MADEIRA, ESTRUTURA, RESIDÊNCIA - ESTUDO DE CASO EM MADEIRA LAMINADA COLADA CRUZADA

MADEIRA, ESTRUTURA, RESIDÊNCIA ESTUDO DE CASO EM MADEIRA LAMINADA COLADA CRUZADA

MADEIRA, ESTRUTURA, RESIDÊNCIA ESTUDO DE CASO EM MADEIRA LAMINADA COLADA CRUZADA

TRABALHO FINAL DE GRADUAção

ANA PAOLA SALVIANO DE SOUZA

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Agradecimentos: Pela ajuda na realização deste trabalho, agradeço aos colegas da Faculdade de Engenharia Civil da Escola Politécnica André Ferarri, Guilherme Rodrigues, Lucas Marchesi e Thiago Menezes, aos Professores Antonio Carlos Barossi e Henrique Lindenberg Neto e aos amigos Ágata Soares e Rennan Cruz Pelas noites sem dormir, por acreditar em mim e me apoiar, por ajudar a fazer as escolhas certas e pela oportunidade de escolher a minha futura profissão agradeço ao meu pai Antonio José Praga de Souza, à minha mãe Valéria Salviano de Souza e aos irmaos Pedro Antonio Salviano de Souza e Amanada Salviano de Souza.

Muiito obrigada.

SUMÁRIO

INTRODUçãO

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JUSTIFICATIVA

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MADEIRA COMO MATERIAL CONSTRUTIVO E ESTRUTURAL

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MÉTODOS CONSTRUTIVOS

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MADEIRA LAMINADA COLADA CRUZADA

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REFERÊNCIAS

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ESTUDO DE CASO

MEMORIAL

41

IMPLANTAçãO PLANTAS CORTES DETALHES

BIBLIOGRAFIA

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9

Introdução

A madeira é uma fonte renovável que foi utilizada como matéria prima

pelo desenvolvimento de novas tecnologia que permitem através do

na construção de edifícios residenciais desde os primórdios da

manejo correto das árvores desde a muda, com os tratamentos

humanidade. De cabanas, até edificações mais complexas, como

certos, corte e colagem de lamelas combinados com técnicas de

por exemplo na Roma Antiga em que edifícios de apartamentos de

construção, revestimentos corretos e vedações, mesmo madeiras

até dez andares (Insulas) eram feitos a base de madeira e tijolos.

consideradas de baixa qualidade como o pinus, podem ser

No Brasil, a madeira esteve presente em escoramentos na construção

empregadas até em construções de grande porte.

convencional a base de tijolos ou terra (como taipa ou pau a pique),

As técnicas estudadas, tem em comum a modulação que otimiza e

palafitas, construções rurais e moradias subnormais. Houve ainda

permite uma velocidade maior na construção, evitando desperdícios

um uso mais recorrente no sul do país em casas e moinhos com a

e gastos desnecessários, sem desprivilegiar a estética e a

influencia dos imigrantes e pouca disponibilidade de outros materiais

habitabilidade.

e recursos econômicos. Com o advento do concreto a madeira

O desenvolvimento do trabalho teve início em uma parceria com

passou a ser utilizada para a fabricação de formas e caixões perdidos.

alunos do curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica e

É ainda empregada em tapumes, escoramentos e ferramentas que,

juntos pesquisamos a matéria prima, industrialização e técnicas

no fim da construção, são descartados, inutilizados ou perdidos e

construtivas, além de debatermos muito tudo o que era proposto

retorna nos acabamentos, pisos, portas e mobília

e pesquisado colocando sempre em evidencia a aplicabilidade no

Ainda que em alguns países como a Suíça, Finlândia, Suécia,

Brasil e as necessidades tecnológicas que eram evolvidas. E após

Estados Unidos, Chile e Canadá a madeira faca parte da cultura e

este período, por interesses acadêmicos, acabamos nos dividindo e

seja adotada como material para a construção de habitações, as

dando sequencia a trabalhos com técnicas diferentes. Os estudantes

técnicas construtivas em madeira ainda enfrentam pouca aceitação

de Engenharia optaram por fazer o projeto de uma casa em sistema

por serem equivocadamente ligadas à pouca durabilidade, ao

plataforma e eu, enquanto estudante de Arquitetura, optei por seguir

desmatamento, e à insegurança em relação a incêndio. Mas a

com o estudo da técnica da Madeira Laminada Colada Cruzada em

madeira está passando por uma evolução oportuna e várias das

um edifício residencial multifamiliar implantado na região central de

preocupações acerca da construção em madeira foram dissipadas

São Paulo..

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Figura 3 - Pinhas e sementes de Pinus Fonte: Franz Eugen Kรถhler - Gera, (1883-1914)

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JUSTIFICATIVA

A madeira é uma matéria prima de fonte renovável e que tem

materiais, tem como resultado edifícios com bom desempenho

abundancia no Brasil devido a características climáticas favoráveis

térmico, acústico e boa habitabilidade. Em casos de incêndio

e solos propícios ao desenvolvimento de espécies naturais e

a madeira apresenta bom comportamento e tempo para que os

também para a

edifícios sejam evacuados.

implantação de espécies exóticas. Contudo a

falta de uma demanda para madeira com destino ao uso estrutural

Levando em consideração as cateterísticas ressaltadas, a escolha

desestimula a produção com emprego da tecnologia na escolha

do material é justificada pela vantagens que apresenta assim como

das sementes, manejo e industrialização e como consequência,

a curiosidade em conhecer métodos pouco tradicionais no Brasil.

a indústria madeireira se manteve rudimentar e pouco qualificada assim como a origem da madeira não passa confiança. Mesmo assim, o país tem grande potencial para produzir madeira e subprodutos de alta qualidade, mas são poucos os projetos que utilizam a madeira estruturalmente. Dentre as vantagens do uso da madeira como material estrutural em relação a outros materiais mais convencionais no Brasil, como o concreto, a alvenaria estrutural e o aço, estão a possibilidade de produzir madeira de boa qualidade para fins estruturais e que empregada corretamente proporciona alta velocidade na construção. A madeira obtida com um manejo ambiental adequado é um material que degrada pouco o meio ambiente e erve também como depósito de carbono. Empregada em projetos racionalizados com pré fabricação e corte digital evita perdas consideráveis de materiais que é refletido no custo final do empreendimento e na boa durabilidade. Além disso, quando empregada de maneira correta, concomitantemente com outros

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A MADEIRA COMO MATERIAL CONSTRUTIVO E ESTRUTURAL

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MATÉRIA PRIMA A madeira é proveniente das árvores as quais apresentam dois grupos: a) Endógenas: De germinação interna, isso significa que o aumento do caule se dá pela adição de células novas dentro do tecido existente. Compreendem as árvores tropicais, monocotiledôneas, como por exemplo: Palmeira, Bambu Palmito, etc. b) Exógenas: De germinação externa. O desenvolvimento da árvore se processa pela adição de anéis de crescimento, camadas concêntricas de células de fora para dentro. Constitui grupo de árvores aproveitáveis para produção de madeira para construção. Estas árvores compreendem dois grupos: as Gimnospermas e as Angiospermas.

As substâncias não utilizadas pelas células como alimento são lentamente armazenadas no lenho. A parte do lenho modificada por essas substâncias é designada como cerne, geralmente mais densa, menos permeável a líquidos e gases, mais resistente ao ataque de fungos que apodrecem flores e de insetos e apresenta maior resistência mecânica. Em contraposição, o alburno, menos denso, constituído pelo conjunto das camadas externas do lenho, mais permeáveis a líquidos e gases está mais sujeito ao ataque de fungos que apodrecem flores e insetos, além de apresenta menor resistência mecânica.

b.1 Gimnospermas (softwood): - Classe importante das coníferas ou resinosas; - Não produzem frutos, tem sementes (pinhas) (figura 3) descobertas e podem se reproduzir assexuadamente a partir de pedaço de caule; - Folhas perenes em forma de agulha, folhas aciculares e tem, geralmente, lenho de madeira branca; - Compreende 35% das espécies conhecidas, com cerca de 400 espécies industrialmente úteis. b.2 Angiospermas ou dicotiledôneas (hardwood): - Denominadas de frondosas, folhosas ou “árvores de madeira de lei”, esta última denominação brasileira; - Sementes em frutos e folhas achatadas, largas (latifólios) e caducas, chegada à maturidade sexual surgem estruturas especializadas chamadas flores; - Abrangem 65% das espécies conhecidas, com 1.500 espécies úteis: 50% frondosas tropicais e 15% em zonas temperadas. “(Rocha, 2000)” O crescimento principal da árvore ocorre verticalmente. Esse crescimento é contínuo, apresentando variações em função das condições climáticas e da espécie da madeira. Além desse crescimento vertical, ocorre também um aumento do diâmetro do tronco devido ao crescimento das camadas periféricas responsável pelo crescimento horizontal (câmbio). No corte transversal de um tronco de árvore essas camadas aparecem como anéis de crescimento como na figura esquemática abaixo (1).

Do ponto de vista macroscópico da árvore, podem-se observar as seguintes características: do crescimento vertical resulta a medula (geralmente a madeira mais fraca ou defeituosa); ao conjunto dos anéis de crescimento chama-se lenho, o qual se apresenta recoberto por um tecido especial chamado casca; entre a casca e o lenho existe uma camada extremamente delgada, aparentemente fluida, denominada câmbio.

A seiva bruta, retirada do solo, sobe pela camada periférica do lenho, o alburno, até as folhas, onde se processa a fotossíntese produzindo a seiva elaborada que desce pela parte interna da casca, o floema, até as raízes. Parte desta seiva elaborada é conduzida radialmente até o centro do tronco por meio dos raios medulares.

casca câmbio medula alburno cerne

Figura 1 adaptada, fonte RITTER (1990) Descrição simplificada de corte transversal em árvore

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ANATOMIA DO TECIDO LENHOSO A madeira é constituída principalmente por células de forma alongada apresentando vazio interno, mas tendo tamanhos e formas variadas, de acordo com a sua função e com a classificação botânica da árvore.

Observando ao microscópio o corte de uma árvore, são identificados principalmente os seguintes elementos: traqueides, vasos, fibras e raios medulares.

As coníferas são constituídas principalmente por traqueides e raios medulares que têm como funções transportar a seiva bruta e dar resistência e rigidez à madeira (figura 2a).

