TALITA FLORES DIAS COMPARAÇÃO DE CUSTOS, VANTAGENS E DESVANTAGENS ENTRE O SISTEMA DE FÔRMA DE MADEIRA CONVENCIONAL E O SISTEMA PRÉ-FABRICADO

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1 TALITA FLORES DIAS COMPARAÇÃO DE CUSTOS, VANTAGENS E DESVANTAGENS ENTRE O SISTEMA DE FÔRMA DE MADEIRA CONVENCIONAL E O SISTEMA PRÉ-FABRICADO JOINVILLE SC 2011

2 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - DEC TALITA FLORES DIAS COMPARAÇÃO DE CUSTOS, VANTAGENS E DESVANTAGENS ENTRE O SISTEMA DE FÔRMA DE MADEIRA CONVENCIONAL E O SISTEMA PRÉ-FABRICADO Trabalho de Graduação apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Ms. Robison Negri JOINVILLE SC 2011

3 TALITA FLORES DIAS COMPARAÇÃO DE CUSTOS, VANTAGENS E DESVANTAGENS ENTRE O SISTEMA DE FÔRMAS DE MADEIRA CONVENCIONAL E O SISTEMA PRÉ-FABRICADO Trabalho de Graduação apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Banca examinadora: Orientador: Prof. Ms. Robison Negri Universidade do Estado de Santa Catarina Membro: Prof. Ms.Ivo Hamilton Persike Universidade do Estado de Santa Catarina

4 Membro: Prof. Ms. João Miguel Rodrigues dos Santos Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville SC, 11 de novembro de 2011.

5 Dedico este trabalho a Deus, que me deu força para alcançar meu objetivo, a minha mãe querida Solenir, com sua paciência e sabedoria sempre me incentivando, e a minha melhor amiga, minha irmã Kamila.

6 AGRADECIMENTOS A todas as pessoas que contribuíram com o desenvolvimento desse trabalho, caminharam comigo e buscaram me ajudar e me incentivar mostrando que tudo pode ser possível. Em especial gostaria de agradecer minha mãe, que com sua paciência e sabedoria me ajudou nos momentos de dificuldades e alegria, e acreditou que o meu sonho pudesse se tornar possível. A minha irmã Kamila, pelo apoio nessa importante etapa da minha vida. alegrias. Aos meus amigos que compartilharam comigo momentos de dificuldades e Ao meu professor orientador Robison Negri, pela ajuda e colaboração no desenvolvimento desse trabalho. Ao professor João Miguel pelo seu auxílio no estudo de caso, cedendo seu empreendimento para análise.

7 Que os nossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos que as grandes proezas da história foram conquistadas daquilo que parecia impossível. CHARLES CHAPLIN

8 RESUMO Para a construção e execução de um edifício, há necessidade de um molde para a sustentação dos elementos de concreto armado, sendo que o conjunto de dispositivos utilizados para moldar e dar sustentação provisória às peças estruturais é denominado sistema de fôrmas. A matéria prima mais utilizada neste sistema é a madeira, pela facilidade de compra e execução, mas devido a seu baixo reaproveitamento, a aquisição de todo conjunto de fôrmas no início de cada obra representa um desperdício de recursos naturais e financeiros. Nesse sentido de racionalização construtiva, foram desenvolvidos os sistemas de formas préfabricados, onde alguns elementos foram substituídos por técnicas e materiais que pudessem ser reutilizados com o mínimo de desperdício e maior produtividade. Os materiais mais utilizados como matéria prima são o aço ou alumínio, sendo possível a execução de pilares, vigas, lajes e paredes. O presente trabalho pretendeu realizar uma análise comparativa de custo entre o sistema de fôrmas convencionais e préfabricadas, além do levantando das vantagens e desvantagens executivas para um edifício modelo de dez pavimentos. Para a elaboração do estudo foram levantados os quantitativos, realizadas as composições de custo unitário e levantados os custos individuais para a execução da estrutura com os dois sistemas. Através da análise dos resultados percebeu-se que apesar do sistema pré-fabricado representar um aporte inicial maior, este se torna mais viável ao longo do tempo devido à possibilidade de reutilização. Palavras-Chave: Fôrmas. Sistema Pré-Fabricado. Sistema Convencional.

9 ABSTRACT For the construction and execution of a building, no need for a template for the support of elements of reinforced concrete, and the set of devices used to shape and sustain the provisional structural parts is called a system of forms. The raw material used in this system is more wood, the ease of buying and running, but due to its low recycling, the purchase of any set of forms at the beginning of each work is a waste of natural and financial resources. In that sense constructive rationalization, systems were developed for pre-fabricated forms, where some elements have been replaced with techniques and materials that could be reused with minimal waste and greater productivity. The most common materials used as raw materials are steel or aluminum, with the possible execution of pillars, beams, slabs and walls. This work aims to perform a comparative cost analysis between the conventional system formwork and prefabricated, besides raising the advantages and disadvantages to an executive model building of ten floors. For the preparation of the quantitative study were raised, performed the compositions of unit cost and raised the costs for the implementation of individual structure with the two systems. By analyzing the results it was noticed that while the system pre-fabricated represent a greater initial investment, it becomes more viable over time due to the possibility of reuse. Keywords: Mold. System pre-fabricated. Conventional system.

