Monografia - guilherme pereira

(Parte 1 de 2)

Guilherme Fernando Cavalcanti Pereira

Monografia apresentada ao Curso de graduação da Universidade Católica de Pernambuco, como requisito parcial para à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof.º Me. Sérgio do Rego Barros Machado Dias

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Guilherme Fernando Cavalcanti Pereira

Examinado por:

À minha família, pоr sua capacidade dе acreditar еm mіm е investir еm mim. Mãe, sеυ cuidado е dedicação fоі que deu, еm alguns momentos, а esperança pаrа seguir. Pai, sυа presença significou segurança е certeza dе qυе não estou sozinho nessa caminhada.

A Universidade Católica de Pernambuco, pelo excelente quadro docente, direção e administração que mantém este curso como referência no estado.

Ao meu orientador prof.º Sérgio do Rego Barros Machado Dias, pelo incentivo e suporte no pouco tempo que lhe coube e pelas suas correções.

Aos meus pais que tornaram meu sonho realidade, transformar-me em bacharel de Engenharia Civil, sem eles nada disso seria possível.

Agradeço também a minha namorada, Nara Alves, que de forma especial e carinhosa me deu força e coragem, me apoiando nos momentos de dificuldades.

Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível.

Charles Chaplin

Este projeto de graduação tem como objetivo analisar o processo de zipamento do empreendimento estudado, o Camará Shopping. Assim como mostrar como se deu a introdução das telhas metálicas no Brasil e mais especificamente explanar o processo de zipamento, o custo benefício, a viabilidade econômica, as vantagens do processo de zipamento e por fim comparar a cobertura zipada do Camará Shopping com o Shopping Tacaruna.

Será abordado o desempenho estrutural da telha zipada no tocante a esforços à flexão quando comparada as telhas cerâmicas.

Outro ponto importante é que verifica-se que o custo benefício de instalação é viável economicamente, esse estudo foi demonstrado através de gráficos e tabelas os quais poderão ser encontrados ao longo da monografia.

O Shopping Tacaruna será alvo de comparação com o Camará Shopping, pois possui o mesmo sistema de cobertura e com isto visa-se verificar o desempenho da cobertura zipada ao longo do tempo.

O empreendimento está situado na cidade de Camaragibe, região metropolitana do Recife.

Palavras-chaves: cobertura, telhas, zipada, zipamento, lã de vidro, shopping center.

This graduation project aims to analyze the zippering process of the project studied, the Camará Shopping. As well as showing how the introduction of metallic tiles in Brazil and more specifically explain the process of zip, cost benefit, economic viability, advantages of the process of zipping and finally compare the zipped coverage of Camará Shopping with Shopping Tacaruna .

It will be approached the structural performance of the zipped tile in terms of flexural strength when compared to ceramic tiles.

Another important point is that it is verified that the cost benefit of installation is economically feasible, this study was demonstrated through charts and tables which can be found throughout the monograph.

Shopping Tacaruna will be compared with Camará Shopping, because it has the same coverage system and with this is aimed at verifying the performance of the zipped cover over time.

The development is situated in the city of Camaragibe, metropolitan region of Recife.

Keywords: cover, roof tiles, zipped, zipping, glass wool, shopping center.

Figura 1 – Camará Shopping, Camaragibe – PE	17
Figura 2 – Placas finas e corrugadas	19
Figura 3 – Corte do perfil metálico ao nível do solo	2
Figura 4 – Corte do perfil metálica ao nível do telhado	23

