Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos EMENTA - dcc.ufpr.br · Universidade Federal do Paraná Departamento de Construção Civil Construção Civil III Profª. MSc. Heloisa Fuganti

Universidade Federal do Paraná

Departamento de Construção Civil

Construção Civil III

Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 1

TC 038 - Construção Civil III

ESTRUTURAS DE MADEIRA

WOOD FRAME

Prof.ª: MSc.: Heloisa Fuganti Campos

SETOR DE TECNOLOGIA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

2018

Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos

2

EMENTA

• Introdução

• Histórico

• Componentes

• Projeto

• Execução


3

INTRODUÇÃO

• Casa ideal: confortável, segura, resistente, durável e sustentável

• Brasil: utiliza o mesmo sistema construtivo necessário esforços

para melhorar as condições dos sistemas de moradia

• Nos últimos dez anos as casas pré-fabricadas ganharam novos

materiais e novas tecnologias, principalmente devido às

experiências no setor de habitação popular

• É necessário que o sistema pré-fabricado apresente baixo

custo, boa qualidade e se adéque aos sistemas de

financiamento existentes

WOOD FRAME


4

INTRODUÇÃO

• Wood frame concepção semelhante a alvenaria estrutural -

paredes são portantes

• Espécie de madeira mais usual:

Wood frame: pinus (Curitiba)


5

INTRODUÇÃO

O sistema wood frame, do inglês

“quadro de madeira”, é um sistema

construtivo contemporâneo, surgido a

partir do surgimento de painéis

derivados da madeira e de sistemas de

conexão atuais no meio do século 20


6

INTRODUÇÃO

Sistema industrializado, durável, estruturado

em perfis de madeira reflorestada tratada,

formando painéis de pisos, paredes e

telhado combinados e/ou revestidos com

outros materiais, para aumentar os

confortos térmico e acústico, além de

proteger a edificação das intempéries e fogo






7

INTRODUÇÃO

• Ganhou terreno muito rápido:

Ecologicamente correto

Rapidez na execução

Conforto térmico e acústico os quais as construções em

alvenaria normalmente não oferecem

Alto grau de industrialização redução de prazos, custos e

divisão das etapas da obra

Utilização em países onde a mão de obra é considerada

muito cara otimização da gestão da produção - alto

controle de qualidade

Pré-fabricação permite que várias atividades sejam

executadas simultaneamente redução de prazos e custos


8

INTRODUÇÃO

• Muito utilizado: Canada, EUA, Japão e Alemanha

• Tecnologia desenvolvida pelos alemães: consiste na

industrialização dos painéis de parede, de piso e cobertura,

com alto controle de qualidade e possibilita a construção de

casas com mais de 200 m2 em apenas 60 dias

• América do Sul: países como o Chile e Venezuela investem

com sucesso na indústria de casas populares com 40 a 65

m2, e que também utilizam painéis, além de treliças

• EUA: 95% das casas são feitas neste sistema construtivo


9

INTRODUÇÃO

• Reduz significativamente os desperdícios, que são

altamente impactantes nos sistemas de construção

tradicionais

• Em boa parte das casas industrializadas em wood frame,

o único elemento moldado in-loco é a fundação

• Ganho de produtividade:

Obra limpa e seca

Facilidade de manuseio dos elementos estruturais e de

fechamento que demandam menos esforços dos

operários

INDUSTRIALIZAÇÃO


10

INTRODUÇÃO

• Opção construtiva que permite a execução de qualquer

tipo de projeto desde casas populares até construções

com alto padrão de acabamento

• Limitação: altura, no Brasil, essa tecnologia construtiva

só pode ser utilizada em prédios com no máximo cinco

pavimentos

INDUSTRIALIZAÇÃO


11

EMENTA

• Introdução

• Histórico

• Componentes

• Projeto

• Execução


12

HISTÓRICO

• Historicamente consolidado nos países norte-americanos e

europeus

• Pesquisado nos EUA desde 1910 Primeiro manual completo

de construção: Wood Frame House Construction (1989)

