UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LAÍSA DO ROSÁRIO SOUZA CARNEIRO

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1 UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL LAÍSA DO ROSÁRIO SOUZA CARNEIRO ESTUDO GERAL DOS PRINCIPAIS SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO NO BRASIL: ANÁLISE DOS PRINCIPAIS ASPECTOS NORMATIVOS, DE CUSTO E TEMPO DE EXECUÇÃO EM DUAS OBRAS NA CIDADE DE BELÉM-PA BELÉM - PA 2013

2 LAÍSA DO ROSÁRIO SOUZA CARNEIRO ESTUDO GERAL DOS PRINCIPAIS SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO NO BRASIL: ANÁLISE DOS PRINCIPAIS ASPECTOS NORMATIVOS, DE CUSTO E TEMPO DE EXECUÇÃO EM DUAS OBRAS NA CIDADE DE BELÉM-PA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil, docentro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade da Amazônia como requisito para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Antônio Massoud Salame. BELÉM-PA 2013

3 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 624. C289e Carneiro, Laísa do Rosário Souza. Estudo geral dos principais sistemas estruturais em concreto prémoldado no brasil: análise dos principais aspectos normativos, de custo e tempo de execução em duas obras na cidade de Belém-Pará / Laísa do Rosário Souza Carneiro. Belém, f.; il.: 21 x 30 cm. Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) Universidade da Amazônia, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia CCET, Curso de Engenharia Civil, Orientador: Prof. Me. Antônio Massoud Salame. 1. Concreto pré-moldado construção civil. 2. Sistemas estruturais construção civil. I. Salame, Antônio Massoud. II. Título.

4 LAÍSA DO ROSÁRIO SOUZA CARNEIRO ESTUDO GERAL DOS PRINCIPAIS SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO NO BRASIL: ANÁLISE DOS PRINCIPAIS ASPECTOS NORMATIVOS, DE CUSTO E TEMPO DE EXECUÇÃO EM DUAS OBRAS NA CIDADE DE BELÉM-PA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil, do Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade da Amazônia como requisito para a obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Antônio Massoud Salame. Banca Examinadora: Data da Aprovação: 9/12/2013. Prof. Antônio Massoud Salame Orientador Prof. Evaristo Rezende Júnior Eng. Jorge Furtado Figueiró BELÉM-PA 2013

5 AGRADECIMENTOS A Deus, fonte de toda sabedoria e inspiração humanas, agradeço pelos caminhos iluminados. Aos meus pais, Irna e Ronaldo Carneiro, minha irmã Juliana, meus avós Rosa, Hoir, José e Joana, tios Duda e Neneca, tia Mércia e primos Eduarda, Pedro e Júlia, por serem rocha de apoio e amor incondicional. Ao meu orientador, Antônio Massoud Salame, pelo grande apoio, dedicação e paciência durante toda a realização deste trabalho. Aos engenheiros Jorge Furtado Figueiró e Alvacir Ropelato, e a toda equipe da PREMAZON Pré-moldados de Concreto LTDA pela grande generosidade, disponibilidade e ajuda prestada na obtenção de dados para o trabalho, sem os quais não seria possível a realização do mesmo. Muito obrigada! Ao engenheiro Luiz Alberto de Carvalho Gomes pela ajuda inicial e pelos contatos com empresas do ramo de pré-moldados em Belém. Ao engenheiro Archimino Cardoso de Athayde Neto (Kimico), pela grande oportunidade de crescimento profissional concedida este ano. Ao Luiz, pelo carinho, companheirismo e torcida ao longo de toda esta etapa. Aos amigos da Capelinha de Lourdes, da Federal e da vida, por serem válvula de escape, pelos risos e bons momentos entre um capítulo e outro.

6 Aquele, pois, que ouve estas minhas palavras e as põem em prática é semelhante a um homem prudente que edificou sua casa sobre a rocha. Caiu a chuva, vieram as enchentes, sopraram os ventos e investiram contra aquela casa; ela, porém, não caiu, porque estava edificada na rocha. Mt 7,

7 RESUMO A industrialização da construção civil vem sendo cada vez mais evidenciada no Brasil e no mundo, sendo a pré-fabricação a estratégia mais utilizada para proporcionar rapidez, racionalização, organização, planejamento, alta produtividade e controle de qualidade, além do menor impacto ambiental nos canteiros de obra. Entretanto, há ainda no Pará poucos estudos sobre as obras pré-moldadas e préfabricadas existentes no Estado. Este estudo objetiva realizar a análise de duas obras pré-fabricadas localizadas em municípios da zona metropolitana de Belém, verificando se estão de acordo com alguns dos principais critérios normativos (ABNT NBR 9062/06), assim como comparar os custos e tempo de execução entre as obras pré-fabricadas e suas correspondentes, simuladas em estrutura metálica e em concreto armado moldado in loco. A análise foi subsidiada por meio de descrição da obra, plantas baixas, processo construtivo, identificação das peças utilizadas, levantamento das ligações entre elementos, medições in loco de dimensões e desaprumos, além do registro fotográfico das construções como um todo e os dados relativos à custo.a análise dos critérios normativos revelou que as obras estudadas estão de acordo com o que é prescrito pela norma. Os custos entre as obras préfabricada e metálica são equivalentes. Na análise comparativa com a obra moldada in loco, a estrutura pré-fabricada mostrou-se um pouco mais cara (cerca de 7,48%), considerando-se as perdas com materiais durante a execução da obra convencional e os juros de empréstimo simulados no tempo extra de execução desta obra. Os painéis de vedação apresentaram um custo muito superior ao da alvenaria (234,45%), considerando as perdas com materiais desta última, entretanto, o tempo de montagem dos painéis foi significativamente menor (apenas 3,56% da alvenaria). Considerando estes resultados, para os casos em que o fator tempo é decisivo, isto é, há a necessidade de se entregar a obra num curto prazo ou em casos de obras com fins comerciais, nas quais o tempo de execução é um aspecto determinante no retorno financeiro do empreendimento, o emprego de pré-fabricados torna-se vantajoso em comparação com estruturas moldadas no local. Palavras-chave:Concreto pré-fabricado. Análise de custo e tempo de execução e montagem. Aspectos normativos.

8 ABSTRACT The industrialization of construction has been increasingly evident in Brazil and the world, pre -fabrication is the most used strategy to provide fast, rationalization, organization, planning, high productivity and quality control, as well as lower environmental impact in the beds of work. However, there are still few studies in Pará on precast works and existing prefabricated in the state. This study aims to perform the analysis of two prefabricated works located in municipalities of the metropolitan area of Belém, checking whether they agree with some of the major normative criteria (ABNT NBR 9062 / 06), as well as compare costs and execution time between prefabricated and their corresponding works, simulated metal frame and reinforced concrete cast in situ. The analysis was supported by the description of the work, floor plans, construction process, identification of parts used, mapping the links between elements, in situ measurements of dimensions and desaprumos beyond the photographic record of the construction as a whole and the data relating to cost.the analysis of normative criteria revealed that the works are studied in accordance with what is prescribed by the standard. Costs between prefabricated and metal works are equivalent. In the comparative analysis with the work shaped spot, the prefabricated structure proved to be a bit more expensive (about 7.48 %), considering the loss of materials during execution of conventional work and interest loan simulated the extra execution time of this work. The fence panels showed a much higher than that of masonry ( %) cost, considering the material losses of the latter, however, the assembly time of the panels was significantly lower (only 3.56 % of the masonry). Considering these results, for cases in which the time factor is decisive, there is a need to deliver the project within a short period or in cases of works for commercial purposes, in which the execution time is a decisive factor in the return finance the project, the use of prefabricated becomes advantageous compared to molded structures on site. Keywords: Precast concrete. Cost analysis and runtime and assembly. Normative aspects.

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Principais características das fases da evolução da Meca 21 Figura 2 - Aquedutos construídos pelos romanos nos tempos do Império na França (esq.) e na Espanha (dir.) 25 Figura 3 - Período do pós-guerra europeu. Necessidade de reconstrução rápida e escassez de mão-de-obra. Estímulo à evolução e aplicação da tecnologia do concreto pré-moldado. 26 Figura 4 - Exemplo de edificação pré-moldada na Polônia construída no período do pós-guerra. 27 Figura 5 - Hipódromo da Gávea no Rio de Janeiro, construído em Figura 6 - Vista de um dos pavilhões do Cortume Franco-Brasileiro, em fase final de execução, com tesouras em Viga Vierendeel curva e terças perfuradas. 29 Figura 7 - Edifícios do CRUSP (Cidade Universitária Armando Salles de Oliveira). 30 Figura 8 - Traves aporticadas apoiando a cobertura e os elementos de fachada, distantes entre si de 5 e 12m 33 Figura 9 - Trave aporticada com concreto celular ou lajes alveolares como elementos de cobertura. 34 Figura 10 - Trave aporticada e cobertura com painéis nervurados protendidos. 34 Figura 11 - Diretrizes para vãos em traves planas. (dimensões em m) 35 Figura 12 - Galpão feito com Estrutura de Trave Aporticada em Belém-PA (esq.) e realização da ligação de uma viga sobre um pilar deste galpão por meio de consolo e chumbador (dir.) 36 Figura 13 - Estrutura de esqueleto pré-moldada típica com núcleo central para prover estabilidade horizontal. 37 Figura 14 - Exemplo de edificação com estrutura pré-moldada em esqueleto. 38 Figura 15 - Painéis pré-fabricados portantes 39 Figura 16 - Painéis de fechamento 39 Figura 17 - Estrutura com fechamento em painel pré-moldado para Loja Comercial 40 Figura 18 - Ilustração do Sistema Completo de Paredes. 42 Figura 19 - Figura 20 - Figura 21- Esquema da construção com paredes portantes perpendiculares à fachada. Esquema de edifício de apartamentos com paredes portantes na fachada. Exemplo de núcleo central pré-moldado Figura 22 - Pisos com lajes alveolares em concreto protendido ou armado

