ESTRUTURA PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS DE RESIDÊNCIAS COM SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING

ALEXANDRE KOKKE SANTIAGO, Arq. M.Sc.

FRANCISCO CARLOS RODRIGUES, Prof. Dr.

MAÍRA NEVES RODRIGUES, Arq. M.Sc.

ESTRUTURAS PARA TELHADOS - Estruturas em madeira: solução mais comum no Brasil.

Podem ser usadas tesouras ou pontaletes

- Estruturas em aço: emprego usual de soluções artesanais, cortadas e soldadas in loco

EXPERIÊNCIA COM INDUSTRIALIZAÇÃO - Sistema USITETO - Perfis de aço formados a frio, compondo pilares, vigas e

engradamento do telhado para execução de cobertura de casas térreas de 36m² e 42m²

ESTRUTURAS DE TELHADO EM LIGHT STEEL FRAMING - Solução pode ser empregada em construções convencionais

- Permite industrialização e grande diversidade de tipologias

SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING - Esqueleto estrutural composto por perfis leves de aço galvanizado

formados a frio

SEÇÕES USUAIS:

bw = 90mm / 140mm / 200mm

bf = 40mm

D = 12mm

tn = 0,80mm / 0,95mm / 1,25mm

NORMA ABNT NBR 6355:2012

SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING - Aço galvanizado estrutural ZAR (zincado de alta resistência); - Cobertura de galvanização 180 g/m² (Z180); - Resistência ao escoamento (fy) mínima de 230 MPa; - Norma ABNT NBR 15253:2005 - Perfis de aço formados a frio, com

revestimento metálico, para painéis estruturais reticulados em edificações -

Requisitos gerais (projeto de revisão em votação nacional).

Casas

Prédios (até 7 pavimentos)

Coberturas

Hospitais

Clínicas

Hotéis

Escolas

Igrejas

Lojas

Mezaninos

Fachadas

Projetos Especiais

APLICAÇÕES SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING

PROPOSTA LSF PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS

- Projeto desenvolvido para a residência padrão de 36m² da COHAB-MG

- OBJETIVO: solução industrializada que pode ser pré-montada em fábrica

- Estrutura para telhado de 2 águas para telhas cerâmicas, apoiada sobre a alvenaria

PROPOSTA LSF PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS - Solução com painéis inclinados apoiados sobre a alvenaria

estrutura das paredes

- Cumeeira com sistema de pontaletes

- Viga articulada no centro do vão para absorção de imperfeições da alvenaria

- Estrutura com perfis Ue 90 e ripas com perfil cartola

PROPOSTA LSF PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS

ANÁLISE EXPERIMENTAL - Foi realizada pela empresa Flasan, em parceria com o

Laboratório de Análise Experimental de Estruturas da UFMG, prova de carga em protótipo com área equivalente a 36 m², adotando como referência a casa padrão da COHAB-MG.

- Viga da cumeeira em perfil caixa formado por dois perfis Ue

140x40x12x0,95; - Caibros em perfil Ue 90x40x12x0,80, sendo que no apoio da

cobertura da varanda o caibro é constituído por um perfil caixa formado por dois perfis Ue 90x40x12x0,80;

- Ripas em perfil Cartola Cr 20x25x10x0,50; - Ligações com parafusos autrobrocantes e autoatarraxantes.

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Diagrama unifilar do engradamento ensaiado

Detalhes da estrutura do protótipo

fy = 286,85 MPa

fu = 357,58 MPa

tr = 39,41 micrômetros

Δ = 33,65 %

Aço ZAR 230 Z 180

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Posições dos relógios comparadores Duas fases

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Dimensionamento FG - Peso da telha

encharcada (kgf/m²)

FQ2 -Sobrecarga

(kgf/m²)

FQ1 - Ação do

Vento

Estado - Limite de

Serviço 53,40 27,81 Desconsiderada por

ser favorável à

segurança. Estado-Limite Último

γg=1,4 74,76 38,93

Carregamentos adotados na projeção horizontal do

telhado. Inclinação do telhado = 35%.

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Deslocamentos Limites recomendados pela

ABNT NBR 14762:2010 e cargas impostas

Descrição Deslocamentos

Limites L (mm)

Deslocamentos

Limites (mm)

Combinação

de ações - ELS

Combinação

de ações – ELU

Viga da

Cumeeira L/250 3300 13,20

81,21 kgf/m² 113,69 kgf/m²

Caibros –

Seção Central L/180 2880 16,00

Caibros –

Com balanço L/180 2246 12,48

Ripas L/180 815 4,53

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Para aplicação do carregamento no protótipo foram utilizados sacos

plásticos com 20 kg de areia cada, pesados em balança digital calibrada.

Carregamento de sacos com 20 kg de

areia – Caibros e Cumeeira Carregamento de sacos com 20 kg

de areia – Ripas

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Aplicação de ações concentradas: peso de uma pessoa na terça = 100 kgf

(ABNT NBR 8800:2008 e ABNT NBR 6120:1980 – Errata nº 1 de abril de 2000)

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Deslocamentos encontrados nos ensaios para carregamento nas

condições ELS e ELU

Descrição

Deslocamentos Limites

recomendados pela

ABNT NBR14762:2010

(mm)

Média dos

deslocamentos

registrados

(mm)

Viga da Cumeeira 13,20 8,44

Caibros – Seção Central 16,00 16,39

Caibros – Seção com

balanço 12,48 1,34

Ripas1 4,53 2,24

1 Os deslocamentos das ripas são relativos aos

deslocamentos dos caibros.

MONTAGEM EXPERIMENTAL

Engradamento parcialmente carregado

com telha cerâmica - Telhado com balanço Engradamento parcialmente carregado com

telha cerâmica - Telhado sem balanço

APLICAÇÃO PILOTO EM OBRA - EXECUÇÃO DE OBRA PILOTO EM BETIM, MG, COM TELHADO

PARA CONJUNTO DE 5 CASAS GEMINADAS, COM O MESMO CONCEITO DO PROJETO PADRÃO

APLICAÇÃO PILOTO EM OBRA - DESAFIOS: Tolerâncias: alvenaria x estrutura metálica Imprecisão da dimensão dos espaços em alvenaria Imprecisão do nivelamento da alvenaria Necessidade de ajuste na obra para absorvê-las

APLICAÇÃO PILOTO EM OBRA - VALIDAÇÃO DOS CONCEITOS: Velocidade de montagem Pré-montagem de painéis Encaixes entre peças Cumeeira com articulação

CONCLUSÕES - Utilização do sistema Light Steel Framing para estrutura de

coberturas é uma solução viável; - Análise experimental validou os conceitos de montagem e

confirmou os dimensionamentos necessários para as peças;

- Aplicação piloto mostrou a viabilidade do sistema de montagem e explicitou a necessidade de acompanhamento da associação entre sistema tradicional e sistema industrializado.

Agradecimentos

25

À FLASAN

Ao Laboratório de Análise Experimental de Estruturas (LAEES)

da Escola de Engenharia da UFMG

Prof. Francisco Carlos Rodrigues

031-99508439

francisco@dees.ufmg.br