AMERICANO DA CONSTRUÇÃO
METÁLICA (CONSTRUMETAL 2014)
 
 
ANAIS DO SEXTO CONGRESSO LATINO- AMERICANO DA CONSTRUÇÃO 
METÁLICA (CONSTRUMETAL 2014) 
SÃO PAULO
(Maurício Amormino Júnior, CRB6/2422)
C749a Congresso Latino-Americano da Construção Metálica (6. : 2014 : São Paulo)
 Anais do 6º Congresso Latino-Americano da Construção Metálica (Construmetal) / VI Congresso Latino-Americano da Construção Metálica, 02-04 setembro 2014, São Paulo, Brasil ; organizador Eduardo de Morais Barreto Campello. –São Paulo:  ABCEM, 2014.
PDF
1. Aço - Estruturas - Congressos. 2. Construção metálica - Congressos. I. Campello, Eduardo de Morais Barreto. II. Título.
CDD-624.1821
Paulo Ricardo de Barros Mendes
Congresso Latino-Americano da Construção Metálica 
Construmetal 2014 
ABCEM  –Associação Brasileira da Construção Metálica 
Av. Brig. Faria Lima, 1931 - 9º Andar - 01451.917  –São Paulo, SP  –Brasil 
ANAIS DO SEXTO CONGRESSO LATINO- AMERICANO DA CONSTRUÇÃO 
METÁLICA (CONSTRUMETAL 2014) 
 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA CONSTRUÇÃO METÁLICA
SÃO PAULO
Índice:
 Apresentação 1
Parte 1. Coberturas e Fechamentos – Materiais, Tecnologia e Projeto 3
ESTRUTURA PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS DE RESIDÊNCIAS COM SISTEMA LIGHT STEEL FRAMING - Alexandre Kokke Santiago; Maíra Neves Rodrigues; Francisco Carlos Rodrigues
4
OS SISTEMAS DE COBERTURAS E FECHAMENTOS QUE FORMAM A MODERNA ARQUITETURA EM AÇO - Eduardo Munhoz de Lima Castro
17
 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAINÉIS DE FACHADA LEVE PARA EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS PAVIMENTOS COM MODELAGEM NUMÉRICA - Thiago Salaberga Barreiros; Alex Sander Clemente de Souza
32
ESTUDO TEÓRICO-EXPERIMENTAL SOBRE A ESTABILIDADE ESTRUTURAL DE PAINÉIS DE CISALHAMENTO (“SHEAR WALL”) DO SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING - Sabrina Moreira Villela; Francisco Carlos Rodrigues; Rodrigo Barreto Caldas
56
SISTEMAS MODULARES EM AÇO: A SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA HABITACIONAL - Mario Aparicio; Juan José Zubia Soldevilla; Estibaliz Bengoetxea
71
Parte 3. Estruturas de Aço e Mistas de Aço e Concreto 87
 AÇÕES DINÂMICAS PRODUZIDAS PELO VENTO NO PROJETO DE ESTRUTURAS DE AÇO - Diogo Wellington Cappellesso dos Santos; Zacarias Martin Chamberlain Pravia
88
 ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS PARA REFORÇOS ESTRUTURAIS METÁLICOS EM PONTES FERROVIÁRIAS DE CONCRETO ARMADO - Carlos  Alberto Medeiros
109
 ANÁLISE DINÂMICA DE ESTRUTURAS DE AÇO SUPORTES DE MÁQUINAS ROTATIVAS - Rafael Marin Ferro; Walnório Graça; Ferreira Adenilcia Fernanda Grobério Calenzani
129
 ANÁLISE NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE CONECTORES DE CISALHAMENTO TIPO CRESTBOND - Ciro Maestre Dutra; Gustavo de Souza Veríssimo; José Carlos Lopes Ribeiro; José Luiz Rangel Paes
148
 ANÁLISE ESTRUTURAL DA PROPAGAÇÃO MECÂNICA DE TRINCAS EM UMA VIGA DA ESTRUTURA DO FORNO DE REAQUECIMENTO - Leonardo Carneiro Vianna Schettini; Gabriel de Oliveira Ribeiro; Vicente Aleixo Pinheiro Ribeiro
173
 AVALIAÇÃO DE MÉTODOS NUMÉRICOS DE ANÁLISE LINEAR DE ESTABILIDADE PARA PERFIS DE AÇO FORMADOS A FRIO - Débora Coting Braga; Eduardo M. B. Campello
193
CÁLCULO DOS DESLOCAMENTOS EM VIGAS DE AÇO COM ABERTURAS NA  ALMA - José Carlos Lopes Ribeiro; Gustavo de Souza Veríssimo; José Luiz Rangel Paes; Ricardo Hallal Fakury
212
CONECTORES DE CISALHAMENTO CONSTITUÍDOS POR PARAFUSO E REBITE TUBULAR COM ROSCA INTERNA EM PILARES MISTOS DE AÇO E CONCRETO COM PERFIS FORMADOS A FRIO - Hermano de Sousa Cardoso; Francisco Carlos Rodrigues; Ricardo Hallal Fakury; Rodrigo Barreto Caldas; Ivan Candelma
222
FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA O LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE SEUS ELEMENTOS ESTRUTURAIS EM AÇO - Priscilla I. S. Ribeiro; Adenilcia F. G. Calenzani; Augusto Alvarenga; Walnório Graça Ferreira
243
INTERVENÇÃO EM EDIFÍCIOS HISTÓRICOS COM A UTILIZAÇÃO DE ESTRUTURA METÁLICA: ESTUDO DE CASO ARMAZÉM 09 – RECIFE/PE - Bianca Mendes Carneiro Viniski; José Wanderley Pinto; Sérgio José Priori Jovino Marques Filho
262
MODELO NUMÉRICO PARA AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE VIGAS  ALVEOLARES MISTAS DE AÇO E CONCRETO - André Barbosa Gonçalves; Giuliana de Angelo Ferrari; Washington Batista Vieira; José Luiz Rangel Paes; Gustavo de Souza Veríssimo; José Carlos Lopes Ribeiro
280
 
 
O USO DAS PROPRIEDADES DE VIBRAÇÃO (PERÍODO NATURAL) PARA 297  AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DE SEGUNDA ORDEM EM ESTRUTURAS DE AÇO - Ricardo Ficanha; Zacarias Martin Chamberlain Pravia
OBTENÇÃO DE COEFICIENTES AERODINÂMICOS ATRAVÉS DE MECÂNICA 308 COMPUTACIONAL DE FLUIDOS PARA DETERMINAÇÃO DE AÇÕES EM EDIFICAÇÕES DEVIDAS AO VENTO - Anderson Guerra; Zacarias M. Chamberlain Pravia
Parte 4. Estruturas de Aço em Situação de Incêndio 328
DESEMPENHO DE EDIFÍCIO HABITACIONAL DE INTERESSE SOCIAL 329 INDUSTRIALIZADO EM AÇO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO - Humberto Napoli Bellei; Roberto Inaba; Mauri Resende Vargas
EQUIVALÊNCIA ENTRE INCÊNDIO-PADRÃO E CURVAS PARAMÉTRICAS 334  APLICADOS A ESTRUTURAS DE AÇO - Arthur Ribeiro Melão; Valdir Pignatta Silva
ESTUDO TEÓRICO DA FLAMBAGEM DISTORCIONAL DE PERFIS U 354 ENRIJECIDO EM TEMPERATURA ELEVADA - Armando Aguiar de Souza Cruz Neto; Possidonio Dantas de Almeida Neto; Rodrigo Barreto Caldas; Francisco Carlos Rodrigues
VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA DE COLUNAS DE PÓRTICOS METÁLICOS 369 NÃO CONTRAVENTADOS EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO - Thiago Silva; Paulo Vila Real; Nuno Lopes; Carlos Couto; Luciano Mendes Bezerra
Parte 5. Ligações – Concepção, Projeto e Elementos de Fixação 385
COMPARAÇÃO DA TAXA DE DEPOSIÇÃO E EFICIÊNCIA DE DEPOSIÇÃO 386 ENTRE OS CONSUMÍVEIS E71T-1C E ER70S-6 - Mauro Apolinário da Luz; Jaime Casanova Soeiro Junior; Sérgio Duarte Brandi
DIAFRAGMAS EXTERNOS NAS LIGAÇÕES ENTRE VIGA DE SEÇÃO I E PILAR 397 TUBULAR DE SEÇÃO CIRCULAR - Felipe Botelho Coutinho; Macksuel Soares  Azevedo; Walnório Graça Ferreira
DIMENSIONAMENTO AUTOMATIZADO DE LIGAÇÕES VIGA-PILAR - Gustavo 410 Henrique Ferreira Cavalcante; José Denis Gomes Lima da Silva; Luciano Barbosa dos Santos
 