10 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Elementos constituintes do sistema de fôrmas e suas respectivas funções. 16 Figura 2 Chapa compensada Figura 3 - Chapa compensada: Acabamento Plastificado Figura 4 - Parede em estrutura de aço galvanizado e chapa de compensado plastificado Figura 5 - Parede em estrutura de aço e chapa de contato galvanizado Figura 6 - Fôrma em alumínio Forsa Figura 7 - Estrutura de pilar integramente de madeira Figura 8 - Estrutura com cimbramento metálico Figura 9 - Estrutura da fôrma de laje mista Figura 10 - Estrutura da fôrma de viga com gravateamento e cimbramento metálico. 27 Figura 11 - Estrutura metálica e chapa de compensado 12 mm Figura 12 - Cabeçal drop head Figura 13 - Estrutura metálica e chapa de compensado 18 mm Figura 14 - Estrutura metálica e chapa de compensado 18 mm, pilares com seções pequenas Figura 15 - Estrutura metálica e chapa de compensado 18 mm,pilares com seções grandes Figura 16 - Gravateamento metálico e chapa compensada 18 mm Figura 17 - Laje executada com cubetas de polipropileno Figura 18 - Base fôrma de papelão Figura 19 - Pilar em papelão Figura 20 - Fôrmas de papelão tipo caixão perdido Figura 21 - Viga. 1-assoalho de fôrma da laje;2- fôrmas laterais da viga;3- fôrma do fundo da viga;5- barrote de apoio da fôrma de laje; 6- barrote de apoio da fôrma de fundo da viga; 7- gravata ou gastalho;8- escora do gastalho;9- calço da escora (chapuz);10-mãos francesas para fixação do barrote;11- tala de fixação do barrote no pontalete;12 pontalete

11 Figura 22 - Vigas em forma de U.1-assoalho da fôrma da laje;2-fôrmas laterais da viga; 3-fôrma do fundo da viga;4-cantoneiras colocadas nos ângulos da fôrma, para evitar cantos vivos; 7- gravata ou gastalho Figura 23 - Elementos constituintes do sistema de fôrmas vigas Figura 24 -Diferentes tipos de estruturação e travamento do molde de viga.a)painéis não estruturados em tábuas,mão francesa em sarrafo e travamento com sarrafo pregado na parte superior e sarrafo de pressão;b) painéis em chapa de compensado estruturados com sarrafos e travamento com gastalho metálico; c) painéis em tábua estruturados com pontaletes e travamento com sarrafo de pressão e barra de ancoragem Figura 25 - Corte de fôrma de viga de borda com escoramento/travamento com garfo de madeira e mão-francesa em sarrafo Figura 26 - Perspectiva de uma fôrma para pilar com molde formado por painéis estruturados (painéis menores) e não estruturados (painéis maiores) e com travamento constituído por sarrafos, pontaletes, vigas horizontais e barras de ancoragem Figura 27 - Detalhe gravatas (travamento) Figura 28 - Corte do pilar com fôrma com travamento composto por vigas de travamento, barras de ancoragem e tensores e mão-francesa com sarrafo Figura 29 Detalhe perereca Figura 30 - Detalhe mão francesa Figura 31 - Corte do pilar com fôrma com travamento composto por vigas de travamento, barras de ancoragem e tensores e mão-francesa com sarrafo. 40 Figura 32 - Cimbramento de laje Figura 33 - Suporte (vigamento) fôrma de laje Figura 34 - Elementos das fôrmas para as lajes Figura 35 - Visão geral de um sistema de fôrmas Figura 36 Molde Figura 37 Fachada do edifício Paços de Ferreira Figura 38 Pavimento tipo final Figura 39 Pavimento tipo final Figura 40 Medição da área de Laje retirada com recurso de auto-cad... 52

12 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Características do Pinho Brasileiro utilizado pela SH Fôrmas Tabela 2 - Características do aço SAE 1020 utilizado pela SH Fôrmas Tabela 3 - Orientação para confecção de fôrmas para lajes com cubetas de polipropileno Tabela 4 Área dos pilares Tabela 5 - Área das vigas Tabela 6 área das lajes Tabela 7 - Fôrma feita em obra para pilares, de chapa compensada plastificada, fabricação, montagem e desmontagem Tabela 8 - Fôrma feita em obra para vigas, de chapa compensada plastificada, fabricação, montagem e desmontagem Tabela 9 - Fôrma feita em obra para lajes, de chapa compensada plastificada, fabricação, montagem e desmontagem Tabela 10 Quantidade de Insumos para pilares. - Continua Tabela 10 Quantidade de Insumos para pilares. - Conclusão Tabela 11 - Quantidade de Insumos para vigas Tabela 12 - Quantidade de Insumos para lajes Tabela 13 Custos sistema convencional pilares Tabela 14 - Custos sistema convencional vigas Tabela 15 - Custos sistema convencional lajes Tabela 16 - Custos sistema convencional para descarte de materiais Tabela 17 Custos sistema pré-fabricado pilares Tabela 18 - Custos sistema pré-fabricado vigas - Continua Tabela 18 - Custos sistema pré-fabricado vigas - Conclusão Tabela 19 - Custos sistema pré-fabricado lajes Continua Tabela 19 - Custos sistema pré-fabricado lajes Conclusão Tabela 20 - Custos sistema pré-fabricado para descarte de materiais Tabela 21 Sistema pré-fabricado Tabela 22 - Sistema convencional... 68

