Projeto de Light Steel Framing #2
O Projeto Estrutural de Light Steel Framing, assim como todos os outros sistemas construtivos, é criado através de análises específicas que envolvem o comportamento e a execução destas estruturas. Saiba o que você precisa entender para começar a desenvolver os seus próprios projetos.
Nos dias de hoje o Sistema Construtivo Light Steel Framing, tem se tornado uma das principais opções construtivas no território nacional. A agilidade da execução, possibilitada pelo uso de um método o qual utiliza materiais racionalizados, contribui para a rápida adaptação por parte dos profissionais que atuam no ramo de construção de edificações.
Esse tipo de sistema construtivo possui inúmeras vantagens com relação ao sistema tradicional. Entre estas podemos citar: a economia na fundação, devido ao modo de distribuição de cargas, visto que as paredes são compostas por barras estruturais as quais dividem as cargas provindas das estruturas superiores entre si; baixo índice de resíduos gerados no canteiro de obras, possibilitado através da padronização de materiais de revestimentos; obra sustentável, em razão da pouca utilização de água e outros recursos naturais; ótimo desempenho termoacústico, caso sejam utilizados materiais complementares à estrutura que atendam a esta finalidade; garantia de fábrica dos materiais utilizados na estrutura, tais como o aço e as placa de revestimento delgado, além de diversos outros benefícios.
Para uma execução de qualidade neste sistema construtivo, de modo a oferecer segurança, orçamentos ajustados e cronogramas dentro dos prazos, é essencial o desenvolvimento de um projeto estrutural. Nota: Em nosso blog nós fizemos uma postagem específica sobre a definição, vantagens e benefícios de um projeto estrutural independentemente do sistema construtivo que será utilizado para uma determinada edificação. Clique aqui para ler a nossa postagem sobre este assunto.
De acordo com a ABNT NBR 15253, esse sistema de construção utiliza em sua estrutura perfis de aço formados a frio, em uma faixa de espessura que compreende entre 0,80 mm a 3 mm, sendo que o material deve apresentar resistência ao escoamento mínimo de 230 Mpa. Ainda de acordo com a norma, as bobinas de aço utilizadas para a fabricação devem ser revestidas com zinco pelo processo contínuo de imersão, onde a massa mínima do revestimento deve ser de 275 g/m² para atmosferas rurais e urbanas e 350 g/m² para atmosferas marítimas.
A estrutura da edificação deste sistema construtivo se dá através de painéis, que são formados pelo agrupamento das barras de aço, os quais apresentam variações conforme a sua largura. A ABNT NBR 15253 padroniza as larguras dos perfis com os valores de 90 mm, 140 mm e 200 mm para os montantes formados através da seção U enrijecido (Ue) e 92 mm, 142 mm e 202 mm para as guias formadas pela seção U. Podem ser utilizados perfis diferentes destas medidas, desde que atendam aos critérios de largura-espessura máximos de acordo com a ABNT NBR 14762. O processo de conformação das barras estruturais pode ser realizado através de dois tipos de fabricação, sendo o sistema stick e o engenheirado.
Nota: Para compreender sobre os critérios de dimensionamento relacionados com os valores máximos relacionados com a largura-espessura das barras estruturais, assista a Aula 1 do Curso gratuito de Desenvolvimento de Projetos Estruturais em Light Steel Framing.
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No sistema stick os perfis formados a frio são conformados através de perfiladeiras simples, onde geralmente são estampados apenas os furos de serviço para a passagem das tubulações por dentro do painel. Neste modelo não são estampados os furos (dimples) para a ligação dos perfis metálicos e os cortes na alma (web holes).
No sistema engenheirado, também conhecido como sistema pré-dimensionado, são utilizadas perfiladeiras mais complexas, as quais contam com softwares específicos para a realização da programação das barras, sendo possível a estampagem de furos, cortes, além das legendas dos componentes para a fácil interpretação da montagem dos painéis. Alguns exemplos de máquinas utilizadas para este tipo de produção são a Framecad, Pinneacle CAD e a Howick.