 
DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE LIGAÇÕES SEMIRRÍGIDAS DE PÓRTICOS DE AÇO – MODELO “PÓRTICO AUXILIAR” - Gines Arturo Santos Falcón; Pascual Martí Montrull
432
RIGIDEZ DE LIGAÇÕES FLEXÍVEIS VIGA-COLUNA DO TIPO DUPLA CANTONEIRA - Daniel Borges de Freitas; Fabio Goedel; Zacarias Martin Chamberlain Pravia
454
Parte 6. Projeto – Arquitetura e Engenharia 472
DESENVOLVIMENTO DE DIRETRIZES PARA PROJETO DE EDIFICAÇÕES PARA FINS DIDÁTICOS COM SISTEMA ESTRUTURAL CONSTRUTIVO MODULAR EM AÇO - Maria Emília Penazzi; Alex Sander Clemente de Souza
473
IDENTIFICAÇÃO DE PRÁTICAS DE ENGENHARIA SIMULTÂNEA EM EDIFÍCIOS ESTRUTURADOS EM AÇO - Silvia Scalzo Cardoso; Maria Alice Gonzales
488
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM EDIFICAÇÕES COM ESTRUTURAS DE  AÇO EM PRESIDENTE PRUDENTE - Thais da Silva Santos; Nayra Yumi Tsutsumoto; Cesar Fabiano Fioriti
502
POSSIBILIDADES DE LAYOUT COM ESTRUTURAS DE AÇO EM EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS VERTICAIS DE MÉDIO PADRÃO DE PRESIDENTE PRUDENTE - Nayra Yumi Tsutsumoto; Thais da Silva Santos; Cesar Fabiano Fioriti
515
PROCESSO ITERATIVO DE DESIGN PARAMÉTRICO E ANÁLISE ESTRUTURAL APLICADO AO DESENVOLVIMENTO DE ESTRUTURA PARA TORRE DE ENERGIA EÓLICA - Marina Ferreira Borges; Ricardo Hallal Fakury;  Afonso Henrique Mascarenhas de Araújo
532
SUBSÍDIOS PARA O PROJETO ESTRUTURAL DE TORRES DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA - Vanessa Vanin; Zacarias Martin Chamberlain Pravia
547
TORRE DE TRANSMISSÃO: NOVO DESIGN E OS DESAFIOS DA INSERÇÃO NO CONTEXTO URBANO - Karine Murta Elias; Ricardo Hallal Fakury; Carlos Roberto Gontijo; Afonso Henrique Mascarenhas de Araújo
575
 
 
Parte 7. Proteção das Estruturas - Tratamento de Superfície e Pintura 585 
 AS VANTAGENS E APLICAÇÕES DO SISTEMA DUPLEX - Luiza Abdala 586 
594HIGH PERFORMANCE GREEN COATING - Ashraf Wassef  
 
 
Realizado bianualmente pela ABCEM (Associação Brasileira da Construção Metálica) desde
2004, e contando com o apoio do CBCA (Centro Brasileiro da Construção do Aço), do Instituto
Aço Brasil, do AISC (American Institute of Steel Construction), da Alacero (Asociación Latino
Americana del Acero), do INDA (Instituto Nacional dos Distribuidores de Aço) e da AARS
(Associação do Aço do Rio Grande do Sul), o Congresso Latino-Americano da Construção
Metálica (CONSTRUMETAL) tem a finalidade de promover e divulgar os principais avanços
tecnológicos da indústria da construção em aço e também a sua importância e potencialidade
como solução de alta qualidade no contexto moderno da engenharia industrializada e
sustentável.
Já consagrado como o maior evento da construção metálica na América Latina, nessa sua sexta
edição o Construmetal contou pela primeira vez com um Comitê Tecnocientífico para
organizar as Sessões Tecnocientíficas. O objetivo foi conferir novo escopo às Sessões e com
isso prover aos meios técnico e científico latino-americanos ligados ao uso do aço como
material estrutural um fórum específico de alto nível para discussão e disseminação de novas
tecnologias relacionadas à área. O Comitê contou com a participação de renomados
pesquisadores de todo o Brasil, além do apoio institucional da Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo – que, também pela primeira vez, foi apoiadora do congresso.
Curiosamente, até a presente data não existia na América Latina um congresso específico do
aço que fosse ao mesmo tempo técnico e científico, embora nos últimos anos as estruturas de
aço tenham ganhado enorme destaque e relevância no cenário subcontinental da engenharia
civil e da arquitetura. Na região, existem congressos tecnocientíficos consolidados (e até
mesmo já tradicionais) voltados ao uso do concreto como material estrutural, mas nenhum
que seja específico do aço com esse mesmo perfil. Assim, nessa sexta edição do Construmetal,
esperamos estar dando o primeiro passo na direção de preencher essa lacuna e fazer desse
“o” congresso tecnocientífico do aço (relacionado à construção civil) no Brasil e na América
Latina. Parabenizo a ABCEM por essa importante iniciativa. Agradeço à Catia Mac Cord, ao
Sidnei Palatnik e à Patrícia Davidsohn por toda a dedicação na organização do congresso. E
agradeço em especial o valiosíssimo esforço de todos os membros do Comitê Tecnocientífico,
sem os quais a organização desses Anais – e também das próprias Sessões  – teria sido
impossível.
Eduardo M. B. Campello, Prof. Dr.
Presidente da Comissão Organizadora e do Comitê Tecnocientífico do Construmetal 2014
 
 
São Paulo, 2 a 4 de setembro de 2014
Realização
Comissão Organizadora
Luiz Carlos Caggiano Santos (ABCEM) 
Pedro Wellington G. N. Teixeira (Escola Politécnica da USP) 
Valdir Pignatta e Silva (Escola Politécnica da USP) 
Patrícia Davidsohn (ABCEM) 
Bernardo Horowitz (UFPE) 
Eduardo Batista (UFRJ) 
Fabio Domingos Pannoni (Gerdau) 
Francisco Carlos Rodrigues (UFMG) 
Julio Fruchtengarten (USP) 
Leandro Palermo (UNICAMP) 
Ricardo A. M. Silveira (UFOP) 
Ricardo Hallal Fakury (UFMG) 
Zacarias Chamberlain (UPF) 
CONSTRUMETAL 2014 
Contribuições Tecnocientíficas 
Parte 1 
ESTRUTURA PARA ENGRADAMENTO DE TELHADOS DE RESIDÊNCIAS COM SISTEMA
LIGHT STEEL FRAMING   
Alexandre Kokke Santiago 1
Maíra Neves Rodrigues 2
Francisco Carlos Rodrigues 3
Resumo A utilização de engradamentos metálicos para estruturação de telhados de edificações é prática consagrada na construção civil brasileira, face às grandes vantagens deste material, como leveza, versatilidade, capacidade de vencer grandes vãos, qualidade e disponibilidade de matéria-prima. No caso específico de residências, nota-se a concorrência com estruturas de madeira, que são cada vez menos comuns e mais onerosas pela menor disponibilidade de matéria-prima aprovada. Percebe-se ainda que o emprego de estruturas de aço neste segmento é marcado pelo uso de barras metálicas cortadas e soldadas in loco, em processo artesanal, com baixa produtividade e qualidade, além de elevado desperdício. O presente artigo demonstra a possibilidade de produção e utilização de engradamentos metálicos montados no sistema Light Steel Framing (LSF) para uso em residências em alvenaria convencional. A solução em LSF emprega aços galvanizados e permite que a estrutura de cobertura seja pré-montada em indústria, com maior controle e produtividade, e depois montada em canteiro com grande eficiência, rapidez, sem improvisações e com custo competitivo. São apresentadas no artigo experiências práticas de utilização do sistema para coberturas de residências, suas vantagens e limitações, além de ensaio realizado para validação da solução frente às normas pertinentes.
Palavras-chave: Engradamento metálico de telhados; Light Steel Framing (LSF), Estruturas metálicas
ROOF STRUCTURES FOR RESIDENTIAL CONSTRUTION USING LIGHT STEEL FRAMING 
SYSTEM. 
Abstract The use of light steel roof framing in buildings is a common practice in the Brazilian civil construction due to the great advantages of this material, such as lightness, versatility, large spans, quality and availability of raw materials. Regarding specifically residential construction,
1 Arquiteto e Urbanista UFMG, MSc. Engenharia Civil UFOP, Professor Associado IET UNI-BH, Sócio da Construseco Construtora, Belo Horizonte, MG 2 Arquiteta e Urbanista UFV, MSc. Engenharia de Estruturas UFMG, Professora Associada IET UNI-BH, Gestora de P&D da Flasan, Belo Horizonte, MG 3 Professor Doutor, Professor Titular do Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia da UFMG, Belo Horizonte, MG
* Contribuição técnica ao Construmetal 2014  – Congresso Latino-Americano da Construção
Metálica – 02 a 04 de setembro de 2014, São Paulo, SP, Brasil.
1
 