10 Figura 23 - Sistemas compostos por meio de placas (painéis) pré-moldadas 47 Figura 24 - Sistemas compostos por lajes com vigotas 48 Figura 25 - Sistemas Celulares Pré-fabricados: a) Elementos celulares fechados. b) Elementos celulares abertos de seção U. 49 Figura 26 - Banheiro pré-fabricado com sistema celular 49 Figura 27 - Banheiro pré-fabricado com sistema celular. 50 Figura 28 - Painéis solidarizados com capa de concreto e malha de distribuição. 51 Figura 29 - Painéis solidarizados por juntas grauteadas 51 Figura 30 - Seções Transversais típicas dos elementos de laje alveolar protendida. 52 Figura 31 - Lajes Alveolares 53 Figura 32 - Seção transversal de laje duplo T. 53 Figura 33 - Lajes Duplo T 54 Figura 34 - Tipos de vigotas 55 Figura 35- Seções típicas e dimensões em vigas com abas invertidas para pisos. 57 Figura 36- Painéis estruturais de concreto pré-moldado 61 Figura 37- Painéis de fechamento 62 Figura 38- Limites para deslocamentos globais. 74 Figura 39 - Esquema de Esforço atuantes e resistentes no colarinho 78 Figura 40- Modelo de esforços na interface do pilar e cálice 78 Figura 41 - Modelo de esforços nas paredes do colarinho 79 Figura 42 - Seções nas juntas entre lajes com transmissão da força cortante. 85 Figura 43- Espessuras médias mínimas de capeamento das lajes. 86 Figura 44 - Exemplos de emendas nas bordas das lajes. 87 Figura 45- Exemplo de ligações de pilares 89 Figura 46- Armadura típica de um consolo curto 90 Figura 47- Modelo biela-tirante para consolo curto. 91 Figura 48- Detalhe de posicionamento de armadura de costura. 94 Figura 49- Detalhes de armadura para consolos em diferentes tipos de peças. 95 Figura 50- Modelo em consolos tipo Gerber 99 Figura 51- Detalhe de armadura em consolo tipo Gerber. 100 Figura 52 - Detalhe de armadura em apoio sem recorte. 102 Figura 53- Distribuidora de alimentos Vista da estrutura pré-fabricada 117

11 Figura 54- Planta de cobertura da distribuidora de alimentos 119 Figura 55- Corte AA da distribuidora de alimentos 120 Figura 56- Montagem das vigas de cobertura I protendidas 121 Figura 57- Figura 56 - Consolos de concreto servindo de apoio para vigas I pré-fabricadas 123 Figura 58- Apoio de vigas I sobre o topo dos pilares 124 Figura 59 - Apoio das vigas de amarração sobre os consolos dos pilares por meio de dentes Gerber 124 Figura 60 - Ligação dos pilares com os blocos de fundação 125 Figura 61 - Vista do galpão 03 da central logística de transportes 126 Figura 62 - Detalhe dos pórticos que formam o galpão 03 da central logística 127 Figura 63 - Detalhe dos painéis de contenção antes da inserção do aterro 127 Figura 64 - Planta baixa do nível +5,80m da central logística de transportes 129 Figura 65 - Corte AA da central logística de transportes 130 Figura 66 - Painéis de contenção sobre caminhão munck 131 Figura 67 - Ligação de viga sem recorte na extremidade sobre consolo de pilar 134 Figura 68 - Detalhe da camada de neoprene (parte escura) colocada entre a viga e o consolo do pilar pré-fabricados 134 Figura 69 - Ligação viga-pilar por meio de dente Gerber 135 Figura 70 - Ligação de painel com pilar pré-fabricados 135 Figura 71 - Ligação de pilar com bloco de fundação 136 Figura 72 - Medição de seção de um dos pilares da obra em estudo 139 Figura 73 - Medição de prumo de um dos pilares da obra em estudo 139 Figura 74 - Vista da cobertura da distribuidora de alimentos 142 Figura 75 - Figura 76 - Vista da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes 147 Vista dos painéis de vedação do galpão 03 da central logística de transportes 148

12 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Medidas de comprimento recomendadas para os vãos nos tipos de estruturas pré-moldados 35 Tabela 2 - Dimensões de painéis para Sistemas de Parede. 41 Tabela 3 - Indicações de dimensões e pesos próprios dos principais tipos de pisos pré-moldados. 45 Tabela 4 - Dimensões normais para vigas de cobertura com altura variável 58 Tabela 5 - Tolerâncias de fabricação para elementos pré-moldados 67 Tabela 6 - Limites de deslocamentos horizontais globais. 73 Tabela 7 - Limites para deslocamentos verticais de elementos de cobertura 73 Tabela 8 - Limites para deslocamentos verticais de elementos de piso ou elementos lineares. 75 Tabela 9 - Valores de espessura e largura mínimos, máximos e médios dos pilares da distribuidora de alimentos, aferidos em medição local 137 Tabela 10 - Valores de desaprumo dos pilares da distribuidora de alimentos 138 Tabela 11 - Valores de espessura e largura mínimos, máximos e médios dos pilares da central logística de transportes, aferidos em medição local 140 Tabela 12 - Valores de desaprumo dos pilares da central logística de transportes 140 Tabela 13 - Lista de peças pré-fabricadas constituintes da cobertura do galpão, suas quantidades, volumes e preços. 143 Tabela 14 - Custo total da cobertura pré-fabricada da distribuidora de alimentos 144 Tabela 15 - Volume total de concreto pré-fabricado da distribuidora de alimentos 145 Tabela 16 - Pesos em kn/m² para elementos de estruturas metálicas. 145 Tabela 17 - Elementos que constituem a edificação localizada no interior galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. 149 Tabela 18 - Elementos pré-fabricados componentes do térreo da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. 149 Tabela 19 - Elementos componentes do mezanino da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. 150 Tabela 20 - Lista de elementos pré-fabricados componentes da cobertura da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. 150 Tabela 21 - Painéis de vedação constituintes do galpão 03 da central logística de transportes, suas quantidades, volumes e preços. 157 Tabela 22 - Tempo de execução da alvenaria convencional em tijolo cerâmico chapiscado e rebocado, segundo o TCPO

13 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO PROBLEMATIZAÇÃO JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos HIPÓTESE METODOLOGIA Análise de Custo e Tempo de Execução 19 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA BREVE HISTÓRICO DAS ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS Industrialização da Construção Civil e o uso de Pré-moldados No mundo No Brasil SISTEMAS ESTRUTURAIS PRÉ-MOLDADOS MAIS UTILIZADOS Sistemas estruturais em esqueleto e sistemas aporticados Estruturas de Traves Planas (Aporticadas) Estruturas em Esqueleto Estruturas de Painéis Estruturais Sistemas estruturais de parede Sistema completo de paredes Sistemas de parede no contorno (sistema envelope ) Núcleos centrais e poços de elevadores Sistemas Pré-moldados para Pisos Sistemas Celulares TIPOS DE ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS Lajes Lajes Alveolares Lajes Duplo T (Lajes Pi) Lajes Nervuradas Pré-Moldadas Vigas 57

14 Vigas T invertidas e Vigas L Vigas Calha Vigas de Cobertura Pilares Pilares de Fechamento Pilares de Pórtico Pilares de Ponte Rolante Pilares de Multipavimentos Painéis Painéis Estruturais (Portantes) Painéis de Fechamento Fundações Estacas Pré-moldadas ASPECTOS GERAIS DA NBR 9062/ Projeto de estruturas pré-moldadas Processos de cálculo Generalidades Análise da Estabilidade Projeto de Elementos Pré-Moldados Ligações Esforços solicitantes Materiais Produção de Elementos Pré-Moldados Manuseio, Armazenamento e Transporte de Elementos Pré- Moldados Montagem de Elementos Pré-Moldado Controle de Qualidade e Inspeção VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS PRÉ-FABRICADOS ESTUDO DE CASO EM OBRAS COM O USO DE ESTRUTURAS PRÉ-FABRICADAS NA CIDADE DE BELÉM-PA MÉTODO DE ABORDAGEM ESTUDO DE CASO Caso I - Distribuidora de Alimentos Descrição 118

15 Plantas Processo Construtivo Peças Utilizadas Ligações Caso II - Central Logística de Transportes Descrição Plantas Processo Construtivo Peças Utilizadas Ligações ANÁLISE DOS RESULTADOS ANÁLISE DAS OBRAS DE ACORDO COM OS PRINCIPAIS CRITÉRIOS NORMATIVOS DA ABNT NBR Caso I Caso II ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS E TEMPO DE EXECUÇÃO Entre Estrutura de Concreto Pré-fabricado e Estrutura Metálica Distribuidora de Alimentos Entre Caso II Estrutura de Concreto Convencional Moldado in loco Central Logística de Transportes Edificação em concreto pré-fabricado versus edificação em concreto convencional moldado in loco Painéis de vedação versus alvenaria convencional com tijolo cerâmico chapiscado e rebocado CONSIDERAÇÕES FINAIS 163 REFERÊNCIAS 165

16 15 1 INTRODUÇÃO Segundo Ordóñez (1974), industrialização da construção é o emprego, de forma racional e mecanizada, de materiais, meios de transporte e técnicas construtivas para se conseguir uma maior produtividade. A busca por métodos construtivos mais eficientes, desde o projeto da edificação até seu acabamento, é frequente na indústria da construção civil. Neste sentido, a utilização de sistemas estruturais industrializados, como é o caso dos sistemas em concreto pré-moldado e pré-fabricado, mostra-se como uma solução a muitas exigências do mercado, que demanda obras cada vez mais rápidas, econômicas, duráveis e sustentáveis. Por se tratar de um processo industrializado, baseando-se por isso, em ações organizacionais e inovações tecnológicas, a pré-fabricação de elementos estruturais em concreto possibilita um maior controle de qualidade da produção, com consequente aumento na durabilidade da construção, maior rapidez de execução (uma vez que as peças chegam na obra prontas para a montagem) e maior economia (pois dispensam o uso de fôrmas e parte da mão-de-obra usualmente utilizada no canteiro). Segundo Campos (2002), por apresentar tais características, a pré-fabricação apresenta-se hoje como a forma mais viável e mais difundida de industrialização da construção. O desenvolvimento do concreto pré-moldado teve seu grande impulso no quarto de século que se seguiu à Segunda Guerra Mundial. Neste período, no qual [...] a Europa encontrava-se destruída e devastada, a necessidade de reconstrução rápida e a escassez de mão de obra estimularam a evolução e aplicação da tecnologia do concreto pré-moldado, principalmente em habitações, galpões e pontes, concentrando inicialmente tal desenvolvimento na Europa Ocidental e posteriormente para a Europa Oriental. (EL DEBS, 2000, p.55). A primeira notícia que se tem de uma obra de grande porte com a utilização de pré-moldados no Brasil, refere-se à execução do hipódromo da Gávea, no Rio de Janeiro, em (VASCONCELOS, 2002). Entretanto, a industrialização da construção civil brasileira só veio a ganhar força no fim da década de 50. Nesta época, conforme Vasconcelos (2002), na cidade de São Paulo, a Construtora Mauá, especializada em construções industriais, executou vários galpões pré-moldados no

