Manual Basico para Construção de Casas de Madeira - Apostilas - Arquitetura_Parte1, Notas de estudo de Arquitetura

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Manual Básico para a Construção de

Casas de Madeira

pelo Sistema Plataforma

Introdução

A construção em madeira, em virtude de uma série de características, é o padrão em vários países industrializados, principalmente da América do Norte, Europa, Ásia e Oceania.

No Brasil as casas de madeira são freqüentes em regiões de colonização germânica e nas regiões de fronteira agrícola.

A indústria da construção procura atualmente novas técnicas e materiais, que possam melhorar a produtividade e baixar os custos das edificações.

A grande procura por casas de campo, praia e montanha tem provocado forte demanda por sistemas construtivos mais rápidos e menos dependentes de mão de obra intensiva.

A grande demanda por casas e construções comerciais leves nos países industrializados, propiciou o desenvolvimento de técnicas construtivas e de materiais, que permitiram o atendimento de edificações a despeito do alto custo da mão de obra.

Um desses sistemas, o sistema balão, foi desenvolvido nos Estados Unidos em

1833. Desde então vem sendo utilizado e melhorado. Segundo especialistas no setor o uso desse sistema permitiu àquele país tornar-se uma terra de proprietários de casas.

O sistema balão, assim denominado em virtude da estrutura muito esbelta, formada de perfis de madeira de pequena seção transversal, é o padrão na América do Norte, e é também muito usado na Europa e na Oceania.

É um sistema extremamente versátil, permite a construção desde pequenas casas populares unifamiliares até, prédios de até quatro pisos com vários apartamentos. A estrutura é normalmente feita em madeira serrada e, quando há risco de ocorrência de cupins, faz-se um tratamento da madeira e/ou do solo de fundação.

O sistema balão evoluiu para o atualmente designado plataforma, que incorpora algumas alterações que, o tornaram mais simples, mais flexível, mais fácil de ser executado e menos sensível a pequenas falhas na execução.

Esse sistema tem sido usado esporadicamente no Brasil, devido ao desconhecimento técnico e à falta de alguns materiais básicos, tais como painéis estruturais e perfis de madeira de dimensões adequadas.

O desenvolvimento de painéis estruturais permitiu a construção de estruturas leves e resistentes a furacões, tornados e tremores de terra. Além disso,

FUNDAÇÃO

A fundação deve oferecer uma base para apoio do piso da edificação. Ela assume basicamente três formas distintas: laje de fundação ou “radier”, sapata corrida de concreto armado ou alvenaria ou pilotis simplesmente cravados no terreno ou apoiados sobre blocos. A escolha do tipo de fundação depende da topografia do local, da construção, de aspectos geológicos e arquitetônicos.

Em locais de topografia acidentada pode ser mais conveniente o uso de estacas ou pilotis, pois, há menor movimentação de terra, escavações, aterros etc.

Um aspecto importante do sistema plataforma em madeira e painéis estruturais é a leveza da edificação como indicado no quadro a seguir, o que resulta em economia na fundação.

PISO

Os pisos, do mesmo modo que a fundação, podem ser de vários materiais: madeira, concreto, tijolos, cerâmica, e mesmo uma combinação de vários materiais.

Pisos de madeira são indicados principalmente para construções em terrenos inclinados, terrenos muito frágeis ou úmidos, ou para os pisos dos andares superiores.

A principal característica do piso é ser uma superfície plana onde serão apoiadas e amarradas as paredes da edificação. A superfície plana é a plataforma em que se baseia a construção.

Quando o piso é feito de madeira, há necessidade de uma estrutura horizontal apoiada na fundação. Essa estrutura é composta por um vigamento e uma laje que pode ser constituída de chapas de madeira industrializadas de OSB ou compensado estrutural.

A estrutura do piso, dependendo da fundação, é composta de um nível ou dois níveis de vigas. No caso de baldrames de concreto ou alvenaria, um único nível de vigas dá apoio ao piso. No caso de fundação em pilotis, são necessários dois níveis de vigas, um perpendicular ao outro, sendo o vigamento inferior, apoiado sobre os pilotis, suporte para o vigamento superior, denominado barroteamento, o qual recebe diretamente a laje do piso.

