado o cuidado de utilizar gesso acartonado verde ou placa cimentícia, com os respectivos revestimentos cerâmicos. Manutenção – São necessários cuidados básicos na construção, realizando uma intervenção após 5 anos para verificação de possíveis danos, além de itens comuns como lavagem, pintura, reparo de eventuais fissuras; manutenção com as instalações de água e esgoto, 17 para que não tenham futuros vazamentos ou muito constantes sem reparos, pois pode ocorrer a deterioração da madeira e até mesmo aparecimentos de fungos, danificando a chapa. Tomando cuidado de manter o telhado sempre limpo e verificar se há existência de telhas danificadas, propondo a possível troca, evitando a incidência de água. Portanto podemos perceber que a construção de Whood Frame requer cuidados iguais a uma casa de alvenaria, não tendo casos específicos ou especiais. Não existem normas referentes ao tratamento do sistema wood frame no Brasil, construtores tem como referência as regras norte-americanas na qual recomenda-se o uso de no mínimo 4,0 Kg de ingrediente ativo/m³ em madeiras de aplicações gerais, já para as que tem contato direto com a fundação e umidade é recomendado o uso de 6,5 Kg de ingrediente/m³. (Molina, 2008) De acordo com Sacco e Stamato (2008), em caso de construção no Brasil devemos utilizar a Norma Brasileira NBR- 7190/1997 – Projetos de Estrutura em Madeira- porem ela não está muito apropriada para os tamanhos mínimos de elementos estruturais, sendo que ela considera estruturas isostáticas e de treliças. Não pode ser utilizada pelo fato da estrutura de Wood Frame conter repetições de elementos estruturais de mesma função, assim gera uma repetição de esforços, se caso uma dela vir a falhar a carga é redistribuída para as demais em seu entorno. Portanto o dimensionamento da estrutura deve ser feito observando outras normas, como por exemplo as europeias DIN 1052 (1998) e EUROCODE 5 Parte 2 (1997), de forma a complementar a nossa. Porem a NBR- 7190/1997 pode ser utilizada na verificação dos elementos estruturais independente. Podemos assim perceber a rigidez que existe no brasileiro em aceitar um método mais eficiente, ecológico e rápido de construção, sendo de madeira, um material antigo porem inovador e menos poluente. 18 2.4 MÃO DE OBRA A mão de obra do Wood Frame se apresenta como uma desvantagem ao sistema, visto que, o sistema necessita de mão de obra especializada. Apesar do sistema ser industrializado, ou seja, gerar uma redução da mão de obra, a necessidade da mão de obra especializada é um dos estopins que faz com que o sistemaseja ainda pouco aplicado em nosso país, há poucos trabalhadores capacitados a realizar este sistema, visto que necessita da especialização na hora da fabricação, pois utilizam ferramentas e técnicas especiais, assim como necessita também da especialização na hora da montagem da estrutura, para que a mesma não apresente defeitos e perca suas inúmeras vantagens. Outro fator que dificulta a mão de obra são as falhas normativas referentes ao sistema ainda em nosso país, uma vez que necessita de amplo estudo para que se possua um conhecimento que va além das normas nacionais. 19 2.5 APLICAÇÕES Wood Frame é uma técnica construtiva que utiliza perfis de madeira e placas estruturais para criar casas e edificações de até 5 pavimentos. Essa técnica construtiva faz parte do Sistema CES (Construção Energética Sustentável), em conjunto com o método Steel Frame. O sistema faz uso de perfis leves e é extremamente flexível, permitindo qualquer tipo de acabamento interior ou exterior. No Brasil, o Wood Frame ainda não é muito utilizado pois há um grande preconceito visto que aqui a madeira é considerada um material secundário, além disso, muitas pessoas consideram que o Wood Frame contribui com desmatamento das árvores nativas brasileiras, no entanto vale destacar que as madeiras utilizadas no Wood Frame são o pinus e o eucalipto e são abundantes em nosso território além de crescerem com velocidade. No entanto dentro da limitação de altura citada acima, o sistema possui uma ampla aplicação, indo desde residências familiares até a edifícios comerciais e públicos, como mostramos em alguns exemplos abaixo. Figura 10 - Estrutura em WF fechada com placas cimentícias. https://www.vivadecora.com.br/pro/arquitetura/steel-frame/ https://www.vivadecora.com.br/pro/paisagismo/arvores-nativas/ https://www.vivadecora.com.br/pro/paisagismo/arvores-nativas/ 20 Figura 11 - Estrutura comercial em WF e zinco. Figura 12- Estrutura em WF com detalhe para o projeto arquitetônico. Figura 13 - Escola infantil em WF - Zanzibar/África. 