17 16 próprio canteiro de obras. Tal processo economizava tempo e espaço no canteiro. Mais tarde, em 1964, também no estado de São Paulo, foi executada a primeira obra de pré-moldada de múltiplos pavimentos: os Edifícios do CRUSP (Cidade Universitária Armando Salles de Oliveira). Do total de doze prédios, com doze pavimentos cada, seis deles foram construídos com o uso de pré-moldados, executados pela firma Ribeiro Franco S.A. de São Paulo, com projeto estrutural do engenheiro Henrique Herweg. Nos últimos anos, a instalação de fábricas de pré-moldados em Belém vem ampliando o número de obras que utilizam tal tecnologia na cidade. Devido às vantagens oferecidas por este método construtivo, tais como a possibilidade de se alcançar grandes vãos, rapidez de execução, durabilidade e canteiros de obra limpos, o concreto pré-moldado afigura-se como uma boa solução para obras de grande porte na capital paraense. 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO Há necessidade de se verificar a situação das obras em concreto prémoldado existentes na capital do Pará, especialmente quanto aos seus aspectos normativos, pois, embora exista uma norma brasileira, cuja função é fundamentar toda obra pré-moldada (ABNT NBR 9062/06), são encontradas, ainda hoje, muitas obras realizadas em desacordo a mesma. Além disso, ao optar por um sistema pré-moldado, é importante que seja levada em conta a análise dos custos versus o tempo de execução da obra, pois, uma vez que constam num sistema industrializado de produção, os pré-moldados requerem um maior investimento inicial. Por outro lado, apresentam rapidez na montagem das peças, as quais já vêm prontas da fábrica. Desta forma, é importante estudar a relação destes dois parâmetros (custo e tempo de execução), a fim de verificar a viabilidade econômica das obras. 1.2JUSTIFICATIVA A industrialização da construção civil vem conquistando cada vez mais espaço no setor de construção brasileiro e as obras pré-moldadas já ocupam muitos canteiros no país. Esta tendência está associada às vantagens que o método

18 17 construtivo, que emprega a pré-fabricação de peças de concreto, apresenta em relação aos métodos tradicionais, tais como maior controle de qualidade do produto final, rapidez, durabilidade, economia e sustentabilidade. O conhecimento detalhado de um produto ou serviço é fundamental para promover sua difusão e desenvolvimento. Entretanto, há ainda no Pará poucos estudos sobre as obras pré-moldadas e pré-fabricadas existentes no Estado. O conhecimento aprofundado destas, concretizado na realização de análise segundo alguns dos principais critérios normativos prescritos pela ABNT NBR9062/06, e através de um estudo que compara custos e tempo de execução entre obras préfabricadas e suas correspondentes em concreto convencional e em estrutura metálica, é de grande importância para auxiliar o desenvolvimento e a difusão deste setor da construção no Estado, a fim de nivelá-lo ao nacional. 1.3 OBJETIVOS Objetivo Geral Será feito um estudo sobre os principais sistemas estruturais em concreto pré-moldado utilizados atualmente no Brasil, destacando suas peculiaridades, vantagens, aplicações, bem como os principais critérios normativos Objetivos Específicos Realizar o levantamento e a análise de duas obras pré-fabricadas em municípios da zona metropolitana de Belém, verificando se uma destas está de acordo com alguns dos principais critérios definidos pela ABNT NBR 9062/06 Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-moldado. Realizar-se-á, também, um estudo comparativo dos custos e tempo de execução entre as obras préfabricadas e suas correspondentes em estrutura metálica e em concreto armado moldado in loco.

19 HIPÓTESE A obra estudada está de acordo com alguns dos principais critérios normativos definidos pela ABNT NBR 9062/06 Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-moldado. As duas obras apresentam vantagens em relação ao custo-benefício, quando comparadas a obras análogas em estrutura metálica e em concreto armado moldado in loco. 1.5 METODOLOGIA Será feito um estudo sobre os principais Sistemas Estruturais em Concreto Pré-moldado utilizados no Brasil. Realizar-se-á um aprofundamento da Norma Brasileira de Pré-moldados (ABNT NBR 9062/06 Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-moldado), destacando seus principais aspectos e peculiaridades. Foram selecionadas duas obras pré-fabricadas em municípios do Estado do Pará, as quais servirão de estudo de caso para o trabalho, com o intuito de se alcançar os objetivos específicos propostos. Será feita, deste modo, a análise das obras sob alguns dos principais aspectos normativos da ABNT NBR 9062 (2006). Esta análise será subsidiada por meio de: Descrição da obra; Obtenção das plantas baixas; Apresentação do processo construtivo; Identificação das peças utilizadas; Levantamento das ligações entre elementos; Medições in loco de dimensões e desaprumos; Registro fotográfico das obras como um todo e de detalhes construtivos; Descrição de outras características que forem pertinentes dentro do processo construtivo.

20 Análise de Custo e Tempo de Execução Será acrescentado ao estudo de caso, uma análise comparativa de custos e tempo de execução e montagem, seguindo o seguinte racional: a) Comparação do custo da cobertura deum galpão constituído por elementos pré-fabricados com a cobertura de um galpão metálico de mesmas dimensões. b) Comparação do custo e do tempo de execução de uma edificação de três níveis em concreto pré-fabricado, localizada no interior de um galpão com uma edificação executada em concreto armado moldado in loco de mesmas dimensões. c) Comparação do custo e do tempo de execução dos painéis de vedação de um galpão com alvenaria convencional em tijolo cerâmico chapiscado e rebocado de mesmas dimensões. Para que estas análises sejam feitas, serão levantados: a) O custo por m³ de concreto pré-fabricado na empresa fabricante dos elementos. b) O volume total das obras pré-fabricadas, por meio da soma do volume individual das peças constituintes. c) O custo total da cobertura de um galpão metálico equivalente ao préfabricado. d) O custo total de uma edificação em concreto armado moldado no local, equivalente à pré-fabricada. e) O tempo de execução dos painéis pré-fabricados e da alvenaria, e uma estimativa do tempo extra de execução da estrutura moldada in loco em relação à pré-fabricada.

21 20 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 BREVE HISTÓRICO DAS ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS Industrialização da Construção Civil e o uso de Pré-moldados Os avanços no campo da construção são lentos, às vezes extemporâneos, mas invariavelmente obedecem ao influxo dos grandes movimentos econômicos e históricos, sejam eles coletivos, envolvendo comunidades inteiras, ou mais específicos, de menor abrangência social. A industrialização está essencialmente associada aos conceitos de organização e de produção em série, os quais devem ser entendidos analisando-se de forma mais ampla as relações de produção envolvidas e a mecanização dos meios de produção. Portanto, a mecanização, caracterizada como a evolução das ferramentas e máquinas para a produção de bens, vem identificar a própria história da industrialização (BRUNA, 1976). Segundo Bruna (1976), três grandes fases caracterizam a evolução da mecanização: A primeira, que assinala os primórdios da era industrial, assiste ao nascimento das máquinas genéricas ou polivalentes. Estas, pelo fato de poderem ser reguladas livremente, reproduzem, de certa forma, as mesmas ações artesanais anteriormente executadas pelos empregados, diferindo destas pelo fato de serem movidas por outra energia, diversa da muscular ou natural localizada. A segunda fase corresponde à transformação dos mecanismos no sentido de ajustá-los à execução de determinadas tarefas. Deste modo, a máquina motorizada e regulada substitui o homem na capacidade de repetir um ciclo sempre igual. Finalmente, a terceira fase, que teve início por volta dos anos 50 do século XX, deu origem ao processo conhecido por Segunda Revolução Industrial. Nesta fase, observa-se de forma gradual a substituição das atividades exercidas pelo homem sobre e com a máquina, por mecanismos: a diligência, a avaliação, a memória, o raciocínio, a concepção, a vontade, etc., são substituídos por aparelhos mecânicos ou eletrônicos ou, genericamente, por automatismos.

22 21 A figura 1 apresenta, de forma resumida, as principais características de cada uma destas fases, sendo a primeira marcada pela manufatura, a segunda pela mecanização e a terceira pela industrialização: Figura 1 Principais características das fases da evolução da mecanização Fonte: Bruna (1976). No que se refere à industrialização da construção, apesar de existir semelhanças entre esta e outros ramos industriais, sua produção apresenta alguns aspectos peculiares, principalmente no caso da construção habitacional. Os principais aspectossão: a maior interação da construção com a natureza; a necessidade de fundação, que depende de fatores condicionantes locais; o grande número de fornecedores; o porte, entre outros. Estes aspectos conferem à indústria da Construção Civil uma particular complexidade, distinguindo-a dos demais segmentos industriais. Durante muito tempo, a indústria da construção se acomodou, por acreditar se tratar de uma atividade artesanal. Conforme El Debs (2000),a construção civil apresenta características de uma indústria atrasada, quando comparada a outros ramos industriais, por apresentar, de maneira geral, baixa produtividade, grande desperdício de materiais, morosidade e baixo controle de qualidade. Para reverter este quadro,oliveira (2002) vê a racionalização como importante ferramenta para se atingir a industrialização da construção, uma vez que este conceito pressupõe eficiência no processo de produção, que é obtida por meio da organização, planejamento, continuidade executiva e repetitividade. Neste âmbito, Gehbauer (2004) apresenta que o sucesso de um empreendimento depende do máximo de racionalidade aplicada no desenvolvimento dos projetos e das atividades produtivas, realizados com o menor trabalho e tendo

23 22 como meta os menores custos, com a mais elevada taxa de produtividade e máximo de segurança no ambiente de trabalho. Assim, após longo período de atraso tecnológico, a indústria da construção civil tem buscado mais eficiência nos processos construtivos e procurado minimizar os desperdícios. Para isso, muitos conceitos da indústria tradicional foram incorporados, desde as técnicas gerenciais até a automação das etapas de fabricação. Dentro deste contexto, as estruturas pré-moldadas e pré-fabricadas em concreto estrutural passaram a ocupar espaço na construção civil. A NBR Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-Moldado (ABNT, 2006) apresenta as seguintes definições: Elemento pré-moldado: é aquele moldado fora do local de utilização definitiva na estrutura, em instalações temporárias no próprio canteiro de obra, por exemplo, e que dispensa a existência de laboratório e demais instalações congêneres próprias, isto é, sua produção não necessita de rigoroso controle de qualidade. Elemento pré-fabricado: todo elemento pré-moldado executado industrialmente, em instalações permanentes de empresa destinada para este fim, apresentando, por isso, rigoroso controle de qualidade. Deve atender aos requisitos mínimos de mão-de-obra qualificada e realização de ensaios e testes no recebimento da matéria-prima dos elementos pela empresa, antes de sua utilização. As principais vantagens do uso de estruturas pré-moldadas e pré-fabricadas são: otimização do controle de qualidade, redução da mão-de-obra, redução do tempo de execução, maior precisão administrativa e menor índice de acidentes de trabalho. Somado a isso, pode-se observar também menor influência das condições climáticas sobre este tipo de estrutura, maior preservação do meio ambiente, maior resistência aos incêndios e maior durabilidade, já que se trata de um concreto de melhor qualidade. Por apresentar tais características, a pré-fabricação consolidou-se como a forma mais viável e mais difundida de industrialização da construção (CAMPOS, 2002). A pré-fabricação envolve sempre atividades no local, mesmo que inclua apenas a etapa de montagem. Em função disso, é possível identificar alguns índices de pré-fabricação. Estes índices podem ser definidos em função de:

