USO DO AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL

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1 1 FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI NADIR DIAS DE FIGUEIREDO ADEMILSO PINTO BRUNO TEIXEIRA DOCE USO DO AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL OSASCO 2012

2 2 ADEMILSO PINTO BRUNO TEIXEIRA DOCE USO DO AÇO NA CONTRUÇÃO CIVIL Projeto apresentado à Faculdade de Tecnologia SENAI Nadir Dias de Figueiredo em Processos Metalúrgicos para inscrição do Trabalho de Conclusão de Curso sob a orientação técnica do(a) Prof. Paulo Eduardo Alves Fernandes, Célio Mario Monarie e orientação metodológica do Prof. Roberto Sanches Cazado OSASCO 2012

3 3 RESUMO A construção metálica está atravessando um período de grande expansão no Brasil. Desde os anos oitenta tem-se tido a oportunidade de vivenciar o crescimento do mercado de estruturas em aço, incrementado principalmente por novas tendências do setor da construção de edifícios: a construção industrializada e os conceitos relativos ao meio ambiente, principalmente aqueles relacionados ao desenvolvimento humano sustentável. Para tanto este projeto de pesquisa ira comparar as vantagens e desvantagens entre aço x concreto na construção civil, bem como demonstrar a partir de cálculos estruturais a resistência mecânica do aço em relação ao concreto, avaliar a resistência à corrosão nas vigas metálicas, demonstrar os impactos ao meio ambiente, quando da utilização de aço e ou concreto. Além de avaliar a relação custo x benefícios com a racionalização de tempo e mão de obra. A metodologia utilizada fará um comparativo entre uma estrutura metálica em aço SAE 1020 perfil W entre o concreto Portland. Este comparativo utilizará de cálculos estruturais para mostras as diferenças e vantagens entre os materiais estudados e sua viabilidade financeira, técnica e ambiental. Espera-se com esta pesquisa demonstrar a redução dimensional da estrutura sem a diminuição da resistência mecânica. Além da redução de peso sobre a fundação, tempo de construção, impactos ambientais e custos da obra. Palavras chave: Aço SAE Aço x Concreto. Redução dimensional. Resistência à corrosão.

4 4 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA COM SINTESE DA BIBLIOGRAFIA FUNDAMENTAL OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS FORMAS DE ANÁLISE DOS RESULTADOS... 9 REFERÊNCIAS... 9

5 5 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA COM SINTESE DA BIBLIOGRAFIA FUNDAMENTAL A construção metálica está atravessando um período de grande expansão no Brasil. Desde os anos oitenta tem-se tido a oportunidade de vivenciar o crescimento do mercado de estruturas em aço, incrementado principalmente por novas tendências do setor da construção de edifícios: a construção industrializada e os conceitos relativos ao meio ambiente, principalmente aqueles relacionados ao desenvolvimento humano sustentável. Também, os novos investimentos em aços específicos para a engenharia e arquitetura têm difundido esta tecnologia. Atualmente, são fabricados pelas siderúrgicas, aços com maior resistência mecânica, maior resistência à corrosão atmosférica e melhor aderência à pintura como por exemplo o aço Corten. Este desenvolvimento da tecnologia do material, juntamente com o desenvolvimento da tecnologia de construção em aço, faz da estrutura metálica uma opção competitiva em relação a outros processos construtivos. Hoje, sua aplicação extrapola a utilização em empreendimentos como shopping centers, supermercados e escolas, se tornando atraente também para as construções de baixa renda, de edifícios residenciais de múltiplos andares e andares simples. Porém, apesar de toda a expansão que este modelo estrutural alcançou no mercado nacional, a produção de edifícios em aço ainda representa uma parcela bastante inferior à produção em concreto armado. Esta realidade se deve a diversas situações, uma delas a cultura do concreto armado consolidada no setor. A tendência mundial nos dias atuais é a busca por sistemas construtivos nos quais apresentem soluções que integrem os materiais e os conceitos projetais, considerando as condições ambientais na implantação destes sistemas, conduzindo a realidade dos processos tecnológicos viáveis com as premissas econômicas. (DINIZ, 2008) Atualmente já se coloca em confronto os fatores que apontam para uma ou outra solução de construção em concreto ou em aço de forma que na decisão final têm pesado significativamente. (CBCA, 2003) A escolha do sistema construtivo não deve ser uma competição entre os diferentes tipos de estruturas, mas uma decisão com base nas características de cada sistema. E a decisão de qual é o mais adequado, deve passar pela análise do

