( PDF ) O uso do sistema light steel framing associado a outros sistemas construtivos como fechamento vertical externo não-estrutural

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

O USO DO SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING

ASSOCIADO A OUTROS SISTEMAS CONSTRUTIVOS

COMO FECHAMENTO VERTICAL EXTERNO NÃO

ESTRUTURAL

AUTOR: ALEXANDRE KOKKE SANTIAGO

ORIENTADOR: Prof. Dr. Ernani Carlos de Araújo

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação do Departamento de Engenharia

Civil da Escola de Minas da Universidade

Federal de Ouro Preto, como parte integrante

dos requisitos para obtenção do título de

Mestre em Ciências da Engenharia Civil, área

de concentração: Construção Metálica.

Ouro Preto – maio de 2008

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Catalogação: sisbin@sisbin.ufop.br

S235u

Santiago, Alexandre Kokke,

O uso do sistema light steel framing associado a outros sistemas

construtivos como fechamento vertical externo não-estrutural

[manuscrito] / Alexandre Kokke Santiago - 2008.

xv, 153f.: il. color., tabs.

Orientador: Prof. Dr. Ernani Carlos de Araújo.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de

Minas. Departamento de Engenharia Civil. Programa de Pós Graduação em

Engenharia Civil.

Área de concentração: Construção Metálica.

1. Construção industrializada - Teses. 2. Estruturas metálicas - Teses.

3. Painéis de fechamento - Teses. 4. Fachadas - Teses. I. Universidade

Federal de Ouro Preto. II. Título.

CDU: 624.014

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III

AGRADECIMENTOS

À meus pais e minha irmã, incentivadores constantes na concretização deste e de tantos

outros desafios;

À Camila, não só pela revisão;

Ao meu orientador, professor Ernani Araújo, pelo cuidado, atenção e dedicação no

desenvolvimento deste trabalho;

Aos demais professores do curso de Mestrado, pelos ensinamentos e esclarecimentos,

em especial professora Arlene Freitas e professor Henor Souza, pela solução de dúvidas

ao longo do trabalho e professora Márcia Veloso, orientadora no estágio de docência;

A todos os colegas do mestrado, engenheiros e arquitetos, pelos divertidos trechos Ouro

Preto a BH, conversas e ajudas nas dúvidas constantes;

Aos profissionais da Usiminas, Brasilit e Flasan, pelo apoio técnico e interesse

demonstrado no desenvolvimento deste trabalho.

RESUMO

A construção civil brasileira é marcada pelos sistemas construtivos artesanais, porém,

diante da crescente demanda e da disponibilidade técnica de alternativas, várias

correntes deste setor têm se mostrado abertos ao emprego de soluções industrializadas.

Sistemas construtivos com concepção racionalizada têm ganhado espaço conforme

cresce a aceitação da tecnologia por parte dos setores produtivos e principalmente dos

consumidores. O sistema construtivo Light Steel Framing (LSF), que se apresenta como

uma solução industrializada e racionalizada, vem ganhando espaço no Brasil em

construções dos mais diversos usos e já conta com todos os insumos necessários para

sua execução disponíveis no país. Os fechamentos verticais industrializados são

utilizados no Brasil com certa freqüência, sendo o dry-wall (internamente) e os painéis

metálicos e de concreto pré-moldado (externamente) suas formas mais comuns.

Entretanto, os fechamentos externos em LSF para edifícios com estrutura principal

portante, que são comuns em países de cultura construtiva mais industrializada, ainda

são raros em nosso país. A utilização deste sistema representa maior rapidez de

execução com perdas mínimas; menor emprego de mão-de-obra; e a redução

considerável no peso próprio comparado a materiais convencionais. Nesse contexto, o

presente trabalho constitui um material técnico de apoio àqueles que desejam utilizar o

LSF como alternativa de solução construtiva para fechamento externo vertical não

estrutural. São apresentados os condicionantes técnicos dessa utilização e os princípios

qualitativos básicos para o dimensionamento do sistema. Também são compilados

diversos modos e conceitos de montagem para o emprego do sistema no fechamento de

fachadas, com suas principais características, limitações e variações, levantados a partir

de catálogos e materiais técnicos publicados por fabricantes e associações técnicas,

principalmente estrangeiros, e visitas a obras. São estudados, ainda, alguns dos

principais materiais de acabamento dos fechamentos e suas interfaces construtivas, de

modo a garantir a eficiência proposta para o sistema e propostos detalhes construtivos

para sua execução. O presente trabalho pretende fornecer subsídios para que os

profissionais responsáveis pela construção possam tomar a decisão sobre a melhor

forma de montagem a ser utilizada, em função dos condicionantes de cada obra.

ABSTRACT

The use of non industrialized techniques is remarkable at civil construction in Brazil.

However, facing the increasing demand and availability of solutions, some sectors

became open minded to the use of industrialized alternatives. Rationalized solutions

have gained space as the acceptance of new technologies by constructors and final users

grows. Light Steel Framing system (LSF), presented as a rationalized and industrialized

solution, is already used in Brazil in a variety of buildings and all the components

necessary to its employ are available nationally. Industrialized façade and partition

systems are used in Brazil under certain circumstances, specially gypsum drywall

(internally), and metal panels or pre-cast concrete (externally). However external LSF

(or Cold-formed Steel) non structural walling systems, in buildings with main structure,

is a widely used solution in countries with a constructive culture of industrialization,

this system is rarely employed in national market. This lightweight, dry system offers

enormous savings in construction time, material waste, labor requirements and dead

load, compared to traditional construction techniques. Considering this context, this

work aims at providing technical material to support professionals interested in using

the LSF as an alternative solution to external cladding. The work presents the conditions

for the use of the proposed technology, as well as basic qualitative considerations for

system dimensioning. Several assembly solutions and concepts are presented, and their

main qualities, limitations and variations, compiled from catalogs and technical notes

from assemblers, manufacturers and their technical associations, as well as field

investigation. The main cladding systems available in Brazil for the use with LSF are

presented, with solutions and details to guarantee their correct application. The aim of

this work is to provide technical information to fundament the decision making of

professionals involved in construction.

SUMÁRIO

RESUMO..................................................................................................................IV

ABSTRACT............................................................................................................... V

LISTA DE FIGURAS................................................................................................ X

LISTA DE TABELAS...........................................................................................XIV

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS............................................................. XV

1 - INTRODUÇÃO .................................................................................................... 1

1.1 - Considerações Iniciais..................................................................................... 1

1.2 - Light Steel Framing e sua Inserção no Cenário Nacional ................................. 3

1.3 - Sistemas de Fechamento Industrializados no Brasil ......................................... 5

1.4 - Objetivos......................................................................................................... 7

1.5 - Estruturação do Trabalho................................................................................. 8

2 - O SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING............................................................. 9

2.1 - Introdução....................................................................................................... 9

2.2 - O Sistema Construtivo Light Steel Framing................................................... 12

2.2.1 - Aço Galvanizado..................................................................................... 13

2.2.2 - Perfis de Aço Utilizados.......................................................................... 14

2.2.3 - Painéis..................................................................................................... 15

2.2.4 - Lajes ....................................................................................................... 18

2.2.5 - Coberturas............................................................................................... 20

2.3 - Acabamentos Verticais Para Light Steel Framing .......................................... 21

2.3.1 - Características Gerais.............................................................................. 21

2.3.2 - Isolamento Térmico e Acústico ............................................................... 22

2.4 - Métodos de Construção ................................................................................. 23

2.4.1 - Método “Stick”........................................................................................ 23

2.4.2 - Método por Painéis ................................................................................. 23

2.4.3 - Construção Modular................................................................................ 25

2.5 - Racionalização e Coordenação Modular ........................................................ 26

VII

2.5.1 - Light Steel Framing e Modulação........................................................... 30

3 - CONSIDERAÇÕES ESTRUTURAIS DA UTILIZAÇÃO DE LSF COMO

FECHAMENTO EXTERNO................................................................................... 31

3.1 - Concepção Estrutural .................................................................................... 31

3.2 - Dimensionamento ......................................................................................... 33

3.2.1 - Princípios para o Dimensionamento do Fechamento................................ 33

3.2.2 - Cargas para Dimensionamento ................................................................ 35

3.2.2.1 - Peso Próprio......................................................................................35

3.2.2.2 - Cargas devidas ao Vento ...................................................................35

3.2.2.3 - Cargas Sísmicas ................................................................................36

3.2.2.4 - Cargas de origem Térmica.................................................................36

3.2.2.5 - Cargas de Impacto.............................................................................37

3.2.3 - Deslocamentos e Estados Limites............................................................ 37

3.2.4 - Tensões Atuantes .................................................................................... 38

3.3 - Deslocamentos na Estrutura Principal............................................................ 38

3.3.1 - Formas de Deslocamentos na Estrutura Principal..................................... 39

3.3.1.1 - Assentamento da fundação ................................................................40

3.3.1.2 - Deslocamento das vigas de contorno do edifício................................40

3.3.1.3 - Oscilação provocada pelo vento ........................................................40

3.3.2 - Absorção de Deslocamentos Verticais..................................................... 40

3.3.3 - Absorção de Deslocamentos Horizontais................................................. 41

3.4 - Conexão das peças de LSF com a Estrutura Principal.................................... 42

3.4.1 - Dimensionamento da Conexão ................................................................ 43

3.4.2 - Pinos acionados à pólvora ....................................................................... 43

3.4.3 - Parafusos................................................................................................. 45

3.4.4 - Solda....................................................................................................... 46

4 - MODOS DE MONTAGEM DE FECHAMENTOS EXTERNOS EM LIGHT

STEEL FRAMING.................................................................................................... 47

4.1 - Método Embutido.......................................................................................... 48

4.1.1 - Ligação Rígida........................................................................................ 52

4.1.2 - Espaço superior para movimentação, com travamento horizontal ............ 53

VIII

4.1.2.1 - Travamento com Bloqueadores e Fitas metálicas...............................54

4.1.2.2 - Travamento com Canaletas e Cantoneiras..........................................55

4.1.2.3 - Travamento com Espaçadores ...........................................................56

4.1.3 - Espaço superior para movimentação, com peças especiais....................... 58

4.1.4 - Fixação superior dos montantes com cantoneiras com furos oblongos ..... 59

4.1.5 - Guia Superior Dupla................................................................................ 61

4.1.6 - Montante com furos oblongos na extremidade superior ........................... 63

4.1.7 - Guia superior com furos oblongos........................................................... 65

4.1.8 - Movimentação na extremidade inferior do painel .................................... 67

4.1.9 - Avaliação Crítica das Montagens Embutidas ........................................... 67

4.2 - Painéis Contínuos de Fachada ....................................................................... 69

4.2.1 - Ligações rígidas ...................................................................................... 75

4.2.2 - Ligações não-rígidas conectadas às almas dos montantes ........................ 77

4.2.3 - Ligações não-rígidas conectadas às mesas e enrijecedores dos montantes 81

4.2.4 - Conexão horizontal entre painéis............................................................. 84

4.2.5 - Avaliação Crítica das Montagens Contínuas............................................ 89

4.2.6 - Painéis Janela a Janela............................................................................. 89

5 - ACABAMENTOS E INTERFACES ................................................................. 95

5.1 - Interface das Peças de LSF com a Estrutura Principal.................................... 96

5.2 - Painéis com Acabamento Pré-Executado....................................................... 96

5.3 - Juntas e Encontros de Placas de Acabamento ................................................ 97

5.4 - Materiais de Acabamento e Formas de Aplicação.......................................... 98

5.4.1 - Painéis OSB ............................................................................................ 99

5.4.1.1 - Siding..............................................................................................100

5.4.1.2 - Argamassa.......................................................................................105

5.4.1.3 - EIFS (Exterior Insulation and Finishing System).............................107

5.4.2 - Placas Cimentícias ................................................................................ 111

5.4.3 - Alvenaria .............................................................................................. 118

5.4.4 - Gesso Cartonado ................................................................................... 119

5.4.5 - Painéis Metálicos .................................................................................. 125

6 - CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA............................................................. 128

6.1 - Resistência Ao Vento .................................................................................. 129

6.1.1 - Análise e Recomendações de projeto..................................................... 133

6.2 - Isolamento Térmico..................................................................................... 134

6.2.1 - Recomendações de projeto .................................................................... 135

6.3 - Isolamento Acústico .................................................................................... 136

6.3.1 - Propriedades e análise comparativa ....................................................... 138

6.3.2 - Recomendações de projeto .................................................................... 139

6.4 - Peso Próprio................................................................................................ 141

6.4.1 - Propriedades e análise comparativa ....................................................... 141

7 - CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................... 143

7.1 - Sugestões Para Trabalhos Futuros ............................................................... 145

8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................. 146

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 - Esquema de construção portante em LSF................................................. 12

Figura 2.2 - Alguns dos subsistemas do Light Steel Framing ...................................... 13

Figura 2.3 - Seções usuais de perfis para LSF............................................................. 14

Figura 2.4 - Parafuso cabeça lentilha e ponta broca..................................................... 14

Figura 2.5 - Parafuso estrutural - cabeça sextavada e ponta broca ............................... 15

Figura 2.6 - Desenho esquemático de painel típico em LSF e seus componentes......... 15

Figura 2.7 - Esquema de travamento horizontal do painel por bloquadores ................. 16

Figura 2.8 - Desenho esquemático de painel portante em LSF com abertura............... 17

Figura 2.9 - Painel não-estrutural com abertura........................................................... 18

Figura 2.10 - Montagem de vigas da estrutura de piso ................................................ 19

Figura 2.11 - Desenho esquemático de laje seca ......................................................... 19

Figura 2.12 - Desenho esquemático de laje úmida ...................................................... 20

Figura 2.13 - Tesouras de cobertura em LSF............................................................... 21

Figura 2.14 - Instalação de isolamento em lã de vidro................................................. 22

Figura 2.15 - Montagem de painel em LSF no canteiro de obras................................. 23

Figura 2.16 - Painéis em LSF produzidos em fábrica e transportados para obra .......... 24

Figura 2.17 - Montagem de painéis em LSF com acabamento executado previamente 24

Figura 2.18 - Construção de edifício em módulos ....................................................... 25

Figura 2.19 - Montagem de módulo de banheiro. Edifício de Hotel, São Paulo ........... 25

Figura 2.20 - Coordenação modular entre elementos construtivos............................... 28

Figura 2.21 - Centre Pompidou................................................................................... 29

Figura 2.22 - Museu Guggenheim Bilbao, durante obras de construção ...................... 29

Figura 3.1 - Cargas de origem térmica nos fechamentos em LSF ................................ 36

Figura 3.2 - Pino para fixação à pólvora em concreto.................................................. 44

Figura 3.3 - Pino para fixação à pólvora em aço ......................................................... 44

Figura 3.4 - Parafuso estrutural - cabeça sextavada e ponta broca ............................... 45

Figura 3.5 - Algumas configurações de solda entre chapas de aço............................... 46

Figura 4.1 - Vedação em LSF – Método Embutido ..................................................... 49

Figura 4.2 - Montagem de painéis de LSF embutidos ................................................. 50

Figura 4.3 - Fechamento em LSF, método embutido................................................... 50

Figura 4.4 - Instalação de painel embutido de fachada em LSF................................... 51

Figura 4.5 - Ligação rígida dos montantes com a guia superior................................... 52

Figura 4.6 - Travamento superior com bloqueadores e fitas ........................................ 54

Figura 4.7 - Travamento superior com canaleta e cantoneiras ..................................... 55

Figura 4.8 - Espaçador instalado entre montantes ....................................................... 56

Figura 4.9 - Espaçador e guarda.................................................................................. 57

Figura 4.10 - Modelos de peças de conexão do montante à guia com movimentação .. 58

Figura 4.11 - Cantoneira superior com furos oblongos para movimentação................. 59

Figura 4.12 - Cantoneiras de fixação superior de montantes........................................ 61

Figura 4.13 - Montagem com guia dupla .................................................................... 62

Figura 4.14 - Montantes com furos superiores oblongos ............................................. 64

Figura 4.15 - Guia superior com furos oblongos ......................................................... 65

Figura 4.16 - Dimensões dos furos oblongos nas mesas da guia superior .................... 66

Figura 4.17 - Vedação em LSF - Método contínuo ..................................................... 69

Figura 4.18 - Montagem de painel contínuo de fachada. ............................................. 70

Figura 4.19 - Execução de painel contínuo em retrofit de edifício comercial............... 70

Figura 4.20 - Painel com montante contínuo da base ao topo do edifício..................... 71

Figura 4.21 - Painel dividido verticalmente, conexões não-rígidas.............................. 72

Figura 4.22 - Painel dividido verticalmente, conexões rígidas e não-rígidas................ 73

Figura 4.23 - Cantoneira de reforço de borda de laje em concreto............................... 74

Figura 4.24 - Detalhe para fixação inferior do painel contínuo.................................... 74

Figura 4.25 - Conexão rígida entre montante e estrutura com cantoneira comum ........ 75

Figura 4.26 - Ligação rígida com cantoneira de aba longa .......................................... 76

Figura 4.27 - Cantoneira com movimentação vertical ................................................. 78

Figura 4.28 - Variações de cantoneira de fixação........................................................ 79

Figura 4.29 - Cantoneira de movimentação fixada à face inferior da estrutura............. 80

Figura 4.30 - Ligação com cantoneira apoiada na mesa e enrijecedor do montante ..... 81

Figura 4.31 - Ligação com perfil U apoiado na mesa e enrijecedor do montante ......... 82

Figura 4.32 - Ligação apoiada na mesa e enrijecedor do montante com peça especial . 83

Figura 4.33 - Peça de encaixe para painéis contínuos de fechamento .......................... 84

Figura 4.34 - Conexão horizontal rígida entre painéis ................................................. 85

Figura 4.35 - Conexão não-rígida em painéis contínuos com guia com furos oblongos87

XII

Figura 4.36 - Conexão não-rígida entre painéis contínuos com pinos e placas............. 88

Figura 4.37 - Painéis janela a janela............................................................................ 90

Figura 4.38 - Montagem de painéis janela a janela em fachada ................................... 90

Figura 4.39 - Painel janela a janela com apoio secundário com braço diagonal ........... 92

Figura 4.40 - Painel janela a janela com apoio secundário com perfil horizontal......... 93

Figura 4.41 - Painel janela a janela estabilizado com cantoneira superior.................... 94

Figura 5.1 - Instalação de painel de LSF com acabamento cerâmico pré-executado .... 97

Figura 5.2 - Instalação de placas de OSB na fachada .................................................. 99

Figura 5.3 - Placas de acabamento instaladas de forma defasada............................... 100

Figura 5.4 - Execução de siding vinílico sobre membrana de polietileno e OSB........ 101

Figura 5.5 - Perfil de siding vinílico ......................................................................... 101

Figura 5.6 - Painel embutido com acabamento em siding sobreposto a estrutura....... 103

Figura 5.7 - Painel embutido com acabamento em siding com estrutura aparente...... 103

Figura 5.8 - Painel contínuo com acabamento em siding sobre conexão rígida.......... 104

Figura 5.9 - Painel contínuo com acabamento em siding não interrompido ............... 104

Figura 5.10 - Painel contínuo com junta em perfil Z e acabamento em siding ........... 105

Figura 5.11 - Painel contínuo com junta em perfil cartola e acabamento siding s ...... 105

Figura 5.12 - Revestimento de argamassa aplicado sobre placas de OSB .................. 106

Figura 5.13 - Desenho esquemático de fechamento com EIFS .................................. 107

Figura 5.14 - Painel embutido rígido com acabamento em EIFS ............................... 109

Figura 5.15 - Painel embutido não-rígido com acabamento em EIFS ........................ 109

Figura 5.16 - Painel contínuo com acabamento em EIFS sobre conexão rígida ......... 110

Figura 5.17 - Painel contínuo com acabamento em EIFS sobre conexão não-rígida .. 110

Figura 5.18 - Painel contínuo com acabamento em EIFS sobre conexão não-rígida .. 111

Figura 5.19 - Execução de fechamento externo em placa cimentícia ......................... 112

Figura 5.20 - Junta oculta entre placas cimentícias.................................................... 113

Figura 5.21 - Juntas aparentes................................................................................... 114

Figura 5.22 - Painel embutido rígido com acabamento em placa cimentícia.............. 116

Figura 5.23 - Painel embutido não-rígido, com placa cimentícia .............................. 116

Figura 5.24 - Painel embutido rígido com acabamento em placa cimentícia.............. 116

Figura 5.25 - Painel embutido não-rígido com placa cimentícia................................ 117

Figura 5.26 - Painel contínuo com acabamento em placa cimentícia ......................... 117

XIII

Figura 5.27 - Painel contínuo com junta oculta em placa cimentícia ......................... 118

Figura 5.28 - Painel contínuo com junta em perfil Z em placa cimentícia.................. 118

Figura 5.29 - Fechamento de alvenaria sobre painel OSB com manta de polietileno . 119

Figura 5.30 - Instalação de placa de gesso cartonado ................................................ 121

Figura 5.31 – Etapas de execução de junta em placas de gesso cartonado ................. 121

Figura 5.32 - Junção superior do acabamento em gesso de painel embutido rígido.... 122

Figura 5.33 - Arremate inferior típico no acabamento em gesso de painel embutido . 122

Figura 5.34 - Arremates de acabamento em gesso, para painel contínuo ................... 123

Figura 5.35 - Arremate superior com selante no acabamento em gesso ..................... 123

Figura 5.36 - Arremate superior com rodateto no acabamento em gesso ................... 124

Figura 5.37 - Arremate de acabamento em gesso, para painel contínuo..................... 124

Figura 5.38 - Painéis metálicos de acabamento externo............................................. 125

Figura 5.39 - Detalhe esquemático de fixação com pinos ocultos.............................. 126

Figura 5.40 - Seção horizontal de fixação de painel metálico com parafuso .............. 126

Figura 5.41 - Inserts para fixação de painel metálico sobre fechamento em LSF ....... 127

Figura 6.1 - Painel de fechamento em LSF com travamento horizontal e diagonal .... 133

Figura 6.2 - Barras horizontais e montantes duplos para isolamento acústico ............ 139

Figura 6.3 - Ponto vulnerável na transmissão do som entre pavimentos .................... 140

Figura 6.4 - Possibilidade de solução para isolamento do som entre pavimentos....... 140

XIV

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 - Deslocamentos (flechas) admissíveis em fechamentos de LSF ................ 37

Tabela 4.1 - Resumo das características de painéis embutidos em LSF ....................... 68

Tabela 6.1 - Pressão admissível de vento em painéis de LSF, com flecha de L/240... 130

Tabela 6.2 - Pressão admissível de vento em painéis de LSF, com flecha de L/360... 130

Tabela 6.3 - Pressão admissível de vento em painéis de LSF, com flecha de L/600... 130

Tabela 6.4 - Valores de Pressão Dinâmica de Vento para fachadas ........................... 132

Tabela 6.5 - Qualificação do isolamento acústico ..................................................... 137

Tabela 6.6 - Índice de redução sonora para diversas montagens de paredes............... 138

Tabela 6.7 - Peso próprio de sistemas de fechamento vertical ................................... 142

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABRAGESSO – Associação Brasileira de Fabricantes de Chapas de Gesso

AISI – American Iron and Steel Institute

CBCA – Centro Brasileiro da Construção em Aço

CEF – Caixa Econômica Federal

EIFS –Exterior Insulation and Finish System

IBS – Instituto Brasileiro de Siderurgia

ISO – International Organization for Standardization

LGSEA – Light Gauge Steel Engineers Association

LSF – Light Steel Framing

NASFA – North American Steel Framing Alliance

NBR – Norma Brasileira

OSB – Oriented Strand Board

SCI – Steel Construction Institute

SSMA – Steel Stud Manufacturers Association

TSN – The Steel Network

UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto

USIMINAS – Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais

1 - INTRODUÇÃO

1.1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS

No que se refere aos sistemas construtivos, o mercado da construção civil no Brasil

apresentou mudanças pouco significativas e uma evolução muito lenta das tecnologias,

dos processos construtivos e da gestão da organização nos últimos anos. Sua produção é

focada em processos predominantemente artesanais, onde a baixa produtividade e o

enorme desperdício se tornaram tão marcantes, que qualquer leigo pode pensar que essa

é uma característica intrínseca da construção civil.

Porém, existe um grande número de sistemas de construção cuja filosofia e concepção

visam exatamente combater essas características. São processos mais eficientes, com o

objetivo de aumentar a produtividade, minimizar o desperdício, melhorar a gestão dos

recursos e serem capazes de atender a demanda cada vez maior por edificações.

Apesar da histórica resistência de grande parte dos setores da construção civil brasileira,

alguns segmentos significativos desse setor, influenciados pelas tecnologias externas e

visando aumento de sua eficiência, têm sinalizado pela aceitação de novas formas de se

construir, ainda que de forma lenta se comparada a outros setores da economia.

Nessa realidade, grandes construtores nacionais têm buscado investir em tecnologias

construtivas mais eficientes, resultando em produtos finais de qualidade e com custos

competitivos quando comparados aos sistemas totalmente artesanais, hoje ainda

dominantes no país. A adoção por parte das construtoras de uma estratégia voltada à

racionalização do processo construtivo constitui um ponto fundamental para que o setor

da construção evolua, tornando-se mais competitivo (BARROS e SABBATINI, 2003).

Há atualmente no país, experiências bem sucedidas de emprego de sistemas

industrializados na construção civil, principalmente em obras comerciais e industriais.

A construção industrializada se apresenta como um caminho para a mudança da

realidade da construção civil brasileira. Características como mão-de-obra qualificada,

produção seriada e em escala de elementos padronizados, racionalização dos processos

e insumos e possibilidade de controle rígido dos processos e cronograma da obra são

características dos sistemas industrializados que vão de encontro aos problemas

intrínsecos da construção artesanal.

Qualquer técnica ou solução construtiva desenvolvida fora do país deve ser analisada

com cuidado antes de sua utilização no mercado nacional. As inovações devem ser

economicamente viáveis e compatíveis com os condicionantes nacionais. Tecnologias

importadas utilizadas sem qualquer adequação às condições climáticas, sociais e

econômicas, e às expectativas do mercado brasileiro encontram dificuldades em se

estabelecer e ser aceitas pelos usuários e pela cadeia produtiva. O processo de

tropicalização é fundamental para que a construção industrializada possa ser uma

realidade no mercado brasileiro. Como afirma Sales (2001), “é necessário se adequar o

tipo de construção ao meio e ao cliente, e não o contrário”.

A utilização do aço na construção civil vem preencher muitas das premissas da

construção industrializada. Seu processo de produção se baseia em elementos

padronizados, dispostos através de uma lógica modular. Diminuição de desperdício,

controle de qualidade do produto final e de seus insumos, além da qualificação da mão-

de-obra empregada também são características importantes da construção em aço.

É importante entender que a decisão pelo uso de técnicas industrializadas de construção

deve fazer parte da concepção do empreendimento. A construção em aço requer o

conhecimento de suas potencialidades e limitações, atenção à compatibilização de

projetos e subsistemas, além de controle das etapas da construção, desde o projeto até a

finalização da edificação.

No mercado atual da construção civil brasileira, poucos profissionais estão realmente

preparados para trabalhar de forma eficiente com uma filosofia de construção

industrializada e sistêmica. Os profissionais da construção civil, sejam arquitetos e

engenheiros envolvidos no processo de projeto, empresários responsáveis pelas decisões

de investimento, até mesmo operários envolvidos diretamente na execução da obra,

deveriam possuir uma visão global do sistema, de modo a serem capazes de tirar o

máximo proveito desse tipo de solução (RIBAS, 2006).

Faz parte do papel desses profissionais da construção civil, o conhecimento técnico

profundo dos sistemas construtivos, para construir de forma eficiente. A adoção de um

sistema construtivo industrializado frente a um processo tradicional, como afirma

Castro (2005) “(...) não se trata pura e simplesmente de uma substituição de materiais e

sim de processos construtivos completamente distintos, com impactos diretos nas

interfaces com sistemas complementares, bem como de diferenças significativas no

cronograma de desembolso financeiro”.

1.2 - LIGHT STEEL FRAMING E SUA INSERÇÃO NO CENÁRIO NACIONAL

A industrialização da construção civil no Brasil é fato inegável e inevitável. Sua

consolidação pode oferecer ao país oportunidade de desenvolver esse importante setor

da economia, oferecendo moradias de melhor qualidade e menor custo para mais

pessoas, além de agregar valor ao trabalho de milhares de profissionais que atuam na

cadeia produtiva do setor. Mas para o sucesso desse conceito é preciso que os

profissionais envolvidos conheçam bem os sistemas construtivos, entre eles o Light

Steel Framing (LSF), para poder oferecer aos consumidores serviços à altura de suas

demandas.

A utilização do sistema LSF no Brasil começou marcadamente na década de 90, quando

algumas construtoras começaram a importar kits pré-fabricados em LSF para montagem

de casas. Apesar do uso de tais kits sem qualquer adaptação para a realidade brasileira, o

processo construtivo industrializado se provou eficiente (CRASTO, 2005).

Toda tecnologia construtiva nova deve passar por processos de adequação e avaliação

de sua pertinência para a aceitação do usuário final das construções. O LSF está

atualmente passando por esse processo, já que se trata de um sistema construtivo

desenvolvido em países com condições climáticas, econômicas e culturais bastante

diversas das brasileiras. Desse processo de adaptação também faz parte o ajuste à

cultura construtiva brasileira, baseada em materiais maciços e com pouca exigência de

atenção à manutenção. Essa adaptação é fundamental para a aceitação do sistema por

parte do usuário e para o emprego de soluções adequadas e de desempenho satisfatório.