24 23 - custos, caracterizados pela relação entre o custo dos elementos préfabricados e o custo da construção. -tempos, representados pela relação entre o tempo consumido em fábrica e o tempo total (fábrica + obra). Quanto maiores forem esses índices, maior será o grau de industrialização de um determinado sistema construtivo. Segundo Dorfman (2002), do ponto de vista do sistema construtivo, as estruturas pré-fabricadas são agrupadas em sistemas de ciclo fechado e aberto. A pré-fabricação de ciclo fechado foi a primeira a ser utilizada e a que mais rapidamente sedifundiunos anos 50 e 60, inicialmente com os grandes painéis de concreto que marcaram a reconstrução da Europa no período pós Segunda Guerra Mundial. Cerca de 10 anos depois, o Brasil experimentava este tipo de préfabricação, realizado com base em elementos disponíveis no mercado, cujo objetivo maior era alcançar uma produção mais barata e uma montagem rápida, visando reduzir custos. Para Mandolesi (1981, p. 55), o sistema fechado só se viabiliza economicamente quando são considerados somente os custos de construção, desconsiderando a manutenção, alteração para adequação e ampliação e, mesmo assim, para um grande número de unidades. Ao longo do tempo, foi observado o declínio do uso do sistema construtivo fechado, pois este era desenvolvido a partir de um projeto arquitetônico único, que lhe servia de modelo e não permitia variações na disposição e nas dimensões dos cômodos, das janelas, das portas ou de qualquer componente da moradia (DORFMAN, 2002). Por outro lado, segundo Bruna (1976), nos sistemas de ciclo aberto se observa a produção de componentes industrializados destinados ao mercado e não, exclusivamente, às necessidades de uma só empresa. Conforme Ferreira (2003), este tipo de sistema surgiu na Europa com a proposta de uma pré-fabricação de componentes padronizados, os quais poderiam ser associados com produtos de outros fabricantes, onde a modulação e a padronização de componentes fornecem a base para a compatibilidade entre os elementos e subsistemas. A tendência de industrialização de ciclo aberto e a política de produção de componentes deram margem ao aparecimento, no final da década de 1980 e início dos anos 1990, daquilo que se convencionou chamar na Europa de a "segunda

25 24 geração tecnológica" no campo da industrialização da construção, onde os sistemas construtivos de ciclo aberto passaram a ser a marca (CAMPOS, 2005, p. 45). De acordo com Macedo (2003), as características desta segunda geração, as quais definem os sistemas abertos de pré-fabricação são: a) A coordenação dimensional, que possibilita unir o maior número de elementos e produtos de distintas procedências. b) O catálogo de elementos padronizados, que possibilita ao usuário uma ampla informação sobre o produto, de modo a facilitar o seu emprego. c) A flexibilidade dos processos de produção, de modo a atender encomendas de produtos especiais, tirando de linha produtos que se tornam obsoletos, combatendo a tendência de fechamento paulatino do processo. d) A montagem dos componentes pré-fabricados por terceiros, já que os fabricantes preferem se responsabilizar, sobretudo, pelo bom comportamento de seus produtos. e) A possibilidade de manter elementos de catálogo em estoque, especialmente se ocupam pouco volume. Portanto, o sistema de produção de ciclo aberto tem proporcionado aumento do emprego de pré-fabricados na construção civil, já que o mesmo além de tornar a indústria do setor mais atraente do ponto de vista comercial, possibilita também certa plasticidade na concepção de projetos, o que não ocorre em sistemas de ciclo fechado (SILVA, 2003). Há ainda uma terceira geração de sistemas pré-fabricados para edificações apresentada por Elliot (2002), a qual possui alto grau de especificação e vem sendo moldada nos últimos 20 anos na Europa. Neste contexto, a indústria da construção é chamada para o projeto multifuncional, no qual o uso otimizado de todos os componentes que formam a edificação deve ser maximizado. Assim, esta terceira geração de pré-fabricação está sendo chamada, em caráter preliminar, de sistemas de ciclos flexibilizados, por entender que não apenas os componentes são abertos, mas o sistema como um todo, portanto, o projeto também passa a ser necessariamente aberto e flexibilizado, afim de se se adequar a qualquer tipologia arquitetônica. Para que esta nova realidade tecnológica seja possível, no entanto, é necessário que ocorra uma mudança na forma tradicional de concepção e de projeto dos sistemas pré-moldados de concreto.

26 No Mundo Segundo Vasconcelos (2002), não se pode precisar a data em que a prémoldagem começou, uma vez que o próprio nascimento do concreto armado ocorreu com a pré-moldagem de elementos fora de seu local definitivo de uso. Por isso, afirma-se que a pré-moldagem começou com a invenção do concreto armado. No entanto, historicamente, os primeiros registros que se tem do uso de prémoldados remontam a Roma Antiga, onde os romanos, procurando maneiras de fortalecer sua infraestrutura em todo o império, encontraram no concreto um material adequado para a realização de seus projetos arquitetônicos. Em seguida, eles começaram a desenvolver formas que lhes permitisse moldar o concreto em muitos tamanhos e usá-los durante todo seu processo de construção. Grande parte da infraestrutura da Roma Antiga, tais como seus aquedutos e túneis, foi construída seguindo esta inovação dos pré-moldados. (FIGURA 2) Figura 2 Aquedutos construídos pelos romanos nos tempos do Império na França (esq.) e na Espanha (dir.) Fonte:Wikipedia (2007) Em 1905, o engenheiro inglês John Alexander Brodie, em Liverpool, foi o primeiro a desenvolver e aperfeiçoar a ideia de usar formas de concreto prémoldado no projeto arquitetônico moderno. Contudo, apesar do uso de prémoldados ter se difundido em toda a Europa Oriental, sua aplicação na arquitetura britânica nunca ganhou força.

27 26 Conforme Ordonéz (1974, p.45), todavia, a história da pré-moldagem como manifestação mais significativa da industrialização na construção, só ganhou forma, verdadeiramente, no período pós Segunda Guerra Mundial. Nesta época na qual, de acordo com El Debs (2000, p. 53), [...] a Europa encontrava-se destruída e devastada, a necessidade de reconstrução rápida e a escassez de mão-de-obra estimularam a evolução e aplicação da tecnologia do concreto pré-moldado, principalmente em habitações, galpões e pontes, concentrando inicialmente tal desenvolvimento na Europa Ocidental e posteriormente para a Europa Oriental. A figura 3 ilustra a atual situação da Europa e fábricas de pré-moldados construídas no período do pós-guerra: Figura 3 - Período do pós-guerra europeu. Necessidade de reconstrução rápida e escassez de mão-de-obra. Estímulo à evolução e aplicação da tecnologia do concreto pré-moldado. Fonte: Resenha... ([2013]).

28 A partir desta data, Salas (1988) divide a utilização dos pré-fabricados de concreto em três etapas: 27 - De 1950 a 1970 Período caracterizado pela falta de edificações devido à devastação ocasionada pela guerra. Surgiu a necessidade de se construir diversos edifícios, tanto habitacionais quanto escolares, hospitais e industriais (FIGURA 4). Os edifícios erguidos nessa época eram compostos de elementos pré-fabricados produzidos no sistema de ciclo fechado, no qual os componentes procediam do mesmo fornecedor. Conforme Ferreira (2003), utilizando uma filosofia baseada nos sistemas fechados, as obras realizadas no período do pós-guerra europeu na área de habitação criaram um estigma, associando a construção pré-fabricada, durante muitos anos, à uniformidade, monotonia, rigidez na arquitetura e falta de flexibilidade. Além destas questões, as construções massivas, com ausência de avaliação prévia de desempenho dos sistemas construtivos, ocasionaram o surgimento de muitas patologias. Figura 4 Exemplo de edificação pré-moldada na Polônia construída no período do pósguerra. Fonte: Boiça (2006). - De 1970 a 1980 Período marcado por acidentes com alguns edifícios, construídos com grandes painéis pré-fabricados. Esses acidentes culminaram numa rejeição social a esse tipo de construção, além de numa profunda revisão no conceito de utilizaçãonos processos construtivos em grandes elementos pré-

29 28 fabricados. Neste contexto teve início o declínio dos sistemas pré-fabricados de ciclo fechado de produção. - Pós 1980 Esta etapa ficou caracterizada, em primeiro lugar, pela demolição de grandes conjuntos habitacionais, ocorrida devido a um quadro crítico de rejeição social e deterioração funcional. Em segundo lugar, pela consolidação de uma pré-fabricação de ciclo aberto, à base de componentes compatíveis, de origens diversas No Brasil A primeira grande obra brasileira a utilizar elementos pré-moldados de concreto foi o Hipódromo da Gávea, construído pela firma construtora dinamarquesa Christiani-Nielsen, no Rio de Janeiro, em 1926 (FIGURA 5). Nesta obra, préfabricou-se as estacas nas fundações e as cercas no perímetro da área reservada ao hipódromo. A quantidade de estacas, inclusive, constituiu um recorde sulamericano, tendo sido concretadas, no próprio canteiro, 8km de estacas com comprimentos de até 24m (VASCONCELOS, 2002). Figura 5 - Hipódromo da Gávea no Rio de Janeiro, construído em Fonte: Lages (2013). Entretanto, conforme Vasconcelos (2002), apenas na década de 50, através da construtora paulista Mauá, a utilização de elementos pré-moldados ganhou força no país. Especializada em construções industriais, a construtora executou vários

30 29 galpões pré-moldados no próprio canteiro de obras. Tal processo economizava tempo e espaço no canteiro. Sua primeira obra foi a fábrica do Cortume Franco- Brasileiro ( m²), em Barueri, caracterizada por uma estrutura extraordinariamente leve e original, com tesouras em forma de viga Vierendeel curva (FIGURA 6). Além desta obra, a construtora também realizou a execução dos pavilhões da Fábrica ELCLOR, em Rio Grande da Serra; a ampliação do edifício principal da fábrica da Ideal Standard ( m²), em Jundiaí; e os arcos da cobertura pré-moldada do pavilhão da Atlas-Copco, junto à ponte de Socorro em Santo Amaro, SP. Figura 6 Vista de um dos pavilhões do Cortume Franco-Brasileiro, em fase final de execução, com tesouras em Viga Vierendeel curva e terças perfuradas. Fonte: Vasconcelos(2002). Outro marco na evolução do uso de pré-moldados no Brasil foi a construção dos Edifícios do CRUSP (Cidade Universitária Armando Salles de Oliveira), em São Paulo, 1964 (FIGURA 7), caracterizando-se como a primeira obra brasileira de múltiplos pavimentos pré-moldada. Do total de doze prédios, com doze pavimentos cada, seis deles foram construídos com o uso de pré-moldados, executados pela firma Ribeiro Franco S.A. de São Paulo, com projeto estrutural do engenheiro Henrique Herweg.