As Dicotiledôneas são constituídas principalmente por fibras, parênquima, vasos e raios. Neste caso têm-se os vasos com a função de transportar da seiva bruta, os raios de transportar horizontalmente a seiva elaborada e as fibras de conferir resistência e rigidez (figura 2b).

Os traqueides constituem a maior parte da madeira das coníferas, têm comprimento de 3 a 4 mm e diâmetro de 45 micra. Os vasos são designados nos cortes transversais da madeira como poros, podendo ser simples ou múltiplos, com diâmetros de 0,02mm até 0,5mm. As fibras apresentam pequeno vazio interno conhecido como lúmen, constituem a maior parte da madeira das Dicotiledôneas e seu comprimento pode variar de 0,5mm a 1,5mm. Os raios medulares destinamse ao transporte radial da seiva elaborada e ao armazenamento de material orgânico não utilizado na formação das células.

Aspectos Anatômicos das coníferas - figura 2a

ESPÉCIE ESCOLHIDA E ANÁLISE AMBIENTAL Foi escolhida a espécie Pinus e a escolha dessa espécie está baseada nos estudos realizados em outros países e sua utilização como material estrutural para construção de edifícios nos dois tipos de sistema construtivos estudados no presente trabalho. Os estudos sugerem o uso de Pinus elliottii e Pinus taeda para produção de madeira devido as suas propriedades físicas e sua difusão no território brasileiro.

As espécies de pinus foram introduzidas por volta da década de trina no Brasil, sendo que estas primeiras tentativas foram frustradas, uma vez que as espécies eram oriundas de regiões com temperatura e precipitação em regime diverso das brasileiras.

Por volta dos anos 60, um programa de incentivo fiscal ao “reflorestamento” foi iniciada a silvicultura com plantios industriais tendo as espécies Pinus elliotti e Pinus taeda, dos Estados Unidos, como as mais difundidas e ainda Pinus caribaea e Pinus oocarpa,com menos intensidade. As árvores apresentavam baixa qualidade de fuste e produtividade pequena de aproximadamente 20 a 25 cm3 por ano. A introdução de espécies tropicais nos anos 70 permitiu a expansão da cultura e adaptação em diferentes bioclimas brasileiros.

Através de técnicas de melhoramento genético e clima favorável, foi possível obter uma grande produção de volume de madeira.

Sementes de boa qualidade são fundamentais para aumentar a produtividade da árvore e para estabelecer povoamentos florestais. A tecnologia é fundamental para a produção de sementes de qualidade.

Aspectos anatômicos das dicotiledoneas - figura 2b Fonte: IBRACON (2007)

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MÉTODOS DE PLANTIO, MANEJO E ADUBAÇÃO Um dos fatores de grande importância para o desenvolvimento de espécies florestais é a variação da temperatura e a distribuição das precipitações ao longo do ano. A espécie P. taeda é uma das que mais se desenvolve no sul do Brasil com incrementos médios anuais superiores a 40m3 por ano quando atingem os 18 anos de idade sendo esse nível um dos maiores do mundo.

A combinação do solo arenoso pouco fértil e de verões quentes e programas de melhoramento sendo que os locais mais altos e mais frios são os mais recomentados para o plantio do tipo P. taeda. Áreas de transição são pouco recomendadas para o plantio, ainda que seja feito com sucesso em alguns locais por apresentarem solos rasos, ainda que as condições climáticas sejam favoráveis.

Quanto ao Pinus elliotti, sua área de ocorrência natural apresenta clima quente e úmido, sendo que a primavera e o verão apresentam alto índice pluviométrico e outono seco. Mesmo que afetada pelas geadas, a espécie desenvolve bem com tolerância mediana a falta de água. Menos resistente a geadas e mais tolerante a solos com baixa drenagem em comparação com o P. taeda, seu desenvolvimento é comercialmente pouco atrativo para várias partes da região Sul. De acordo com a EMBRAPA, no Brasil existem cerca de 1,79 milhão de hectares de pinus plantados . Destes, a produtividade varia de 18 a 37,6 m3 ano a ano em sua maioria, sendo que em alguns sítios ultrapassam os 40 m3 de um ano para o outro.

A variação nos dados demonstra um potencial que, identificados os fatores responsáveis , sejam eles de caráter técnico ou operacional, podem promover um ganho de produtividade. Os genótipos e o ambiente assim como a qualidade de preparo do solo, a nutrição, plantio e tratos refletem diretamente na produtividade e com a diversificação da cultura do pinus em espécies, áreas de plantio, formas de manejo e biotecnologia ampliam a capacidade. Além disso, os subprodutos do pinus desde placas compostas, madeira serrada, reninas e biomassa são cada vez mais utilizados.

O sucesso das florestas de pinus depende de vários fatores como e o plantio é o um dos conjuntos de acoes mais importantes. As diversas etapas devem ser cuidadosamente executadas e as decisões influem de maneira importante como a escolha da área, a limpeza, a distancia entre as mudas (espaçamento), desbastes (corte de galhos e de árvores que estão desenvolvendo abaixo da média), controle de pragas e doenças, tratos e métodos de plantio.

Esse pode ser feito de três formas: Manual, Mecanizado ou Semimecanizado, sendo que a escolha é baseada na topografia e nos recursos financeiros disponíveis, mão de obra e equipamentos. Em planícies, as plantadoras tracionadas por tratores que fazendo o sulcamento do solo, a distribuição do adubo e o plantio caracterizam o sistema completamente mecanizado. Já no semi mecanizado, as máquinas são responsáveis pelas operações de preparo do solo e tratos da cultura, mas as mudas são colocadas manualmente. Em áreas

com declividade ou mesmo em locais planos mas que tem obstáculos como rochas, tocos ou outras plantações que impedem o uso das máquinas, o processo é feito completamente de maneira manual.

O planejamento, as vias de acesso, dimensionamento dos talhões, aceiros, limpeza e preparo dos solo são as operações das atividades de plantio do Pinus que culminam no solo correto para o plantio.

Na etapa de planejamento, as vias de acesso são definidas assim como o dimensionamento e o posicionamento dos talhões facilitando as operações que serão executadas posteriormente.

Estrategicamente importantes, as posições dos talhões e seu dimensionamento pois as operações de exploração que representam um terço do custo da madeira são afetadas diretamente por isso.

Ao serem executadas, as vias de acesso e talhões devem consideram a distancia máxima do arraste ou transporte da madeira dentro da floresta que devem ser de, no máximo, 150m por motivos técnicos e econômicos. Tendo então 300 m de largura máxima e comprimento de meio e um quilometro. O tamanho implica também na efetividade da proteção de incêndio na área de plantio. Sendo que, quando há declive, os talhões devem ser menores. Eles são separados entre si por aceiros e esses ligam aqueles às estradas de escoamento e contém o fogo na ocasião de um incêndio e podem ter entre 4 e 5 metros de largura e até 15m quando ficarem ao logo de divisas sendo que 60% da largura deve ser carroçável e eles representam 5% da área útil total.

A limpeza constitui na derrubada, remoção e enfileiramento da vegetação e dos resíduos. O material lenhoso aproveitável deve ser retirado, mas o restante como ramos, folhas e casca devem ser mantidos no campo como reserva de nutrientes. A remoção pode ser auxiliada por máquinas e equipamentos como correntes (correntão), lamina frontal empurradeira ou cortadeira, sendo que a ultima movimenta menos terra em sua operação.

O preparo do solo para plantio demanda cuidados especiais pois reflete na prosperidade econômica da atividade. Proporciona boas condições para o estabelecimento das mudas na área e melhores condições de sobrevivência. Controlar ervas daninhas, melhorar as condições físicas do solo como sua descompactação, manejo de resíduos entre outros fazem parte dessa tarefa que auxilia, também, na mecanização.

Os resíduos são importante fonte de nutrientes e não devem ser queimados, apesar da prática ser comum, pois estimulam a erosão, contaminação ambiental, morte dos microrganismo entre outros.

A qualidade genética da semente, capacidade produtiva do sítio e o tipo de manejo que vai ser praticado no campo, relaciona-se com a produtividade da floresta. Entre elas estão o controle de formigas, ervas daninhas, poda e espaçamento e as recomendações da EMBRAPA são de que sejam controladas no pré plantio , 15 a 30 dias antes, e no pós plantio aos 30, 60, 90 e 180 dias. As plantas daninhas são retiradas através de rocadeira ou herbicidas a cada 6 meses até 2 anos após o plantio.

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CERTIFICAÇÃO FLORESTAL No período subsequente, o controle é feito anualmente até o 5 ano.

A poda propicia uma madeira livre de nós e aprimora a qualidade das árvores. Ela deve ser realizada no primeiro ao terceiro ano quando são retiradas 50% das ramadas inferiores e depois do segundo ao quinto ano onde retira-se até 3,2 metros de ramadas inferiores. Ou seja, até a altura comercial, as toras não apresentarão nós. As podas devem ser realizadas no final do outono, inverso e inicio da primavera pois as lesões no fuste são mais danosas no verão. Além disto, no inverno, tem menos incidência de insetos. Os desbastes, ou seja, retirada de algumas plantas, são feitos visando a redução da densidade da população, mais luz, nutrientes e água para as plantas. Os desbastes intensos são realizados aos 10 anos de idade quando são retirados 55% das árvores sendo que 60% para celulose, 30% para madeira do tipo Tf com diâmetro de 20 a 25 cm e 10% em biomassa. A qualidade do sitio pode ser avaliada pela análise da altura dominante das árvores. Com o tempo, as arvores com melhor desenvolvimento provocam declínio no vigor de outras arvores que tendem a morrer ou estagnar e acabar competindo com outra árvores ou tornando a floresta mais susceptível a doenças como a vespa da madeira.

Desde modo, os desbastes reduzem o número de árvores por área mantendo as melhores árvores eliminando as supressoras, doentes ou com problemas melhorando a matéria prima que será obtida no final. E eles são sistemáticos quando uma fileira inteira retirada, seletivos, quando as menores arvores são retiradas ou misto, no caso de se retirar árvores por fileiras e também as remanescentes com problemas. É preciso tomar cuidado para não serem formadas clareiras no processo aproveitando bem os espaços disponíveis e no caso de árvores menores que tenham potencial para crescimento devem ser mantidas. Ao se decidir quanto a idade, a intensidade do desbaste, devem ser levados em conta os objetivos da pro variações na idade do corte final.