O Brasil conta hoje com infra-estrutura capaz de prover todos os insumos necessários

para a construção com sistema LSF. Porém, da mesma maneira que acontece com as

construções em aço de modo geral, há pouco conhecimento técnico por parte dos

profissionais envolvidos na construção civil.

Os setores envolvidos na produção dos insumos para LSF são hoje os principais

responsáveis pela divulgação e pelo desenvolvimento técnico do sistema. Por meio de

sua atuação foi aprovado pela Caixa Econômica Federal – principal órgão de

financiamento da construção no país – um manual com requisitos mínimos de

desempenho para as construções no sistema. Também existem hoje normas brasileiras

especificando requisitos mínimos para perfis de aço galvanizado formados a frio e para

o dimensionamento de estruturas utilizando esses perfis. A série de manuais técnicos

sobre construção em aço publicados pelo CBCA

constitui hoje uma das principais

fontes de pesquisa nacionais sobre o tema (JARDIM e CAMPOS, 2005).

O sistema LSF é hoje utilizado no Brasil principalmente na construção de habitações

unifamiliares de pequeno porte (até dois pavimentos), mas também tem sido empregado

em construções bastante variadas, como hospitais, escolas e edifícios de apartamentos

de até 4 pavimentos, além de retrofit de edificações existentes.

Uma aplicação para o LSF, comum em vários países do mundo mas ainda pouco

difundida no país, é como elemento de fechamento vertical de fachadas em edifícios

com estrutura convencional de aço ou de concreto. Hoje no Brasil, já é bastante comum

a utilização de divisões internas dos edifícios em DryWall

, que foi, como afirma Crasto

(2005), o “grande precursor da implantação da industrialização dos subsistemas de

fechamento e que vem mudando a mentalidade do usuário em relação a construções que

não usem elementos maciços como o concreto e a alvenaria”.

1.3 - SISTEMAS DE FECHAMENTO INDUSTRIALIZADOS NO BRASIL

O sistema de fechamento externo é um dos mais importantes no processo construtivo

como um todo, pois está diretamente ligado à imagem e ao conforto das edificações.

Sua racionalização pode resultar em economia em outros subsistemas envolvidos no

processo construtivo, como esquadrias, instalações e revestimentos (SALES, 2001).

Segundo Ramos (1997), os sistemas de fechamento são “aqueles que são projetados e

solucionados para substituir as alvenarias numa construção, podendo ser autoportantes

CBCA - Centro Brasileiro da Construção em Aço. Entidade não comercial, gerida pelo IBS (Instituto

Brasileiro de Siderurgia), cujo objetivo é promover a utilização do aço como material de construção civil.

Contato e material técnico disponíveis em <http://www. www.cbca-ibs.org.br>.

Traduzindo do Inglês: “Parede Seca”. Sistema de fechamento vertical interno, sem função estrutural,

que utiliza perfis formados a frio de aço galvanizado e placas de gesso. Adaptado de CRASTO, 2005.

ou não, isolantes acústicos ou não, e isolantes térmicos ou não, mas sempre estanques à

umidade e à chuva”. Analisando esta afirmação, podemos perceber que, culturalmente,

os sistemas de fechamento são pensados para substituir, mesmo que parcialmente, a

alvenaria como elemento de fechamento.

Edifícios erguidos com estrutura metálica, no Brasil, ainda utilizam com bastante

freqüência fechamentos convencionais em alvenaria. Essa associação é uma fonte

potencial de patologias, já que esses sistemas possuem interfaces construtivas nem

sempre bem resolvidas (SALES, 2001; BASTOS, 2004; RIBAS, 2006).

Fechamentos externos pré-fabricados e industrializados já são uma realidade no Brasil,

sendo os painéis pré-moldados de concreto sua forma mais comum. Esses, porém,

apresentam como desvantagens o alto custo e o alto peso do material, necessitando de

grua para sua montagem (KRÜGER, 2000).

Maior organização e limpeza do canteiro, rapidez e facilidade na execução das

vedações, facilidade de controle e menor desperdício de materiais são algumas das

vantagens desses fechamentos industrializados sobre a alvenaria tradicional.

(SILVA e SILVA, 2004)

O fechamento externo em LSF ainda é pouco comum no país e desconhecido pela

maioria dos profissionais da área. Este tipo de fechamento oferece vantagens

construtivas, em relação à alvenaria tradicional, semelhantes aos painéis pré-fabricados

em concreto ou aos painéis metálicos. Tal sistema, porém, pode ser ainda mais

vantajoso já que sua montagem é simples, seu peso próprio é baixo (aliviando estrutura

e fundações), além de seu transporte para o canteiro e dentro dele ser fácil, visto que os

elementos industrializados, como perfis e placas de fechamento, possuem dimensões e

peso próprio pequenos.

O estudo detalhado dos aspectos construtivos do fechamento externo em LSF e das

necessidades de adaptações no sistema para sua tropicalização é de fundamental

importância para garantir sua viabilidade técnica, aceitação por parte dos usuários e

minimização de patologias. Isso porque a utilização de forma incorreta de sistemas

construtivos novos pode ocasionar, além da elevação do custo do edifício, uma

incidência de problemas patológicos, resultando numa resistência à utilização desse

produto em empreendimentos posteriores.

Como afirma Sales (2001), grande parte das patologias físico-construtivas em

fechamentos pré-fabricados tem sua origem em deficiências de projetos e planejamento

de produção. Difundir o desenvolvimento das tecnologias construtivas nos meios

envolvidos consiste em um dos primeiros e principais passos para sua popularização.

Segundo a autora, um dos pontos críticos que merece maior atenção nos estudos e

projetos na área é a interface entre fechamento e estrutura, de forma a garantir

trabalhabilidade dos elementos e estanqueidade da edificação.

1.4 - OBJETIVOS

O presente trabalho tem como objetivo geral estudar a utilização do sistema construtivo

LSF em associação a outros sistemas construtivos, industrializados ou não, como

alternativa para fechamento externo não-estrutural de edificações.

Têm-se ainda como objetivos específicos:

• Conhecer a utilização de fechamentos industrializados no Brasil;

• Entendimento dos condicionantes da utilização de LSF em fechamentos externos;

• Discussão das características e aplicabilidade de detalhes construtivos existentes,

no Brasil e no exterior, para execução dos fechamentos em LSF;

• Estudo das interfaces construtivas do sistema com a estrutura principal e

proposição de soluções construtivas;

• Apresentação de propriedades básicas de desempenho do sistema de fechamento;

• Produção de material técnico de orientação a profissionais.

1.5 - ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO

O CAPÍTULO I deste trabalho apresenta-se como introdução aos aspectos básicos da

construção racionalizada, do emprego do sistema LSF e dos fechamentos

industrializados no Brasil.

No CAPÍTULO II faz-se uma revisão bibliográfica sobre o sistema LSF, apresentando

conceitos técnicos e estruturais básicos para entendimento da sua aplicação como

fechamento vertical.

No CAPÍTULO III são apresentadas considerações estruturais qualitativas sobre a

utilização do LSF como fechamento externo de edifícios. São abordados princípios de

dimensionamento e condicionantes relativos ao funcionamento do sistema.

O CAPÍTULO IV compila informações sobre modos de montagem de fechamentos

externos em LSF, coletados a partir de catálogos técnicos de fabricantes, manuais de

associações técnicas e visitas a obras. São apresentados métodos de utilização,

discutindo diversas variações de execução, condicionantes e características de cada um.

O CAPÍTULO V é dedicado aos acabamentos, internos e externos, e suas interfaces

construtivas, onde é mostrada a importância de seu planejamento e são propostos

detalhes de execução.

No CAPÍTULO VI estão descritas algumas características do sistema construtivo LSF,

como: isolamento acústico, isolamento térmico, resistência ao vento e peso próprio,

com apresentação de diretrizes de projeto para sua otimização.

No CAPÍTULO VII reúnem-se as considerações finais deste trabalho.

2 - O SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING

2.1 - INTRODUÇÃO

O Light Steel Framing (LSF) é um sistema construtivo de concepção racionalizada, que

vem passando por processo de aceitação e desenvolvimento no mercado da construção

civil nacional. Trata-se de um sistema caracterizado pelo uso de perfis de aço

galvanizado formados a frio compondo sua estrutura, que trabalha em conjunto com

subsistemas também racionalizados, proporcionando uma construção industrializada e a

seco.

Seu conceito estrutural que guia o projeto em LSF é de dividir a estrutura em uma

grande quantidade de elementos estruturais, de maneira que cada um deles resista a uma

pequena parcela da carga total aplicada. Dessa forma é possível utilizar perfis mais

esbeltos e painéis mais leves e fáceis de manipular (RODRIGUES, 2006).

De acordo com Crasto (2005), os principais benefícios e vantagens no uso do sistema

LSF em edificações são os seguintes:

• Os produtos que constituem o sistema são padronizados de tecnologia avançada,

em que os elementos construtivos são produzidos industrialmente, onde a matéria-

prima utilizada, os processos de fabricação, suas características técnicas e

acabamento passam por rigorosos controles de qualidade;

• Facilidade de obtenção dos perfis formados a frio perfilados, uma vez que são

largamente utilizados pela indústria;

• O aço é um material de comprovada resistência e o alto controle de qualidade,

tanto na produção da matéria-prima quanto de seus produtos, permite maior

precisão dimensional e melhor desempenho da estrutura;

• Facilidade de montagem, manuseio e transporte devido à leveza dos elementos;

• Durabilidade e longevidade da estrutura, proporcionada pelo processo de

galvanização das chapas de fabricação dos perfis;

• Construção a seco, o que minora o uso de recursos naturais e o desperdício;

• Os perfis perfurados previamente e a utilização dos painéis de gesso cartonado

facilitam as instalações elétricas e hidráulicas;

• Facilidade na execução das ligações;

• Rapidez de construção;

• Leveza do sistema estrutural, possibilitando a diminuição do carregamento na

fundação e barateando esta etapa construtiva;

• O aço é um material incombustível e reciclável;

• Grande flexibilidade no projeto arquitetônico.

Apesar dos conceitos modernos de industrialização, como praticidade, produtividade e

velocidade, envolvidos em sua concepção, as origens do LSF remontam do século XIX,

nas habitações construídas pelos colonizadores no território americano naquela época.

Visando atender ao crescente aumento da população e conseqüente demanda por

edificações, foi necessário empregar métodos mais rápidos e produtivos na construção

de habitações, utilizando os materiais disponíveis, no caso a madeira.

O método construtivo desenvolvido, chamado Balloon Framing, consistia em uma

estrutura composta de peças em madeira serrada, de pequena seção transversal,

espaçadas regularmente. Posteriormente as construções em madeira ficando conhecidas

por Wood Frame, e tornaram-se a tipologia construtiva residencial mais comum nos

Estados Unidos. As estruturas em madeira foram sendo substituídas lenta e

gradualmente pelos perfis de aço, impulsionadas pelo grande desenvolvimento da

indústria desse setor nos Estados Unidos.

Na metade do século XX, as siderúrgicas americanas começaram a desenvolver a

tecnologia dos aços galvanizados (JARDIM e CAMPOS, 2005). Em 1933, na Feira

Mundial de Chicago, foi apresentado um protótipo de uma residência em LSF que

utilizava os perfis de aço substituindo a madeira. Elementos de aço formados a frio já

são bastante utilizados em construções comerciais e industriais nos EUA desde o início

de seu desenvolvimento, porém somente no final dos anos 1990 seu uso atingiu

amplamente o setor residencial (LABOUBE e YU, 1998).

O crescimento da economia americana e a abundância na produção de aço no período

pós Segunda Guerra possibilitou a evolução nos processos de fabricação de perfis

formados a frio. Maior resistência, garantia e eficiência estrutural do aço em relação à

madeira e sua capacidade de resistir às catástrofes naturais são características que

tornaram o uso do LSF vantajoso nos Estados Unidos. Em países onde a construção

civil é predominantemente industrializada, o LSF é bastante empregado. Atualmente, o

mercado do aço no Japão é um dos mais desenvolvidos, detendo grande conhecimento

na área de construções em perfis leves (FREITAS e CRASTO, 2006).

2.2 - O SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING

O LSF é um sistema construtivo baseado em uma concepção racionalizada. Ele se

caracteriza pela estrutura constituída por perfis formados a frio de aço galvanizado, que

formam um esqueleto estrutural capaz de resistir às cargas que solicitam a edificação, e

por vários componentes e subsistemas inter-relacionados que possibilitam uma

construção industrializada com grande rapidez de execução e a seco. Os perfis de aço

galvanizado são utilizados para compor painéis estruturais ou não-estruturais, vigas de

piso, vigas secundárias, tesouras de telhado e demais componentes (Figura 2.1).

Figura 2.1 - Esquema de construção portante em LSF

Fonte: CRASTO, 2005, p.13.

Esse sistema construtivo é composto por vários componentes e subsistemas, que são,

além do estrutural, aqueles de fundação, de isolamento termo-acústico, de fechamento

interno e externo, vertical e horizontal, e instalações elétricas e hidráulicas (Figura 2.2).

O LSF, também denominado por Sistema Autoportante em Aço de Construção a Seco,

possui sua estrutura composta de paredes, pisos e cobertura que, trabalhando em

conjunto, possibilitam a integridade estrutural da edificação.

Figura 2.2 - Alguns dos subsistemas do Light Steel Framing

Fonte: USIMINAS, 2005

2.2.1 - AÇO GALVANIZADO

Os elementos estruturais do sistema LSF são fabricados em aço galvanizado, que é

aquele revestido com zinco ou liga alumínio-zinco pelo processo contínuo de imersão a

quente ou por eletrodeposição. As massas mínimas de revestimento são de 150 g/m

(liga alumínio-zinco) a 180 g/m

(zinco) para perfis estruturais e de 100 g/m

para perfis

não estruturais (NBR 15253:2005).

As espessuras de chapa galvanizadas disponíveis no mercado em grande escala no país

são 0,40 mm, 0,50 mm, 0,65 mm, 0,80 mm, 0,95 mm, 1,25 mm, 1,50 mm e 1,75 mm,

além das espessuras de 2,00 mm e 2,25 mm, um pouco menos usuais. Peças que

necessitem de chapas com espessuras maiores devem ser confeccionadas e galvanizadas

sob encomenda.

2.2.2 - PERFIS DE AÇO UTILIZADOS

Os perfis típicos utilizados no LSF são obtidos por perfilagem a partir de bobinas de aço

galvanizado e as seções mais comuns nas construções em LSF são o “C” ou “U”

enrijecido (Ue) para montantes e vigas, o “U” usado como guia na base e no topo dos

painéis, o “Cartola” (Cr) empregado em ripas e as cantoneiras (L) (Figura 2.3).

Figura 2.3 - Seções usuais de perfis para LSF

Fonte: CRASTO, 2005, p.24

As dimensões da alma (b

) dos perfis Ue usualmente comercializados no Brasil são 90,

140 e 200 mm e as mesas (b

) podem variar de 35 a 40 mm, dependendo do fabricante e

do tipo de perfil. Já as dimensões da alma e das mesas dos perfis U são um pouco

maiores que aquelas dos perfis Ue, para permitir o encaixe entre eles. As espessuras

padronizadas de chapa, são 0,95 mm, 1,25 mm, 1,55 mm, 2,25 mm e 2,46 mm. Os

perfis de LSF são padronizadas pela NBR 6355:2003.

Na montagem dos painéis, pisos e tesouras constituídos por perfis são utilizados

parafusos autotarraxantes e autoperfurantes. Esses parafusos possuem cabeça larga e

baixa do tipo lentilha e ponta broca. (Figura 2.4). Já nas ligações entre painéis, peças de

apoio de tesouras e enrijecedores é utilizado o parafuso com cabeça sextavada e ponta

broca, também conhecido como parafuso estrutural (Figura 2.5)

Figura 2.4 - Parafuso cabeça lentilha e ponta broca

Fonte: CISER, 2007

Figura 2.5 - Parafuso estrutural - cabeça sextavada e ponta broca

Fonte: CISER, 2007

2.2.3 - PAINÉIS

O conceito estrutural do LSF é dividir as cargas da edificação em um maior número de

elementos estruturais, onde cada um destes é projetado para receber uma pequena

parcela de carga. Dessa forma é possível a utilização de perfis conformados a frio com

chapas finas de aço.

Os perfis verticais de seção Ue, denominados montantes, são espaçados entre si de

acordo com a modulação determinada em projeto estrutural, usualmente de 400 mm ou

600 mm. O uso da modulação permite a minimização do desperdício dos materiais

complementares industrializados, que possuem suas dimensões múltiplas desses

módulos. Os montantes são unidos em seus extremos inferiores e superiores pelas guias,

seção U, constituindo um quadro estrutural (Figura 2.6).

Figura 2.6 - Desenho esquemático de painel típico em LSF e seus componentes

Fonte: CRASTO, 2005, p.42

Os montantes dos painéis transferem as cargas verticais por contato direto por meio de

suas almas, estando suas seções coincidentes com as dos montantes dos pavimentos

imediatamente acima ou abaixo. Essa situação está dentro do conceito de estrutura

alinhada ou in-line framing e é fundamental para que o sistema possa utilizar perfis de

paredes esbeltas.

Para resistir aos esforços horizontais, como aqueles provocados pelo vento, garantindo a

estabilidade dos painéis e conseqüentemente da construção, deve ser conferida rigidez

neste plano aos painéis (RODRIGUES, 2006). Esta estabilização pode ocorrer por meio

de contraventamento, executado com peças metálicas diagonais (normalmente fitas de

aço galvanizado parafusadas aos montantes) ou através de diafragma rígido, composto

por placas de fechamento com função estrutural (usualmente placas de OSB).

Para aumentar a rigidez dos painéis pode-se instalar bloqueadores horizontais

constituídos por perfis Ue ou U, e as fitas metálicas e instalados perpendicularmente à

seção do montante (Figura 2.7).

Figura 2.7 - Esquema de travamento horizontal do painel por bloquadores

Fonte: CRASTO, 2005, p.60

Os painéis estruturais que possuem aberturas, como portas e janelas, necessitam de

reforços estruturais como vergas, para redistribuir o carregamento dos montantes

interrompidos aos montantes que delimitam lateralmente o vão (Figura 2.8). Essas

vergas são constituídas por dois perfis Ue conectados por uma peça parafusada em cada

extremidade.

Figura 2.8 - Desenho esquemático de painel portante em LSF com abertura

Fonte: CRASTO, 2005, p.48

Para a correta sustentação da carga distribuída pela verga, é necessário que os montantes

laterais às aberturas sejam reforçados por ombreiras, que são montantes encaixados

paralelamente a eles. O número dessas ombreiras é, de acordo com um método

prescritivo, normalmente igual ao de montantes interrompidos pela verga, dividindo-se

igualmente nos dois lados da mesma (CRASTO, 2005).

Nas montagens de edificações em LSF há painéis sem função estrutural. Os painéis não

estruturais são aqueles que não suportam o peso da estrutura, mas apenas o peso próprio

dos elementos que o constituem. Suas funções são de fechamento externo e divisória

interna dos espaços. Apesar de não suportar carga da edificação, devem ser capazes de

resistir aos esforços de vento.

A solução para as aberturas nos painéis não estruturais é bem mais simples, pois como

não há cargas verticais para suportar, não há necessidade do uso de vergas e ombreiras.

Dessa forma, a delimitação lateral do vão é feita com um único montante, onde será

fixado o marco da abertura. As delimitações superior e inferior são feitas com guia

cortada e parafusada ao montante lateral (Figura 2.9).

Figura 2.9 - Painel não-estrutural com abertura

Fonte: CRASTO, 2005, p.67

2.2.4 - LAJES

As lajes do sistema LSF possuem o mesmo princípio estrutural dos seus painéis, ou

seja, são constituídas por perfis de aço galvanizado com espaçamento seguindo

modulação definida em função das cargas a serem aplicadas. Tal modulação é, em geral,

a mesma em toda a estrutura: cobertura, lajes e painéis.

As vigas de piso são responsáveis por transmitir aos painéis estruturais as cargas a que a

laje está sujeita, servindo também como apoio para o contrapiso. Estas vigas são perfis

de seção Ue, dispostos na horizontal, com dimensões de mesa geralmente similares

àquelas dos montantes dos painéis, e altura determinada em cálculo, de acordo com as

cargas e o vão desejados. Os perfis são transportados para a obra e sua montagem ocorre

no canteiro em virtude da dimensão da laje dificultar o eventual transporte de todo o

painel de piso montado (Figura 2.10).

Para evitar a flambagem lateral com torção, deslocamento e vibração das vigas de piso,

essas devem ser travadas lateralmente (SCHARFF, 1996). Este travamento pode ser

feito por meio de bloqueadores em perfis Ue, similares aos das vigas de piso, e fitas de

aço galvanizado ligadas a estes por parafusos.

Figura 2.10 - Montagem de vigas da estrutura de piso

O conjunto formado pelas vigas de piso, contrapisos e os perfis de travamento

horizontal deve trabalhar formando um diafragma rígido, tendo apenas movimento de

corpo rígido no plano horizontal. Tal diafragma é responsável pela resistência a cargas

horizontais no sistema (RODRIGUES, 2006).

Conforme a natureza do contrapiso, a laje pode ser denominada “úmida” ou “seca”. A

laje é do tipo seca quando placas rígidas, geralmente de OSB ou cimentícias, são

parafusadas à estrutura do piso, servindo de contrapiso. Geralmente utilizam-se manta

de polietileno expandido e manta de lã de vidro na montagem para melhorar o

desempenho acústico do sistema (Figura 2.11).

Figura 2.11 - Desenho esquemático de laje seca

Fonte: CRASTO, 2005, p.79

Nas lajes do tipo úmida, uma chapa ondulada de aço (telha) é parafusada às vigas da

estrutura do piso e preenchida com concreto, servindo de base para o contrapiso. Para

obter conforto acústico adequado, utiliza-se material isolante (geralmente lã de vidro

compactada) entre a fôrma de aço e o concreto (Figura 2.12).

Figura 2.12 - Desenho esquemático de laje úmida

Fonte: CRASTO, 2005, p.77

2.2.5 - COBERTURAS

O sistema LSF possibilita a realização de vários tipos de cobertura, desde telhados

inclinados, que se assemelham a um telhado convencional de madeira, podendo utilizar

telhas cerâmicas, metálicas, asfálticas ou de concreto, até coberturas planas, com lajes

úmidas impermeabilizadas.

Para a cobertura em LSF, utilizam-se os mesmos perfis de aço galvanizado do restante

da edificação, podendo conformar treliças, coberturas planas ou tesouras. Dependendo

do material escolhido para a cobertura, pode haver um substrato, geralmente de OSB,

entre os perfis da estrutura e as telhas (Figura 2.13).

A estrutura da cobertura em LSF também segue o principio da estrutura alinhada que

existe no restante da edificação, onde a alma dos perfis que compõem tesouras ou

caibros deve estar alinhada a alma dos montantes dos painéis de apoio e suas seções

devem ter a mesma orientação, de modo que somente ocorra transmissão axial de

cargas.

Figura 2.13 - Tesouras de cobertura em LSF

2.3 - ACABAMENTOS VERTICAIS PARA LIGHT STEEL FRAMING

2.3.1 - CARACTERÍSTICAS GERAIS

Os fechamentos verticais externos e internos do sistema LSF são formados pelos perfis

estruturais de aço galvanizado associados a componentes, geralmente em placas,

posicionados externamente a estrutura. Os componentes de acabamento compatíveis

com o conceito estrutural do sistema devem ser constituídos por elementos leves,

formando um conjunto de baixo peso próprio. Os acabamentos verticais empregados

devem, preferencialmente, ser parte de um sistema racionalizado que propicie uma

construção rápida e a seco.

Os sistemas de acabamento devem atender aos critérios de habitabilidade, segurança,

desempenho estrutural, resistência e reação ao fogo, estanqueidade à água, conforto

termo-acústico, durabilidade e estética. Os produtos mais utilizados como acabamento

para LSF, no mercado nacional, são: o OSB (especialmente combinado à argamassa,

EIFS ou siding), a placa cimentícia e o gesso cartonado.

Os acabamentos verticais mais comuns para LSF e suas formas de execução são

discutidos no Capítulo 5 do presente trabalho, onde também são descritos suas

aplicações e propostos detalhes específicos para emprego como sistema de fechamento

vertical externo para edifícios com estrutura principal portante.

2.3.2 - ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO

Diferentemente de conceitos tradicionais de isolamento, onde a massa da parede é o

fator determinante de seu desempenho, nas construções em LSF os isolamentos térmico

e acústico baseiam-se no conceito de isolação multicamada, que consiste em combinar

placas leves de fechamento, sendo o espaço entre elas preenchido com material isolante.

Nesse conceito, diversas combinações podem ser feitas a fim de aumentar o

desempenho do sistema, por meio da colocação de mais camadas de placas ou

aumentando a espessura do material intermediário (isolante).

Os materiais intermediários mais comuns nesse tipo de aplicação são a lã de rocha ou a

lã de vidro. A montagem desse isolamento é feita após a execução de uma das faces do

fechamento. O isolamento é fornecido em rolos, que são cortados e instalados entre os

montantes (Figura 2.14). Imediatamente, procede-se a instalação da segunda face do

fechamento, pois esse tipo de material possui grande sensibilidade às intempéries e à

poeira.

A definição da forma de execução dos isolamentos dos painéis em LSF, que influencia

no seu desempenho, deve ser feita na fase de projetos, em função das demandas

existentes, analisando a relação custo/benefício desejada.

Figura 2.14 - Instalação de isolamento em lã de vidro

Fonte: ISOVER, 2007

2.4 - MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO

Segundo Crasto (2005), baseado no trabalho de outros autores sobre o assunto, os

métodos de construção utilizando o LSF são basicamente os descritos a frente.

2.4.1 - MÉTODO “STICK”

Nesse método os perfis são cortados no canteiro de obra, os elementos como painéis,

tesouras, lajes e contraventamentos são montados no local (Figura 2.15). Essa técnica

pode ser usada em locais onde não é viável a pré-fabricação.

Figura 2.15 - Montagem de painel em LSF no canteiro de obras

As vantagens desse método construtivo são a não há necessidade do construtor possuir

um local para a pré-fabricação dos elementos do sistema; a facilidade de transporte das

peças até o canteiro; e a facilidade de execução das ligações entre os elementos, apesar

do aumento de atividades na obra. Como desvantagens desse método tem-se: a

montagem mais lenta da obra; e a necessidade da presença de mão-de-obra mais

especializada no canteiro de obras, quando comparado com o método por painéis.

2.4.2 - MÉTODO POR PAINÉIS

Nesse sistema os elementos da construção, como painéis, contraventamentos, lajes e

tesouras de telhado são pré-fabricados fora do canteiro, transportados e montados no

local (Figura 2.16). Os materiais de acabamento podem também ser aplicados na

fábrica, diminuindo o tempo de execução (Figura 2.17). Os painéis e subsistemas são

conectados na obra usando as técnicas tradicionais do LSF.

As principais vantagens desse método são: a velocidade de montagem; o alto controle

de qualidade e de custos na produção; a minimização da mão-de-obra no canteiro; e o

aumento da precisão dimensional, resultado das condições de trabalho e montagem mais

propícias. Como desvantagem desse sistema está a necessidade do construtor de dispor

de um grande espaço físico para a montagem e estocagem temporária dos componentes.

Figura 2.16 - Painéis em LSF produzidos em fábrica e transportados para obra

Fonte: AEGIS METAL FRAMING, 2007

Figura 2.17 - Montagem de painéis pré-fabricados em LSF com

acabamento executado previamente

Fonte: AEGIS METAL FRAMING, 2007

2.4.3 - CONSTRUÇÃO MODULAR

Na construção modular as unidades são completamente pré-fabricadas e podem ser

entregues no local da obra com os acabamentos internos como revestimentos, louças,

mobiliário fixo, instalações elétricas e hidráulicas, etc. As unidades podem ser montadas

lado a lado ou uma sobre as outras, formando a construção final (Figura 2.18).

Uma utilização bastante comum, inclusive no Brasil, desse tipo de construção são os

módulos de banheiros para obras comerciais e residenciais de grande porte (Figura

2.19). Nesse caso, cada banheiro é construído como uma unidade autoportante, que é

transportada pronta (incluindo a instalação de louças e acabamentos), içada e instalada

sobre a laje já construída do edifício (LAWSON e GRUBB, 1999).

Figura 2.18 - Construção de edifício em módulos

Fonte: SCI, 2007

Figura 2.19 - Montagem de módulo de banheiro. Edifício de Hotel, São Paulo

Fonte: PAVI, 2005

2.5 - RACIONALIZAÇÃO E COORDENAÇÃO MODULAR

Sistemas construtivos industrializados, como o LSF, para que tenham todo seu potencial

de ganho explorado, devem ser trabalhados, pelas equipes responsáveis pelo projeto,

levando-se em conta todas as suas particularidades e conceitos de racionalização

construtiva inerentes aos processos desta natureza.

Segundo SABBATINI (1989), racionalização construtiva é “um processo composto

pelo conjunto de todas as ações que tenham por objetivo otimizar o uso de recursos

materiais, humanos, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais e financeiros

disponíveis na construção, em todas as suas etapas”.

O processo de racionalização construtiva deve começar ainda na fase de concepção do

empreendimento, passando pelo desenvolvimento dos projetos, análise e especificação

de componentes e materiais, detalhamento e compatibilização de projetos e subsistemas.

As fases de construção e, posteriormente, utilização vão mostrar o comportamento do

processo e do produto planejados, fornecendo dados para melhoria da qualidade no

sistema e no processo, em futuros empreendimentos.