13 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 Comparativo de Custos Gráfico 2 Comparativo de custos para pilares Gráfico 3 - Comparativo de custos para vigas Gráfico 4 - Comparativo de custos para lajes... 71

14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivos Gerais Objetivos Específicos SISTEMA DE FÔRMAS DEFINIÇÕES MATERIAIS EMPREGADOS Madeira Madeira no mercado brasileiro Compensado Metálicos Aço Alumínio TÉCNICAS DE EXECUÇÃO Integralmente de madeira Misto (Madeira X Metálico) Integralmente Metálico Cubetas (plásticas) de polipropileno Papelão COMPONENTES DO SISTEMA DE FÔRMAS Vigas Pilares Lajes CONSEQUÊNCIA DA MÁ UTILIZAÇÃO DAS FÔRMAS ORÇAMENTOS... 47

15 3 ESTUDO DE CASO DESCRIÇÃO DO EMPREENDIMENTO METODOLOGIA LEVANTAMENTO DE INSUMOS Insumos sistema convencional Insumos do sistema pré-fabricado LEVANTAMENTO DE CUSTOS Custos sistema convencional Custos Sistema pré-fabricado Comparativo de custos entre os sistemas CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS... 76

16 12 1 INTRODUÇÃO O presente ensaio não tem a pretensão de esgotar o tema aqui abordado, mas sim, em linhas gerais visa estudar sobre os vários sistemas de fôrmas existentes para construção civil em nosso país. A tecnologia de fôrma, utilizada na execução de projetos estruturais surgiu na década de 60, pelo Engenheiro Civil Toshio Ueno, com os conhecimentos técnicos e práticos na área. Segundo Engenheiro Civil Paulo Nobuyoshi Assahi,s.d. O objetivo principal, na época, era a otimização dos custos através da melhoria da produtividade e do menor consumo de materiais com aumento do número de reaproveitamento dos mesmos. As peças que compõem o sistema de madeira passaram a ser confeccionadas em bancadas com tamanhos pré-definidos, mostrando passo a passo de sua montagem. A grande novidade na época era as peças terem tamanhos definidos, com todos os detalhes de seu encontro. Atualmente, os materiais de uso comum nas fôrmas e cimbramentos, são o aço e a madeira. A madeira continua sendo o material mais utilizado na construção desse sistema, mas devido ao seu uso desordenado novos sistemas estão sendo estudados e implantados no mercado atual.

17 13 Empresas Européias tem investido no estudo desses sistemas e trazido ao Brasil novidades nesse setor. Segundo a Revista Téchne (1997), (60%) das cinco empresas de fôrmas que chegaram ao país entre 1996 e 1997 são de origem alemã, com grande tradição nesse segmento. Sendo assim, a proposta deste trabalho é realizar um estudo comparativo entre um sistema de fôrma convencional e um sistema de fôrma pré- fabricada. Com a análise de custos e quantidades de materiais a serem utilizadas na obra estudada, comparando as vantagens e desvantagens entre os sistemas. Todo trabalho é desenvolvido em dois capítulos. O capítulo II trata a fundamentação teórica com base em referências de autores reconhecidos e o capítulo III um estudo de caso do edifício Paços de Ferreira, situado na cidade de Joinville SC, com levantamento do consumo de fôrmas utilizadas nos dois métodos e seus custos, com análise e comparação das vantagens e desvantagens entre os sistemas estudados. 1.1 OBJETIVOS Objetivos Gerais Este trabalho tem como objetivo realizar a comparação de custos com análise das vantagens e desvantagens entre os sistemas de fôrmas convencionais e préfabricadas.

18 14 Para que isto se tornasse possível, foi realizado o levantamento de dados do Edifício Paços de Ferreira, situado na cidade de Joinville Objetivos Específicos - Levantar os dados relativos à área de contato do concreto com a fôrma do Edifício em estudo; - Levantar insumos necessários e custos dos materiais dos sistemas de fôrmas; - Comparar os dados obtidos através dos levantamentos realizados.