O Sistema Construtivo Light Steel Framing utiliza um modelo diferente de distribuição de cargas dos que utilizam vigas e pilares para levarem os carregamentos das estruturas superiores à fundação da edificação. No sistema LSF os montantes dispostos no sentido vertical dos painéis, formados através da seção Ue, são responsáveis por esta tarefa , podendo estes apresentarem um espaçamento entre si com os valores padrões de 40 ou 60 cm, sendo estas medidas chamadas de modulação. Cabe ao responsável pelo projeto estrutural definir qual será este valor de acordo com o dimensionamento da estrutura, sendo esta uma das atividades elementares para a elaboração de um projeto estrutural para estes tipos de construção.
Lista de vídeos
Apresentação de um projeto estrutural de LSF
Apresentação de um projeto estrutural de LSF
Projeto Estrutural de Light Steel Framing
Projeto Estrutural de Light Steel Framing
Projeto Estrutural
Projeto Estrutural
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Assim como todo o sistema construtivo, o Light Steel Framing também possui normas específicas e relacionadas as quais devem ser utilizadas para o desenvolvimento de um projeto estrutural. Entre estas podemos citar: a ABNT NBR 14762, utilizada para o dimensionamento estrutural das barras estruturais; a ABNT NBR 6120, utilizada como referência para a coleta dos dados de sobrecargas e peso específico dos materiais de revestimento; a ABNT NBR 6123, empregada para os cálculos relacionados com as forças devidas ao vento; As ABNT´s NBR 6355 e 15253, utilizadas como referência para a especificação técnica das seções padronizadas e materiais utilizados para a conformação dos perfis de aço leve; as Diretrizes Sinat´s de números 3 e 9 que dizem respeito a estrutura e aos sistemas de vedação, respectivamente, além das ABNT´s NBR 7008 e 15578, que tratam do aço galvanizado por imersão a quente e as bobinas e chapas de aço revestidas com alumínio-zinco por imersão a quente, respectivamente. Também podem-se citar outros materiais, tais como a ABNT NBR 8800 que trata sobre o projeto de estruturas de aço e os Datec´s utilizados como referência construtiva.
Nota: Para compreender de forma detalhada sobre as normas citadas, acesse o nosso post específico sobre este assunto, clicando aqui.
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O projeto estrutural em Light Steel Framing é composto por um conjunto de documentos que dizem respeito as considerações técnicas individuais de cada edificação, tais como os detalhamentos, responsáveis pela execução dos painéis e montagem global da estrutura; quantitativo dos materiais que serão utilizados, os quais deve ser organizados através de suas especificações, tais como as larguras e espessuras das barras estruturais e demais componentes, além de outros tipos de documentos físicos ou digitais relacionados com a modelagem, orçamento e dimensionamento da edificação. Para a elaboração dos documentos citados, devem ser executadas diversas atividades elementares que compreendem a análise técnica, dimensionamento das cargas solicitantes, modelagem estrutural, dimensionamento das cargas resistentes, detalhamento e quantitativo de materiais.
A seguir todas estas atividades elementares serão abordadas de forma detalhada.
Análise Técnica
Nesta atividade são realizadas as tarefas preliminares para o desenvolvimento do projeto, tais como a determinação das cargas permanentes, cargas variáveis e das forças devidas ao vento de acordo com a localidade e o tipo de relevo a qual a edificação será executada. Aqui devem ser observadas as particularidades técnicas de cada projeto tendo em vista os recursos que serão disponibilizados para a execução da edificação, tais como a utilização ou não de diafragma rígido (uso ou não de placas de revestimento tais como o OSB, plywood ou outros) entre outros tipos de elementos os quais irão fazer parte da edificação e que podem influenciar nos resultados de dimensionamento.
As estruturas em aço leve por utilizarem-se de perfis esbeltos devem ter uma avaliação criteriosa com relação as forças devidas ao vento. Este tipo de carga varia com relação a diversos fatores relacionados com a edificação, tais como suas dimensões, tipo de relevo, local e tipo de utilização.
Nota: De modo a contribuir com a capacitação técnica de profissionais que atuam ou desejam atuar no ramo de estruturas em Light Steel Framing, nós disponibilizamos um curso gratuito sobre o dimensionamento das forças devidas ao vento, de acordo com a ABNT NBR 6123, através de um passo a passo utilizando-se de um objeto de estudo, o qual é um projeto arquitetônico que será usado como objeto de estudo. Clique aqui para participar do curso de forma gratuita.