Os principais recursos ou ações a serem aplicados para promover a racionalização no

processo de projeto são: a Construtibilidade, devendo incluir tanto a execução das

atividades no canteiro quanto a fabricação e transporte de componentes; planejamento

de todas as etapas do processo; uso da coordenação modular e dimensional; associação

de estruturas industrializadas a sistemas complementares compatíveis; formação de

equipes multidisciplinares; coordenação e compatibilização de projetos antes da

execução; detalhamento técnico; antecipação de decisões; elaboração de projetos para

produção; e existência de visão sistêmica. (CRASTO, 2005):

A racionalização do processo construtivo pretende integrar a produção de materiais de

construção à execução da edificação propriamente dita, que compõem, freqüentemente,

duas partes distintas e desvinculadas na indústria da construção civil. A utilização de

um sistema de coordenação modular é uma das bases para a normalização de

componentes construtivos, industrialização de sua produção e execução de edifícios de

forma racionalizada.

Entende-se por coordenação modular o sistema dimensional de referência que, a partir

de medidas com base no módulo predeterminado, compatibiliza e organiza tanto a

aplicação racional de técnicas construtivas como o uso de componentes padronizados

em projeto e obras. A coordenação modular tem como objetivo racionalizar a

construção, do projeto à execução (GREVEN e BALDAUF, 2007).

A coordenação modular e a racionalização construtiva visam eliminar a fabricação,

modificação ou adaptação de peças em obra, evitando a tomada de decisões por

profissionais não capacitados e sem conhecimento global da construção, reduzindo

também o trabalho de montagem das unidades e seus subsistemas. Para o emprego

eficiente da coordenação modular, é fundamental que a indústria disponibilize seus

produtos dimensionados como múltiplos de um único módulo, considerado como base

dos elementos constituintes da edificação.

O módulo tem sido utilizado desde a antiguidade, mas foi a partir da revolução

industrial que a modulação se tornou uma ferramenta primordial para a evolução da

construção civil. Após o fim da Segunda Guerra Mundial, a necessidade de

sistematização dos princípios de coordenação modular tomou grande dimensão, tendo

em vista o rápido desenvolvimento da tecnologia da indústria frente à demanda cada vez

maior por habitações.

O crescimento do intercâmbio comercial entre os países foi fator determinante para a

afirmação de tal necessidade, que levou ao estabelecimento do módulo básico (unidade

de medida de tamanho fixo a qual se referem todas as medidas que formam parte de um

sistema de coordenação modular), representado pela letra M e correspondente a

100 mm, adotados nas normas ISO 1006:1983 – Building Construction – Modular

Coordination e NBR 5706:1977 – Coordenação Modular na Construção, que estabelece

o módulo básico (M) também de 100 mm (CRASTO, 2005).

Segundo essas normas, o módulo básico possui como funções fundamentais: ser o

denominador comum de todas as medidas ordenadas; ser o incremento unitário de toda

e qualquer dimensão modular a fim de que a soma ou a diferença de duas dimensões

modulares também seja modular; e ser um fator numérico, expresso em unidades do

sistema de medidas adotado ou a razão de uma progressão.

A Figura 2.20, elaborada por Silva (2004) em sua dissertação de mestrado, ilustra uma

relação modular otimizada entre elementos construtivos do edifício proposto em seu

trabalho. Nessa ilustração, a distância entre os eixos estruturais é a dimensão a partir da

qual se determinam as medidas dos demais componentes dos subsistemas, desde as

grandes peças do sistema de fachada (mesmo módulo) até materiais de acabamento

(módulos menores, porém sub-múltiplos).

Figura 2.20 - Coordenação modular entre elementos construtivos

Fonte: SILVA, 2004, p. 71

A aplicação eficiente da coordenação modular na construção civil passa pela integração

da edificação a uma malha modular que permita a coordenação de todas as informações

de projeto, servindo de base tanto para a estrutura principal quanto para os outros

componentes e subsistemas que obedecem a um padrão de coordenação modular.

As malhas modulares ou coordenadoras funcionam como elo de intercâmbio facilitador

entre a coordenação funcional, volumétrica e, principalmente, estrutural da edificação.

A base dessas malhas é um reticulado modular de referência que pode ser plano ou

espacial, onde são posicionados a estrutura, as vedações, as esquadrias, e outros

equipamentos, isolados ou em conjunto (FREITAS e CRASTO, 2006).

A utilização de malha de coordenação modular não deve ser entendida como fator

limitante, que gera uma arquitetura pobre e repetitiva. A infinidade de combinações e

arranjos permite uma grande flexibilidade, nas mais variadas linguagens arquitetônicas.

O Centre Pompidou (Figura 2.21), em Paris, França, projeto dos arquitetos Richard

Rogers e Renzo Piano, 1976, e o Museu Guggenheim (Figura 2.22), em Bilbao,

Espanha, projeto do arquiteto Frank Gehry, 1997, são exemplos de obras que foram

executadas a partir de malhas modulares.

Figura 2.21 - Centre Pompidou

Fonte: GREAT BUILDINGS ON LINE, 2007

Figura 2.22 - Museu Guggenheim Bilbao, durante obras de construção

Fonte: GREAT BUILDINGS ON LINE, 2007

Na primeira obra, a malha modular e a repetição de elementos são facilmente

percebidos, pois fizeram parte de sua concepção arquitetônica e são partidos para a

forma do edifício, que deixa evidente seus aspectos construtivos. Já na segunda, a forma

orgânica e ousada desenvolvida pelo arquiteto foi executada graças a um trabalho de

implementação de uma malha reticulada, que guiou o desenvolvimento da estrutura.

2.5.1 - LIGHT STEEL FRAMING E MODULAÇÃO

A coordenação modular e o uso de malhas construtivas são de grande importância em

sistemas industrializados, como o LSF, pois asseguram o não desperdício dos materiais,

proposto pela padronização de medidas (JARDIM e CAMPOS, 2005).

A malha modular estrutural do sistema LSF possui espaçamento usual de 400 mm ou

600 mm, definido no projeto estrutural, de acordo com o carregamento a que está

submetido. Na fase de estudo preliminar de arquitetura, para projetos em LSF, Crasto

(2005) sugere o emprego de uma malha de 1200 x 1200 mm, uma vez que nessa fase o

arquiteto não tem ainda definição precisa da modulação estrutural. Sendo tal malha

múltipla tanto de 400 mm quanto de 600 mm, permite-se posteriormente que o projeto

seja adequado a qualquer das opções determinadas pelo projeto estrutural.

Essas malhas são também adequadas à modulação encontrada nos componentes do

sistema, cuja execução é parametrizada em múltiplos e submúltiplos de 3 (JARDIM e

CAMPOS, 2005). As placas cimentícias e de gesso cartonado, utilizadas como

fechamento interno e externo, possuem largura e altura padrões de 1200 mm e

2400 mm, respectivamente, podendo ser encontradas com 2700 mm ou 3000 mm. O

perfil metálico mais usual é conformado com 90 mm de alma por 3000 mm ou

6000 mm de comprimento. Os isolamentos em lã de vidro são encontrados em rolos

com larguras para encaixar entre os perfis nos espaçamentos de 400 mm ou 600 mm.

O único material do sistema LSF produzido no Brasil e que não possui medidas dentro

desse padrão é o OSB com placas de 1220 x 2440 mm. Isso ocorre porque o foco

principal de seu fabricante ainda é o mercado norte-americano, onde a medida da placa

é de 4’ x 8’.

3 - CONSIDERAÇÕES ESTRUTURAIS DA UTILIZAÇÃO

DE LSF COMO FECHAMENTO EXTERNO

3.1 - CONCEPÇÃO ESTRUTURAL

A forma mais comum de utilização do sistema Light Steel Framing (LSF) no

fechamento externo de edifícios é como um sistema secundário, ou seja, que não possui

papel estrutural no funcionamento do edifício como um todo. A estrutura principal do

edifício é, então, dimensionada sem que os fechamentos tenham qualquer

responsabilidade estrutural global, seja de suportar cargas, seja de estabilização

(SCHAFER, 2003).

Porém, os fechamentos em LSF podem possuir função de colaborar no

contraventamento horizontal da estrutura principal do edifício, aumentando a rigidez de

seus quadros. Nessa hipótese, os elementos mais exigidos são as chapas diagonais de

contraventamento do painel, os quadros das aberturas (janelas e portas) e os perfis nas

bordas (guias e montantes) do painel. Um dos principais ganhos no dimensionamento da

estrutura considerando o papel estrutural do painel de LSF é a diminuição do

comprimento de flambagem dos pilares, resultado da presença de travamentos

horizontais nesses painéis (PEREIRA JUNIOR, 2004).

No presente trabalho, optou-se pelo estudo da aplicação do sistema LSF apenas como

fechamento não-estrutural. Neste caso, a responsabilidade estrutural do fechamento é

resistir às cargas verticais decorrentes de seu peso próprio e dos materiais de

fechamento e acabamento ligados diretamente aos painéis, transmitido-as às vigas, lajes

ou fundações. O fechamento em LSF resiste também às cargas horizontais decorrentes

da incidência do vento na fachada do edifício.

É importante estudar os deslocamentos aos quais a estrutura principal do edifício está

sujeita, especialmente em locais de grande incidência de vento ou sujeitos a cargas

sísmicas, para que a natureza secundária do fechamento seja mantida. Para que tais

deslocamentos não prejudiquem a integridade do fechamento, pode-se optar pelo uso de

detalhes especiais de montagem ou pelo dimensionamento dos elementos estruturais do

fechamento capazes de suportar os esforços decorrentes da movimentação da estrutura

principal. Esta última opção pode demandar o uso de perfis bastante robustos, sendo

uma escolha antieconômica na maioria dos casos.

A solução de fachada deve possibilitar resistência suficiente para utilização dos

materiais de acabamento industrializados mais comuns no mercado. Cada uma dessas

técnicas pode ser aplicada em edifícios de pequeno ou grande porte, com a adaptação de

detalhes construtivos e espaçamento entre montantes ao vão a ser vencido e carga a ser

suportada, tanto do material de fechamento quanto de vento.

3.2 - DIMENSIONAMENTO

A preocupação dos engenheiros no desenvolvimento do cálculo estrutural,

normalmente, se atem à integridade e resistência da estrutura principal do edifício,

levando em conta quais seriam as opções de fechamento vertical apenas no momento da

determinação das cargas. No caso da utilização de fechamento externo não-estrutural

em LSF, deve haver preocupação com sua integridade por parte de toda a equipe de

projeto, desde o princípio do dimensionamento da estrutura principal do prédio, uma

vez que seu comportamento influi diretamente no dimensionamento e concepção de

montagem do fechamento.

A análise estrutural de uma montagem de fechamento de fachada em LSF deve ser

conduzida utilizando-se princípios comuns de engenharia de cálculo estrutural. A

resistência do conjunto deve ser determinada a partir das resistências dos elementos

isolados (LGSEA, 2001a).

As normas de referência para o dimensionamento das peças de LSF utilizadas como

fechamento não-estrutural são a NBR 14762:2001 e a AISI/1996 Part V, além dos

manuais prescritivos existentes, como RODRIGUES, 2006 e NASFA, 2000. As

prescrições de normas e manuais devem ser analisadas de modo a considerar os esforços

axiais e horizontais quando o painel não for isolado dos deslocamentos da estrutura

principal e somente os horizontais quando o for.

3.2.1 - PRINCÍPIOS PARA O DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS

ESTRUTURAIS DO FECHAMENTO

Os montantes dos painéis de fachada são dimensionados para resistir às cargas laterais e

ao peso próprio do sistema de fechamentos. Eles devem ser dimensionados

primordialmente à flexão, causada pela ação das cargas horizontais de vento incidentes

perpendicularmente à fachada. Os modos de colapso dos montantes são a flambagem

lateral com torção (FLT) para cada montante individualmente, e a flambagem por flexo-

torção para o conjunto de montantes. No caso do deslocamento vertical do edifício

atingir o painel, causando carregamento axial no montante, este deve estar preparado

para flexo-compressão ou flexo-tração.

Os montantes não travados horizontalmente podem também se mover para fora do

plano da seção na direção de seu eixo de menor inércia. O travamento horizontal dos

montantes, seja por meio de bloqueadores, seja pela utilização das placas de fechamento

como diafragma rígido, atua na prevenção desses modos de colapso. A diminuição no

espaçamento entre os travamentos aumenta a capacidade resistiva do conjunto como um

todo, em função da diminuição do comprimento efetivo de flambagem dos montantes

(LGSEA, 2001a).

É recomendado que as peças metálicas do fechamento em LSF possuam tensão de

escoamento (F

) maior ou igual a 230 MPa. A espessura de chapa deve ser determinada

pelo cálculo estrutural, porém, recomenda-se uma espessura mínima de 0,80 mm para

os componentes (guias e montantes) de montagens embutidas e com ligações feitas por

parafusos autotarraxantes, e de 1,25 mm para qualquer componente que necessite de

solda. Para as peças pequenas submetidas a esforços concentrados, como cantoneiras,

perfis com rasgos ou espaçadores, recomenda-se tensão de escoamento maior ou igual

a 340 MPa (LGSEA, 2001a).

Um ponto crítico do dimensionamento do painel é o encontro dos montantes com as

guias, tanto em montagens rígidas, quanto naquelas que permitem a movimentação livre

da estrutura principal. A flambagem local da alma do montante no ponto de encontro

com a guia, a resistência da mesa da guia ao esforço concentrado e a capacidade da

conexão com parafuso são os fatores determinantes nesse dimensionamento

(LABOUBE e BOLTE, 2004).

As guias (perfil U) usadas no fechamento em LSF não necessariamente possuem a

mesma espessura de chapa dos montantes. Isto porque estas peças são dimensionadas

para resistir aos esforços concentrados impostos pela ligação com os montantes, de

modo a evitar a deformação local de sua geometria. Enrijecedores compostos por peças

de montantes Ue podem ser utilizados para colaborar na resistência das mesas das guias

nessa situação. Além disso, as guias devem resistir aos esforços de cisalhamento e

puncionamento que ocorrem na ligação com a estrutura principal.

3.2.2 - CARGAS PARA DIMENSIONAMENTO

Os carregamentos usualmente considerados no dimensionamento dos fechamentos não

estruturais em LSF são: peso próprio, cargas devidas ao vento, cargas sísmicas, cargas

de origem térmica e cargas de impacto.

3.2.2.1 - PESO PRÓPRIO

O peso próprio do fechamento em LSF compreende não só os elementos estruturais

metálicos (montantes, guias, bloqueadores, etc), mas também todas as peças de

acabamento do painel, como placas de vedação, parafusos, etc (LGSEA, 2001a).

A avaliação dos esforços resultantes das cargas de peso próprio do fechamento é

bastante simples, porém, situações corriqueiras, como a carga concentrada em função de

um elemento de fixação de placas de fechamento, a carga axial descarregada pela

parede do andar superior apoiada ou o efeito de excentricidade causado por um

elemento em balanço na fachada requerem atenção no dimensionamento do fechamento

em LSF.

3.2.2.2 - CARGAS DEVIDAS AO VENTO

Os esforços decorrentes das cargas impostas pelo vento nas fachadas em LSF são os

mais significativos no dimensionamento das peças estruturais que compõem este

sistema de fechamento (LGSEA, 2001a). Esses esforços podem se dar de duas formas:

por pressão direta (positiva) ou por pressão de sucção (negativa).

As cargas de vento são dimensionadas de acordo com normas específicas, no caso do

Brasil a norma utilizada é a NBR 6123:1988 – Forças devidas ao vento em edificações.

Características do edifício a ser dimensionado, como geometria, dimensões, localização,

entorno e ocupação planejada são levadas em conta na determinação da pressão de

vento a qual ele está sujeito.

3.2.2.3 - CARGAS SÍSMICAS

Os esforços devidos a abalos sísmicos são tipicamente forças horizontais aplicadas nos

elementos de fechamento em função da aceleração de sua massa no momento de um

terremoto. A grandeza desses esforços é função, então, da massa do fechamento, e

também da intensidade do abalo sísmico (LGSEA, 2001a).

Em localidades sujeitas a abalos sísmicos, não significativos no território brasileiro, há

códigos construtivos específicos para o dimensionamento dos esforços devidos a cargas

sísmicas.

3.2.2.4 - CARGAS DE ORIGEM TÉRMICA

As cargas originadas das variações térmicas, incidentes no fechamento em LSF, são

divididas em dois grupos (LGSEA, 2001a).

A dilatação ou encurtamento dos elementos estruturais produzem esforços axiais de

compressão ou tração em função das variações térmicas ambientais, uma vez que suas

extremidades estão ancoradas na estrutura primária do edifício (Figura 3.1 A).

A variação de temperatura entre as faces das placas de fechamento externo,

especialmente quando utilizados painéis metálicos tipo sanduíche, pode criar um

abaulamento nesta placa, provocando esforços horizontais distribuídos ao longo do

montante (Figura 3.1 B).

Figura 3.1 - Cargas de origem térmica nos fechamentos em LSF

(A) – Dilatação e encurtamento de perfis (B) – Diferença de temperatura no fechamento

Fonte: LGSEA, 2001a

3.2.2.5 - CARGAS DE IMPACTO

Os painéis de fechamento vertical em LSF devem apresentar acabamentos e estrutura de

suporte com capacidade de resistir, sem comprometimento, aos impactos usuais

decorrentes da ocupação e transferir parte da carga para a estrutura do edifício

(COSTA, 2004).

3.2.3 - DESLOCAMENTOS E ESTADOS LIMITES

Nos fechamentos de fachada em LSF, os estados limites de utilização incluem a

movimentação global do painel, vibrações, aparência (deslocamentos visíveis) e

deslocamento dos elementos estruturais (perfis Ue e U) do painel de fechamento

(LGSEA, 2001a).

Em montagens típicas, o estado limite de utilização determinante na avaliação estrutural

é o deslocamento (flecha) dos elementos estruturais do painel de LSF, cujo limite é

normalmente definido em função dos acabamentos externos que serão utilizados.

Os deslocamentos máximos admitidos para cada acabamento externo devem ser levados

em conta no processo de dimensionamento. A Tabela 3.1 apresenta valores típicos de

flechas admissíveis nos elementos de LSF para alguns materiais de acabamento externo.

Tabela 3.1 - Deslocamentos (flechas) admissíveis em fechamentos de LSF

Material de acabamento Deslocamento admitido

Painel Metálico L / 180 a 240

EIFS

L / 240

Reboco com argamassa L / 360

Pedra L / 360 a 600

Tijolos L / 600

Fonte: LGSEA, 2001a, p.5

EIFS – Exterior Insulation and Finishing System (Sistema de Isolamento e Acabamento Externo):

sistema de acabamento multicamada com grande capacidade de adaptação a deslocamentos e deformação

Ver item 5.4.1.3, página 107.

3.2.4 - TENSÕES ATUANTES

As tensões típicas que ocorrem em uma montagem usual de fechamento externo não

estrutural em LSF são as seguintes (LGSEA, 2001a):

• Tensões devidas à flexão (compressão e tração);

• Tensões axiais (compressão ou tração);

• Tensão de cisalhamento;

• Tensões locais, devidas a esforços concentrados;

• Combinações das anteriores.

Em casos de carregamentos de vento ou sísmicos, os esforços atuantes podem,

usualmente, ser minorados por um fator de 0,75, ou as capacidades resistivas majoradas

por um fator de 1 1/3, de acordo com a seção A5.1.3, de AISI, 1996 (LGSEA, 2001a;

SSMA, 2000).

3.3 - DESLOCAMENTOS NA ESTRUTURA PRINCIPAL

O estudo e entendimento dos deslocamentos previstos para a estrutura principal de um

edifício são muito importantes para manter a natureza estrutural secundária para a qual

o fechamento em LSF foi dimensionado, prevendo detalhes construtivos que permitam

a ocorrência de tais deslocamentos, sem transferência significativa de esforços aos

perfis do sistema secundário. A transferência de cargas não previstas para a estrutura do

fechamento pode comprometer seu funcionamento, pois além do incremento de esforços

aplicados para os quais as peças não foram dimensionadas, há ainda a possibilidade de

deformações na sua geometria.

A instalação dos acabamentos (placas cimentícias, OSB, argamassa, gesso cartonado,

etc) dos painéis em LSF utilizados em fechamento de fachadas deve prever detalhes

construtivos, como juntas de movimentação, para absorver os deslocamentos e

deformações inerentes ao sistema construtivo. A eventual transferência de

deslocamentos da estrutura principal para o LSF aumenta significativamente tais

solicitações, podendo comprometer o desempenho e a integridade dos elementos de

fechamento e acabamento (SCHAFER, 2003). Assim, a previsão de detalhes

construtivos capazes de absorver os deslocamentos da estrutura principal sem transmiti-

las ao LSF é importante não só para garantir o desempenho estrutural do sistema, mas

também sua estanqueidade e estética, evitando o surgimento de diversas patologias

construtivas.

É importante, no planejamento do fechamento em LSF, a interação entre o projeto desse

sistema e o dimensionamento da estrutura principal. O cálculo estrutural deve descrever

não só o caminhamento das cargas, mas também as movimentações e deformações

previstas para a estrutura principal, pois é a partir destas grandezas que se dá a decisão

da forma de se absorver os deslocamentos no fechamento em LSF. Após a escolha do

detalhe a ser utilizado, sua capacidade de absorver a movimentação deve ser levada em

conta no dimensionamento da estrutura principal, para que os deslocamentos impostos à

estrutura do fechamento não sejam superiores aos admissíveis.

Há disponíveis no mercado, principalmente norte-americano onde o emprego de

fechamentos em LSF é bastante desenvolvido, uma variedade muito grande de detalhes

padronizados e peças construtivas específicas para absorver os deslocamentos da

estrutura principal. Apesar de toda a disseminação do sistema e experiência existente, o

entendimento da importância e das conseqüências das decisões sobre a absorção dos

deslocamentos da estrutura principal pelo fechamento em LSF, por parte dos agentes

envolvidos na construção civil, é ainda bastante escasso (SCHAFER, 2003).

3.3.1 - FORMAS DE DESLOCAMENTOS NA ESTRUTURA PRINCIPAL

Após a montagem da estrutura e do fechamento é possível a ocorrência de

deslocamentos que necessitam de avaliação. Os principais deslocamentos considerados

são função de variações térmicas, oscilação do vento, assentamento da fundação e

deformações na estrutura.

3.3.1.1 - ASSENTAMENTO DA FUNDAÇÃO

A ocorrência de um assentamento uniforme da fundação não prejudica o desempenho

dos fechamentos em LSF. Porém, qualquer movimento de recalque da fundação do

edifício, no sentido longitudinal, pode provocar a rotação do painel, sendo necessário

avaliar o deslocamento potencial para que os elementos de fixação possam absorvê-lo

(COSTA, 2004).

3.3.1.2 - DESLOCAMENTO DAS VIGAS DE CONTORNO DO EDIFÍCIO

As vigas próximas à fachada estão mais sujeitas à flexão devido ao peso das lajes e dos

sistemas de fechamento nelas apoiados. O seu deslocamento máximo é determinado por

norma específica para cada material e tipo de estrutura (COSTA, 2004).

3.3.1.3 - OSCILAÇÃO PROVOCADA PELO VENTO

A oscilação provocada pelo vento gera uma movimentação vertical das colunas

enquanto as lajes tendem a permanecer na horizontal, deixando o quadro estrutura,

originalmente retangular, na forma de um paralelogramo (COSTA, 2004).

3.3.2 - ABSORÇÃO DE DESLOCAMENTOS VERTICAIS

As ligações entre a estrutura principal e a estrutura secundária de fechamento podem ser

executadas de forma rígida. Segundo Schafer (2003), uma montagem utilizando LSF em

fachadas, executada com fixações rígidas e incapazes de absorver quaisquer

deslocamentos da estrutura principal, pode funcionar corretamente. Isso ocorre se essa

estrutura principal for rígida o suficiente para não transmitir qualquer carregamento para

os montantes de LSF, se este esforço transmitido for pequeno a ponto de ser suportado

sem problemas pelos perfis do fechamento, ou ainda, se os perfis forem dimensionados

para resistir aos esforços quando esses forem mais significativos.

No caso de ligações rígidas, onde os montantes resistem a esforços axiais decorrentes

dos deslocamentos da estrutura principal, é importante que o dimensionamento seja

elaborado atento à forma e à posição de aplicação desse carregamento no montante e

como a carga será conduzida até a fundação ou ao apoio intermediário (LGSEA, 2004).

Atualmente, não há normas para determinação quantitativa da necessidade e dimensão

dos detalhes construtivos necessários para absorver os deslocamentos da estrutura. Há

argumentos de que detalhes rígidos permitem a movimentação das guias do fechamento

por meio dos parafusos que as fixam na estrutura principal, o que pode ser suficiente

para deslocamentos muito pequenos, mas problemático quando esses são mais

significativos. Por isso, baseado em experiências de fabricantes e montadores, pode-se

considerar consenso de que é prudente que toda montagem permita uma movimentação

vertical independente do painel em relação à estrutura principal do edifício

(SCHAFER, 2003).

3.3.3 - ABSORÇÃO DE DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS

Quando a estrutura principal do edifício é submetida a cargas horizontais, é possível a

ocorrência de deslocamentos entre os planos dos pavimentos. Quando tal movimento

horizontal é paralelo à parede e esta está fixada rigidamente à estrutura principal, a

parede é deformada, passando da forma de retângulo para paralelogramo. No caso de

dimensionamento da parede como elemento resistivo às cargas horizontais e

trabalhando associada à estrutura principal, essa parede cortante terá elementos capazes

de resistir aos esforços impostos (LGSEA, 2004).

Entretanto, paredes de fechamento não estrutural em LSF não são usualmente

dimensionadas como paredes cortantes, apesar de estarem normalmente sujeitas a

cargas horizontais, mesmo de pequena grandeza, e serem capazes de resistir a elas.

Quando a estrutura dos fechamentos não fizer parte do sistema de estabilização

horizontal do edifício e, ainda, quando não se deseja que ela receba carregamento

decorrente da movimentação da estrutura principal, aconselha-se o uso de detalhes

construtivos que isolem a estrutura do fechamento da movimentação horizontal da

macroestrutura do edifício (LGSEA, 2004).

O consenso entre fabricantes e montadores sobre a necessidade de detalhes para

acomodar deslocamentos verticais não existe quando se analisam os deslocamentos

horizontais. Os detalhes construtivos que permitem movimentação vertical nem sempre

levam em conta a horizontal, que muitas vezes demanda detalhes mais caros ou de

execução mais complexa. Não há dados experimentais conclusivos sobre esse assunto,

sendo necessária uma discussão intensa entre engenheiros estruturais, empreiteiros,

profissionais de execução e arquitetos para que seja definida a utilização ou não de

detalhes que absorvam deslocamentos horizontais (SCHAFER, 2003).

3.4 - CONEXÃO DAS PEÇAS DE LSF COM A ESTRUTURA PRINCIPAL

A conexão das guias de instalação do fechamento em LSF com a estrutura principal do

edifício pode ser feita com a utilização de parafusos, solda (no caso de estrutura de aço)

ou por pinos acionados à pólvora.

Os pinos (também chamados fixadores) acionados à pólvora são a forma mais comum

de fixação de LSF à estrutura principal do edifício, tendo como maiores vantagens a

rapidez e a facilidade de execução e a grande resistência a cortante (LGSEA, 2001b).

Comparadas com os pinos, outras opções de conexão demandam mais mão-de-obra e

tempo de execução. É o caso do uso de parafusos com buchas ou parafusos de expansão

na ligação com concreto, que demandaria uma perfuração prévia do substrato. Há

também a possibilidade de uso de solda para ligação com o aço, que é mais cara e

demanda a disponibilidade de mão-de-obra bastante qualificada. É possível ainda a

utilização de parafusos autoperfurantes e autotarraxantes, porém esses só são eficientes

em perfis estruturais de chapa fina.

Há situações, porém, em que a utilização de pinos à pólvora pode não ser a mais

vantajosa. O uso de parafusos pode ser mais apropriado em uma instalação onde o

barulho e o impacto do finca-pinos poderiam prejudicar o seu funcionamento, como em

um hospital em reforma, por exemplo. Os parafusos podem ser indicados também em

casos onde a conexão com o concreto deve ocorrer em um espaço restrito, pois, nessa

situação, caso o pino à pólvora danifique o substrato no momento da instalação e

precise ser substituído, não é possível a colocação de outro pino no mesmo ponto.

3.4.1 - DIMENSIONAMENTO DA CONEXÃO

O dimensionamento das conexões do LSF com a estrutura principal deve determinar o

elemento de fixação mais adequado, fornecendo seu diâmetro, comprimento e

penetração recomendados, a distância para a borda da estrutura e o espaçamento entre

pinos de modo a não danificar o substrato, além da capacidade resistiva da conexão. Já

no caso de solda, deve-se determinar sua forma, localização e a dimensão do cordão.

A resistência da guia do LSF aos efeitos locais de cisalhamento (rasgamento ou

esmagamento) e puncionamento (pull-over) da chapa, a capacidade de resistência à

tração do pino ao substrato (arrancamento) e sua resistência à cortante são os pontos

determinantes da capacidade resistiva da ligação, que deve ser dada pelo menor valor

entre os citados (RODRIGUES, 2006).

As normas de dimensionamento apresentam equações específicas para o cálculo da

resistência da chapa em ligações realizadas com parafusos, tanto entre as peças de LSF

quanto com as outras estruturas. Essas mesmas equações podem ser empregadas no

dimensionamento quando a conexão é realizada por pinos acionados à pólvora

(LGSEA, 2001b).

As resistências à cortante e à tração dos pinos ou parafusos utilizados nas conexões

devem ser determinadas através de testes realizados e publicados pelos seus fabricantes.