19 15 2 SISTEMA DE FÔRMAS 2.1 DEFINIÇÕES A idéia do emprego do concreto, em suas várias modalidades, isto é, simples, armado ou protendido, moldado no local ou pré-fabricado, associa-se ao uso de fôrmas, pois os elementos construídos deverão obedecer a dimensões, níveis, posições e formatos. Não há exagero em se dizer que sem o auxílio das fôrmas o uso do concreto seria impossível. (MASCARENHAS,1988). Podemos dizer que a fôrma é um molde provisório que serve para dar ao concreto fresco a geometria e textura desejada, e de cimbramento, todos os elementos que servem para sustentá-lo até que atinja resistência suficiente para auto suportar os esforços que lhe são submetidos. (Engenheiro Civil Paulo Nobuyoshi Assahi,s.d). Segundo Mascarenhas (1988), as fôrmas são um conjunto de peças integradas que combinados em harmonia, devem atender as seguintes exigências: Definir dimensões e formatos; Posicionar as peças; Permitir a obtenção de superfícies especificadas; Manter a estabilidade do concreto novo;

20 16 Possibilitar o posicionamento de elementos nas peças; Proteger o concreto novo; Evitar a fuga de finos de concreto; Limitar a perda de água do concreto fresco. partes: Freire (2001) menciona que, o sistema de fôrma pode ser dividido em três Molde: É a parte do sistema que dá forma a peça, entrando em contato com a superfície da peça. Acessórios: São peças que auxiliam o desempenho das outras estruturas. Cimbramento: Construções provisórias destinadas a suportar o peso de uma estrutura previamente calculada, servem para transferir todas as cargas atuantes para o solo ou outra estrutura de apoio (Pfeil,1987). A classificação é esquematizada segundo a figura 1. Figura 1 - Elementos constituintes do sistema de fôrmas e suas respectivas funções. Fonte: Freire (2001)

21 MATERIAIS EMPREGADOS Madeira Segundo Moliterno (1989), as fôrmas de madeira podem ser caracterizadas em três tipos fundamentais. Fôrmas com característica reutilizável, utilizada para estruturas de edifícios com vários andares. Devido à necessidade de dez a vinte reaproveitamentos, essa estrutura merece um projeto elaborado por profissionais ou empresas especializadas. Fôrmas com até duas utilizações em pavimentos. Ficam por conta do responsável pela execução do empreendimento, quando não for necessária a contração de empresas especializadas. Fôrmas com característica reutilizável, para peças de concreto prémoldado. Neste caso, o responsável opta pelas fôrmas de madeira, de acordo com a viabilidade de reutilização e o custo/amortização do investimento, comparadas com os novos sistemas em aço, alumínio, fiberglass ou polipropileno. Sendo a madeira um dos principais materiais utilizados na execução de fôrmas e cimbramentos, Pfeil (1987) justifica esse uso pelas seguintes razões: - A madeira tem resistência elevada e peso reduzido; - A montagem e desmontagem de estruturas de madeira são feita sem dificuldade, manualmente ou com auxílio de gruas; - A pequena durabilidade de madeira exposta ao tempo em geral não constitui inconveniente nos cimbramentos, que são estruturas de curto período de utilização. (PFEIL,1987,p.47.) Moliterno (1989, p.152) menciona que, o preço das fôrmas é admitido pelo reaproveitamento de acordo com o seguinte critério de reutilização:

22 18 a) Tábuas de pinho, classificadas como de 3ª ou 4ª categoria industrial,pelo menos três vezes para lajes, vigas e pilares; b) Caibros de pinho, classificados como de 3ª categoria,pelo menos cinco vezes para escoramentos e suporte das vigas e lajes; c) Placas de compensado utilizadas nos painéis de lajes, faces laterais os fabricantes permitem reutilização pelo menos cinco vezes para capas externas pintadas com resina, e até mais de vinte vezes se a capa em contato com o concreto for a plastificada [...] Madeira no mercado brasileiro A escolha da madeira para a execução de fôrmas está diretamente relacionada com a sua resistência e trabalhabilidade, não esquecendo a questão ambiental, com o uso da madeira de reflorestamento. Segundo Manual SH (2008), de acordo com a resistência do material e suas propriedades, as madeiras indicadas para o uso de fôrmas e escoramentos são: Madeira em Bruto- podem ser peças serradas e sua utilização deve ser feita de acordo com a NBR 7190:1997. Madeira industrializada- são peças que sofrem um controle rigoroso de umidade, temperatura, tolerâncias e tipos de espécie de madeira. Podem ser chapas de madeira compensada (NBR 9532:1986) ou vigas de madeira industrializada. As principais madeiras utilizadas na execução de Fôrmas são o pinho-doparaná, o pinus elliotii, o eucalipto, a virola e as chapas de compensados. (MOLITERNO,1989). Por muitos anos o pinho-do-paraná ou mais conhecido como Pinho Brasileiro foi muito utilizado na execução de fôrmas, mas segundo SH (2008), este material diminuiu sua disponibilidade, como resultado do grande consumo que conseqüentemente acarretou o aumento em seu custo. Houve então a necessidade de estudos para novos sistemas de fôrmas que utilizassem diferentes tipos de madeira. Várias madeiras estão sendo aceitos, entre elas o Pinus Eliotis e a

