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14/03/2018
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APRESENTAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL CONSTRUÇÃO CIVIL III (TC-038) Profª M.Sc. Thaísa Rocha
Engenheira Civil – UFPR
Mestre em Engenharia de Construção Civil (PPGECC/UFPR)
Doutoranda em Engenharia de Construção Civil (PPGECC/UFPR)
Terça e quinta – 17:30 h as 19:30 h
Carga horária – 60h
Estruturas metálicas Introdução
Detalhes construtivos Falhas e patologias Corrosão Preparo e pintura Resistência/proteção ao fogo Light Steel Frame Prova
ESTRUTURAS METÁLICAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL CONSTRUÇÃO CIVIL III (TC-038)
INTRODUÇÃO
Profª M.Sc. Thaísa Rocha
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Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
M.Sc. Thaísa Rocha
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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M.Sc. Thaísa Rocha
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
1901 É concluída a construção da Estação da Luz, em São Paulo. Estruturas metálicas da cobertura e das passarelas foram trazidas da Inglaterra.
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M.Sc. Thaísa Rocha
1946 Começam a funcionar os alto-fornos da Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta Redonda.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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1957 O Edifício Garagem América, no Centro da cidade de São Paulo, é o primeiro construído no Brasil com materiais e projetos produzidos totalmente no País.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
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1960
Edifícios da Esplanada dos Ministérios, projetados por Oscar Niemeyer, foram construídos com estrutura metálica para atender à urgência do prazo de entrega. Peças foram importadas dos Estados Unidos.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
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1961 O Edifício Avenida Central é concluído no Rio de Janeiro. As peças metálicas do arranha-céu de 35 pavimentos foram produzidas pela FEM (Fábrica de Estruturas Metálicas), subsidiária da CSN.
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
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1961
O edifício que abriga o Escritório Central da Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta Redonda, foi o primeiro de múltiplos pavimentos no Brasil a utilizar perfis "I" compostos de chapas de aço soldadas, em substituição às composições rebitadas de fábrica. A fabricação das estruturas começou em junho de 1962 e o término da montagem ocorreu em fevereiro de 1963, após cinco meses de trabalho.
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
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1970 O Centro de Exposições do Anhembi, em São Paulo, no final da década de 60, foi o principal marco da construção em treliça metálica espacial no Brasil. A estrutura abrange mais de 60 mil m² e é composta por 60 mil barras tubulares circulares de alumínio, com peso total de 60 t.
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Resistência ao fogo
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1986 Publicação da norma "NBR 8800 - Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edifícios".
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1987
O Edifício Casa do Comércio, em Salvador, conta com 14 pavimentos e 58 m de altura. É composto por duas torres de concreto armado, unidas por treliças metálicas sobrepostas ortogonalmente, formando balanços e compondo a base em que se apóiam vigas e lajes de piso de nove pavimentos estruturados em aço. O edifício abriga a sede da Feceb (Federação do Comércio do Estado da Bahia), do Sesc (Serviço Social do Comércio) e do Senac (Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial).
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Resistência ao fogo
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1990
O Light Steel Framing chegou ao Brasil no início da década, aplicado na construção residencial. Dez anos depois, com a tecnologia já estabelecida no País, são publicadas as normas: NBR 14762:01 - Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituídas por Perfis Formados a Frio NBR 6355:03 - Perfis Estruturais de Aço Formados a Frio.
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1990
O Light Steel Framing chegou ao Brasil no início da década, aplicado na construção residencial. Dez anos depois, com a tecnologia já estabelecida no País, são publicadas as normas: NBR 14762:01 - Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituídas por Perfis Formados a Frio NBR 6355:03 - Perfis Estruturais de Aço Formados a Frio.
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1992 Inauguração da Estação Largo 13 de Maio, do Centro Empresarial do Aço e do Instituto Cultural Itaú, todas as obras em São Paulo. Em Curitiba, é entregue a Ópera de Arame.
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Resistência ao fogo
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1995
Uso de tintas intumescentes para proteção das estruturas metálicas contra a ação do fogo. Sob altas temperaturas, a tinta libera gases que formarão uma espuma rígida em torno da estrutura, retardando o aumento da temperatura do metal.
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1995
Uso de tintas intumescentes para proteção das estruturas metálicas contra a ação do fogo. Sob altas temperaturas, a tinta libera gases que formarão uma espuma rígida em torno da estrutura, retardando o aumento da temperatura do metal.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Resistência ao fogo
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1999 Elaborada a "NBR 14.323 - Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio - Procedimentos"
Introdução Detalhes
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2004 O Edifício Taipei 101, em Taiwan, é inaugurado com 101 pavimentos e 509 m de altura - um dos 8 mais altos do mundo.