 
it can be observed the competition of wood structures, which are becoming less common and more expensive due to the decreasing availability of approved raw materials. It can be noticed that the use of steel structures for roof structures is marked by low quality and efficiency, as well as high wastage due to the handcrafted process of cutting and welding pieces on site. This paper demonstrates the possibility of producing and using Light Steel Framing (LSF) system for roof structures of houses built in conventional masonry. LSF solution uses galvanized steel allowing pre-assembly of the roof structure in the factory, with greater accuracy and productivity, and then mounting it on construction site with efficiency, speed, competitive costs and without improvisation. This article presents practical experiences of using this system for residential roofs, its advantages and limitations, as well as performance test to validate the solution for relevant Standards requirements.
Keywords: Metal Roof Structure; Light Steel Framing (LSF); Metal structure
1 INTRODUÇÃO
A utilização de telhados aparentes, com os mais diversos tipos de telhas, é prática comum em residências na arquitetura brasileira, desde as tradicionais casas coloniais até a arquitetura contemporânea. Os sistemas tradicionais de engradamento para telhados de residências são executados com estruturas de madeira, sejam elas compostas por tesouras que vencem o vão livre dos espaços construídos ou apoiadas sobre lajes de concreto com uso de pontaletes. Entretanto, em função do maior controle existente hoje sobre a produção e o manejo adequados de madeira controlada e os aumentos recentes no custo da mão de obra, houve grande acréscimo no custo final da utilização de estruturas de madeira em telhados.
As soluções de estruturas em aço para a execução de engradamentos metálicos são uma alternativa bastante aceita no mercado da construção civil brasileira para substituição das estruturas de madeira. As grandes vantagens do material, como leveza estrutural, versatilidade, capacidade de vencer grandes vãos, facilidade de montagem e manuseio, além da qualidade, disponibilidade e controle da matéria prima são pontos favoráveis a este tipo de solução. Porém, percebe-se que a maioria das estruturas de aço montadas como engradamentos metálicos são executadas a partir de barras metálicas cortadas e soldadas in
loco, em processo artesanal, com baixa produtividade e qualidade, além de elevado desperdício.
O desenvolvimento das soluções construtivas em aço alcança sua melhor viabilidade técnica e econômica quando passa a utilizar conceitos de industrialização. Há algumas experiências no Brasil de sistemas de estruturas para telhados prontas, que entregam um produto beneficiado que aumenta a produtividade ao tornar a instalação da estrutura na obra um processo de montagem de elementos pré-montados e planejados de forma eficiente.
Uma destas experiências é o sistema Usiteto, desenvolvido pela Usiminas (Portal Metálica, 2014) [1], onde são utilizados perfis de aço formados a frio, compondo pilares e engradamento do telhado para execução de cobertura de casas térreas de 36m² e 42m². Este sistema alia peças industrializadas e padronizadas, com encaixes que permitem uma montagem rápida e com grande precisão (Figura 1). Uma das desvantagens deste sistema é a utilização de pilares
2
 
 
metálicos, que poderiam ser suprimidos caso o telhado se apoiasse sobre as paredes de alvenaria estrutural, tornando a solução mais econômica.
Figura 1 –Estrutura Usiteto 
Fonte: Portal Metálica, 2014 [1] 
A alternativa em aço para execução de estrutura de telhados proposta neste artigo utiliza o sistema Light Steel Framing (LSF) buscando um conceito de solução que possa ser utilizado em residências construídas em alvenaria estrutural convencional. A solução em LSF proposta permite que a estrutura de cobertura seja pré-montada em indústria, onde há maior controle e produtividade, e depois montada em canteiro com grande eficiência, rapidez e sem improvisações, com custo competitivo, tornando-se assim uma solução bastante interessante para diversos segmentos da construção civil. O sistema LSF permite diversas tipologias de montagem diferentes, de acordo com a situação da obra, podendo tanto ser constituído de tesouras convencionais quanto de painéis inclinados (Figura 2).
Figura 2 –Estruturas de telhado em Light Steel Framing 
Fonte: Santiago, Terni, Pianheri, 2009 [2] 
3
2.1 Sistema Light Steel Framing
O Light Steel Framing é um sistema construtivo, geralmente autoportante, composto por vários componentes industrializados que possibilitam uma construção com grande rapidez de execução e precisão.
O LSF se caracteriza por um esqueleto estrutural composto por perfis leves de aço galvanizado formados a frio. Os perfis são utilizados na composição de painéis estruturais de paredes, vigas de piso, treliças, tesouras de telhado, entre outros componentes. As montagens mais usuais de LSFutilizam combinações de seções transversais “U” enrijecido (Ue) e“U” simples, mas há
sistemas de montagem que empregam apenas seções Ue (Figura 3). As seções dos perfis Ue são, geralmente, 90x40x12 mm, 140x40x12 mm e 200x40x12 mm. Já os perfis U possuem seções de 90x40 mm, 140x40 mm e 200x40 mm, padronizadas pela norma brasileira ABNT NBR 6355:2012 [3]. Podem ser utilizados perfis com outras seções, como cantoneiras e perfis cartola, em função de necessidades específicas de cada projeto ou aplicação do sistema (Freitas, Santiago, Crasto, 2012) [4].
Figura 3 –Detalhes da montagem de estruturas de Light Steel Framing 
Fonte: Flasan, 2014 [5] 
A estrutura em LSF é montada a partir de perfis formados a frio em aço galvanizado estrutural do tipo ZAR (Zincado de Alta Resistência), cobertura de galvanização 180 g/m² (Z180), resistência ao escoamento (fy) mínima de 230 MPa, conforme requisitos da norma ABNT NBR 15253:2005 [6]. A espessura da chapa de aço é geralmente igual a 0,80 mm, 0,95 mm ou 1,25 mm, sendo determinada de acordo com o cálculo estrutural. Todas as ligações entre elementos de LSF são realizadas com parafusos estruturais autobrocantes, flangeados ou sextavados, em quantidade também avaliada e definida em cálculo estrutural (Rodrigues, 2006) [7].
2.2 Solução de engradamento em LSF para telhados
Para avaliação da viabilidade do uso de engradamento de LSF em telhados, foi desenvolvido em 2011 pela empresa Flasan Soluções para Construção a Seco, de Belo Horizonte, MG, um projeto de estrutural para residências de 36m², com base no projeto arquitetônico da casa padrão MG-80-I-2-36 da COHABMINAS (Companhia de Habitação de Minas Gerais), utilizada
4
 
 
como referência nos projetos habitacionais naquele período (COHABMINAS, 2007) [8]. Este telhado possui 2 águas iguais, e foi pensado para uso de telhas cerâmicas, que tem sido a tipologia mais adotada pelo órgão em seus projetos.
A solução de engradamento metálico de telhados utilizando o sistema Light Steel Framing
desenvolvida e avaliada neste artigo tomou como premissa básica o conceito de industrialização dos elementos da estrutura, de modo a produzi-los em uma fábrica, onde são pré-montados com grande precisão e controle, permitindo uma produtividade que dificilmente é alcançada nas montagens em canteiro. As peças que compõem esta estrutura, perfis e encaixes, são produzidos sob medida, de modo a facilitar o trabalho do montador na fábrica e a minimizar o desperdício de matérias primas.
O sistema é composto por painéis inclinados que se apoiam nas paredes em alvenaria estrutural na parte inferior, onde há também um beiral de 50 cm em todo o perímetro da edificação. Na cumeeira, há um sistema de pontaletes também apoiados na alvenaria, que suportam a extremidade superior do painel em uma viga central. Nesta viga há peças metálicas de articulação onde a extremidade superior do painel inclinado é encaixada, de maneira a absorver pequenas imperfeições na execução da alvenaria.
O sistema utiliza perfis tipo Ue com seção 90x40x12 mm para composição dos caibros do painel inclinado, fixados entre si com parafusos autobrocantes galvanizados e com espaçamento aproximado de 800 mm. Sobre eles são instalados perfis tipo cartola, também em aço galvanizado, espaçados conforme a galga da telha cerâmica a ser utilizada. A cumeeira central é fabricada com perfis caixa compostos por dois perfis Ue 140x40x12 mm e recebe as peças de articulação, também em aço galvanizado (figura 4).
Figura 4 –Detalhes da montagem das peças padronizadas do telhado de LSF 
Fonte: Flasan, 2011 [9] 
Este modelo padronizado de telhados foi submetido a avaliação experimental de carregamento no Laboratório de Análise Experimental de Estruturas, da Escola de Engenharia da UFMG (Rodrigues, 2011) [10], onde foi avaliado seu comportamento e sua capacidade portante frente as solicitações previstas. A descrição e os resultados deste ensaio constam no item 3 deste artigo.
5
3 AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DO ENGRADAMENTO METÁLICO EM LSF
Com o objetivo de atestar o sistema de engradamento proposto, foi realizada pela empresa Flasan, em parceria com o Laboratório de Análise Experimental de Estruturas da UFMG [10], prova de carga em protótipo com área equivalente a 36 m², adotando como referência a casa padrão da COHABMINAS. O ensaio verificou os deslocamentos limites e as forças resistentes da cumeeira, dos caibros e das ripas e o comportamento das ligações entre caibros e cumeeira.
A estrutura do engradamento ensaiado foi composta por 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; e ligações feitas por parafusos autrobrocantes e autoatarraxantes. Todos os perfis foram fabricados em aço ZAR230.
A Figura 5 mostra em diagrama unifilar os apoios dos elementos do telhado na edificação, sendo a cumeeira do telhado apoiada nos oitões e pontalete central, enquanto sete linhas de caibros intermediários, com espaçamento de aproximadamente 815 mm, são apoiados nas paredes laterais e na cumeeira e duas linhas apoiadas sobre os oitões.
Figura 5 - Diagrama do engradamento ensaiado 
Fonte: Rodrigues, 2011 [10] 
As medições dos descolamentos da cumeeira, caibros e ripas foram realizadas por relógios comparadores, com campo de medida de 50 mm, como mostrado na Figura 6.  A Figura 7 mostra os pontos de localização das medições. Nas posições R1 a R11 foram registrados os deslocamentos dos caibros e cumeeira, enquanto nas posições R’1 a R’7 realizaram-se medições para determinar os descolamentos das ripas.
6
Figura 7 –Posições dos relógios comparadores.  Fonte: Rodrigues, 2011 [10] 
De acordo com a ABNT NBR 14762:2010 [11], os descolamentos limites de serviço são valores práticos utilizados para verificação no dimensionamento e em ensaios com aplicação de cargas de serviço, respeitando os Estados-Limites de Serviço (ELS) da estrutura estudada. No entanto, no presente trabalho, o protótipo foi submetido também às ações de carga para Estado-Limite Último (ELU), utilizando coeficiente de ponderação para combinações normais e peso próprio de elementos construtivos industrializados com adições in loco, igual 1,4. Ou seja, a majoração das ações permanentes ficou cerca de 40% acima das ações nominais. A Tabela 1 apresenta os valores considerados para ELS e ELU neste ensaio.
7
 