O barroteamento é um conjunto de peças de madeira, espaçadas entre si de 30 a 60 cm, com espessura de 4,0 cm e altura variando de 9 a 30 cm. Quando o dimensionamento do barrote resulta em peça com altura superior a 20cm, utilizam- se normalmente peças compostas, principalmente perfis I, com alma de OSB e flange de madeira serrada. Estas peças dão suporte ao contrapiso ou diretamente ao piso. Os barrotes devem ter umidade máxima de 20%, e devem ter sempre que possível umidade uniforme entre as peças. Tanto as peças do vigamento como do

barroteamento devem ser aplainadas depois de secas para que tenham dimensões uniformes, principalmente em largura. Os barrotes geralmente são pregados à peça que os suporta. O diâmetro e o comprimento dos pregos depende da densidade da madeira.

A plataforma de apoio da estrutura de madeira pode também ser uma laje de concreto, apoiada diretamente sobre o solo ou vigas de concreto ou alvenaria de bloco ou tijolo comum.

No caso de fundação em pilotis, são utilizadas normalmente estacas de madeira roliça, tratada, com diâmetro entre 15 e 25 cm. As estacas são enterradas cerca de 1,0 m no solo, e dependendo do solo da fundação, são apoiadas em sapatas para assegurar a capacidade de carga resultante do projeto estrutural. O tratamento da madeira deve atender as especificações de norma para assegurar a durabilidade almejada. Em regiões sujeitas a cupim de solo, além do tratamento da madeira, é aconselhável um tratamento do solo de fundação ou a utilização de dispositivos de proteção mecânica da edificação contra o ataque dos mesmos, devendo haver uma distância de pelo menos 40 cm entre o solo e o vigamento de madeira.

No caso de estruturas de piso em madeira apoiada sobre baldrame de concreto ou alvenaria, o barroteamento é apoiado sobre uma peça de madeira denominada soleira. A soleira é uma peça com seção de 4 x 9 cm ou 4 x 14 cm, apoiada e fixada ao baldrame. A superfície superior do baldrame em contato com a soleira deve ser impermeável para impedir a passagem de umidade para a madeira. Essa barreira à umidade é importante para a durabilidade da peça, assim evitar o movimento de umidade ascendente pelo revestimento. A soleira deve ser fixada ao baldrame através de chumbadores.

No caso de edificações com mais de um pavimento, a estrutura dos andares superiores são semelhantes às do primeiro piso. Os barrotes são apoiados sobres a linha de amarração superior das paredes laterais e sobre uma ou mais paredes internas portantes.

A figura 5, apresenta detalhes de colocação e união dos barrotes que servem de estrutura do para o segundo andar do edifício.

O contrapiso é formado por uma camada de painéis de O.S.B. pregados sobre os barrotes da estrutura do piso. Os painéis estruturais de madeira OSB oferecem uma base plana, lisa, e estável para praticamente qualquer tipo de piso. Chapas relativamente grandes cobrem rapidamente grandes áreas. Um homem é capaz de aplicar o contrapiso de uma casa inteira em um dia de trabalho ou menos.

Os painéis de OSB são produzidos para atender valores mínimos de desempenho e apresentam gravado na face, ou em tabelas fornecidas pelo fabricante, suas especificações básicas, permitindo a seleção da espessura, e outras variáveis, de

Aplicação

A aplicação dos painéis de piso pode ser feita antes ou depois da construção das paredes e da cobertura. No sistema plataforma, os painéis do contrapiso são aplicados antes da construção das paredes externas e internas. Apesar de não ser desejável, os painéis estruturais industrializados de madeira podem suportar as intempéries durante períodos normais de construção. Para evitar os efeitos da expansão causada pela absorção de umidade, recomenda-se deixar um espaço de 1,5 mm entre as bordas das chapas. Quando se espera tempo chuvoso ou de muita umidade esse espaço deve ser de 3,0 mm.

No caso de aplicação dos painéis sobre vigamento de madeira, a fixação mais fácil e rápida é através de pregos. São indicados pregos de 3,3 mm de diâmetro por 63 mm de comprimento, com espaçamento máximo de 15 cm nas bordas e de 30 cm nas vigas intermediárias. Os painéis devem ser dispostos de maneira desencontrada, de modo que as junção das bordas menores ocorram sobre vigas diferentes, conforme indicado na figura a seguir.