Introdução Detalhes
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M.Sc. Thaísa Rocha
2004 O Edifício Taipei 101, em Taiwan, é inaugurado com 101 pavimentos e 509 m de altura - um dos 8 mais altos do mundo.
Introdução Detalhes
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Resistência ao fogo
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2008
Depois de 22 anos, a NBR 8800 é revisada. A mudança de seu nome para "Projeto de Estrutura de Aço e de Estrutura Mista de Aço e Concreto de Edificações" revela as principais mudanças no texto do documento. A norma passa a abordar, também, projetos de estruturas mistas. E, deixa de contemplar a execução das estruturas, que deverá ser tema de uma norma específica.
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2008
Depois de 22 anos, a NBR 8800 é revisada. A mudança de seu nome para "Projeto de Estrutura de Aço e de Estrutura Mista de Aço e Concreto de Edificações" revela as principais mudanças no texto do documento. A norma passa a abordar, também, projetos de estruturas mistas. E, deixa de contemplar a execução das estruturas, que deverá ser tema de uma norma específica.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
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Resistência ao fogo
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M.Sc. Thaísa Rocha
2008
Depois de 22 anos, a NBR 8800 é revisada. A mudança de seu nome para "Projeto de Estrutura de Aço e de Estrutura Mista de Aço e Concreto de Edificações" revela as principais mudanças no texto do documento. A norma passa a abordar, também, projetos de estruturas mistas. E, deixa de contemplar a execução das estruturas, que deverá ser tema de uma norma específica.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Resistência ao fogo
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Compatibilidade com outras
normas brasileiras
Eliminação de prescrições de execução das estruturas, que
serão contempladas em norma exclusiva
Prescrições para assegurar
a integridade estrutural
Regras completas para o projeto de componentes
mistos (vigas, pilares, lajes e ligações)
Diretrizes básicas para assegurar a durabilidade de elementos de aço frente à
corrosão
M.Sc. Thaísa Rocha
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Década de 1960 Aço mais utilizado
Processo de soldagem foi sendo dominado
Modernização das usinas siderúrgicas
Maior produtividade e qualidade
O Brasil deixa de importar e passa a
exportar aço
ASTM – A 7
Em 1980 M.Sc. Thaísa Rocha
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Resistência ao fogo
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O Brasil deixa de importar e passa a exportar aço
O aço carbono contém quantidade limitadas de carbono, silício, manganês, enxofre e
fósforo
ASTM-A-36
ASTM-A-572 ASTM-A-588
alta resistência mecânica
aços patináveis
É a quantidade de carbono que define sua classificação
Para a construção civil, interessam os aços estruturais de média e alta resistência
mecânica
A tendência moderna em utilizar estruturas maiores, tem levado à utilização de aços de maior resistência. Para evitar que as estruturas sejam mais pesadas, são utilizados aços
de alta resistência e baixa liga M.Sc. Thaísa Rocha
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Sistemas construtivos convencionais
Déficit habitacional brasileiro
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Baixa produtividade Desperdício de
materiais
Déficit de 7,8 milhões de moradias
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Resistência ao fogo
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Habitações de Interesse Social
Residências unifamiliares
Conjuntos habitacionais
45 m² Custo competitivo
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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PARÂMETROS
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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OPÇÃO A SEMI-INDUSTRIALIZADA
OPÇÃO B INDUSTRIALIZADA
ESTRUTURA Perfis dobrados (vãos
menores) Perfis soldados (vãos maiores)
VEDAÇÃO EXTERNA Alvenaria cerâmica
Painéis de concreto celular autoclavado
DIVISÓRIAS INTERNAS Painéis em gesso acartonado
TIPO DE AÇO USI-SAC 41 ASTM A-36 E
LAJES Maciças, espessura 8 cm Steel-deck , espessura 14 cm
COLUNAS 34 unidades, perfil duplo cartola,
dimensões: 140x70 mm
12 unidades em perfil H, dimensões 220x180mm
VIGAS 212 unidades em perfil U enrijecido,
dimensões: 175x300 mm 84 em perfil I, dimensões (mm):
350x130; 300x130;250x150;250x130
SISTEMA DE ESTABILIZAÇÃO Pórticos rígidos e
contraventamentos Pórticos rígidos e colunas
mistas (aço+concreto)
TEMPO DE EXECUÇÃO 120 dias 100 dias
CUSTO POR UNIDADE R$ 12.073,38 R$ 14.700,26
M.Sc. Thaísa Rocha
Introdução Detalhes
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Liberdade no projeto
Liberdade de criação
Projetos arrojados
Tecnologia do aço
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Maior área útil
Seções esbeltas comparado ao concreto
Maior espaço interno
Significativo em garagens
Introdução Detalhes
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Flexibilidade
Facilidade em adaptação, ampliações, reformas