O espaçamento entre as plantas influencia na qualidade da madeira produzida, na taxa de crescimento em altura e diâmetro do tronco, idades e intensidade de desbastes, manejo e custos sendo, portanto, uma variável de extrema importância para a qualidade do produto final. Deve ser planejada a densidade de maneira a encontrar uma média de espaçamento de maneira a obter o máximo de retorno e o normal é espaçar as arvores entre 3 em 3 ou 3 em 2 metros pois permite a mecanização e um pouco menos quando o plantio é manual. Grandes espaçamento promovem uma maior produção volumétrica e necessitam tratos culturais mais frequentes e os desbastes são feitos mais tardios, arvores com ramos grosso e mais cônicas no fuste. Menos espaço resultam me mais madeira por área, mas menos por arvore, precisa de desbastes precoces e fustes mais cilíndricos além de menor frequência de tratos de cultura.

A adubação complementa os nutrientes elementais defasados da terra e , portanto, são específicos de cada área de plantio.

Certificação é um meio de atestar publicamente através de um documento escrito que o conjunto de atividades que um órgão independente desenvolve ao produzir determinado produto, processo ou serviço atende os requisitos vigentes em uma norma referencial. Esta pode ser nacional ou internacional. Com a globalização e a expansão do conceito de sustentabilidade, o consumidor final passou a se preocupar mais com as origens e processos pelos quais o seu produto que está comprando passou. Sendo assim, o correto manejo das florestas começou a se tornar uma preocupação do mercado madeireiro através de boas práticas tanto em florestas plantadas quanto em naturais promovendo um contexto de equilíbrio entre flora e fauna.

No Brasil, operam as certificações Forest Stewardship Council (FSC) e o Programa Brasileiro de Certificação Florestal (Cerflor) De acordo com a EMBRAPA o Cerflor foi lançado em 2002 em uma reunião do Fórum de Competitividade da Cadeia Produtiva de Madeira e Móveis, coordenado pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria Comércio Exterior (MDIC).

O Cerflor é composto por normas de manejo florestal que avaliam a sustentabilidade das práticas florestais e a cadeia de custódia do produto florestal no que tange o rastreamento e o monitoramento de todas as etapas de produção e transporte.

“Duas normas básicas compõem o programa: NBR 14789:2007: Manejo Florestal - Princípios, critérios e indicadores para plantações florestais; NBR 15789:2008: Manejo Florestal - Princípios, critérios e indicadores para florestas nativas.

Além dessas, concebidas para a avaliação da conformidade do manejo florestal, outras normas também integram o programa: NBR 14790: Cadeia de custódia; NBR 14791: Diretrizes para Auditor Florestal Princípios gerais (cancelada e substituída por NBRISO 19011:2002, versão corrigida 2003); NBR 14792: Diretrizes para Auditor Florestal - Procedimentos de auditoria – Auditoria de manejo florestal (cancelada e substituída por NBRISO 19011:2002, versão corrigida 2003); NBR 14793: Diretrizes para auditoria florestal - Procedimentos de auditoria, Critérios de qualificação para auditores florestais.

Informações detalhadas acerca das mencionadas normas podem ser obtidas consultando-se www. inmetro.gov.br e www.abnt.org.br.” EMBRAPA O desenvolvimento do Cerflor teve como intenção tornar possível a certificação do manejo sustentável das plantações seja qual for a espécie - exóticas ou nativas. Ou seja, no caso do Pinus, é completamente aplicável.

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PINUS NO BRASIL

CORTES E PRODUTOS

De acordo com o site Abraflor, o Brasil conta com 1.562.782 ha plantados no país (figura 4) e as concentrações podem ser vistas na figura 5 que mostra que os estados do eixo Sul Sudeste concentram a maior parte das áreas plantadas. Ainda de acordo com a mesma instituição 38,7% da madeira produzida é destinada a produção de energia na forma de carvão, lenha e outros, 35,2% para celulose e ainda 7,1% para painéis de madeira e 2,7% para compensados. A porcentagem de serrados é de apenas 16,4% demonstrando que o uso da madeira para fins construtivos e estruturais tem um grande potencial inexplorado quando falamos de matéria prima disponível.

Dentre os diversos usos da madeira, a utilizada como material estrutural é classificada em: madeira serrada, madeira laminada coloca, madeira compensada e madeira recomposta.

A madeira serrada é obtida através do desdobro das toras: Desdobro normal: Pranchas paralelas aos anéis de crescimento. Proporciona economia de manufatura e pouca perda de material. É o processo mais utilizado.

Como na figura 6

Figura 6 - Desdobro Normal.

Desdobro radial: Pranchas normais aos anéis de crescimento.

Melhora resistência ao desgaste da madeira. Ressalta o desenho dos veios. Dá acabamento quase uniforme e maior resistência estrutural. Pranchas de melhor qualidade. As peças cortadas desta forma empenam menos, não racham facilmente e apresentam maior uniformidade na secagem. Não é usado em larga escala. Tem a desvantagem de exigir mais mão de obra e perdas muito maiores de material como o exemplo na figura 7

Fonte: Site Abraflor Figura 4: Plantio de pinus no Brasil

Fonte: Site Abraflor Figura 5: Plantio de pinus no Brasil

Figura 7: Desdobro Radial A madeira laminada colada, objeto de estudo, é obtida a partir da montagem pela qual são superpostas peças de madeira serrada com espessura menor que 20 mm, unidas por filmes adesivos, as colas. O seu emprego é muito difundido entre madeiras de baixa e média densidade que melhoram o desempenho dos adesivos à base de fenolformaldeído.

A madeira compensada é formada por lâminas delgadas de madeira provenientes do torneamento dos troncos com comprimento padronizado e contínuo, montadas uma sobre as outras com as fibras orientadas a 90 graus. Este tipo de madeira é muito sensível a umidade e aumento de temperatura.

A madeira recomposta é originária de pequenas partículas, fibras longas ou cavacos) de madeira moldadas em chapas ou barras. As chapas de madeira aglomerada, chapas de madeira MDF, chapas de madeira HDF e OSB compõe esse grupo.

A madeira laminada colada cruzada (CLT, X-LAM) possui o mesmo processo de produção da madeira laminada colada.

No entanto, são formadas chapas aonde as pranchas de madeira serrada selecionada, cortada (End Jointing) e colada, são coladas na superfície tangencial as fibras.

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RESISTÊNCIA MECÂNICA A madeira como elemento estrutural normalmente é encontrada em forma de tora, serrada, madeira laminada colada, madeira compensada e madeira reconstituída. Seu comportamento estrutural está relacionado com o arranjo da estrutura interma, que pode gerar um grau maior ou menor de anisotropia. No Brasil a norma de dimensionamento estrutural da madeira é a NBR 7190/1997.

A madeira é um material homogêneo, cujas propriedades estão relacionadas a determinadas classes de umidade conforme a tabela 1:

Tabela 3: Classes de resistência da madeira

Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo)

Tabela 1: Classes de umidade da madeira

Tabela 4: Classes de resistência da madeira Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo)

Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo)

Para cada classe de madeira, existe um coeficiente relacionado que altera os valores de resistência da madeira. Os módulos de elasticidade relacionados à madeira são considerados no sentido normal ou paralelo às fibras, obedecendo a seguinte relação:

A madeira selecionada para a execução do projeto (pinus) se encontra na classe das dicotiledôneas, classe C20.

Analiticamente, os fatores que alteram a resistência da madeira são as classes de umidade, as classes de carregamento e as classes de qualidade da madeira, que estão relacionado a coeficientes de minoração das resistências, conforme as tabelas 5, 6 e 7 Tabela 5: Classes de umidade da madeira

Ew90=1/20×Ew0 Por se tratar de um material anisotrópico, as resistências podem ser representadas em modelo ortótropo. A resistência característica da madeira é sempre dada em relação à compressão no sentido paralelo às fibras, obedecendo as seguintes relações em relação às demais resistências na tabela 2:

Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo) Tabela 6: Classes de carregamento da madeira

Tabela 2: Relações entre as resistências

Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo) Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo)

Como elemento estrutural, a madeira é classificada em classes de resistência no caso das coníferas e dicotiledôneas. Cada espécie de madeira é catalogada em sua determinada classe de resistência, de forma a obter um registro do comportamento estrutural das diversas espécies. O valor característico para definir as classes de resistência da madeira é a resistência característica à compressão no sentido paralelo às fibras (f(c0,k)).

Tabela 7: Classes de qualidade da madeira

Qualidade da Madeira Valor do Coeficiente

Primeira Categoria 1,0

Segunda Categoria 0,8 Fonte: Almeida (Apostila da disciplina PEF 2402 – Universidade de São Paulo)

O valor da resistência à compressão de projeto da madeira é composto pelo produto desses três coeficientes e do valor de resistência à compressão característico da madeira, dividido por um coeficiente de segurança

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RESISTÊNCIA BIOLÓGICA E TIPOS DE TRATAMENTO A resistência biológica da madeira está relacionada com a sua espécie, naturalmente, espécies de angiospermas de madeira dura apresentam uma durabilidade maior.

No entanto, podem-se tomar atitudes a se preservar a madeira.

Preservação de madeiras é o conjunto de medidas preventivas e curativas para o controle de agentes biológicos (fungos, insetos xilófagos e perfuradores marinhos), físicos e químicos que afetam as propriedades da madeira, adotadas no desenvolvimento e na manutenção dos componentes de madeira no ambiente construído.

O Sistema de Classes de Risco é uma ferramenta simplificada para a tomada de decisões quanto ao uso racional e inteligente da madeira na construção civil, fornecendo uma abordagem sistêmica ao produtor e usuário que garanta maior durabilidade das construções.

O sistema consiste no estabelecimento de seis classes de risco baseadas nas condições de exposição ou uso da madeira, na expectativa de desempenho do componente, e nos possíveis agentes bio deterioradores presentes. Esse sistema conduz a uma reflexão sobre as medidas que devem ser adotadas durante fase de elaboração de projeto de uma construção e auxilia na definição do tratamento preservativo da madeira em função da condição de uso que ela estará exposta.

Para se utilizar madeira como material de engenharia na construção civil, as seguintes etapas devem ser consideradas obrigatórias: • Elaboração do projeto com foco para a diminuição dos processos de instalação e desenvolvimento de organismos xilófagos.

• Definição do nível de desempenho necessário para o componente ou estrutura de madeira, tais como: vida útil, responsabilidade estrutural, garantias comerciais e legais, entre outras.

• Avaliação dos riscos biológicos aos quais a madeira será submetida durante a sua vida útil.

• Determinação da necessidade de tratamento preservativo, em função da durabilidade natural e tratabilidade do cerne e alburno das espécies botânicas que serão utilizadas.

