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Projeto Steel Frame (LSF): do projeto de arquitetura ao pré-dimensionamento

O BIMSKET monta a estrutura em Light Steel Frame a partir do modelo de arquitetura. Ele lê as paredes, as portas e janelas, as lajes e o telhado. Também lê tudo o que está fixado nas paredes: armários aéreos e torres, painéis de TV e ripados, bacia suspensa, lavatórios, bancadas de pedra, prateleiras, espelhos, cortineiros, evaporadora do split, aquecedor, pontos hidráulicos e corrimãos. Com isso ele gera:

• os painéis, numerados PN01, PN02… (o prefixo é configurável — veja "Marcas dos painéis" na seção 2);
• os reforços nos lugares certos;
• as vigas de piso;
• as tesouras ou caibros;
• a ancoragem;
• as listas de perfis, com kg de aço;
• as pranchas de fabricação;
• o IFC.

⚠ É pré-dimensionamento. O projeto estrutural final exige cálculo e ART de engenheiro (NBR 14762 / NBR 15253 / NBR 16970-2). O BIMSKET usa regras de manuais e avaliações técnicas públicas e uma verificação simplificada (seção 7). Isso serve para estudo, orçamento e coordenação. Não substitui o cálculo.

Tudo fica na aba Estrutura, grupo Steel Frame:

1. Preparar o modelo

1. Paredes em Steel Frame. Clique em Tipos Steel Frame. Ele adiciona quatro tipos à biblioteca do projeto:

   Tipo	Espessura	Camadas
   Externa	12,5 cm	placa cimentícia 10 mm + membrana hidrófuga + OSB 11,1 mm + montantes Ue 90 com lã mineral + gesso 12,5 mm
   Externa	17,5 cm	igual à de 12,5 cm, com montantes Ue 140
   Interna	11,5 cm	gesso + Ue 90 com lã + gesso
   Hidráulica	16,5 cm	gesso RU + Ue 140 + gesso RU (dá espaço para os tubos)

   Para converter paredes que já existem, selecione-as antes de clicar. As externas viram externa LSF e as internas viram interna LSF. Também dá para escolher o tipo no painel de propriedades da parede.

2. Lajes dos pavimentos de cima (Laje SB) e o telhado (Telhado por perímetro) viram vigas de piso e tesouras. O telhado de 2 águas com oitões dá tesouras. O de 4 águas, de 1 água ou de forma livre dá caibros.
3. Peças na parede. Insira as peças pela Biblioteca ou pelas abas Interiores e Hidráulica. Elas encostam na face da parede (hospedagem). Para a bacia suspensa, use a família Bacia suspensa com caixa embutida (Biblioteca › Louças). As instalações (tubos e eletrodutos dentro da parede) são verificadas na seção 5.

2. Gerar

Assista: Vídeo 14: Steel frame (1:11)

1. Clique em Gerar steel frame e escolha as opções:

   Opção	Valores
   Paredes	com tipo Steel Frame / selecionadas / todas
   Lajes e coberturas (Selecionadas)	desmarcado (padrão): com "selecionadas", só ganham vigas/tesouras as lajes e coberturas apoiadas principalmente nas paredes escolhidas; marque para estruturar também as apoiadas em alvenaria ou concreto
   Modulação	automática: 600 mm em casa térrea e 400 mm em sobrado (DATec 014C); ou 400 / 600
   Painel máximo	comprimento transportável; padrão 6,00 m
   Contraventamento	automático (OSB se o tipo tiver OSB; senão fitas em X) / fitas / OSB
   Reforços	perfil U entre montantes / tira de OSB 18 mm / pinus tratado 150 × 25 mm
   Chumbadores	espaçamento; padrão 1,20 m
   Cobertura	automática / tesouras / caibros
   Prefixo dos painéis	padrão PN (PN01, PN02…); até 4 letras/números
   Renumerar painéis	refaz a numeração (ordem de leitura por pavimento)

2. Clique em Gerar. A estrutura aparece isolada no 3D. Clique em Ver estrutura 3D de novo (ou digite HR) para voltar ao modelo inteiro.

Marcas dos painéis. Os painéis são numerados PN01, PN02… para não confundir com as marcas das portas (P01…) e janelas (J01…) nas plantas e quadros. O prefixo fica em Gerar steel frame › Prefixo dos painéis; trocar o prefixo renumera os painéis. A mesma marca aparece na planta de painéis, no quadro de painéis, nas pranchas de fabricação, na lista de perfis, no IFC (IfcElementAssembly "Painel PN01") e no orçamento. Projetos salvos antes (marcas P01…) continuam com as marcas antigas — painéis novos seguem o mesmo "P" — até você marcar Renumerar painéis (passa a PN01…).