Facilidade na passagem de tubulações e rede
Introdução Detalhes
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Compatibilidade
Tijolos e blocos
Lajes moldadas in loco
Lajes e painéis em concreto
Drywall
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Menor prazo de execução
Fabricação da estrutura em
paralelo com a fundação
Redução de até 40% do tempo
comparado com convencional
Não é prejudicado pela ocorrência de
chuvas
Diminuição do uso de formas e
escoramentos
Antecipação do ganho
Introdução Detalhes
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Racionalização
Material
Mão de obra Redução de até 25% (em
peso) do desperdício
Sistemas industrializados
Introdução Detalhes
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Alívio de carga nas fundações
Maior leveza Redução de 30% no custo das fundações
Introdução Detalhes
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Qualidade
Garantia de fabricação
Controle do processo
Maior qualidade
Mão de obra qualificada
Introdução Detalhes
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Organização do canteiro
Estrutura pré-fabricada
Ambiente limpo
Maior segurança
Sem desperdício ou resíduos
Introdução Detalhes
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Precisão construtiva
Unidade em mm
Aprumada e nivelada
Economia com revestimentos
Introdução Detalhes
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Reciclabilidade
Aço é 100% reciclável
Montagem / Desmontagem Reaproveitamento
Menor geração de rejeitos
Introdução Detalhes
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Resistência à corrosão
Cuidados especiais Proteção com pintura
ou galvanização
Ambiente Aço CC (*) Aço ARC (**)
Rural 40 a 100 120 a 200
Marítimo 20 a 40 60 a 120
Industrial 20 a 40 60 a 120
(*) Aço-Carbono Comum
(**) Aço de Alta Resistência à Corrosão
Anos necessários para a perda de 1mm de camada de aço
Introdução Detalhes
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REVESTIMENTOS PROTETORES
Todos os aços estruturais para construção requerem revestimento
Com exceção dos aços COS AR COR, que sob
determinadas condições podem ser utilizados sem
pintura
Protege da corrosão atmosférica
Painéis industrializados
Projeção de argamassas
Encapsulamento com alvenaria/concreto
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
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Resistência ao fogo
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arac
terí
stic
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Ger
ais
Van
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Hab
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ão S
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al
His
tóri
co REVESTIMENTOS PROTETORES
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
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ESTRUTURAS METÁLICAS APARENTES
Recomenda-se aço resistente à corrosão
Eventualmente sem pintura em atmosfera urbana, rural
ou industrial não muito severa
Sem pintura
Análise do local e condições de uso
Ciclo molhagem / secagem Exposto a SO2 Formação da
pátina
Remover óxidos, resíduos de óleo, graxa e respingos de
solda
1 a 3 anos
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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M.Sc. Thaísa Rocha
PINTURA DO AÇO
Limpeza Manual
Limpeza Mecânica
Jateamento
Remoção de materiais soltos
com ferramentas manuais
Remoção de materiais soltos
com ferramentas manuais
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
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TÉCNICAS DE PREPARO
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Limpeza Manual
Remoção de materiais soltos
com ferramentas manuais
St 2: Limpeza manual, executada com ferramentas
manuais
Retira carepas, restos de pintura e
ferrugem
Uso de martelos, picadores,
espátulas, escovas
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
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M.Sc. Thaísa Rocha
Limpeza Mecânica
Remoção de materiais soltos
com ferramentas manuais
St 3: Limpeza mecânica executada com ferramentas mecanizadas como
escovas rotativas, pneumáticas ou elétricas
Retira materiais soltos
Uso de escovas rotativas, pistola de agulhas, lixadeiras
rotativas Ideal para áreas pequenas ou de
difícil acesso, devido ao seu maior custo
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
Patologias Corrosão
Preparo e Pintura
Resistência ao fogo
Light Steel Frame
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Remoção de óleos, graxas, carepas de laminação, restos de pintura, ferrugem, com uso de jatos abrasivos (areia ou granalha de aço)
Jateamento
Jato Abrasivo Ligeiro (Sa 1)
Jato Abrasivo Comercial (Sa 2)
Jato Abrasivo ao Metal Quase Branco
(Sa 2 ½ )
Jato Abrasivo ao Metal Branco (Sa 3)
BRUSH OFF A superfície resultante deverá encontrar-se inteiramente livre de óleos, graxas e materiais como carepa, tinta e ferrugem soltas. A carepa e a ferrugem remanescentes poderão permanecer, desde que firmemente aderidas. O metal deverá ser exposto ao jato abrasivo até provocar a exposição do metal base em vários pontos da superfície sob a camada de carepa.