• Definição do(s) tratamento(s) preservativo(s), em função das seguintes escolhas: • Espécie botânica que deve permitir tratabilidade • Umidade da madeira no momento do tratamento • Processo de aplicação do produto de preservação • Parâmetros de qualidade necessários: retenção e penetração do produto preservativo na madeira • Produto preservativo que satisfaça à classe de risco determinada A madeira de Pinus é considerada de baixa resistência mecânica e de restrita durabilidade natural. No entanto, apresenta uma alta permeabilidade/tratabilidade às soluções preservativas, garantindo um tratamento adequado e vida útil superior a 50 anos. Além disso, as pesquisas tecnológicas para suprir a deficiência de

resistência mecânica do Pinus apontam para a melhoria da qualidade da madeira serrada com a seleção de material de menor quantidade de defeitos e uso da classificação mecânica e para o desenvolvimento de materiais como vigas laminadas coladas.

As técnicas de preservação química consistem, basicamente, em introduzir, por meio de processos adequados, produtos químicos dentro da estrutura da madeira, tornando-a tóxica aos organismos que a utilizam como alimento.

Segundo Calil et al. “Os produtos preservativos são definidos como sendo substâncias ou formulações químicas, de composição e características definidas, que devem apresentar as seguintes propriedades: • Eficiência na prevenção ou controle de organismos xilófagos • Segurança em relação ao homem e ao meio ambiente; • Permanência na madeira (não deve perder-se na madeira por decomposição, evaporação, lixiviação, exsudação ou outros); • Não ser corrosivo; • De custo acessível; • Disponível no mercado; • Não deve alterar as propriedades físicas e mecânicas da madeira.”

Na escolha de um preservativo devemos dar a adequada durabilidade para a proteção da madeira de baixa durabilidade natural.

Os preservativos estão agrupados em 3 grupos: Oleosos: Como o “Creosoto: - Fração de destilação do alcatrão ( hidrocarbonetos, fenol e derivados aromáticos); - Não é usado no interior das construções: cheiro forte.”

(Rocha,2000) Lipossolúvel: “Soluções de sais solúveis em óleo: - à base de zinco e cobre, diluídos em óleo; - pentaclorofenol diluído em óleo. * A madeira deve ser pintada depois do tratamento” (Rocha,2000) Hidrossolúveis: “Soluções de sais hidrossolúveis: - à base de cobre, cromo e boro (CCB); - à base de cobre e arsênio em solução amoniacal (ACA); - à base de cobre, cromo e arsênio (CCA).” (Rocha, 2000) Podemos acrescentar a de chamas e

este grupo estabilizantes

os

retardantes dimensionais.

21

O autor Rocha nos dá a seguinte visão sobre os retardantes de

ultrapassar a linha de afloramento das peças quando enterradas no solo.

chamas:

Processo de substituição da seiva: Para tratamento de postes, moirões

“Retardantes de chamas

e pontaletes roliços quando ainda verdes. As peças são imersas (em

- Aplicados na superfície ou por impregnação sob vácuo;

pé) até a altura conveniente num recipiente contendo uma solução

- Fosfatos de monoamônia e diamônia, sulfato de amônia, ácido

salina concentrada. O impregnante sobe pelo alburno por pressão

bórico e bórax (GB);

capilar e osmose substituindo a seiva e a umidade do lenho à medida

- Incorporados (se possível) com o preservativo;

que as mesmas evaporam na secagem. Processo é lento e em função

- Aumentam a temperatura mínima de ignição da madeira e diminuem

de condições de tempo que regulam a secagem. Ex.: pontaletes

a velocidade de propagação do fogo.”

roliços de 15cm de diâmetro e 3cm de comprimento  6 semanas.

E estabilizantes dimensionais: “Estabilizantes dimensionais - Diminuir os movimentos da madeira ( retratilidade); - Colocando moléculas que vão substituir a água contida entre as microfibras das paredes das células lenhosas. Ex.: anidrido acético, polietilenoglicol (PEG)”

O método de aplicação dos preservativos merece grande atenção, são três os processos: Impregnação superficial: “Pinturas superficiais ou imersão das peças em preservativos adequados. Recomendados para peças de madeiras secas destinadas a ambientes cobertos, protegidos e sujeitos a fracas variações higrométricas. Imersão em solução preservativa ( mesmo rápida) será sempre mais efetiva do que uma simples pintura superficial e proteção de 2 a 3 mm (resiste ao

Processo de impregnação por osmose (madeira verde): Aplicação na superfície das peças (acima e abaixo da linha de afloramento) de uma espessa camada gelatinosa de imunizante concentrado com uma bandagem de plástico impermeável. O imunizante vai difundir no tecido lenhoso por osmose.”

Rocha, 2000.

Impregnação sob pressão: “Processo Bethel: Vácuo Inicial durante 2 horas (retirada do ar e umidade do tecido lenhoso).

Banho com o imunizante sob alta pressão, 3 horas, temperatura 90-100oC. Vácuo final (30 min): retirada do excesso de preservativo. Preservativos óleos (creosoto) e aquosos ( a frio).

Processo Reupig: Pressão inicial (3 atm.) a seco ( 90 min.).

Banho preservativo em alta pressão (10 atm.) temperatura 90/100oC, 3 horas. Vácuo final para expulsar o excesso de preservativo. Preservativos orgânicos (óleo).”

Rocha, 2000.

ataque de insetos e pequenas fendas de secagem).” Rocha, 2000.

Impregnação sob pressão reduzida: “Aproveitamento de pressão

Deve-se atender para cada classe de risco um tipo de processo

naturais: atmosférica, hidráulica, capilar e osmótica. Processo de

de

tratamento

os

tratamentos

de

impregnação

superficial

dois banhos ou de banho quente e frio: Peças são imersas num tonel

e sob pressão reduzida atendem as classes de risco 1, 2

contendo o impregnante. Depois do aquecimento até a temperatura

e 3, já por impregnação sob pressão as classes 4, 5 e 6.

de ebulição da água (4 horas). Peças são transferidas rapidamente

Há dois tipos de parâmetros de qualidade para a madeira preservada

para um outro recipiente contendo o mesmo impregnante frio (20-

e estão associadas a penetração e retenção do preservativo

30 minutos). Penetração é forçada pela aspiração do impregnante

absorvido. A penetração é relativa a profundidade alcançada

pelo vácuo relativo que se formou nos vazios da madeira com a

pelo preservativo ou ingrediente ativo na madeira medida em

evaporação da água e expulsão do ar aquecido. Método usado para

milímetros. A retenção é relativa a quantidade do preservativo ou

postes, cruzetas, aramados. Bastante efetivo, se a altura de imersão

do seu ingrediente ativo medida em quilogramas por metro cúbico.

22

Uma

das

maiores

dificuldades

que

a

madeira

encontra

para se tornar uma matéria prima utilizada largamente na

distintas,

sendo

assim,

resumimos

na

tabela

abaixo

as

principais reações presentes na madeira quando aquecida.

construção civil como elemento estrutural é o preconceito com relação ao seu desempenho em situações de incêndio.

Tabela 8: Alterações provocadas termicamente na madeira seca

No Brasil, tanto a população quanto os profissionais da área de construção civil possuem, em sua grande maioria, aversão à utilização da madeira como base estrutural de uma edificação. Isso se dá pela falsa sensação de insegurança que adquirimos o longo dos anos por reportagens e relatos de grandes incêndios em florestas e favelas, cuja base de construção é a madeira, em períodos de seca.

A madeira como todos sabem é um material combustível, e esta característica ajuda a reforçar o preconceito que temos com relação a este material, principalmente se relacionarmos ele a um assunto tão delicado quanto à edificação e ao sonho da casa própria da grande maioria dos brasileiros.

Porém, o que a maioria das pessoas não sabe é que o desempenho estrutural da madeira em situação de incêndio é na realidade muito superior ao desempenho do aço e em

Fonte: Figueroa (2009)

muitos casos ao do concreto. Essa característica peculiar se dá,

Conforme a madeira aquece e as reações químicas ocorrem,

principalmente, pela existência de dois fenômenos inerentes a este

as

elemento. O primeiro é que antes de carbonizar a madeira sofre

sendo assim, podemos verificar cinco fases principais por

um aquecimento e este aquecimento aumenta sua resistência

quais a madeira em situação de incêndio passa, sendo elas:

média. O segundo é que ao carbonizar a madeira adquire uma

Fase

capa protetora isolante, que reduz propagação interna do calor,

não entrou em ignição, porém a água existente em sua

e consequentemente retarda a perda de resistência da peça.

estrutura

Para explicar melhor estes dois fenômenos iremos primeiramente

sua

apresentar as principais substâncias que compõe a madeira

Fase II, ou pirólise rápida: As reações químicas internas se intensificam

para depois explicar as fases de queima destas substâncias

e a evaporação da água termina. Neste ponto a madeira alcança sua

e suas influências nas características intrínsecas à madeira.

maior resistência e o final desta fase se dá pela ignição da peça.

Independentemente

da

espécie

que

analisarmos

Fase III, ou fase exotérmica: A madeira se carboniza iniciando a

iremos

as

mesmas

três

substâncias

produção de uma camada protetora que não é combustível. Nesta

semelhantes.

fase são liberados diversos gases provenientes da queima da madeira.

Celulose: é o principal polímero constituinte do tecido vegetal,

Fase IV, também conhecida como fase exotérmica: Ocorre

representando algo em torno de 40 - 45% da massa da madeira.

uma diminuição da produção de gases. Além disso, a massa

Hemicelulose: é um polissacarídeo que aparece associado à

da madeira já esta reduzida em aproximadamente 70%. No

celulose nas paredes celulares, ajudando a proporcionar suporte

final desta fase está criada a capa protetora da madeira.

mecânico às fibras. Sua presença na madeira gira em torno de 20%.

Fase V, ou final da fase exotérmica: Com o término da carbonização

Lignina: sua função é fazer a ligação entre os diversos tecidos da madeira,

inicia-se o processo de gaseificação do carvão. Ainda é possível

dando-lhes rigidez e resistência. Representa de 15 - 35 % da madeira.

se verificar no interior da peça madeira nas fases I, II, III e IV.

Por ser um material heterogêneo cada substância existente

Para ilustrar melhor este processo, apresentamos a tabela 9 e a

na madeira responde de forma diferente em temperaturas

figura das diversas fases.

principais

encontrar sempre

em

proporções

características

I,

ou já

da

pirólise

madeira

lenta:

começou

resistência

média

a

também

Nesta

fase

evaporar, também

e

sofrem

a

alterações,

madeira

ainda

consequentemente

começou

a

aumentar.

