Lajes Steel Deck

27 de agosto de 2016

Para garantir a máxima eficiência do sistema steel deck, pré-requisitos de projeto e execução devem ser seguidos à risca


Por Gisele Cichinelli


O steel deck suporta sobrecargas de até 2 mil kg/m² e dispensa escoramentos para vãos de 2 m a 4 m

Leveza e velocidade de execução são as duas principais características citadas por especialistas quando o assunto é o steel deck. Seja em obras industriais, comerciais ou residenciais, essas lajes mistas, também conhecidas como lajes colaborantes, normalmente são aplicadas em obras nas quais a necessidade de racionalização dos processos construtivos e a entrega em prazos curtos está presente. Por conta desses benefícios, o uso do sistema se torna cada vez mais atrativo em obras que exigem tecnologias de ponta.

Ideal para compor um conjunto construtivo com estruturas metálicas, o steel deck se mostra competitivo, sobretudo, em situações onde os vãos variam de 2 m a 4 m. Nessa condição, dispensam escoramentos e, consequentemente, agilizam o cronograma da obra. "Nenhum sistema de laje consegue a agilidade e a praticidade que o steel deck permite às estruturas metálicas, observa Catia Mac Cord Simões Coelho, gerente-executiva do CBCA (Centro Brasileiro da Construção em Aço). A engenheira conta que, devido à variedade de dimensões de perfis de vigas disponíveis no mercado, o aumento do número de vigas de apoio para a utilização do produto não acarreta em aumento do peso da estrutura metálica.
O uso do steel deck se mostra particularmente vantajoso em situações de obras com condições especiais de execução onde, por exemplo, a montagem de escoras é inconveniente. Ou ainda quando há dificuldades para trafegar pela obra com um sistema de fôrmas e escoramentos. "É o caso de obras de retrofit ou ainda de obras rápidas nas quais várias frentes de trabalho devem ser abertas e a fase de concretagem da laje não pode interferir no serviço de acabamento do pavimento logo abaixo", complementa Leonel Tula, gerente de obra da Método Engenharia.

Apesar das vantagens elencadas, especialistas lembram que a falta de perfis disponíveis no mercado nacional limita o uso do sistema de laje mista com steel deck. O engenheiro da Método acrescenta que, por se tratar de um sistema misto de vigas metálicas e laje composta, a solução possui as mesmas limitações com relação ao preço, à opção estética e, em alguns casos, à resistência ao fogo que as apresentadas pelas estruturas metálicas.

Um ponto importante, e que não pode ser desconsiderado, é prever o steel deck ainda no projeto. A adoção do sistema estrutural durante essa etapa permite uma avaliação correta do comportamento em conjunto dos dois materiais que o compõe (aço e concreto). No caso do uso de vigas de aço, é importante calcular a capacidade de carga em situações diversas, seja durante a obra ou durante a vida útil da estrutura, completa o projetista Flávio Correia D'Alambert, diretor da Projeto Alpha Engenharia de Estruturas e diretor-adjunto da Abece (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural). Segundo ele, a especificação das lajes metálicas colaborantes deve ser evitada em casos onde as sobrecargas sejam superiores a 3 t/m2 e em panos onde sejam necessários muitos furos como, por exemplo, em lajes suporte de casa de máquinas de elevadores.

A fase de execução também requer atenção especial. Para garantir a máxima eficiência do sistema, é imprescindível que haja o correto posicionamento e fixação das lajes junto à estrutura, distribuição uniforme do concreto durante a fase de concretagem (evitando acúmulos em um único ponto) e a colocação de arremates de contenção lateral do concreto. "Nos pavimentos nos quais as cargas dinâmicas interferem na união entre a fôrma de aço e o concreto, é necessário prever uma armadura de aço, que deve ser disposta na parte superior da laje, explica Catia.

