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Universidade Federal do Paraná
Departamento de Construção Civil
Construção Civil III
Profª. MSc. Heloisa Fuganti Campos 1
TC 038 - Construção Civil III
ESTRUTURAS DE MADEIRA
WOOD FRAME
Prof.ª: MSc.: Heloisa Fuganti Campos
SETOR DE TECNOLOGIA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL
2018
Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos
2
EMENTA
• Introdução
• Histórico
• Componentes
• Projeto
• Execução
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3
INTRODUÇÃO
• Casa ideal: confortável, segura, resistente, durável e sustentável
• Brasil: utiliza o mesmo sistema construtivo necessário esforços
para melhorar as condições dos sistemas de moradia
• Nos últimos dez anos as casas pré-fabricadas ganharam novos
materiais e novas tecnologias, principalmente devido às
experiências no setor de habitação popular
• É necessário que o sistema pré-fabricado apresente baixo
custo, boa qualidade e se adéque aos sistemas de
financiamento existentes
WOOD FRAME
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INTRODUÇÃO
• Wood frame concepção semelhante a alvenaria estrutural -
paredes são portantes
• Espécie de madeira mais usual:
Wood frame: pinus (Curitiba)
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5
INTRODUÇÃO
O sistema wood frame, do inglês
“quadro de madeira”, é um sistema
construtivo contemporâneo, surgido a
partir do surgimento de painéis
derivados da madeira e de sistemas de
conexão atuais no meio do século 20
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6
INTRODUÇÃO
Sistema industrializado, durável, estruturado
em perfis de madeira reflorestada tratada,
formando painéis de pisos, paredes e
telhado combinados e/ou revestidos com
outros materiais, para aumentar os
confortos térmico e acústico, além de
proteger a edificação das intempéries e fogo
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Construção Civil III
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INTRODUÇÃO
• Ganhou terreno muito rápido:
Ecologicamente correto
Rapidez na execução
Conforto térmico e acústico os quais as construções em
alvenaria normalmente não oferecem
Alto grau de industrialização redução de prazos, custos e
divisão das etapas da obra
Utilização em países onde a mão de obra é considerada
muito cara otimização da gestão da produção - alto
controle de qualidade
Pré-fabricação permite que várias atividades sejam
executadas simultaneamente redução de prazos e custos
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INTRODUÇÃO
• Muito utilizado: Canada, EUA, Japão e Alemanha
• Tecnologia desenvolvida pelos alemães: consiste na
industrialização dos painéis de parede, de piso e cobertura,
com alto controle de qualidade e possibilita a construção de
casas com mais de 200 m2 em apenas 60 dias
• América do Sul: países como o Chile e Venezuela investem
com sucesso na indústria de casas populares com 40 a 65
m2, e que também utilizam painéis, além de treliças
• EUA: 95% das casas são feitas neste sistema construtivo
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INTRODUÇÃO
• Reduz significativamente os desperdícios, que são
altamente impactantes nos sistemas de construção
tradicionais
• Em boa parte das casas industrializadas em wood frame,
o único elemento moldado in-loco é a fundação
• Ganho de produtividade:
Obra limpa e seca
Facilidade de manuseio dos elementos estruturais e de
fechamento que demandam menos esforços dos
operários
INDUSTRIALIZAÇÃO
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INTRODUÇÃO
• Opção construtiva que permite a execução de qualquer
tipo de projeto desde casas populares até construções
com alto padrão de acabamento
• Limitação: altura, no Brasil, essa tecnologia construtiva
só pode ser utilizada em prédios com no máximo cinco
pavimentos
INDUSTRIALIZAÇÃO
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EMENTA
• Introdução
• Histórico
• Componentes
• Projeto
• Execução