 
Tabela 1 - Carregamentos adotados na projeção horizontal. Inclinação do telhado = 35%.
Dimensionamento FG Peso da Telha
encharcada (kgf/m²) FQ2 -Sobrecarga
(kgf/m²) FQ1 - Carga de Vento
Estado Limite de Serviço 53,40 27,81 Desconsiderada por ser favorável à segurança.Estado Limite Último γg=1,4 74,76 38,93
Fonte: Rodrigues, 2011 [10]
Os parâmetros para avaliação dos deslocamentos limites dos elementos estruturais do telhado e a combinação de carregamento foram definidos em acordo com o Anexo A da ABNT NBR 14762:2010 [11], como mostrado na Tabela 2. 
Tabela 2: Deslocamentos Limites recomendados pela ABNT NBR 14762:2010 [11]
Descrição Deslocamentos
Seção Central L/180 2880 16,00
Caibros –
Ripas L/180 815 4,53
Para aplicação do carregamento no protótipo foram utilizados sacos plásticos com 20 kg de areia cada, pesados em balança digital calibrada. O carregamento para o Estado-Limite de Serviço, determinado pelo peso próprio da telha e sobrecarga, foi de 81,21 kg/m², e para Estado Limite Último, 113,69 kg/m²
Os deslocamentos foram medidos em 2 etapas em cada posição dos relógios comparadores, sendo a Etapa 1 com carregamento para a condição de serviço e a Etapa 2 para a condição de estado último.
Figura 8 - Carregamento de sacos com 20 kg de areia –Caibros e Cumeeira
Fontes: Rodrigues, 2011 [10]
Figura 9 - Carregamento de sacos com 20 kg de areia –Ripas 
Fontes: Rodrigues, 2011 [10] 
 
 
Nas figuras 8 e 9, nota-se também as telhas de aço, que foram utilizadas para a distribuição dos sacos com areia, sendo que seus pesos próprios foram desprezados durante os ensaios.
3.1 Resultados e Discussão
A Tabela 3 apresenta as médias dos deslocamentos verificados a partir das leituras realizadas nos relógios comparadores posicionados conforme Figura 7, nas Etapas 1 e 2.
Tabela 3 –Deslocamentos encontrados nos ensaios para carregamento nas condições ELS e ELU
Descrição Deslocamentos Limites
Caibros –Seção com balanço 12,48 1,34
Ripas1 4,53 2,24 1 Os deslocamentos das ripas são relativos aos deslocamentos dos caibros.
Fonte: Rodrigues, 2011 [10]
Observa-se que os deslocamentos verificados nos ensaios da cumeeira, ripas e caibros na seção com balanço, estão abaixo dos limites recomendados pela ABNT NBR 14762:2010 [11]. No entanto, verificou-se que o deslocamento limite do caibro da seção central foi de 16,39mm, 2,5% acima do valor permitido para estado-limite de serviço - 16mm. Entretanto, este valor foi avaliado como irrelevante, pois o deslocamento encontrado também considera a condição de estado-limite último, com sobrecarga 40% maior que o estado de serviço.
Durante a realização dos ensaios foi verificada a tendência da ocorrência da Flambagem Lateral com Torção dos caibros. Portanto, adotou-se o emprego de um sistema de contraventamento lateral dessas barras, utilizando bloqueadores em perfil Ue 90x40x12x0,80 nas extremidades e no centro do engradamento, unidos por fitas de aço com largura de 40mm e espessura de 0,80mm instaladas na mesa inferior do perfil do caibro (Figuras 10 e 11).
Figura 10 - Bloqueador e fita para o travamento dos caibros.
Fontes: Rodrigues, 2011 [10]
dos caibros.  Fontes: Rodrigues, 2011 [10] 
9
 
 
Quanto ao comportamento das ligações entre os caibros e a viga da cumeeira, durante as fases de carregamento e descarregamento - com períodos de repouso da estrutura, não foi observado nenhum tipo de colapso ou instabilidade das diversas ligações que compõem o protótipo ensaiado.
Após os ensaios de carga, foram instaladas telhas em metade do protótipo a fim de confirmar a eficiência do sistema de engradamento. Passados 4 meses da instalação das telhas foi realizada outra verificação do comportamento estrutural dos principais componentes do telhado e nenhuma alteração em relação aos ensaios anteriores foi observada.
4 APLICAÇÃO PILOTO DO TELHADO EM OBRA
A partir deste projeto padronizado para residências de 36 m², foi desenvolvido e aplicado em obra na cidade de Betim, MG, em 2011, uma solução piloto de telhado para cobertura de conjunto de 5 casas geminadas (área de 48 m² cada), com telhado em duas águas e telhas cerâmicas.
Os conceitos de industrialização e montagem do sistema foram mantidos sem alterações em relação ao projeto original para casa de 36 m², sendo modificado apenas o dimensionamento dos elementos construtivos para se adaptarem ao aumento das dimensões da área a ser coberta. Nesta obra os painéis foram enviados para a obra pré-montados e com ripas, conforme previsto no projeto original (Figura 12). A única modificação necessária foi a criação de uma linha de apoio intermediária para sustentação do painel, em função do crescimento do vão a ser vencido.
Figura 12 –Instalação em canteiro de painéis pré-montados 
Fonte: Flasan, 2011 [9] 
A execução desta obra permitiu a validação em situação real da viabilidade dos conceitos de montagem desenvolvidos em projeto. Pode ser percebido pela equipe de instalação que a entrega na obra dos painéis pré-montados, já com as ripas fixadas, agilizou de maneira perceptível o processo de instalação na obra. O prazo de execução do telhado foi considerado satisfatório, ficando abaixo daquele esperado para a montagem de um telhado semelhante em perfis soldados no local. Outro aspecto aprovado na obra real foi a solução de encaixes
10
reguláveis da cumeeira, que se mostrou satisfatoriamente eficiente, permitindo ajustar a inclinação do telhado a situação da obra.
A grande dificuldade encontrada pelo sistema está na interface com a alvenaria convencional, fruto das tolerâncias de execução e montagem consideradas em cada um dos sistemas. Enquanto o sistema industrializado em aço possui grande precisão de fabricação, utilizando o milímetro como unidade de referência, a alvenaria possui tolerâncias muito grandes, tanto nas dimensões dos espaços quanto nos prumos e alinhamentos.
Neste sentido, o nivelamento da face superior da alvenaria, onde a estrutura do telhado se apoiou, apresentou variações da ordem de 70 mm ao longo do conjunto de 5 casas (33 m), o que é um valor muito elevado para o sistema em LSF, sendo necessário adotar solução provisória para calçar o apoio dos caibros que posteriormente foram substituídos por arremates de argamassa. Além disso, o comprimento do conjunto de 5 casas apresentou diferença em relação ao projeto, sendo executado com 25 cm a mais que o previsto, o que implicou na necessidade de instalação de um painel de complemento para compensar esta diferença de medidas na estrutura de LSF do engradamento.
Apesar dos contratempos e necessidade de pequenos ajustes em obra, o sistema de engradamento metálico pré-montado em LSF se mostrou uma solução eficiente do ponto de vista de solução de montagem e ganho de agilidade e precisão para a obra. Os telhados foram instalados com sucesso e as residências utilizadas pelos seus compradores de forma satisfatória (Figura 13). As peças necessárias para a compensação de imprecisões na alvenaria foram desenvolvidas com sucesso e incorporadas ao sistema do engradamento. É importante ressaltar que, em situações onde se pretende utilizar este tipo de solução, a execução da alvenaria deve ser acompanhada com maior rigor, para que exista vantagem ainda mais significativa no uso do sistema pré-montado de estrutura para telhado.
Figura 13 –Telhado com estrutura instalada em obra e, posteriormente, com telhas 
Fonte: Flasan, 2011 [9] 
5 CONCLUSÕES
A utilização de telhados em Light Steel Framing oferece diversas vantagens diante de outras soluções para coberturas residenciais. O sistema apresentado neste trabalho mostrou ser econômico, leve, de fácil instalação, além de garantir maior durabilidade que os telhados de madeira. Comparados aos outros sistemas de engradamento metálico, observa-se que o LSF apresenta maior facilidade de montagem e fabricação, uma vez que elimina a utilização de soldas. Além de apresentar uma estética mais agradável na composição da cobertura, sem a necessidade de pintura.
Analisando os resultados encontrados nos testes de carga realizados no protótipo, conclui-se que a solução adotada atende aos requisitos de estabilidade estrutural relativos aos perfis para Light Steel Framing. Estes ensaios mostraram-se bastante eficientes como método prático para avaliação de dimensionamento de telhados e foi decisivo na aprovação técnica da concepção estrutural da cobertura.
A fase de implantação da solução em obra foi importante para confirmar a facilidade de instalação dos painéis pré-montados. Verificou-se a necessidade de melhorar as interfaces entre os sistemas construtivos de paredes e cobertura, uma vez que o conceito de racionalização e padronização deve ser praticado nas diversas etapas da obra. Erros e imprecisões na execução da alvenaria podem acarretar em atrasos na instalação dos engradamentos e em soluções muitas vezes resolvidas em canteiro sem a avaliação e planejamento ideais.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1 Portal Metálica [homepage na internet]. Casas Industrializadas: Usiteto Usiminas. 2014. [acesso em 05 mai 2014]. Disponível em: http://www.metalica.com.br/vvvvvv/casas industrializadas-usiteto-usiminas.
2 Santiago, A. K.; Terni, A. W.; Pianheri, J. Como Construir - Steel Framing - 05 Coberturas. São Paulo: Téchne Revista de Tecnologia da Construção, v. 144, p. 77-80; 2009.
3 Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 6355: Perfis estruturais de aço
 formados a frio – Padronização. Rio de Janeiro: ABNT; 2012.
4 Freitas, A. M. S.; Santiago, A. K.; Crasto, R. C. M. Steel Framing: Arquitetura. 2ª edição. Rio de Janeiro: Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA); 2012.
5 Flasan Soluções para Construção a Seco [homepage na internet]. Portfólio de Obras; 2014. [acesso em 05 mai 2014]. Disponível em: http://www.flasan.com.br.
6 Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 15253: Perfis de aço formados a
 frio, com revestimento metálico, para painéis reticulados em edificações - Requisitos gerais. Rio de Janeiro: ABNT; 2005.
 