No caso de substrato em concreto, os fatores determinantes nessas resistências são o

diâmetro do pino ou parafuso, a profundidade de penetração e a resistência à

compressão do concreto. Já em substrato de aço, o diâmetro do pino ou parafuso e a

espessura e resistência da chapa de aço base são os principais fatores que influenciam na

resistência da conexão.

3.4.2 - PINOS ACIONADOS À PÓLVORA

Os pinos acionados à pólvora são fabricados em aço de alta resistência, com

revestimento anticorrosivo de zinco e possuem conformações diferentes de acordo com

o substrato a ser penetrado.

Os pinos para uso em concreto possuem fuste longo e liso, anel ou guia plástica para

alinhamento e cabeça saliente para evitar a penetração excessiva no substrato (Figura

3.2). Sua aderência ao concreto se dá pelo deslocamento de parte da massa do substrato,

que se comprime contra o pino, criando um apoio de fricção. Adicionalmente, o calor

gerado durante o processo de penetração causa um efeito de sintetização do concreto ao

pino (HILTI, 2007). Durante a fixação, pode haver pequeno dano à superfície do

concreto, o que não compromete a resistência da ligação. Caso o dano seja mais

significativo, o pino não pode ser instalado no mesmo local, sendo fixado em outro

ponto onde o concreto esteja íntegro (LGSEA, 2001b).

Figura 3.2 - Pino para fixação à pólvora em concreto

Fonte: HILTI, 2007

Os pinos projetados para uso em ligações com aço possuem fuste com ranhuras, que são

responsáveis pela sua adesão ao substrato (Figura 3.3). Assim como nos pinos para

concreto, há nos pinos para aço um anel plástico para alinhamento e cabeça saliente.

Para o funcionamento correto do pino é fundamental que sua ponta atravesse

completamente a chapa do perfil metálico de sustentação, pois, caso contrário, a pressão

que ocorreria neste ponto tenderia a expulsá-lo do substrato. Assim, é importante o

conhecimento da espessura da chapa de aço a ser penetrada para uma correta

especificação do pino a ser utilizado (LGSEA, 2001b).

Figura 3.3 - Pino para fixação à pólvora em aço

Fonte: HILTI, 2007

Para que a instalação dos pinos não comprometa a integridade do substrato e a

resistência das conexões vizinhas, deve-se respeitar uma distância mínima até a borda

da viga de 75 mm para concreto e de 12,5 mm para aço, além de um espaçamento entre

pinos de 100 mm para concreto e de 33,75 mm para aço (LGSEA, 2001b).

3.4.3 - PARAFUSOS

Os parafusos utilizados para fixação de fechamentos em LSF à estrutura principal são

fabricados em aço de alta resistência, com revestimento anticorrosivo de zinco, variando

seu formato e forma de fixação de acordo com o material da estrutura do edifício.

Para fixação na estrutura principal em aço, com chapas de espessura de até 3,5 mm,

pode-se utilizar o mesmo parafuso estrutural (Figura 3.4) empregado nas ligações entre

painéis, peças de apoio e enrijecedores. Tal parafuso é autoperfurante e autotarraxante,

com cabeça sextavada e ponta broca N.3, e possui comprimento total de 25 mm. Já para

estruturas de aço com espessuras de chapas acima de 3,5 mm utiliza-se um parafuso

bastante semelhante ao anterior, porém com comprimento de 32 mm, ponta bronca N.5

e diâmetro de fuste maior, que é capaz de perfurar substratos de maior espessura

(LAWSON e GRUBB, 1997).

Figura 3.4 - Parafuso estrutural - cabeça sextavada e ponta broca

Fonte: CISER, 2007

Os parafusos autoperfurantes e autotarraxantes possuem como grande vantagem a

facilidade de execução, já que não é necessário executar furação prévia, tanto no LSF

quanto na estrutura principal, agilizando a montagem do painel de fechamento.

Quando a estrutura principal do edifício é executada em concreto armado, a fixação dos

painéis de fechamento em LSF pode ser feita utilizando-se parafusos comuns e buchas

plásticas. A fixação com parafusos é um processo bastante lento e trabalhoso já que esse

conjunto demanda a furação prévia do substrato para a inserção da bucha. O parafuso

utilizado pode ter cabeça Philips ou sextavada. Pode-se também utilizar parafusos de

expansão, porém esta opção torna a fixação mais cara e trabalhosa.

3.4.4 - SOLDA

A conexão do fechamento em LSF e de suas peças de sustentação com a estrutura

principal em aço pode também ser executada com solda.

A solda é executada nos encontros das peças com a estrutura, podendo unir duas

superfícies perpendiculares ou paralelas, com um cordão de seção aproximadamente

triangular. O cordão de solda é depositado no chanfro formado pelo encontro das duas

superfícies, que é previamente usinado para garantir a penetração total da solda, que se

funde com os metais de base, formando a junta soldada (Figura 3.5). A penetração do

cordão de solda é determinante para apontar a qualidade da ligação, e uma boa solda

deve ter penetração total (DIETRICH, 2007).

Figura 3.5 - Algumas configurações de solda entre chapas de aço

Fonte: DIETRICH, 2007

A conexão com solda possui elevada resistência mecânica, resultado de um bom projeto

de soldagem. Porém, o uso de solda na conexão de perfis finos de LSF demanda a

disponibilidade de um profissional de soldagem qualificado na obra, além de, quando

comparado com ligações por parafusos ou pinos acionados à pólvora, ter um custo mais

elevado e demandar equipamentos mais pesados.

4 - MODOS DE MONTAGEM DE FECHAMENTOS

EXTERNOS EM LIGHT STEEL FRAMING

A utilização de fechamentos externos industrializados vem ganhando mercado no Brasil

nos últimos anos, e tende a se desenvolver ainda mais, conforme a aceitação de novas

tecnologias continue crescendo. Apesar da predominância de sistemas artesanais, há

setores da construção nacional que empregam cada vez mais soluções construtivas

industrializadas em empreendimentos significativos.

O sistema Light Steel Framing (LSF) hoje utilizado no Brasil tem sua origem no mesmo

sistema utilizado em países mais industrializados. Tal sistema vem passando, sem

perder suas qualidades e virtudes, por processo de adaptação de seus conceitos, técnicas

e materiais à realidade brasileira. Apesar desse processo, os princípios da técnica

construtiva, conceito estrutural e os perfis utilizados são semelhantes àqueles

encontrados no resto do mundo.

O fechamento externo em LSF já é prática comum em países desenvolvidos e com

tecnologia e cultura construtiva mais industrializada, como Estados Unidos, Japão e

países da Europa Ocidental, e vem ganhando espaço em nações em desenvolvimento,

como Chile e Argentina. O conhecimento e avaliação das técnicas utilizadas nesses

países, além do estudo das ainda esparsas experiências brasileiras, são o ponto de

partida para a avaliação e o desenvolvimento dessa aplicação do sistema construtivo.

Os métodos de montagem mais comuns e suas soluções construtivas são sistematizados

e avaliados neste capítulo, com base em informações colhidas junto a fabricantes,

construtores e associações técnicas focadas no sistema LSF, mostrando diversas

possibilidades de aplicação da tecnologia em fechamentos externos e constituindo

material de apoio para tomada de decisões sobre o emprego deste sistema construtivo.

O conhecimento e avaliação dos métodos de montagem mais adequados para cada

situação são fundamentais para se projetar elementos de fixação que compensem

problemas eventualmente ocorridos na construção (nivelamento e prumo da estrutura),

além de folgas ou juntas que possam compensar as tolerâncias dimensionais, a

movimentação higrotérmica e a movimentação da estrutura.

4.1 - MÉTODO EMBUTIDO

O Método Embutido, também chamado Infill, é umas das possibilidades de solução

construtiva para fachadas utilizando o sistema LSF, onde os painéis, que podem ser

fabricados anteriormente ou no local, são montados internamente aos quadros da

estrutura principal do edifício (Figura 4.1).

Em cada um dos quadros da estrutura principal fechados com LSF, as cargas dos painéis

são descarregadas na estrutura imediatamente abaixo, segundo modelo de carga vertical

uniformemente distribuída de forma linear ao longo da viga ou laje. Dessa forma, o

sistema de fechamento não oferece limitação ao porte do edifício e nem demanda a

utilização de sistemas auxiliares de sustentação e de transmissão de sua carga para a

estrutura principal do edifício.

Figura 4.1 - Vedação em LSF – Método Embutido

Os painéis de LSF são geralmente instalados na borda externa da estrutura, porém essa

prática não é obrigatória. Tal montagem tem por objetivo facilitar a instalação dos

materiais de fechamento e isolamento externos, preferencialmente materiais

industrializados e montados a partir de placas moduladas. Em casos onde se deseja tirar

partido da estrutura aparente, pode-se optar pela montagem dos painéis recuados.

Os perfis dos painéis de LSF propostos nesse fechamento não possuem função

estrutural no edifício, sendo responsáveis apenas por resistir às cargas de vento e ao seu

peso próprio e dos acabamentos de fachadas. Sendo assim, não há necessidade da

execução de vergas com múltiplos perfis sobre os vãos de janelas e portas, e nem de

colocação de ombreiras reforçando os montantes das extremidades, ao contrário do que

ocorre em painéis portantes. Nesse caso, as vergas podem ser construídas utilizando-se

apenas um perfil U, cortado e dobrado nas extremidades. Apenas em casos onde há

grandes vãos ou forças de vento muito elevadas, há necessidade de uso de vergas

compostas.

Os painéis de fechamento utilizando o método embutido podem ser executados com os

mesmos princípios de montagem e dimensionamento tanto em edifícios com

macroestrutura em aço quanto em concreto (Figura 4.2 e Figura 4.3). Dependendo da

forma de montagem escolhida, os painéis devem ser executados in loco ou podem ser

montados previamente em fábrica e instalados prontos na fachada (Figura 4.4).

Figura 4.2 - Montagem de painéis de LSF embutidos, com estrutura

principal em aço. Hospital Aintree, Inglaterra

Fonte: METSEC, 2007

Figura 4.3 - Fechamento em LSF, método embutido, em estrutura

de concreto armado. Edifício residencial, San Nicolás, Argentina

Fonte: SIDERAR, 1998, p.16

Figura 4.4 - Instalação de painel embutido de fachada em LSF, pré-

montado em fábrica. Edifício residencial, Londres, Inglaterra

Fonte: KINGSPAN, 2008

Uma das limitações do fechamento de fachadas com o método embutido é a dificuldade

em compensar eventuais problemas de alinhamento e prumo decorrentes da execução da

estrutura principal. Esta compensação só é possível em função dos acabamentos

externos, que podem eventualmente ter essa capacidade, como o uso de argamassa com

revestimento.

Os painéis de fechamentos em LSF, quando montados pelo método embutido, podem

ser concebidos com ligações rígidas entre os seus elementos estruturais e a estrutura

principal do edifício, ou de forma a permitir o livre deslocamento entre eles. Em ambos

os casos, a carga vertical do fechamento é transmitida para a viga ou laje localizada

imediatamente abaixo.

No caso de se optar pela liberdade de deslocamento entre as estruturas, a conexão do

montante com a guia superior deve ser feita utilizando-se peças ou montagens

específicas que permitam o deslocamento na forma e grandeza propostos pela

concepção e dimensionamento estruturais. Nos próximos itens do presente capítulo,

discutir-se-á diversas formas de execução de tais montagens, apresentando suas

vantagens, desvantagens e limitações.

4.1.1 - LIGAÇÃO RÍGIDA

A montagem do fechamento em LSF com ligações rígidas é feita com painéis

executados de forma semelhante àqueles utilizados em construções autoportantes, que

podem ser fabricados previamente e transportados ou montados no local da obra. As

ligações entre os montantes e as guias superiores e inferiores são executadas com

parafusos autoperfurantes e autotarraxantes. A conexão das guias com a estrutura

principal é executada de forma rígida, com pinos acionados à pólvora, parafusos ou

solda. (Figura 4.5).

A simplicidade e a facilidade de execução dos fechamentos com ligações rígidas, além

do seu custo reduzido, constituem suas principais vantagens, que são função da não

necessidade de detalhes ou peças especiais de montagem (SCHAFER, 2003).

Figura 4.5 - Ligação rígida dos montantes com a guia superior

Fonte: Adaptado de SCHAFER, 2003, p.4

Quando o fechamento em LSF é executado com ligações rígidas há transmissão de

carregamentos da estrutura principal, em função de seus deslocamentos, para a estrutura

do painel em LSF. Como não há espaço para a movimentação independente entre essas

estruturas, o acoplamento entre elas é inevitável, comprometendo a natureza secundária

do fechamento. Tal comportamento deve ser levado em conta durante a concepção e o

dimensionamento, tanto do fechamento quanto da estrutura principal do edifício

(SCHAFER, 2003).

As ligações rígidas podem ser empregadas sem problemas em situações onde os

deslocamentos previstos para a estrutura principal são pouco significativos ou quando

seus elementos estruturais são dimensionados para resistir aos esforços deles

decorrentes (LGSEA, 2004).

4.1.2 - ESPAÇO SUPERIOR PARA MOVIMENTAÇÃO, COM EXTREMIDADE

DOS MONTANTES LIVRE E COM TRAVAMENTO HORIZONTAL

Visando permitir o deslocamento livre entre a estrutura do edifício e a estrutura do

fechamento, pode-se optar pelo uso de montagem de LSF com espaço livre no topo dos

montantes. Esse tipo de montagem permite a movimentação tanto vertical quanto

horizontal da estrutura sem transmissão de esforços para os elementos do painel, com

custo relativamente baixo (SCHAFER, 2003).

Em montagens de painéis em LSF com espaço superior para movimentação, as guias

inferior e superior são fixadas à estrutura do edifício com pinos acionados à pólvora. Na

parte inferior, os montantes são ligados às guias por parafusos, de modo semelhante aos

painéis portantes de edificações.

A montagem da parte superior dos painéis é responsável por permitir sua

trabalhabilidade dentro do quadro estrutural principal. Para tal, os montantes não são

parafusados à guia superior e possuem dimensões inferiores ao vão total a ser

preenchido, ficando espaçados da mesa da guia superior entre 15 e 25 mm, a ser

confirmado pelo cálculo estrutural, o que requer guias de altura mínima de 50 e 75 mm,

respectivamente (DIETRICH, 2007). A espessura da chapa da guia deve ser

determinada em cálculo, em função da resistência às cargas concentradas transmitidas

pelos montantes (LABOUBE e BOLTE, 2004).

Como os montantes não são parafusados à guia superior, a instalação de travamentos

horizontais é fundamental para a garantia da integridade do painel, de modo a manter os

montantes verticalmente alinhados e a restringir sua rotação. Esses travamentos podem

ser executados com bloqueadores e fitas, montagens com cantoneiras e canaletas ou

ainda com espaçadores especiais, conforme descritos a seguir.

4.1.2.1 - TRAVAMENTO COM BLOQUEADORES E FITAS METÁLICAS

Uma das formas de execução de travamento para montantes com extremidade superior

não parafusada é por meio de bloqueadores e fitas instalados horizontalmente, o que

mantém suas seções alinhadas, (Figura 4.6). Esses bloqueadores devem ficar a uma

distância aproximada de 150 mm do topo do painel e são construídos com perfis Ue

colocados horizontalmente entre os montantes e abraçados externamente por fitas

metálicas, fixadas com o auxílio de parafusos autoperfurantes e autotarraxantes com

cabeça lentilha. As fitas devem percorrer toda a extensão horizontal do painel e os

bloqueadores ocorrem nas extremidades e a cada três ou quatro montantes

(SSMA, 2007).

Figura 4.6 - Travamento superior com bloqueadores e fitas

Fonte: Adaptado de SSMA, 2007, p.32

O travamento com bloqueadores e fitas garante boa estabilidade a movimentos laterais e

a rotação dos montantes, podendo ser executado com elementos usuais do sistema LSF,

não sendo necessária a fabricação de peças ou perfis especiais. Sua execução é fácil, já

que é conhecida pelos montadores por se tratar de montagem utilizada em construções

portantes em LSF.

Sua desvantagem está no processo de montagem, que demanda cuidado no alinhamento

vertical dos montantes durante a execução, já que estes não estão parafusados na guia

superior.

4.1.2.2 - TRAVAMENTO COM CANALETAS E CANTONEIRAS

Outra forma de execução do travamento horizontal dos montantes com espaço superior

para movimentação é o uso de canaletas (perfis U de pequena seção) combinados a

cantoneiras (perfis L). Nesta montagem os montantes possuem furos oblongos, que

podem ser previamente perfurados em fábrica ou executados no canteiro de obras com

ferramentas apropriadas, e distanciados, no máximo, 400 mm do topo do painel

(SSMA, 2007). Através destes furos são instaladas canaletas horizontais ao longo de

todo o painel. A fixação entre canaletas e montantes é feita com cantoneiras, utilizando

parafusos autotarraxantes e autoperfurantes, tanto no contato com as canaletas quanto

com os montantes (Figura 4.7).

Figura 4.7 - Travamento superior com canaleta e cantoneiras

Fonte: Adaptado de SSMA, 2007, p.29

A canaleta de travamento deve ter largura de 40 mm, e a cantoneira de fixação ao

montante deve ter seção de 50 x 50 mm, ambas com espessura de 1,25 mm

(SCHARFF, 1996). A cantoneira deve abranger, no mínimo, 80% da dimensão da alma

do montante para melhorar sua resistência à torção (SSMA, 2007). A canaleta deve ser

cortada em peças de comprimento tal que garantam uma sobreposição no momento da

emenda, que deve ocorrer próxima aos montantes, onde serão parafusadas às

cantoneiras. Os comprimentos de 1250 a 1300 mm permitem sua utilização em

modulações estruturais de 300, 400 ou 600 mm.

Assim como o travamento com bloqueadores e fitas, a instalação do painel com o uso

de canaletas e cantoneiras demanda atenção no alinhamento vertical dos montantes

durante a execução. A estabilidade à torção dos montantes deve ser verificada pelo

cálculo estrutural, visando não necessitar do apoio das placas de acabamento externo

para tal (SSMA, 2007).

4.1.2.3 - TRAVAMENTO COM ESPAÇADORES

Uma evolução técnica do travamento com combinação de canaletas e cantoneiras é o

espaçador com rasgos para travamento. Para sua montagem, os montantes devem

possuir furos oblongos na parte superior, distanciados até 300 mm do topo do painel. O

espaçador consiste em uma cantoneira de aço galvanizado, com rasgos laterais

perpendiculares que são encaixados nos furos oblongos dos montantes, sem a utilização

de parafusos ou solda (Figura 4.8).

Figura 4.8 - Espaçador instalado entre montantes

Fonte: Adaptado de DIETRICH, 2007

O espaçamento entre os rasgos para encaixe é planejado de tal maneira que a mesma

peça pode ser utilizada em modulações estruturais de 300, 400 ou 600 mm. As peças

possuem seção de 30 mm e comprimento de 1250 mm, o que requer áreas de

sobreposição entre os espaçadores ao longo do painel, devendo estas ocorrer junto aos

montantes (Figura 4.9). A espessura usual dessa peça é de 1,50 mm (DIETRICH, 2007).

Figura 4.9 - Espaçador e guarda

Fonte: Adaptado de DIETRICH, 2007

Recomenda-se utilizar uma peça metálica de guarda, encarregada de evitar que o

espaçador se desencaixe do montante quando o fechamento for submetido a

carregamento ou deslocamento. Essa guarda pode ser feita com o uso de uma chapa

metálica, com largura de 80 mm, altura de 40 mm e espessura de chapa de 1,50 mm,

além de um rasgo triangular com dimensão similar a do espaçador na sua parte inferior

para encaixe. A guarda deve ser parafusada ao montante após a instalação do espaçador

(DIETRICH, 2007).

Este sistema possui como grande vantagem a rapidez na execução, quando comparado

aos bloqueadores com fitas ou canaletas com cantoneiras. Grande parte desse ganho é

devido ao fato da peça ser fabricada com rasgos em distâncias pré-determinadas,

fazendo com que o alinhamento vertical dos montantes deixe de ser uma dificuldade.

Assim como na montagem com canaletas, o ponto fraco desse sistema está na

estabilização dos montantes à rotação, que deve ser verificada em cálculo. Outro ponto

a ser avaliado é o fato desta solução ser patenteada por um fabricante de LSF norte-

americano, sendo necessária autorização ou modificação em sua forma para seu uso.

4.1.3 - ESPAÇO SUPERIOR PARA MOVIMENTAÇÃO, COM USO DE PEÇAS

ESPECIAIS DE CONEXÃO LIGADAS À GUIA

Com o objetivo de facilitar a execução dos painéis de fechamento em LSF existem

peças especiais responsáveis pela ligação dos montantes à guia superior, garantindo sua

estabilidade e alinhamento, mas mantendo o espaço superior de movimentação e com

isso a capacidade do painel de se adaptar aos deslocamentos da estrutura principal.

As peças de movimentação são fixadas às guias superiores por meio de parafusos

autoperfurantes e autotarraxantes com cabeça lentilha em posição determinada pela

modulação estrutural adotada. Apesar das diferenças na forma, o princípio de

funcionamento é criar reentrâncias onde se encaixam os enrijecedores dos montantes,

permitindo sua livre movimentação vertical, restringindo sua rotação e também

qualquer deslocamento horizontal (Figura 4.10).

Figura 4.10 - Modelos de peças de conexão do montante à guia com movimentação

Fonte: A- Adaptado de METSEC, 2007, p.13; B- Adaptado de HADLEY GROUP, 2005, p.11

As peças apresentadas são fabricadas com chapas de aço galvanizado dobradas e

cortadas, sendo viável sua produção para o uso em nosso país, mesmo em escala

reduzida. Porém, estes elementos são patenteados por seus desenvolvedores, o que

requer autorização para sua reprodução, ou desenvolvimento de novas formas baseadas

no conceito apresentado.

A utilização de peças de movimentação permite o emprego de guias superiores com

paredes mais finas, porém mantém a necessidade de altura das mesas. Com a

substituição de travamentos feitos por conjuntos de elementos pelo emprego de uma

peça única e pequena, há a diminuição do consumo total de material e conseqüente

diminuição de custos. Estes são também reduzidos em função do menor tempo de

montagem do painel em relação a outros sistemas de travamento horizontal

(HADLEY GROUP, 2005).

Um ponto que merece atenção no momento do dimensionamento das peças é o fato do

contato entre a peça de movimentação e o montante ser feito pelo seu enrijecedor.

Deve-se adotar espessura de chapa adequada em ambas as peças para que não ocorram

deformações locais nem rasgamento da chapa em função das solicitações impostas.

4.1.4 - FIXAÇÃO DA EXTREMIDADE SUPERIOR DOS MONTANTES COM

CANTONEIRAS COM FUROS OBLONGOS

A utilização de cantoneiras com furos oblongos para conexão dos montantes é uma das

soluções construtivas existentes no mercado para a absorção de deslocamentos verticais

da estrutura principal, sem a solicitação do painel de fechamento (Figura 4.11).

Figura 4.11 - Cantoneira superior com furos oblongos para movimentação

Fonte: Adaptado de TSN, 2006, p.26

A montagem do painel é feita com guia convencional fixada à estrutura e parafusos na

parte inferior dos montantes. Na parte superior, guias convencionais de LSF são fixadas

à estrutura imediatamente acima do painel. Em seguida, são instaladas cantoneiras em

aço galvanizado com furos oblongos na aba vertical, distanciadas conforme a

modulação estrutural planejada e fixadas à estrutura com pinos acionados à pólvora ou

parafusos. A extremidade superior de cada montante é fixada à cantoneira por meio de

parafusos autoperfurantes e autotarraxantes, instalados no eixo médio do furo oblongo.

Há diversos modelos de cantoneiras para fixação de montantes e absorção de

deslocamentos nos painéis oferecidas nos mercados onde o fechamento em LSF é

popular.

Um dos modelos de cantoneira, que absorve tanto deslocamentos horizontais quanto

verticais, é fabricado a partir de chapa de aço galvanizado com espessura de 2,60 mm

(Figura 4.12 A). As abas da cantoneira são iguais e possuem 80,0 mm com dois furos

oblongos de largura 6 mm e 45 mm de comprimento em cada uma. Os furos oblongos

acomodam deslocamentos de até 40 mm, sendo 20 mm em cada sentido, tanto na aba

vertical (em contato com o montante) quanto na horizontal (em contato com a estrutura

do edifício) (TSN, 2006).

As cantoneiras utilizadas nessa montagem podem ser executadas com frisos

enrijecedores perpendicularmente à dobra. Os frisos são responsáveis por aumentar a

resistência da cantoneira a esforços aplicados perpendicularmente ao painel, permitindo

que sejam utilizadas chapas mais finas, mais facilmente encontradas no mercado

brasileiro. Quando não está prevista a absorção dos deslocamentos horizontais da

estrutura, a cantoneira pode ser executada com furos comuns em uma das abas, que

pode ser mais curta que a outra onde estão os furos oblongos (Figura 4.12 B). Podem

também haver mais furos oblongos ou comuns nas abas, dependendo de seu tamanho ou

do dimensionamento de cada conexão.

Figura 4.12 - Cantoneiras de fixação superior de montantes

A- Cantoneira com furos oblongos em ambas as abas. B-Cantoneira

com frisos enrijecedores e sem absorção deslocamentos horizontais

Fonte: Adaptado de TSN, 2006

A montagem de painéis de fechamento externo em LSF utilizando cantoneiras com

furos oblongos para a conexão da extremidade superior dos montantes permite, com

facilidade, a absorção de deslocamentos verticais e horizontais. Esse sistema, porém,

não possibilita a execução prévia dos painéis, uma vez que a fixação das cantoneiras

deve ser feita no elemento estrutural do edifício.

O uso de cantoneiras na montagem apresentada possibilita a execução do painel sem a

guia superior, gerando economia de material. Porém é importante considerar que a falta

da guia superior pode prejudicar a montagem dos acabamentos desses painéis, que

normalmente são nela parafusados.

A fixação das cantoneiras à estrutura principal do edifício deve ser avaliada pela equipe

de cálculo estrutural, uma vez que, caso se opte pela utilização de pinos acionados à

pólvora, o pequeno espaçamento entre eles pode prejudicar a integridade do substrato,

especialmente em estruturas de concreto. A utilização de parafusos é também uma

opção para a fixação das cantoneiras, porém sua instalação é mais lenta e trabalhosa.

4.1.5 - GUIA SUPERIOR DUPLA

A montagem de painéis de fechamento em LSF com guia superior dupla visa permitir o

deslocamento livre entre a estrutura principal do edifício e a estrutura do painel. Como

não há conexão entre as guias superiores, tanto os deslocamentos horizontais quanto os

verticais são bem acomodados (SCHAFER, 2003).

Na montagem de painéis de LSF utilizando guia superior dupla para absorção de

deslocamentos, a guia externa, chamada guia de movimentação, é instalada primeiro,

conectada à estrutura principal do edifício. O painel de fechamento propriamente dito

deve ser montado como um painel convencional de LSF, com ligações rígidas entre

montantes e guias executadas com parafusos autotarraxantes e autoperfurantes, podendo

ser montado no local ou em fábrica e transportado para a obra. Com a guia de

movimentação instalada e o painel pronto, este é posicionado, de forma que sua guia

superior fique interna à guia de movimentação (DIETRICH, 2007).

Após o encaixe do painel em LSF não deve haver nenhuma ligação entre a guia de

movimentação e a guia superior do painel. Para o funcionamento correto da montagem,

a guia superior do painel deve possuir mesas com dimensões grandes o suficiente para

que os parafusos que a ligam aos montantes não interfiram na liberdade de

movimentação do conjunto (SSMA, 2000). Para isso, a distância entre a cabeça do

parafuso e a borda inferior da mesa da guia de movimentação deve ter a mesma

grandeza do deslocamento estimado para a estrutura principal (Figura 4.13).

Figura 4.13 - Montagem com guia dupla

Fonte: Adaptado de SSMA, 2000, p.1

A mesa da guia de movimentação, para garantir sua correta interação com a guia

superior do painel, deve ter dimensão igual ao espaço de movimentação (deslocamento

previsto para a estrutura principal), acrescido de 25 mm, para edifícios de um

pavimento, e duas vezes o deslocamento previsto acrescido de 25 mm para os demais

casos (SSMA, 2000). A espessura de chapa da guia de movimentação varia de

0,80 a 2,50 mm, conforme o dimensionamento (DIETRICH, 2007).

Já a guia superior do painel, para garantir que os parafusos de fixação dos montantes

não interfiram na movimentação vertical do conjunto, deve ter altura de mesa igual ao

espaço de movimentação previsto acrescido de 40 mm, para edifícios de um pavimento,

e duas vezes o deslocamento calculado acrescido de 40 mm, para os demais casos

(SSMA, 2000).

Como na montagem com guia dupla a extremidade dos montantes está parafusada à

guia superior do painel, a sua estabilização à rotação é eficiente. Além disso, a

transmissão das cargas horizontais do painel para a guia de movimentação ocorre de

forma uniformemente distribuída, resultando em uma guia mais fina quando comparada

àquela utilizada na montagem com extremidade dos montantes livre (SSMA, 2000).

Dentre as desvantagens da montagem com guia superior dupla está a necessidade de

execução de peças especiais, que encarecem o sistema. A guia superior do painel deve

ter mesas mais longas que o usual e a guia de movimentação possui dimensões de alma

e espessura de chapa maiores que as usuais do sistema LSF. Apesar de especiais, essas

peças são de fácil fabricação.

Deve ser dada atenção ao ponto de encontro entre as guias, pois a maior espessura

resultante da duplicidade de chapas pode levar a distorções na instalação das placas de

acabamento do painel (SCHAFER, 2003).