Dimensionamento das Cargas Solicitantes
Nesta etapa são realizadas as tarefas relacionadas com as cargas que irão atuar na edificação, tais como as cargas permanentes, sobrecargas e as forças devidas ao vento que irão atuar de forma concomitante juntamente com os coeficientes de ponderação que terão por objetivo prever um determinado fator de segurança sem superestimar o consumo de aço para resistir a estes esforços. De acordo com a ABNT NBR 14762 estes valores recebem a denominação de Sd.
Para a obtenção destes valores devem ser utilizadas as combinações das ações que serão essenciais para a determinação da especificação técnica dos perfis formados a frio. Estas combinações serão responsáveis por definirem os valores de modulação do dos subsistemas de paredes, lajes e cobertura e compreendem dois tipos: as combinações de ações, relacionadas com a capacidade resistente dos componentes estruturais e as combinações de serviços, relacionadas com a deformação destas.
Nos próximos posts iremos explicar de forma detalhada os tipos de combinação citadas, os quais podem ser organizados em diferentes tipos de categorias. No caso das combinações de ações estas podem ser dos tipos: normais, especiais, de construção e excepcionais. As combinações de serviço podem ser dos tipos: quase permanentes, frequentes e raras.
Nota: para compreender de forma detalhada sobre cada um destes tipos de combinações, acesse a aula 1 do Curso Gratuito de Desenvolvimento de Projetos Estruturais em Light Steel Framing, clicando aqui.
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Modelagem Estrutural
Esta etapa compreende a concepção da estrutura, a qual utiliza-se da criação de elementos de desenhos técnicos, podendo estes serem em 2D ou 3D. Nos dias de hoje temos visto uma crescente utilização de arquivos desenvolvidos através da tecnologia BIM, o Building Information Modeling – Modelagem de Informações da Construção, onde é possível a criação de concepções virtuais e possui interoperabilidade de visualização e manipulação entre os principais softwares utilizados para a criação de desenho de estruturas.
A modelagem estrutural deve levar em consideração as particularidades de cada tipo de edificação assim como as cargas solicitantes específicas de acordo com os revestimentos considerados e as sobrecargas de utilização. Aqui devem ser desenhados todos os subsistemas relacionados com a estrutura da edificação, tais como as paredes, lajes, elementos decorativos e cobertura, escadas, etc. Nesta etapa devem ser utilizadas as prescrições técnicas relacionadas com o sistema Light Steel Framing, o qual apresenta diversas particularidades com relação aos demais sistemas construtivos, sendo a distribuição de cargas uma das mais relevantes.
O processo da criação do desenho técnico compreende a utilização dos diferentes tipos de componentes formados a frio, que variam com relação à largura, espessura e o formato da seção. Estes serão organizados em painéis, os quais irão associar-se entre si através das ligações parafusadas para darem forma a edificação. Para a criação do desenho estrutural devem ser utilizados os diversos tipos de referências disponíveis, tais como o projeto arquitetônico, dados dos revestimentos que serão utilizados e os resultados obtidos na análise técnica, que irão determinar os tipos de componentes que serão utilizados para o desenho global da edificação.
Nota: Para saber quais são os principais materiais utilizados como referência para a criação de projetos estruturais em Light Steel Framing, acesse o nosso post específico sobre este assunto clicando aqui.
Dimensionamento das Cargas Resistentes
A especificação técnica dos componentes que serão utilizados no projeto estrutural depende das tarefas relacionadas com o cálculo de dimensionamento estrutural. Diferentemente do dimensionamento das cargas solicitantes, aqui são dimensionadas as cargas máximas que as barras estruturais deverão resistir de acordo com a modelagem estrutural. De acordo com a ABNT NBR 14762, estas cargas recebem o nome de Rd, e o valor obtido nestas tarefas devem ser maiores ou iguais do que as cargas solicitantes Sd. Portanto para que um resultado seja validado, este deve obedecer a seguinte restrição:
Sd ≤ Rd.
Para a obtenção das cargas resistentes devem ser utilizados métodos de dimensionamento, os quais devem avaliar de forma particular cada barra estrutural, visto que estas variam com relação às larguras dos elementos, espessuras, comprimento do componente, tipos de apoios entre outras características.