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HISTÓRICO
• Historicamente consolidado nos países norte-americanos e
europeus
• Pesquisado nos EUA desde 1910 Primeiro manual completo
de construção: Wood Frame House Construction (1989)
Rapidamente se popularizou entre
instituições educacionais e
profissionais e, desde então, tem sido
cada vez mais utilizado
• O manual apresenta os princípios para a construção de casas de
madeira em wood frame, com procedimento de construção
passo a passo, desde a sua concepção até a estrutura completa
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• A partir de 1960: produção dos painéis de parede passou a
ser realizada em fábrica com a posterior montagem em
campo
• Por fim, com um patamar acima de industrialização, foi
desenvolvido o Sistema de Casas Modulares e Casas
Industrializadas
HISTÓRICO Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos
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• Battistella Indústria e Comércio: uma das pioneiras a
implementar 2001 em Viamão – RS: primeira casa
• 2010: aumenta uso da tecnologia objetivo de padronizar,
apresentar critérios mínimos de desempenho e definir métodos
de avaliação dos componentes do sistema
• “Diretriz SiNAT 005 – Sistemas construtivos estruturados em
peças de madeira maciça serrada, com fechamentos em
chapas delgadas (Sistemas leves tipo Light Wood Framing)”
• 2013: através de ensaios, o desempenho foi testado e, mediante
aprovação, foi gerado como produto a DATec 020 (Sistema
construtivo Tecverde: “Sistema leve em madeira”)
BRASIL
HISTÓRICO
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HISTÓRICO Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos
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HISTÓRICO
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EMENTA
• Introdução
• Histórico
• Componentes
• Projeto
• Execução
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COMPONENTES
1. PAINEL ESTRUTURADO
2. ISOLAMENTO TÉRMICO-
ACÚSTICO
3. OSB
4. MEMBRANA HIDRÓFUGA
5. PLACA CIMENTÍCIA
6. PLACA DE GESSO
ACARTONADO
7. ACABAMENTO
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COMPONENTES
PAREDE EXTERNA X PAREDE INTERNA
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
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COMPONENTES
ENTREPISO
CAMPOS, H. F. (2018)
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COMPONENTES
CAMPOS, H. F. (2018)
MONTANTES
SOLEIRA SUPERIOR
VERGA
CONTRAVERGA
CAMPOS, H. F. (2018)
BARROTES ISOLAMENTO
OSB
PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• Paredes portantes distribuem as cargas para as
fundações, sem a utilização de vigas e pilares (pode ser
necessário reforços em pontos específicos – ex.: apoio VM)
• Compostas de montantes verticais
• Cada painel é fechado com guias de madeira (soleiras)
superiores (geralmente duas) e inferiores (geralmente uma)
• As instalações hidráulicas e elétricas são embutidas
• Todas as ligações são pregadas
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• Montantes (1;5):
O "esqueleto" dos painéis é feito de
montantes
Seções usuais (Curitiba):
4,5 cm x 9 cm (geralmente: alto padrão
paredes internas com pouca carga e
baixo padrão paredes internas e
externas)
4,5 x 14 cm (geralmente: alto padrão
paredes externas e internas mais
carregadas)
3,8 cm x 9 cm (opção para baixo padrão)
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• Montantes:
Espaçados a cada 60 cm, 40 cm ou 30
cm, dependendo das cargas e do vento
Preenchidas para isolamento (lã de
rocha - Brasil: todas paredes)
Fechamento com placas de OSB (1,2
cm)
Revestimento:
Interno: placas de gesso
Externo: plantas cimentícias CAMPOS, H. F. (2018)
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• Vergas (2):
Verificadas uma a uma Peças em pé
Paredes de 4,5 cm x 9 cm: duas peças
Paredes de 4,5 cm x 14 cm: três peças
Dimensiona-se a altura da peça (9 cm,
14 cm, 19 cm ou 24 cm), caso não seja
suficiente: peças compostas, MLC, VM..