4.1.6 - MONTANTE COM FUROS OBLONGOS NA EXTREMIDADE SUPERIOR

Uma das possibilidades de execução de painéis de LSF com capacidade de absorver os

deslocamentos da estrutura principal, sem transmiti-los à estrutura do painel, é o

emprego de montantes com furos oblongos na extremidade superior de suas mesas

(STEELER, 2003).

A montagem do painel utilizando esse tipo de montante é feita com guias inferiores

comuns, parafusadas aos montantes e fixadas à estrutura do edifício. Os montantes são

cortados mais curtos que o vão vertical total do painel, deixando espaço superior para

movimentação. A guia superior deve ter mesas maiores que o usual e é fixada à

estrutura principal (Figura 4.14).

Figura 4.14 - Montantes com furos superiores oblongos

Fonte: Adaptado de STEELER, 2003, p.2

Os parafusos de ligação entre a guia superior e os montantes são fixados a 10 mm da

borda inferior da mesa da guia, de modo a atravessar o furo oblongo do montante em

seu eixo vertical. O furo oblongo tem altura de duas vezes o deslocamento previsto, para

permitir a movimentação vertical da estrutura (STEELER, 2003).

Esse sistema tem como vantagem a facilidade de execução, uma vez que seu processo

de montagem é similar ao de painéis portantes convencionais. Porém, a necessidade de

alinhamento dos furos oblongos nas extremidades superiores dos montantes requer

atenção na execução.

A ligação entre a guia superior e o montante é um ponto frágil do sistema, visto que o

parafuso não tem nenhuma fixação ao montante. Em caso de solicitação horizontal

excessiva em que a guia se deforme, o parafuso pode se desencaixar do furo oblongo do

montante, levando o painel ao colapso.

4.1.7 - GUIA SUPERIOR COM FUROS OBLONGOS

A montagem com guia superior com furos oblongos visa à execução de painéis de LSF

com maior facilidade e rapidez, mas sem deixar de lado a necessidade de absorção dos

deslocamentos da estrutura.

A montagem de painéis utilizando esse sistema é similar à execução de um painel com

ligações rígidas. A guia inferior é fixada à macroestrutura e parafusada aos montantes

do mesmo modo que em painéis portantes convencionais. As extremidades dos

montantes são ligadas à guia superior também através de parafusos autoperfurantes e

autotarraxantes, e esta guia é fixada à estrutura do edifício com pinos acionados à

pólvora ou parafusos. O diferencial deste painel está na forma da guia superior, que

possui furos oblongos verticais em toda a extensão de suas mesas, onde os parafusos de

conexão com os montantes devem ser instalados para permitir a movimentação do

conjunto (Figura 4.15). As demais peças são as mesmas utilizadas em painéis comuns

do sistema LSF.

Figura 4.15 - Guia superior com furos oblongos

Fonte: Adaptado de SCHAFER, 2003, p.6

As guias superiores com furos oblongos possuem dimensão de alma similar às guias

comuns para adaptação às peças convencionais, altura de mesas de 65 mm e espessura

de chapa variando de 0,80 mm a 1,75 mm, conforme dimensionamento. Os furos estão

espaçados longitudinalmente em ambas as mesas a cada 25 mm, possuem largura de

6 mm e altura de 40 mm, e estão centrados verticalmente na mesa (Figura 4.16). A

execução da guia com essas dimensões permite montagens capazes de absorver

deslocamentos de até 25 mm e o espaçamento entre furos permite adaptação a diversas

modulações estruturais sem necessidade de descarte de partes da guia e conseqüente

desperdício de material (DIETRICH, 2007).

Figura 4.16 - Dimensões dos furos oblongos nas mesas da guia superior

Fonte: Adaptado de SCAFCO, 2007, p.2

Na execução do painel, para garantir a performance do conjunto frente aos

deslocamentos da estrutura, é importante que o parafuso de ligação entre guia e

montantes seja instalado no eixo vertical do furo oblongo, permitindo deslocamentos de

mesma grandeza para baixo e para cima. Além disso, a distância entre o topo do

montante e a alma da guia, que é o espaço de movimentação do conjunto, deve ser de no

mínimo 12,5 mm (SCAFCO, 2007).

Dentre as vantagens da utilização de guia superior com furos oblongos está a evidente

independência entre os deslocamentos verticais da estrutura principal e da estrutura do

painel. Além disso, a extremidade superior dos montantes é travada lateralmente,

evitando problemas com a rotação dos perfis (SCHAFER, 2003). A execução de

fechamentos com esse sistema é fácil, rápida e utiliza os mesmos elementos e o mesmo

princípio de montagem de painéis convencionais, que podem ser executados em fábrica

e transportados para a obra, desde que exista travamento provisório por meio de fitas

metálicas em suas faces. A montagem com guia superior com furos oblongos não

permite absorver o deslocamento horizontal da estrutura (SCHAFER, 2003).

4.1.8 - MOVIMENTAÇÃO NA EXTREMIDADE INFERIOR DO PAINEL

Nos painéis de fechamento onde é necessária a execução de ligações que permitam a

movimentação da estrutura, estas normalmente ocorrem na parte superior do painel,

devido à maior facilidade de execução. Em casos pouco comuns pode ser necessária a

execução de ligações permitindo a movimentação na parte inferior do painel. Essas

situações ocorrem em reformas de edificações existentes, quando a estrutura ou laje

inferior ao novo fechamento não é capaz de suportar as cargas da nova construção.

Nesses casos, a guia superior é conectada a uma estrutura capaz de resistir aos esforços

dimensionados, e a ligação dos montantes com essa guia deve ser feita por meio de

parafusos que não permitam seu deslocamento. Essa conexão deve ser dimensionada

para ser capaz de suportar, além dos esforços horizontais, todo o peso próprio do painel

e de seus acabamentos. Na parte inferior deve ser utilizado detalhe construtivo que

permita o deslocamento, como guias duplas, guias com furos oblongos, travamento

horizontal dos montantes, etc. (LGSEA, 2004).

Construtivamente, a execução desse tipo de fechamento é muito complicada, pois os

montantes do painel devem ficar suspensos, deixando livre abaixo deles o vão de

movimentação, até que sejam parafusados à guia superior, que os conecta a estrutura.

4.1.9 - AVALIAÇÃO CRÍTICA DAS MONTAGENS EMBUTIDAS

A Tabela 4.1 apresenta de forma resumida as principais características dos diversos

modos de montagem apresentados para painéis externos embutidos executados com

LSF. Este resumo serve para orientar profissionais de projeto e construtores na tomada

de decisão sobre qual método possui as características desejáveis e mais indicadas para

as diversas situações de projeto existentes.

Dentre as alternativas de montagem do fechamento em LSF embutido, que permitem o

deslocamento vertical livre da estrutura principal, duas se destacam como mais

interessantes para a maioria das situações: a guia superior com furos oblongos (Figura

4.15) e o travamento de montantes com extremidade superior livre usando bloqueadores

e fitas metálicas (Figura 4.6).

A guia superior com furos oblongos se destaca pela rapidez e precisão de execução,

resultado da facilidade na montagem do painel e no alinhamento vertical dos montantes,

além da possibilidade de execução do painel previamente fora da obra. Já a montagem

com extremidade superior livre e travamento por bloqueadores e fitas se mostra como a

alternativa mais interessante dentre aquelas que não necessitam de peças especiais, pois

trava lateralmente os montantes de forma eficiente e é conhecida pelos montadores, já

que é uma montagem usual mesmo em edificações térreas.

Tabela 4.1 - Resumo das características das montagens de painéis de fechamento embutidos em LSF

Características

Método de montagem

Absorve deslocamentos

verticais

Absorve deslocamentos

horizontais

Não requer peças especiais

Painéis executados na obra

Painéis executados

previamente fora da obra

Dificuldade no alinhamento

vertical dos montantes

Boa estabilização dos

montantes à rotação

Ligação rígida N N S S S N S

Espaço superior para movimentação

Travamento com fitas e bloqueadores

S N S S N S S

Espaço superior para movimentação

Travamento com canaletas e cantoneiras

S N S S N S N

Espaço superior para movimentação

Travamento com espaçadores

S N N S N N N

Espaço superior para movimentação

Travamento com peças especiais

S N N S N N S

Extremidade superior dos montantes com

cantoneiras com furos oblongos

S S N S N N S

Guia superior dupla S S N S S N S

Montantes com furo oblongo na

extremidade superior

S N N S N S N

Guia superior com furos oblongos S N N S S N S

Legenda: S – Característica presente, N – Característica Ausente

4.2 - PAINÉIS CONTÍNUOS DE FACHADA

Os fechamentos para fachadas em LSF podem ser executados como Painéis Contínuos

externos, que são aqueles concebidos como uma “pele de revestimento” para o edifício

independente dos quadros de sua estrutura principal, conhecidos também como Painéis

Cortina (Figura 4.17). Assim como no método embutido, os painéis contínuos de

fachada não possuem função estrutural no edifício, sendo responsáveis apenas por

resistir às cargas de vento, ao seu peso próprio e dos acabamentos de fachadas.

Figura 4.17 - Vedação em LSF - Método contínuo

O sistema de painéis contínuos oferece a vantagem de maximizar o aproveitamento da

área interna do edifício, uma vez que não ocupa espaço na laje executada. Além disso,

permite o alinhamento vertical da fachada independente da estrutura, especialmente útil

em casos onde o cálculo estrutural indica a utilização de vigas e pilares com seções

diferentes, ou em situações em que, pelo processo de execução, o prumo e o

alinhamento da estrutura não são muito exatos.

O fechamento contínuo pode ser utilizado em edificações com estrutura de aço (Figura

4.18) ou concreto, e ainda no retrofit de fachadas de edificações existentes, como no

edifício comercial carioca mostrado na Figura 4.19, que recebeu uma nova escada com

estrutura de aço e fechamento em LSF.

Figura 4.18 - Montagem de painel contínuo de fachada. Centro de

vivência, New Castle, Inglaterra.

Fonte: METSEC, 2007

Figura 4.19 - Execução de painel contínuo em retrofit de edifício

comercial. Rio de Janeiro, RJ

Fonte: FLASAN, 2008

Os painéis contínuos, quando executados em edifícios de até três pavimentos, são

construídos com montantes contínuos que vão da base ao topo da construção. Nesse

caso, a altura máxima indicada é de 12 m, por questões de transporte e manuseio das

peças em obra. As conexões entre os montantes dos painéis e a estrutura do edifício são

não-rígidas, ou seja, feitas por peças especiais que resistem às cargas horizontais, mas

deixam livre o caminhamento vertical das cargas (Figura 4.20). Dessa forma, todo o

carregamento vertical é diretamente transmitido à fundação (LGSEA, 2004).

Figura 4.20 - Painel com montante contínuo da base ao topo do edifício

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.6

No caso de edifícios de maior porte, pode-se executar a vedação com painéis de LSF

divididos em partes, com altura normalmente de dois pavimentos, facilitando o

transporte e manejo das peças na obra (LGSEA, 2004).

Quando os painéis são divididos no sentido da altura, uma das opções de execução é a

montagem dos painéis “empilhados” uns sobre os outros, transferindo as cargas

verticais para o painel imediatamente abaixo e posteriormente para a fundação ou para

estruturas intermediárias de apoio. Os montantes são ligados à estrutura do edifício por

conexões não-rígidas, que são aquelas com peças que transferem as cargas horizontais

para as vigas ou lajes em cada um dos pavimentos, e não são responsáveis por resistir às

cargas verticais. As interfaces horizontais entre painéis são executadas de forma rígida

(Figura 4.21).

Figura 4.21 - Painel dividido verticalmente, utilizando conexões

não-rígidas em todos os pavimentos

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.6

A vedação contínua de edifícios altos também pode ser executada com painéis com

altura de dois pavimentos sustentados por uma ligação rígida (responsável por resistir

tanto às cargas horizontais quanto verticais) e uma ligação não-rígida (que permite a

movimentação vertical e resiste a solicitações horizontais) alternadamente entre os

pavimentos. Na interface entre painéis, a conexão deve ser feita de modo não-rígido,

para não permitir a continuidade de cargas verticais entre eles (Figura 4.22).

Figura 4.22 - Painel dividido verticalmente, utilizando conexões

rígidas e não-rígidas alternadamente

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.2

Em casos onde os deslocamentos previstos são pequenos ou os montantes e as conexões

são dimensionados para resistir aos esforços decorrentes da movimentação entre a

estrutura principal do edifício e a do fechamento, os painéis contínuos também podem

ser executados com todas as ligações rígidas na conexão com a estrutura principal do

edifício, assim como ocorre com o fechamento em painéis embutidos na estrutura.

A ligação das peças de fixação dos painéis de fechamento contínuos com a estrutura do

edifício é executada com pinos acionados à pólvora, parafusos ou solda. Nos casos de

emprego de parafusos ou pinos é comum que a fixação seja realizada na borda da laje

em concreto, especialmente nas edificações com estrutura metálica em perfis I. Quando

isso ocorre, recomenda-se a instalação de uma cantoneira metálica contínua ao longo de

toda a borda da laje, com o objetivo de garantir que a penetração dos pinos ou parafusos

não comprometa a integridade do concreto (Figura 4.23). A espessura dessa cantoneira

deve ser de 5 a 10 mm (LGSEA, 2001a).

Figura 4.23 - Cantoneira de reforço de borda de laje em concreto

Quando há opção pelo uso de apoio intermediário para os painéis, este pode ser feito

com a laje do pavimento se projetando além da viga, de modo a apoiar o painel e

permitir que ele envolva as vigas e pilares. Outra possibilidade de estrutura para apoio

intermediário é o uso de uma cantoneira em aço galvanizado, contínua em toda a

extensão do painel a ser suportado e fixada à estrutura principal do edifício (Figura

4.24). A fixação da guia inferior do painel à cantoneira de apoio intermediário é feita

com parafusos estruturais e a fixação da cantoneira inferior à estrutura principal do

edifício, com pinos acionados à pólvora ou parafusos (METSEC, 2007).

Figura 4.24 - Detalhe para fixação inferior do painel contínuo

Fonte: Adaptado de METSEC, 2007, p.14

4.2.1 - LIGAÇÕES RÍGIDAS

As ligações rígidas são responsáveis por resistir às cargas horizontais impostas ao

fechamento e também aos carregamentos verticais decorrentes do peso próprio dos

painéis e seus acabamentos. São normalmente utilizadas em combinação com ligações

que permitem a movimentação vertical dos montantes, mas podem também ser

empregadas em todas as conexões do painel com a estrutura, desde que tanto as ligações

quanto as peças do painel sejam dimensionados para tal.

A execução das ligações rígidas com cantoneiras apresenta grande adaptabilidade, visto

que a gama de cantoneiras disponíveis no mercado é grande. Além disso, pode-se

facilmente executar uma peça especial, em virtude da necessidade de maior espessura

de chapa ou dimensão extra para atender às demandas do cálculo estrutural.

Há vários modelos de cantoneiras oferecidos no mercado, específicas para fixação

rígida dos montantes da estrutura do fechamento em LSF à estrutura principal. Dois

destes modelos, ilustrativos de seus conceitos e variações, são apresentados a seguir.

O modelo mais simples é uma cantoneira comum, extrudada ou fabricada a partir de

chapa de aço galvanizado dobrada, com espessuras de 1,50 mm, 1,75 mm e 2,50 mm.

As abas da cantoneira são iguais, com largura de 40 mm, e seu comprimento varia em

função da altura da viga e do cálculo estrutural (Figura 4.25) (DIETRICH, 2007).

Figura 4.25 - Conexão rígida entre montante e estrutura executada com cantoneira comum

Fonte: Adaptado de DIETRICH, 2007

A conexão das cantoneiras com a estrutura do edifício pode ser feita com pinos

acionados à pólvora, parafusos ou solda. A conexão com os montantes deve ser feita

com parafusos estruturais autoperfurantes e autotarraxantes. A quantidade de pinos ou

parafusos deve ser determinada em cálculo, em função de suas resistências ao

cisalhamento, sendo estes posicionados na cantoneira de modo simétrico, começando

pelas extremidades superior e inferior em direção ao centro.

Este modelo de cantoneira de fixação possui a vantagem de ser executada a partir de

peças comuns do sistema LSF, facilmente encontradas no mercado. Porém, a interação

da cantoneira com o montante pode causar solicitação por momento fletor, em ambas as

peças, em virtude da conexão se realizar de modo assimétrico em relação ao eixo da

mesa do montante. Deve haver preocupação com este fato no momento do

dimensionamento da estrutura do painel.

Uma variação dessa solução é o emprego de cantoneira em aço galvanizado com

comprimentos diferentes em cada uma das abas. Para aumentar a resistência da peça e

permitir o uso de chapas mais finas em sua fabricação pode haver frisos enrijecedores

perpendiculares à dobra da cantoneira ou dobras de enrijecimento nas bordas

horizontais (Figura 4.26).

Figura 4.26 - Ligação rígida com cantoneira de aba longa

Fonte: Adaptado de TSN, 2006

Essa cantoneira possui altura aproximada de 125 mm, podendo variar em virtude de

cálculo estrutural, e sua aba menor, que é utilizada para fixação à estrutura principal do

edifício, possui 40 mm. A aba mais longa é o ponto de fixação ao painel de LSF,

possuindo comprimento correspondente à largura da mesa desse montante somada ao

eventual afastamento que se queira executar entre o painel e a estrutura do edifício.

Uma das vantagens do uso de cantoneira com abas desiguais está na transmissão da

solicitação vertical aos montantes no eixo de sua alma, o que diminui os efeitos de

momento fletor nas peças do painel. Esse modelo de cantoneira permite ainda o

alinhamento dos montantes do painel em casos onde as vigas e pilares possuem seções

diferentes ao longo do edifício. O emprego dos frisos enrijecedores confere maior

capacidade resistiva à cantoneira. A necessidade de execução de peça específica para

essa montagem e o conseqüente aumento de custo em relação à cantoneira de abas

iguais são suas desvantagens.

No caso da estrutura principal do edifício possuir vigas de aço em perfis I, é necessário

que a aba mais longa da cantoneira possua comprimento suficiente para que ela possa

ser conectada à alma do perfil I. Pode-se também fixar a cantoneira na face lateral da

laje em concreto, com a utilização de cantoneira de borda.

4.2.2 - LIGAÇÕES NÃO-RÍGIDAS CONECTADAS ÀS ALMAS DOS MONTANTES

As ligações não-rígidas que permitem a movimentação vertical dos painéis de

fechamento em LSF são responsáveis por garantir a natureza secundária, do ponto de

vista estrutural, do fechamento em relação ao edifício.

As peças utilizadas nas ligações não-rígidas dos montantes ao quadro da estrutura

principal possuem a função estrutural de resistir apenas às cargas horizontais de vento.

As cargas verticais (peso próprio do painel e seus acabamentos, esquadrias, etc.) devem

ser transmitidas diretamente às fundações, no caso de edifícios de pequeno porte, e no

caso de edifícios maiores, às estruturas auxiliares especialmente projetadas e calculadas

para este fim, ou, ainda, às ligações rígidas (SCHAFER, 2003).

A utilização de cantoneiras para a execução das ligações com movimentação vertical,

nos painéis contínuos de LSF, possui como vantagem sua grande capacidade de

adaptação às diversas solicitações estruturais e posições de montagem. Tal

adaptabilidade é função da variedade de dimensões que as cantoneiras possuem, além

do fato de a fabricação de cantoneiras especiais (com maior espessura, frisos de

enrijecimento, maior comprimento dos furos oblongos, dimensão maior das abas, etc.)

não representar grande dificuldade.

A ligação com cantoneiras não permite o deslocamento horizontal do painel, sendo

necessária a avaliação da grandeza dessa solicitação para que os perfis do fechamento

sejam dimensionados para resistir aos esforços dela advindos, sem comprometer seu

desempenho e integridade estrutural.

O modelo básico de cantoneira com liberdade de movimentação vertical é fabricado em

chapa de aço galvanizado com espessura de 1,75 mm. O comprimento da cantoneira é

de 125 mm e suas abas possuem 40 mm e 150 mm (LGSEA, 2004).

A fixação da cantoneira à estrutura principal do edifício é feita pela aba menor, com o

uso de pinos acionados à pólvora, parafusos ou solda. A aba maior é usada para fixação

do perfil do painel de fechamento, e seu comprimento pode variar em função da

dimensão da mesa dos montantes e de eventual afastamento em relação à estrutura

principal do edifício (Figura 4.27).

Figura 4.27 - Cantoneira com movimentação vertical

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.5

Na aba em contato com o perfil do painel existem dois ou três furos oblongos verticais,

dependendo da largura do montante. Esses furos oblongos têm o papel de permitir a

movimentação da estrutura da vedação independente da estrutura principal. Seu

comprimento de 40 mm permite um deslocamento de 20 mm para cima ou para baixo.

A fixação do montante à cantoneira é feita com parafusos estruturais autoperfurantes e

autotarraxantes.

Diversos modelos de cantoneira com movimentação vertical existem no mercado, mas

todos possuem os mesmos princípios básicos de funcionamento apresentados. A sua

espessura deve ser confirmada em cálculo estrutural, buscando utilizar aço com até

2,00 mm de espessura, pois acima desta dimensão há pouca disponibilidade de bobinas

de aço galvanizado no Brasil, se fazendo necessária a galvanização da peça sob

encomenda, o que encarece o processo.

Dentre as variações existentes está o uso de dobras para enrijecimento nas extremidades

ou frisos enrijecedores perpendiculares visando aumentar sua resistência, ou ainda o

emprego de furos oblongos na aba menor, usados para ajudar no posicionamento e

alinhamento das cantoneiras. Há, também, modelos com um furo horizontal na face em

contato com o montante, que é utilizado apenas para alinhamento inicial e ajuste do

prumo da estrutura, sendo que os parafusos ali usados devem ser removidos após a

montagem completa dos painéis (Figura 4.28).

Figura 4.28 - Variações de cantoneira de fixação: A- Furos oblongos na conexão com estrutura principal;

B- Dobras para enrijecimento nas bordas; C- Furo horizontal para alinhamento do montante

Fonte: A e B- Adaptado de TSN, 2006, p.23; C- Adaptado de HADLEY GROUP, 2005, p.10

Outra possibilidade de execução de ligações que permitem a movimentação vertical

entre montantes de painéis contínuos e a estrutura principal do edifício é o uso de

cantoneiras conectadas à face inferior das vigas (Figura 4.29).

Figura 4.29 - Cantoneira de movimentação fixada à face inferior da estrutura

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.5

Nesta montagem, a cantoneira, com espessura de chapa usual de 1,75 mm, é fixada à

face inferior da viga da estrutura principal por uma de suas abas, que possui largura de

40 mm. A outra aba, com largura de 70 mm, possui em sua extremidade furos oblongos

verticais por onde são instalados os parafusos estruturais de ligação com os montantes

do painel. Os furos oblongos possuem comprimento de 40 mm, permitindo

movimentação vertical de até 20 mm para baixo ou para cima. O comprimento da

cantoneira varia com a dimensão da mesa do montante, com a largura da viga da

estrutura do edifício e com o eventual afastamento entre o painel de fechamento e a

estrutura principal (LGSEA, 2004).

A facilidade de acesso ao local da instalação da cantoneira por parte do profissional de

execução constitui uma vantagem do uso da cantoneira fixada na face inferior da viga

em relação àquela instalada na sua face externa. Entretanto, o emprego de tal cantoneira

torna obrigatória a execução de forro, e este, mesmo que parcial (sanca), deve estar em

nível abaixo da estrutura para que seja possível ocultá-la, representando potencial perda

de altura útil do pavimento.

4.2.3 - LIGAÇÕES NÃO-RÍGIDAS CONECTADAS ÀS MESAS E ENRIJECEDORES

DOS MONTANTES

As ligações que permitem a movimentação vertical dos montantes em relação ao quadro

da estrutura principal possuem a função estrutural de resistir apenas às cargas

horizontais de vento, mantendo a natureza estrutural secundária do fechamento.

Neste sentido, uma alternativa à ligação com cantoneiras com furos oblongos é a

utilização de peças que se apóiam nas mesas e nos enrijecedores dos montantes do

painel, de modo a mantê-los alinhados, restringindo seu deslocamento horizontal, mas

mantendo a liberdade vertical.

A forma mais simples e barata de ligação com apoio nas mesas e enrijecedores dos

montantes é a utilização de uma cantoneira convencional, com abas largas e um rasgo

transversal. Esta cantoneira é fixada à estrutura do edifício por uma de suas abas e

instalada no interior do perfil vertical do fechamento, de modo que o enrijecedor fique

encaixado no rasgo (Figura 4.30).

Figura 4.30 - Ligação com cantoneira apoiada na mesa e enrijecedor do montante

Fonte: Adaptado de SCHARFF, 1996, p.48

A conexão da cantoneira com a estrutura principal pode ser feita com pinos acionados à

pólvora, parafusos ou solda. Assim como na instalação de cantoneiras rígidas, é

importante a instalação de cantoneira metálica na borda das lajes, para garantir sua

integridade. Esta montagem não permite que o fechamento seja instalado afastado da

face das vigas.

O dimensionamento da ligação deve levar em conta que o local do rasgo da cantoneira é

um ponto frágil, onde a tendência de rasgamento da chapa, em virtude de esforços

horizontais perpendiculares ao fechamento, é bastante acentuada. A espessura da chapa

adotada e a forma da extremidade do rasgo devem levar em conta este fato.

Um melhoramento da ligação apresentada, mas ainda mantendo seu baixo custo e

facilidade de obtenção, é a utilização de um perfil U no lugar da cantoneira. Neste caso,

o rasgo transversal é executado ao longo de toda a alma e em uma pequena parte das

mesas, de modo a encaixar no montante do fechamento (Figura 4.31). Da mesma forma

que na ligação com cantoneiras, na utilização do perfil U o fechamento deve ficar

próximo à face das vigas.

Figura 4.31 - Ligação com perfil U apoiado na mesa e enrijecedor do montante

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.5

O perfil U utilizado tem seção de 60 x 45 mm e comprimento de 125 mm, com o rasgo

situado a 45 mm da extremidade para encaixe no montante do fechamento. A espessura

da chapa é de pelo menos 1,75 mm, conforme o dimensionamento (DIETRICH, 2007).

A conexão com a estrutura principal pode ser feita com solda, pinos acionados à pólvora

ou parafusos. Nos dois últimos casos, deve-se adotar uma distância mínima de 10,0 mm

para a borda do perfil, evitando, assim, o rasgamento da chapa. O uso de cantoneira de

borda na laje deve ser considerado no caso da fixação ocorrer neste local.

Assim como na ligação com cantoneira, deve-se dar atenção ao rasgo para encaixe do

montante no momento da escolha da espessura do perfil utilizado e também não há

possibilidade de afastamento do painel de fechamento em relação à estrutura principal.

A ligação com perfil U apresenta a vantagem de dividir a carga horizontal entre suas

duas mesas, o que lhe confere maior resistência quando comparado à ligação com

cantoneira, ou ainda permite o uso de chapa mais fina para a mesma solicitação.

Uma alternativa desenvolvida e patenteada por fabricantes de LSF para painéis

contínuos de fachada é o uso de uma peça especialmente conformada para encaixar

internamente ao perfil Ue do montante, travando-o horizontalmente, mas garantindo a

liberdade de deslocamento vertical (Figura 4.32).

Figura 4.32 - Ligação apoiada na mesa e enrijecedor do montante realizada com peça especial

Fonte: Adaptado de DIETRICH, 2007

Essa peça de encaixe é fabricada a partir de chapa de aço com espessura de 3 mm e suas

dimensões variam conforme a seção do montante do painel (Figura 4.33)

(DIETRICH, 2007).

Sua conexão com a estrutura principal pode ser feita com pinos acionados à pólvora,

parafusos ou solda, podendo ocorrer tanto na face superior quanto na inferior das vigas,

ou ainda sobre sua mesa, no caso de perfis metálicos I. Essa variedade de possibilidades

de fixação permite ao instalador escolher a localização que lhe seja mais conveniente,

em virtude das particularidades da obra.

Figura 4.33 - Peça de encaixe para painéis contínuos de fechamento

Fonte: DIETRICH, 2007

A peça de encaixe possui, como vantagem em relação às alternativas anteriores, a

possibilidade de afastamento do painel de fechamento da estrutura principal do edifício

em até 75 mm (DIETRICH, 2007), o que é especialmente útil em casos onde as vigas

possuem larguras diferentes, mas o fechamento precisa ficar alinhado. Além disso,

como pode ser fixada nas faces inferior ou superior da viga, não há obrigatoriedade da

instalação de cantoneira de borda na laje em concreto, reduzindo os custos da obra.

As desvantagens desta solução estão na fabricação da peça, que deve ser encomendada

especialmente para essa situação e utiliza uma espessura de chapa não usual para

galvanizados no Brasil. Além disso, como se trata de uma solução patenteada, há a

necessidade de autorização de seu desenvolvedor para reprodução ou produção de peça

com outro formato mas o mesmo princípio de funcionamento.

4.2.4 - CONEXÃO HORIZONTAL ENTRE PAINÉIS

Em painéis contínuos de fachada executados com LSF, não é recomendado que sejam

usados perfis com comprimento maior que 12 m. Assim, quando o edifício possui altura

maior que este limite, é necessário o uso de múltiplos painéis, que podem ser

“empilhados” e descarregar todo o peso próprio na fundação (Figura 4.21) ou contar

com estruturas intermediárias de sustentação (Figura 4.22).

Em ambos os casos, o encontro horizontal entre os painéis deve acontecer entre as lajes

dos pavimentos, de forma que não exista interferência na conexão do painel com a

estrutura principal. Além disso, o encontro entre painéis logo acima da laje facilita o

acesso do instalador a este ponto durante a montagem (LGSEA, 2004).