O que sai em cada parede:

• Guias U embaixo e em cima.
• Montantes Ue na modulação. A modulação é uma grade única do projeto, então os montantes de todos os pavimentos ficam alinhados com as vigas e as tesouras ("alma sobre alma").
• Cantos e encontros. No canto em L, a parede mais longa passa e recebe um montante extra para a placa de dentro. No T, a parede que recebe ganha dois montantes ladeando a que chega.
• Aberturas:
  • montante da abertura dos dois lados;
  • ombreiras: ⌈montantes interrompidos ÷ 2⌉ por lado;
  • verga em caixa (2 Ue + guia da verga), logo abaixo da guia superior;
  • montantes de composição;
  • guia de abertura no topo do vão e no peitoril.
  • A guia inferior é cortada nas portas. Parede não portante não tem verga nem ombreiras, só as guias de abertura.
• Contraventamento. Pode ser OSB estrutural (diafragma) ou fitas em X de 30° a 60°, nas duas faces. Nas pontas das fitas entram montante duplo, chapa de Gusset e ancoragem.
• Travamento horizontal. Fita de 38 mm nas faces: a meia altura até 2,50 m e mais ou menos a cada 1,00 m acima disso. Bloqueadores vão nas pontas e a cada 3,60 m.
• Painéis transportáveis. Paredes compridas são divididas em painéis de tamanho parecido, com a junta sempre sobre montantes e fora das aberturas.

3. Reforços para o que fica pendurado na parede

O BIMSKET coloca a travessa (ou o montante) na altura certa. Cada reforço tem um rótulo que aparece na prancha do painel, por exemplo "reforço p/ armário aéreo h=1,50–2,20".

Referência para decidir se precisa de reforço: o DATec 014C pede reforço para cargas acima de 11,5 kgf por ponto de fixação, com pinus tratado de pelo menos 150 × 25 mm. A avaliação da LP indica até 40 kgf por mão-francesa em parede com OSB e 10 kgf por ponto sem reforço.

Mova o armário, a TV ou a bacia e o reforço acompanha.

4. Painéis de fabricação e edição manual

Painéis de fabricação abre a lista P01… e a elevação de cada painel. A elevação é vista pela face R (a externa nas paredes de fora) e mostra:

• todas as peças com marca (A, B, C…);
• cotas em mm a partir da origem do painel (canto inferior esquerdo);
• as alturas;
• os vãos;
• os reforços com rótulo;
• os furos;
• a ancoragem (▲ hold-down, ⊕ chumbador);
• a lista de peças (perfil, comprimento, quantidade e kg).

Para editar, clique numa peça do desenho e use os botões:

• ◀ 10 mm / 10 mm ▶ ou Mover…;
• Excluir peça;
• + Montante… (posição em mm a partir da origem);
• + Reforço horizontal… (altura em mm).

As edições ficam gravadas e são reaplicadas sempre que o quadro é refeito. Restaurar painel volta ao automático.

Quando você mexe na arquitetura, o quadro acompanha:

• Ao mover ou girar uma parede, o quadro segue junto.
• Ao esticar a parede, mudar a altura, acrescentar porta ou janela ou mexer nas peças fixadas, o quadro daquela parede é refeito sozinho, mantendo as edições.
• Ao apagar a parede, o quadro dela é apagado.
• Desfazer volta tudo.

No painel de propriedades do quadro dá para:

• trocar o contraventamento só daquela parede;
• ver o perfil, a carga e a razão da verificação;
• usar os botões Painéis de fabricação… e Regerar.

5. Passagens das instalações

Em Verificações LSF › Instalações, os tubos e eletrodutos de Hidráulica, Elétrica e Gás que estão dentro da parede ou que a atravessam são comparados com os perfis. A situação aparece por cor:

• Esgoto DN 100 dentro da parede gera aviso: prever shaft ou parede hidráulica mais espessa (Ue 200 ou parede dupla).
• Nunca corte mesas ou enrijecedores dos perfis.