 
7 Rodrigues, F. C. Steel Framing: Engenharia. Rio de Janeiro: Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA); 2006.
8 Companhia de Habitação de Minas Gerais (COHABMINAS). Projetos Padronizados. 2007. [acesso em 15 mai 2014]. Disponível em: http://www.cohab.mg.gov.br/mutuarios/plantas/.
9 Flasan Soluções para Construção a Seco. Projeto padronizado de engradamento metálico
 para casa popular . Belo Horizonte; 2011.
10 Rodrigues, F. C. Relatório Técnico: Prova de Carga do engradamento Flasan em aço
galvanizado para cobertura de habitações de interesse social. Belo Horizonte: Fundação Christiano Ottoni, Escola de Engenharia da UFMG; 2011.
11 Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 14762: Dimensionamento de
estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio. Rio de Janeiro: ABNT; 2010.
OS SISTEMAS DE COBERTURAS E FECHAMENTOS QUE FORMAM A MODERNA
ARQUITETURA EM AÇO* -
Eduardo Munhoz de Lima Castro¹
Resumo Ao se analisar um edifício apenas pelo sistema estrutural adotado, seja integralmente metálico ou misto [aço e concreto], é comum encontrar estudos relevantes aos elementos estruturais de composição do sistema: vigas, pilares, perfis, ligações, muitas vezes de forma bem detalhada. Contudo, ao se tratar do fechamento da edificação, tanto para cobertura quanto para as áreas laterais, o único acesso a informação se dá através de catálogos de fabricantes, que por muitas vezes não possuem uma linguagem arquitetônica diante das necessidades mais expressivas que o material possa produzir em compatibilidade com o projeto. Este trabalho tem como objetivo mostrar as várias possibilidades de uso e emprego das chapas de aço corrugadas trapezoidais, senoidais ou lisas, nas suas múltiplas formas, optando-se por elementos produzidos no mercado nacional, aplicados de forma criativa, de forma a traduzir- se em uma expressão plástica arquitetônica marcante com personalidade, funcionalidade, viabilidade executiva e segura ao longo dos anos.
Palavras-chave: Arquitetura com aço; Sistemas de cobertura; Sistemas de fechamentos laterais; Plasticidade e expressão em aço.
THE ROOFING AND CLADDING SYSTEMS THAT FORM THE MODERN ARCHITECTURE´S STEEL
Abstract While analizing a building only by the way of it’s strucural system, be it entirely metallic or mixed (steel and concrete), it’s common to find studies about the structural elements of the system composition: beams, pillars, listings, connections, usually well detailed. However, when dealing about the building’s closure, as for the coverage and lateral areas, the only access to information is through catalogs of manufacturers, which most of the time lack an architectural language before the most expressive needs that the material can produce in compatibility with the project. This work’s main objective is to show the several possibilities of use and utility of steel plates corrugated trapezoidally, sinusoidally or smoothly, on its multiple shapes, opting for elements produced on the national market, applied on a creative way, in order to turn them into a striking architectural artistic expression with personality, functionality and secure business feasibility over the years.
Keywords: Steel architecture; Roofing systems; Cladding systems; Plasticity and steel expression.
* Contribuição técnica ao Construmetal 2014  – Congresso Latino-Americano da Construção
 
 
¹ Arquiteto e Urbanista formado pela Faculdade de Belas Artes de São Paulo em 1987. Especialista em
Administração de Marketing pela Fundação Armando Álvares Penteado - FAAP em 2003, Mestre pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Presbiteriana Mackenzie em 2005. Professor Universitário do curso de Arquitetura e Urbanismo e Design de Interiores das Faculdades Integradas Alcântara Machado - FIAM e Faculdade de Artes Alcântara Machado – FAAM, São Paulo, SP; Consultor de mercado.
2
Resistente, durável, flexível e belo, o aço gera riquezas, propicia o desenvolvimento de novos produtos, possibilita a modernização tecnológica e inspira a criatividade artística.
Aço é sinônimo de arquitetura moderna.
No século XX, este material inspirou arquitetos e engenheiros, combinando resistência e eficiência com oportunidades de expressão escultural. Hoje, na era do pluralismo arquitetônico e da inovação da engenharia, o aço está presente nos mais sofisticados e modernos edifícios.
Parte disso se deve à evolução da metalurgia, análise estrutural, fabricação, montagem e desenvolvimento de componentes construtivos que complementam e fecham a estrutura.
Os limites do aço são cada vez mais explorados, técnica e expressivamente gerando soluções estéticas ricas, criativas e variadas.
Desde a implantação dos primeiros altos-fornos, em meados do Século XIX, o aço desempenha um papel protagonista no desenvolvimento humano.
Com a possibilidade de sua produção em larga escala que propiciou o avanço da Revolução Industrial em direção à descoberta de novas tecnologias aplicadas na agricultura, na indústria, na construção, nos transportes, enfim, na vida cotidiana de todos. A siderurgia é a indústria de base por excelência, já que o aço está presente em todas as outras atividades econômicas.
2 O AÇO COMO MATERIAL NA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO
O aço é versátil
O aço é adaptável e inovador
O aço é moderno e fabricado em (e para) uma indústria de alta tecnologia
O aço é usado em inúmeras aplicações
O aço é infinitamente reciclável
O aço é o material mais reciclado em todo o mundo
O aço representa crescimento
O aço é cultura
A falta de conhecimento sobre o emprego dos produtos provenientes do aço para construção civil e arquitetura promove uma limitação espontânea de sua utilização, resultando na adoção de edificações convencionais ou mistas que por muitas vezes ocasionam diversas patologias após a conclusão da obra.
3
 
