Construes Metlicas: O uso do Ao na Construo Civil"A importncia do uso do ao pode ser observada na construo civil, principalmente, em susbstituio a elementos convencionais como o concreto."

1. IntroduoDesde o sculo XVIII, quando se iniciou a utilizao de estruturas metlicas na construo civil at os dias atuais, o ao tem possibilitado aos arquitetos, engenheiros e construtores, solues arrojadas, eficientes e de alta qualidade.Das primeiras obras - como a Ponte Ironbridge na Inglaterra, de 1779 - aos ultramodernos edifcios que se multiplicaram pelas grandes cidades, a arquitetura em ao sempre esteve associada idia de modernidade, inovao e vanguarda, traduzida em obras de grande expresso arquitetnica e que invariavelmente traziam o ao aparente.No entanto, as vantagens na utilizao de sistemas construtivos em ao vo muito alm da linguagem esttica de expresso marcante; reduo do tempo de construo, racionalizao no uso de materiais e mo de obra e aumento da produtividade, passaram a ser fatores chave para o sucesso de qualquer empreendimento.Essas caractersticas que transformaram a construo civil no maior mercado para os produtores de ao no exterior, comeam agora a serem percebidas por aqui. Buscando incentivar este mercado e colocar o Brasil no mesmo patamar de desenvolvimento tecnolgico de outros pases, a COSIPA vem oferecer uma vasta gama de aos para aplicao especfica na construo civil.Produzidos com os mais avanados processos de fabricao, os aos COSIPA tm qualidade garantida atravs das certificaes ISO 9001 e ISO 14001.A competitividade da construo metlica tem possibilitado a utilizao do ao em obras como: edifcios de escritrios e apartamentos, residncias, habitaes populares, pontes, passarelas, viadutos, galpes, supermercados, shopping centers, lojas, postos de gasolina, aeroportos e terminais rodo-ferrovirios, ginsios esportivos, torres de transmisso, etc.2. Vantagensno usodo AoO sistema construtivo em ao apresenta vantagens significativas sobre o sistema construtivo convencional: Liberdade no projeto de arquitetura - A tecnologia do ao confere aos arquitetos total liberdade criadora, permitindo a elaborao de projetos arrojados e de expresso arquitetnica marcante. Maior rea til - As sees dos pilares e vigas de ao so substancialmente mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espao interno e aumento da rea til, fator muito importante principalmente em garagens. Flexibilidade - A estrutura metlica mostra-se especialmente indicada nos casos onde h necessidade de adaptaes, ampliaes, reformas e mudana de ocupao de edifcios. Alm disso, torna mais fcil a passagem de utilidades como gua, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informtica, etc. Compatibilidade com outros materiais - O sistema construtivo em ao perfeitamente compatvel com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) at componentes pr-fabricados (lajes e painis de concreto, painis "drywall", etc). Menor prazo de execuo- A fabricao da estrutura em paralelo com a execuo das fundaes, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de servios simultaneamente, a diminuio de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura no ser afetada pela ocorrncia de chuvas, pode levar a uma reduo de at 40% no tempo de execuo quando comparado com os processos convencionais. Racionalizao de materiais e mo-de-obra- Numa obra, atravs de processos convencionais, o desperdcio de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura metlica possibilita a adoo de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdcio seja sensivelmente reduzido. Alvio de carga nas fundaes - Por serem mais leves, as estruturas metlicas podem reduzir em at 30% o custo das fundaes. Garantia de qualidade - A fabricao de uma estrutura metlica ocorre dentro de uma indstria e conta com mo-de-obra altamente qualificada, o que d ao cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rgido controle existente durante todo o processo industrial. Antecipao do ganho - Em funo da maior velocidade de execuo da obra, haver um ganho adicional pela ocupao antecipada do imvel e pela rapidez no retorno do capital investido. Organizao do canteiro de obras - Como a estrutura metlica totalmente pr-fabricada, h uma melhor organizao do canteiro devido entre outros ausncia de grandes depsitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo tambm o inevitvel desperdcio desses materiais. O ambiente limpo com menor gerao de entulho, oferece ainda melhores condies de segurana ao trabalhador contribuindo para a reduo dos acidentes na obra. Reciclabilidade - O ao 100% reciclvel e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas. Preservao do meio ambiente - A estrutura metlica menos agressiva ao meio ambiente pois alm de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emisso de material particulado e poluio sonora geradas pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira. Preciso construtiva - Enquanto nas estruturas de concreto a preciso medida em centmetros, numa estrutura metlica a unidade empregada o milmetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalao de elevadores, bem como reduo no custo dos materiais de revestimento.