31 30 Figura 7 Edifícios do CRUSP (Cidade Universitária Armando Salles de Oliveira). Fonte: Wikipedia (2007). A empresa responsável pela obra pré-fabricada executou um excelente trabalho, entretanto, teve que resolver inúmeros problemas oriundos da falta de experiência dos operários, os quais, até então, ainda não tinham trabalhado com um processo construtivo do tipo. As peças foram moldadas no canteiro de obras, onde havia bastante espaço para produção e armazenagem. O ciclo para a produção de cada peça foi de 22 horas. A resistência final do concreto seria de 30 MPa. Foram produzidos painéis de lajes nervuradas com 8m de comprimento, de 30kN, suficiente para que os guindastes com braço de 10m pudessem içá-los, resistindo ao momento de montagem de 300kN.m. A dimensão de cada edifício era de 73,20 x 8,58m, resultando numa área construída de 4.400m². Foram fabricados, ao todo, 1092 pilares, 546 vigas e 2016 painéis de lajes nervuradas (VASCONCELOS, 2002). De acordo com a Associação Brasileira da Construção Industrializada - ABCI (1980), a preocupação com a racionalização, ou com a industrialização propriamente dita, não é tão expressiva até o início da década de 60. A partir dai, foram feitas, de forma não sistemática, algumas experiências com componentes pré-fabricados leves, podendo-se citar os painéis artesanais de concreto de Carlos Milan, os painéis de fibrocimento e os aglomerados de raspas de madeira. Na década de 50, a população urbana brasileira alcançou um grande crescimento, o que culminou num aumento de déficit habitacional, obrigando o governo a criar, em 1966, o Banco Nacional da Habitação (BNH). Este banco

32 31 objetivava, além de diminuir o déficit de habitações, impulsionar o setor de construção civil o qual detinha, na época, 5 % do PIB do país, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE (1987) (SERRA et al, 2005). Oliveira (2002) diz que, no inicio de sua atuação o BNH adotou uma política de desestimulo ao pré-fabricado no setor habitacional, com o intuito de incentivar a utilização maciça de mão-de-obra não qualificada no canteiro. Entretanto, na segunda metade da década de 70, o banco adotou novas diretrizes para o setor, voltando-se para o atendimento das camadas de menor poder aquisitivo e passando a estimular, ainda que timidamente, a introdução de novas tecnologias, dentre as quais se achava a construção com elementos préfabricados de concreto (SERRA et al, 2005). Porém, conforme Oliveira (2002), apesar do BNH ter patrocinado a pesquisa e o desenvolvimento de processos construtivos a base de componentes préfabricados e até organizado a instalação de canteiros experimentais, como o Narandiba, na Bahia, em 1978; o Carapicuíba VII, em São Paulo, em 1980; e o de Jardim São Paulo, em São Paulo, em 1981, a construção destes edifícios apresentou muitos problemas patológicos e de ordem funcional, acrescendo, em muito o custo da sua manutenção e, por isso, alguns tiveram até que ser demolidos. Por esse motivo, após fatos semelhantes, na década de 80 o uso de préfabricados teve uma enorme redução, retornando apenas na década de 90, devido principalmente ao desenvolvimento da cidade de São Paulo, que passou a receber grandes investimentos. 2.2 SISTEMAS ESTRUTURAIS PRÉ-MOLDADOS MAIS UTILIZADOS As considerações gerais no projeto em estruturas pré-moldadas incluem a seleção do sistema estrutural, a otimização do uso dos componentes, o suprimento de serviços (fabricação, transporte e montagem), características especiais e outros itens que requerem especificações, assim como aspectos estéticos e acabamento entre outros requisitos de desempenho (ELLIOT, 2002). Na maior parte dos casos, a seleção dos componentes internos para compor o sistema estrutural é controlada pelas exigências do layout da edificação, tais como a necessidade de vãos maiores, localização, tamanho e orientação dos poços de elevador, caixas de escada e mezaninos, bem como a distribuição do espaço interno

33 32 do edifício. A escolha dos componentes externos é definida pelas características da fachada, onde o projetista pode especificar uma estrutura externa, diferente do arranjo interno, e ajustar os componentes estruturais que adequem tanto aos requerimentos internos quanto externos. Vale ressaltar que em uma obra pré-moldada, o sistema estrutural representa a maior parte dos custos e do peso, sendo que o que é denominado custo da estrutura, compreende o custo do sistema em si e, também, os efeitos causados nas demais etapas da obra, como nas instalações e nos revestimentos. Deste modo, a escolha do sistema estrutural influi diretamente no custo-benefício da obra como um todo (ALBUQUERQUE; EL DEBS, 2005) Sistemas estruturais em esqueleto e sistemas aporticados Os Sistemas estruturais aporticados e em esqueleto, em concreto prémoldado, consistem num conjunto de elementos lineares - vigas e pilares de diferentes formatos e tamanhos, interligados de forma racional entre si a fim de compor um sistema estrutural que seja capaz de suportar e transferir as ações verticais e horizontais dos pavimentos e fachadas para as fundações (VAN ACKER, 2002). As estruturas em esqueleto são propícias para construções que exigem alta flexibilidade arquitetônica, devido à possibilidade do uso de grandes vãos. Oferecem, por isso, maior liberdade no planejamento e disposição das áreas do piso, sem obstrução de paredes portantes internas ou um grande número de pilares internos. Além disso, pelo fato do sistema portante ser, normalmente, independente dos subsistemas complementares da edificação - como os sistemas de fechamento, hidráulicos e elétricos - é fácil adaptar as edificações para mudanças no seu uso, com novas funções e inovações técnicas (ELLIOT, 2002). Este sistema estrutural pode ser empregado em edificações com poucos ou vários pavimentos, tais como indústrias, armazéns, shopping centers, estacionamentos, centros esportivos e grandes escritórios. Existem dois tipos básicos de estruturas de esqueleto em concreto prémoldado:

34 33 A estrutura em esqueleto com traves planas, a qual consiste de pilares e vigas de fechamento (cobertura) e que é empregada em construções de um pavimento, como armazéns e construções industriais. A estrutura em esqueleto aporticada, a qual consiste de pilares, vigas e lajes, sendo empregada em construções de média e maior altura, com poucas paredes de contraventamento. Essa solução é comum em edifícios comerciais, escritórios e estacionamentos Estruturas de Traves Planas (Aporticadas) Uma trave aporticada é constituída, basicamente, de dois pilares e uma viga de fechamento (cobertura). Os pilares são engastados nas fundações e funcionam como uma viga em balanço. A viga é simplesmente apoiada nos pilares, ligando-se a estes por meio de chumbadores. Assim sendo, uma trave plana estável é concebida para resistir às ações verticais e horizontais. O esqueleto total da estrutura é formado por uma série de traves planas posicionadas a certa distância uma das outras (FIGURA 8). A distância entre as traves aporticadas é definida pelo vão da cobertura e pela tipologia construtiva da fachada, tendo o valor de 6 m para peças de concreto celular (FIGURA 9), valores de 6 a 9m para lajes alveolares de cobertura e de 9 a 12m para coberturas com nervuras (FIGURA 10). Figura 8 - Traves aporticadas apoiando a cobertura e os elementos de fachada, distantes entre si de5 e 12m Fonte: Van Acker (2002).

35 34 A distância entre as traves aporticadas é definida pelo vão da cobertura e pela tipologia construtiva da fachada, tendo o valor de 6 m para peças de concreto celular (FIGURA 9), valores de 6 a 9m para lajes alveolares de cobertura e de 9 a 12m para coberturas com nervuras (FIGURA 10). Figura 9 Trave aporticada com concreto celular ou lajes alveolares como elementos de cobertura. Fonte: Van Acker (2002). A transferência de ações verticais se dá dos elementos de cobertura para as vigas e destas para os pilares. Já as ações horizontais, oriundas do vento e de outros efeitos na fachada, são distribuídas para os pilares das traves pela ação de diafragma na cobertura (FIGURA 10). Figura 10 Trave aporticada e cobertura com painéis nervurados protendidos.

36 35 Fonte: Van Acker (2002). O comprimento recomendado para os vãos, para os tipos de estruturas prémoldados descritos acima estão detalhados na tabela 1 e figura 11. Tabela 1 Medidas de comprimento recomendadas para os vãos nos tipos de estruturas pré-moldados Figura 11 - Diretrizes para vãos em traves planas. (dimensões em m) Fonte: Van Acker (2002).

37 36 galpão. A Figura 12 ilustra um exemplo de estrutura aporticada, empregada num Figura 12 Galpão feito com Estrutura de Trave Aporticada em Belém-PA (esq.) e realização da ligação de uma viga sobre um pilar deste galpão por meio de consolo e chumbador (dir.). Fonte: PREMAZON Estruturas em Esqueleto Os sistemas estruturais em esqueleto são muito utilizados em obras prémoldadas de múltiplos pavimentos, de até 20 andares ou mais. Este tipo de sistema é a concepção atualmente mais usual no Brasil. Estas edificações são constituídas de elementos de vigas e pilares com diferentes formas e tamanhos, elementos de laje para pisos, escadas, poços de elevador, dentre outros (FIGURA 13) (ELLIOT, 2002). O pórtico estrutural é normalmente composto por pilares retangulares com comprimento superior à altura de um ou mais pavimentos (geralmente até quatro pavimentos). As vigas possuem, em sua maioria, formato de L ou T invertido, e são conectadas ao topo dos pilares ou sobre consolos de concreto por meio de chumbadores ou mesmo por ligações desenvolvidas especialmente para ficarem embutidas. Quanto às lajes, as do tipo alveolar protendidas são as mais comumente empregadas neste tipo de estrutura.

38 37 Para construções baixas, de até três ou quatro pavimentos, a estabilidade horizontal é conseguida pelo efeito do balanço dos pilares. Todavia, para as estruturas de esqueleto empregadas em múltiplos pavimentos, a solução mais efetiva é utilizar sistemas de contraventamento, independente do número de pavimentos. A rigidez horizontal é conseguida por meio de caixas de escadas, poços de elevadores e paredes de contraventamento. Neste caso, os detalhes das ligações e o projeto das fundações devem ser bastante simplificados. Os núcleos centrais de contraventamento podem ser moldados no local ou pré-moldados na fábrica. Figura 13 Estrutura de esqueleto pré-moldada típica com núcleo central para prover estabilidade horizontal. Fonte: Van Acker (2002). As dimensões típicas dos elementos utilizados em estruturas em esqueleto são apresentadas na Tabela 2. Nas últimas décadas, tem ocorrido um aumento constante no comprimento dos vãos para lajes alveolares protendidas, a fim de atender à necessidade de espaços abertos maiores, especialmente em edifícios administrativos (FIGURA 14). Em alguns países, o conceito de vencer vãos de uma fachada para outra sem apoios intermediários é muito aplicado em edifícios comerciais.