EUA; (e) Centria, EUA; (f) Varco Pruden, EUA	23
Figura 6 – Clipes de fixação: fixo (esq.), dilatação (dir.), Roofway (2010)	24
Figura 7 – Montagem da cobertura	25
Figura 8 – Clipagem das telhas	25
Figura 9 - Detalhe de fixação	26
Figura 10 – Fixação da lã de vidro	26
Figura 1 – Camada superior de telhas zipadas	27
Figura 12 – Zipagem manual	27
Figura 13 – Zipagem mecânica	28
Figura 14 – Antes e depois do zipamento	28
Figura 15 – Cobertura do Camará Shopping instalada	29
Figura 16 – Início da instalação dos pilares da cobertura	30
Figura 17 – Continuação do içamento dos pilares	30
Figura 18 – Montagem e içamento de uma terça	31
Figura 19 – Içamento e fixação das terças	31

Figura 5 – Exemplos de perfis zipados encontrados no mercado. Fabricantes: (a) e (c) Roofway (2010), Brasil; (b) Merchant e Evans, EUA; (d) Ultra Seam e Fabral, Figura 20 - Preparação para instalação das telhas zipadas ..................................... 32

serem fixadas	32
Figura 2 – Evolução da montagem da cobertura	3
Figura 23 – Estrutura metálica da cobertura praticamente instalada	3
Figura 24 – Fixação das terças aos pilares	34
Figura 25 – Içamento e instalação de mais terças	34
Figura 26 – Perfiladeira cortando telha zipada ao nível da cobertura	35
Figura 27 – Produção (corte) de telha ao nível da cobertura	35
Figura 28 – Fixação das telhas zipada à estrutura	36
Figura 29 – Evolução no telhamento da cobertura	36
Figura 30 – Instalação das telhas zipadas	37
Figura 31 – Avanço no telhamento	37
Figura 32 – Telhamento apresenta grande evolução	38
Figura 3 –Telhamento finalizado	38
Figura 34 – Vista inferior da cobertura	39
Figura 35 – Cobertura zipada instalada sem arremates	39
Figura 36 – Início dos arremates na cobertura	40
Figura 37 – Instalação dos rufos	40
Figura 38 – Preparação de ralos	41
Figura 39 – Rufos instalados	41
Figura 40 – Fixação de rufos nas quinas	42
Figura 41 – Emenda entre rufos	42

Gráfico 1 – Consumo de Aço Bruto no Brasil (103 Tons)	21
Gráfico 2 – Quantidade de obras por macrorregião	43
Gráfico 3 - Quantidade Obras em função do Ano	4
Gráfico 4 - Quantidade de Obras por tipo de empreendimento	4
Gráfico 5 – Núcleo da Telha Zipada	45
Gráfico 6 – Fabricação de telhas metálicas por macrorregião	49
Gráfico 7 – Tipos de telhas metálicas fabricadas	49
Gráfico 8 – Número de funcionário por empresa	50

LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 9 – Participação das telhas de aço no mercado econômico ......................... 50

Tabela 1 – Materiais termoacústicos

45

PU – Poliuretano

EPS – Poliestireno Expandido (isopor)

PUR – Poliuretano rígido

PI - Poliisocianurato

PIR – Poliisocianurato rígido

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

Unicap – Universidade Católica de Pernambuco

AZDA – Australian Zinc Development Association

TI – Terminal Intermodal

ABNT MB1562 - Associação Brasileira de Normas Técnicas, norma de Condutibilidade Térmica

CBCA – Centro Brasileiro da Construção em Aço

ABCEM – Associação Brasileira de Construção Metálica

AISC – American Institute of Steel Construction

EUROCODE 3 – European code for Design of Steel structures

EUROCODE 4 – European code for Design of steel and concrete structures

CSN – Companhia Siderúrgica Nacional

IABR – Instituto Aço Brasil

BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

UFMG – Universidade Federal de Minas Gerais

UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro

USP – Universidade de São Paulo

FAUUSP – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo PIB – Produto Interno Bruto

°C – graus Celsius m / cm / m – metro, centímetro, milímetro e – espessura

N / S / NE / CO / SE – norte, sul, nordeste, centro-oeste, sudeste m2 – metro quadrado m3 – metro cúbico un – unidade dB – decibel