23

Tabela 9: Fases de degradação da madeira

protegendo-os dos agentes agressivos do meio externo.

CONFORTO TÉRMICO Para serem formados os índices de conforto, foram tomados alguns aspectos que são classificados como1: •

índices biofísicos — que se baseiam nas trocas de calor entre

o corpo e o ambiente, correlacionando os elementos do conforto com as trocas de calor que dão origem a esses elementos; •

índices fisiológicos — que se baseiam nas reações fisiológicas

originadas por condições conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e velocidade do ar; •

índices subjetivos — que se baseiam nas sensações subjetivas

de conforto experimentadas em condições em que os elementos de conforto térmica variam.

Fonte: Figueroa (2009)

Figura 8: Fases de degradação da madeira Fonte: Figueroa (2009)

COMPORTAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO As questões que envolvem a sensação de conforto tanto térmico quanto acústico, variam muito de acordo com a região do projeto, as condições climáticas, dos usuários e as atividades desenvolvidas por eles no local ou recinto da habitação. Mesmo sendo tremendamente complicado projetar um edifício que agrade a todos, é possível estabelecer faixas e zonas que permitam a sensação de conforto a maior parte das pessoas. A habitabilidade é um conceito que abrange os requisitos básicos para que permitam aos habitantes e usuários de uma habitação condições para o desenvolvimento da vida em um ambiente saudável, seguro e protegido das intempéries do ambiente externo. Para isso devem ser levados em conta os materiais utilizados e os elementos construtivos e naturais como placas de vedação, árvores, persianas, toldos, cortinas fixa ou móveis que se comportem como barreiras e proteções. Esses elementos tem como função modificar as condições ambientais no interior da morada que as deixem confortáveis para os moradores,

O clima da cidade de São Paulo é classificado como subtropical O clima de São Paulo é considerado subtropical e de acordo com a Classificação climática de Köppen-Geiger com clima oceânico, que pode ser denominado clima temperado marítimo (Cfb, Cwb e Cfc), que ocorre em regiões com distancias das grandes massas de continentes em latitudes médias e altas com chuvas abundantes.

Em São Paulo tem maior concentração no verão e diminuem no inverno. A temperatura média anual é de 19,25 °C sendo o verão quente, porém com temperaturas moderadas e invernos brandos.

O micro clima da cidade é afetado imensamente pela poluição, baixa impermeabilidade e concentração de edifícios causando efeitos como ilhas de calor e inversão térmica que podem elevar muito a temperatura. O mês mais quente, fevereiro, tem temperatura média de 22,5°C e 16°C de temperatura media no mês mais frio, Julho.

A maritimidade confere á cidade poucas variações de temperatura e a altitude acarreta em noites amenas mesmo no verão. Contudo, no inverno massas polares podem manter a temperatura muito baixas com extremos já registrados abaixo de 0°C. Seguindo as recomendações do Manual, iremos adotar os índices que melhor se adaptam as condições climáticas do Brasil, entre os muitos que existem para avaliar o comportamento da madeira termicamente. Os maiores relatos em relação ao desconforto de residências em madeira está atrelado á baixa inércia térmica do material. A madeira troca facilmente as temperaturas interiores e exteriores, apesar de ter um conforto táctil maior do que materiais duros como concreto e alvenaria. Porém, é preciso evidenciar que tanto no sistema plataforma quando no CLT há a possibilidade de combinar as paredes e coberturas com outros materiais que melhorem o desempenho térmico do material tanto em massa quando em composição como por exemplo mantas, isopor, gesso e até mesmo camadas de ar. Os cálculos se baseiam na condução térmica que é a troca entre dois corpos que se tocam ou mesmo partes do corpo que estejam a temperaturas diferentes.

A intensidade do fluxo térmico por condução envolvido nesse mecanismo de troca é: qcd = λ λ e (θ θe - θθi ) (W/m2)

24

O CLT tem como característica de condutibilidade térmica dos painéis (0,13 W/mk) e apresenta valores ímpares entre os materiais de construção com capacidade estrutural. A espessura do painel é bem maior e a laminação aumenta muito a densidade. De acordo com manuais lidos fundamentalmente, o painel tem as mesmas propriedades das madeiras empregadas na sua fabricação. O sistema é recomendado para casas que sao passivas ou seja, cria ambientes herméticos e as trocas de calor com o ambiente são feitas através de aberturas como portas e janelas, ou seja, mantém a temperatura estável e controlável pelos habitantes. O sistema tem ainda a aplicação de materiais nas juntas que corroboram para a vedação como espumas expansíveis, peças emborrachadas e colas nas arestas.

O bom comportamento térmico do sistema torna-se efetivamente relevante quando comparado com métodos construtivos tradicionais ex.: figura 9.

Em relação a alvenaria, o guia técnico da fabricante portuguesa Tisem enumera: • Espessura de parede significativamente inferior para os mesmos valores de coeficiente de transmissão térmica;

A

ausência

de

pontes

térmicas

planas

é

justificada

pela

homogeneidade do material entre elementos contíguos e consequente inalterabilidade A

figura

11

das

condições

seguinte

ilustra

de estas

condutibilidade diferenças

térmica. construtivas.

Mesmo se tratando de um material de origem natural, os processos industriais permitem que o material se comporte de maneira estável. Os valores encontrados foram: Somados aos revestimentos do projeto, esses valores vão ser empregados no calculo do desempenho térmico do projeto do edifício na segunda etapa do projeto. Neste estudo preliminar, é possível afirmar que o material teria um bom desempenho na cidade de São Paulo tanto no verão com as devidas proteções nas aberturas para evitar a entrada excessiva de radiação, quanto no inverno que, apesar de ameno pode levar ao desconforto no interior das habitações, pois dificulta a perda de calor para o ambiente externo e mantém a massa de ar no interior dos cômodos.

CONFORTO ACÚSTICO

Figura 9: Condutividade térmica da alvenaria e do CLT. Fonte: Site Tisem

Ainda que a sensação de conforto acústico varie também das condições externas e memória sensitiva, os índices são mais uniformes e mais

• Grande redução de pontes térmicas lineares; • Ausência de pontes térmicas planas A figura 10 pretende demonstrar a importância das pontes térmicas lineares, ilustrando que a ligação da parede com o pavimento apresenta uma perda térmica por metro linear de parede idêntico à perda térmica que ocorre na zona corrente da mesma.

próximos de um conscenso do que o térmico. O que varia, neste caso, a legislação e normas de cada país que exigem um desempenho maior ou menor. No Brasil a norma que determina os Decibels(A) para cada ambiente é a NBR 10152 (níveis de ruído para conforto acústico) Prara

Residencias

os

valores

estraídos

Residências

Db(A)

Dormitórios

35 - 45

Salas de estar 40 - 50

da

tabela

são

NC 30 - 40 35 – 45

Como os dois sistemas contam com a possibilidade de composição dos painéis com diferentes materiais, esta questão é resolvida através da complementação do método construtivo com mantas e camaras de Figura 10: Pontes térmicas lineares Fonte: Site Tisem

ar. No caso do CLT, mais precisamente, a massa sólida do sistema e a junção protegida com juntas elásticas, revestimentos e tratamentos das conexões piso e paredes, permite o facilmente o uso misto do edifício.

25

métodos construtivos Na construção em madeira, destacam-se atualmente três tipos de métodos construtivos estruturais: • Sistema Viga-Pilar, bastante difundido na construção em vários tipos de materiais; • Sistema por Montantes, tecnologia criada no final do século XVIII, predominante nos Estados Unidos, Canadá, Alemanha, Escandinávia, Austrália, Nova Zelândia, Japão, entre outros; • Sistema de Painéis Estruturais, tecnologia criada na década de 1970, fortemente aplicada em países europeus como Portugal, Itália, Inglaterra, Finlândia e Suécia.

A seguir serão apresentadas maiores detalhes destes três métodos.

SISTEMA VIGA-PILAR O Sistema Viga-Pilar é considerado o mais antigo dos sistemas estruturais. Pode ser descrito como duas barras verticais (pilares) suportando uma terceira barra horizontal (viga). Com esta configuração, é possível se obter um vão livre que pode ser utilizado de diversas maneiras, como portas, abrigos e túneis.

Os esforços verticais oriundos de lajes ou pisos são transferidos para as vigas que, por sua vez, os transmitem aos pilares e, então, à fundação da edificação.

Quando se utiliza a madeira como material estrutural do sistema viga-pilar, deve-se pensar que as diferentes peças de madeira devem se ligar através de conexões, junções ou ligações que, na maioria dos casos, caracterizam a qualidade da construção.

Estas conexões fazem a transferência de cargas entre peças e devem ser dimensionadas conforme a qualidade e a quantidade de carga, trazendo solidez e segurança à estrutura.

São elementos de ligação mecânica, segundo a ABNT NBR 7190 – Projetos de Estrutura de Madeira: • Pinos metálicos (pregos ou parafusos); • Cavilhas (pinos de madeira torneados); • Conectores (anéis ou chapas metálicas com dentes estampados).

No caso do emprego de juntas longitudinais de madeira laminada colada, podem-se utilizar ligações com cola.

A resistência da junta colada deve ser no mínimo igual à resistência ao cisalhamento longitudinal da madeira.

Outros tipos de ligações são empregados ao redor do mundo e no Brasil.

São eles: •

Encaixes

Figura 12: Ligações tipo Encaixes.

Fonte: Carpintería Estruturas de Madeira

•

Cavilhas metálicas

Figura 13: Cavilhas metálicas.

Fonte: Carpintería Estruturas de Madeira

•

Barras roscadas

Figura 14: Barra roscada metálica.

Fonte: Reinaldo H. Ponce

•

Podem haver combinações de ligações:

Figura 15: Ligação com pregos e barras roscadas.

Figura: Reinaldo H. Ponce

SISTEMA POR MONTANTES (FRAME CONSTRUCTION) Utilizada pela primeira vez em 1833 na cidade de Chicago por George Washington Snow, a construção de edificações por montantes é uma construção reticulada baseada em elementos estruturais verticais portantes chamados de montantes (stud em inglês) ligadas por travessas (joist em inglês). Estes montantes e travessas formam um quadro (frame) estável, dando ao sistema de montante o nome mundialmente conhecido por Frame Construction.

Contraventamentos ou travamentos podem ser adicionados, a fim de aumentar a estabilidade da estrutura quando necessária.