6. Entrepiso, cobertura e ancoragem

• Entrepiso:
  • Vigas Ue na mesma modulação. A direção é a do menor vão, apoiada nas paredes de baixo.
  • A viga é escolhida pelo vão: até 4,0 m com Ue 200×0,95 a 400 mm, que é a regra do manual. Acima disso, pela verificação.
  • Guia de borda (sanefa) no contorno e viga de borda nas bordas paralelas.
  • Enrijecedores de alma nos apoios.
  • Bloqueadores e fita nas mesas inferiores.
  • Vigas duplas e de cabeceira nas aberturas, como o vazio da escada.
  • Os painéis de baixo terminam na face inferior das vigas.
  • Balanço maior que metade do vão interno gera aviso.
• Cobertura:
  • Tesouras (tipo Pratt), com banzos pelo vão e tesoura de oitão nas pontas. Ficam a 600 mm, ou a 800 mm quando a modulação é 400, sempre sobre montantes.
  • Terças/ripas em perfil cartola.
  • Se o telhado modelado estiver baixo demais para o apoio da tesoura, aparece o aviso "a cobertura deve subir X cm".
  • Telhado de várias águas: caibros pelo vão, cumeeira e espigões, com aviso para o engenheiro conferir os apoios.
• Ancoragem. Na guia inferior do térreo vão chumbadores:
  • a cada no máximo 1,20 m (DATec 014C);
  • a no máximo 0,30 m das pontas, dos cantos e das portas.

  Hold-downs vão nas pontas dos painéis, dos trechos com fitas e das aberturas grandes. No pavimento superior, a ligação é por parafuso estrutural na viga.

7. Pré-dimensionamento: regras usadas (e de onde vêm)

Verificação simplificada:

• Vigas e vergas são calculadas como biapoiadas:
  • momento: 1,4 · M ≤ ρ · W · fy / 1,1;
  • flecha: L/350 (L/250 nos caibros).
• Montantes: compressão com flambagem no eixo forte (χ · ρ · A · fy / 1,2) mais flexão por vento de 0,6 kN/m² nas paredes externas.
• ρ é um fator de seção efetiva estimado pela esbeltez da alma.
• Cargas: piso 0,9 + 1,5 kN/m² (NBR 6120) e telhado 0,6 kN/m².
• Não há tabela de fabricante pública para conferir esses valores. Por isso tudo aparece como "pré-dimensionamento" nas pranchas e no IFC.

Os manuais do CBCA ("Steel Framing: Arquitetura" e "Steel Framing: Engenharia") não puderam ser baixados, porque o site agora pede cadastro. As regras deles foram conferidas pela dissertação de Crasto (UFOP, 2005), que é a base do manual de Arquitetura, e por TCCs que citam os dois manuais. As normas ABNT não foram reproduzidas.

8. Saídas

• Plantas LSF:
  • painéis (PN01…, comprimentos, montantes, trechos com fitas);
  • ancoragem (CH e HD por parede);
  • estrutura do entrepiso (vigas, apoios, bloqueadores);
  • estrutura da cobertura (tesouras T1…, terças).
  • Inserir em prancha coloca a planta na prancha aberta.
• Lista de perfis:
  • por perfil e comprimento, com kg = 7.850 kg/m³ × área da seção × comprimento;
  • resumo por perfil com barras de 6 m;
  • acessórios (chumbadores, hold-downs, Gusset);
  • parafusos estimados pelas quantidades por ligação do DATec 014C;
  • placas (OSB, gesso, cimentícia, lã).
  • Exportar CSV.
• Pranchas Steel Frame, conjunto "Projeto Steel Frame", também na Central de Documentação › Estrutural:
  • plantas de painéis por pavimento, ancoragem, entrepiso e cobertura com tesoura típica. O formato (A3, A2 ou A1) é escolhido pelo tamanho do desenho, a 1:50;
  • lista de perfis, acessórios e verificações;
  • uma prancha A3 de fabricação por painel, com elevação cotada, lista de peças, legenda e o aviso da ART.
• IFC (Arquivo › Exportar IFC):
  • cada painel, entrepiso e tesoura é um IfcElementAssembly;
  • cada perfil é um IfcMember com a seção real (STUD, PLATE, BRACE, CHORD, PURLIN…);
  • os reforços de OSB ou madeira são IfcPlate;
  • os chumbadores são IfcMechanicalFastener e os hold-downs IfcDiscreteAccessory;
  • cada peça leva os conjuntos de propriedades BIMSKET_PerfilLSF e BIMSKET_SteelFrame.
• Orçamento: o aço, os painéis e as peças entram no orçamento (seção 9).

O assistente sabe fazer: "gere o steel frame de todas as paredes", "regere só as paredes selecionadas", "quantos kg de aço por subsistema?", "gere as pranchas do Projeto Steel Frame", "mostre só a estrutura no 3D" (ferramenta steel_frame). Ele lembra que é pré-dimensionamento e que o projeto estrutural exige engenheiro.