 
Projetar em aço, tomando-se como partido o conhecimento da tecnologia de construção a seco, permite
o leveza estrutural, o racionalização do canteiro, o controle de custos e o agilidade operacional.
Os materiais devem ser selecionados especialmente de forma a não comprometer o resultado final do planejamento e do projeto, uma vez que as situações de aplicação são variáveis:
O conhecimento dos materiais empregados na construção é de vital importância para o projeto e a construção na Engenharia Civil. Tanto os materiais da estrutura da edificação como aqueles usados para o seu fechamento e acabamento têm essa importância vital. O colapso de uma estrutura é, na verdade, colapso do material constituinte dessa estrutura, porque ou ele foi incorretamente especificado ou não apresentou as propriedades previstas (Agopyan, 1995, p.75- 78)
Torna-se assim importante o conhecimento do comportamento dos materiais em todas as etapas do processo construtivo, e conforme justifica Agopyan (1995, p.75-78) "[...]os materiais empregados na indústria da construção civil são de grande variedade e a tendência é diversificar ainda mais, pois novos materiais estão sendo introduzidos na construção, e também estão ocorrendo junções de materiais tradicionais, gerando produtos com comportamento específico, diferente daquele dos seus componentes isolados. Além de sua variedade, os materiais chegam ao canteiro de obra em vários estágios de produção. Existem produtos que a partir de constituintes básicos podem ser até produzidos no próprio canteiro, como os concretos, outros são entregues na obra totalmente manufaturados. [...] Devido à importância e à complexidade do assunto, procura-se aprimorar o estudo dos materiais de construção, aplicando cada vez mais os conhecimentos científicos".
3 AÇO E A QUESTÃO SUSTENTÁVEL
A responsabilidade de construir com o objetivo de não agredir o meio ambiente é um desafio para nosso século, e sendo assim, a industrialização da construção civil é uma premissa que deve ser levada em consideração desde a concepção do projeto arquitetônico, promovendo por meio das modernas tecnologias em pré-fabricação de materiais a configuração do canteiro de obras para uma linha de montagem.
Essa premissa encontra fundamento no Relatório Brundtland, cujo documento intitulado de Nosso Futuro Comum, publicado em 1987, elaborado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento ressalta os riscos excessivos dos recursos naturais sobre a capacidade de suporte dos ecossistemas e propõe o desenvolvimento sustentável como "[...] aquele que atende as necessidades do presente, sem comprometer a capacidade das gerações
4
futuras de atender suas próprias necessidades"1.
Cada nova edificação impacta o meio, consumindo energia, recursos naturais, esgoto e água tratada, aumentando a poluição. Cabe aos arquitetos, engenheiros, estudar as consequências do empreendimento em longo prazo:
• Fazendo bons projetos arquitetônicos • Incentivando novas tecnologias • Otimizando o uso de energia • Diminuindo os desperdícios • Utilizando materiais recicláveis • Inovando
Em edificações na qual o aço participa estruturalmente ou por meio de cobertura e fechamento pode-se:
• Reformar a edificação ao invés de demolir • Desmontar e reutilizar os componentes • Desmontar reciclando o material
O Aço é um material 100% reciclável.
4 O USO DO AÇO E SUA CONTRIBUIÇÃO NA INDUSTRIALIZAÇÃO DOS PROJETOS DE ARQUITETURA
A padronização das peças é um conceito muito importante, pois como todo sistema industrializado ao valer-se da repetição, diminui seu custo em todo processo.
Com o aço obtém-se:
• Organização do canteiro de obra • Alívio nas fundações • Vãos livres maiores • Racionalização de material e de mão de obra • Menor prazo de execução • Retorno financeiro mais rápido • Garantia de níveis e prumos • Redução de acidentes • Facilidade de montagem e desmontagem • Otimização de ampliações e reformas • Compatibilidade com sistemas construtivos
1 Nações Unidas no Brasil. [homepage na internet]. A ONU e o meio ambiente [acesso em 11 mai 2014].
Disponível em: http:www.onu.org.br 
O aço desponta-se como material que propicia um conceito elevado no processo de industrialização, permitindo a pré-fabricação de sistemas construtivos, associando-se aos conceitos de organização e produção em série.
É importante que o projeto em aço já comece a ser pensado com o conceito do material, envolvendo a satisfação do cliente, a técnica, normas, o espaço construído, sua reciclagem e sustentabilidade, o modelo de industrialização e montagem, sua execução, custos, materiais e desempenhos além da estética
Um projeto de arquitetura deve levar em consideração os subsistemas que formarão a proteção da edificação assim como os elementos que permitirão o conforto térmico do conjunto da obra. Não basta apenas estudar a posição ideal de implantação da obra mas as características dos elementos que poderão auxiliar no conforto:
5 NORMAS SOBRE OS PERFIS TRADICIONAIS DE MERCADO
De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnica - ABNT, desde abril de 2000 [figura 1] temos:
NBR 14514 - Telhas de aço 
revestido de seção 
revestido de seção ondulada
Foto: Eduardo Munhoz de Lima Castro, 2014 -
Telhas Onduladas: denominadas de Chapas de Aço Revestidas Conformadas a Frio de
Perfil Senoidal (NBR 14513)
Telhas Trapezoidais: denominadas de Chapas de Aço Revestidas Conformadas a Frio de
Perfil Trapezoidal (NBR 14514)
Desta forma, é extremamente recomendável que o responsável pela especificação, seja ele o arquiteto, o projetista ou mesmo o comprador, observe os catálogos do fabricante, as amostras e igualmente o atendimento às normas técnicas já mencionadas. Somente assim, a garantia de qualidade de produto estará assegurada.
6
HAMENT S EM AÇ
pr duzidas a partir de b binas de aç rev luci naram de
civil n Brasil, representand , para s pr fissi nais de
lente s
e d us d aç está na diminuiçã d pes e da inclinaçã
de aç em qualquer edificaçã representa uma s luçã para
se apresenta c m um material de grande durabilidade, alta
t e versatilidade, pr piciand a fabricaçã de pr dut s leves
de siste
p uca mã de bra, geralmente sã leves, fixadas p r
encer grandes vã s, p ssibilitand a c bertura de grandes áreas
rci na baix cust para estrutura;
nã trincam e sã resistentes a c rr sã ;
e atrativ a telhad , c m uma gama variada de c res. Quand
p de ser disp sta tant na vertical, diag nal u h riz ntal e,
c m telhas multid bras.
almente empregadas em sil s
, apresenta mai r flexibilidade a esse tip de bra
e a quebra. F ra d Brasil tem múltipl us .
e sua seçã transversal é c nstituída p r uma curva sen idal
te: Manual Técnic Telhas de Aç
AS TELHAS
maneira significativa a c n pr fissi nais de
arquitetura e engenharia, laterais das mais
se que a tendência e da inclinaçã
d telhad . O us das tel ma s luçã para
duçã de cust s estrutur
Na medida em que aç zin durabilidade, alta
resistência mecânica, baix pr dut s leves
de fácil manusei , s fabri ent s laterais
c m sua maté entes.
Fácil aplicaçã , rapidez, util
pr p
nece um aspect m de de c res. Quand
usada c m fechament l u h riz ntal e,
ainda, ser c mp sta n s ca
 
resistência a amassament t
tem trech plan , send curva sen idal
Nas últimas décadas, as telhas pr duzidas a partir de b binas de aç r
maneira significativa a c nstruçã civil n Brasil, representand , para
luçã para c berturas e fechament
se que a tendência marcante d us d aç está na diminuiçã d
d telhad . O us das telhas de aç em qualquer edificaçã representa
Na medida em que aç zincad se apresenta c m um material de grande
resistência mecânica, baix cust e versatilidade, pr piciand a fabricaçã
e fe
prima básica para a pr duçã de telhas e c
Fácil aplicaçã , rapidez, utiliza p uca mã de bra, geralmente sã leves, fi
Devid à sua ge metria p de vencer grandes vã s, p ssibilitand a c
nece um aspect m dern e atrativ a telhad , c m uma gama variada
usada c m fechament lateral p de ser disp sta tant na vertical, diag
e c berturas d
 
6 MATERIAIS – AS TELHAS E ECHAMENTOS EM AÇO
 
celente solução para coberturas e fechamentos laterais das mais variadas edificações.
Nota-se que a tendência ma cante do uso do aço está na diminuição do pe o e da inclinação do telhado. O uso das telhas de aço em qualquer edificação representa ma solução para redução de custos estruturai .
Na medida em que o aço zin ado se apresenta como um material de grande durabilidade, alta resistência mecânica, baixo usto e versatilidade, propiciando a fabricação e produtos leves de fácil manuseio, os fabrica tes de sistemas metálicos de coberturas e fec amentos laterais, o elegeram como sua matéri -prima básica para a produção de telhas e com onentes.
6. 1 Características Gerais
Fácil aplicação, rapidez, utiliz
 
a pouca mão de obra, geralmente são leves, fixadas por parafusos autoperfurantes;
Devido à sua geometria pode vencer grandes vãos, possibilitando a cobertura de grandes áreas com poucas emendas – prop rciona baixo custo para estrutura;
As telhas de aço não quebra , não trincam e são resistentes a corrosão;
Fornece um aspecto modern
 
o e atrativo ao telhado, com uma gama variada de cores. Quando usada como fechamento lat ral pode ser disposta tanto na vertical, diagon l ou horizontal e, ainda, ser composta nos cantos com telhas multidobras.
6.2 Telhas Onduladas
No mercado Brasileiro são usualmente empregadas em silos e coberturas de galpões em arco. Pelo perfil não conter vinco , apresenta maior flexibilidade a esse tipo de obra – tem mais resistência ao amassamento e a quebra. Fora do Brasil tem múltiplo uso. S o telhas que não tem trecho plano, sendo q e sua seção transversal é constituída por u a curva senoidal [figura 2].
Figura 2 : Perfil Senoidal - Fo te: Manual Técnico Telhas de Aço - ABCEM -
7
Exemplo residencial sobre o emprego da telha ondulada:
Figura 3: Cobertura em Arco – Residência do arquiteto Sergio Parada, em Brasília – DF. Distingui- se a cobertura de forma orgânica que parece flutuar sobre as outras formas, oferendo fluidez e conforto térmico devido a ventilação cruzada.
Fonte: Portal Arcoweb
Outro exemplo pode ser verificado na residência construída em Pindimar Bay – Austrália [figura 4], projeto do arquiteto Alexander Kinross-Rowe, onde os revestimentos externos são efetuados com telha ondulada, formando uma parede sanduíche termoisolante no método construtivo a seco. A diferenciação das cores e o material em si permite baixa manutenção.
Figura 4: Residência com revestimento em telha ondulada. - Fonte: Lysaght -
8
Figura 5: Residência com revestimento em telha ondulada disposta horizontalmente - Arquiteto: Greg Jones, em Geelong, Victoria - Austrália.
Fonte: Lysaght
Na figura 5, a mesma telha fora disposta de modo horizontal, o que se percebe a multiplicidade de possibilidades sobre os efeitos desse material. As cores ajudam a realizar uma arquitetura mais impactante e o sistema construtivo a seco não permite que a residência seja algo inacabado como vemos nos sistemas tradicionais, onde levantam-se as alvenarias e os revestimentos finais externos são os últimos a ocorrer.
6.3 Telhas Trapezoidais
São telhas formadas por trechos horizontais e inclinados, formando o desenho de uma telha grega.
Figura 6 : Perfil Trapezoidal - Fonte: Manual Técnico Telhas de Aço - ABCEM -
9
 
 
As telhas trapezoidais apresentam a melhor concepção técnica de coberturas e fechamentos no mercado nacional.
Possuem uma grande diversidade de tipos, em função da altura do trapézio, pode-se obter a melhor performance de qualidade em relação ao projeto especificado. Sua utilização em grandes obras industriais no início da década de 70 e em meados de 80 tornou-se um grande precursor desse mercado.
Em alguns casos podem interagir no cálculo estrutural da edificação, e não somente como uma utilização estética para os projetos arquitetônicos.
Obras industriais de grande porte utilizam telhas trapezoidais [figuras 7 e 8], pois possibilitam a racionalização do tempo de construção (produtividade de execução).
As construções metálicas passaram a solicitar maiores desafios e necessidades, que não existiam em décadas passadas. Assim as telhas trapezoidais passaram a figurar nos projetos e obras de Shopping Center's e Residências, com grande apelo visual.
Figura 7: Perfil trapezoidal – Detalhe para a telha multidobra que envolve toda a lateral frontal da cobertura - Entreposto Alfandegário Aurora Eadi – Sorocaba – SP – arquiteto Cláudio Libeskind
Fonte: CONSTRUCTALIA
 