PAREDES

As paredes são os elementos da construção que oferecem maiores oportunidades de diminuição de custo e de mão de obra, através da utilização das técnicas do sistema balão ou plataforma.

Paredes leves construídas de perfis metálicos ou de madeira e estruturadas com painéis de OSB tem grande resistência mecânica e rigidez a distorção dispensando a necessidade de barras de contraventamento para resistir a esforços de vento e abalos sísmicos, sendo muito leves, simples e extremamente rápidas de se construir.

Os elementos básicos da estrutura das paredes são: os montantes verticais, a barra horizontal inferior, as barras horizontais superiores, os montantes especiais que definem as portas e janelas e as vergas que suportam as cargas verticais sobre as aberturas.

Em construções onde elementos da estrutura são de madeira, a pregação é o meio mais prático de se fazer a união entre as peças. Quando os elementos são metálicos, o emprego de parafusos ou rebites é modo mais adequado.

Os elementos da estrutura são dispostos com a largura perpendicularmente à linha das paredes, de modo que, a largura das peças da estrutura, em geral 9, cm, é a espessura interna das paredes.

O revestimento da estrutura com painéis OSB tem duas funções principais: suportar e transferir cargas para as fundações e fechar e prover uma base plana para aplicação de fachadas e acabamentos das construções.

Projeto

A estrutura de madeira das paredes exteriores e algumas das paredes interiores normalmente suportam cargas do telhado e forro, e servem de suporte para os fechamentos interno e externo. As paredes laterais, quando se utiliza tesouras, geralmente suportam a maior parte da carga do telhado, enquanto que as paredes internas, em geral, são simplesmente divisoras, e não suportam a carga do telhado. Quando se utiliza sistema de barrotes para telhado no lugar de tesouras, como no caso de tetos planos (flat roof) as paredes internas podem ser usadas para suportar a carga do telhado e do forro.

A estrutura da parede é composta basicamente de um conjunto de montantes de madeira ou de perfis de aço dobrado. Esses montantes, com seção aproximada de 4,0 x 9,0 cm, são espaçados geralmente de 30, 40 e 60 cm entre si. Em geral, o espaçamento é 60 cm em construções de um piso, ou no último andar de construções de mais de um piso, 40 cm no primeiro andar de construções de dois pisos, e 30 cm no primeiro andar de construção de três pisos ou mais.

Os cantos da edificação e as interseções das paredes exigem arranjos especiais dos montantes de modo a propiciar eficiente amarração das paredes e assegurar superfícies para pregação dos painéis externos e internos como indicado na figura a seguir.

Nota-se em todas as alternativas, que nos cantos e interseções sempre há a formação de um espaço para a pregação do fechamento interno, formado por dois montantes convenientemente posicionados.

As aberturas, isto é, as portas e janelas requerem estruturas especiais, principalmente nas paredes que recebem cargas dos telhados ou de pisos superiores. O vão superior das aberturas é sustentado pelas vergas, como indicado na figura seguinte. As vergas são geralmente compostas de duas peças de 4,0 cm de espessura e alturas variáveis, justapostas pelas faces, entre as quais é colocada uma chapa de 1,0 cm de espessura como calço, para completar os 9 cm de espessura interna das paredes. As duas peças e o calço são pregados com pregos de 75 mm. A altura das peças das vergas é função da largura da abertura e classe de resistência da madeira utilizada.

As vergas são suportadas nos extremos por pares de montantes, um em cada extremidade. Esses montantes são cortados da altura da verga até a peça horizontal inferior, e são pregados justapostos a montantes inteiros com pregos de 75 mm de comprimento.

As vergas são fixadas por meio de pregos nas extremidades. No caso de vãos maiores ou de cargas muito grandes pode-se utilizar no lugar da chapa interna de madeira, uma barra de aço de 1 cm de espessura. Nesse caso, a união das peças de madeira é feita através de parafusos passantes. Em casos especiais se utiliza treliças de madeira para a função de verga. Pode-se usar também vigas compostas, com elementos de madeira sólida e OSB.