Nota: Para saber mais sobre os elementos que fazem parte de uma seção em Light Steel Framing, acesse a aula 1 do curso gratuito clicando aqui.
De acordo com a ABNT NBR 14762, são prescritos três tipos de métodos que podem ser utilizados para o dimensionamento estrutural das barras em Light Steel Framing, sendo estes: o Método da Largura Efetiva (MLE), Método da Seção Efetiva (MSE) e o Método da Resistência Direta (MRD). Devido à necessidade de automatização dos cálculos estruturais, também podem ser utilizados métodos que auxiliem este processo, tais como o Método de Elementos Finitos (MEF), o qual se utiliza de softwares especializado, capazes de obter resultados rápidos e seguros. Desta forma não existe um método único de cálculo, ficando a critério do responsável técnico pelo projeto utilizar o que lhe for mais conveniente.
Nota: Nós possuímos cursos gratuitos de desenvolvimento de projetos estruturais em LSF através dos métodos propostos pela ABNT NBR 14762 e através de elementos finitos. Se inscreva em nossos cursos clicando aqui.
Detalhamento Técnico
A etapa do detalhamento técnico compreende a elaboração dos desenhos e organização das informações que serão transmitidas para os profissionais que irão atuar diretamente com a execução da edificação. Em um projeto estrutural em Light Steel Framing, estes documentos, que podem ser físicos ou digitais, compreendem o detalhamento de painéis e o detalhamento executivo.
O detalhamento de painéis é responsável por fornecer as informações referentes às barras estruturais que irão compor os painéis da edificação. Estes por sua vez irão formar os subsistemas da estrutura que compreendem tais como as paredes, lajes, cobertura e escadas e deve apresentar os dados dos componentes que serão utilizados para a execução, tais como as suas seções, comprimentos e quantidades e espessuras. As barras estruturais podem ser conformadas através de dois sistemas, o stick e o engenheirado, sendo que cada um destes difere com relação ao detalhamento.
O detalhamento executivo é o responsável por fornecer as informações referentes à execução global da estrutura, os quais os painéis serão aglomerados a fim de dar forma à edificação e resistir às cargas solicitantes. Aqui todos os subsistemas devem ser detalhados de acordo as com suas particularidades de montagem tendo em vista as observações do responsável técnico pelo projeto. Os desenhos técnicos devem conter todos os elementos fundamentais para o correto entendimento dos profissionais que irão atuar diretamente com o projeto estrutural, tais como cotas, detalhes, textos informativos, observações, cortes, entre outros.
Nota: Clique aqui para fazer o download de um exemplo básico do detalhamento de painéis e do detalhamento executivo clicando aqui.
Quantitativo de Materiais
Assim como todo tipo de projeto, o estrutural em Light Steel Framing precisa fornecer o quantitativo de todos os componentes que foram utilizados para fazer a modelagem de forma organizada, pois servirá como base para a orçamentação da edificação.
Esta listagem deve contemplar os dados elementares dos componentes, tais como as suas seções, comprimentos, espessuras e tipo de material. Estas características por sua vez, são obtidas na etapa do dimensionamento das cargas resistentes, a qual é responsável pela elaboração dos cálculos estruturais, tendo em vista as particularidades individuais de cada componente.
A lista também deve fornecer as quantidades de parafusos, chumbadores, ancoradores, barras roscadas entre outros elementos de conexão. Nota: Clique aqui para visualizar um exemplo de uma lista organizada de materiais extraída de um projeto estrutural.
De forma global estas são as etapas elementares que precisam ser desenvolvidas durante a criação de um projeto estrutural em Light Steel Framing. A correta execução dos procedimentos abordados, irá garantir não somente a segurança da edificação, mas também possibilitará uma execução rápida, fácil além de orçamentos ajustados.
O Compreendendo o Light Steel Framing possui um curso completo voltado para a criação de projetos estruturais em Light Steel Framing, o qual abordará de forma detalhada todas as etapas elementares citadas neste post. Para saber mais, clique aqui e faça a sua inscrição.
No próximo post iremos abordar especificamente sobre os principais documentos produzidos através das etapas da criação do projeto estrutural em Light Steel Framing. Clique aqui para Acessar o próximo post!
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