(clique nas imagens para ampli-las) 3. Aspectosde Projeto 3.1. Definio do Partido Arquitetnico Estrutura metlica aparente ou revestida? Essa a primeira deciso que o arquiteto deve tomar ao trabalhar com estrutura de ao. Ao contrrio do que muitos possam pensar, a maior parte das obras em ao existentes no exterior so realizadas com o ao revestido. Essa soluo, que pode significar reduo nos custos de pintura e proteo contra incndios, deve ser adotada quando o que importa so as inmeras vantagens do ao como material estrutural e no a "esttica do ao". Cabe ao arquiteto definir qual a soluo mais adequada para cada obra. Nessa etapa do projeto interessante uma consulta a um calculista que poder orientar sobre as melhores alternativas.3.2. Detalhamento necessrio um bom detalhamento do projeto estrutural que leve em conta possveis interferncias com os projetos de instalaes eltricas, hidrulicas, ar condicionado, etc. e evitar improvisaes no canteiro de obras. Independentemente do tipo de ao e do esquema de pintura empregados, alguns cuidados bsicos nas etapas de projeto, fabricao e montagem da estrutura podem contribuir significativamente para melhorar a resistncia corroso: Evitar regies de empoamento de gua e deposio de resduos; Prever furos de drenagem em quantidade e tamanho suficiente; Permitir a circulao de ar por todas as faces dos perfis para facilitar a secagem; Garantir espao suficiente e acesso para realizao de manuteno (pintura, etc.); Impedir o contato direto de outros metais com o ao para evitar o fenmeno de corroso galvnica; Evitar peas semi-enterradas ou semi-submersas.3.3. Ligaes Outro ponto importante na etapa de projeto, a definio do sistema de ligao a ser adotado entre os elementos que compem a estrutura metlica como: vigas, pilares e contraventamentos. fundamental que os elementos de ligao (chapas, parafusos, soldas, etc.) apresentem resistncia mecnica compatvel com o ao utilizado na estrutura. A escolha criteriosa entre um sistema de ligao soldado e/ou parafusado, pode significar uma obra mais econmica e tornar a montagem mais rpida e funcional. Alguns aspectos so importantes para essa escolha: Condies de montagem no local da obra Grau de dificuldade para fabricao da pea Padronizao das ligaesSe a inteno do projeto for deixar as estruturas aparentes, o desenho das ligaes assume uma importncia maior. O formato, posio e quantidade de parafusos, chapas de ligao e nervuras de enrijecimento, so alguns dos itens que podem ter um forte apelo esttico se convenientemente trabalhados pelo arquiteto em conjunto com o engenheiro calculista.Ligaes SoldadasPara que se tenha um maior controle de qualidade, as ligaes soldadas devem ser executadas sempre que possvel na fbrica. o tipo de ligao ideal para unio de peas com geometria complicada.Os processos de soldagem mais utilizados so a solda a arco eltrico, que pode ser manual ou com eletrodo revestido e automtica, com arco submerso. Quando a obra empregar aos resistentes corroso atmosfrica (famlia COS AR COR) deve-se empregar eletrodos apropriados.Ligaes Parafusadas As ligaes parafusadas podem utilizar dois tipos de parafusos: comuns: apresentam baixa resistncia mecnica, sendo portanto utilizados em ligaes de peas secundrias como guarda-corpos, corrimos, teras e outras peas pouco solicitadas alta resistncia: so especificados para ligaes de maior responsabilidade. Devido caracterstica de alta resistncia, as ligaes geralmente tem um nmero mais reduzido de parafusos, alm de chapas de ligao menores. importante destacar que, quando a obra empregar aos resistentes corroso atmosfrica (famlia COS AR COR) deve-se empregar parafusos de ao com as mesmas caractersticas.No recomendada a utilizao de parafusos e porcas galvanizados sem pintura em estruturas de ao carbono comum ou resistentes corroso atmosfrica. A diferena de potencial eletroqumico entre o revestimento de zinco e o ao da estrutura pode ocasionar uma corroso acelerada da camada de zinco.

(clique nas imagens para ampli-las)4. Pesoda Estrutura Para a elaborao de estimativas de custo, necessrio se conhecer o peso da estrutura metlica. Apresentamos a seguir, para efeito ilustrativo, uma tabela com o peso estimado da estrutura metlica em funo dos diversos tipos de construo.