 
Figura 8: Perfil trapezoidal – Detalhe para a telha multidobra que envolve toda disposta horizontalmente, formando um novo revestimento de fachada, de baixa manutenção e de grande impacto visual - Entreposto Alfandegário Aurora Eadi – Sorocaba – SP – arquiteto Cláudio Libeskind
Fonte: CONSTRUCTALIA
6.4 Simples ou "Singelas"
Telhas simples são destinadas ao método clássico de coberturas e fechamentos laterais largamente utilizados no pais. Os perfis são produzidos de acordo com a necessidade do projeto, em comprimentos máximos de 12 metros (o mesmo para as termo-acústicas).
6.5 Termoacústicas ou Termoisolantes
Os perfis são produzidos de acordo com a necessidade do projeto, em comprimentos máximos de 12 metros (o mesmo para as termoisolantes).
EVA Filme Aderido
EPS (ISOPOR)
7 RESISTÊNCIA E PROTEÇÃO
Em todo o sistema de cobertura e em fechamentos laterais a água é o principal elemento que se deve formar uma barreira. A água chega a edificação de duas formas:
pelo meio interno – condensação pela meio externo - precipitação atmosférica (chuvas)
Portanto o sistema adotado deve ser suficientemente adequado a conter esses meios.
7.1 Condensação
A condensação ocorre pela diferença de gradiente externo com o interno, formando gotículas que se depositam em pontos que favoreçam o empoçamento, escorram ou gotejam por algum local onde é percebida. Como não é vista dependendo do material de contato pode ocorrer o aparecimento de algas e fungos além de outros elementos que progressivamente possam atacar o material especificado para a cobertura.
7. 2 Barreiras de proteção
As barreiras precisam ser criadas:
Contra calor
Contra umidade
Clima
As telhas deixaram de ser simples elementos de vedação: incorporam características estruturais para resistir os carregamentos impostos pelo meio ambiente, sua montagem e a estrutura de sustentação. Outras funções são: iluminação, acústica, isolamento térmico e a própria vedação lateral (fechamento lateral).
Sistemas de cobertura e fechamento devem proporcionar:
Resistência a força dos ventos
Vencer os vãos
Conforto acústico
Conforto térmico
12
CONCLUSÕES
Os materiais possuem comportamentos distintos e apresentam-se (atualmente) em maior variedade. Mostram-se mais indicados para uma determinada solução do que para outra, dependendo da forma, clima, partido, etc. Cabe ao projetista (arquiteto/engenheiro) verificar em cada caso, o sistema e material que melhor se adapte as condições do projeto.
Com o surgimento de novos produtos para indústria da construção civil, gradativamente vem se desenvolvendo uma nova maneira de erguer as edificações, seja para qual for seu uso (comercial, industrial ou residencial).
Edificações industriais e comerciais partem de soluções semi prontas obtendo prazos, custos e processo construtivo garantido.
Os fechamentos laterais anteriormente erguidos com alvenaria ou estrutura de madeira e telhas de cimento amianto, cedem espaço aos perfis metálicos leves e às chapas corrugadas trapezoidais ou senoidais, chamadas telhas de aço.
Dependendo do local aplicado e da arquitetura projetada possuem especificações de composição bem singulares ao seu emprego. O mesmo acontece com a estrutura de cobertura.
As estruturas de um modo geral passaram a ser mais esbeltas, assim como os materiais empregados, tal como o aço e o concreto, passaram a ser mais resistentes.
A urbanização intensiva a partir da metade do século XX estimula a tendência da racionalização na construção, permitindo prédios mais altos, grandes vãos livres entre apoios e coberturas quase planas com grandes panos de água.
Com o abastecimento do mercado interno pelas companhias siderúrgicas com bobinas de aço galvanizado, o mercado pode expandir o emprego desse material nos fechamentos e coberturas, antes saturado pelas placas de cimento corrugado (telhas de fibrocimento) permitindo opções arquitetônicas e ganhos de vãos de apoio.
As chapas finas metálicas corrugadas permitiram novas aplicações para o envólucro arquitetônico.
13
REFERÊNCIAS
Associação Brasileira da Construção Metálica - ABCEM. Manual Técnico Telhas de Aço.[manual técnico na internet]. Edição 1; 2009 [acesso em 11 mai 2014]. Disponível em: http:www.abcem.org.br/publicacoes-telhas-de-aco.php 
AGOPYAN, Vahan. Estudos dos materiais de construção civil – materiais alternativos. In: CUNHA, Lix. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. São Paulo: Pini: IPT; 1995. p.75-78.
ARCOWEB. [homepage na internet]. Sergio Roberto Parada: Residência, Brasília - DF. [acesso em 11 mai 2014]. Disponível em: http: www.arcoweb.com.br 
CASTRO, Eduardo Munhoz de Lima. A versatilidade dos sistemas de coberturas e fechamentos em aço, nos projetos de arquitetura. In: Construmetal 2008 - Congresso Latino Americano da Construção Metálica. 2008 set. 9-11; São Paulo, Brasil. [acesso em 11 mai 2014]. Disponível em: http:www.construmetal.com.br/2008 
CASTRO, Eduardo Munhoz de Lima. Estruturas construtivas da casa paulista. São Paulo. Dissertação [Mestrado em Arquitetura e Urbanismo] - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Presbiteriana Mackenzie; 2005.
CASTRO, Eduardo Munhoz de Lima; BRUNA, Gilda Collet. A Sustentável leveza do aço: contribuição uso do aço em sistemas de edificações a seco no Brasil. In: Anais do V Encontro de Iniciação Científica E VIII Mostra de Pós-Graduação; 2004 set. 22-25; São Paulo, Brasil. São Paulo: Universidade Presbiteriana Mackenzie; 2004, p. 3 - 9.
CONSTRUCTALIA. [homepage na internet]. Entreposto Alfandegário Aurora Eadi. [acesso em 11 mai 2014]. Disponível em: http: www.constructalia.com/portugues_br 
LYSAGHT. [homepage na internet]. LYSAGHT Case Studies. Residential Article Archive. [acesso em 11 mai 2014]. Disponível em: http: www.lysaght.com/index.cfm 
MARINGONI, Heloisa Martins. Princípios de arquitetura em aço. 2. ed. São Paulo: Perfis Gerdau Aço Minas, 2004. v.4. Coletânea do uso do aço.
Nações Unidas no Brasil. [homepage na internet]. A ONU e o meio ambiente [acesso em 11 mai 2014]. Disponível em: http:www.onu.org.br 
REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. A concepção estrutural e a arquitetura. 3. ed. São Paulo: Zigurate, 2003.
CONSTRUMETAL 2014 
Contribuições Tecnocientíficas 
Parte 2 
 
 
 ________________________________
Tema: Construções leves estruturadas em aço
Avaliação estrutural de painéis de fachada leve para edifícios de múltiplos
pavimentos com modelagem numérica
Thiago Salaberga Barreiros¹ Alex Sander Clemente de Souza²
Resumo Os elementos pré-fabricados para edificação são cada vez mais utilizados, dentre eles, as fachadas leves de steel frame, a qual foi analisada para este artigo com ênfase no desempenho estrutural global. A fachada analisada é formada por placas cimentícias na face externa e chapa de gesso para drywall na face interna, analisando assim, os efeitos localizados e os modos de falha de perfis leves de aço formados a frio por meio de modelagem numérica. A análise estrutural foi realizada em painéis de fachada de um edifício com 126m de altura, considerando: o peso próprio; a não-linearidade física e geométrica dos perfis; e as rajadas de vento mais críticas de sobrepressão e sucção. Com os resultados obtidos, foi possível analisar que os painéis sem bloqueadores fazem com que os montantes trabalhem individualmente, sendo os montantes ancorados mais solicitados que os não ancorados e, que quando há bloqueadores, os montantes ancorados são inicialmente mais solicitados, mas conforme o carregamento aumenta, há uma alternância de solicitação entre os montantes. Além disso, foi identificado que o painel com 3,75mm de espessura dos montantes e com uma linha de bloqueadores apresentou maior capacidade de carregamento, menor quantidade de instabilidades e menores deslocamentos horizontalmente no plano do painel e fora do plano do painel do que os outros painéis analisados.
Palavras-chave: Fachada leve de steel frame, Desempenho estrutural, Método de elementos finitos, Força do vento.
Structural evaluation of lightweight facade panels for buildings with multiple floors with numerical modeling
Abstract The prefabricated elements for construction are increasingly being used, including the lightweight facades of steel frame, which was analyzed for this article with emphasis on overall structural performance. This system consisted of light “profiles” of cold -formed steel, forming a frame to which were fixed a cement board on the outer face and gypsum board (drywall) on the inner face. A structural analysis was made of the façade of a building 126m high, considering the following parameters: weight of the structure; the physical and geometric non linearity of the frame elements; and critical overpressure and suction of wind gusts. With the results obtained, it was possible to observe that, when loaded, the panels without bracing straps cause the studs to work individually and that anchored studs were more stressed than
* Contribuição técnica ao Construmetal 2014  – Congresso Latino-Americano da Construção
Metálica – 02 a 04 de setembro de 2014, São Paulo, SP, Brasil.
1
 