23 19 Araucária. Quando não conhecidos os dados do tipo da madeira a ser utilizado para o cálculo da resistência na estrutura, são utilizados valores conforme tabela abaixo, características do Pinho Brasileiro. Tabela 1 - Características do Pinho Brasileiro utilizado pela SH Fôrmas. Módulo de Madeira Massa Específica aparente-(ρ) em Kg/m³ Elasticidade longitudinal - (E) em Kgf/cm² Tensão admissível tração/compressão e flexão (σ) em Kgf/cm² Tensão admissível para cisalhamento (τ) em kgf/cm² Pinho Brasileiro ,8 Pinus Eliotis ,9 Eucalipto ,4 Fonte: NBR 7190/ 1997 apud Manual SH (2008) Compensado Segundo Nazar (2007,p.55), Os compensados de madeira possuem esse nome por apresentarem, em função da distribuição das lâminas que os compõem, uma compensação na distribuição de tensões, quando solicitado. As chapas de compensado são utilizadas na construção civil em lajes, vigas e pilares, pela sua economia e resistência tem substituído as convencionais tábuas de madeira (ver figura 2). As chapas compensadas são constituídas por lâminas de madeira perpendiculares entre si, ligadas uma as outras através de cola à base de resina fenólica. As lâminas são normalmente constituídas de número impar. O compensado poderá ter acabamento resinado ou plastificado. As chapas plastificadas possuem melhor acabamento, maior permeabilidade e maior número de utilizações (ver figura 3).

24 20 Segundo NBR 15696:2009, para o prolongamento da vida útil dos compensados ou placas de madeira é recomendável ter as bordas protegidas, seladas com tinta especificada pelo fabricante em todos os cortes efetuados, e sempre utilizar desmoldante nas placas antes da concretagem. Recomenda-se, trabalhar usando o compensado com as fibras externas no sentido do vão, pois permitirá deformações e deflexões menores. Figura 2 Chapa compensada. Fonte: Imagens Google (2011, WEB) Figura 3 - Chapa compensada: Acabamento Plastificado. Fonte: Imagens Google (2011, WEB)

25 21 Segundo Moliterno (1989, p. 154) O comércio dos compensados para fôrmas de concreto obedecem às seguintes medidas nominais: Largura x Comprimento Medida padrão no mercado: 110x220 cm; Medida do padrão americano para o mercado interno e externo:122x244 cm ou 4 x 8 ; Medida do padrão DIN para exportação aos países europeus:125x250 cm; Espessura das placas [...] as preferências são pelos mínimos: Painéis laterais de peças curvas: 6 e 8 mm; Fôrmas para estruturas de edifícios: 12 mm (1/2 ); Fôrmas para estruturas de obras de arte: 20 mm (3/4 ) Metálicos A especulação imobiliária com a procura de imóveis com o melhor preço e menor prazo de entrega, tem feito as construtoras buscarem sistemas que possam auxiliá-las nessa disputa de mercado. Segundo Nazar (2007), a opção na escolha do melhor sistema de fôrma, convencional ou pré-fabricado, está relacionada principalmente, aos prazos de execução das obras, ao número de utilizações, ao nível de solicitação das peças ou em alguns casos aos três fatores simultaneamente. Segundo Pfeil (1987), nos últimos vinte anos, os cimbramentos metálicos tem se tornado de grande relevância nas obras, pelas seguintes razões: pequena mão-de-obra de montagem e desmontagem; grande capacidade portante, permitindo a execução de vão grandes, torres elevadas,etc.; possibilidade de repetidas utilizações, mediante padronização dos elementos; o preço da madeira subiu mais que outros materiais, tornando-a menos competitiva. (PFEIL,1987,p. 161) Aço Esses elementos metálicos podem ser forjados, laminados, fundidos ou

26 22 fabricados a partir de chapas soldadas, com funções de acessórios ou componentes das estruturas dos sistemas de fôrmas e escoramentos. (MANUAL SH, 2008,p.30). Segundo SH (2008), o aço SAE 1020 para elaboração dos cálculos da resistência das peças de fôrma tem as seguintes características (ver tabela 2): Tabela 2 - Características do aço SAE 1020 utilizado pela SH Fôrmas Limite de ruptura ƒu= Kgf/cm² Limite de elasticidade ƒy=2.140 Kgf/cm² Módulo de elasticidade Tensão admissível E=2,1x10⁶ Kgf/cm² Ϭtração=Ϭflexão=Ϭcompressão=1.400Kgf/cm² Fonte: Adaptado de Manual SH (2008, p.30). τ cisalhamento = 900 Kgf/cm² Como exemplo desse tipo de fôrma as empresas Concreform - Morar SH (ver figura 4) e Fôrma HF Rohr (ver figura 5), tem investido nesse tipo de sistema. Concreform-Morar SH Tipo de fôrma: estrutura de aço galvanizado e chapa de compensado plastificado. Peso do painel: 35 kg/m². Equipamento para transporte: manoportável ou em conjuntos montados, por meio de grua. Reutilizações: cerca de 50 reutilizações (chapa de compensado); a durabilidade da estrutura gira em torno de dez a quinze anos. Peças soltas: barras de ancoragem e porcas, grampos de alinhamento. Resistência à pressão: 60 KN/m². Altura do painel : 2,70 m (FARIA, 2009, ed.143). Figura 4 - Parede em estrutura de aço galvanizado e chapa de compensado plastificado. Fonte: Faria (2009, ed. 143)