6 6 maior numero possível de aspectos representativos da obra, priorizando as características mandatórias e também desejáveis. A maior dificuldade para identificar o tipo de estrutura mais adequada para uma obra é a falta de uma metodologia de uma avaliação mais abrangente do que o sistema comparativo de custos e que coloque também todos os fatores limitantes e condicionantes das alternativas em condições comparáveis, levando em conta aspectos importantes desde diferentes qualidades e desempenhos até influência das estruturas nos demais serviços, incluindo as transferências de ganhos que podem beneficiar o custo total da obra. Uma metodologia de avaliação que identifica alternativa de estrutura mais adequada, passará pelo conhecimento de todas as características de cada sistema estrutural, pelas experiências e culturas da própria construtora e é claro pelo tipo da obra em análise. As principais características a serem avaliadas nas estruturas de aços são: Fundações, Tempo de Construção, Tipo de Ocupação, Disponibilidade e Custos dos Materiais, Recursos do Construtor, Local da Obra e Acessos, Possibilidade de Adaptações e Ampliações, Compatibilidade com Sistema Complementares, Manutenção e Reparos, Vãos Livres e Altura da Edificação, Proteção, Durabilidade, Estética, Desperdício de Materiais e Mão de Obra, Custos Financeiros, Adequação Ambiental, Qualidade, Desempenho e Incômodos para Áreas Próximas.(PINHO, 2010) 2. OBJETIVO GERAL Comparação das vantagens e desvantagens entre aço x concreto na construção civil. 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Demonstrar a partir de cálculos estruturais a resistência mecânica do aço em relação ao concreto, avaliar a resistência à corrosão nas vigas metálicas, demonstrar os impactos ao meio ambiente, quando da utilização de aço e ou concreto. Avaliar a relação custo x benefícios com a racionalização de tempo e mão de obra.

7 7 3. PLANO DE TRABALHO E CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO Cronograma: Escolha do tema Etapas do TCC Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Elaboração do plano de trabalho Levantamento bibliográfico Seleção de referências bibliográficas Obtenção do material bibliográfico Leitura e fichamento Análise e interpretação Redação da pesquisa bibliográfica Aplicação da pesquisa piloto Reformulação do projeto e alteração de instrumento de pesquisa Codificação, apuração e tabulação Análise de dados Interpretação dos resultados e conclusões Redação do relatório Digitação Apresentação final

8 8 4. MATERIAIS E MÉTODOS O método utilizado será um comparativo entre uma estrutura metálica em aço SAE 1020 perfil W entre o concreto Portland. Este comparativo utilizará de cálculos estruturais para mostras as diferenças e vantagens entre os materiais estudados e sua viabilidade financeira, técnica e ambiental. Iremos mostras as características mecânicas, químicas e físicas entre a estrutura em aço e o concreto. Para o concreto utilizaremos o ensaio para a resistência a compressão. Já para o aço utilizaremos o ensaio de tração, compressão e análise química. Composição química do Aço SAE 1020 AÇO % C % Mn % P % S % Si % Mo 0,180- Máx. Máx. 0,15- SAE ,300-0,600 0,15-0,25 0,230 0,040 0,050 0,35 Resistências do Aço SAE 1020 Tipo de aço Teor de Carbono Modulo de elasticidade Limite de escoamento Limite de resistência à tração Alongamento (%) ƒel (GPa) ƒy(mpa) ƒu (MPa) (%) SAE , No caso do cimento Portland utilizado na maioria das obras civis. A sua dosagem é apropriada para utilização em bombas de concreto, evitando segregação e perdas de material. Sua resistência mecânica varia de 5,0 em 5,0MPa, a partir de 10,0 até 40,0MPa. É aplicado em obras civis em geral, obras industriais e peças prémoldadas. As vantagens são: aumento da durabilidade e qualidade final da obra; redução dos custos da obra e redução no tempo de execução. Composição química do cimento Portland Cimento Tipo Clínquer + Gesso (%) Escória siderúrgica (%) Material pozolânico (%) Calcário (%) Portland Comum Max 01 Max 01 Max

9 9 Neste ensaio, a amostra do concreto é "capeada" e colocada em uma prensa. Nela, recebe uma carga gradual até atingir sua carga máxima (kgf). Este valor é dividido pela área do topo da amostra (cm²). Teremos então a resistência à compressão em kgf/cm². Dividindo-se este valor por 10,1972 se obtém a resistência em MPa. A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), descreve com exatidão os ensaios de Resistência à Compressão e de Slump Test (ensaio de abatimento), através de suas normas. Utiliza-se a norma NBR Resistência a Compressão do Cimento Portland. 5. FORMAS DE ANÁLISE DOS RESULTADOS A partir dos cálculos estruturais e ensaios de compressão para o concreto e o aço esperamos demonstrar a redução dimensional da estrutura sem a diminuição da resistência mecânica. Além da redução de peso sobre a fundação, tempo de construção, impactos ambientais e custos da obra.

10 10 REFERÊNCIAS ARAUJO, Rodrigues & Freitas Materiais de Construção. CBCA. Centro Brasileiro da Construção em Aço DINIZ, Maria Luiza de Alvarenga, UGF. Racionalização da Construção; Rio de Janeiro; OLIVEIRA, Dora Rodrigues Alves. Universidade Federal de Minas Gerais; Dezembro PINHO, Fernando Ottoboni. GERDAU Aço Minas Quando Construir em Aço. Minas Gerais: Acesso em 12 mar às 19h24min. Associação Brasileira de Cimento Portland. Disponível em: < - Acesso em 15 mar h11 min.