Str – Fator solar h – hora kCal/h.m.°C – condutibilidade térmica pç – peça kgf – kilo-grama força

CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO	16
1.1. Objetivo Geral	17
1.2. Objetivos Específicos	18
1.3. Justificativa	18
1.4. Metodologia	18
CAPÍTULO 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	19
2.1 Generalidades	19
CAPÍTULO 3. INTRODUÇÃO DAS TELHAS METÁLICAS NO BRASIL	21
CAPÍTULO 4. PROCESSO DE ZIPAMENTO	23
CAPÍTULO 5. O CAMARÁ SHOPPING	30
CAPÍTULO 6. LOCAIS ONDE SÃO MAIS EMPREGADOS ESSE CONCEITO	4
CAPÍTULO 7. O CUSTO BENEFÍCIO	48
CAPÍTULO 8. A VIABILIDADE ECONÔMICA DO PROCESSO DE ZIPAMENTO	50
CAPÍTULO 9. AS VANTAGENS DESSE PROCEDIMENTO	53

SHOPPING TACARUNA	5
CAPÍTULO 1. CONCLUSÃO	57

CAPÍTULO 10. ANÁLISE COMPARATIVA DO CAMARÁ SHOPPING COM O

2, 3 E 4 RESPECTIVAMENTE	58
ANEXO A – PROJETOS DA COBERTURA DO CAMARÁ SHOPPING	59

1. INTRODUÇÃO

Este projeto de conclusão de curso tem como foco analisar a cobertura zipada do Camará Shopping, objetiva-se aqui mostrar e definir o que é uma cobertura zipada, onde será explanado o processo de zipamento, os locais onde são mais usado este tipo de conceito, o custo benefício deste procedimento, a viabilidade econômica do processo de zipamento e as vantagens deste método. A metodologia empregada será feita através de um estudo bibliográfico sobre o que é cobertura zipada, onde serão analisados e descritos também os elementos da cobertura e seu processo de execução, bem como se dá o processo de fixação da lã de vidro na estrutura.

Também será explicado o processo de fixação da cobertura zipada na lã de vidro e seus respectivos detalhes construtivos, bem como os equipamentos e máquinas pesadas usadas na execução da cobertura. O processo de zipamento se dá ‘in loco’, em que será explicado o uso de perfiladeiras e demais máquinas pesadas para posterior fixação das telhas zipadas, explanando toda a execução e o passo-a-passo da instalação da lã de vidro (nas telhas) e sua respectiva fixação na estrutura. Todo o processo será alvo de análise. Verifica-se uma maior economia de materiais envolvidos na elaboração do telhamento, uma maior velocidade na finalização da cobertura, uma redução no custo total da obra. Nota-se um maior e mais eficaz reaproveitamento dos materiais gastos já que em uma cobertura zipada usa-se em geral: materiais poliméricos, chapas perfiladas de alumínio, lã de vidro, dentre outros. E todos estes materiais citados são recicláveis, causando assim o menor impacto ambiental possível. É observada também uma maior leveza desta telha zipada se comparada as telhas “tradicionais” (leia-se: cerâmicas, madeiradas, etc).

Verifica-se também uma maior facilidade na manutenção deste tipo de estrutura, devido a baixa inclinação. Como conclusão espera-se demonstrar as vantagens da telha zipada em relação as telhas “tradicionais”, leia-se: cerâmicas, madeiradas, dentre outras. Tendo em vista sua menor declividade, estanqueidade máxima, ausência de furos na estrutura, baixa frequência de manutenção, o fato de vencer grandes vãos e os materiais usados podem ser reciclados garantindo um menor impacto ambiental.

17 Figura 1 – Camará Shopping, Camaragibe – PE

Fonte: Página do Camará Shopping1

A figura 1 representa esquematicamente como será a o Camará Shopping. A estrutura do projeto original da cobertura (Anexo A), foi feita em perfis metálicos a frio.

