-telhado Lsf - Complementado Francisco 2014 572s2e

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).

SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING

APLICAÇÕES Casas Prédios (até 7 pavimentos) Coberturas Hospitais Clínicas Hotéis Escolas Igrejas Lojas Mezaninos Fachadas Projetos Especiais

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

Aço ZAR 230 Z 180

fy = 286,85 MPa fu = 357,58 MPa tr = 39,41 micrômetros Δ = 33,65 %

Detalhes da estrutura do protótipo

ANÁLISE EXPERIMENTAL

Duas fases

Posições dos relógios comparadores

ANÁLISE EXPERIMENTAL Carregamentos adotados na projeção horizontal do telhado. Inclinação do telhado = 35%. Dimensionamento Estado - Limite de Serviço Estado-Limite Último γg=1,4

FG - Peso da telha encharcada (kgf/m²)

FQ2 -Sobrecarga (kgf/m²)

FQ1 - Ação do Vento

53,40

27,81

74,76

38,93

Desconsiderada por ser favorável à segurança.

ANÁLISE EXPERIMENTAL Deslocamentos Limites recomendados pela ABNT NBR 14762:2010 e cargas impostas Descrição Viga da Cumeeira Caibros – Seção Central Caibros – Com balanço Ripas

Deslocamentos Limites

L (mm)

Deslocamentos Limites (mm)

L/250

3300

13,20

L/180

2880

16,00

L/180

2246

12,48

L/180

815

4,53

Combinação de ações - ELS

Combinação de ações – ELU

81,21 kgf/m²

113,69 kgf/m²

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 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

Descrição

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 À FLASAN Ao Laboratório de Análise Experimental de Estruturas (LAEES) da Escola de Engenharia da UFMG Prof. Francisco Carlos Rodrigues 031-99508439 [email protected]

25