Alan Dias – Mass Timber Specialist – Co-founder | TimBau
Ultimamente eu e minha equipe da TIMBAU temos nos aprofundado exaustivamente em estudos, aprendizados e prática de execução de lajes híbridas de madeira-concreto para nossas obras de grande porte. Este é um tipo de solução que não basta apenas saber a teoria pois exige também uma prática de erros e acertos num ambiente controlado antes de ter certeza de executar na obra.
A construção em madeira, caracterizada pela ecologia, pensamento sistêmico, segurança no planejamento, pré-fabricação industrial, construção seca e de montagem rápida, está desfrutando de uma popularidade cada vez mais crescente aqui no Brasil e no mundo.
Ao mesmo tempo, a construção composta de madeira e concreto está passando por um renascimento. Isso porque ela já existe há muitos anos. Me lembro de executar algumas lajes de vigas de madeira + assoalho + concreto pra reforçar estruturas antigas, simplesmente colocando as `orelhas de prego´ pro concreto não ´escorregar´ sobre a madeira.
Mas por que isso está acontecendo e por que também não prejudica as características positivas da construção em madeira?
Um pouco de história
Devido às constantes mudanças nas necessidades da arquitetura e da sociedade, bem como a disponibilidade de matérias-primas, a indústria da construção civil está sujeita à constantes mudanças e constante desenvolvimento.
Devido à falta de aço no início do século passado, estruturas de suporte alternativas já vinham sendo pesquisadas na primeira metade do século XX.
Isso resultou, entre outras coisas, em um teto composto de madeira + concreto, usando pregos como conectores de cisalhamento.
Tendo em vista a crescente disponibilidade de aço a partir do início da segunda metade do século XX, o interesse pela construção mista madeira-concreto inicialmente acabou ficando em segundo plano.
Hoje, o princípio de design das lajes mistas madeira-concreto está ganhando importância novamente: As razões para isso também estão na descarbonização desejada da indústria da construção civil.
Só o setor da construção é responsável por cerca de 37% das emissões globais de CO2.
No que diz respeito à produção, a manufatura de cimento e aço são consideradas os principais ´vilões´ de emissão de dióxido de carbono.
Portanto, faz sentido reduzir o uso de concreto e aço sempre que possível.
A construção mista madeira-concreto representa uma solução comprovada, contemporânea, amigável ao mercado e ao clima e atraente, especialmente em edifícios de vários andares ou construções híbridas, por meio de uma combinação ideal dos materiais madeira + concreto armado economizando aço e concreto.
Em conexão com o CO2 armazenado a longo prazo na madeira, podem ser implementadas construções de lajes híbridas quase neutras para o meio ambiente.
A construção composta de madeira-concreto pode, portanto, ser considerada uma adição adequada à construção clássica de madeira.
No entanto, para poder utilizar as respectivas vantagens da melhor forma possível, são os parâmetros específicos do projeto que determinam a escolha do método construtivo a ser utilizado na sua obra.
Mas o que é exatamente a laje composta de madeira+concreto?
Atualmente apenas as lajes compostas de madeira-concreto são discutidas no âmbito da construção em Mass Timber. Estes dois materiais formam um sistema híbrido que combina de forma ideal as vantagens dos mesmos. Geralmente são conectados por meio de fixações mecânicas, adesivos ou um encaixe (entalhe).
Assim, o concreto está localizado na zona de flexo-compressão (acima), enquanto a madeira está localizada na zona de flexo-tração (abaixo).
Devido à sua alta resistência e rigidez, o concreto é particularmente adequado para esforços de compressão.
Em contrapartida, a madeira é predestinada para o uso na zona de tração. Isso elimina o concreto na zona de tração que está presente nas seções transversais de concreto armado convencionais.
Além disso, na maioria dos casos, apenas um pequeno reforço para fissuras de retração deve ser utilizado nas lajes. Esta combinação pode resultar em seções transversais que têm uma rigidez relativamente alta com um peso próprio comparativamente baixo.
Portanto, uma combinação feita sob medida com base no projeto de construção específico deve ser usada ou desenvolvida.
Quais são as vantagens e desvantagens do sistema híbrido de madeira-concreto?
As lajes híbridas têm uma gama extremamente ampla de usos possíveis.
Uma vantagem significativa em comparação com as lajes de madeira pura é a maior rigidez do sistema. A maior capacidade de carga permite maiores vãos graças à uma combinação eficiente de materiais e uma quantidade relativamente pequena de material utilizado na composição.
Outra vantagem torna-se evidente neste contexto em comparação com as lajes de concreto armado puro: as lajes compostas têm um peso próprio comparativamente baixo.
O peso próprio das coberturas de concreto armado costuma ser visto como um fator limitante no sentido econômico e ecológico para vencer grandes vãos.
Em contrapartida, com lajes de madeira pura para edifícios residenciais de múltiplos andares, são necessários gastos adicionais consideráveis para vencer vãos com mais de 6 metros. Essas despesas adicionais são devidas às espessuras das lajes de CLT que se tornam desproporcionalmente grossas e à superação dos problemas de vibração. Já as lajes compostas têm um efeito positivo na confecção de painéis rígidos em termos de redução de vibração.
No que diz respeito à transferência de cargas horizontais, o custo de criação de uma conexão a um componente de transferência de carga (por ex. núcleo rígido) pode ser considerado menor em comparação com as lajes de CLT puras.
Além das vantagens estáticas, ecológicas e econômicas quando usadas quando são necessárias, as lajes mistas também são caracterizados por boas propriedades estruturais. Devido à maior rigidez e massa, o amortecimento das vibrações é muito mais pronunciado do que com lajes de madeira pura, o que resulta em um maior isolamento acústico.
Portanto, outras medidas alternativas (por exemplo, isopor) como são usuais em construções de madeira de múltiplos andares para neutralizar o problema de vibração, podem ser dispensadas.
As lajes madeira-concreto são classificadas positivamente em relação à exposição ao fogo, pois representam uma barreira eficaz contra a propagação das chamas.
Além das vantagens técnicas, a variedade de design também é muito vantajosa em comparação com concreto armado e forros de madeira. A laje já é o forro acabado.
Há uma diferenciação também entre as lajes mistas onde o concreto é colocado na obra e de lajes mistas pré-fabricadas.