39 38 Figura 14 Exemplo de edificação com estrutura pré-moldada em esqueleto. Fonte: Engströmet al (2008) Estruturas de Painéis Estruturais Os painéis pré-fabricados são considerados uma forma industrializada de paredes moldadas no local, tijolos convencionais ou paredes de alvenaria. São utilizados para fechamentos internos e externos, caixas de elevadores, núcleos centrais, etc (VAN ACKER, 2002; ELLIOT, 2002). Os painéis pré-fabricados são classificados em portantes e de fechamento, e projetados em concreto armado ou simples: - Painéis Portantes: São capazes de resistir às cargas de serviço e ao peso próprio da edificação, transmitindo-os à fundação (BARTH; VEFAGO, 2007). (FIGURA15).

40 39 Figura 15- Painéis pré-fabricados portantes Fonte: MCMV... (2012). - Painéis de Fechamento: Apesar de possuírem função apenas de fechamento (vedação), e por isso, não receberem esforços de cargas acidentais, estes painéis, em seu estado de serviço, devem resistir às cargas devido ao peso próprio, cargas térmicas e àquelas geradas pela ação do vento, transmitindo-as à estrutura principal (BARTH; VEFAGO, 2007). (FIGURA 16). Figura 16 - Painéis de fechamento Fonte: Barth e Vefago (2007).

41 40 De acordo com Elliot (2002), os sistemas de painéis pré-fabricados são muito utilizados em construções residenciais, tanto para casas quanto para apartamentos, mas também são empregados em hotéis, hospitais ou outras edificações com funções semelhantes. Os sistemas de paredes também são utilizados com frequência para compor núcleos centrais, poços de elevadores e paredes de contraventamento para todos os tipos de edificações, além de serem apropriados para servir como paredes corta fogo. Os sistemas estruturais com painéis pré-fabricados oferecem as vantagens de rapidez na construção, acabamento com superfície lisa e pronta para receber pintura, isolamento acústico e resistência ao fogo de até 6 horas. As inconveniências estão relacionadas a uma menor flexibilidade no projeto, onde é muito difícil fazer adaptações futuras. Entretanto, já existem sistemas modernos, os quais fazem parte das chamadas técnicas de construções abertas, que oferecem liberdade à arquitetura para criar o projeto de acordo com as exigências do cliente. A tendência é construir espaços abertos livres entre as paredes portantes e usar divisórias leves para definir o layout interno. Com essa técnica é possível mudar o projeto futuramente, sem maiores custos (VAN ACKER, 2002). A figura 17 ilustra exemplos de obras construídas com o uso de painéis préfabricados: Figura 17 Estrutura com fechamento em painel pré-moldado para Loja Comercial Fonte: PREMAZON Quanto às dimensões, a espessura dos painéis depende dos requisitos de desempenho, estabilidade estrutural, isolamento acústico e resistência ao fogo. Já o

42 41 seu comprimento é variável de acordo com o projeto e com os equipamentos utilizados na fábrica. A tabela 2 fornece as dimensões mais comuns para os elementos de painéis. Tabela 2 Dimensões de painéis para Sistemas de Parede. Fonte: Van Acker (2002) Sistemas estruturais de parede Os sistemas estruturais de parede são divididos, basicamente, em duas categorias: a) Sistema de paredes integral, no qual todas as paredes, internas e externas, são em concreto pré-moldado. b) Sistema de paredes na periferia, no qual apenas as paredes externas e aquelas que separam os apartamentos são em concreto pré-moldado, enquanto as paredes internas são em blocos de alvenaria, ou qualquer outro sistema de divisórias Sistema completo de paredes A figura 18 apresenta um esquema de construção de um edifício de onde as paredes são em painéis pré-moldados de concreto. Algumas delas são portantes, outras, apenas desempenham a função de fechamento. As fachadas são geralmente projetadas com painéis tipo sanduíche, onde a camada interna pode ou não ter função estrutural. Em muitos casos, os pisos são executados com lajes alveolares protendidas ou com outros sistemas de lajes.

43 42 Figura 18 Ilustração do Sistema Completo de Paredes Fonte: VanAcker (2002) Sistemas de parede no contorno (sistema envelope ) Neste tipo de sistema, as paredes pré-moldadas localizam-se apenas nos contornos dos apartamentos, sendo que os elementos de piso se estendem em toda a largura da casa ou apartamento (ELLIOT, 2002). Muitas vezes, os pisos são compostos por lajes alveolares protendidas com vãos entre 9 e 12 m. As paredes portantes são as paredes de divisa entre apartamentos - no caso do sistema de paredes perpendiculares à fachada (FIGURAS 19) - ou compõem as fachadas frontais e do fundo da construção (FIGURA 20). Ultimamente, tem-se procurado criar grandes espaços livres dentro do apartamento, onde é possível não apenas conseguir maior flexibilidade no layout interno do pavimento, mas também ter a possibilidade de fazer modificações futuras. Quando a largura total do edifício exceder o vão máximo para as lajes, empregam-se paredes portantes intermediárias ou estruturas com pilares e vigas para apoiar as lajes (FIGURA 20).

44 43 Figura 19 Esquema da construção com paredes portantes perpendiculares à fachada. Fonte: Van Acker (2002). Figura 20 Esquema de edifício de apartamentos com paredes portantes na fachada. Fonte: Van Acker (2002).

45 Núcleos centrais e poços de elevadores Paredes estruturais em painéis pré-moldados são muito utilizadas na construção de poços de elevadores e caixas de escada. Os painéis são conectados ou solidarizados após a montagem seguindo a composição em forma de T, L, U ou com seções em forma de caixa vazada. A vantagem de se utilizar núcleos e poços pré-fabricados em substituição aos moldados no local está na qualidade da superfície final, rapidez na construção e oportunidade de uma melhor organização da montagem da estrutura totalmente pré-moldada (FIGURA 21). Figura 21 Exemplo de núcleo central pré-moldado Fonte: Van Acker (2002) Sistemas Pré-moldados para Pisos Os elementos de piso em concreto pré-moldado são um dos mais antigos produtos confeccionados fora da obra. Oferecem muitas vantagens, tais como a ausência de escoramentos, rapidez na construção, capacidade de vencer grandes vãos, faces inferiores bem acabadas, alto desempenho mecânico e durabilidade (ELLIOT, 2003).

46 45 O mercado dispõe de uma grande variedade de sistemas pré-moldados para pisos (Tabela 3), dos quais destacam-se: - Pisos com lajes alveolares em concreto protendido ou concreto armado - Pisos com painéis nervurados protendidos - Pisos formados por lajes maciças - Sistemas compostos por meio de placas (painéis) pré-moldadas - Sistemas compostos por lajes com vigotas Tabela 3 Indicações de dimensões e pesos próprios dos principais tipos de pisos prémoldados. Fonte: Van Acker (2002). De acordo com Van Acker (2002), quanto a sua aplicação, os pisos prémoldados são utilizados extensivamente para todos os tipos de construção, não sendo restritos às estruturas pré-moldadas, mas combinando-se com estruturas metálicas, de concreto moldado no local, etc. A escolha do tipo mais apropriado dos elementos de piso é definida de acordo com fatores como a disponibilidade de

47 46 mercado, de transporte, facilidade de montagem e custo de serviços. Os critérios mais importantes a serem analisados são: a) Capacidade portante para o vão Para construções industriais, armazéns, centros de distribuição, etc., é recomendável que se utilize sistemas de lajes com nervuras protendidas, uma vez que são capazes de vencer grandes vãos, sob a ação de cargas elevadas. No caso de apartamentos, escritórios e estacionamentos, recomenda-se o uso de sistemas de lajes alveolares protendidas, os quais têm capacidade de vencer grandes vãos e receber cargas moderadas. (FIGURA 22). Figura 22 - Pisos com lajes alveolares em concreto protendido ou armado Fonte:Hollow-Core (2013). Já para residências, apartamentos e hotéis, utilizam-se sistemas de lajes com placas pré-moldadas (FIGURA 23), que suportam vãos menores com cargas moderadas. Finalmente, para residências, cujos vãos e cargas são menos, recomenda-se utilizar sistemas de lajes com vigotas pré-moldadas. Figura 23 - Sistemas compostos por meio de placas (painéis) pré-moldadas Fonte: Hollow-Core (2013).

48 47 b) Tipologias das faces inferiores dos elementos de laje Os elementos pré-fabricados para lajes de piso podem apresentar faces inferiores nervuradas ou planas, lisas ou rugosas para revestimento, com ou sem isolamento térmico. Nos elementos com nervuras aparentes inferiores, como é o caso das lajes duplo T, há a possibilidade de embutir dutos e tubos entre as nervuras. No caso das lajes alveolares protendidas, com faces planas, o uso combinado da protensão com as nervuras internas possibilita uma menor altura dos painéis. Além disso, é possível que estas lajes possuam uma camada de isolamento térmico na face inferior. Essa solução é muito aplicada em regiões mais frias, utilizada em residências com pisos elevados acima do solo sobre espaços abertos. Finalmente, os sistemas de lajes com vigotas pré-moldadas demandam revestimento para acabamento. c) Peso Próprio O peso próprio dos elementos para piso pode variar entre menos de 100 kg, no caso das lajes com vigotas, para algumas toneladas, no caso dos painéis em duplo T para grandes vãos. Assim, a escolha do sistema para piso passa a depender das dimensões dos vãos no projeto e da capacidade dos equipamentos de montagem que estão disponíveis no mercado. Além destes critérios, para a escolha do tipo de piso pré-moldado mais apropriado pode-se analisar também: o custo da mão-de-obra, isolamento acústico e resistência ao fogo. Principais Tipos de Pisos Os pisos pré-moldados são classificados de acordo com a sua produção em: a) Completamente pré-moldados. São compostos por elementos moldados integralmente na fábrica. Após seu içamento e posicionamento, os elementos são conectados na estrutura e as juntas horizontais, grauteadas. Em alguns casos é adicionada uma camada de cobertura em concreto estrutural moldado no local (ELLIOT, 2002). Dentre os pisos assim produzidos, pode-se citar as lajes alveolares e as lajes duplo T, que são apresentados no capítulo Tipos de Elementos Pré-moldados. Pisos Parcialmente Pré-moldados

49 48 São constituídos por uma parte pré-moldada e outra moldada in loco. Ambas trabalham juntas no estágio final, proporcionando uma capacidade estrutural composta (ENGSTRÖM et al, 2008) b) Parcialmente pré-moldados. Dentre os tipos de pisos parcialmente pré-moldados, destacam-se os sistemas compostos por lajes com vigotas, os quais são apresentados no capítulo Tipos de Elementos Pré-moldados, subitem Lajes Nervuradas Pré-moldadas. (FIGURA 24) Figura 24- Sistemas compostos por lajes com vigotas Fonte:Lajes Pré-Fabricadas (2010) Sistemas Celulares Constituídos de células de concreto pré-moldado, fechadas ou abertas de seção U ou L, integralmente industrializadas, estes sistemas podem formar estruturas completas por meio da combinação de elementos celulares (FIGURAS 25,26 e 27). Entretanto, são mais utilizados para algumas partes da construção, como banheiros, cozinhas, garagens, etc. (ENGSTRÖM et al, 2008). Apresentam a vantagem de serem rápidos, uma vez que já podem vir montados completamente da fábrica. No entanto, apresentam dificuldades para transporte e menor flexibilidade arquitetônica.