Os fabricantes também recomendam evitar o uso de aditivos à base de cloretos para aceleração de cura do concreto, já que eles podem comprometer a galvanização das chapas de aço. Pelo mesmo motivo, risco de corrosão em edificações erguidas em ambientes agressivos como áreas costeiras, sujeitas a sais clorados, as lajes mistas podem exigir armaduras de reforço. Assim como em solicitações específicas de resistência a incêndio, nas quais deverá ser considerado o uso de armaduras adicionais ou aplicação de forros suspensos; ou ainda o jateamento de fibras isolantes na face inferior da laje.

A execução dos conectores também exige uma série de cuidados especiais, a começar pela contratação de uma empresa especializada para executar esse serviço. Caso sejam especificados perfis metálicos, a pintura da face superior deve ser evitada, permitindo, desse modo, a eletrofusão dos conectores.


Menos pilares
Com a premissa de ser um dos mais modernos prédios comerciais do País, o Edifício Nações Unidas, localizado em um dos principais centros empresariais da capital paulista, foi projetado levando em conta o uso das mais avançadas tecnologias construtivas disponíveis no mercado. Dentre os sistemas estruturais adotados está o steel deck, que compôs, juntamente com vigas mistas e concreto de densidade 1,8 mil kg/m³ (nos pavimentos-tipo) e 2,5 mil kg/m³ (nas garagens), um sistema construtivo leve e que proporcionou significativa diminuição dos pilares. A escolha ainda resultou em dois grandes benefícios para a obra: espaços arquitetônicos mais arrojados e aumento da área locável.


Concebido em estrutura metálica, o edifício contempla, ao todo, uma área de 63 mil m2 de lajes nas suas duas torres de andares livres (uma com dez e a outra com 13 pavimentos), no pavimento térreo destinado a serviços e nos quatro pavimentos do estacionamento. Para executá-las, foram usadas lajes steel deck com espessura de 135 mm com a utilização de concreto estrutural leve nos pavimentos-tipo. Atendendo às exigências das normas de proteção passiva contra incêndio, nos pavimentos dos pisos de garagem e térreo foram especificadas lajes com espessura de 145 mm, com concreto convencional.  Em função da modulação dos pilares, de 10 m, o steel deck venceu vãos de 2,5 m. A logística de entrega na obra e a interdependência da montagem do produto com as atividades de execução da estrutura, além da própria sequência de concretagem das lajes, foram os grandes desafios dessa obra. Sem espaço para estocagem, a entrega do steel deck foi feita por carretas, separadas por pavimento, e que chegavam à obra imediatamente após a liberação de montagem da estrutura metálica, momento em que os painéis eram içados diretamente sobre as estruturas do pavimento no qual seriam instalados. Um estudo prévio e cuidadoso da sequência de embarque e montagem do steel deck desde a fase de projeto garantiu que todo o planejamento de fabricação e entrega das lajes atendesse ao planejamento de execução da obra. 


Execução de laje steel deck
Indicado, sobretudo, para compor um conjunto estrutural com vigas e pilares metálicos, o steel deck é uma laje composta por uma telha de aço galvanizado, perfilada e com nervuras, e uma camada de concreto. Antes da cura, essa fôrma permanente funciona como plataforma de serviço e suporte para o concreto, eliminando parcial ou totalmente os escoramentos e reduzindo, consequentemente, custos com aluguel, montagem e desmontagem e com mão-de-obra. Depois que os dois materiais se solidarizam (aço e concreto), formam um sistema misto que atua como armadura positiva. Em função dos vãos adotados, as lajes podem suportar sobrecargas de utilização de 1 mil kg/m² a 2 mil kg/m². Para garantir sua competitividade frente a outras soluções, porém, o ideal é usá-las em situações nas quais os vãos variem de 2 m a 4 m, que podem dispensar escoramentos.

O primeiro passo para a correta execução das lajes colaborantes é especificá-las ainda na fase de projeto, respeitando os vãos, sobrecargas, espessuras de chapa e o concreto a ser usado indicado pelos fabricantes. Antes de iniciar a execução da laje, é necessário que a estrutura metálica esteja totalmente executada. Vale ressaltar que, a partir de 2,5 m de espaçamento entre as vigas, o escoramento durante a concretagem e o período de endurecimento do concreto torna-se obrigatório (foto 1).