A seleção dos painéis está relacionada com o espaçamento dos montantes, disposição nas paredes (lado maior na vertical ou horizontal), pregação e esforços de cisalhamento à distorção no plano da parede, isto é, esforços de vento ou abalo sísmico. Os painéis são especificados para determinados vãos máximos, isto é, distância máxima entre dois montantes consecutivos. Desse modo, painéis especificados para vãos de 40 cm não podem ser utilizados em estruturas, cujos montantes estão distanciados de 60 cm. As espessuras de OSB mais usadas para o uso em paredes são de 7,9 mm a 12,7 mm. A tabela abaixo apresenta as espessuras de painéis OSB recomendadas para os vários espaçamentos dos montantes e modo de aplicação.

O revestimento externo da parede pode ser feito com lambril de madeira durável, de vinil, de alumínio, ou de folha de aço. No caso de revestimento com reboco é imprescindível a impermeabilização através de papel betuminoso fixado na face externa do OSB.

Os painéis de OSB podem ser aplicados com a maior dimensão na vertical ou na horizontal, A aplicação vertical é geralmente a preferida quando o pé direito da edificação coincide com o comprimento do painel. A disposição vertical é também mais fácil, por dispensar peças estruturais transversais na ossatura, para fixação das bordas das chapas: necessárias quando as chapas são aplicadas horizontalmente.

Para evitar as conseqüências da expansão dimensional provocada pela absorção de umidade nas bordas das chapas de OSB, recomenda-se deixar um espaço de 3,0 mm nas bordas laterais e nas extremidades das chapas. Recomenda-se também, deixar espaços de 3,0 mm para expansão ao redor de portas e janelas. Alguns fabricantes tem recomendações especiais, incluindo a proteção das bordas com produto selante, para evitar absorção de umidade.

Em elementos estruturais de madeira normalmente são usados pregos de 2,9 mm por 50 mm (16 x 24 nacional). Os pregos são espaçados de 15 cm nas bordas e 30 cm nos montantes intermediários. Podem também ser usados grampos, desde que de em dimensões apropriadas. Em estruturas metálicas são usados parafusos autoperfurantes, isto é, parafusos capazes de fazer os próprios furos.

As paredes laterais, no caso de construção in loco , devem ser construídas antes das paredes frontais. As paredes laterais são aquelas que suportam as tesouras ou o encaibramento do telhado. A construção da parede inicia-se pela marcação, a partir de uma das extremidades, da posição dos montantes nas barras horizontais inferior e superior. As barras horizontais devem cobrir todo o comprimento da parede e devem ser selecionadas por sua retidão. As emendas das barras horizontais são feitas no centro dos montantes através de pregação. As emendas das barras inferiores não devem coincidir com a das barras superiores. Devem ser marcadas as posições dos montantes, e as linhas de centro das portas e janelas e das paredes divisórias. Nas barras horizontais, uma superior e outra inferior, são marcadas as linhas de centro dos montantes. Com auxílio de um esquadro de carpinteiro, são traçadas as linhas de centro que servirão de orientação para pregação dos montantes nas barras horizontais. A terceira barra horizontal, sobreposta à barra superior, é colocada e pregada somente depois que todas as paredes são posicionadas e aprumadas. Os montantes são pregados através dos topos, com pregos de 80 mm de comprimento, que atravessam as peças horizontais.

Depois de terminada a construção e o levantamento das paredes laterais, são feitas as paredes frontal e dos fundos. A distância exata entre as faces interiores das paredes laterais será o comprimento das paredes frontal e posterior. A distância entre a parte superior da verga e a peça horizontal superior da estrutura, deve ser preenchida com montantes curtos, com comprimentos correspondentes.

Na parte inferior da abertura das janelas, são usados montantes curtos que suportam a soleira da janela. A soleira é pregada sobre a ponta superior dos montantes curtos com pregos de 75 mm de comprimento. A soleira deve ser também pregada com pregos inclinados no montante, cuja extremidade superior suporta a verga. Nas portas, a peça horizontal inferior deverá permanecer até o aprumo final e amarração das paredes, sendo depois serrada rente à face do montante e retirada. As figuras a seguir representam a seqüência de montagem do sistema plataforma até o posicionamento final das paredes.