50 Figura 25 Sistemas Celulares Pré-fabricados: a) Elementos celulares fechados. b) Elementos celulares abertos de seção U. 49 Fonte:Engströmet al (2008). Figura 26 Banheiro pré-fabricado com sistema celular Fonte: OldCastlePrecast (2013). Figura 27 Banheiro pré-fabricado com sistema celular. Fonte: OldCastlePrecast (2013).

51 TIPOS DE ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS Lajes Lajes Alveolares A Laje Alveolar é constituída por painéis de concreto, os quais possuem seção transversal com altura constante e alvéolos longitudinais, responsáveis pela redução do peso da peça. Estes alvéolos podem ter formas variadas, tais como circular, oval, pseudo elipse, retangular, etc. Os painéis podem ser utilizados junto a uma capa de concreto moldada no local, com malha de distribuição formada por fios (CA 60) ou barras (CA50), e área de aço mínima de 0,60 cm²/m, sendo, desta forma, solidarizados (EL DEBS, 2000). Esta capa também permite o nivelamento da superfície da laje e a correção da contra-flecha decorrente da protensão dos painéis (FIGURA28). Caso não seja utilizada a capa de concreto, as bordas dos elementos são recortadas a fim de assegurar a transferência do cisalhamento vertical através das juntas grauteadas entre os elementos adjacentes (FIGURA 29). Figura 28 - Painéis solidarizados com capa de concreto e malha de distribuição. Fonte: Mello (2002). Figura 29- Painéis solidarizados por juntas grauteadas. Fonte: Mello (2002).

52 51 As lajes alveolares são encontradas tanto em concreto armado quanto em concreto protendido, e são normalmente fabricadas por extrusão ou por fôrmas deslizantes, em pistas de concretagem. Estas pistas possuem largura normal de 1200 mm e comprimento de 80 a 150 m. Os painéis são, então, produzidos no comprimento da pista e, uma vez alcançada a resistência necessária, serrados no tamanho desejado por meio de serra circular especial (ELLIOT, 2002). Segundo El Debs (2000), esse tipo de elemento tem capacidade para vencer grandes vãos, apresentando comprimentos que variam de 5 a 20m. Possui normalmente largura de 1,20 m, mas pode variar de 1,0 a 2,5 m. As alturas variam normalmente de 15 a 30 cm, embora possam atingir valores máximos de 50 cm e mínimos de 9 cm. As principais seções transversais estão apresentadas na Figura 30. A porcentagem de vazios (volumes de vazios para o total de volume de uma laje sólida de igual espessura) para lajes alveolares varia entre 30 e 50%. As lajes alveolares podem ser utilizadas em qualquer tipo de sistema construtivo e, além de apresentarem perfeitos detalhes de acabamento e encaixe, possuem vantagens como: simplicidade na montagem, eliminação de cimbramento, possibilidade de atingir maiores vãos, economia com materiais e mão-de-obra, e maior qualidade e confiabilidade (SOARES, 2011). (FIGURA 31). De acordo com Soares (2011, p.55), as lajes alveolares são o tipo de pavimento mais empregado na Europa, em apartamentos residenciais, hospitais, escritórios, shoppings, escolas, etc. No caso de residências, destaca-se a vantagem da rapidez de execução, e nas demais edificações, a possibilidade de vencer grandes vãos.

53 52 Figura 30 Seções Transversais típicas dos elementos de laje alveolar protendida. Fonte: Mello (2002).

54 53 Figura 31 Lajes Alveolares Fonte: Mello (2002) Lajes Duplo T (Lajes Pi) As Lajes Duplo T, também conhecidas como Lajes Pi, são protendidas em pistas por pré-tensão e produzidas em alturas variáveis entre 30 e 85 cm. Por esse motivo, são capazes de vencer grandes vãos (de até 22m) com alta sobrecarga, dispensando escoramento. Podem ser apoiadas em vigas pré-fabricadas, convencionais ou metálicas e, após a montagem, devem ser recobertas por uma capa de concreto armado para solidarizar e dar rigidez ao conjunto (EL DEBS, 2000). Segundo Van Acker (2002), são produzidas com largura padrão de até 2390mm, ou ainda, 3000mm, reduzindo, neste último caso, o número de elementos a serem fixados no local. A figura 32 apresenta a seção transversal típica destas lajes: Figura 32 Seção transversal de laje duplo T. Fonte: Van Acker (2002). São ideais para utilização em passarelas de pedestres e edificações industriais, as quais apresentam alta sobrecarga e necessidade de realizar grandes furos nas lajes. Além disso, possibilitam redução nos prazos da obra. (FIGURA 33).

55 54 Figura 33 Lajes Duplo T Fonte: PREMART (2013) Lajes Nervuradas Pré-Moldadas As lajes formadas por nervuras pré-moldadas são constituídas basicamente de: a) elementos lineares pré-moldados (nervuras), dispostos espaçadamente em uma direção e cuja seção transversal possui forma de T invertido ou I, com ou sem armadura saliente; b) elementos de enchimento, que podem ser blocos vazados de concreto, material cerâmico, ou ainda blocos de poliestireno expandido (EPS), intercalados entre os elementos pré-moldados; c) capa de concreto moldado no local. Segundo Merlin et al. (2005, p.43), a utilização de elementos de material leve está ligada à ideia de substituir parte do concreto da região tracionada das lajes bem como servir de sustentação à camada de concreto fresco que é aplicada sobre os painéis das lajes pré-fabricadas. Os tipos de vigotas utilizadas atualmente são descritos abaixo e ilustrados pela figura 34: a) vigotas de concreto armado comum, não protendido, com seção transversal com a forma aproximada de um T invertido, com armadura passiva totalmente envolvida pelo concreto;

56 55 b) vigotas de concreto protendido, com seção transversal com a forma aproximada de um T invertido, com armadura de protensão pré-tracionada e totalmente envolvida pelo concreto; c) vigotas treliçadas, formadas por uma armadura treliçada de aço e por uma placa de concreto envolvendo as barras inferiores da treliça que irão compor a armadura da face tracionada da laje. Figura 34 Tipos de vigotas (a) Viga reforçada de concreto (b) Viga reforçada de concreto treliçada (c) Viga Protendida Fonte: Van Acker (2002). Dentre as principais vantagens observadas na utilização de pavimentos formados por vigotas pré-moldadas em relação aos tradicionais de lajes maciças de concreto armado, destaca-se: um menor peso-próprio, considerando igualdade de vãos e sobrecargas; dispensam o uso de fôrmas, uma vez que os elementos prémoldados e de enchimento fazem esse papel; proporcionam rapidez de construção e diminuição da mão-de-obra de execução (MERLIN et al, 2005). Por outro lado, as principais desvantagens do sistema, de acordo com Droppa Jr. (1999) e Magalhães (2001), incluema ausência de um comportamento monolítico com o restante da estrutura, o que pode ser inconveniente sob o ponto de vista do contraventamento da edificação (exceção feita às vigotas com armação treliçada); dependendo do vão final da laje, as vigotas de concreto armado e protendido podem resultar em elementos relativamente pesados, dificultando seu manuseio durante o transporte e montagem; pelo fato destas lajes serem formadas por elementos esbeltos, é necessário analisar, em edifícios altos, a resistência do plano de laje na transferência de ações horizontais, de modo que apresentem comportamento efetivo

57 56 de diafragma; devido à esbeltez também, deve-se verificar o comportamento para o estado limite de deformações excessivas. Além da aplicação em obras residenciais e prédios de poucos pavimentos, deve-se destacar que, recentemente, estes tipos de laje têm ganhado espaço em edifícios de mais pavimentos, utilizando-se vigotas de concreto protendido e com armação treliçada, as quais substituem as lajes maciças dos edifícios. No Brasil, o emprego de lajes nervuradas pré-moldadas já é observado há muito tempo, sendo utilizadas principalmente em edificações residenciais e comerciais (MERLIN et al., 2005). Droppa Jr e El Debs (2001) ilustram este grande crescimento no mercado brasileiro, mostrando que em 1990 as lajes formadas por vigotas treliçadas detinham uma participação no mercado de apenas 5% e que em 1998, este número saltou para 40% Vigas As vigas pré-fabricadas são executadas em concreto armado ou protendido e cumprem na estrutura funções de apoio de lajes, de painéis de fechamento, suporte para pontes rolantes, elemento de travamento de pilares e painéis e coletor de águas pluviais (ELLIOT, 2002).(ELLIOT, 2002) Vigas T invertidas e Vigas L Também conhecidas como vigas de seções especiais, são utilizadas para apoio das lajes e apresentam, como principal vantagem, a redução da espessura total dos subsistemas de piso. Um exemplo da aplicação destes elementos é o U.S. Conventional System, o sistema estrutural pré-moldado, de origem norte-americana, mais utilizado no Brasil, no qual as vigas T invertidas são localizadas no centro e as vigas L, na periferia, da estrutura, servindo de apoio para lajes alveolares e lajes duplo T. A Figura 35 mostra as seções e dimensões mais comuns encontradas para estas vigas no mercado: De acordo com Boiça (2006),as vigas T invertido proporcionam uma economia de volume e altura, uma vez que utilizam a espessura da laje e da capa de concreto como área de compressão contribuinte.