27 23 Fôrma HF Rohr Tipo de fôrma: estrutura metálica e chapa de contato em aço. Peso do painel: 32 kg/m². Equipamento para transporte: sistema manual, podendo compor quadros que necessitam de equipamentos como grua ou guindaste. Reutilizações: 100 vezes. Peças soltas: grapa, alinhadores, mordaça, escoras de prumo, tensor, console e montante (plataforma de trabalho) e passador. Resistência à pressão: 60 kn/m² Altura do painel: 0,3 m a 2,4 m (FARIA, 2009, ed.143). Figura 5 - Parede em estrutura de aço e chapa de contato galvanizado. Fonte: Faria (2009, ed. 143) Alumínio O alumínio é um dos metais mais utilizados em todo mundo, já que suas características permitem que ele tenha uma diversa gama de aplicações. Sendo um material leve, durável e bonito, o alumínio mostra um excelente desempenho e propriedades superiores na maioria das aplicações. (MANUAL SH, 2008) As características do alumínio que podem ser adotadas para a elaboração dos cálculos da resistência das peças são: a) Tensão admissível: σadm= Kg/cm² b) Módulo de elasticidade : E = kg/cm² (MANUAL SH, 2008, p.31) Como exemplos têm a seguinte empresa (ver figura 6): Fôrma de Alumínio Forsa. Tipo de fôrma: alumínio. Peso do painel: 20 kg/m². Equipamento para transporte: nenhum (manoportável).

28 24 Reutilizações: tempo indeterminado, se respeitadas as condições de uso e manuseio. Peças soltas: passadores, cunhas e amarradores. Resistência à pressão: 47 kn/m². Altura do painel: 2,10 m (FARIA, 2009, ed. 143.) Figura 6 - Fôrma em alumínio Forsa. Fonte: Faria (2009, ed. 143) 2.3 TÉCNICAS DE EXECUÇÃO Os sistemas de fôrmas são identificados de acordo com o material a ser utilizado, sendo que a escolha de um sistema adequado na construção de um determinado empreendimento poderá torná-lo mais econômico. Segundo Nazar (2007), os sistemas mais usuais, principalmente em edifícios, são os de madeira, metal e os mistos (madeira x metálico).

29 Integralmente de madeira As fôrmas de madeira são utilizadas na maioria dos empreendimentos do Brasil, por ser um sistema tradicional a mão de obra já está habituada a sua montagem. Quando bem projetada e executada, apresentam excelente resultado técnico e econômico [...]. (NAZAR, 2007, p.67). Detalhe (Ver figura 7). Figura 7 - Estrutura de pilar integramente de madeira. Fonte: A autora (2011) reutilizações. O seu funcionamento o torna mais econômico quanto maior o número de Misto (Madeira X Metálico) Dependendo do tipo da obra, os cimbramentos poderão ser com torres e

30 26 perfis metálicos. Nazar (2007) menciona que, a sua escolha esta diretamente ligada ao prazo de sua utilização. Exemplo de cimbramento metálico (ver figura 8 e 9). Figura 8 - Estrutura com cimbramento metálico. Fonte: A autora (2011) Figura 9 - Estrutura da fôrma de laje mista. Fonte: A autora (2011) Algumas construções utilizam sistema misto em vigas, sendo todo o gravateamento e cimbramento metálico, conforme figura 10.

31 27 Figura 10 - Estrutura da fôrma de viga com gravateamento e cimbramento metálico. Fonte: A autora (2011) Segundo a Revista Téchne (2009), o sistema de fôrma misto, (ver figura 11), tem a desvantagem de ser mais pesado e exigir a troca das chapas compensadas, fornecedores de grandes empresas estão estudando alguns sistemas que possam torná-lo mais leve tendo assim, facilidade no seu manuseio. Com auxílio de gruas, o sistema se torna viável em construções altas. Além disso, existe o fornecimento nas várias regiões do país, podendo ser alugadas. Sistema Comain Ulma. Tipo de fôrma: estrutura metálica e chapa de compensado 12 mm Peso do painel: 35 kg/m². Equipamento para transporte: manoportável. É possível o içamento de conjuntos de painéis com grua ou guindaste. Reutilizações: entre 50 e 80 vezes, por chapa de compensado Peças soltas: chavetas de união para os painéis e alinhadores horizontais e verticais. Resistência à pressão: 40 kn/m². Altura do painel: 120 cm e 150 cm (FARIA, 2009, ed.143).

32 28 Figura 11 - Estrutura metálica e chapa de compensado 12 mm. Fonte: Faria (2009, ed. 143) A empresa BKS tem trazido ao mercado um sistema de fôrma misto para vigas, lajes e pilares. As lajes são montadas manualmente por simples encaixe, proporcionando maior rigidez ao conjunto, as vigas principais e secundárias se encaixam no cabeçal drop head, ver figura 12, sendo que toda a estrutura poderá ser fabricada em alumínio ou aço,ver figura 13. Figura 12 - Cabeçal drop head. Fonte: (BKS, 2011, WEB)

33 29 Figura 13 - Estrutura metálica e chapa de compensado 18 mm. Fonte: (BKS, 2011, WEB) Todo o escoramento dos pilares é metálico sendo sua estrutura interna em chapa compensada plastificada de 18mm, com o espaçamento feito em madeira, conforme figura 14. Figura 14 - Estrutura metálica e chapa de compensado 18 mm, pilares com seções pequenas. Fonte: (BKS, 2011, WEB) Em pilares com seções maiores, pilares paredes, os acessórios do sistema as longarinas (horizontal) e vigas mistas (vertical), são metálicas, ver figura 15.