Rapidamente se popularizou entre

instituições educacionais e

profissionais e, desde então, tem sido

cada vez mais utilizado

• O manual apresenta os princípios para a construção de casas de

madeira em wood frame, com procedimento de construção

passo a passo, desde a sua concepção até a estrutura completa






13

• A partir de 1960: produção dos painéis de parede passou a

ser realizada em fábrica com a posterior montagem em

campo

• Por fim, com um patamar acima de industrialização, foi

desenvolvido o Sistema de Casas Modulares e Casas

Industrializadas

HISTÓRICO Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos

14

• Battistella Indústria e Comércio: uma das pioneiras a

implementar 2001 em Viamão – RS: primeira casa

• 2010: aumenta uso da tecnologia objetivo de padronizar,

apresentar critérios mínimos de desempenho e definir métodos

de avaliação dos componentes do sistema

• “Diretriz SiNAT 005 – Sistemas construtivos estruturados em

peças de madeira maciça serrada, com fechamentos em

chapas delgadas (Sistemas leves tipo Light Wood Framing)”

• 2013: através de ensaios, o desempenho foi testado e, mediante

aprovação, foi gerado como produto a DATec 020 (Sistema

construtivo Tecverde: “Sistema leve em madeira”)

BRASIL

HISTÓRICO


15

HISTÓRICO Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos

16

HISTÓRICO


17

EMENTA

• Introdução

• Histórico

• Componentes

• Projeto

• Execução


18

COMPONENTES

1. PAINEL ESTRUTURADO

2. ISOLAMENTO TÉRMICO-

ACÚSTICO

3. OSB

4. MEMBRANA HIDRÓFUGA

5. PLACA CIMENTÍCIA

6. PLACA DE GESSO

ACARTONADO

7. ACABAMENTO






19

COMPONENTES

PAREDE EXTERNA X PAREDE INTERNA

CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)


20

COMPONENTES

ENTREPISO

CAMPOS, H. F. (2018)


21

COMPONENTES


MONTANTES

SOLEIRA SUPERIOR

VERGA

CONTRAVERGA


BARROTES ISOLAMENTO

OSB

PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES


22

COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES

• Paredes portantes distribuem as cargas para as

fundações, sem a utilização de vigas e pilares (pode ser

necessário reforços em pontos específicos – ex.: apoio VM)

• Compostas de montantes verticais

• Cada painel é fechado com guias de madeira (soleiras)

superiores (geralmente duas) e inferiores (geralmente uma)

• As instalações hidráulicas e elétricas são embutidas

• Todas as ligações são pregadas


23


• Montantes (1;5):

O "esqueleto" dos painéis é feito de

montantes

Seções usuais (Curitiba):

4,5 cm x 9 cm (geralmente: alto padrão

paredes internas com pouca carga e

baixo padrão paredes internas e

externas)

4,5 x 14 cm (geralmente: alto padrão

paredes externas e internas mais

carregadas)

3,8 cm x 9 cm (opção para baixo padrão)


24


• Montantes:

Espaçados a cada 60 cm, 40 cm ou 30

cm, dependendo das cargas e do vento

Preenchidas para isolamento (lã de

rocha - Brasil: todas paredes)

Fechamento com placas de OSB (1,2

cm)

Revestimento:

Interno: placas de gesso

Externo: plantas cimentícias CAMPOS, H. F. (2018)






25



26


• Vergas (2):

Verificadas uma a uma Peças em pé

Paredes de 4,5 cm x 9 cm: duas peças

Paredes de 4,5 cm x 14 cm: três peças

Dimensiona-se a altura da peça (9 cm,

14 cm, 19 cm ou 24 cm), caso não seja

suficiente: peças compostas, MLC, VM..