Nos painéis “empilhados” há a transmissão vertical da carga de um painel para o outro

imediatamente abaixo, até que esta seja descarregada na fundação. Nesta situação, os

montantes devem ficar rigorosamente alinhados e com as seções coincidentes com as

dos painéis acima e abaixo, conforme o conceito de estrutura em linha ou “in-line

framing”, utilizado nas construções autoportantes de LSF.

A conexão dos painéis “empilhados” com a estrutura principal do edifício é feita

somente por ligações não-rígidas, que garantem a resistência a cargas horizontais e não

impedem a livre transmissão vertical dos carregamentos.

Já a conexão horizontal entre painéis deve ser rígida, não permitindo deslocamentos

horizontais ou verticais entre eles. Essa conexão é feita com a ligação da guia superior

de um painel à guia inferior daquele imediatamente acima, com o uso de parafusos

estruturais autotarraxantes e autoperfurantes, que devem ser dimensionados para resistir

aos esforços solicitantes (Figura 4.34).

Figura 4.34 - Conexão horizontal rígida entre painéis

Fonte: Adaptado de METSEC, 2007

Já os painéis com pontos intermediários de fixação rígida não descarregam qualquer

esforço vertical no painel abaixo. Para garantir este comportamento é preciso isolar os

painéis entre si, com conexões que permitam que cada um deles se movimente

verticalmente de forma independente, mas não se desloquem entre si quando

submetidos a esforços horizontais. Essas conexões horizontais entre painéis devem

ocorrer nos pavimentos logo acima das ligações não-rígidas dos montantes com a

estrutura principal do edifício.

A sustentação vertical do painel é responsabilidade de uma conexão rígida com o

edifício que deve ser alternada ao longo dos painéis com conexões que permitam sua

movimentação vertical. Desta forma, cada painel, com comprimento equivalente a dois

pavimento, possui dois pontos de conexão com a estrutura do edifício: o inferior rígido

e o superior não-rígido.

Uma das formas de conectar painéis contínuos de LSF sem que ocorra transmissão

vertical de carregamento é o uso de guias com furos oblongos nas mesas, semelhantes

àquelas utilizadas para permitir a movimentação de montantes em painéis de LSF

embutidos na estrutura (LGSEA, 2004).

Nesta montagem, a guia inferior do painel superior é uma guia convencional, parafusada

de forma rígida à extremidade dos montantes. A guia superior do painel imediatamente

abaixo deve possuir furos oblongos nas suas mesas, de forma que os parafusos que a

prendem aos montantes possam se deslocar verticalmente, garantindo o isolamento

estrutural entre os painéis. As guias são conectadas entre si por parafusos estruturais

autoperfurantes e autotarraxantes, dimensionados para o esforço cortante e

arrancamento a que estarão sujeitos nesta interface (Figura 4.35).

O espaço de movimentação que deve ser deixado entre a extremidade superior do

montante e a alma da guia é determinado no cálculo estrutural, em função dos

deslocamentos previstos para a estrutura principal do edifício. O conhecimento da

grandeza desses deslocamentos é importante também para dimensionar a guia e

determinar a altura dos seus furos oblongos.

Figura 4.35 - Conexão não-rígida entre painéis contínuos com guia com furos oblongos

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.7

As guias com furos oblongos são peças especiais de execução simples, e seu emprego

na execução de ligações entre painéis é bastante vantajosa já que a montagem desses

pode ser feita fora do canteiro de obras (desde que se tenha o cuidado de contraventar

provisoriamente o painel com fitas metálicas). Além disso, a conexão com a guia

superior é feita com parafusos comuns, que são espaçados de forma a distribuir os

esforços horizontais.

Outra possibilidade de montagem com isolamento vertical entre painéis contínuos é o

uso de pinos e placas de aço entre suas guias. Nessa montagem as guias do encontro

entre painéis devem ser primeiramente perfuradas, ambas na mesma posição. Um pino

de aço é então soldado a uma chapa e o conjunto é soldado em obra à guia de um dos

painéis, de modo que o pino atravesse sua alma no furo pré-executado e fique

posicionado na vertical. Na guia do outro painel, é soldada em obra uma placa de aço

com furo em seu centro, com diâmetro um pouco maior que o pino (Figura 4.36).

Os painéis de LSF usados no fechamento devem ser montados com conexões rígidas

entre seus montantes e guias. Eles são fixados à estrutura principal do edifício com

conexões rígidas e não-rígidas alternadamente, de modo a deixar um espaçamento entre

a guia superior de um e a inferior do próximo. Este espaço é responsável por garantir a

descontinuidade estrutural entre os painéis, impedindo a transmissão de cargas verticais.

Os pinos e placas são responsáveis pela transmissão dos esforços horizontais entre os

painéis, garantindo seu alinhamento.

Figura 4.36 - Conexão não-rígida entre painéis contínuos executada com pinos e placas

Fonte: Adaptado de LGSEA, 2004, p.3

As placas utilizadas são em aço galvanizado, com dimensões de 140,0 x 90,0 mm e

espessura de 6,35 mm. O pino, também em aço galvanizado, possui diâmetro de 20 mm

e comprimento de 80 mm. O furo na placa soldada à guia superior deve ter diâmetro de

22 mm para facilitar o encaixe do pino. A quantidade de pinos utilizada deve ser

determinada pelo cálculo estrutural, sendo de, no mínimo, 2 pinos por painel, locados

em extremidades opostas da guia (LGSEA, 2004).

A placa com pino de encaixe pode ser instalada tanto na guia do painel superior quanto

na do inferior, sendo esta definição função da ordem de montagem dos painéis, de modo

a facilitar seu encaixe.

Este modo de montagem garante a total independência para movimentação vertical dos

painéis, e o pino vertical possui elevada resistência aos esforços cortantes a que o

fechamento deve estar submetido. Também apresenta a vantagem de permitir a

execução prévia dos painéis fora do canteiro de obras, sem necessidade de

contraventamentos provisórios. Dentre suas desvantagens está a necessidade de

fabricação de peças especiais, a partir de chapas que devem ser galvanizadas sob

encomenda, além de demandar execução de soldas em obra, que são complicadas e

necessitam de máquinas específicas e profissionais muito especializados.

4.2.5 - AVALIAÇÃO CRÍTICA DAS MONTAGENS CONTÍNUAS

Os painéis de LSF contínuos para fechamento externo de fachadas se apresentam como

uma alternativa mais interessante que os painéis embutidos, para a maioria dos casos.

Isto é função da clara separação entre o fechamento e a estrutura principal, no que se

refere ao desempenho estrutural, exigindo recursos mais simples para absorção e

isolamento dos deslocamentos. O fechamento contínuo permite ajustes de prumo da

estrutura que são impossíveis no fechamento embutido e, além disso, possui pontos de

interface entre fechamento e estrutura, que são os pontos vulneráveis a intempéries,

mais fáceis de serem tratados com desempenho construtivo satisfatório.

Dentre as opções de montagem contínua, aquela em que os painéis são divididos

verticalmente e possuem apoios rígidos e não-rígidos alternadamente (Figura 4.22) é a

mais vantajosa, por não possuir limitação na altura do edifício e não demandar variação

na espessura de chapa dos montantes em função do acúmulo de cargas verticais ao

longo do edifício.

Para conexão do painel com a estrutura, a forma mais interessante é por meio de

cantoneiras com abas desiguais, que podem possuir furos oblongos para conexões não-

rígidas (Figura 4.27) ou furos comuns para conexões rígidas (Figura 4.26). Esta

alternativa se mostra interessante pela facilidade de produção das cantoneiras, contando

ainda com diversas variações, como nas posições e quantidade de furos, dimensões das

abas e espessuras de chapa, adequado-se a situações específicas de projeto.

4.2.6 - PAINÉIS JANELA A JANELA

Em edificações com fechamento externo em painéis contínuos de LSF onde existem

janelas com grandes dimensões horizontais ou contínuas, o emprego de vergas sobre as

aberturas se torna inviável devido à falta de apoios verticais e à dimensão requerida para

as vergas. Para situações como esta, se aplicam os painéis janela a janela, que são um

caso particular dos painéis contínuos externos.

Os painéis janela a janela (conhecidos também como Spandrel) são aqueles contínuos

com altura igual à distância entre a extremidade superior da janela de um pavimento e o

peitoril da abertura no andar imediatamente acima (Figura 4.37 e Figura 4.38). A

conexão com a estrutura principal deve ser feita de forma rígida, sendo a peça de

conexão responsável por resistir às cargas verticais e horizontais incidentes no painel

(LGSEA, 2004).

Figura 4.37 - Painéis janela a janela

Figura 4.38 - Montagem de painéis janela a janela em fachada de

edifício em concreto armado. John Radcliffe Hospital, Inglaterra

Fonte: KINGSPAN, 2008

Para permitir a absorção dos deslocamentos verticais da estrutura, devem ser previstos

detalhes de movimentação no topo da abertura. Estes podem ser feitos com uma

cantoneira com furos oblongos nas mesas, fixada rigidamente à esquadria. Também

pode haver detalhes na execução da esquadria, como peças independentes, que

permitam absorver a movimentação vertical (SCHARFF, 1996).

Em painéis janela a janela com maior comprimento horizontal destravado entre pilares,

pode-se optar pelo seu enrijecimento com o emprego de vigota composta na montagem

do peitoril e da verga das aberturas, além de contraventamento com fitas metálicas. Seu

uso deve ser definido no cálculo estrutural em função dos deslocamentos admitidos.

Nas fachadas com painéis janela a janela, o peitoril da janela do pavimento térreo deve

ser executado com painel fixado à fundação, com ancoragem de resistência e rigidez

suficientes para suportar os esforços horizontais, principalmente decorrentes do contato

dos ocupantes do edifício.

Nos casos onde as janelas não são continuas, o espaço equivalente aos vãos das janelas

devem ser fechado com painéis fixados rigidamente na parte inferior, utilizando

parafusos estruturais, e permitindo movimentação vertical na face superior. Caso esse

fechamento ocorra próximo a pilares, onde os deslocamentos verticais são pouco

significativos, pode-se optar por conexões rígidas no topo e na base do painel

intermediário (LGSEA, 2004).

O painel janela a janela é ligado à estrutura do edifício de forma rígida, por meio de

cantoneiras fixadas à borda da laje de concreto, combinadas com outro ponto de apoio

secundário para estabilização da extremidade inferior do painel. Este segundo ponto de

apoio é responsável por diminuir o comprimento do braço de alavanca do painel,

permitindo o uso de montantes menos robustos. Esta estabilização é tão mais eficiente

quanto mais próxima da extremidade inferior do painel estiver o travamento. Este apoio

secundário de travamento deve ocorrer a cada dois montantes e todas as conexões entre

peças devem ser rígidas e executadas com parafusos estruturais (SCHARFF, 1996).

Uma das opções para estabilização do painel é a execução de um braço diagonal de

travamento composto por perfil Ue ou cantoneira, instalado a 45º e conectado à face

inferior da laje por outra cantoneira, resistindo tanto a esforços verticais quanto

horizontais (Figura 4.39). Este sistema possui grande eficiência no travamento do painel

devido a sua proximidade da extremidade inferior. Além disso, sua execução é simples

e pode ser feita com elementos comuns do sistema LSF (SSMA, 2007).

Figura 4.39 - Painel janela a janela com apoio secundário com braço diagonal

Fonte: Adaptado de SSMA, 2007

A proximidade da extremidade inferior do painel, que constitui a principal vantagem do

sistema de apoio secundário descrito, gera sua principal desvantagem. Há, nessa

montagem, a necessidade de se executar um forro muito baixo para ocultá-la, criando

um pleno muito alto e conseqüentemente diminuindo a altura útil do pavimento. Essa

altura pode ser aumentada caso opte-se por executar o forro inclinado próximo ao braço

de travamento, porém esta solução depende de opção arquitetônica.

Visando diminuir o impacto interno do apoio secundário de travamento, pode-se

substituir o braço diagonal por uma cantoneira ou por perfil Ue ligado à face inferior da

viga do edifício e à alma dos montantes do painel de fechamento externo (Figura 4.40).

A conexão desse perfil ao montante é feita com parafusos estruturais e à viga com

parafusos, pinos acionados à pólvora ou solda.

Figura 4.40 - Painel janela a janela com apoio secundário com perfil horizontal

Fonte: Adaptado de SSMA, 2007

As vantagens deste sistema estão no menor impacto gerado na altura do forro do

pavimento abaixo, além da facilidade de execução e menor consumo de material.

Porém, nesta montagem, a estabilização horizontal do painel janela a janela é menos

eficiente que no uso de peça diagonal, devido à distância entre o ponto de fixação e a

extremidade inferior do painel, criando um braço de alavanca que maximiza esforços

horizontais. Além disso, há a transmissão desses esforços horizontais para a face

inferior da viga do edifício, podendo ter implicações em seu dimensionamento

(SSMA, 2007).

Outra possibilidade de instalação dos painéis entre janelas é sua fixação com a

cantoneira rígida, responsável por resistir aos esforços horizontais e verticais, conectada

à face externa da viga da estrutura principal do edifício, no ponto mais inferior possível.

Para estabilização do painel, minimizando o comprimento de alavanca que o solicita,

pode-se utilizar uma cantoneira de abas iguais com largura de 100 mm, instalada ao

longo de toda a borda superior da laje e conectada aos montantes do LSF com parafusos

(Figura 4.41 e 4.42).

Uma das vantagens desta montagem é a não necessidade de peças abaixo da viga, que

diminuem o pé-direito do pavimento. Além disso, a cantoneira pode servir de apoio para

a execução do contra-piso, garantindo que o mesmo exista até o encontro com o painel,

o que é importante para a eficiência do isolamento acústico entre os pavimentos. Sua

desvantagem está na existência de uma alavanca livre mais longa na extremidade

inferior, o que pode requerer maior espessura de chapa nos montantes.

Figura 4.41 - Painel janela a janela estabilizado com cantoneira superior

Fonte: Adaptado de FLASAN, 2008

Figura 4.42 - Painel janela a janela em fachada de edifício com

estrutura metálica. Edifício comercial, Belo Horizonte, MG

Esta última alternativa, desenvolvida por uma empresa brasileira, se mostra uma

solução construtiva mais viável para a instalação de painéis janela a janela. Isso ocorre

principalmente pela não existência de elementos de fixação do painel abaixo da viga

estrutural, o que não condiciona a execução de forro ou sanca mais baixos ao longo do

pavimento, além da cantoneira superior ser utilizada para ajustes no prumo de cada

parte do painel.

5 - ACABAMENTOS E INTERFACES

A garantia de integridade dos fechamentos verticais propostos neste trabalho é função

do seu desempenho estrutural independente da estrutura principal e também do

planejamento dos acabamentos em suas faces e das interfaces com os demais

componentes da edificação.

O planejamento dos acabamentos do sistema de fechamento em Light Steel Framing

(LSF) e de suas interfaces visa garantir a estanqueidade à água e ao ar da edificação,

responsável pela salubridade do ambiente e também influencia diretamente na

durabilidade e desempenho térmico da construção.

Além disso, as interfaces do acabamento com a estrutura principal e com os demais

componentes construtivos são importantes na manutenção da sua integridade frente às

constantes variações higrotérmicas a que esses acabamentos estão sujeitos. A

independência estrutural entre fechamento e estrutura do edifício e suas liberdades de

deslocamento também são afetadas pela forma de execução do acabamento dos painéis

verticais de LSF empregados no fechamento de fachadas.

5.1 - INTERFACE DAS PEÇAS DE LSF COM A ESTRUTURA PRINCIPAL

As peças de aço galvanizado da estrutura do painel de fechamento em LSF são

conectadas à estrutura principal do edifício por meio de parafusos, pinos acionados à

pólvora ou solda. O meio de conexão utilizado deve ser definido no projeto em função

das características de cada obra.

Na interface entre as peças metálicas do painel e a estrutura principal recomenda-se que

seja instalada uma fita de isolamento de polietileno. Essa fita possui espessura de 3 mm

e pelo menos uma das faces adesiva, e deve ser fixada nos locais de interface antes da

instalação do painel de fechamento.

Nas construções com estrutura principal metálica, a fita de isolamento é importante para

que não ocorra contato direto entre o aço galvanizado do LSF e o aço da estrutura

principal, evitando, assim, a ocorrência da corrosão galvânica (resultado da diferença de

potencial existente entre diferentes ligas metálicas). Já nas construções em concreto, a

fita de isolamento ajuda no nivelamento da superfície para receber a peça metálica do

painel de fechamento, evitando que esta se amasse em função de pequenas

imperfeições, comuns na face do concreto.

5.2 - PAINÉIS COM ACABAMENTO PRÉ-EXECUTADO

Os painéis de LSF utilizados no fechamento vertical de fachadas podem ser executados

em obra ou pré-montados em uma fábrica. No caso da execução prévia, pode-se

incorporar a instalação dos acabamentos no processo de produção, o que implica em

grande ganho na velocidade de instalação dos painéis, maior controle de qualidade e de

custos de produção e maior segurança para o trabalho dos montadores, que não

precisam ficar expostos a trabalho em altura por tanto tempo (Figura 5.1).

Figura 5.1 - Instalação de painel de LSF com acabamento cerâmico

pré-executado. Centro Comercial, Carlow, Irlanda

Fonte: KINGSPAN, 2008

Nos painéis com acabamento executado em fábrica, os materiais de fechamento estarão

sujeitos a maiores esforços de deformação em função do transporte para o canteiro de

obras e também dentro dele. A estrutura metálica galvanizada dos painéis com

acabamento pré-executado deve ser rígida o suficiente para garantir que as deformações

que ocorrem no transporte não tenham impactos negativos na integridade e no

desempenho dos materiais de acabamento. Tal característica pode ser obtida com a

instalação de contraventamentos em fitas metálicas, que podem ser mantidos ou

retirados após a locação definitiva do painel. A grandeza das deformações admitidas em

cada painel é determinada pelo material de acabamento escolhido.

Além disso, a forma de instalação e os materiais dos acabamentos no painel podem

favorecer mais ou menos a manutenção de sua integridade durante o transporte. O uso

de juntas não-rígidas entre placas de acabamento ou o emprego de argamassas flexíveis

para assentamento de peças contribuem para que o acabamento possa absorver, sem

comprometimento, algumas deformações do painel nestas condições.

5.3 - JUNTAS E ENCONTROS DE PLACAS DE ACABAMENTO

Os acabamentos para fechamentos verticais em LSF usuais no Brasil são montados

preferencialmente a partir de placas moduladas e industrializadas e estão sujeitos a

variações dimensionais, cuja grandeza é determinada pelo seu material e processo de

fabricação. A previsão de detalhes de execução, com espaços que permitam a dilatação

ou encurtamento das placas, sem que ocorra deformação ou transmissão de esforço para

as outras placas, é fundamental para o funcionamento correto do fechamento.

As juntas de dessolidarização são responsáveis pela movimentação dos acabamentos de

fechamento. As juntas constituem a linha de separação entre dois elementos pré-

fabricados montados justapostos ou superpostos, podendo ser horizontais ou verticais

(KRÜGER, 2000). Sua forma de execução e grandeza dimensional varia em função do

material empregado, podendo ser aparente ou invisível.

A execução da estrutura do sistema de fechamentos em LSF apresentado neste trabalho

busca garantir sua independência de deslocamento em relação à estrutura principal do

edifício. A existência de detalhes construtivos nas placas de acabamento, tanto externo

quanto interno, que garantam a continuidade da independência estrutural é fundamental

para a manutenção do isolamento estrutural e da integridade física do sistema de

fechamento.

5.4 - MATERIAIS DE ACABAMENTO E FORMAS DE APLICAÇÃO

Os materiais usuais de acabamento para fechamentos verticais em LSF são os painéis de

OSB (acabados com siding, argamassa ou EIFS) e as placas cimentícias para a face

externa e gesso cartonado e placas cimentícias para a face interna, podendo também

receber painéis pré-fabricados leves, como os metálicos. Suas propriedades físicas e

características básicas de montagem são mostradas a seguir. São apresentadas, também,

informações relativas à aplicação destes acabamentos no fechamento vertical não-

estrutura em LSF de edifícios, além de detalhes construtivos sugeridos para algumas

situações usuais neste tipo de aplicação.

Os detalhes de acabamento apresentados são ilustrativos das possibilidades de execução

existentes, e devem ser avaliados pela equipe de projeto e execução em função das

particularidades da obra e da grandeza dos deslocamentos previstos. Outras montagens

são possíveis e devem ser propostas tendo como premissas a manutenção da

estanqueidade do fechamento, a absorção dos deslocamentos previstos para a estrutura

do edifício e a garantia de durabilidade e manutenção da fachada.

5.4.1 - PAINÉIS OSB

As placas de OSB (Oriented Strand Board) são constituídas por tiras de madeira de

reflorestamento orientadas em quatro camadas perpendiculares, unidas com resinas e

prensadas sob alta temperatura (MASISA, 2007). Os painéis OSB podem ser usados no

fechamento vertical externo como substrato para a instalação de siding, acabamento em

argamassa ou EIFS (Figura 5.2).

Figura 5.2 - Instalação de placas de OSB na fachada

Fonte: CRASTO, 2005. p.127

As chapas de OSB são comercializadas nas dimensões de 1220x2440 mm, com

espessuras que variam entre 9, 12, 15 e 18 mm. A espessura a ser utilizada é

determinada pelo tipo de acabamento, espaçamento entre montantes (determinado pelo

cálculo estrutural) e função estrutural (se trabalha ou não como diafragma rígido).

Para a proteção das placas contra umidade externa, independente do acabamento final,

elas devem ser revestidas com uma manta de polietileno de alta densidade

, que garante

As mantas ou membranas de polietileno de alta densidade com as propriedades descritas são

comercializadas no Brasil sob as marcas Tyvek (fabricante DuPont) e Vario (fabricante Saint-Gobain).

100

sua estanqueidade e evita a condensação de vapor no interior dos painéis, permitindo a

passagem da umidade do interior para o exterior do fechamento e evitando a entrada de

água de fora para dentro. Para sua eficácia, deve haver sobreposição horizontal (15 a

30 cm) das bordas da manta, criando uma superfície contínua e efetiva, conforme

indicado pelo fabricante.

Para permitir as variações dimensionais ocasionadas pela temperatura e pela umidade

do ar, devem ser previstas juntas com largura de 3 mm entre as placas de OSB,

incluindo todo o seu perímetro e também entre estas e esquadrias e estrutura principal

dôo edifício. As juntas verticais devem estar sempre sobre montantes e adequadamente

parafusadas. No projeto de paginação das placas, as juntas verticais devem estar

defasadas entre si e não alinhadas com bordas de esquadrias ou portas (Figura 5.3)

(CRASTO, 2005).

Figura 5.3 - Placas de acabamento instaladas de forma defasada na horizontal e na vertical e com juntas

não alinhadas com portas ou janelas

As juntas de dilatação entre as placas de OSB não precisam ser preenchidas com

material vedante, uma vez que a estanqueidade do painel de fachada é garantida pela

manta de polietileno de alta densidade.

5.4.1.1 - SIDING

O siding é um revestimento de fachada composto de placas paralelas instalado sobre

substrato de OSB (com espessura de 12 mm), sendo o vinílico (fabricado em PVC)

aquele mais utilizado com LSF, devido à sua boa trabalhabilidade e concepção mais

industrializada. É um material de execução rápida e limpa e depois de instalado são

possíveis a remoção e a recolocação dos painéis, quando há necessidade de manutenção

elétrica ou hidráulica, ou mesmo a substituição de peças danificadas (Figura 5.4).

101

Figura 5.4 - Execução de siding vinílico sobre membrana de polietileno e OSB

Fonte: MADEX, 2007

O siding vinílico é encontrado no mercado em painéis compostos por réguas duplas com

25 cm de largura, podendo ser fabricadas em qualquer comprimento, limitado apenas

por questões de logística e instalação, que recomendam dimensão de 6 m (Figura 5.5).

Para sua instalação, o fabricante disponibiliza vários acessórios: perfis de fixação,

acabamentos de quinas externas e internas, arremates superiores e verticais para

encontros com esquadrias ou estrutura, rufos e peças decorativas. O siding possui

significativa variação dimensional quando submetido a diferenças de temperatura,

devendo haver cuidado na execução de grandes panos cegos, onde há emendas

horizontais.

Figura 5.5 - Perfil de siding vinílico

102

Um dos pontos interessantes da utilização do acabamento em siding sobre substrato de

OSB é a independência entre os elementos do sistema, que contribui para evitar algumas

patologias construtivas. Nesse acabamento, os elementos formam camadas com

responsabilidades diferentes e desempenho independente: o OSB é o substrato de

sustentação do acabamento, a membrana de polietileno é responsável pelo isolamento à

água e o siding é a proteção mecânica e o acabamento do sistema.

Para execução de painéis de fachadas embutidos, pode-se optar pela instalação do siding

contínuo sobre a estrutura principal ou pode-se deixá-la aparente. Em ambos os casos é

preciso atenção na instalação do OSB em painéis de LSF com conexões superiores não-

rígidas, pois sua fixação deve ocorrer apenas nos montantes, sem qualquer fixação à

guia superior do painel ou à estrutura principal, de modo a não impedir que ocorram os

deslocamentos planejados para a conexão.

No caso da estrutura oculta, as placas OSB devem ser instaladas sobre os montantes do

painel com as réguas de siding se sobrepondo à estrutura, fixadas a ela com parafusos.

Como o siding possui desempenho independente do substrato, esta montagem pode ser

utilizada tanto em painéis com conexão superior rígida quanto não-rígida (Figura 5.6).

O sistema de instalação do siding o deixa capaz de absorver eventuais deslocamentos de

conexões não-rígidas, evitando a interrupção no ponto de movimentação, desde que

estes deslocamentos previstos sejam pequenos. A instalação da manta de polietileno

(responsável pela impermeabilização do sistema) deve ser feita de forma contínua sobre

a estrutura, para garantir seu desempenho.

Quando no uso da estrutura aparente, o siding é interrompido utilizando os perfis de

arremate adequados fornecidos pelo seu fabricante. Pode-se também optar pelo emprego

de perfil Z formando pingadeira no arremate inferior, onde há sempre uma conexão

rígida do painel com a estrutura do edifício. Já no arremate superior, onde pode haver

tanto conexão rígida quanto não-rígida, uma opção é o uso de cantoneira fixada à face

inferior da estrutura imediatamente acima (Figura 5.7).

103

Figura 5.6 - Painel embutido com acabamento em siding sobreposto a estrutura principal

Figura 5.7 - Painel embutido com acabamento em siding com estrutura principal aparente

Em construções com painéis montados pelo método contínuo, o acabamento em placas

OSB com siding deve ser instalado de forma contínua sobre os pontos de conexão rígida

dos montantes com a estrutura principal do edifício ou nos encontros horizontais rígidos

entre painéis de fechamento empilhados (Figura 5.8).

Já nos encontros não-rígidos, deve-se interromper as placas OSB sobre o ponto de

movimentação, para que estas não prejudiquem os deslocamentos do painel de fachada.

A manta de polietileno deve ser instalada contínua sobre este ponto de interrupção dos

painéis, para que seja garantida a correta impermeabilização da montagem. O siding

pode ser instalado contínuo sobre o encontro horizontal não-rígido, desde que a

amplitude da movimentação prevista seja pequena (Figura 5.9).

104

Figura 5.8 - Painel contínuo com acabamento em siding sobre conexão rígida

Figura 5.9 - Painel contínuo com acabamento em siding não interrompido sobre conexão não-rígida

No caso de se optar pela interrupção do siding, pode-se utilizar um perfil Z, fixado à

placa OSB do painel superior e com a extremidade inferior livre, funcionando como

uma espécie de pingadeira. A dimensão do perfil Z deve ser determinada em função do

deslocamento previsto (Figura 5.10). Em montagens com previsão de deslocamentos

pequenos, pode-se empregar um perfil tipo cartola, com as abas instaladas sob o siding

e fixadas ao OSB, com atenção para que o perfil escolhido possua dimensão e

capacidade de se deformar adequados para os deslocamentos previstos para este ponto,

já que, neste detalhe, o perfil cartola funciona como uma espécie de mola, abrindo-se ou

fechando-se conforme o deslocamento vertical do painel de fechamento (Figura 5.11).

Em ambos os casos, a manta de polietileno deve ser sempre instalada entre os perfis de

acabamento e a estrutura do painel, garantindo a não penetração de água.

105

Figura 5.10 - Painel contínuo com junta em perfil Z e acabamento em siding sobre conexão não-rígida

Figura 5.11 - Painel contínuo com junta em perfil cartola e acabamento siding sobre conexão não-rígida

5.4.1.2 - ARGAMASSA

Outro acabamento possível para painéis em LSF é o revestimento em argamassa. Esse

revestimento dá aspecto final semelhante a uma construção convencional de alvenaria,

por isso tem grande aceitação no mercado. O revestimento em argamassa tem evoluído

no sentido de evitar problemas de trincas e fissuras decorrentes da movimentação e

variação dimensional dos elementos dos painéis, com o desenvolvimento de técnicas

construtivas e argamassas mais flexíveis. Porém, é um processo artesanal, que pode

comprometer a velocidade da construção industrializada e apresenta grande ocorrência

de patologias..

106

O revestimento consiste em argamassa aplicada sobre tela de fios de aço zincado

expandida ou tela plástica resistente à alcalinidade, fixada ao OSB. Para garantir a

aderência da argamassa, a tela deve estar disposta em duas camadas e fixada com

grampos sobre a superfície do OSB (espessura 15 mm) impermeabilizada com a

membrana de polietileno. A argamassa deve ser de traço forte e aplicada uniformemente

não deixando a tela exposta (Figura 5.12).