34 30 Figura 15 - Estrutura metálica e chapa de compensado 18 mm,pilares com seções grandes. Fonte: (BKS, 2011, WEB) Nas vigas o sistema é muito similar ao convencional, sendo todo o gravateamento e escoramento metálico, (ver figura 16). Figura 16 - Gravateamento metálico e chapa compensada 18 mm. Fonte: (BKS, 2011, WEB)

35 Integralmente Metálico Walter Pfeil (1987) menciona que, os cimbramentos metálicos podem ser diferenciados em dois tipos construtivos: a)cimbramentos fabricados utilizando os mesmos elementos das estruturas metálicas permanentes, tais como: perfis laminados ou soldados, ligações com parafusos etc.; b)cimbramentos padronizados constituídos por elementos metálicos facilmente desmontáveis, racionalizados e padronizados, com vistas à sua freqüente utilização. (PFEIL,1987,p. 162) As fôrmas integralmente metálicas são aplicadas em lajes, pilares e vigas, sendo que as dimensões deverão ser múltiplas do sistema metálico. As empresas podem locar ou comprar o equipamento para o uso em sua obra, sempre partindo da premissa de haver um estudo da viabilidade do uso desse sistema Cubetas (plásticas) de polipropileno Uma das principais vantagens desse sistema é a economia de concreto que pode ser obtido, em relação à laje maciça (Figura 17). As fôrmas de polipropileno, são usualmente empregadas em lajes de grandes vãos e podem ser compradas ou alugadas. A decisão entre uma alternativa ou outra é em função do prazo de execução da estrutura. (Nazar, 2007,p.70). (ver tabela 3). Tabela 3 - Orientação para confecção de fôrmas para lajes com cubetas de polipropileno. Fôrmas de polipropileno Prazo< 6 meses Prazo > 6 meses Locar equipamento Estudar a possibilidade de aquisição Fonte: Adaptado Nazar (2007, p. 70)

36 32 Figura 17 - Laje executada com cubetas de polipropileno. Fonte: A autora (2011) Papelão O sistema de fôrma de papelão normalmente é usado em pilares com seção circular (ver figura 18 e 19). Havendo a necessidade de reaproveitá-la mais de uma vez, faz-se necessário uma análise econômica pelo seu alto custo. A vantagem desse sistema é sua excelente resistência às pressões internas (ver figura 20) e o aspecto plástico impecável após a desforma. (Nazar, 2007). Figura 18 - Base fôrma de papelão. Fonte: A autora (2011)

37 33 Figura 19 - Pilar em papelão. Fonte: Nazar (2007, p. 72) Figura 20 - Fôrmas de papelão tipo caixão perdido. Fonte: Nazar(2007,p.72). 2.4 COMPONENTES DO SISTEMA DE FÔRMAS Segundo Freire (2001) o sistema de fôrma pode ser divido em dois grandes grupos: um formado por elementos verticais, abrangendo pilares e paredes; e outro, por elementos horizontais, como vigas, lajes e escadas.

38 34 Os procedimentos de montagem, lançamento do concreto, desmontagem, armazenamento e transporte devem ser realizados conforme NR18 e ABNT A NBR (2009, p.8) menciona que as fôrmas devem: a) Ter rigidez para assegurar o formato e as dimensões das peças da estrutura projetada, respeitando minimamente as tolerâncias indicadas em da ABNT NBR 14931:2003; b) Ser suficientemente estanques, de modo a impedir a perda de pasta de cimento, admitindo-se como limite o surgimento do agregado miúdo da superfície do concreto Vigas A fôrma em contato com o concreto é constituída por madeira serrada, cuja utilização deve ser feita de acordo com a ABNT NBR O vão livre depende da pressão exercida pelo concreto, segundo NBR (2009, p. 3 e 4) as cargas consistem em: a) peso próprio dos elementos da estrutura de escoramento e das fôrmas; b) peso do todos os elementos da estrutura de concreto a serem suportados pela estrutura do escoramento, tais como lajes, vigas, paredes, capitéis etc.; c) cargas provenientes do método de lançamento do concreto sobre as fôrmas e o escoramento; d) carregamentos assimétricos sobre as fôrmas e escoramento; e) sobrecarga de trabalho na execução dos serviços de lançamento, adensamento e acabamento do concreto. A sobrecarga de trabalho deve ser de no mínimo 2,0 kn/m², sendo que a carga estática total a ser considerada, além daquela em a) do item 4.2, não pode ser inferior a 4,0 kn/m²; f) impacto do lançamento do concreto: As cargas variáveis em alguns casos, já incluem os efeitos normais de impacto. Entretanto, devem ser considerados no projeto, além dos valores estáticos das cargas, também os efeitos dinâmicos ou de impactos causados por máquinas, equipamentos utilizados no lançamento do concreto etc.; g) o impacto máximo a ser considerado no lançamento do concreto sobre a face horizontal da fôrma está limitado ao esforço resultante do lançamento de uma altura de 0,20 m acima do nível acabado; h) no caso de alturas maiores que 0,20 m, o cálculo deve prever sobrecargas adicionais; i) vibrações do concreto e as decorrentes de equipamentos de adensamento do concreto; j) pressões de vento conforme determinações da ABNT NBR 6123, sendo que não deve ser inferiores a 0,6 kn/m²; k) quando utilizadas plataformas de trabalho, deve ser considerada a