1.1. Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho é mostrar e definir o que é uma cobertura zipada, fazendo um comparativo entre a estrutura já existente do Camará Shopping com a do Shopping Tacaruna, verificando o que há em comum entre elas.

1.2. Objetivos Específicos Os objetivos específicos deste projeto de graduação são:

• Explanar o processo de zipamento; • Locais onde são mais utilizados esse conceito;

• O custo benefício deste procedimento;

1 CAMARASHOPPING. Galeria de imagens. Disponível em: <http://w.camarashopping.com.br/>. Acesso em: 23 ago. 2017.

• A viabilidade econômica do processo de zipamento; • Vantagens deste método;

1.3. Justificativa

O sistema de telhas zipadas é bem conhecido em todo o mundo e muito usado nos chamados “países do primeiro mundo e/ou desenvolvidos”. Contudo, no Brasil ainda é um sistema pouco usado quando comparamos com os países desenvolvidos, nas últimas décadas se uso vem sendo feito em larga escala, especialmente em construções de grandes vãos.

O principal motivo da escolha desta temática é a baixa quantidade de estudos desenvolvidos sobre esta temática (telhas zipadas), sendo de suma importância o melhor entendimento deste tipo de procedimento para a melhor utilização em projetos de coberturas.

1.4. Metodologia

A metodologia empregada será feita através de um estudo bibliográfico sobre o que é cobertura zipada, onde serão analisados e descritos também os elementos da cobertura e seu processo de execução, bem como se dá o processo de fixação da lã de vidro na estrutura.

Também será explicado o processo de fixação da cobertura zipada na lã de vidro e seus respectivos detalhes construtivos, bem como os equipamentos e máquinas pesadas usadas na execução da cobertura.

O processo de zipamento se dá ‘in loco’, em que será explicado o uso de perfiladeiras e demais máquinas pesadas para posterior fixação.

Será explanado toda a execução e o passo-a-passo da instalação da lã de vidro e sua respectiva fixação na estrutura, assim como a cobertura zipada na lã vidro e sua respectiva adesão ao mesmo. Todo o processo será alvo de análise.

Um estudo do custo benefício e viabilidade econômica também serão abordados através de um levantamento estatístico de empreendimentos que utilizam o mesmo conceito de cobertura zipada.

Realizar-se-á uma análise detalhada do projeto da cobertura zipada do Camará

Shopping. E também será feita uma análise comparativa com a cobertura do Shopping Tacaruna já instalada e observar o que há em comum em suas respectivas coberturas.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Generalidades

As telhas metálicas são perfis estruturais esbeltos de aço formados a frio também denominados telhas corrugadas ou placas corrugadas. Normalmente são utilizadas na cobertura de edificações e estão constantemente solicitadas pela ação do vento e demais cargas.

Essa placa corrugada é um exemplo de uma estrutura tridimensional ou espacial, com capacidade resistente melhorada às forças que atuam perpendicularmente ao seu plano médio, conforme a figura 2.

Figura 2 – Placas finas e corrugadas

Fonte: SARUBI, Rodrigo Cunha. Análise numérica de um perfil de telha zipada. Belo Horizonte: UFMG, 2012.

Segundo BELLEI (2006) a cobertura zipada em alguns casos, podem-se suprimir as terças e apoiar as telhas diretamente sobre a estrutura suporte, principalmente em telhados com baixa declividade, como os planos ou os com inclinação de aproximadamente 2-2,5% e sobreposição de 200mm.

A cobertura zipada segundo a EUCATEX (2006) que forma as diversas conformações geométricas das telhas conferem às peças diferentes desempenhos em relação à resistência mecânica. As chapas com corrugação trapezoidal e zipadas são mais vantajosas quando comparadas às telhas onduladas, apesar destas apresentarem menor custo e maior flexibilidade, sendo mais eficiente quando empregadas em telhados em arco.