9. Orçamento (base de referência)

Com o steel frame gerado, o orçamento cobra a estrutura pelo projeto: kg de aço da lista de perfis, m² de painel e peças. A estimativa por m² que a base usa quando não há projeto sai, só onde existe quadro. Clique Atualizar em Orçamento › Planilha.

Sem contagem dupla. Onde há quadro gerado, a estimativa por m² é deduzida:

• 04.07 estrutura de parede LSF por m², nas paredes com quadro;
• 03.04 laje treliçada (ou 03.01–03.03 da laje maciça/nervurada), nas lajes com entrepiso LSF;
• 05.01 (madeira) ou 05.04 (terças metálicas), nos telhados com tesouras ou caibros LSF;
• 03.05 estrutura de concreto estimada por m² construído, na parte da área em steel frame. Por pavimento, essa parte é o comprimento das paredes com quadro dividido pelo das paredes que não são drywall.

Paredes, lajes e telhados sem quadro continuam pela estimativa. Na memória de cálculo da linha aparece a dedução, com quantidade negativa. A linha some quando tudo é deduzido.

Os fechamentos não mudam: 04.08 (OSB + membrana + placa cimentícia), 04.09 (chapa de gesso) e 04.10 (lã) continuam pelas faces das paredes. As placas da lista de perfis não viram linha.

Preços.

• Aço e montagem usam os insumos de referência da base: perfil Z275 por kg, montador de steel frame e ajudante. A produtividade é a do serviço por m² da base (13 kg/m², com 0,85 h de montador + 0,45 h de ajudante). Por kg isso dá 0,065 h + 0,035 h, com 5 % de perdas de barra. Estes itens vêm marcados "Preço de referência — conferir".
• Não há tabela pública por kg para perfis formados a frio. O SINAPI só traz estrutura laminada ou soldada.
• Chumbador, parafuso sextavado, hold-down, esticador e OSB 18 mm entram sem preço ("Preço a confirmar") — o BIMSKET não inventa preço. No alto da Planilha aparece o quadro Preços a confirmar (n) com todos os itens que têm quantidade e ainda não têm preço: digite o preço unitário do fornecedor no campo da linha e tecle Enter (vale para este projeto, como o ajuste de preço da planilha) ou clique no lápis para gravar no Banco de dados (vale para todos os projetos). O item sai do quadro e entra no total. Enquanto faltar preço, o total fica sem esses itens.
• O contrapiso seco ou a placa cimentícia sobre o OSB do piso não entram. Inclua à parte.

Parede de alvenaria com quadro. Com o escopo "todas" ou "selecionadas", uma parede de alvenaria, drywall ou concreto pode receber quadro. Nesse caso o orçamento trata a parede como steel frame: sem bloco e sem verga pré-moldada. O levantamento mostra um aviso. Troque o tipo da parede para um tipo Steel Frame para ter os fechamentos certos.

• Na base EAP detalhada os códigos são 04.11–04.12, 05.11–05.18 e 06.15. As deduções ficam em 05.07, 04.04, 04.01–04.03, 06.01/06.04 e 04.05.
• Orçamentos já criados guardam o banco antigo e continuam cobrando só a estimativa por m². Para receber os serviços novos: Orçamento › Banco de dados › Biblioteca › Trocar / restaurar a base de referência… › Base de referência — categorias de obra. Os códigos antigos não mudam e os ajustes da planilha são mantidos. Preços editados no banco do projeto voltam aos de referência.

10. Limites desta versão

• Não substitui o cálculo estrutural. Ligações, chumbadores, hold-downs, fundação (radier ou sapata corrida) e o contraventamento final são do engenheiro, com ART.
• Paredes fora dos eixos X/Y usam a modulação a partir do início da parede, não a grade global. Por isso o alinhamento "alma sobre alma" com as vigas só é garantido nas paredes alinhadas aos eixos.
• Paredes com topo inclinado (oitão anexado ao telhado) são emolduradas até a altura da parede. O triângulo do oitão fica com a tesoura de oitão.
• Telhados de várias águas recebem caibros biapoiados. Cumeeira, espigões e terças estruturais precisam de detalhamento.
• Os furos são verificados só para tubos e eletrodutos modelados como percursos (Hidráulica, Elétrica, Gás e Climatização).
• Placas (OSB, gesso, cimentícia) entram por m² nas listas, mas não são desenhadas peça a peça no 3D.
• A estrutura aparece só nas vistas 3D. As plantas, cortes e elevações de arquitetura continuam sem ela, e as plantas da estrutura ficam nas Plantas LSF e nas pranchas.