Nos vãos inferiores e superiores:
pedaços de montantes com o
espaçamento padrão servindo de apoio
para as placas de OSB
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• Soleiras (3;6):
Fechamento dos painéis
Peças deitadas: geralmente
superior dupla e inferior simples
Acompanha a espessura dos
montantes
CAMPOS, H. F. (2018)
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
CAMPOS, H. F. (2018)
OSB
CAMPOS, H. F. (2018)
FIXAÇÃO
ISOLAMENTO
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• As paredes do térreo devem
ser fixadas nas fundações e
as paredes do superior no
térreo com a utilização de
cantoneiras, que devem ter o
espaçamento definido pelo
projeto estrutural (vento)
CAMPOS, H. F. (2018)
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COMPONENTES PAINEL ESTRUTURADO - PAREDES
• Paredes hidráulicas e com instalações elétricas
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COMPONENTES ENTREPISOS - LAJES
CAMPOS, H. F. (2018) • Travam os apoios e fazem o
contraventamento horizontal da
estrutura
• Barrotes:
O "esqueleto" dos entrepisos
(lajes) é feito de barrotes
Seções usuais (Curitiba):
4,5 cm x 14 cm ou 4,5 cm x
19 cm (baixo padrão)
4,5 x 24 cm (alto padrão)
BARROTES DUPLOS
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COMPONENTES ENTREPISOS - LAJES
• Barrotes:
A cada 60 cm, 40 cm ou 30 cm (menos
que isso falta espaço para fixação) -
depende das cargas atuantes e dos
vãos
As peças podem ser duplas ou até
triplas, dependendo das cargas e dos
vãos
Preenchidas com isolamento (lã de
rocha)
CAMPOS, H. F. (2018)
Cuidado: deixar espaço
adequado para fixação!
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COMPONENTES ENTREPISOS - LAJES
• Fechamento OSB (mais espessa que
as chapas das parede, em geral 1,8
cm)
• As placas de OSB devem ser
dispostas transversalmente em
relação aos barrotes (assim têm
resistência maior à flexão no maior
sentido)
• Os entrepisos devem ser
devidamente parafusados nas
paredes do térreo com a utilização de
cantoneiras ou parafusos e pregos
CAMPOS, H. F. (2018)
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COMPONENTES ENTREPISOS - LAJES
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
BARROTES SIMPLES
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COMPONENTES PEÇAS ESPECIAIS
• Casos de vãos muito grandes,
ou cargas excessivas pode ser
necessário reforço madeira +
resistente, peças compostas,
MLC, viga metálica, etc.
• Importante: dimensionar apoio
adequado para essas situações
• Alto padrão: muito comum VM
CAMPOS, H. F. (2018)
VM – VÃO MUITO
GRANDE
REFORÇO CARGA
CONCENTRADA:
REAÇÃO VM
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EMENTA
• Introdução
• Histórico
• Componentes
• Projeto
• Execução
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• O dimensionamento de painéis estruturais em wood frame pode
ser feito a partir dos critérios estabelecidos pela norma
americana WFCM 2001 e pelas normas europeias DIN 1052
(1998) e EUROCODE 5 Parte 2 (1997)
• NBR 7190:1997: Projetos de Estruturas de Madeira (em vigor)
• NBR 7190:2011 (ainda não tem valor normativo)
• A norma americana LRFD contém os fatores de ajustes,
dimensões, valores de resistência e outras referências
requeridas para o projeto estrutural dos painéis
NORMAS
PROJETO Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos
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PROJETO
• Propriedades da madeira: classe de resistência, teor de umidade e
classe de carregamento (NBR 7190)
• Vento: geralmente principal carga acidental na edificação
• Paredes: calcula-se as carga e dimensiona-se a seção e
espaçamento dos montantes cuidar com cargas
concentradas!
• Entrepisos: calcula-se as carga e dimensiona-se a seção e
espaçamento dos barrotes cuidar com cargas concentradas!
Projetar os painéis de modo a otimizar a
paginação e facilitar a montagem!
