Tirante de contraventamento para galpões e coberturas

O que é o tirante de contraventamento

O tirante é a peça mais simples da estrutura metálica: uma barra redonda de aço, com rosca nas duas pontas ou em toda a extensão, que atravessa a chapa de ligação ou a alma do perfil e é presa com porca, contraporca e arruela. Ele não trabalha à compressão: só puxa. Por isso aparece sempre em par, cruzado em X, de modo que uma das diagonais esteja sempre tracionada, venha o vento de um lado ou do outro.

Na obra ele também é chamado de tirante para galpão, barra de contraventamento ou tirante redondo. Quando liga terças entre si, recebe o nome de tirante de terça ou corrente (veja abaixo).

Como o X de contraventamento trabalha

O pórtico de um galpão (pilar, viga e pilar) resiste bem às forças no seu próprio plano. Na direção perpendicular, ao longo do comprimento do galpão, ele é frouxo: o vento que bate na fachada de topo, a frenagem de uma ponte rolante e as imperfeições da montagem empurram os pórticos como uma fileira de dominós. O contraventamento resolve isso transformando um ou mais vãos em painéis rígidos, que seguram todos os outros.

• Contraventamento da cobertura: X no plano do telhado, entre as vigas de dois pórticos, normalmente nos vãos das extremidades. Recolhe o vento da fachada de topo e leva até as linhas de pilares.
• Contraventamento vertical (fechamento lateral): X entre dois pilares da mesma fila, no plano da parede. Desce a força da cobertura até as fundações.
• Escoras: as terças ou barras de compressão ligam os demais pórticos ao vão contraventado. O tirante não substitui a escora: ele só puxa.

Como a diagonal comprimida não trabalha, o projeto considera só a tracionada em cada sentido do vento. É por isso que um tirante frouxo é um problema: ele só começa a segurar depois que a estrutura já se deslocou.

Tirante de terça (corrente)

As terças, que sustentam a telha, são perfis leves e muito mais fracos na direção paralela ao caimento do telhado. O tirante de terça, chamado de corrente na obra, é uma linha de barras redondas que liga as terças entre si no meio ou nos terços do vão. Ele:

• reduz o vão da terça na direção fraca, que passa a se apoiar nas correntes;
• evita o giro da terça e a flambagem lateral quando o vento suga a telha para cima;
• mantém as terças alinhadas durante a montagem e a colocação da telha.

As correntes descem de terça em terça e são ancoradas na cumeeira por diagonais (ou na viga do beiral), para que a força acumulada não fique na última terça. Bitola, quantidade de linhas e posição vêm do projeto.

Tirante de contraventamento para telha

No comércio de acessórios de cobertura, o mesmo nome aparece numa peça diferente, que não faz parte da estrutura metálica: uma barra redonda longa com as pontas achatadas, dobradas e furadas, que trabalha junto com uma haste com vedação que atravessa a telha. O conjunto amarra a cobertura à estrutura em diagonal e ajuda a segurar a telha contra a sucção do vento, principalmente em beirais, bordas e coberturas abertas.

• Haste com vedação: passa pela crista da telha com chupeta de PVC, arruela côncava e porca, como um gancho ou haste para telha.
• Barra de amarração: liga a haste a um ponto firme da estrutura (terça, viga ou pilar), com as pontas furadas presas por parafuso.
• Medidas: não há padrão de mercado. Ângulo, comprimento e furação seguem a cobertura: fabricamos pelo desenho ou pela amostra, em aço galvanizado a fogo para área externa.

Ele não substitui o número de fixações pedido pelo fabricante da telha nem o contraventamento da estrutura: é um reforço da cobertura. O panorama de peças está em fixadores para telhado.

Componentes do conjunto

• Barra

  Tirante roscado

  Barra redonda com rosca nas pontas no comprimento necessário, ou barra roscada em toda a extensão. A rosca precisa vencer chapa, arruelas, porca, contraporca e a folga de regulagem.

• Aperto

  Porca e contraporca

  A porca dá a tensão; a contraporca, apertada contra ela, trava contra a vibração do vento e de pontes rolantes.

• Apoio

  Arruela lisa

  Distribui o aperto na chapa e protege a galvanização da chapa contra o giro da porca.

