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
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Estruturas em madeira: solução mais comum no Brasil.
Podem ser usadas tesouras ou pontaletes
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Estruturas em aço: emprego usual de soluções artesanais,
cortadas e soldadas in loco
EXPERIÊNCIA COM INDUSTRIALIZAÇÃO
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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
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Solução pode ser empregada em construções convencionais
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Permite industrialização e grande diversidade de tipologias
SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING
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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
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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
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Projeto desenvolvido para a
residência padrão de 36m² da
COHAB-MG
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OBJETIVO: solução industrializada
que pode ser pré-montada em
fábrica
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Estrutura para telhado de 2 águas
para telhas cerâmicas, apoiada
sobre a alvenaria
PROPOSTA LSF PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS
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Solução com painéis inclinados apoiados sobre a alvenaria
estrutura das paredes
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Cumeeira com sistema de pontaletes
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Viga articulada no centro do vão para absorção de
imperfeições da alvenaria
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Estrutura com perfis Ue 90 e ripas com perfil cartola
PROPOSTA LSF PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS
ANÁLISE EXPERIMENTAL
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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.
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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.
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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
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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
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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
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VALIDAÇÃO DOS CONCEITOS:
Velocidade de montagem
Pré-montagem de painéis
Encaixes entre peças
Cumeeira com articulação
CONCLUSÕES
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Utilização do sistema Light Steel Framing para estrutura de
coberturas é uma solução viável;
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Análise experimental validou os conceitos de montagem e
confirmou os dimensionamentos necessários para as peças;
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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]
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