21 2.6 CUSTOS/VALORES Apesar da madeira ser um material relativamente barato em nosso país o sistema Wood Frame ainda é uma técnica que acaba sendo mais cara que a alvenaria comum, devido a necessidade de mão de obra especializada e a baixa popularização do sistema, sendo considerado então algo especial. No brasil há as casas de madeira que são consideradas construções mais baratas gerando em torno de 850,00 R$/m², no entanto não fazem parte do sistema Wood Frame e possuem algumas desvantagens quando comparadas, portanto o sistema Wood Frame possui um custo estimativo de cerca de 2800,00 R$/m², no entanto assim como no sistema Steel Frame a obra esse valor seria adequadamente aplicado a obras particulares, pois se tratando de empresas o sistema construtivo apresenta um ganho econômico, devido a redução da mão de obra, e a industrialização do sistema, proporcionando obras prontas em até 1/3 do tempo quando comparado a alvenaria comum, resultando em mais obras entregues em um período de tempo muito menor. Algumas pessoas citam estimar o custo em 1800,00 R$/m², essa variação de preço ocorre de acordo com a variação de preços por estado, frete, condições do solo, terreno, padrão de acabamento etc. No entanto quando consideramos países como os EUA em que o sistema é amplamente usado, e muito mais popularizado que a alvenaria comum o custo comparativo apresenta muitos ganhos, uma vez que obras realizadas em WF podem chegar a custar metade do valor, devido a lei da oferta e procura. 22 2.7 VANTAGENS E DESVANTAGENS 2.7.1 VANTAGENS O sistema Wood Frame é um sistema que apresenta inúmeras vantagens quando comparado aos sistemas construtivos convencionais e se destaca pelas seguintes: • Frente aos sistemas construtivos convencionais de madeira, há uma produtividade bem maior na vedação vertical. As chapas de OSB são maiores do que ripas maciças com encaixe macho-fêmea. O mesmo vale para as lajes secas com chapas. • Sistemas com madeira trazem a vantagem de ser um material renovável e de impacto ambiental menor do que construções envolvendo estruturas e revestimentos cimentícios. Torna-se necessário, para dar durabilidade adequada, fazer os tratamentos necessários à proteção da madeira. • Construção seca e leve, exigindo equipamentos de menor porte para transporte e armazenamento das peças. • Com sistemas de isolamento térmico e acústico adequados, confere desempenho muito satisfatório ao usuário. • Sistema industrializado e, diferentemente da construção convencional, a indústria não fica completamente instalada onde é montado o produto. 2.7.2 DESVANTAGENS Em contraponto às vantagens, destacam-se os seguintes inconvenientes: • Chapas de OSB possui superfície rugosa, exigindo maior correção no acabamento caso seja desejado mais liso. Ou, no local, a troca por outro tipo de revestimento. • Não se elimina a necessidade de concreto armado na edificação, seja para compor contrapiso térreo, ou ainda para sapatas, blocos ou laje mista. • Uso sofre preconceitos semelhantes a sistemas otimizados como gesso acartonado, por exemplo, em favor de alvenaria em bloco cerâmico. • Falta entendimento aos potenciais usuários de edificações em madeira das vantagens que painéis como OSB ou outras madeiras modificadas oferecem. Esse preconceito é observado também no setor de movelaria, onde os aglomerados compõem os https://www.escolaengenharia.com.br/laje/ https://www.escolaengenharia.com.br/concreto-armado/ https://www.escolaengenharia.com.br/sapatas-de-fundacao/ https://www.escolaengenharia.com.br/blocos-de-fundacao/ https://www.escolaengenharia.com.br/forro-de-gesso-acartonado/ https://www.escolaengenharia.com.br/alvenaria/ 23 móveis e, em condições adequadas, atendem os requisitos de desempenho. Não podem ser molhados em excesso, mas isso não pode ocorrer nem com outros tipos de materiais ou revestimentos. • Quem executar precisa estar ciente de que não pode perfurar, exceto se previsto em projeto estrutural, os montantes. Se isso ocorrer, há um limite de 1/3 da largura. • O cliente que desejar partes envernizadas com textura original de madeira pode não querer o revestimento em OSB, onde ela muda.
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