Figura 5.12 - Revestimento de argamassa aplicado sobre placas de

OSB com manta de polietileno e tela de aço expandida

Fonte: CRASTO, 2005, p.135

No acabamento de OSB com argamassa é necessária a presença de juntas feitas na

superfície da argamassa para orientação das trincas que podem ocorrer em função da

movimentação e variação dimensional do conjunto. Essas juntas não devem ser

coincidentes com aquelas entre os painéis de OSB. Podem-se aplicar acabamentos

diversos, como cerâmicas ou textura acrílica, mantendo-se a necessidade da execução

de juntas e o uso de argamassa flexível (CRASTO, 2005).

A utilização de argamassa no acabamento de painéis de LSF é um processo artesanal,

que contraria a filosofia de industrialização do sistema, levando a uma execução mais

lenta do fechamento. Além disso, a movimentação inerente ao sistema LSF, não é bem

absorvida pela argamassa, favorecendo o aparecimento de diversas patologias que

comprometem freqüentemente a integridade da construção. Por esses motivos, o

acabamento em argamassa é pouco utilizado e bastante não recomendado pelos

construtores da área.

107

5.4.1.3 - EIFS (EXTERIOR INSULATION AND FINISHING SYSTEM)

Uma alternativa de acabamento para LSF que possui aparência final semelhante aos

sistemas construtivos tradicionais e com baixa ocorrência de patologias é o EIFS, sigla

em inglês para Sistema de Isolamento e Acabamento Externo, um acabamento bastante

utilizado em construções em LSF fora do Brasil e que vem ganhando espaço no país em

substituição ao uso de argamassa sobre OSB. O EIFS consiste em um sistema

multicamada composto por um substrato de sustentação, isolamento térmico e

revestimento especial (argamassa polimérica), podendo conter ainda tela de fibra de

vidro para melhorar a resistência e durabilidade do material (Figura 5.13).

Figura 5.13 - Desenho esquemático de fechamento com EIFS

1- substrato; 2- placa de isolamento; 3-revestimento de base;

4- malha de reforço; 5- regulador de fundo; 6- revestimento final.

Fonte: FUTURENG, 2007

A solução usual no Brasil é composta por substrato de OSB (espessura 15 mm),

membrana de polietileno, EPS (poliestireno expandido) e argamassa elastomérica,

formando um conjunto resistente a impactos e capaz de absorver bem as movimentações

inerentes ao sistema LSF (BONITESE, 2006).

A capacidade de absorver a movimentação da estrutura é uma característica importante

para fechamentos associados ao LSF. O EIFS é um sistema que possui comportamento

dúctil, ou seja, quando submetido a esforços é capaz de se deformar bastante antes de se

romper, diferente do que ocorre com o reboco tradicional, que se quebra facilmente

108

devido a sua matriz cimentícia. Tal propriedade garante a menor ocorrência de

patologias construtivas e comprometimento da integridade do sistema comparado à

argamassa. Além disso, sua maior estabilidade dimensional permite que acabamentos

utilizando o sistema EIFS possam ser executados com uma quantidade de juntas de

dilatação bem menor que as que seriam necessárias em acabamento com argamassa

(THOMAS, 2001).

Para execução de painéis de fachadas embutidos, assim como no acabamento em siding,

é preciso atenção na instalação do OSB para que, no caso de conexões superiores não-

rígidas, a fixação do acabamento não prejudique os deslocamentos previstos. Para tal,

não deve haver parafusos fixando extremidade superior da placa de OSB à guia superior

do painel ou à estrutura principal do edifício.

Nos revestimentos em EIFS para painéis embutidos, tanto rígidos quanto não-rígidos, as

placas de OSB devem ser contínuas sobre a estrutura principal, para garantir a

existência de substrato constante sob o acabamento e evitar a ocorrência de fissuras.

Além disso, as placas contínuas garantem um menor desperdício desse material, uma

vez que seus recortes serão minimizados.

Em montagens embutidas com ligações rígidas, a instalação das placas OSB com EIFS

não demanda a execução de juntas ou interrupções no acabamento no ponto de encontro

do painel com a estrutura do edifício, devendo se sobrepor à esta para garantir o

substrato do sistema (Figura 5.14). As juntas de orientação de trincas ou de dilatação

devem ser previstas de acordo com as demandas do acabamento, podendo ser locadas

em qualquer ponto da fachada, de acordo com a opção arquitetônica do projeto.

Já em painéis de LSF embutidos que possuem conexões não-rígidas na extremidade

superior é preciso usar juntas capazes de absorver os deslocamentos previstos. Como o

OSB deve recobrir a estrutura do edifício, a junta pode ser fechada com perfis Z ou

cartola fixados à estrutura principal (Figura 5.15). É importante que a placa OSB do

painel abaixo da estrutura não esteja fixada à guia superior ou à estrutura, para não

impedir o deslocamento proposto. É importante, também, que a manta de polietileno

seja instalada de forma contínua, garantindo a impermeabilização do painel.

109

Figura 5.14 - Painel embutido rígido com acabamento em EIFS

Figura 5.15 - Painel embutido não-rígido com acabamento em EIFS

Para acabamento de painéis contínuos de LSF com EIFS não é preciso prever juntas ou

interrupções nos pontos de conexão rígida dos montantes com a estrutura principal ou

nos encontros horizontais rígidos entre painéis (Figura 5.16). Nesse caso, as juntas de

orientação de trincas ou dilatação devem atender às demandas do acabamento e ser

locadas de acordo com a opção arquitetônica. Essa situação também favorece a

paginação das placas de OSB, uma vez que elas podem ser instaladas independente da

divisão de pavimentos do edifício, minimizando as perdas de material com recortes.

Já nos encontros não-rígidos, deve-se interromper as placas OSB sobre o ponto de

movimentação, para que estas não prejudiquem os deslocamentos do painel de fachada.

No ponto de deslocamento, o acabamento em EIFS também deve ser interrompido e

fechado de modo a não permitir a entrada de água. Para isso, a manta de polietileno

110

deve ser instalada sem interrupção, com a sobreposição prevista entre faixas horizontais

ocorrendo no ponto de deslocamento, para que este não a rasgue. Além disso, deve-se

utilizar um perfil metálico, que pode ser do tipo Z, formando pingadeira (Figura 5.17),

ou cartola, com capacidade de absorver as deformações previstas (Figura 5.18). É

importante recobrir a aba superior do perfil cartola com o EIFS, para evitar a existência

de um ponto vulnerável à penetração da água.

Figura 5.16 - Painel contínuo com acabamento em EIFS sobre conexão rígida

Figura 5.17 - Painel contínuo com acabamento em EIFS sobre conexão não-rígida

111

Figura 5.18 - Painel contínuo com acabamento em EIFS sobre conexão não-rígida

5.4.2 - PLACAS CIMENTÍCIAS

As placas cimentícias são uma das opções de acabamento externo e interno para

fechamentos verticais em LSF. Elas utilizam, na fabricação, a tecnologia CRFS

(Cimento Reforçado com Fios Sintéticos), sem amianto, e são produzidas a partir de

uma mistura homogênea de cimento Portland, agregados naturais de celulose e reforço

com fios sintéticos de polipropileno. São comercializadas no Brasil com bordas retas ou

rebaixadas e em espessuras de 6, 8, 10 e 12 mm, sendo as duas últimas recomendadas

para fechamentos externos. As placas possuem largura de 1200 mm e comprimento de

2000, 2400 ou 3000 mm (BRASILIT, 2007).

As placas cimentícias possuem constituição permeável ao vapor e impermeável à água,

dispensando, a priori, a instalação de manta de polietileno. Porém, na sua instalação

pode-se utilizar a manta de polietileno, entre os montantes de LSF e a placa, para

garantir a estanqueidade da parede, o que é recomendado principalmente em juntas

aparentes acabadas com perfis. O acabamento com placas cimentícias dispensa a

execução de chapisco, emboço e reboco, e possui uma superfície que aceita diversos

tipos de revestimento, tais como: laminado melamínico, cerâmica, verniz acrílico,

pintura, massa texturizada com base acrílica e pastilhas (Figura 5.19).

112

Figura 5.19 - Execução de fechamento externo em placa cimentícia

Fonte: BRASILIT, 2007

As patologias mais comuns nos fechamentos com placas cimentícias são as trincas no

corpo da chapa e em juntas e revestimentos. Assim, deve-se levar em consideração a

variação dimensional das placas devido à temperatura e à umidade do ambiente, além da

natureza dos acabamentos, na especificação do tipo de junta, que pode ser aparente ou

invisível. Além disso, deve-se utilizar argamassa colante e flexível AC-II ou AC-III

assentamento de peças cerâmicas ou similares.

As placas cimentícias devem ser parafusadas nos montantes e nas guias com

espaçamento máximo entre parafusos de 30 cm e dispostos a 12 mm das bordas das

placas. Nos cantos das placas cimentícias, recomenda-se parafusar no sentido horizontal

a 5 cm da borda e no sentido vertical a 10 cm da borda. As cabeças dos parafusos

devem ser tratadas com massa cimentícia.

As juntas entre placas, que podem ser aparentes abertas, aparentes com matajunta ou

invisíveis, devem ocorrer alinhadas com os perfis metálicos. No caso da utilização de

A argamassa colante industrializada AC-II é definida pela NBR 14081:1998 como sendo a que

apresenta resistência a tensões de tração igual ou maior que 0,5 MPa nas interfaces substrato/adesivo e

placa cerâmica/adesivo, com tempo em aberto de pelo menos 20 minutos. Já a argamassa AC-III é aquela

com resistência à tração igual ou maior que 1,0 MPa e tempo em aberto de pelo menos 20 minutos.

113

juntas invisíveis, recomenda-se a defasagem nas juntas horizontais e verticais, o que

resulta em uma melhor amarração. Nos vãos de portas ou janelas, as juntas das placas

não devem coincidir com os alinhamentos dos batentes ou vergas, evitando possíveis

fissuras. (BRASILIT, 2007).

As juntas precisam ser dimensionadas corretamente e seladas para que o sistema de

fechamento seja perfeitamente estanque. As juntas de dessolidarização devem existir

entre os painéis e os pilares e entre os painéis e as vigas e lajes, com no mínimo 6 mm

de largura. Entre as placas devem existir juntas com largura de 3 a 6 mm, variando

conforme a espessura e recomendação do fabricante (COSTA, 2004).

Para execução de juntas invisíveis, deve-se utilizar placas cimentícias com bordas

rebaixadas. Seu acabamento é feito com emprego de massa cimentícia ou argamassa

flexível AC-III-E

combinadas com tela de fibra de vidro resistente a álcalis ou ainda

resina poliéster associada a manta de fibra de vidro, ambas instaladas em camadas

suscessivas, conforme as orientações e recomendações específicas dos fabricantes

(Figura 5.20).

Figura 5.20 - Junta oculta entre placas cimentícias

Fonte: CRASTO, 2005, p.143

A argamassa colante industrializada AC-III-E é definida pela NBR14081:1998 como sendo a que

apresenta resistência a altas tensões de tração (> 1,0 MPa) nas interfaces substrato/adesivo e placa

cerâmica/adesivo, com tempo em aberto estendido (> 30 minutos) (adaptado de COSTA, 2004, p.96).

114

As juntas aparentes, que podem ser abertas ou fechadas com matajunta, são uma boa

alternativa no caso de placas que possuem o coeficiente de variação dimensional muito

alto (CRASTO, 2005). Para esse tipo de junta, as bordas das placas devem ser planas.

As juntas aparentes rebaixadas devem ser feitas com a deposição direta de uma fina

camada de selante flexível (silicone, elastômeros ou polissulfeto bi-componente) sobre

o perfil (Figura 5.21 A). Já para juntas niveladas, há necessidade da inserção de um

fundo de junta, tipo cordão de polietileno expandido ou similar, e posterior deposição

do selante flexível (Figura 5.21 B).

Para execução de juntas aparentes com matajuntas, deve-se utilizar placas de bordas

quadradas. É recomendado o uso de manta de polietileno entre as placas cimentícias e

os montantes para garantir estanqueidade à água do sistema. O perfil matajunta (em

PVC, aço ou alimínio) pode ser do tipo cartola (Figura 5.21 C), ou de sobrepor (Figura

5.21 D) (BRASILIT, 2007).

Figura 5.21 - Juntas aparentes entre placas cimentícias

Fonte: BRASILIT, 2007

Para acabamento de painéis de fechamento vertical em LSF para edifícios, as placas

cimentícias são uma opção interessante pelo resultado final do acabamento ser

semelhante ao de fechamentos convencionais em tijolos com argamassa. Sobre o EIFS,

que também permite esse resultado estético, a placa cimentícia possui a vantagem de ter

execução mais rápida, que, em edifícios de múltiplos andares, implica em grande

economia na montagem de andaimes.

115

As placas cimentícias podem ser instaladas nos fechamentos externos de forma a deixar

a estrutura do edifício aparente ou podem envolvê-la. Em montagens embutidas onde as

conexões do painel com a estrutura principal são rígidas, a opção por envolver a

estrutura com as placas cimentícias implica na não necessidade de alinhamento das

juntas entre placas (que são executadas como juntas comuns) com as extremidades dos

painéis de LSF (Figura 5.22). Nesta situação, há melhor aproveitamento das placas,

menor quantidade de juntas e arremates, maior facilidade e menos interrupções na

instalação da manta de polietileno, além da paginação de eventuais juntas no

acabamento (pastilhas cerâmicas ou similares) poder ser feita livremente de acordo com

a opção arquitetônica adotada.

Já nas situações onde há conexões não-rígidas entre painéis de LSF e a estrutura do

edifício, e esta é envolvida pelas placas cimentícias, é preciso prever juntas de dilatação

entre as placas, próximas aos pontos de deslocamento previstos. Para arremate, podem-

se utilizar perfis metálicos Z, que funcionam como pingadeiras (Figura 5.23), ou ainda,

preencher as juntas com selante flexível adequado, quando os deslocamentos previstos

forem pequenos. É preciso cuidado na instalação das placas cimentícias em painéis de

LSF com conexões superiores não-rígidas, já que não deve haver fixação da

extremidade superior da placa na guia superior do painel ou na estrutura principal, pois,

caso contrário, os deslocamentos planejados para a conexão podem ser impedidos.

Para casos onde se opte por manter a estrutura do edifício aparente, as juntas entre as

placas cimentícias e a estrutura principal podem ser preenchidas com selante flexível ou

com perfis metálicos Z ou cantoneira (formando pingadeira). Nos casos de estruturas

em concreto, pode-se utilizar a técnica de execução de juntas ocultas entre placas

cimentícias para o ponto de encontro dessas com a estrutura, criando uma junta rígida

invisível (Figura 5.24).

Já nos encontros onde há conexões não-rígidas, uma opção interessante é o uso de

cantoneira metálica fixada apenas à face inferior da estrutura do edifício, formando uma

pingadeira sobre a placa cimentícia do painel (Figura 5.25). O emprego de perfil

metálico cartola pode ser feito neste ponto, nos casos em que os deslocamentos

previstos são pequenos, devendo ser prevista a execução de revestimento sobre a placa

116

cimentícia (em pastilhas ou similar), de modo a recobrir a aba superior, impedindo,

assim, a entrada de água por este ponto.

Figura 5.22 - Painel embutido rígido com acabamento em placa cimentícia e estrutura principal envolvida

Figura 5.23 - Painel embutido não-rígido, com placa cimentícia envolvendo a estrutura principal

Figura 5.24 - Painel embutido rígido com acabamento em placa cimentícia e estrutura principal aparente

117

Figura 5.25 - Painel embutido não-rígido com placa cimentícia e estrutura principal aparente

Para painéis de LSF contínuos sobre a fachada do edifício, as placas cimentícias devem

ser instaladas contínuas ou com juntas comuns (abertas ou invisíveis), sobre os pontos

de conexão rígida dos montantes do fechamento com a estrutura do edifício ou nos

encontros horizontais rígidos entre painéis, onde não há deslocamentos previstos para

serem absorvidos pelo acabamento do painel (Figura 5.26 e Figura 5.27).

Já nos encontros não-rígidos entre painéis, assim como ocorre nos acabamentos com

substrato de OSB, devem-se interromper as placas sobre o ponto de movimentação, para

que estas não prejudiquem os deslocamentos previstos para o painel de fachada (Figura

5.28). Os arremates podem ser feitos com perfis metálicos tipo Z (formando pingadeira)

ou cartola (este com os mesmos cuidados que devem ser dispensados no arremate de

conexões não-rígidas de painéis embutidos).

Figura 5.26 - Painel contínuo com acabamento em placa cimentícia sobre conexão rígida

118

Figura 5.27 - Painel contínuo com junta oculta em placa cimentícia sobre conexão rígida

Figura 5.28 - Painel contínuo com junta em perfil Z em placa cimentícia sobre conexão não-rígida

5.4.3 - ALVENARIA

A alvenaria é um sistema construtivo artesanal, com conceito e velocidade de execução

diferentes do LSF. Sua utilização baseia-se em demandas estéticas dos clientes ou em

códigos de obras, como, por exemplo, em regiões de ocorrência de furacões, onde a

barreira de alvenaria de blocos maciços à frente do painel em LSF é requerida com o

objetivo de proteger a edificação e seus ocupantes de objetos carregados pelo vento.

O acabamento em alvenaria no sistema LSF é feito com a construção de uma parede

paralela aos montantes, que funciona como um invólucro vinculado a eles por meio de

119

conectores metálicos com o papel de evitar o tombamento da alvenaria; porém esses

conectores não resistem a qualquer carga vertical da parede em tijolos (Figura 5.29).

Figura 5.29 - Fechamento de alvenaria sobre painel OSB com manta de polietileno

Quando utilizada nas construções em LSF, a alvenaria é um fechamento independente

da estrutura, sendo as cargas verticais da parede de alvenaria transferidas diretamente

para as fundações, não havendo qualquer transferência para os montantes metálicos.

É necessária a utilização do OSB no assentamento dos tijolos, para propiciar uma base

para a impermeabilização (feita com manta de polietileno, que funciona como uma

barreira extra, visto que a alvenaria também faz este papel), para servir de ponto para

fixação dos conectores metálicos e para funcionar como diafragma rígido, quando for o

caso.

5.4.4 - GESSO CARTONADO

As placas de gesso cartonado devem ser utilizadas apenas em áreas internas, protegidas

das intempéries. Além do acabamento da face interna do fechamento vertical externo

em LSF, também são empregadas nas divisórias internas entre cômodos e nos forros.

As chapas de gesso cartonado são fabricadas industrialmente por meio de um processo

de laminação contínua de uma mistura de gesso, água e aditivos entre duas lâminas de

cartão, conferindo ao gesso resistência à tração e flexão. As placas de gesso cartonado

utilizadas no LSF são as mesmas utilizadas no sistema Drywall e não desempenham

120

função estrutural. Essas chapas de gesso são comercializadas com espessuras de 9,5,

12,5 e 15 mm, largura de 1200 mm e comprimentos que variam de 1800 a 3600 mm.

O sistema de produção das placas de gesso cartonado permite derivações e composições

de acordo com as necessidades de resistência à umidade e ao fogo, isolamento acústico

ou fixação em grandes vão. (TANIGUTI, 1999).

No mercado brasileiro, são disponibilizados três tipos de chapas:

• Placa Standard (ST), para aplicação em áreas secas;

• Placa Resistente à Umidade (RU), conhecida como placa verde, para paredes

destinadas a ambientes sujeitos à ação da umidade;

• Placa Resistente ao Fogo (RF), conhecida como placa rosa, para aplicação em

áreas secas que necessitem de um maior desempenho em relação ao fogo (ex.:

saídas de emergência, escadas enclausuradas, shafts).

A instalação das chapas pode ser feita na vertical ou na horizontal, porém, para melhor

aproveitamento da chapa, recomenda-se sua fixação com o comprimento na posição

vertical (Figura 5.30). Deve-se sempre deixar uma folga de pelo menos 10 mm entre a

base da chapa de gesso e o piso, para evitar absorção de umidade. As juntas verticais

entre chapas devem sempre ocorrer sobre os montantes e quando o pé-direito for maior

que o comprimento das chapas, suas juntas horizontais devem ser desencontradas.

As chapas de gesso são parafusadas aos montantes com espaçamento de 25 cm entre os

parafusos e, no mínimo, a 1 cm da borda da chapa. Caso haja duas camadas de placas de

gesso, a primeira deve ser fixada a cada 50 cm e a segunda a cada 25 cm. Deve-se ter

atenção para que a cabeça do parafuso fique alinhada à face do cartão, sem perfurá-lo

totalmente ou ficar saliente. As cabeças dos parafusos devem ser tratadas com massa

para rejuntamento e lixadas para acabamento (ABRAGESSO, 2004).

121

Figura 5.30 - Instalação de placa de gesso cartonado

Após a fixação das placas de gesso, é executado o tratamento das juntas entre as placas.

As juntas devem ser niveladas às chapas de gesso e não devem conter imperfeições,

para que os painéis apresentem aspecto monolítico. Para o nivelamento correto das

juntas, as placas são fornecidas com bordas rebaixadas. O tratamento das juntas deve ser

feito com massa para rejuntamento específica associada a fitas de papel microperfurado

especial, não devendo ser utilizado gesso em pó comum com água, massa corrida

(PVA) ou massa acrílica (Figura 5.31) (TANIGUTI, 1999).

Figura 5.31 – Etapas de execução de junta em placas de gesso cartonado

Fonte: ABRAGESSO, 2004

As placas de gesso podem receber acabamentos variados como pinturas, revestimentos

cerâmicos, laminados plásticos ou melamínicos, entre outros. Para pintura, recomenda-

se a aplicação de selador em toda a superfície da parede antes da execução. Para peças

cerâmicas e similares, deve-se utilizar argamassa colante do tipo AC-II ou AC-III.

122

Na execução dos fechamentos internos, em painéis de fachada embutidos em LSF com

conexão superior rígida, a placa de gesso cartonado pode ser instalada com a

extremidade superior rente à laje ou à estrutura principal do edifício (Figura 5.32) ou

com espaçamento (10 mm) preenchido com selante flexível. Já na extremidade inferior,

onde há sempre uma conexão rígida do painel com o a estrutura do edifício, a placa de

gesso deve ficar distanciada 10 mm da laje de piso, para evitar a absorção de umidade,

conforme recomendado pelos fabricantes (Figura 5.33).

Figura 5.32 - Junção superior do acabamento em gesso de painel embutido rígido

Figura 5.33 - Arremate inferior típico no acabamento em gesso de painel embutido

Nos painéis de LSF montados pelo método contínuo, as recomendações anteriores são

válidas para os pontos onde esses painéis possuem conexões rígidas com a estrutura

principal do edifício (Figura 5.34).

123

Figura 5.34 - Arremates de acabamento em gesso, para painel contínuo com conexão rígida

Na execução da extremidade superior do fechamento interno em gesso cartonado para

painéis embutidos ou contínuos com conexão não-rígida, deve-se permitir que o

deslocamento previsto ocorra sem danificar a placa de acabamento. Para isso, a

extremidade superior da placa de gesso não deve ser parafusada à guia superior do

painel e deve ficar espaçada da face inferior da estrutura do edifício, com distância

definida em função dos deslocamentos previstos. O acabamento deste espaço pode ser

executado com selante flexível (Figura 5.35) ou com rodateto (Figura 5.36) fixado

apenas à estrutura acima, ou ainda este espaço entre laje e placa de gesso pode ficar

oculto sobre o forro em gesso, se este existir.

Figura 5.35 - Arremate superior com selante no acabamento em gesso de painel embutido não-rígido

124

Figura 5.36 - Arremate superior com rodateto no acabamento em gesso de painel embutido não-rígido

Já os encontros horizontais não-rígidos entre painéis contínuos necessitam de atenção

especial, que deve começar no planejamento da estrutura dos painéis. É preciso que

esses encontros ocorram próximo à face superior da laje de piso e deve existir uma

cantoneira metálica de arremate do piso conectada ao painel acima, ao longo de toda a

extremidade da laje. A placa de gesso deve ser fixada apenas no painel acima da

conexão e na cantoneira de arremate do piso, que são os elementos que não se deslocam

verticalmente neste ponto. O espaço entre a extremidade inferior da placa e a laje de

piso deve ser preenchido com selante flexível e posteriormente oculto pelo rodapé de

acabamento do espaço. (Figura 5.37).

Figura 5.37 - Arremate de acabamento em gesso, para painel contínuo com conexão não-rígida

125

5.4.5 - PAINÉIS METÁLICOS

Os fechamentos verticais em LSF podem ser acabados externamente com painéis pré-

fabricados, porém estes devem ser painéis leve (até 100 kg/m

), para que os perfis com

pequena espessura, comuns do sistema, possam ser capazes de suportar as cargas.

Nestes requisitos se encaixam bem os painéis metálicos, de aço ou alumínio (Figura

5.38), que podem ser perfilados a partir de chapas simples ou do tipo sanduíche

(compósito).

Figura 5.38 - Painéis metálicos de acabamento externo. Obra: Instituto Tomie Ohtake, São Paulo

Os painéis metálicos perfilados são lâminas metálicas simples, onde a espessura da

chapa e a presença de enrijecedores do lado interno do painel são determinantes para

evitar ondulações na sua superfície. A espessura da lâmina metálica varia de 3 a 6 mm.

Sua resistência a impactos é baixa, por isso tais painéis devem ser usados em fachadas

nas partes pelo menos 1,5 m acima do nível da rua (SILVA e SILVA, 2004).

Já os painéis compósitos são formados por duas chapas metálicas vinculadas entre si

através de um material leve. O espaçamento entre as lâminas determina o nível de

isolamento termo-acústico e a rigidez do conjunto final. Os materiais de isolamento

mais usuais são a lã mineral (lã de vidro, rocha, carbono ou cerâmica), a colméia de

papel, as lâminas de poliestireno e as espumas de poliuretano. A resistência resultante

da combinação do metal com o material de isolamento permite o emprego de lâminas

metálicas finas, com espessura entre 1,2 e 2,0 mm (SILVA e SILVA, 2004).

126

Os painéis podem ser fixados ao fechamento por meio de uma estrutura secundária

combinada a pinos ocultos (Figura 5.39), que permitem a fácil remoção depois de

instalado, devendo ser essa fixação suplementada com pelo menos uma fixação

parafusada por painel. Há também a possibilidade de fixação dos painéis com parafusos

conectados diretamente à estrutura de LSF (Figura 5.40), encaixe tipo macho-fêmea ou

utilização de inserts de fixação (Figura 5.41). Em todos os casos é importante ter

atenção no isolamento entre as superfícies de metais de natureza diferente, para evitar a

ocorrência de corrosão galvânica

Figura 5.39 - Detalhe esquemático de fixação com pinos ocultos

Fonte: Adaptado de SILVA e SILVA, 2004, p.48

Figura 5.40 - Seção horizontal de esquema de fixação de painel metálico com parafuso

Corrosão galvânica é aquela que ocorre entre dois metais diferentes, quando imersos num meio

condutor. (PEREIRA JUNIOR, 2004, p.31)

127

Figura 5.41 - Inserts para fixação de painel metálico sobre fechamento em LSF

As juntas entre painéis devem ser tratadas de forma adequada para evitar a penetração

de água e garantir a estanqueidade do sistema. Um material recomendado para o

preenchimento das juntas é o silicone, pela sua capacidade de deformação e resistência

às intempéries. Pode-se também optar pela instalação de manta de polietileno de alta

densidade entre os painéis metálicos e os montantes de LSF para contribuir para a

estanqueidade do sistema. Há também formas de execução das juntas onde a geometria

da borda do painel metálico e sua sobreposição colabora para a estanqueidade do

sistema.

As fixações e juntas devem ser pensadas de forma a acomodar as deformações e

deslocamentos aos quais a estrutura está sujeita. Para tal, pode-se optar pelo uso de

furos oblongos nas fixações dos painéis com parafusos ou pinos aos montantes. É

recomendado que os painéis metálicos sigam a modulação estrutural dos perfis de LSF

para facilitar sua instalação e minimizar o desperdício de material.

128

6 - CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA

Esta etapa do trabalho tem como objetivo principal quebrar paradigmas e “pré-

conceitos” em relação ao sistema construtivo proposto, com apresentação de algumas de

suas características técnicas, vantagens e desvantagens em relação aos seus concorrentes

convencionais no mercado.

São apresentados a seguir características levantadas junto a fabricantes e em bibliografia

disponível, com avaliação e proposição de diretrizes para sua otimização, com o intuito

de situar o sistema LSF e embasar tomada de decisão a seu respeito. A avaliação global

da edificação é a forma mais adequada de se avaliar seu desempenho, porém cada um

dos sistemas que a compõem possuem seus requisitos específicos e as características do

sistema de fechamento são importantes para a performance da edificação.

129

6.1 - RESISTÊNCIA AO VENTO

Os fechamentos executados em LSF, em edificações com estrutura principal em aço ou

em concreto, não possuem função estrutural na sustentação da construção. Sua função

estrutural se restringe à resistência às cargas decorrentes do vento. Sendo assim, o

conhecimento da capacidade resistiva dos quadros de LSF é de fundamental

importância para garantir o atendimento a critérios mínimos de desempenho.

A resistência desses fechamentos ao vento pode ser determinada de duas formas. A

primeira é por um estudo analítico, considerando as condições de contorno e

propriedades geométricas da montagem para cálculo da resistência horizontal, a partir

de uma flecha admissível máxima. Pode-se também optar pela realização de ensaios das

montagens propostas em túneis de ventos, seguindo a bibliografia pertinente.

Nas tabelas 6.1, 6.2 e 6.3 são apresentados dados de resistência ao vento (pressão

máxima admissível) em diversas montagens de painéis de fechamento em LSF. As

mesmas foram elaboradas com base em informações fornecidas por fabricantes

estrangeiros destes sistemas em seus catálogos técnicos. As seções apresentadas são

aquelas utilizadas por empresas no Reino Unido e baseadas nas normas locais.