39 35 sobrecarga mínima de 1,5 kn/m². l) esforços horizontais aplicados nas laterais das fôrmas da laje, para efeito de cálculo de contraventamento e/ou ancoragem em pontos fixos externos, devem ser adotados iguais a 5% da carga vertical aplicada neste mesmo nível nos dois sentidos principais da laje, se não considerados os efeitos dinâmicos devidos a bombas de concreto. Neste caso, deve-se considerar este efeito somado ao primeiro esforço horizontal; m) cargas provenientes da pressão horizontal do concreto [...]. Segundo Pfeil (1987) a fôrma é apoiada em vigas denominadas barrotes colocadas a espaços regulares sendo que, os apoios das fôrmas são fixados por pregos (ver figura 21 e 22). Figura 21 - Viga. 1-assoalho de fôrma da laje;2- fôrmas laterais da viga;3- fôrma do fundo da viga;5- barrote de apoio da fôrma de laje; 6- barrote de apoio da fôrma de fundo da viga; 7- gravata ou gastalho;8- escora do gastalho;9- calço da escora (chapuz);10-mãos francesas para fixação do barrote;11- tala de fixação do barrote no pontalete;12 pontalete. Fonte: (PFEIL,1987,p.56). Figura 22 - Vigas em forma de U.1-assoalho da fôrma da laje;2-fôrmas laterais da viga; 3-fôrma do fundo da viga;4-cantoneiras colocadas nos ângulos da fôrma, para evitar cantos vivos; 7- gravata ou gastalho. Fonte: (PFEIL,1987,p.56).

40 36 Figura 23 - Elementos constituintes do sistema de fôrmas vigas. Fonte: Freire (2001). Figura 24 -Diferentes tipos de estruturação e travamento do molde de viga.a)painéis não estruturados em tábuas,mão francesa em sarrafo e travamento com sarrafo pregado na parte superior e sarrafo de pressão;b) painéis em chapa de compensado estruturados com sarrafos e travamento com gastalho metálico; c) painéis em tábua estruturados com pontaletes e travamento com sarrafo de pressão e barra de ancoragem. Fonte: Adaptado de Peters apud Freire (2001) Segundo Freire (2001), os painéis que compõem o conjunto da fôrma de viga podem ter estruturação longitudinal (sarrafos paralelos na direção da viga), ver figura 23, transversal (sarrafos transversalmente a viga) ver figura 24, ou mista. A mão-francesa pode ser utilizada tanto para travar o molde como garantir o posicionamento do conjunto. O gastalho tem função de resistir às pressões laterais do concreto, servindo assim como travamento. O garfo serve tanto para o escoramento como travamento. (Ver figura 25).

41 37 Figura 25 - Corte de fôrma de viga de borda com escoramento/travamento com garfo de madeira e mão-francesa em sarrafo. Fonte: Cristiani apud Freire (2001) Pilares Segundo Freire (2001), o molde de pilares é constituído por painéis laterais e de fundo (ver figura 26). Os painéis laterais servem para travar as paredes de fundo. A ligação das peças a todos os painéis é feita pela Gravata é o nome dado a um tipo específico de travamento (ver figura 27). Os gastalhos, que ficam no início do pilar, servem para locar os pilares e conter o empuxo do concreto na parte inferior da fôrma, que tem como característica o travamento. Os tirantes, definidos como travamento, resistem à tração do empuxo do concreto (ver figura 28). São divididos em três tipos: barras de ancoragem com porcas, tensores, ou fios de aços amarrados as vigas de travamento (ver figura 29). As vigas de travamento, posicionadas na vertical e na horizontal resistem à flexão originada pelo carregamento horizontal (ver figura 30 e 31).

42 38 Figura 26 - Perspectiva de uma fôrma para pilar com molde formado por painéis estruturados (painéis menores) e não estruturados (painéis maiores) e com travamento constituído por sarrafos, pontaletes, vigas horizontais e barras de ancoragem. Fonte: Freire (2001) Figura 27 - Detalhe gravatas (travamento) Fonte: A autora (2011)

43 39 Figura 28 - Corte do pilar com fôrma com travamento composto por vigas de travamento, barras de ancoragem e tensores e mão-francesa com sarrafo. Fonte: Freire (2001) Figura 29 Detalhe perereca Fonte: A autora (2011)

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