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Conjugação do LSF com outros materiais
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O Light Steel Framing é uma evolução do típico "wood framing" (estruturas em madeira) norte americano utilizado essencialmente na construção residencial unifamiliar. Assim, a legislação americana limita a altura dos edifícios integralmente construídos com perfis em aço galvanizado enformados a frio a um número reduzido de pisos, usualmente dois pisos mais sótão visitável, além da eventual cave em betão armado.
No entanto, existem já vários edifícios de vários andares nos Estados Unidos, cuja estrutura é essencialmente constituída por perfis enformados a frio, usando as técnicas do LSF. Isto inclui as paredes divisórias, as coberturas e as paredes exteriores. Sendo extremamente leves e podendo receber cargas verticais, muitas destas paredes não sobrecarregam a estrutura principal do edifício. As cargas laterais podem ser absorvidas por elementos pontuais em aço laminado ou pelos núcleos em betão armado que constituem as caixas de elevador e escadas. Visto que a legislação americana estabelece limites na volumetria, este tipo de edifícios exige a elaboração de cálculo de engenharia e pormenorização. Naturalmente, em Portugal, esta necessidade aplica-se a qualquer tipo de obra.
Para saber mais sobre estes edifícios de LSF com vários pisos, consulte o seguinte artigo:
Construção em altura com o sistema LSF
Conjugar o LSF com outros sistemas construtivos
Eventuais reservas quanto à altura dos edifícios só se justifica se pensarmos em termos da utilização exclusiva de elementos estruturais em perfis enformados a frio. Por exemplo, em casos de reabilitação de prédios com vários pisos, o Light Steel Framing poderá ser a solução ideal e mais eficiente, desde que a estrutura primária do edifício não esteja comprometida. Neste último caso, a alternativa será tirar partido das vantagens doutros elementos estruturais, tais como o betão armado, o aço laminado a quente ou a madeira.
Os grandes edifícios de escritórios e comerciais com estrutura metálica são construídos com elementos em aço laminados a quente. Este método de construção, usado há mais de cem anos para construir arranha-céus, é usualmente designado por Steel Framing. Isto contrasta com os perfis ligeiros em aço galvanizado, moldados a frio, que constituem as estruturas Light Steel Framing. Este último método é essencialmente vocacionado para a construção residencial de baixa altura.
Saiba mais em: Estrutura Metálica
O sector da construção residencial no continente americano e em vários países asiáticos exige uma cada vez maior eficiência e qualidade na construção de edifícios de apartamentos. O relatório britânico "Rethinking Construction" apelou a um reexame de todos os aspectos da construção para melhorar a qualidade, incentivar a inovação e para maximizar a pré-fabricação e produção fora do local de construção. As estruturas em aço estão bem posicionadas para atender a essas demandas, especialmente no ambiente urbano, onde a pré-fabricação e a velocidade de construção resulta em benefícios financeiros, incremento de qualidade e um impacto ambiental reduzido.
A melhor solução para este tipo de edifícios, é a utilização de uma superestrutura em elementos de aço laminados a quente usualmente conhecidas como vigas I ou H (IPE e HEB). As colunas e vigas metálicas são dispostas numa grelha em espaçamentos regulares, conferindo sustentação e rigidez a toda a estrutura. Elementos diagonais de reforço garantem a estabilidade estrutural do edifício. Também, conforme a volumetria do edifício, podem ser construídos núcleos em betão armado que passam a receber a maior parte das cargas laterais provenientes do vento e da eventualidade da ocorrência de um sismo.
Para melhor se compreender esta ideia, apresentamos abaixo um pequeno vídeo explicativo da Corus:
Todos os outros elementos estruturais secundários são construídos com perfis em aço galvanizado enformados a frio, usando as técnicas do LSF. Isto inclui as paredes divisórias resistentes, as coberturas e as paredes exteriores. Sendo extremamente leves e podendo receber cargas verticais, muitas destas paredes não sobrecarregam a estrutura principal do edifício. As cargas laterais são absorvidas pela estrutura em aço pesado ou pelos núcleos em betão armado que constituem as caixas de elevador e escadas.