No momento da execução, alguns recortes e ajustes nos cantos e no contorno dos pilares podem ser exigidos a fim de adaptar a laje à geometria da edificação. O próximo passo é fixar os painéis à estrutura por meio de pontos de solda bujão ou solda comum. Após o término da montagem da fôrma de aço, os conectores (os mais utilizados são do tipo stud bold) de cisalhamento deverão ser soldados à viga (foto 2).

Concluídas a montagem, a fixação da fôrma e a instalação dos conectores de cisalhamento, o próximo passo é a instalação das armaduras adicionais das lajes (foto 3).

Em seguida, o concreto é lançado por meio de bomba (foto 4).

Além do tempo de cura, que deve ser respeitado rigorosamente, nessa etapa outro ponto que requer atenção é a saída do concreto, que deve ser movimentada frequentemente e cuidadosamente para minimizar os problemas de acumulação em zonas críticas da laje como, por exemplo, no meio do vão. De acordo com os parâmetros das normas estrangeiras e da "NBR 14323 - Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio", o cobrimento mínimo é de 50 mm de concreto acima do topo do steel deck. Para lajes de piso, recomenda-se cobrimento maior ou igual a 65 mm (foto 5). 

Ficha técnica


Medabil
Espessura: 0,65 mm, 0,80 mm, 0,95 mm e 1,25 mmLargura: 903 mmAltura: 73 mm (steel deck), conferindo alturas de lajes de 130 mm até 200 mmPeso: 6,8 kg/m² até 13 kg/m²Vão máximo sem escoras: 3,50 mCarga máxima admitida: 20 KN/m²Tratamento superficial: galvanização com tratamento químico de cromato para a proteção contra a corrosão branca do zincoMétodo de fixação: solda por eletrofusão do stud bolt e de solda de tampão


Perfilor
Espessura: 0,80 mm, 0,95 mm e 1,25 mmLargura: 840 mm Altura: 59 mmPeso: até 14,29 km/m2 Vão máximo sem escoras: 3,40 m Carga máxima admitida: 4.085 daN/m², usual 600 a 1.000 daN/m²Tratamento superficial: zincado padrão Z275 ou zincado Z275 e pré-pintado com primer epóxi e poliésterMétodo de fixação: solda ponto em apoios metálicos


Metform
Espessura: 0,80 a 1,25 mm Largura:  820 mm e 915 mm Altura: 100 mm (lajes de forro) e 110 a 170 mm (lajes de piso) para o modelo MF 50 e 130 mm (lajes de forro) e 140 mm a 200 mm (lajes de piso) para o modelo MF 75  Peso: 1,85 a 3,97 KN/m2 Vão máximo sem escoras:  2,8 mil mm (MF 50) e 3,2 mil mm (MF 75) para a espessura 0,80 mm, podendo chegar a 4, 3 mil mm para espessura de 1,25 mm Carga máxima admitida: em média até 1.300 kg/m2 com colocação de armadura adicional e 700 kg/m² sem armadura adicional Tratamento superficial: pode ser fornecido pintado na face inferior  Método de fixação: solda bujão junto às vigas metálicas e rebites entre os painéis

Normas técnicas
O sistema steel deck ainda não conta com normas técnicas nacionais. Os textos normativos que servem de referência aos projetistas são as normas NBR 6118 (Projeto de Estrutura de Concreto - Procedimento), NBR 8800 (Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de Edifícios), NBR 10735 (Chapas de Aço de Alta Resistência Mecânica Zincadas) e NBR 14323 (Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio - Procedimentos).

A Norma brasileira NBR 14323 (Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio - Procedimentos) trata do uso do steel deck em temperatura ambiente e em situação de incêndio.

Outras normas internacionais, como as da ASTM (American Society for Testing and Materials), também podem servir de referência.

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