Nos vãos inferiores e superiores:

pedaços de montantes com o

espaçamento padrão servindo de apoio

para as placas de OSB


27


• Soleiras (3;6):

Fechamento dos painéis

Peças deitadas: geralmente

superior dupla e inferior simples

Acompanha a espessura dos

montantes



28



OSB


FIXAÇÃO

ISOLAMENTO


29


• As paredes do térreo devem

ser fixadas nas fundações e

as paredes do superior no

térreo com a utilização de

cantoneiras, que devem ter o

espaçamento definido pelo

projeto estrutural (vento)



30


• Paredes hidráulicas e com instalações elétricas






31

COMPONENTES ENTREPISOS - LAJES

CAMPOS, H. F. (2018) • Travam os apoios e fazem o

contraventamento horizontal da

estrutura

• Barrotes:

O "esqueleto" dos entrepisos

(lajes) é feito de barrotes

Seções usuais (Curitiba):

4,5 cm x 14 cm ou 4,5 cm x

19 cm (baixo padrão)

4,5 x 24 cm (alto padrão)

BARROTES DUPLOS


32


• Barrotes:

A cada 60 cm, 40 cm ou 30 cm (menos

que isso falta espaço para fixação) -

depende das cargas atuantes e dos

vãos

As peças podem ser duplas ou até

triplas, dependendo das cargas e dos

vãos

Preenchidas com isolamento (lã de

rocha)


Cuidado: deixar espaço

adequado para fixação!


33


• Fechamento OSB (mais espessa que

as chapas das parede, em geral 1,8

cm)

• As placas de OSB devem ser

dispostas transversalmente em

relação aos barrotes (assim têm

resistência maior à flexão no maior

sentido)

• Os entrepisos devem ser

devidamente parafusados nas

paredes do térreo com a utilização de

cantoneiras ou parafusos e pregos



34



BARROTES SIMPLES


35

COMPONENTES PEÇAS ESPECIAIS

• Casos de vãos muito grandes,

ou cargas excessivas pode ser

necessário reforço madeira +

resistente, peças compostas,

MLC, viga metálica, etc.

• Importante: dimensionar apoio

adequado para essas situações

• Alto padrão: muito comum VM


VM – VÃO MUITO

GRANDE

REFORÇO CARGA

CONCENTRADA:

REAÇÃO VM


36

EMENTA

• Introdução

• Histórico

• Componentes

• Projeto

• Execução






37

• O dimensionamento de painéis estruturais em wood frame pode

ser feito a partir dos critérios estabelecidos pela norma

americana WFCM 2001 e pelas normas europeias DIN 1052

(1998) e EUROCODE 5 Parte 2 (1997)

• NBR 7190:1997: Projetos de Estruturas de Madeira (em vigor)

• NBR 7190:2011 (ainda não tem valor normativo)

• A norma americana LRFD contém os fatores de ajustes,

dimensões, valores de resistência e outras referências

requeridas para o projeto estrutural dos painéis

NORMAS

PROJETO Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos

38

PROJETO

• Propriedades da madeira: classe de resistência, teor de umidade e

classe de carregamento (NBR 7190)

• Vento: geralmente principal carga acidental na edificação

• Paredes: calcula-se as carga e dimensiona-se a seção e

espaçamento dos montantes cuidar com cargas

concentradas!

• Entrepisos: calcula-se as carga e dimensiona-se a seção e

espaçamento dos barrotes cuidar com cargas concentradas!

Projetar os painéis de modo a otimizar a

paginação e facilitar a montagem!

PROJETO ESTRUTURAL

DADOS DE ENTRADA

VENTO

CARGAS PERMANENTES

COBERTURA Depende da obra

ÁREA TÉCNICA

Cobertura

Paredes

Entrepisos

PAV. SUPERIOR Paredes

Vergas

ENTREPISOS

PAV. TÉRREO

Paredes

Vegas

FUNDAÇÃO

Cargas distribuídas

Cargas concentradas

Ancoragem CAMPOS, H. F. (2018)









≈


≈


≈


≈







49

PROJETO

• Projeto de produção:

