Light steel frame

Light steel frame

ANITA OLIVEIRA LACERDA - anitalic@terra.com.br

“PADRONIZAÇÃO DE PAINÉIS EM LIGHT STEEL FRAME” PEDRO AUGUSTO CESAR DE OLIVEIRA SÁ - pedrosa@npd.ufes.br

1. INTRODUÇÃO

O Light Steel Frame (LSF) é um sistema construtivo apropriado a edificações leves, cujos elementos são painéis reticulados constituídos por perfis de aço formados a frio com revestimento metálico.

Estes painéis se constituem nas paredes da edificação e podem ser estruturais ou simplesmente de vedação. Os painéis estruturais fazem o papel dos pilares e das vigas, de forma similar ao sistema de alvenaria estrutural. Os painéis não estruturais ou de vedação apenas fazem o papel das paredes ou divisórias. A figura 1 exemplifica o sistema.

Este sistema existe há mais de 50 anos, porém somente chegou ao Brasil no final da década de 1990 e é utilizado em residências unifamiliares, pequenos edifícios residenciais, pequenos comércios, postos de saúde, clínicas, igrejas, escolas, etc.

As principais vantagens deste sistema são: construção industrializada com as peças fabricadas em série e conseqüente rapidez na montagem, baixo peso e conseqüente facilidade de execução e, principalmente, baixo custo sem redução de qualidade e durabilidade da obra.

Os perfis podem ser obtidos em perfiladeiras ou em dobradeiras. Os mais comuns são os perfis U simples e U enrijecido, mostrados na figura 2. Os perfis simples são utilizados como guias, ou seja, elementos horizontais do painel, situados nos seus limites superior e inferior, enquanto os perfis enrijecidos são utilizados como montantes, ou seja, elementos verticais que

Figura 1: Exemplo de edificação utilizando o sistema LSF (Fonte: Arq. Augusto Alvarenga, arquivo Nexem/UFES.) recebem as cargas das lajes e da cobertura. O princípio de formação dos painéis é mostrado na figura 3.

MONTANTES: Perfil Ue 90x40x12x0.8 GUIAS:

Perfil U 92x38x0.8

A construção com o sistema LSF pode ser feita de três formas distintas: a partir dos perfis isolados, formando as paredes no canteiro de obras, a partir de painéis pré-fabricados ou a partir de módulos volumétricos, que são recintos pré-fabricados.

O processo construtivo é como o de um jogo de montar; as peças isoladas ou os painéis ou os módulos chegam ao canteiro de obras e, então, são acoplados uns aos outros definindo a edificação. Outros elementos tais como telhas, instalações e revestimentos em geral são utilizados, complementando a obra.

Como dito, este sistema é largamente utilizado na América do Norte, na Europa e no Japão, porém, no Brasil, apesar de seu uso ser crescente, ainda é utilizado quase que exclusivamente em edificações de alto padrão, a partir de projetos arquitetônicos usuais, de caráter exclusivista. Neste trabalho, pretende-se propor uma metodologia de projeto baseada em painéis padronizados, com o intuito de tornar o uso do sistema acessível a qualquer padrão de construção, inclusive de baixa renda.

2. OS PAINÉIS PADRONIZADOS

Os painéis do sistema LSF são, em geral, revestidos internamente com placas de gesso acartonado e externamente com placas ou painéis de

Figura 2: Perfis formados a frio utilizados na confecção dos painéis do sistema LSF. (Arquivo pessoal)

Figura 3: Formação dos painéis. (Arquivo pessoal) materiais variados tais como de madeira do tipo OSB, cimentícios, metálicos, etc.

Neste trabalho, foi considerado o revestimento interno usual (gesso acartonado) e o externo com placas de OSB, em função do menor custo deste tipo de revestimento. Os painéis propostos são classificados de três formas distintas:

2.1. Quanto ao tamanho: Como as chapas de gesso são fabricadas com 1,20m de comprimento, foi definido que os painéis seriam formados com montantes distantes, no máximo, 60 cm um do outro. Suas medidas seriam múltiplas de 20 cm, fazendo com que houvesse grande flexibilidade no projeto, isto é, as dimensões a serem utilizadas não se diferenciariam de mais de 20 cm. Foram definidos, então, os seguintes tamanhos de painéis: 1,00m – 1,20m – 1,40m – 1,60m – 1,80m – 2,00m. Para compor paredes com medidas superiores a 2,00m, serão utilizados dois ou mais painéis. A altura dos painéis foi definida igual 2,65m, de modo a poder receber vigas sem que o pé-direito seja excessivo. Em princípio, os perfis que compõem os painéis foram pensados com as dimensões mostradas na figura 2.

2.2. Quanto às aberturas: Os painéis podem ser de dois tipos: os painéis cegos, nos quais inexistem quaisquer aberturas (portas ou janelas), e os painéis com aberturas, que são classificados de acordo com o tipo de porta e/ou janela que possuírem e de acordo com a posição destas aberturas, que podem estar no centro do painel (painel centralizado) ou em uma das extremidades (painel de extremidade).

2.3. Quanto à forma de conexão: Em função das possibilidades de conexão entre si, os painéis podem ser dos tipos: interno (S), com perfis simples nas extremidades, intermediário (SD), com perfil simples numa extremidade e duplo na outra, e externo (D), com perfis duplos nas duas extremidades. As figuras abaixo esclarecem a função de cada tipo de painel, mostrando as conexões em que podem ser utilizados.