26

SISTEMA PLATAFORMA

SISTEMA CONTÍNUO

O sistema plataforma tem sua origem no Balloon Frame.

No Sistema Contínuo, os montantes exteriores

Nele, a altura dos montantes é restrita ao pé-direito de

são contínuos, indo da fundação à cobertura sem

cada pavimento. A estrutura do piso se apoia sobre as

interrupções, fazendo com que a estrutura inteira seja

paredes e os montantes externos, servindo de plataforma

um único complexo. A estrutura dos pisos, feita com

para a montagem do pavimento superior. Com isto,

travessas, é encaixada nos montantes.

apresenta maior facilidade e rapidez de execução, além

Devido à sua semelhança com as estruturas de

de possuir melhor desempenho conta incêndio. Também

balão, recebeu o nome de “Balloon Frame”, e possui

possui maior facilidade para pré-fabricação padronizada

limitantes devido ao tamanho dos montantes e à

e industrialização completa devido ao tamanho reduzido

dificuldade de manuseio e montagem das peças

das peças. A união entre peças é simples, sem juntas

como na figura 16.

especiais, bastando o emprego de pregos ou parafusos como o exemplo da figura 17.

Figura 17: Sistema plataforma Fonte: American Forest & Paper Association

Figura 16: Sistema Contínuo.

Fonte: American Forest & Paper Association

27

SISTEMA DE PAINÉIS ESTRUTURAIS Os painéis estruturais tem por funções substituir os montantes, dando rigidez à estrutura além de servir de vedação às edificações. Podem também ser usados como contraventamento e pisos nas estruturas por montantes.

Dependendo do tipo de fabricação do painel, pode-se também suprimir as travessas dos pisos e coberturas.

Para se conseguir chegar às grandes dimensões dos painéis, utiliza-se madeira engenheirada.

São tipos de painéis estruturais de madeira engenheirada: •

Plywood: Painéis de madeira compensada feita de finas

placas de entalho de madeira. Normas definem classe de resistência da madeira compensada, definindo quais são próprias para estruturas.

•

OSB (Oriented Strand Board): Painel de Lascas de Madeira

Orientadas. A placa consiste em três painéis com fibras orientadas na mesma direção e coladas. É um produto de alta resistência mecânica, de alta versatilidade e de qualidade uniforme.

•

OSL (Oriented Strand Lumber): Painel de Madeira Serrada

Orientada. Possui o mesmo processo fabril da OSB, porém utilizamse pequenos pedaços de madeira serrada ao invés de lascas.

Estes pedaços possuem uma razão comprimento/largura muito alta, podendo ser comparadas a fios.

•

LSL (Laminated Strand Lumber): Painel de Madeira Serrada

Laminada. Diferencia-se da OSL pelo comprimento maior dos fios de madeira.

•

PSL/Parallam (Parallel Strand Lumber): Painel de madeira

Figura 17: Sistema construtivo auto portante de painéis de OBS com preenchimento de mantas isolantes Fonte: Dimension Canada Network

Serrada Colada Paralela. São placas de LSL são coladas de forma que as fibras fiquem paralelas. É um produto patenteado pela empresa norte-americana Weyerhaeuser.

•

LVL (Laminated Veneer Lumber): Painel de Madeira

Folheada Colada.

•

MLC (Madeira Laminada Colada): Conhecida também

por Glulam (Glue Laminated Lumber), é constituída por lâminas de espessura pré-dimensionada, de comprimento variável e fortemente ligadas umas as outras por cola de grande resistência, obtendo-se peças maciças de seção retangular.

•

CLT (Cross-Laminated Timber): Madeira Laminada Colada

Cruzada. Também chamados de CrossLam e X-LAM, possuem o mesmo processo fabril da MLC, com diferença de que as lâminas são coladas de maneira cruzada. As vantagens deste sistema são: •

Rapidez na montagem;

•

Adaptabilidade, possibilitando as mais variadas formas;

•

Excepcional estabilidade e comportamento ao fogo;

•

Leveza;

•

Excelente isolamento térmico;

•

Não existem grandes limitações no dimensionamento.

Figura 18: Sistema construtivo madeira laminada colada Fonte: Arcadia sport

28

MONTE ROSA HUT

29

MADEIRA LAMINADA CRUZADA

O sistema de Madeira Laminada Colada Cruzada (internacionalmente conhecido como Cross Laminated Timber – CLT) é uma técnica relativamente nova utilizada bastante na Europa, e que foi recentemente introduzida no mercado Norte Americano.

A tecnologia foi desenvolvida na década de 1970, e sua fabricação em larga industrial iniciou-se na década de 1990 na Europa, onde ganhou um grande reconhecimento como um sistema estrutural de alto desempenho. O primeiro edifício foi construído em 1993 na Austria.

Hoje, o sistema possui grande força na Áustria, Suiça, Suécia, Noruega, Alemanha, Escandinavia, Londres e, mais recentemente, no Canadá e nos Estados Unidos.

Seu uso vem crescendo constantemente pelo fato de elevar a velocidade de construção dos edifícios, além de possuir uma forte relação com os recentes movimentos de sustentabilidade na construção civil. Hoje é possível encontrar pontes na Europa cuja super-estrutura é feita de CLT, como é o caso da “Wandritsch Road O mesmo sistema pode ser encontrado na bibliografia com a nomenclatura de X-Lam, CrossLam e Massive Wood.

30

ANÁLISE DO SISTEMA O

sistema

estrutural

em

CLT

é

baseado

em

painéis

direção devem sempre ter a mesma espessura, sendo que na

estruturais (verticais e horizontais), compostos por lamelas

outra direção é possível utilizar outras espessuras de camada.

de madeira coladas em forma de camadas, sendo que

Para a colagem das lamelas, é utilizado cola de poliuretano entre

cada camada é ortogonal entre si, como mostra a figura 18.

as camadas ortogonais, este adesivo isento de solvente, e livre de

Os painéis de CLT possuem função tanto de vedação

formaldeído ( ‘o’ classe de emissão ) é capaz de atingir um nível de adesão de alta qualidade, sem risco de emissões tóxicas em qualquer fase do ciclo de vida do produto. E uma resina melamínica (“MelamineUrea-Formaldehyde”) entre lamelas numa mesma camada.

Os painéis podem ser utilizados tanto internamente quanto externamente. Os painéis são cortados e processados usando tecnologias CNC, o que resulta em excelente estabilidade dimensiona no tamanho global do painel e nas aberturas estruturais

havendo

consequentemente,

uma

grande

evitando

erros

precisão de

dimensional

execução

e,

in-loco.

É comum que os fabricantes dos painéis em CLT forneçam catálogos que relacionam as dimensões e composições dos elementos estruturais com as cargas admissíveis dos painéis.

O tipo de madeira mais utilizado para a fabricação dos painéis é a Spruce, entretanto é possível utilizar também diversas espécies de pinus. As classes da madeira devem estar entre a C16 (fc0,k=16 MPa) e a C24 (fc0,k=24MPa). Em relação à umidade

da madeira, é recomendado que a mesma esteja numa faixa de 8% a 14% de umidade de equilíbrio da madeira com o ambiente, o que restringe seu uso para a classe de umidade 1 (Uamb≤65%).

O sistema possui uma alta capacidade de resistência a esforços axiais devido principalmente à área da seção das paredes. Abaixo Figura 18: Estrutura dos painéis Fonte: X-Lam Alliance – Partners in solid timber construction

quanto

de

estrutura,

dos

elementos

verticais

(paredes

estruturais) e horizontais (lajes). A fabricação dos painéis vem sendo feita utilizando os seguintes domínios de dimensões: •

Espessura:

•

Altura:

•

Comprimento:

variando

variando

entre

entre

75mm

1280mm até

e e

334mm

encontra-se o modelo de distribuição dos esforços numa situação de

2950mm

flexão combinada com uma força de cisalhamento. como na figura 19

18m

Figura 19: Distribuição dos esforços

Na fábrica as tábuas e lamelas de madeira são classificadas e cortadas em folhas de 16,5 m por 2,95 m. Estas folhas são então empilhadas e coladas sob alta pressão em camadas perpendiculares entre si. Dependendo da finalidade e exigência estática, os painéis estão disponíveis em 3, 5, 7 ou mais camadas da placa . Os painéis podem ser fornecidos com três classes diferentes de camada superior: não-visual, industrial e doméstica. As camadas na mesma

Fonte: MANDEGARIAN, MILEV

Para deve

garantir ser

a

segurança da estrutura à respeitada a seguinte σ<fm,clt,d Onde σσ é a máxima tensão na e fm,clt,d é a a resistência de projeto na painel. Esta resistência pode ser obtida a partir da fm,clt,d=fm,clt,d=kl× kmod×fm,clt,k/γm

ruptura, condição: superfície, flexão do equação:

31

Onde o kmod é o coeficiente relacionado às carcterísticas físicas da madeira (ver item 5.4.1), fm,clt,k é a resistência característica da madeira, γγm é o coeficiente de minoração da resistência da madeira, e kl é o fator de resistência do sistema, que está relacionado ao número de lamelas que existem numa camada. kl=mín{1,1 ;1+0,025n} Sendo

n

o

número

de

lamelas

em

uma

camada.

LIGAÇÕES Para o projeto de estruturas em CLT, são necessários os detalhamentos das ligações dos seguintes encontros:

Painéis com painéis (no mesmo plano)

Paredes com fundações

Paredes com paredes (em planos diferentes)

Paredes com lajes

Os elementos utilizados para se fazer as ligações entre os painéis estruturais são normalmente parafusos, cantoneiras e chapas metálicas.

As ligações devem ser projetadas de forma a respeitar espaçamentos mínimos entre os parafusos. Segue abaixo os tipos de ligação mais comuns entre os elementos estruturais. exemplos nas figuras 20, 21 No caso de estruturas mistas de madeira com concreto, existem ligações específicas para o encontro desses materiais. Essa situação é muito comum nos projetos, uma vez que as caixas de elevadores dos edifícios projetados em CLT são feitos de concreto pré-moldado ou moldado in-loco. Como ilustrado nas figuras 22 e 23.

Figura 20: Encontro de parede com parede / laje com parede I Fonte: KLH Catalogue, 2011

Figura 21: Encontro de parede externa com parede externa/ laje com parede externa I Fonte: KLH Catalogue, 2011

Figura 22: Encontro de painéis de CLT com parede de concreto Fonte: KLH Catalogue, 2011

Figura 23: Encontro de painel largo de CLT com parede de concreto Fonte: KLH Catalogue, 2011

32

Os detalhes de juntas entre lajes. O caso da figura 24 é o mais utilizado por não precisar utilizar uma outra camada de madeira para realizar a junta, simplificando o processo construtivo da obra.