O processo de construção das fachadas costuma ser designado pelo termo "curtain walls". Trata-se de paredes exteriores que revestem toda a estrutura e que são construídas com perfis não resistentes que são ancorados à estrutura principal. Estes perfis metálicos servem assim de suporte aos materiais de revestimento exterior, tal como o vidro, alumínio ou outros. Estas paredes podem ser pré-montadas em armazém e posteriormente trazidas para a obra.
Os pisos costumam ser construídos recorrendo a chapas perfiladas colaborantes. Constituem assim lajes mistas colaborantes, sistema que associa uma laje de compressão de betão e chapas de aço na parte inferior. A chapa serve de cofragem permanente capaz de suportar o betão fresco, a armadura e as cargas de construção e são apoiadas nas vigas laminadas a quente.
Apresentamos abaixo um outro pequeno vídeo explicativo da Corus:
A utilização de elementos laminados a quente em associação com os enformados a frio, garante uma excelente relação entre resistência e flexibilidade. Permite a pré-fabricação e fácil transporte e montagem, especialmente quando comparada com a construção em betão armado. Evita a cofragem e os sistemas de suporte temporários, visto que todos os elementos são autoportantes e não necessitam de tempo de cura ou secagem. Reduz o impacto ambiental e racionaliza os meios, segundo os parâmetros da sustentabilidade. Em resumo, permite alcançar as mesmas vantagens que atribuímos ao Light Steel Framing na construção de moradias e na reabilitação urbana:
Conheça melhor as vantagens aqui: Vantagens do LSF
Vários exemplos podem ser observados no site da Corus, mas deixamos apenas algumas imagens do Zero 4, um empreendimento no centro da cidade de Plymouth, com zona comercial no nível térreo e apartamentos de luxo nos pisos superiores. Os dez andares residenciais contêm 120 apartamentos. As fotos, que podem ser observadas no topo desta página, apresentam a estrutura em aço pesado, as chapas perfiladas colaborantes e os perfis de aço galvanizado que constituem as paredes interiores.
Para se poder observar alguns exemplos da construção de edifícios residenciais com vários pisos onde se empregaram perfilaria em aço pesado e leve e lajes mistas colaborantes, apresentamos abaixo uma brochura publicada em 2003 pelo The Steel Construction Institute.
Deixamos abaixo um outro exemplo, este de facto surpreendente e bem ilustrativo da rapidez de execução de um edifício que alia os elementos laminados ao aço galvanizado. Trata-se do Hotel Ark, em Changsha, na China, que foi construído em apenas seis dias! Depois das fundações terem sido executadas, foram necessárias apenas 46 horas para erguer a superestrutura e mais 90 para terminar a obra. Segundo as notícias, o edifício possui um excelente isolamento térmico e acústico e está preparado para resistir a um sismo com 9 graus de magnitude.
Obs: This video is copyrighted by UNIPPM (Go Digital). Please visit http://www.broad.com for more information. We use this video just to show the potential of Steel Framing in construction.
Experiência da Futureng
Apesar de não existirem muitos exemplos da aplicação destas técnicas no nosso país, ainda assim os responsáveis da Futureng já realizaram projectos onde os conceitos acima foram aplicados. É especialmente de referir um edifício construído na ilha do Faial, nos Açores. O edifício foi construído com uma superestrutura com vigas de aço , sendo as fachadas e divisórias compostas por perfis montantes C150.
Mais recentemente, um velho edifício com um piso térreo e um piso superior, situado na Rua da Palmeira, ao Príncipe Real, foi demolido e deu lugar a um novo imóvel integralmente construído com estrutura em perfis enformados a frio. Na verdade, trata-se do primeiro edifício construído totalmente em sistema LSF dentro da cidade de Lisboa. O edifício passou a contar com três andares acima do piso térreo, além da cave.