No Anexo A, serão mostrados exemplos dos painéis construídos a partir dos princípios acima descritos.

Figura 4: Painel S (Arquivo pessoal)

O painel do tipo S apresenta acabamento simples em ambas as extremidades, ou seja, apenas um perfil metálico fazendo o fechamento do

Figura 7: Conexão 1 (Arquivo pessoal) painel. Desde modo, permite a conexão com outros painéis, tanto na colocação lado a lado, como perpendicularmente, como mostra a figura 4. Por este motivo, é utilizado, na maioria das vezes, como um painel interno.

Figura 5: Painel SD (Arquivo pessoal)

Já painel do tipo SD apresenta acabamento simples em uma extremidade, e duplo em outra extremidade. Desde modo, permite diferentes conexões com outros painéis, sendo utilizado em diferentes situações.

Figura 6: Painel D (Arquivo pessoal)

O painel D apresenta acabamento duplo em ambas extremidades, o que propicia o encaixe perpendicular com outros painéis. É utilizado, na maioria das vezes, para fechamento externo de um ambiente.

Para permitir uma variedade de encaixes e usos para os painéis ilustrados acima, foram criadas as seguintes conexões:

Conexão 1: Trata-se do encaixe lateral entre duas extremidades simples, sendo utilizada, por este motivo, entre painéis S ou SD

Figura 8: Conexão 2 (Arquivo pessoal)

Conexão 2: Trata-se do encaixe perpendicular entre duas extremidades, uma simples e uma dupla. É utilizada em “quinas” e pode ocorrer entre os três tipos de painéis descritos.

Conexão 3: Trata-se do encaixe perpendicular entre três extremidades. Esta conexão será amplamente usada quando houver o encontro perpendicular entre duas paredes, sem que elas formem uma “quina” como no caso anterior. Esta conexão acontecerá entre uma extremidade dupla (de um painel SD ou D) e duas extremidades simples (de painéis S ou SD).

3. METODOLOGIA DO PROJETO

Para se projetar com estes painéis, é necessária uma metodologia que facilite a elaboração do projeto, buscando resultados rápidos e eficientes. A seguir, é mostrada uma metodologia que, de acordo com as experimentações realizadas, atinge este objetivo.

1° passo: Definir a planta baixa da edificação (paredes com 9,2cm de espessura – largura do perfil utilizado nas guias).

Figura 10.a: Planta Baixa (Arquivo pessoal)

Figura 9: Conexão 3 (Arquivo pessoal)

2° passo:

Com a planta baixa definida, traçar linhas de prolongamento das quinas e dos encontros de paredes, até a extremidade oposta do ambiente ou dos ambientes.

Os espaços delimitados formarão as áreas de ocorrência da malha de modulação e ajudarão a definir os painéis ideais para cada situação.

Figura 10.b: Definição das áreas de ocorrência da malha de modulação (Arquivo pessoal)

3° passo:

Traçar a malha moduladora, nos espaços delimitados no 2º passo; a malha permitirá módulos com dimensões de 20, 40 ou 60 cm.

A partir deste momento, tem-se uma subdivisão modulada dos espaços internos, que servirá para que, no próximo passo, sejam definidos os tipos de painéis a serem utilizados nesta planta.

Figura 10.c: Configuração da malha (Arquivo pessoal)

4° passo: Subdividir as paredes nas dimensões dos painéis padronizados e posicionar os perfis (montantes) nos eixos da malha, de acordo com os tipos de painel (D, SD ou S).

Após definidos os painéis, se houver sobras de dimensões inferiores a 20 cm, estas podem ser supridas por faixas de acabamento feitas na obra. O ideal, no entanto, é que o projetista evite tais sobras.

Figura 10.d: Locação dos perfis e definição dos painéis (Arquivo pessoal)

Painel 120cm – SPainel 120cm - D

ANEXO A Painel 120cm - SD

4. CONCLUSÕES

Um catálogo contendo todos os painéis a serem padronizados está sendo elaborado. Após um trabalho de verificação da capacidade de carga de cada um deles em função das distâncias entre painéis estruturais e da sobrecarga do piso ou da cobertura sobre eles, serão definidos critérios de uso prático para elaboração dos projetos.

De posse dessas informações, os projetistas, engenheiros ou arquitetos, poderão, em cada caso, especificar os tipos e quantidades de painéis que, se forem fabricados em série, poderão proporcionar sensível redução de custo nas obras de pequeno porte.

Do catálogo também constará uma série de exercícios práticos de uso dos painéis e da metodologia de projeto, a fim de facilitar a compreensão do processo por parte dos projetistas.

5. BIBLIOGRAFIA

CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO; SINDICATO DA INDÚSTRIA E DA CONSTRUÇÃO CIVIL DO ESTADO DE SÃO PAULO; CAIXA ECONÔMICA FEDERAL: Sistema Construtivo utilizando perfis estruturais formados a frio de aços revestidos – Steel Framing : Requisitos e Condições Mínimas para Financiamento pela Caixa. São Paulo, 2003. 25p.

CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO: Manual da Construção em Aço - Steel Framing: Arquitetura. São Paulo, 2006. 121p.

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