Figura 24: Junções entre lajes Fonte: KLH Catalogue, 2011

Figura 25: Junções entre lajes Fonte: KLH Catalogue, 2011

33

RELAÇÃO COM OUTROS SUBSISTEMAS Os projetos de edificações usando estruturas de madeira laminada colada cruzada devem estar sempre integrados com os conceitos de pré-fabricação não só da estrutura como dos outros projetos de outros subsistemas do edifício. Ou seja, é muito importante que os projetos estejam integrados, de forma que não haja interferencias na obra.

A fabricação dos painéis estruturais deve seguir um projeto executivo que já prevê todas as aberturas necessárias para esquadrias, aberturas de shafts, aberturas para interruptores e tomadas, entre outras possíveis aberturas que possam haver.

Dada a importância da coordenação desses projetos para o produto final, é indicado o uso de softwares com plataforma BIM para o

Vennesla Library and Culture House by Helen & Hard Foto: Emile Ashley

desenvolvimento simultâneo dos diversos projetos envolvidos no empreendimento. Softwares com uso da plataforma BIM possibilitam identificar interferências de projeto de forma mais simplificada, utilizando visualizações em 3D, sem haver a necessidade de sobrepor os diversos projetos para identificar as possíveis interferências. É comum nesse método construtivo que todas as distribuições horizontais das instalações hidráulicas e elétricas sejam fixadas abaixo das lajes, que em seguida são revestidas com um forro para esconder as instalações. Para as distribuições verticais, podem ser previstos shafts a partir de aberturas nas lajes, e furações verticais embutidas nas paredes para passagem dos ramais hidráulicos e elétricos.

34

REFERÊNCIAS As referencias de projetos utilizadas para projetar

de concreto e aco, de acordo o Architects’ Journal.

utilizando o método de Madeira Laminada Colada

Um marco na arquitetura em madeira, esta construção

Cruzada foram necessárias para embasar o estudo

só foi permitida pelo esforço das autoridades da

de caso proposto. Ainda que na Europa a técnica já

Grã Bretanha em produzir um apêndice norma de

foi utilizada em muitos edifícios, a literatura é pouca

segurança para o material garantindo que o edifício,

sendo grande parte manuais e catálogos dos próprios

após construído seria seguro. Uma combinação entre

fabricantes, além de algumas teses e publicações de

a espessura do painel e uma camada de drywall, é

projetos em periódicos.

garantida a segurança para evacuação do edifício em

O edifício, do escritório Waugh Thistleton Architects,

caso de incêndio de até 90 minutos.

(figura 26) fica em Londres Reino Unido e é

No valor de 3 milhões de libras, o edifício teve previsão

provavelmente o edifício residencial construído com o

de construção de nove semanas e os é coberto com

sistema CLT mais alto do Mundo. Com nove andares

5000 clads individuais de de Eternit, que tem 70%

em madeira, o Murray Grove teria capturado 306,150

de sua fabricação utilizando resíduos de madeira. Os

kg de carbono no processo de construção se

painéis foram todos cortados em CNC na Áustria (país

comparado com outros métodos construtivos a base

do fabricante) e chegaram prontos para montagem.

Figura 26: Murray Grove 29 Fonte: KLHUK, 2012

Esquerda: isométrica mostrando os painéis e os clads de Eternit Embaixo: Diagrama mostrando os painéis CLT para o shaft de elevadores e paredes

Planta tipo e detalhe de paredes externas Fonte: CTT Madera

Fotos: Site KLH UK

35

36

Este edifício residencial , de sete andares, em

o CLT. Considerado alto para os padroes austríacos, este

Wagramerstraße, Viena - Áustria, foi construído

edifício é generoso nas áreas comuns que o torna um

completamente em madeira, porém esta matéria prima é

complexo estruturado para as atividades e necessidades

pouco visível no prédio acabado, fato nao muito comum

diárias dos moradores de diferentes faixas etárias. Outra

no país onde foi construído. Ainda visto como caro pois

questao importante é que na Áustria é regulamentado que

é cobrado 10 a 15 por cento a mais pelos arquitetos

as áreas dos sistemas de circulacao sejam em concreto

devidos aos cálculos necessários, acredita-se que é

que no caso foi deixado aparente. Este empreendimento

uma questão de tempo para que sejam menos onerosos

é considerado um passo importante que serviria de base

assim que novos softwares e métodos de cálculos

para tentativas em outros lugares também onde a made.ira

utilizados em materiais tradicionais forem adaptados para

tem impedimentos para ser utilizada em edificios mais altos

37

Fotos: Site BinderHolz.

38

Projetado pleo arquiteto Hierzegger e construído pelos arquitetos da Hagmuller-Mack, o projeto em Wohnbau Frauengasse Judenburg, Áustria, foi concebido em madeira consiste em três edifícios de três andares com 36 unidades e um edifício de 4 andares com 22 apartamentos. Os projetos contam com escadas e circulação em concreto O sistema construtivo é em CLT em base de concreto com dois subsolos de estacionamento.

As paredes externas são revestidas com madeira e com caixas de madeira que se destacam da fachada como um ambiente a mais e cria um efeito divertido no edifício.

Neste projeto é ressaltada a potencialidade do sistema de construção em CLT e gesso.

A habitabilidade das residencias construídas em madeira também é elogiada e este projeto em particular tem altos de nives de aceitação dos moradores.

39

Fotos: Site Tisem

40

Como a primeira parte, de quatro andares, a

O projeto foi vencedor do premio “Vienna Wood 2005”

construção de residencial em madeira laminada colada

e recebeu uma nominação como um dos seis mais

cruzada sobre uma base em concreto em Viena, o

bem colocados no quesito de inovação em habitações

projeto destaca-se pela sua abordagem ousada e pioneira. Desenvolvido coletivamente entre os planejadores, desenvolvedores e comunidade, só foi possível devido a convicção de todos em viabilizar um edifício residencial em madeira que se encaixasse na

vienenses em 2009.

De acordo com o site oficial do concurso, o juri estava convencido da importância do condomínio como parâmetro para futuros projetos similares em

legislação da cidade. Este edifício demonstra, também,

construção em madeira localizados em áreas urbanas

a questão interdisciplinar que envolve a proposição

e do fato de que essa experiência é generosa pois

de se construir uma obra que tem a madeira como

propicia referencias para potenciais clientes e para a

material construtivo essencial.

população.

41

Fotos: Pez Hejduk

42

Numérico

cidade mais próxima, Zematt e com 3000 viagens de

Computadorizado permite a inovação no uso do CLT.

helicóptero, foram levados ao local, assim como os

Na Suíca foi desenvolvida a técnica de esculpir no

35 trabalhadores. Coberta com alumínio prateado, a

material e produzir formas que vão além dos painéis

cabana tem a forma de um cristal e foi posicionada

ortogonais como visto nas residencias anteriores.

em fundações de aço inoxidável. As janelas permitem

Um bom exemplo é o projeto desta pousada nas

a entrada de radiação e um sistema estanque passivo

montanhas o Monte Rosa Hut. Elaborado pelos alnos

aprisiona o calor gerado pelos visitantes. Construída

da escola de Zurique pra a comemoração dos 150

em madeira, tem o interior em espiral e 90% da energia

anos da instituicao foi locado no meio da montanha,

que abastece a casa é obtida através de energia solar

é acessível somente por caminhada ou helicóptero.

que é armazenada em baterias caso não utilizada

Com capacidade para hospedar até 120 pessoas, é

completamente para o caso de falta de fornecimento.

simples com uma cozinha pequena e uma área para as

A água que abastece a cabana é obtida do degelo das

refeiçoes. Projetado com alta tecnologia, a cabana foi

montanhas e armazenada em um reservatório que fica

inaugurada em 2009. Os materiais para a construção

localizado a 40 metros acima da construção.

O

uso

da

tecnologia

de

Corte

foram todos pré moldados e levados de trem para a

Fotos: Tonatiuh Ambrosetti

43

“A arquitetura é definida pelos objetivos: - construir com menos material possível - economizar o máximo de energia possível - produzir energia o suficiente”

44

45

ESTUDO DE CASO EM MADEIRA LAMINADA COLADA CRUZADA

46

MEMORIAL SISTEMA ESTRUTURAL MISTO CONCRETO, METAL, MADEIRA

Edifício residencial com uso misto de comércio e servico.

proximidade com a Avenida Prestes Maia, também justifica

O terreno escolhido está localizado na regiao central da

esta posição.

cidade de Sao Paulo onde o Plano Diretor de Sao Paulo

De acordo com o Plano Diretor de Sao Paulo, o local encontra-

prevê residencias de interesse social aproximando os

se em uma “ZEIS 3 - áreas com predominância de terrenos

trabalhadores dos postos de trabalho, diminuindo grandes

ou edificações subutilizados situados em áreas dotadas de

viagens pendulares, e das áreas aonde a infraestrutura

infra-estrutura, serviços urbanos e oferta de empregos, ou

já está instalada e consolidada como transporte público,

que estejam recebendo investimentos desta natureza, onde

saneamento básico, postos de trabalho, hospitais, museus

haja interesse público, expresso por meio desta lei, dos

e até mesmo parques, escolas e universidades. Contudo, a

planos regionais ou de lei especifica, em promover ou ampliar

região que fica próxima a que um dia foi uma grande estacão

o uso por Habitação de Interesse Social - HIS ou do Mercado

ferroviária e rodoviária, sofreu com o abandono e o vazio

Popular - HMP, e melhorar as condições habitacionais da

urbano. Com poucos moradores, após o horário comercial,

população moradora”. A área total é de aproximadamente

a área que durante o dia é repleta de pessoas em transito,

2450 m2 O coeficiente de aproveitamento máximo é de 4,

consumindo e trabalhando, fica completamente vazio após

ou seja, 9800 m2 e taxa de ocupação 80%, 1960m2.

as 7 ou 8 horas da noite.

sendo que 40% no mínimo dos apartamentos devem ser do

Densificar a cidade traz vantagens no contexto urbano

tipo HIS, 40% para HIS e HMP e 20% para outros usos.

quando os projetos levam em conta as diferentes relações

A área construída proposta no projeto é de aproximadamente

do morador com a cidade e os diversos níveis crescentes

9730 m2 e destes em torno de 8502m2 destinados a

de privacidade no que tange os vizinhos de quarteira o,

habitacoes. Os apartamentos são de tres tipos com 1, 2 e 3

de edifício, de bloco, de porta e finalmente, de porta.

quartos e atendem a diferentes perfis familiares.