5. FechamentosAs estruturas metlicas permitem grande flexibilidade quando o assunto a escolha dos sistemas de fechamento horizontal (lajes) e vertical (paredes). De maneira geral, podemos dizer que possvel utilizar todas as alternativas de fechamento existentes no mercado, desde as mais convencionais at as mais inovadoras.A especificao depender do tipo de projeto e de suas caractersticas especficas: exigncias econmicas, estticas, necessidade de rapidez de execuo, etc. Dessa forma, o arquiteto tem total liberdade para optar pelo uso da soluo mais adequada.5.1. Fechamentos HorizontaisDentre os diversos tipos de lajes usualmente empregadas, podemos destacar as seguintes: laje de concreto moldada "in loco"; laje de painel armado de concreto celular; laje pr-fabricada protendida; pr-laje de concreto; laje mista; laje de painel de madeira e fibrocimento; laje com forma metlica incorporada - "steel deck".5.2. Fechamentos VerticaisIgualmente como acontece com as lajes, as estruturas metlicas possuem compatibilidade com uma grande diversidade de materiais de vedao. Destacamos abaixo algumas dessas solues: alvenarias: de tijolos de barro, blocos cermicos, blocos de concreto ou de concreto celular; painis: de concreto celular, concreto colorido, solo-cimento, ao, gesso acartonado ("dry-wall"). importante deixar claro que no existem fatores de ordem tcnica que impeam o uso de estruturas metlicas em conjunto com alvenarias.Para tanto necessrio apenas que o projetista detalhe as unies entre os diferentes materiais o que evitar o aparecimento de patologias como trincas ou fissuras. Entre os detalhes mais comumente empregados podemos destacar: junta pilar/alvenaria: utilizao de barras de ao de espera (tambm conhecida como "ferro cabelo"), com 5 mm de dimetro e 30 a 40 cm de comprimento, soldadas ao perfil aproximadamente a cada 40 cm e solidarizadas alvenaria durante o seu assentamento; junta viga/alvenaria: aplicar entre a face inferior da viga e a alvenaria, material deformvel (cortia, isopor ou poliestireno) arrematados por mata-juntas ou selantes flexveis.Com relao aos demais materiais utilizados como fechamento, necessrio consultar os catlogos tcnicos de seus respectivos fabricantes, onde podero ser encontradas informaes teis com relao s melhores solues de detalhamento entre a estrutura e o conjunto de vedao.6. Aosparaa Construo CivilExistem diversos tipos de aos adequados para utilizao em estruturas metlicas. Alguns dos mais empregados conforme tabela so:

7. Estruturas RevestidasExcetuando-se os aos COS AR COR, que sob determinadas condies podem ser utilizados sem pintura, todos os demais aos estruturais para a construo requerem algum tipo de revestimento para proteo contra os efeitos da corroso atmosfrica.Nos pases desenvolvidos, a grande maioria das edificaes em ao tem a estrutura revestida. Esta tcnica permite uma reduo nos custos dos itens pintura e proteo contra incndio.Existem vrias formas de revestimento sendo as mais usuais: utilizao de diversos tipos de painis industrializados, projeo de argamassas, encapsulamento com alvenarias ou concreto.8. Estruturas Aparentes Em estruturas metlicas aparentes, recomenda-se a utilizao dos aos resistentes corroso da famlia COS AR COR. A estrutura aparente poder eventualmente ficar sem nenhum tipo de pintura quando empregada em atmosfera urbana, rural ou industrial no muito severa.Para que seja possvel o uso da estrutura de ao aparente sem pintura, deve-se efetuar uma anlise prvia do local e das condies de utilizao sendo imprescindvel que ocorram ciclos alternados de molhamento (chuva e umidade) e secagem (sol e vento), e que o ao esteja exposto a atmosferas que contenham substncias qumicas que favoream sua formao, como SO2 para que haja a formao da camada de ptina inibidora do processo corrosivo.xidos provenientes de laminao (carepa), resduos de leo , graxa e respingos de solda devem ser totalmente removidos de modo a permitir a perfeita formao da ptina, processo que pode levar de um a trs anos para se completar.O projeto estrutural deve evitar regies de estagnao de gua e resduos, pois isso propicia a dissoluo da ptina. Se no puderem ser eliminadas do projeto, essas regies assim como partes da estrutura no expostas ao do intemperismo, regies de juntas mveis e frestas, devem ser convenientemente protegidas.9. PinturaNa elaborao de um sistema de pintura devem ser considerados dados como: o meio ambiente e sua agressividade, o tipo