Prédios altos de madeira estão em ascensão. Equipes de projeto em todo o mundo estão aproveitando as tecnologias em constante evolução para criar estruturas cada vez mais altas. A partir do nosso artigo recente que explora o futuro dos arranha-céus, estamos aprofundando as novas tecnologias emergentes de madeira e as vantagens de construir mais alto com madeira. Este tutorial explora como transformar em realidade as estruturas altas de madeira.
Os motivos para construir edifícios mais altos em madeira são cada vez mais aceitos pela comunidade arquitetônica global. Desde os benefícios ambientais e a velocidade da construção até o desempenho econômico e funcional, as vantagens levaram a altas torres de madeira subindo pelo país e ao redor do mundo. Agora, os arquitetos estão mudando do "por que" para o "como", procurando entender tópicos técnicos, como requisitos de código, caminhos de carga e sistemas estruturais, opções de produtos, proteção contra incêndio e desempenho de construção. Aqui está sua cartilha sobre como levar a construção e o projeto com madeira ao próximo nível.
O Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) fornece definições para o que quer dizer “alto” em todo o mundo. O CTBUH define os materiais a partir dos quais os edifícios altos são constituídos. Edifícios construídos com madeira são permitidos através do "uso de conexões localizadas, exceto madeira, entre os diferentes elementos" e, em alguns casos, um "sistema de laje de concreto ou laje de concreto é permitido nas vigas de madeira ", fazendo com que a madeira atue como estrutura principal. Esses projetos podem ser de madeira maciça ou diferentes tipos de madeira laminada.
Este ano, o International Code Council (ICC) anunciou a aprovação de 14 alterações no código como parte do International Building Code (IBC) de 2021 que permitirá estruturas de madeira maciça de até 18 andares. Incluídas nessas mudanças está a introdução de três novos tipos de construção - IV-A, IV-B e IV-C. Nesse contexto, a madeira pesada é madeira maciça ou madeira laminada com cola estrutural e está associada à construção do Tipo IV. Espera-se que o aumento na madeira maciça e na construção de madeira pré-fabricada e as recentes mudanças nos códigos de construção para permitir construções de madeira mais altas não apenas economizem dinheiro para os construtores, mas também contribuam para o novo crescimento econômico e empregos, uma tendência que só deve continuar à medida que mais projetos entram em cena.
Ao construir em altura, o sistema estrutural deve ser levado em consideração, incluindo ductilidade, trajetos de carga e forças de transferência e elevação. Você deve considerar as conexões no edifício para lidar com a ductilidade. Os caminhos de carga podem fazer com que os elementos sofram compressão, tensão, flexão, torção ou cisalhamento. Para edifícios altos de madeira, os elementos estruturais são particularmente suscetíveis ao encolhimento, e você pode resolver isso utilizando construções em que o grão de madeira é paralelo ao caminho da carga. Escadas ou shafts de elevador também podem ser usados para transferir cargas. Por serem geralmente mais leves, os prédios altos de madeira são suscetíveis de elevação.
Há uma variedade de abordagens estruturais que você pode considerar ao projetar com madeira, todas com vantagens diferentes. Sistemas de plataforma, Balloon Frame,, pilares e viga, paredes maciças de madeira e sistemas híbridos. Estruturalmente, houve uma série de estudos de caso e estruturas híbridas para abordar o peso mais leve de um edifício de madeira, em comparação com aço ou concreto. Como nota, os edifícios residenciais provavelmente serão mais compartimentados com as paredes dos mancais, enquanto os usos comerciais exigirão plantas mais flexíveis e abertas, mais facilmente obtidas com o uso de um sistema de pilares conectados por vigas.
O IBC classifica cinco tipos principais de construção, cada um com subcategorias e alturas máximas permitidas. Os tipos I-A (Ilimitado), I-B (55 metros), II-A (25 metros) e II-B (22 metros) são indicados para construções não combustíveis. Os tipos III-A (25 metros), III-B (22 metros), V-A (20 metros) e V-B (18 metros) são indicados para a construção de quadros de luz. O tipo IV-HT (25 metros) é indicado para madeira maciça. Cada subcategoria possui seus próprios requisitos de resistência ao fogo, e esses limites de altura são permitidos apenas em edifícios equipados com um sistema de aspersão NFPA 13.
Depois que as considerações estruturais e de código forem atendidas, você deverá abordar os padrões de proteção contra incêndio, acústico, sísmico e térmico. Mesmo que os membros de madeira maciça possuam qualidades naturais que resistem ao fogo, há medidas adicionais que podem ser tomadas para proteção adicional. Madeira maciça ou madeiras laminadas podem ser revestidas com papelão de gesso, um material resistente ao fogo, total ou parcialmente. Se feito parcialmente, a estrutura e os tetos do edifício são normalmente cobertos. Para isolamento acústico, observe os conjuntos de piso, teto e parede. Da mesma forma, do ponto de vista térmico, a madeira não precisa de uma ruptura térmica entre o envelope estrutural e o exterior. Em alguns casos, a madeira maciça pode armazenar energia solar térmica durante o dia e liberá-la à noite, reduzindo as cargas energéticas.
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