Respeitar essas escalas e propor espaços que levem em conta estas relações e sejam projetados para atender

t1 - 35 m2

essas necessidades de convívio. Assim como os percursos

t2 - 65 m2

possíveis, proximidades de pontos importantes na cidade e

t3 - 86 m2

necessidades básicas. Vale ressaltar que um edifício inserido no tecido urbano pode, ele mesmo, servir como ponto

O térreo tem áreas de praca, comércio, servicos e escritórios

estruturante combinando serviços, pontos comerciais e, no

com acesso diferenciado entre as moradias e áreas publicas

caso deste projeto, pode servir com ponto modal por estar

e semi públicas. Há ainda a proposta de 3 subsolos para

tao próximo de uma das saídas da Estacão de Metro da

estacionamento sendo um para os moradores e outros 2

Luz e o terreno atual ser utilizado como estacionamento. A

para usuários emgeral.

47

M M

RUA FLORENCIO

AV PRESTES MAIA

DE ABREU

48

RUA PAULA SOUZA

49

IMPLANTACAO 1:1250

0 10 20

50

50

O sistema construtivo do edifício é uma

a atenção ao estudar essas referencias em

proposta preliminar de um esqueleto estrutural

relação moradias mais baixas foi o tamanho

em concreto e aço. Este teria a função de

reduzido das aberturas e a espessura das

dissipar o peso dos pequenos edifícios de

paredes de madeira. Ao combinar o aco com

madeira. É possivel construir prédios mais

o concreto e a madeira apoiada, foi possível

altos com CLT como por exemplo o edifício

manter as características dos pequenos

Murray Groove em Londres e o “Gratecielo”

edifícios em um prédio mais alto.

em Milão, porem um fator que me chamou

GSEducationalVersion

GSEducationalVersion

51

52

As treliças de aço transmitem as

deste trabalho são 4 andares de

cargas dos pequenos edifícios para

madeira apoiados sobre as vigas.

as caixas de concreto que abrigam

Sendo assim, o concreto tem o

também a circulação. O sistema

papel de trabalhar a compressão, o

pode ser aplicado de maneiras

aço a tração e a madeira a flexo -

diferentes com outras combinações

compressão no edifício levando em

de módulos de acordo com a

conta também a construção com

necessidade da região onde o

pré fabricados e pré moldados de

projeto seria inserido. No caso

acordo com o material.

elevação norte

53

Colunas de concreto que servem como circulacao vertical , além de ajudarem no conforto térmico do edifício

Pequenos edifícios em madeira onde ficam as habitações de 1, 2 e 3 quartos

Vão gerado pelas treliças responsáveis pela distribuição do peso dos edifícios de madeira para a estrutura de concreto. Poderia ser utilizado pelos moradores como área comum, festas e lazer.

Pisos em concreto que abrigam: escritórios,

serviços

e

comércio.

Caixilhos com pilaretes em aço que contribuem para a estrutura.

elevação sul

0

5

10

20

54

B

55

-3.00

-2.65

A

A

B

±0.000

GSEducationalVersion

TÉRREO + 0,00 1:400

0

5

10

20

B

56

+3.15

-3.00

+3.75

-2.65

A

A

B

0.00

GSEducationalVersion

SOBRELOJA 1:400

B

57

+7,20

-3.00

A

A

B

+7.39

GSEducationalVersion

ESCRITÓRIOS+ 0,00 1:400

0

5

10

20

B

58

A

B

A

pavimento tipo a 1:400

B

59

A

B

A

pavimento tipo b 1:400

0

5

10

20

60

Os apartamentos tem módulo de 1,1 m e são de

destas fachadas.

3 tipos com 1, 2 e 3 quartos. Eles são separados

Os apartamentos contam também com um pequeno

entre áreas de serviço com prumada hidráulica e

balcão em forma de passarela que tem estrutura

áreas servidas. Como se trata de uma construção pré

metálica leve apoiadas na fachada, no concreto

moldada, este escolha é importante porque otimiza a

e atirantadas para as treliças. Os caixilhos duplos

construção e facilita a colocação de shafts e também

e estanques assim como mantas isolantes e os

a manutenção. Nos detalhes das páginas seguintes é

revestimentos escolhidos garantem a passividade dos

mostrado como poderia ser trabalhada a questão dos

cômodos e garantem privacidade ao moradores em

revestimentos e impermeabilizações.

relação aos ruídos de impactos causados em outros

No caso desta implantação, a fachada onde ficam os

apartamentos. A questão térmica é importante em Sao

banheiros, cozinhas e lavanderias também tem o papel

Paulo onde, mesmo com um clima ameno quando

de barrar os ruídos produzidos pelo transito nas ruas

comparado com o restante do país, em um único

que rodeiam o terreno, principalmente a Prestes Maia

ano pode ter máximas acima dos 32 graus e mínimas

que tem um fluxo bem elevado de veículos. Os quartos

abaixo dos 8 graus, portanto isolar as paredes e

e salas tem face para o lado interno do pátio criado

permitir a ventilação controlada auxilia no conforto dos

pelos edifícios. A posição do norte facilita a insolação

moradores.

Com a modulacao escolhida, é possivel encaixar dois apartamentos tipo 2 ou um apartamento tipo 1 + um apartamento tipo 3

T2

T2

entre os elevadores. Esta flexibilidade permite que os apartamentos variem de acordo com a demanda.

T3

T1

61

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

GSEducationalVersion

pavimentos tipo a e b 1:200 GSEducationalVersion

0

5

10

20

62

GSEducationalVersion

CORTE A 1:400

63

CORTE B 1:400 GSEducationalVersion

0

5

10

20

64

1

DETALHES 1:25

3

5

6

7

10

11

13

14

2

4

8

12

25 mm deck de madeira - 1% inclinacao 30 mm batentes camada de borracha vigas de aço formato I

15

11-

500 mm camada vegetal plantada 20 mm membrana de drenagem membrana anti raízes 5 mm camada seladora 180 mm CLT 32 mm batentes e manta la mineral isolante 12.5mm x 2 fireboard - gesso cartonado

2-

500 mm camada vegetal plantada 20 mm membrana de drenagem membrana anti raízes 180 mm CLT 32 mm batentes e manta la mineral isolante 12.5mm fireboard 5 mm gesso em estrutura de alumínio

3-

19 mm fibro cimento pintado 12 mm membrana a prova de vento 22 mm batentes 25 mm manta isolante barreira anti-vapor 128 mm CLT 5 mm camada seladora

4-

amadeiramento - wooden clad 12 mm membrana a prova de vento 22 mm batentes 25 mm manta isolante barreira anti-vapor 128 mm CLT 5 mm camada seladora

5-

5 mm camada seladora 95 mm CLT vigas de aço formato I

6- 12.5 x 2 mm gesso cartonado

14 mm manta isolante

5 mm camada seladora opcionais - pode ser somente a placa de CLT WSI

128 mm CLT

barreira anti-vapor

25 mm manta isolante

22 mm batentes

12 mm membrana a prova de vento

19 mm fibro cimento pintado

9

10-

1-

20 mm assoalho de madeira 60 mm ripa sobre polietileno 30 mm isolamento de impacto sonoro 180 mm CLT 32 mm batentes e manta la mineral isolante 12.5mm x 2 fireboard - gesso cartonado

7-

caixilho correr em alumínio - vidro duplo 6 mm

8-

caixilho basculante em alumínio - vidro duplo 6 mm

9-

12.5 x 2 mm gesso cartonado 14 mm manta isolante 5 mm camada seladora 128 mm CLT barreira anti-vapor 25 mm manta isolante 22 mm batentes 12 mm membrana a prova de vento madeiramento - wooden clad

12-

10 mm piso cerâmico 10 mm camada impermeabilizante 30 mm isolamento de impacto sonoro 180 mm CLT 32 mm batentes e manta la mineral isolante 12.5mm fireboard - gesso cartonado 12.5mm fireboard 5 mm gesso em estrutura de alumínio

65

ucationalVersion

66

14

16

17

19

15

18

20

13- fechamento de venezianas em alumínio pintado com sistema de abertura do tipo camarão 14-

sonoro

20 mm assoalho de madeira 60 mm ripa sobre polietileno 30 mm isolamento de impacto

15 -

sonoro

10 mm piso cerâmico 10 mm camada impermeabilizante 30 mm isolamento de impacto

16-

trelica de aco perfil I pintado

17-

isolante

cartonado 18-

isolante

cartonado

alumínio 19

sonoro

5 mm impermeabilização 180 mm CLT 32 mm batentes e manta la mineral

20 -

sonoro

10 mm piso cerâmico 10 mm camada impermeabilizante 30 mm isolamento de impacto

180 mm CLT 5 mm impermeabilização

180 mm CLT 5 mm impermeabilização

12.5mm x 2 fireboard - gesso 5 mm impermeabilização 180 mm CLT 32 mm batentes e manta la mineral 12.5mm

fireboard

-

gesso

12.5mm fireboard 5 mm gesso em estrutura de 20 mm assoalho de madeira 60 mm ripa sobre polietileno 30 mm isolamento de impacto 235 mm laje concreto estrutural

235 mm laje concreto estrutural

67

68

A

madeira

é

um

material

com

um

andar que é o piso dos escritórios. E também

grande potencial mas apresenta alguns

que uma boa atividade seria propor com mais

desafios por ser uma material de natural e ter comportamento complexo. Outras

detalhes os pisos de treliças entre os andares

preocupações como a pouca inércia térmica

de residencia.

e durabilidade também são vistas como

A experiencia de estudar e propor um projeto

empecilhos. Mas combinada com novas tecnologias de cálculo, processo e corte está se tornando cada vez mais presente na

com um material novo e pouco explorado no Brasil foi muito enriquecedora. Acredito que a

estrutura dos edifícios e na construção de

possibilidade de conhecer a fundo o método

moradias.

e as questões que envolvem o projeto em

As considerações da banca foram em relação a estrutura, que deveria contar com

diferentes escalas, inclusive em detalhes

treliças na cobertura para fechar melhor a

serviu não só para esse estudo de caso, mas

estrutura em concreto, assim como no 4

como um exemplo para atividades futuras.

69

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70

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DEZEMBRO 2013