de tinta, a preparao da superfcie, a seqncia de aplicao, o nmero de demos, as espessuras, o tipo de aplicao e as condies de trabalho a que estar submetida a superfcie. importante destacar que no basta ter o melhor esquema de pintura definido - o preparo da superfcie a ser pintada um fator determinante para o bom desempenho do sistema.Durante sua aplicao a superfcie dever estar isenta de p, ferrugens, carepas, leos ou graxas e a umidade relativa do ar no dever estar superior a 85%.9.1. Preparo da Superfcie As tcnicas de preparo de superfcie mais comumente utilizadas so: Limpeza Manual: remoo de materiais soltos (carepas, restos de pintura e ferrugem) com uso de ferramentas manuais (martelos, picadores, esptulas, escovas, etc.); Limpeza Mecnica: remoo de materiais soltos (carepas, restos de pinturas e ferrugem) com uso de ferramentas mecnicas (escovas rotativas, pistola de agulhas, lixadeiras rotativas). Apresenta maior rendimento que a limpeza manual. Ideal para reas pequenas ou de difcil acesso, devido ao seu maior custo; Jateamento: remoo de leos, graxas, carepas de laminao, restos de pintura, ferrugem, com uso de jatos abrasivos (areia ou granalha de ao) impelidos por ar comprimido. A remoo dos resduos varia com os diversos graus de limpeza, a saber: Jato Abrasivo Ligeiro - Jato Abrasivo Comercial- Jato Abrasivo ao Metal Quase Branco - Jato Abrasivo ao Metal BrancoNa seqncia apresenta-se tabela com exemplos de sistemas de pintura recomendados para todos os aos estruturais deste catlogo.Cabe ressaltar que as orientaes so genricas, cabendo ao profissional uma consulta mais detalhada com os fabricantes de tintas ou aplicadores.9.2. Exemplos de Esquemas de Pintura

10. Resistnciaao FogoTodo material perde resistncia mecnica quando exposto a ao de altas temperaturas, como as que ocorrem em situaes de incndio. Desta forma, o projeto estrutural deve antecipar esta possibilidade, evitando um possvel colapso da estrutura e garantindo a segurana dos ocupantes desta e de edificaes prximas, alm de minimizar perdas econmicas.10.1. Iseno No Estado de So Paulo algumas edificaes estruturadas em ao so isentas de proteo contra incndio: Edificaes com rea total menor ou igual a 750 m2; Edificaes com at dois pavimentos cuja rea total seja menor ou igual a 1500 m2 e carga de incndio especfica inferior ou igual a 700 MJ/m2 excluindo-se museus, teatros, cinemas, auditrios, boates, restaurantes e clubes sociais. Centros esportivos, estaes de terminais de passageiros e construes provisrias (circos e assemelhados) com altura inferior a 23m, exceto as regies de ocupao distinta; Depsitos de baixo risco de incndio (tijolos, pedras, areias, cimentos, metais e materiais incombustveis) com altura inferior a 23m; Garagens com ou sem acesso de pblico, e sem abastecimento, com altura at 23m, abertas lateralmente. Ressaltamos porm que necessrio consulta s Normas Brasileiras de Proteo ao Fogo, em especial a NBR 14323 (Dimensionamento de estruturas de ao de edifcios em situao de incndio) bem como aos regulamentos do Corpo de Bombeiros de cada estado para certificar-se da iseno ou no de uma obra quanto a proteo ao incndio.10.2. Proteo Existem dois tipos bsicos de proteo: ativa (uso de sprinklers, alarmes, etc.) e passiva. A proteo passiva abrange aspectos de projeto da edificao (uso de portas corta-fogo, compartimentao dos ambientes, etc.) e a proteo dos elementos estruturais contra o fogo. A definio do tipo de proteo feita na etapa de projeto, assegurando-se assim a especificao do material mais indicado para cada caso. Dentre os materiais mais comumente utilizados, podemos citar: Argamassa de Asbesto: constituda de fibras de amianto com cimento. Aplicao por spray; Argamassa de Vermiculita: argamassa de agregado leve, base de vermiculita. Aplicao por spray ou com o uso de esptulas; Mantas de fibras cermicas: utilizada como revestimento tipo contorno ou como revestimento tipo caixo; Mantas de l de rocha: utilizada como revestimento tipo contorno ou como revestimento tipo caixo; Argamassa composta de gesso e fibras: aplicao por spray; Concreto/Alvenaria: revestimento ou encapsulamento da estrutura metlica com concreto ou alvenaria; Tinta intumescente: revestimento fogo-retardante, que submetido ao incndio transforma-se em volumosa camada, parecida com uma esponja. a soluo ideal quando h inteno de se deixar a estrutura aparente. Aplicao por pintura. Ficha Tcnica:Artigo elaborado pelo Arquiteto Roberto Inaba