PROJETO ESTRUTURAL
DADOS DE ENTRADA
VENTO
CARGAS PERMANENTES
COBERTURA Depende da obra
ÁREA TÉCNICA
Cobertura
Paredes
Entrepisos
PAV. SUPERIOR Paredes
Vergas
ENTREPISOS
PAV. TÉRREO
Paredes
Vegas
FUNDAÇÃO
Cargas distribuídas
Cargas concentradas
Ancoragem CAMPOS, H. F. (2018)
CAMPOS, H. F. (2018)
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
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CAMPOS, H. F. (2018)
CAMPOS, H. F. (2018)
≈
CAMPOS, H. F. (2018)
≈
CAMPOS, H. F. (2018)
≈
CAMPOS, H. F. (2018)
≈
CAMPOS, H. F. (2018)
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PROJETO
• Projeto de produção:
Software específico
mais adequado: BIM
Todo detalhamento da
estrutura para fábrica
Cada parede, cada
entrepiso e cobertura são
apresentados
detalhadamente
CAMPOS, H. F. (2018)
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PROJETO
• Projeto de produção:
Ideal: paredes já saiam da fábricas fechadas (todas as
camadas)
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PROJETO
FÁBRICA TECVERDE ENGENHARIA -
ARAUCÁRIA PR
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
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PROJETO
CAMPOS, H. F. (2018)
FÁBRICA TECVERDE ENGENHARIA - ARAUCÁRIA PR
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≈
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EMENTA
• Introdução
• Histórico
• Componentes
• Projeto
• Execução
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EXECUÇÃO
• Função das cargas de projeto e do tipo de solo existente
• Estrutura sobre a fundação leve e com cargas distribuídas ao
longo das paredes geralmente radier ou sapata corrida
• Paredes fixadas com cantoneiras
FUNDAÇÃO
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EXECUÇÃO FUNDAÇÃO
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EXECUÇÃO
• Primeiro pavimento: técnicas
tradicionais de alvenaria
• Pavimento superior: apoiado
nas paredes do térreo -
entrepisos constituídos por
chapas de OSB apoiadas
sobre barrotes OSB –
contrapiso
PISOS
SEÇÕES E ESPAÇAMENTOS:
CONFORME PROJETO
ESTRUTURAL (DEPENDE DO VÃO
E DO CARREGAMENTO)
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EXECUÇÃO PISOS
CAMPOS, H. F. (2018)
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EXECUÇÃO
• Térreo: apoiadas na fundação
• Pavimento superior: apoiadas
nos entrepisos
• Preenchidas com isolamento
• Parede interna: OSB + placa de
gesso (verde para áreas
molháveis)
• Parede externa: OSB + placa
cimentícia
PAREDES
CAMPOS, H. F. (2018)
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EXECUÇÃO PAREDES
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61
EXECUÇÃO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS
• Iguais às que são utilizadas na construção convencional
• Vantagem: paredes funcionam como shafts visíveis, facilitando a
execução e manutenção das instalações
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EXECUÇÃO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS
• Evitar que os perfis verticais sejam perfurados Quando existe a necessidade de se furar um montante, o furo deve respeitar a especificação de diâmetro máximo igual a 1/3 da espessura do montante previsto no projeto estrutural
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EXECUÇÃO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E HIDRÁULICAS
• Por se tratar de um sistema industrializado, ele permite um planejamento prévio que possibilita já deixar preparadas todas as furações necessárias para a passagem de condutores, canos e conexões
CAMPOS, H. F. (2018)
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EXECUÇÃO COBERTURA
• Sobre as paredes portantes do último piso são aplicadas treliças ou lajes de cobertura
• Adapta-se a qualquer projeto arquitetônico, sendo possível executar telhados com diversas inclinações, telhados planos e curvos
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
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EXECUÇÃO COBERTURA
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
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EXECUÇÃO COBERTURA
CAMPOS, H. F. (2018) CAMPOS, H. F. (2018)
CAMPOS, H. F. (2018)
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CAMPOS, H. F. (2018)
CONDOMÍNIO MCMV Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos
24/08/2016: finalização do
primeiro prédio com
tecnologia sustentável
wood frame do Brasil, em
Araucária, no Paraná. A
montagem do prédio de
três pavimentos durou
64 horas, com jornadas de
oito horas de trabalho
diárias
TECVERDE
Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos
TECVERDE O projeto envolve dois
edifícios com 12
apartamentos, distribuídos
em três pavimentos, com
uma das torres finalizada
em apenas 40 horas de
montagem
TECVERDE
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70
CONDOMÍNIO MCMV
CAMPOS, H. F. (2018)
CASA ALTO PADRÃO
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71
CAMPOS, H. F. (2018)
CAMPOS, H. F. (2018)
CASA ALTO PADRÃO
CASA ALTO PADRÃO
Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos CASAS PRONTAS
TECVERDE (2018)
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Prof.ª MSc. Heloisa Fuganti Campos CASAS PRONTAS
TECVERDE (2018)
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REFERÊNCIAS
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190:
Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 1997 (em vigor).
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190:
Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 2011 (processo de
avaliação).
• MOLINA, J. C.; Calil Junior, C. Sistema construtivo em wood frame para
casas de madeir. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v.
31, n. 2, p. 143-156, 2010.
• www.tecverde.com.br, acessado em janeiro de 2018.