• Ângulo

  Arruela biselada ou chapa dobrada

  Quando o tirante chega inclinado na alma ou na chapa, compensa o ângulo e deixa a porca perpendicular à barra.

• Tensão

  Esticador

  Corpo com rosca direita numa ponta e esquerda na outra: gira e puxa as duas metades do tirante ao mesmo tempo.

• Sob desenho

  Tirante com olhal ou garfo

  Pontas forjadas ou soldadas para ligação por pino, quando o projeto pede. Fabricamos conforme o desenho.

Material: A36, A572 e o problema do SAE 1020

Tirante é peça calculada. O cálculo usa o limite de escoamento (fy) e a resistência à ruptura (fu) do aço, e esses números só valem se estiverem garantidos no certificado do lote.

A barra SAE 1020 comum é definida pela composição química, não pelas propriedades mecânicas. Sem certificado com fy e fu, ninguém sabe quanto ela aguenta. Peça sempre o aço do projeto e confira o certificado na entrega.

Tabela de tração resistente por bitola

Valores de referência da força de tração resistente de cálculo da barra em aço ASTM A36, pela ABNT NBR 8800: o menor entre o escoamento da seção bruta (Ab·fy/γa1) e a ruptura na rosca (Abe·fu/γa2), com Abe = 0,75·Ab, γa1 = 1,10 e γa2 = 1,35. Em todas as bitolas da tabela, quem governa é a ruptura na rosca.

Com ASTM A572 Grau 50, a ruptura na rosca continua governando e a força de cálculo sobe cerca de 12% (fu de 450 contra 400 MPa). Barra roscada em toda a extensão tem a seção reduzida da rosca no comprimento inteiro: o escoamento passa a ser verificado nessa seção e, em A36, a força de cálculo cai para perto de 3/4 do valor da tabela. Por isso, em contraventamento, prefira barra lisa com rosca só nas pontas.

Como especificar o tirante no pedido

1. Bitola e aço, conforme o projeto (por exemplo, 3/4" ASTM A36).

2. Comprimento total de cada tirante, de ponta a ponta. Em contraventamento, cada vão pode ter uma medida: mande a lista do projeto.

3. Comprimento de rosca em cada ponta: espessura da chapa + arruelas + porca + contraporca + folga para tensionar (com esticador, a rosca do meio também).

4. Tipo de rosca: UNC, BSW ou métrica, igual à das porcas e do esticador. Na dúvida, use o identificador de rosca.

5. Acessórios por tirante: porcas, contraporcas, arruelas lisas, arruelas biseladas (com o ângulo) e esticador.

6. Acabamento e certificado do material.

Acabamento

A maioria dos galpões é aberta ou ventilada, e o tirante fica exposto à umidade e à condensação. A regra: dentro e seco, zincado; galpão aberto, cobertura e área externa, galvanizado a fogo; litoral, inox 316 ou galvanizado a fogo com pintura.

• Zincado eletrolítico: 5 a 12 µm de zinco. Só em ambiente interno e seco.
• Galvanizado a fogo: camada média mínima de 50 µm em peça roscada (ISO 1461 / ABNT NBR 6323). Porca e contraporca galvanizadas, com rosca sobremedida. Veja parafuso galvanizado a fogo.
• Pintura: segue o esquema da estrutura. Rosca pintada não aceita porca: proteja a rosca antes de pintar.

Montagem e tensionamento

1. Alinhe e aprume a estrutura primeiro. O tirante trava a posição em que a estrutura está; não use o tirante para puxar pilar torto.

2. Passe o tirante pelos furos das chapas de ligação e coloque arruela (biselada quando houver ângulo) e porca nas duas pontas.

3. Tensione até tirar a flecha da barra, girando a porca ou o esticador, sem forçar a estrutura para fora de prumo.

4. Tensione os dois tirantes do X por igual, para não deslocar o cruzamento nem empenar o painel.

5. Trave com a contraporca e confira o prumo de novo.

6. Reaperte na inspeção depois das primeiras ventanias e a cada manutenção: tirante frouxo não trabalha.

No galvanizado a fogo, use só as porcas que vêm com o tirante. Repassar a rosca com cossinete tira o zinco exatamente onde a corrosão começa. Para os parafusos das ligações da estrutura, veja parafusos estruturais ASTM A325 e o resumo da ABNT NBR 8800 para fixadores.