 
non-anchored ones. With bracing straps present, however, the anchored studs were initially more stressed, but as the load increased there was an alternation of stress among the studs. In addition, it was identified that the 3.75mm thick panel and a line of bracing straps between the studs of the frame presented a higher load capacity, a lower number of instabilities and less horizontal movement both in and outside of the panel plane.
Keywords: light façade with steel frame, Structural performance, Finite elements method, Gust of wind.
¹ Arquiteto e Urbanista, Mestre, Pesquisador, Laboratório de Componentes e Sistemas Construtivos, IPT
 – Instituto de Pesquisas tecnológicas do Estado de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil.
² Engenheiro Civil, Doutor, Professor Associado, Departamento de Engenharia Civil, UFSCar –
Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, São Paulo, Brasil.
2
1 INTRODUÇÃO
A demanda pela construção de edificações de serviço e comércio (hotéis e centros comerciais) tem aumentado no Brasil, porém com prazos de execução cada vez mais curto e com falta de terrenos vazios nos centros urbanos. Para solucionar estes problemas, o mercado optou por duas soluções: a utilização de elementos pré-fabricados, os quais aumentam a velocidade de execução; e a renovação de edifícios, que é mais rápida por reaproveitar parte da estrutura já realizada. Dentre os sistemas industrializados utilizados, neste artigo será abordado o sistema de fachadas, que é responsável pela transição entre o meio externo e interno e, por isso, influencia não apenas as funções estéticas, simbólicas e culturais, mas também o conforto acústico e térmico, a estanqueidade, a insolação e a manutenção dos níveis de segurança e privacidade dos usuários. Além dos requisitos técnicos, a fachada tem grande relevância na questão financeira, podendo representar 20% do custo total da obra (Oliveira, 2009) [1], com relação à execução e manutenção. No Brasil o sistema de fachadas vem evoluindo de forma contínua. Atualmente são utilizados diversos tipos de execução, desde a tradicional, com alvenaria de blocos e revestimento aderido, até as industriais, divididas em: pesadas, formadas por painéis que podem ser de concreto ou de GRC (Glass Reinforced Concrete); ou leves, formadas, por exemplo, por painéis de placas cimentícias, de placas de vidro ou de placas metálicas compostas (alumínio, ou aço inox). Os painéis leves são preferencialmente escolhidos, sobretudo nas reformas de fachada, pois não representam um grande adicional de carga para a fundação, as quais são inviáveis economicamente de receber as devidas modificações, e como estas edificações normalmente têm mais de 40 anos e estão localizadas nos grandes centros urbanos, não há espaço para os equipamentos trabalharem. Com isso, o objetivo deste artigo é analisar o comportamento estrutural de um subsistema de fachada leve submetida à ação do vento. A fachada leve definida para o estudo é fabricada com perfis leves de aço formados a frio com fechamentos em placas cimentícias do lado externo e chapas de gesso para drywall do lado interno. Adicionalmente, tem-se como objetivo apresentar uma metodologia de análise numérica mais refinada que seja possível analisar o comportamento global dos painéis como também efeitos localizados nos elementos constituintes. Com o modelo numérico, objetiva-se analisar os efeitos de algumas variáveis (espessura dos perfis e quantidade de linhas de travamento lateral) no comportamento. Para este artigo foram utilizadas as referências de Baságlia (2004)[2], Maiola (2004) [3] e Oliveira (2009) [1], além de referencias normativas (ABNT NBR 6123:1988 [4], 6355:2012 [5], 10821:2011 [6] e 14762:2010[7]).
2 MATERIAIS E MÉTODOS Para estabelecer um painel padrão para a análise estrutural foi realizado um pré dimensionamento no qual foram utilizados os procedimentos e as combinações de ações estabelecidas na ABNT NBR 14762:2010 [7] e utilizados os perfis padronizados pela ABNT NBR 6355:2012 [5], além de informações mínimas de fixação do catálogo da Eternit® [8]. Foram realizados cálculos de resistência para estabelecer: a distância máxima padrão entre apoios das placas (montantes distantes entre si: 30cm, 40cm ou 60cm); a quantidade de parafusos de
3
 
 
fixação das placas; as dimensões dos perfis; e a quantidade de chumbadores na ligação entre ancoragem e estrutura principal do edifício. Chegou-se à conclusão que a configuração da Figura 1, com distância entre montantes de 40cm, seria a mais conveniente, pois este painel apresenta menor peso que o painel com 30cm de distanciamento entre montantes, conforme Tabela 1, e é mais viável de encontrar uma placa cimentícia que suporte a pressão do vento calculada, no item 2.1, do que o painel com 60cm de distanciamento entre montantes.
Figura 1 - Planta e vista do painel utilizado na simulação com 14 pontos de ancoragem
Fonte: Elaborado pelo próprio autor
Tabela 1 – Características dos painéis
Espaçamento entre montantes (cm)
Massa da estrutura (kg)
Massa do painel (kg)*
60 228,4 619,3 51,0
40 295,0 682,3 56,2
30 309,5 696,8 57,4
* Considerando: Placa cimentícia - 20,4 kg/m²; Chapa de gesso - 10,0 kg/m²; Lã de vidro com 12kg/m³ e preenchimento completo da largura do perfil (12,5cm e 15cm)
Fonte: Metalica, Knauf e Eterplac
4
2.1 Força devida ao vento
As solicitações mais importantes para a analise dos painéis de fachada são as forças devidas ao vento. Estas forças podem ser calculadas segundo a ABNT NBR 6123:1988 [4]. No entanto, neste trabalho foram utilizados os resultados dos picos dos coeficientes de pressão obtidos no Túnel de Vento de Camada Limite Atmosférica do Centro de Metrologia de Fluidos (CMF) do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A.  – IPT. A seguir é apresentada uma breve descrição do edifício, do ensaio e os resultados obtidos. Para fazer a simulação da força do vento em fachada foi utilizado como exemplo um edifício de uso misto, residencial e comercial, com 35 pavimentos (126m de altura) com formato retangular escalonado, sendo as dimensões em planta: 15,45 m de largura e 44,65 m de comprimento, na base do edifício, chegando a 13,85 m de largura e 13,85 m de comprimento, no topo do edifício, onde estão a casa de máquinas e o reservatório. A Figura 2 apresenta a fachada Leste e a Figura 3 apresenta a planta tipo de base do edifício.
Figura 2 – Fachada leste do Edifício
Fonte: Laboratório de Vazão – Centro de Metrologia de Fluidos - IPT (2012)
Figura 3 –Planta da base do edifício
Fonte: Laboratório de Vazão – Centro de Metrologia de Fluidos - IPT (2012) 
Os valores de pico máximo e mínimo dos coeficientes de pressão encontrados são 
representados nas Figuras 4 e 5.
5
 
 
Figura 4- Pico dos coeficientes máximos de pressão nas fachadas leste e oeste
Fonte: Laboratório de Vazão – Centro de Metrologia de Fluidos - IPT (2012)
Ao analisar estes dados, observa-se que o pico máximo de pressão é maior conforme aumenta a altura do edifício, variando de aproximadamente 1,2 na base até 1,6 na proximidade do topo.
Figura 5- Pico dos coeficientes mínimos de pressão nas fachadas leste e oeste
Fonte: Laboratório de Vazão – Centro de Metrologia de Fluidos - IPT (2012)
6
 
 
Já os picos mínimos do coeficiente de pressão ocorrem nos cantos, onde o edifício é mais largo e mais alto, e no centro do edifício, provavelmente ocasionados por turbulências localizadas. Neste trabalho foram utilizados os picos de coeficientes de pressão obtidos no ensaio de túnel de vento, porém será admitida a velocidade básica do vento para a cidade de São Paulo de acordo com o gráfico de isopletas da ABNT NBR 6123:1988 [4], considerando V0 = 45m/s. Desta forma, a pressão de obstrução para a edificação pode ser calculada de acordo com a ABNT NBR 6123:1988 [4], conforme cálculo a seguir:
V0 = 45m/s (São Paulo); S1 = 1,0; S2 = 1,18; S3 = 1,0
Vk = V0 .S1 .S2 .S3 = 53,1m/s (1)
q = 0,613 . Vk² = 1.728,42 N/m² (2)
Quando esta pressão dinâmica é aplicada junto aos picos de coeficientes de pressão obtidos no ensaio de túnel de vento, obtém-se:
qk= q . P;min ou P;max = 2.765,47 N/m² e 6.568,00 N/m² (3)
Onde:
P;min = pico de coeficiente de pressão mínimo = -3,8
P;max = pico de coeficiente de pressão máximo = 1,6 Isto posto, as forças devidas ao vento que serão utilizadas neste artigo de sobrepressão e sucção máximas exercidas no edifício para São Paulo são, respectivamente, 2.765,47 N/m² e 6.568,00 N/m².
2.2 Modelagem numérica
Neste estudo, buscou-se fazer uma investigação numérica simulando o comportamento estrutural devido à ação do vento do painel de fachada leve do edifício supracitado. As simulações foram realizadas por meio do programa ANSYS versão 13.0, com o Método dos Elementos Finitos.
2.2.1 Variáveis analisadas
As opções de projeto analisadas nas simulações computacionais para o painel são mostradas no Quadro 1.
Quadro 1 - Variáveis de projeto utilizadas nas simulações
Quantidade de linhas de Espessura dos perfis (mm)
estabilidade lateral Montantes Guias