O procedimento de zipamento definido por PINI (2014), é um processo onde é feito de forma contínua, através de uma “costura” que não deixa frestas entre os perfis e dispensa o uso de parafusos ou fitas de vedação.

Neste contexto, define-se a lã de vidro por Flash (2012) como filamentos de vidro muito finos, utilizados na produção de mantas para isolamentos térmicos, tal como na produção de chapas e tubos aplicados em construção.

Na definição dada por Rutman (2013) as perfiladeiras é que são máquinas de chapas automáticas para fabricação de viga ou telha e tiras de portas de aço ou tiras raiadas galvanizadas e perfis em geral, fabrica uma quantidade de metragem sem emenda direto de viga e telhas com desbobinadeira e guilhotina.

Segundo a PINI (2014) o conceito dos clips, é que proporcionam alinhamento às telhas e devem ser posicionados desde a cumeeira até o beiral do telhado, sendo alinhados tanto em relação à terça quanto paralelamente.

A propriedade de estanqueidade para PICCHI (1997), é uma propriedade hermética de um elemento construtivo. Sistema sem influxos ou efluxos de fluidos. O mesmo que estanqueidade ou estanquicidade.

O isolamento termoacústico por Rutman (2013), é o processo pelo qual, utilizando materiais adequados, se dificulta a dissipação de calor de um corpo ou de um ambiente.

3. INTRODUÇÃO DAS TELHAS METÁLICAS NO BRASIL

As construções em aço surgiram na metade do século XVIII na Inglaterra, porém no Brasil, a história é bem mais recente onde apenas no final do século XIX para o início do século X inicia-se o uso do aço nas construções mais especificamente para pontes e edifícios.

Contudo com a criação da CSN, Companhia Siderúrgica Nacional, inaugurada em 1946 no pós-guerra deixou-se de importar aço e inicia-se o processo de fabricação em solo nacional. Porém aqui no Brasil optou-se pela construção em concreto armado e durante o período de 1980 a 2004 a construção civil teve uma média de 0,5% ao ano de crescimento o que atrapalhou ainda mais o desenvolvimento das construções em aço no país. Observa-se o Gráfico 1 onde é mostrado o consumo em toneladas de aço desde a década de 50 até a segunda década do século XXI.

Gráfico 1 – Consumo de Aço Bruto no Brasil (103 Tons)

Fonte: IABR

Observe o Gráfico 1 que no período de 1980 a 1992 há um declínio no consumo do aço, todo esse cenário negativo atrasou o desenvolvimento do uso do aço na construção civil aqui no Brasil. Mas a partir de 2003, a construção civil se deparou com um novo cenário onde fora exigidas obras mais rápidas e mais complexas, o quesito sustentabilidade foi outro fator importante que ajudou a impulsionar as construções em aço, pois o desperdício é mínimo quando usa-se perfis metálicos em uma construção e pode-se fazer uma reciclagem das “sobras” dos perfis sem que haja perdas significativas reduzindo os impactos ambientais.

Segundo um artigo da CBCA (2012) fora feita uma pesquisa Industrial Anual do

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) indica que a construção em aço no Brasil cresceu ao ritmo de 1% ao ano, em média, no período entre 2002 e 2012, atingindo o consumo de 1,7 milhão de toneladas. Enquanto isso, a construção civil como um todo crescia 4,3% ao ano e o PIB nacional registrou média de apenas 3,9% no mesmo período. E é neste período que a cobertura zipada é efetivamente introduzida no país.

4. PROCESSO DE ZIPAMENTO

O processo de zipamento se dá ‘in loco’ pode-se fabricar o perfil laminado ao nível do terreno ou ao nível da coberta. Para o caso de telhas que tem até 30 metros, a perfiladeira as fabrica ao nível do solo e as telhas são içadas manualmente até a cobertura como mostrado na cobertura na figura 3.

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