Introdução Detalhes
Construtivos Falhas e
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Remoção de óleos, graxas, carepas de laminação, restos de pintura, ferrugem, com uso de jatos abrasivos (areia ou granalha de aço)
Jato Abrasivo Ligeiro (Sa 1)
Jato Abrasivo Comercial (Sa 2)
Jato Abrasivo ao Metal Quase Branco
(Sa 2 ½ )
Jato Abrasivo ao Metal Branco (Sa 3)
JATO COMERCIAL A superfície resultante do jateamento poderá apresentar manchas e pequenos resíduos devidos à ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 2/3 da área deverá estar isenta de resíduos visíveis, enquanto o restante será limitado pelas manchas e resíduos.
Jateamento
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Construtivos Falhas e
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Remoção de óleos, graxas, carepas de laminação, restos de pintura, ferrugem, com uso de jatos abrasivos (areia ou granalha de aço)
Jato Abrasivo Ligeiro (Sa 1)
Jato Abrasivo Comercial (Sa 2)
Jato Abrasivo ao Metal Quase Branco
(Sa 2 ½ )
Jato Abrasivo ao Metal Branco (Sa 3)
JATO AO METAL QUASE BRANCO É definida como superfície livre de óleo, graxa, carepa, ferrugem, tinta e outros materiais, podendo apresentar pequenas manchas claras devidas a resíduos de ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 95% da área deverá estar isenta de resíduos visíveis, sendo o restante referente aos materiais acima mencionados.
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Remoção de óleos, graxas, carepas de laminação, restos de pintura, ferrugem, com uso de jatos abrasivos (areia ou granalha de aço)
Jato Abrasivo Ligeiro (Sa 1)
Jato Abrasivo Comercial (Sa 2)
Jato Abrasivo ao Metal Quase Branco
(Sa 2 ½ )
Jato Abrasivo ao Metal Branco (Sa 3)
JATO AO METAL BRANCO Após a limpeza, o aço deverá exibir cor metálica uniforme, branco-acinzentada, sendo removidos 100% de carepas e ferrugens. A superfície resultante estará livre de óleos, graxas, carepa, tinta, ferrugem e de qualquer outro depósito.
Jateamento
Introdução Detalhes
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Remoção de óleos, graxas, carepas de laminação, restos de pintura, ferrugem, com uso de jatos abrasivos (areia ou granalha de aço)
Jato Abrasivo Ligeiro (Sa 1)
Jato Abrasivo Comercial (Sa 2)
Jato Abrasivo ao Metal Quase Branco
(Sa 2 ½ )
Jato Abrasivo ao Metal Branco (Sa 3)
Jateamento
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PINTURA DO AÇO TÉCNICAS DE PREPARO
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PINTURA DO AÇO TÉCNICAS DE PREPARO
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Evitar empoçamento de
água e acúmulo de resíduos
Impedir o contato direto de outros
metais com o aço
Prever furos de drenagem em quantidade e
tamanho suficiente
Garantir espaço e acesso para
realização de manutenção
Permitir a circulação de ar por todas as
faces dos perfis
DETALHES DE PROJETO
Evitar peças semi-enterradas ou semi-
submersas
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DETALHES DE PROJETO
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ESTIMATIVA DE PESO
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Laje modulada de concreto celular
Laje de painel de madeira e fibrocimento
/ laje com forma metálica incorporada -
"steel deck"
Laje modulada protendida
Laje mista
Pré-laje de concreto
FECHAMENTO HORIZONTAL
Laje de concreto moldada "in loco"
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Alvenarias: de tijolos maciços de
barro, blocos cerâmicos, blocos de concreto ou de
concreto celular
Painéis: de concreto,
concreto celular, fibrocimento, aço, gesso acartonado
(drywall)
VEDAÇÃO VERTICAL
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Construtivos Falhas e
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Ativa Passiva
Sprinklers, alarmes
Portas corta-fogo, compartimentação dos ambientes; Argamassa de asbesto: aplicação por spray Argamassa de Vermiculita: spray ou espátulas Mantas de fibras cerâmicas ou de lã de rocha: utilizada como revestimento tipo contorno ou como tipo caixão Argamassa de gesso e fibras: spray Concreto/Alvenaria: revestimento ou encapsulamento Tinta intumescente: revestimento fogo-retardante, que submetido ao incêndio transforma-se em volumosa camada, parecida com uma esponja. Solução ideal para estrutura aparente
PROTEÇÃO CONTRA O FOGO
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Ativa Passiva
Sprinklers, alarmes PROTEÇÃO CONTRA O
FOGO
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Referências bibliográficas
Aulas Profº Leonardo Miranda
Aulas Profº Marco Argenta
http://techne17.pini.com.br/engenharia-civil/138/desenvolvimento-metalico-287578-1.aspx
http://www.cbca-acobrasil.org.br/site/construcao-em-aco-vantagens.php
http://wwwo.metalica.com.br/vantagens-da-construcao-em-aco
http://www.cbca-iabr.org.br/upfiles/downloads/habitacao-de-interesse-social-em-aco.pdf