Software específico

mais adequado: BIM

Todo detalhamento da

estrutura para fábrica

Cada parede, cada

entrepiso e cobertura são

apresentados

detalhadamente



50

PROJETO

• Projeto de produção:

Ideal: paredes já saiam da fábricas fechadas (todas as

camadas)


51

PROJETO

FÁBRICA TECVERDE ENGENHARIA -

ARAUCÁRIA PR



52

PROJETO


FÁBRICA TECVERDE ENGENHARIA - ARAUCÁRIA PR


≈


54

EMENTA

• Introdução

• Histórico

• Componentes

• Projeto

• Execução






55

EXECUÇÃO

• Função das cargas de projeto e do tipo de solo existente

• Estrutura sobre a fundação leve e com cargas distribuídas ao

longo das paredes geralmente radier ou sapata corrida

• Paredes fixadas com cantoneiras

FUNDAÇÃO


56

EXECUÇÃO FUNDAÇÃO


57

EXECUÇÃO

• Primeiro pavimento: técnicas

tradicionais de alvenaria

• Pavimento superior: apoiado

nas paredes do térreo -

entrepisos constituídos por

chapas de OSB apoiadas

sobre barrotes OSB –

contrapiso

PISOS

SEÇÕES E ESPAÇAMENTOS:

CONFORME PROJETO

ESTRUTURAL (DEPENDE DO VÃO

E DO CARREGAMENTO)


58

EXECUÇÃO PISOS



59

EXECUÇÃO

• Térreo: apoiadas na fundação

• Pavimento superior: apoiadas

nos entrepisos

• Preenchidas com isolamento

• Parede interna: OSB + placa de

gesso (verde para áreas

molháveis)

• Parede externa: OSB + placa

cimentícia

PAREDES



60

EXECUÇÃO PAREDES






61

EXECUÇÃO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS

• Iguais às que são utilizadas na construção convencional

• Vantagem: paredes funcionam como shafts visíveis, facilitando a

execução e manutenção das instalações


62


• Evitar que os perfis verticais sejam perfurados Quando existe a necessidade de se furar um montante, o furo deve respeitar a especificação de diâmetro máximo igual a 1/3 da espessura do montante previsto no projeto estrutural


63


• Por se tratar de um sistema industrializado, ele permite um planejamento prévio que possibilita já deixar preparadas todas as furações necessárias para a passagem de condutores, canos e conexões



64

EXECUÇÃO COBERTURA

• Sobre as paredes portantes do último piso são aplicadas treliças ou lajes de cobertura

• Adapta-se a qualquer projeto arquitetônico, sendo possível executar telhados com diversas inclinações, telhados planos e curvos



65




66









67


CONDOMÍNIO MCMV Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos

24/08/2016: finalização do

primeiro prédio com

tecnologia sustentável

wood frame do Brasil, em

Araucária, no Paraná. A

montagem do prédio de

três pavimentos durou

64 horas, com jornadas de

oito horas de trabalho

diárias

TECVERDE


TECVERDE O projeto envolve dois

edifícios com 12

apartamentos, distribuídos

em três pavimentos, com

uma das torres finalizada

em apenas 40 horas de

montagem

TECVERDE


70

CONDOMÍNIO MCMV


CASA ALTO PADRÃO


71



CASA ALTO PADRÃO

CASA ALTO PADRÃO

Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos CASAS PRONTAS

TECVERDE (2018)





Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos CASAS PRONTAS

TECVERDE (2018)


74

REFERÊNCIAS

• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190:

Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 1997 (em vigor).

• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190:

Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 2011 (processo de

avaliação).

• MOLINA, J. C.; Calil Junior, C. Sistema construtivo em wood frame para

casas de madeir. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v.

31, n. 2, p. 143-156, 2010.

• www.tecverde.com.br, acessado em janeiro de 2018.

[email protected]

http://www.tecverde.com.br/







Documents

Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos EMENTA - dcc.ufpr.br · Universidade Federal do Paraná Departamento de Construção Civil Construção Civil III Profª. MSc. Heloisa Fuganti