As flechas admissíveis para os perfis do fechamento variam conforme o material de

acabamento empregado. A Tabela 3.1 apresenta estes dados para alguns materiais

comuns do sistema.

As tabelas consideram a pressão máxima admissível de vento para painéis de fachadas,

para os montantes listados, em três hipóteses de flecha admissível, com resultados

apresentados em kN/m

. Os montantes considerados são espaçados em 600 mm e

travados lateralmente na metade de sua altura. A carga dos elementos de fechamento e

isolamento é considerada menor que 1,0 kN/m

. O valor máximo considerado para as

cargas suportadas é de 5,0 kN/m

130

Tabela 6.1 - Pressão máxima admissível de vento (kN/m

) em painéis de LSF, com

flecha máxima de L/240

2400 2700 3000 3600 4200

Ue 100x50x12x1,2 3,183 2,235 1,629 0,943 0,594

Ue 100x50x12x1,5 3,950 2,777 2,022 1,170 0,737

Ue 100x50x12x2,0 5,000 3,636 2,651 1,534 0,966

Ue 150x50x12x1,2 5,000 5,000 4,171 2,414 1,520

Ue 150x50x12x1,5 5,000 5,000 5,000 3,004 1,890

Ue 150x50x12x2,0 5,000 5,000 5,000 3,955 2,491

Ue 200x63x14x1,2 5,000 5,000 5,000 5,000 3,550

Ue 200x63x14x1,5 5,000 5,000 5,000 5,000 4,415

Ue 200x63x14x2,0 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000

FLECHA MÁXIMA L/240

Seção Montante

Altura do vão (L) vencido pelo fechamento (mm)

Fonte: HADLEY GROUP, 2005, p.17

Tabela 6.2 - Pressão máxima admissível de vento (kN/m

) em painéis de LSF, com

flecha máxima de L/360

2400 2700 3000 3600 4200

Ue 100x50x12x1,2 2,122 1,490 1,086 0,629 0,396

Ue 100x50x12x1,5 2,633 1,849 1,348 0,780 0,491

Ue 100x50x12x2,0 3,451 2,424 1,767 1,023 0,644

Ue 150x50x12x1,2 5,000 3,814 2,781 1,609 1,013

Ue 150x50x12x1,5 5,000 4,746 3,460 2,002 1,261

Ue 150x50x12x2,0 5,000 5,000 4,557 2,637 1,661

Ue 200x63x14x1,2 5,000 5,000 5,000 3,792 2,388

Ue 200x63x14x1,5 5,000 5,000 5,000 4,620 2,984

Ue 200x63x14x2,0 5,000 5,000 5,000 5,000 3,943

FLECHA MÁXIMA L/360

Seção utilizada

Altura do vão (L) vencido pelo fechamento (mm)

Fonte: HADLEY GROUP, 2005, p.17

Tabela 6.3 - Pressão máxima admissível de vento (kN/m

) em painéis de LSF, com

flecha máxima de L/600

2400 2700 3000 3600 4200

Ue 100x50x12x1,2 1,273 0,894 0,652 0,377 0,238

Ue 100x50x12x1,5 1,580 1,110 0,809 0,468 0,295

Ue 100x50x12x2,0 2,071 1,454 1,060 0,614 0,386

Ue 150x50x12x1,2 3,258 2,289 1,668 0,965 0,608

Ue 150x50x12x1,5 4,055 2,848 2,076 1,201 0,757

Ue 150x50x12x2,0 5,000 3,750 2,734 1,582 0,996

Ue 200x63x14x1,2 5,000 5,000 3,932 2,275 1,433

Ue 200x63x14x1,5 5,000 5,000 4,783 2,852 1,770

Ue 200x63x14x2,0 5,000 5,000 5,000 3,757 2,366

FLECHA MÁXIMA L/600

Seção utilizada

Altura do vão (L) vencido pelo fechamento (mm)

Fonte: HADLEY GROUP, 2005, p.17

131

É importante perceber que as seções dos perfis apresentados possuem dimensões padrão

aplicadas no Reino Unido, que são diferentes das brasileiras. Os perfis apresentam

seções típicas de 100x50 mm, 150x50mm e 200x50 mm, enquanto aqueles que seguem

as normas nacionais possuem seções de 90x40 mm, 140x40 mm e 200x40 mm. O

objetivo da informação apresentada é servir de referência, uma vez que os valores de

pressão máxima admissível que seriam determinados para os perfis brasileiros teriam

grandezas próximas às apresentadas.

A NBR 6123:1988 é a norma brasileira utilizada na consideração das forças devidas à

ação estática e dinâmica do vento, para efeitos de cálculo de edificações. Por meio das

indicações de tal norma, pode-se determinar a pressão de vento em determinada

edificação, baseando-se em suas características geométricas, localização, entorno e

ocupação planejada. Segundo essa norma, para obter-se a pressão de vento, as equações

a serem utilizadas são as seguintes:

= V

. S

Onde: V

– Velocidade característica do vento (m/s);

– Velocidade básica do vento, que varia conforme a região (m/s);

– Fator Topográfico, que leva em consideração o relevo do terreno,

fornecido no mapa brasileiro de isopletas (adimensional);

– Fator de Rugosidade, que considera o efeito combinado da rugosidade do

terreno, da variação da velocidade do vento com a altura acima do terreno

e das dimensões da edificação ou parte considerada (adimensional);

– Fator Estatístico, é baseado em conceitos estatísticos, e considera o grau de

segurança requerido e a vida útil da edificação (adimensional).

q = 0,613 . V

Onde: q – Pressão dinâmica de vento (kN/m

);

– Velocidade característica do vento (m/s).

(6.1)

(6.2)

132

A Tabela 6.4 apresenta valores de pressão dinâmica de vento, calculados a partir da

NBR 6123:1988, para algumas situações de edifícios de múltiplos andares. Estes

valores foram calculados considerando-se os seguintes parâmetros: Fator Topográfico

): terrenos planos ou fracamente acidentados; Fator de Rugosidade (S

): terrenos

cobertos por obstáculos numerosos e pouco espaçados; e no Fator Estatístico (S

edificações para hotéis e residências.

A escolha de tais parâmetros se deu pelo fato destas serem as situações mais comuns

para edifícios de múltiplos andares, principal consumidor potencial dos fechamentos em

LSF. A tabela apresenta resultados calculados com velocidades básicas do vento de

35 m/s e 40 m/s, extraídas do mapa de isopletas constante na norma NBR 6123:1988 e

aplicáveis respectivamente para as cidades de Belo Horizonte e São Paulo.

Comparando as pressões dinâmicas de vento da Tabela 6.4 com as propriedades

apresentadas (tabelas 6.1, 6.2 e 6.3), observa-se que os painéis propostos resistem, com

folga, ao esforço de vento ao qual devem estar submetidos, ainda quando a flecha

admissível é mais restritiva. Mesmo os painéis com perfis mais leves considerados são

capazes de resistir aos esforços calculados, para os pés direitos apresentados.

Tabela 6.4 - Valores de Pressão Dinâmica de Vento para fachadas

largura (m) largura (m) altura (m) V0 (m/s) S1 S2 S3 Vk (m/s) q (KN/m2)

20 20 45 35 1 1,01 1 35,18 0,758

20 20 45 40 1 1,01 1 40,20 0,991

30 30 45 35 1 1,01 1 35,18 0,758

30 30 45 40 1 1,01 1 40,20 0,991

20 20 65 35 1 1,03 1 36,05 0,797

20 20 65 40 1 1,03 1 41,20 1,041

30 30 65 35 1 1,03 1 36,05 0,797

30 30 65 40 1 1,03 1 41,20 1,041

20 20 80 35 1 1,06 1 37,10 0,844

20 20 80 40 1 1,06 1 42,40 1,102

30 30 80 35 1 1,06 1 37,10 0,844

30 30 80 40 1 1,06 1 42,40 1,102

40 40 80 35 1 1,06 1 37,10 0,844

40 40 80 40 1 1,06 1 42,40 1,102

30 30 100 35 1 1,09 1 38,15 0,892

30 30 100 40 1 1,09 1 43,60 1,165

133

6.1.1 - ANÁLISE E RECOMENDAÇÕES DE PROJETO

Apesar das dimensões dos perfis analisados serem diferentes daquelas usuais no Brasil,

os resultados apresentados fornecem importante base para a qualificação da capacidade

dos painéis de fechamento em LSF de resistirem aos esforços de vento aos quais devem

estar submetidos em situações reais. As tabelas de resistência ao vento das montagens

com Steel Framing mostram que quanto menor o vão vertical vencido maior será a

resistência do painel a cargas horizontais de vento.

Os montantes dos fechamentos em LSF estão sujeitos, predominantemente, a esforços

de flexão, tendo como modo de colapso a FLT (flambagem lateral com torção). O uso

de travamentos horizontais ou contraventamentos ao longo do painel, ou ainda a

combinação de ambos (Figura 6.1), aumenta significativamente sua resistência ao vento,

visto que diminui o comprimento de flambagem dos montantes, aumentando a carga

necessária para causar o colapso por FLT. Tal procedimento é especialmente indicado

para painéis de grande altura e para aqueles onde é esperada incidência predominante de

ventos a 90º, tanto a barlavento quanto a sotavento.

Figura 6.1 - Painel de fechamento em LSF com travamento horizontal e diagonal

Fonte: FLASAN, 2008

134

6.2 - ISOLAMENTO TÉRMICO

O objetivo principal do isolamento térmico em um edifício é controlar as perdas de

calor no inverno e os ganhos de calor no verão. Segundo Akutsu (1998), em países com

clima predominantemente quente, como o Brasil, a avaliação isolada da resistência

térmica dos elementos não é suficiente para avaliar o desempenho térmico da edificação

como um todo. Esse desempenho só é realmente avaliado em uma avaliação dinâmica,

que leve em conta, simultaneamente, todas as trocas térmicas do ambiente (resposta

global da edificação) e, neste caso, uma abordagem indicada seria a simulação

numérica.

Gomes (2007) avaliou em simulações numéricas computadorizadas o desempenho de

determinadas edificações propostas com sistema LSF. Segundo o autor, para as

condições de fechamento mais usuais e adotadas em seu estudo, há um amortecimento

da onda de calor para os dias típicos de verão analisados. Assim, o sistema, aplicado nas

edificações avaliadas, proporciona um desempenho térmico adequado para a maioria

das regiões estudadas

A qualidade ambiental e o desempenho térmico de uma determinada edificação são

frutos de seu partido arquitetônico e das opções de projeto decorrentes deste, como

orientação, dimensões e localização de abertura, proteção solar, forma da cobertura,

tipologia, etc. Combinada a isso há ainda a escolha de materiais mais ou menos

indicados para determinados climas, como por exemplo, materiais de alta inércia

térmica em climas frios ou leves e refletores para climas quentes e úmidos.

A combinação de tais decisões arquitetônicas é que determina se uma construção terá ou

não desempenho térmico adequado. A NBR 15220:2005 é a norma nacional que

apresenta diretrizes informativas, sem caráter normativo, sobre as propriedades e

características mínimas desejáveis, tanto para as edificações como um todo quanto para

GOMES (2007) avaliou o desempenho de edificações em LSF nas cidades brasileiras de Belém, Belo

Horizonte, Brasília, Curitiba, Goiânia e Teresina, representativas das zonas bioclimáticas do país.

135

os materiais, para um melhor desempenho térmico das edificações. Tais diretrizes, que

foram desenvolvidas para habitações de interesse social, sofrem bastante alteração

conforme se muda o clima da região do país analisada.

Os fechamentos industrializados, como o LSF, compostos por várias camadas de

material sobreposto baseiam-se em conceitos multicamada, onde a resistência térmica

total do fechamento é igual à soma das resistências de cada uma de suas camadas e é

significativamente influenciada pelo seu arranjo, cujas mudanças de material são

fundamentais para o desempenho do sistema.

Em países de clima temperado, o estudo do isolamento térmico da edificação em LSF

considera também a capacidade dos perfis estruturais de aço de produzirem pontes

térmicas em determinadas condições de temperatura. Para minimizar tais efeitos, os

acabamentos externos com grande capacidade de isolamento térmico, como o EIFS, são

preferidos. Porém, no clima quente e úmido, predominante no Brasil, o efeito das pontes

térmicas nos painéis de LSF não tem grande importância, pois a diferença nas

temperaturas interna e externa das edificações não é tão significativa quanto no clima

temperado. A perda de calor pelos perfis no sistema LSF é, então, muito pequena

(GOMES, 2007).

6.2.1 - RECOMENDAÇÕES DE PROJETO

A capacidade de isolamento e a inércia térmica de uma parede em LSF são

influenciados pela natureza das placas de acabamento e também pela combinação de

elementos adotada no sistema, como a utilização de chapas duplas de fechamento, uso

de isolamento interno ou aumento na medida da alma dos montantes.

O emprego de envoltórias com propriedades adequadas é importante para a qualidade

térmica da construção, porém o partido arquitetônico é um fator decisivo nesse aspecto.

Em locais de clima quente, como o Brasil, deve-se adotar uma correta orientação solar,

permitir ventilação cruzada nos ambientes, proteger as aberturas de insolação direta,

entre outros, para garantir que a edificação seja capaz de abrigar as atividades humanas

em condições desejáveis de conforto.

136

6.3 - ISOLAMENTO ACÚSTICO

O som é resultado de variações na pressão existente na atmosfera, que são capazes de

serem detectadas pelo ouvido. A transmissão do som necessita de um meio elástico para

ocorrer, onde há vibração das partículas. O meio elástico mais comum é o ar, mas

também pode haver transmissão através de materiais sólidos, como os componentes de

uma edificação.

As formas de transmissão de sons em uma edificação são:

• Transmissão de som aéreo, que ocorre quando um som externo incide num

ambiente através de seus fechamentos e aberturas;

• Transmissão de som de impacto, que tende a ser mais significativa para pisos,

quando, por exemplo, escuta-se a movimentação de pessoas dentro de um edifício.

Outras fontes podem ser batidas de portas e janelas, impactos nas paredes, etc.;

• Transmissão de som proveniente da estrutura, que são os ruídos vindos de

vibrações de instalações ou equipamentos, transmitidos pelos elementos da

edificação, como paredes, pisos ou outros elementos em contato direto com a

fonte.

O som aéreo, resultado da vibração de partículas, quando em contato com superfícies

rígidas dos componentes de uma edificação, os faz oscilar. Parte do som incidente é

refletida, parte pode ser absorvida pelo material e parte é transmitida através do mesmo.

Da energia absorvida pela parede, parte será dissipada em forma de energia térmica e

parte irá se propagar através da mesma. Com isso, a parede entrará em vibração,

transmitindo energia acústica para o interior da edificação.

O isolamento acústico ocorre quando se minimiza a transmissão do som de um

ambiente para o outro ou do exterior para o interior de um ambiente. Conceitos usuais

de isolamento acústico pregam a utilização de paredes com maior massa superficial para

maior isolação sonora. Este conceito é correto e funcional, porém, a utilização de

paredes de grande espessura e peso se torna inviável do ponto de vista econômico e

técnico em muitos casos.

137

O isolamento nos painéis de LSF segue o princípio massa-mola-massa, segundo o qual

ao invés de uma parede com grande massa, usam-se camadas separadas de massa e o

espaço entre elas é preenchido com um elemento absorvente. Tal descontinuidade de

meios tem como objetivo reduzir a transmissão do som entre as camadas de massa.

A característica de isolamento de uma parede pode ser expressa pela sua Perda de

Transmissão (PT) ou pelo seu Índice de Redução Sonora (Rw), sendo este último o mais

utilizado recentemente (BARING, 2000

, apud, CRASTO, 2005). Maiores valores de

perda de transmissão ou índice de redução, medidos em decibel (dB), indicam que mais

alta será a capacidade isolante da parede. Na Tabela 6.5 são apresentados valores de

referência de PT para qualificação do isolamento acústico de ambientes.

Tabela 6.5 - Qualificação do isolamento acústico

Qualificação do

isolamento

Perda de transmissão

(PT)

Condições de audição

Pobre < 30dB

Compreende-se uma conversação normal facilmente

através da parede

Regular 30 a 35 dB

Ouve-se a conversação em voz alta mas não se

entende bem a conversação normal

Bom 35 a 40 dB

Ouve-se a conversação em voz alta mas não é

facilmente inteligível

Muito Bom 40 a 45 dB

A conversa normal é inaudível e em voz alta é muito

atenuada, sem compreensão

Excelente > 45dB Ouvem-se fracamente os sons muito altos

Fonte: GERGES, 1992

As grandezas que medem a capacidade de isolamento acústico são obtidas em

laboratório para determinada montagem ou componente construtivo, não considerando o

isolamento do ambiente construído como um todo. Segundo Krüger (2000), pode-se

avaliar acusticamente um ambiente, levando-se em conta apenas o desempenho do

fechamento, desde que as grandezas para os demais elementos construtivos sejam

consideradas maiores ou iguais às do fechamento.

BARING, J. G. de A. A qualidade dos edifícios e a contribuição das paredes de gesso cartonado.

Revista Techné, São Paulo, n. 47, p.69-73. PINI, Julho/Agosto, 2000.

138

6.3.1 - PROPRIEDADES E ANÁLISE COMPARATIVA

Para comparar o desempenho de isolamento acústico dos materiais e sistemas diversos

para fechamento de fachadas, considera-se, conforme recomendação de Krüger (2000),

constantes e de maior grandeza as propriedades dos demais elementos construtivos.

Nesta situação, o desempenho do fechamento se torna determinante na avaliação.

Tabela 6.6 - Índice de redução sonora para diversas montagens de paredes

Montagem

Índice de redução

sonora (dB)

Tijolo maciço (60mm) com reboco (15mm)

nas duas faces

36 - 38

Tijolo cerâmico furado (90mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

35 - 38

Tijolo cerâmico furado (150mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

38 - 41

Bloco de concreto celular (110mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

Bloco de concreto (110mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

LSF com uma placa de gesso (12,5mm)

em cada face

35 - 37

LSF com duas placa de gesso (12,5+12,5mm)

em cada face

44 - 46

LSF com uma placa de gesso (12,5mm)

em cada face e lã de vidro (50mm)

42 - 45

LSF com duas placas de gesso (12,5+12,5mm)

em cada face e lã de vidro (50mm)

LSF com uma placa cimentícia (10mm)

em cada face

LSF com duas placas cimentícias (10+10mm)

em cada face e lã de vidro (50mm)

Fontes: BRASILIT, 2007; ISOVER, 2007; KNAUF, 2007; STRÖMBERG, 2001

Na Tabela 6.6 são apresentados valores de índice de redução sonora (Rw) para diversos

materiais e montagens utilizados na execução de fechamentos internos e externos em

edificações. Pelos dados apresentados, pode-se perceber que as montagens em LSF,

tanto com placas de gesso quanto cimentícias, apresentam desempenho acústico

semelhante ou superior ao de materiais de uso corriqueiro no Brasil, como o tijolo

cerâmico ou o bloco de concreto. Percebe-se, também, o ganho significativo de

139

isolamento quando se opta pela utilização combinada das placas com o enchimento

interno em lã de vidro.

Todas as montagens apresentadas podem ser classificadas com isolamento acústico de

bom a excelente, segundo os critérios apresentados na Tabela 6.5. Sendo que a maioria

delas apresenta desempenho muito bom ou excelente.

6.3.2 - RECOMENDAÇÕES DE PROJETO

Analisando as tabelas apresentadas, observa-se que mesmo as montagens mais simples

de LSF são capazes de atender aos requisitos e recomendações de isolamento acústico

para edificações. Observa-se também que o emprego de maior quantidade de placas em

cada face do fechamento ou o uso de material isolante no interior da parede influenciam

significativamente o desempenho. Assim o LSF, por se tratar de um sistema

multicamada e de componentes industrializados, permite diversas combinações entre

seus elementos, de forma que a montagem possui as propriedades mais adequadas para

cada emprego.

Figura 6.2 - Barras horizontais e montantes duplos para melhoria do isolamento acústico

Fonte: STRÖMBERG, 2001

O desempenho do sistema (considerando as mesmas placas nas faces e enchimento

interno) é melhorado quando são utilizados perfis com alma de maior dimensão. Há,

ainda, a possibilidade de emprego de montantes duplos e desencontrados ou a instalação

de perfis cartola horizontais, parafusados aos montantes (Figura 6.2). Em ambos os

casos a intenção é criar descontinuidade no meio, eliminando as pontes acústicas entre

as faces do fechamento e aumentando a capacidade de isolamento do sistema. Seu

140

emprego deve ser avaliado ponderando o ganho de desempenho frente ao aumento de

custo.

O isolamento eficiente de uma parede só é completo quando não há pontos vazados

através dos quais o som pode ser transmitido de um espaço para o outro. Neste sentido,

é fundamental o tratamento dos arremates das placas de acabamento do fechamento

entre si e no seu encontro com o piso ou o teto, evitando frestas capazes de

comprometer o sistema. No caso dos fechamentos externos contínuos, especialmente

quando o montante está afastado da estrutura do edifício, o espaço entre a borda da laje

e o painel deve ser isolado, pois este é um ponto crítico de transmissão de sons entre os

pavimentos da edificação (Figura 6.3). Uma solução possível é a instalação de uma

cantoneira ao longo de toda a borda da laje, conectada aos montantes, de modo a servir

de base para a execução do acabamento interno do piso (Figura 6.4).

Figura 6.3 - Ponto vulnerável na transmissão do som entre pavimentos com fechamento contínuo

Figura 6.4 - Possibilidade de solução para isolamento do som entre pavimentos

141

6.4 - PESO PRÓPRIO

O peso próprio dos elementos construtivos de um edifício possui impacto direto no

dimensionamento de sua estrutura de sustentação e, conseqüentemente, em seu custo

final de construção.

Os sistemas de fechamento de um edifício, sejam eles de tijolos, painéis pré-fabricados

ou LSF, descarregam seu peso próprio sobre as lajes de concreto ou diretamente nas

vigas de sustentação do edifício, que por sua vez se apóiam nos pilares, que finalmente

levam toda a carga da construção às fundações no solo.

Quando se utiliza um fechamento com menor peso próprio, as vigas são menos

solicitadas, possuindo, em conseqüência, seções menores, que por sua vez aliviam

pilares e fundações. Esta economia na dimensão de elementos estruturais, que possuem

custo significativo na obra, tem impacto expressivo no valor final da obra e no lucro de

seu incorporador.

6.4.1 - PROPRIEDADES E ANÁLISE COMPARATIVA

Na Tabela 6.7 apresentam-se valores do peso próprio (por m

) de fechamentos

construídos com materiais de construção convencionais no Brasil. Nessa tabela

apresentam-se também dados do peso próprio (por m

) de fechamentos verticais em

LSF, executados com placas cimentícias e de gesso, que representam as soluções mais

comuns para o sistema. Os valores relativos ao LSF foram calculados para montantes

com alma de 90 mm e não consideram o peso próprio do preenchimento interno em lã

de vidro ou de rocha, que acrescentaria 0,02 kN para cada m

de fechamento.

Através da avaliação dos dados presentes na tabela, pode-se facilmente perceber que

fechamentos em LSF possuem peso próprio bem menor que materiais de construção

convencionais. Entre um fechamento de tijolo cerâmico furado rebocado e um painel de

LSF com uma placa cimentícia em cada face (que são duas opções para fechamentos

verticais para fachadas de edifícios), o uso da alternativa industrializada no lugar da

convencional representaria a redução do peso próprio do fechamento em mais de 70%.

142

Tabela 6.7 - Peso próprio de sistemas de fechamento vertical

Montagem

Peso próprio (kN/m

)

Tijolo maciço (60mm) com reboco (15mm) nas

duas faces

1,55

Tijolo cerâmico furado (90mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

1,55

Tijolo cerâmico furado (150mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

2,50

Bloco de concreto celular (110mm) com reboco

(15mm) nas duas faces

1,30

Bloco de concreto (110mm) com reboco (15mm)

nas duas faces

2,40

LSF com uma placa de gesso

(12,5mm) em cada face

0,28

LSF com duas placas de gesso

(12,5+12,5mm) em cada face

0,52

LSF com uma placa cimentícia

(10mm) em cada face

0,38

LSF com duas placas cimentícias

(10+10mm) em cada face

0,72

Baseado em: KNAUF, 2007; BRASILIT, 2007; NBR 6355:2003

O impacto desta redução no peso próprio do sistema de fechamento vertical, que é

significativo no dimensionamento das vigas e pilares da estrutura principal do edifício e

também influencia no projeto das fundações. Considerando-se apenas o peso próprio da

estrutura principal, lajes em concreto e sistema de fechamento, as cargas normais nas

fundações de um edifício com fechamento em LSF são, em média, 43% menores que

nos casos em que a alvenaria convencional é empregada (PEREIRA JUNIOR, 2004

PEREIRA JUNIOR (2004) estudou a aplicação do sistema de fechamento em LSF para edifícios

estruturados em perfis de aços formados a frio com até 7 pavimentos.

143

7 - CONSIDERAÇÕES FINAIS

A utilização do sistema LSF no fechamento vertical externo não-estrutural de edifícios é

uma alternativa para a realidade da construção civil do Brasil, que, apesar dos

significativos avanços na direção da industrialização, ainda é predominantemente

artesanal. O emprego da solução estudada não é voltado para um público específico

(edifícios comerciais ou industriais, onde soluções industrializadas são mais comuns),

mas pode vir a ser uma mudança na mentalidade construtiva do país.

Há no país disponibilidade de todos os insumos necessários para a difusão desse

emprego do LSF. Porém, uma das maiores fontes de resistência por parte dos usuários

em relação ao sistema está na natureza de seus componentes, que é diferente dos

materiais maciços aos quais estão acostumados. A aceitação do novo sistema só se dará

144

a partir das experiências bem sucedidas e da divulgação da tecnologia entre usuários e

profissionais envolvidos.

O entendimento dos conceitos estruturais pertinentes à aplicação proposta para o

sistema LSF, apresentados de forma qualitativa neste trabalho, é fundamental para que

arquitetos e engenheiros possam trabalhar em conjunto, dialogando sobre suas decisões,

uma vez que as resoluções de um possuem grande impacto no trabalho do outro.

Durante o desenvolvimento deste trabalho, foram apresentados diversos métodos de

montagem e detalhes construtivos para fechamentos de fachadas em LSF, coletados em

meio à bibliografia disponível e relacionados com os conceitos estruturais aplicados.

Grande parte da informação disponível teve como fonte catálogos e documentos

técnicos de fabricantes, montadores e suas associações, principalmente estrangeiros.

Cada um destes agentes apresenta diversas formas de execução, que foram analisadas

no presente trabalho acerca de suas características relativas a limitações,

comportamento, execução e demandas específicas. Os métodos de montagem propostos

por cada fabricante são baseados, normalmente, em experiências empíricas e melhores

práticas desenvolvidas por cada um.

Não é possível determinar uma melhor forma definitiva de execução para fechamentos

externos em LSF, pois cada edifício possui variantes e características próprias.

Entretanto, de modo geral, o método contínuo pode ser mais interessante por permitir

mais facilmente a independência estrutural entre o fechamento e a estrutura principal,

comparado ao método embutido, além de possuir pontos de interface com a estrutura

(locais vulneráveis à intempéries) mais fáceis de serem tratados. Dentro de cada

método, há variações mais interessantes de detalhes de execução, como as guias com

furos oblongos e o travamento horizontal com bloqueadores para o método embutido e

as cantoneiras com abas desiguais (com ou sem furos oblongos, dependendo da

aplicação) para fechamentos contínuos. Porém, conhecendo as técnicas disponíveis e

baseando-se nas propriedades da obra, a equipe de projeto, integrando arquitetos,

engenheiros e profissionais de execução, deve tomar a decisão do método de montagem

que melhor atenderá às necessidades específicas daquela situação.

145

O desempenho satisfatório do fechamento de fachadas em LSF é garantido pela

combinação do correto planejamento estrutural com o bom detalhamento das interfaces

dos acabamentos. Sem o diálogo entre estes dois fatores, o fechamento pode apresentar

patologias que comprometem o desempenho estrutural, estético e de salubridade da

edificação. Os detalhes de execução apresentados foram desenvolvidos pelo autor,

arquiteto, com base em sua experiência profissional e com a colaboração de outros

profissionais da área, sendo informação de referência para outros detalhes que podem

ser propostos pelas equipes de projeto.

Os conceitos de industrialização da obra devem ser trabalhados desde a sua concepção,

para que as vantagens dos sistemas empregados sejam maximizadas. A adequação dos

sistemas construtivos utilizados e o trabalho conjunto de arquitetos e engenheiros, em

todas as fases de planejamento e execução, são fundamentais para o sucesso do

empreendimento.

A industrialização da construção é um caminho virtuoso e sem volta, uma vez que o

profissional envolvido conhece e experimenta as vantagens deste conceito dificilmente

se rende novamente à construção artesanal. É papel dos divulgadores e criadores dos

conceitos de vanguarda da tecnologia garantir o desenvolvimento com qualidade de

novas técnicas construtivas, para que essas possam cada vez mais ser conhecidas e

aceitas pelos agentes envolvidos na indústria da construção civil no Brasil.

7.1 - SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

• Investigação estrutural quantitativa do sistema de fachadas em LSF e

desenvolvimento de tabelas para pré-dimensionamento de peças constituintes do

sistema proposto, como guias, montantes e conexões;

• Estudo de custos diretos e indiretos e do planejamento de obras realizadas em

LSF, confrontando os resultados com o fechamento em alvenaria;

• Avaliação pós-ocupação de edificações que empregam o sistema para análise e

identificação de patologias construtivas e coleta de impressões dos usuários.

146

8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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