58 57 Figura 35 Seções típicas e dimensões em vigas com abas invertidas para pisos. Fonte: Van Acker (2002). Já as vigas L, além de proporcionar a redução da altura, diminuem a ocorrência de um tipo comum de patologia não agressiva: as manchas na fachada, causadas por infiltração da água utilizada na limpeza do piso, em casos de impermeabilização ineficiente (BOIÇA, 2006) Vigas Calha Este tipo de viga pode ser fabricado em concreto armado (seções transversais U ou J ) ou protendido (seção transversal U ), sendo posicionado sobre a cabeça dos pilares etendo como funções: o escoamento de águas pluviais, o travamento na direção perpendicular aos pórticos de um galpão e o apoio de telha W (utilizada em coberturas) ou outros tipos de cobertura. Para que apresentem boa vedação, têm sua face inferior impermeabilizada com duas demãos de manta hidro asfáltica. O emprego deste tipo de viga se dá em galpões e edifícios multi-pisos (ELLIOT, 2002) Vigas de Cobertura

59 58 As vigas de sustentação da cobertura são normalmente protendidas, de seção transversal I, simétrica ou não. Estas vigas têm a função de sustentar a cobertura e transmitir os esforços desta para os pilares da construção. Para obras industriais, onde se requer grandes vãos, geralmente são utilizadas vigas com altura variável, de inclinação com valores entre 5 e 12%, cujas dimensões típicas são expressas pela tabela 4. Tabela 4 Dimensões normais para vigas de cobertura com altura variável Fonte: Van Acker (2002). Para vãos inferiores a 15m, a seção retangular maciça é a mais vantajosa. A largura normal para estas vigas varia entre 300 e 600 mm e a altura, entre 400 e 800 mm. Os vãos normais possuem valores entre 4 e 14 m. Geralmente, as vigas retangulares possuem dentes de apoio na extremidade para esconder os consolos retangulares dos pilares (VAN ACKER, 2002). Por se tratar de elementos protendidos de grandes dimensões, as vigas de cobertura requerem cuidados especiais devido aos problemas de instabilidade lateral nas fases de manuseio e mesmo de serviço Pilares Os pilares pré-moldados, tais como os moldados in loco, constituem elementos estruturais de seção prismática, submetidos, principalmente, a esforços de compressão ou flexo-compressão. Devido à pré-moldagem, porém, são dimensionados para resistir, além da situação final de solicitação, às situações transitórias, tais como desforma, estocagem, transporte e montagem (ELLIOT, 2002; VAN ACKER, 2002).

60 Pilares de Fechamento De seção retangular, são aplicados nas fachadas da estrutura de galpões, a fim de proporcionar vãos menores de fechamento, ajudando na estruturação de alvenaria, painéis de fechamento de concreto ou fechamentos metálicos. São dimensionados para receber de 85 a 100% dos esforços de vento provenientes da fachada, tendo, em geral, seções maiores que os demais pilares do galpão Pilares de Pórtico Estes pilares garantem o apoio das vigas de cobertura do galpão, suportando toda a carga exercida sobre elas, isto é, terças e telhas. Podem ser utilizados tanto em coberturas pré-fabricadas (vãos de até 25m), como em metálicas (até 50m). Devido a sua associação através das vigas de cobertura a outros pilares, sofrem esforços menores, possuindo, em geral, seções mais esbeltas que os pilares de fechamento Pilares de Ponte Rolante São divididos em dois tipos: os que são pré-dimensionados a fim de suportar as vigas que dão sustentação às pontes rolantes e os que, além de suportar estas vigas, recebem também carga das vigas de cobertura Pilares de Multipavimentos São pilares de seção retangular usados em edifícios com diversos pavimentos. Em edificações com altura entre 10 e 12m, são conectados às vigas através de ligações articuladas, e em edifícios mais altos, por meio de ligações semirígidas Painéis Os painéis pré-moldados são peças de concreto armado com função estrutural ou de fechamento, que podem ser produzidos na própria obra, se houver

61 60 espaço suficiente, ou industrialmente. São executados em fôrmas verticais e horizontais, transportados por meio de equipamentos de grande porte (gruas, pórticos e guindastes) e usados como paredes, prontos para receber acabamento final, (pintura ou cerâmica) não necessitando de revestimento (OLIVEIRA, 2009) Painéis Estruturais (Portantes) Os painéis estruturais ou painéis portantes são projetados para resistir às cargas de serviço e ao peso próprio da edificação, transmitindo-os às fundações. Assim sendo, segundo Oliveira (2009, p.45), sua execução é de grande responsabilidade, devendo existir um controle de todas as etapas da sua fabricação, bem como seu transporte e montagem final. (FIGURA 36). Dentre as vantagens que oferecem, a principal é o tempo de execução reduzido, entretanto, pode-se citar também o controle de qualidade, baixos custos de manutenção e facilidade de planejamento (OLIVEIRA, 2009). Já dentre as desvantagens, o uso de painéis estruturais pré-moldados requer [...] alto investimento inicial para aquisição de máquinas e equipamentos como gruas e fôrmas metálicas, necessidade de grandes espaços para concretagens e estocagem, impossibilidade de alteração do lay-out da edificação para reformas e necessidade de capacitação de profissionais de projetos e de execução. (OLIVEIRA, 2009, p.55)

62 61 Figura 36 Painéis estruturais de concreto pré-moldado. Fonte: Artesanal...(2013) Painéis de Fechamento Os painéis de fechamento ou painéis não-estruturais são amplamente utilizados em sistemas arquitetônicos e projetados apenas para resistir a forças de vento e a seu próprio peso. (CASTILLO, 1998, p.43) Dentre seus tipos, encontramse painéis maciços, do tipo spandrel, com aberturas e do tipo sandwich. Os painéis maciços permitem uma maior flexibilidade de projeto e variedade na aparência. Pode-se ter, ainda, vigas de grande altura, denominadas painéis spandrel, que apoiam às lajes e servem para compor a fachada. Os painéis com aberturas são planos e podem ser esculpidos quando necessário. Podem conter uma única janela ou várias. Ainda têm-se elementos que correm verticalmente toda a estrutura, com divisões de caixilhos nas janelas, algumas vezes utilizados para ocultar os pilares ou apenas circundá-los. Esses painéis são projetados para terem fasquias de divisão a fim de se colocarem janelas ao longo do mesmo. Os painéis sandwiches são elementos de peso reduzido, constituídos por duas camadas de concreto, com vazio central, o qual pode ou não ser preenchido

63 62 por uma camada de isolamento feita de material leve (FIGURA 37). Podem suportar apenas seu peso próprio, transferir cargas verticais para o suporte da estrutura ou atuar como paredes de contraventamento e painéis portantes. Estudos feitos com painéis de fechamento mostram que esses elementos contribuem efetivamente no enrijecimento da estrutura. Geralmente, esse efeito é desprezado pelo fato do processo de interação painel/estrutura ser desconhecido. Além disso, a consideraçãodo efeito nos cálculos acarreta esforços adicionais no fechamento, os quais não foram projetados. Figura 37 Painéis de fechamento Fonte: Alvenaria... (2013) Fundações Estacas Pré-moldadas As estacas pré-moldadas podem ser feitas de concreto armado maciço ou vazado - ou protendido - vibrado ou centrifugado - e concretadas em fôrmas horizontais ou verticais. Dependendo do tipo de terreno, também podem ser associadas a outros elementos: concreto e madeira; concreto e dispositivos metálicos; concreto e estaca tipo raiz (ENGSTRÖM et al, 2008). São cravadas no terreno por percussão, prensagem ou vibração e fazem parte do grupo denominado "Estacas de Deslocamento".

64 63 A escolha do equipamento deve ser feita de acordo com o tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local. A cravação por percussão é o processo mais empregado, utilizando-se para tanto pilões de queda-livre ou automáticos. Como decorrência do problema de transporte e de equipamentos para içá-las, apresentam limitações de comprimento, sendo fabricadas em segmentos, o que leva, em geral, à necessidade de grandes estoques e de armaduras especiais para içamento e transporte (MELHADO et al, 2002). É necessário que apresentem resistência compatível com os esforços de projeto e com aqueles decorrentes do transporte, manuseio, cravação e de eventuais solos agressivos. As estacas pré-moldadas não resistem a esforços de tração e de flexão e não atravessam camadas resistentes, contudo podem ser cravadas abaixo do nível d água. Sua aplicação geralmente ocorre em obras de pequeno a médio porte (MELHADO et al, 2002). 2.4 ASPECTOS GERAIS DA NBR 9062/ Projeto de estruturas pré-moldadas Processos de cálculo Generalidades Para o cálculo de estruturas de concreto pré-moldado, são utilizadas, de maneira geral, as regras e processos relativos às estruturas moldadas in loco, segundo a ABNT NBR 6118 (2003), complementados pela ABNT NBR 9062 (2006) e ABNT NBR 6123 (1988). Faz-se necessário verificar as estruturas segundo seus graus de liberdade adicionais, completos ou parciais, introduzidos pelos elementos pré-moldados. Por se tratar de uma estrutura pré-moldada, deve-se considerar as incertezas que podem afetar as reações mútuas dos elementos e de suas ligações.

65 Análise da Estabilidade - Estabilidade global A fim de garantir a estabilidade global, os sistemas estruturais pré-moldados podem atuar isolados ou combinados entre si, sendo distribuídos em estruturas nas quais a estabilidade é proporcionada por: a) ação de pilares engastados na fundação, podendo estar associados a vigas articuladas; b) ação de pórtico composto por pilares e vigas, interligados entre si por meio de ligações resistentes a momentos fletores; c) elementos de contraventamento como paredes, elementos celulares e elementos de contraventamento em X (no caso de estruturas verticais); d) diafragmas que garantem a transferência de esforços horizontais para os elementos verticais de sustentação e contraventamento (no caso de estruturas de pisos ou coberturas). - Análise de estruturas pré-moldadas Em relação à estabilidade das estruturas pré-moldadas, deve-se seguir o disposto na ABNT NBR 6118 (2003), respeitadas as suas peculiaridades conforme apresentado a seguir: a) a capacidade das estruturas pré-moldadas deve ser governada pelo esgotamento da capacidade da resistência dos elementos estruturais, e não das ligações. Na análise da estabilidade, deve-se considerar a influência desfavorável do comportamento efetivo das ligações. Dependendo do fator de restrição à rotação da ligação, o comportamento desta no apoio pode ser considerado como articulado, semi-rígido ou rígido; b) a estrutura deve ser analisada em todas as suas fases, considerando o comportamento das ligações na fase da montagem, que podem ser diferentes daquelas da estrutura concluída, por exemplo, sendo conveniente utilizar contraventamentos provisórios, quando necessário; c) nos sistemas estruturais em que a estabilidade é proporcionada pela ação do engastamento dos pilares na fundação com vigas articuladas, onde o fator de

66 65 restrição à rotação é menor ou igual a 0,15, é obrigatório verificar os efeitos de 2ª ordem, considerando a não linearidade física. Neste caso, a não linearidade física dos pilares pode ser considerada por meio de uma aproximação linear do problema com o uso da rigidez secante da relação momento-curvatura dos pilares conforme a ABNT NBR 6118 (2003). No projeto e detalhamento das ligações classificadas como articuladas, deve-se verificar a capacidade rotacional da ligação para as situações de estado limite de serviço (ELS) e estado último (ELU) para evitar o surgimento de esforços não previstos na região da ligação; d) quando a estabilidade se dá devido à ação de pórtico, no qual as ligações são resistentes à flexão e possuem comportamento semi-rígido, onde os valores do fator de restrição à rotação estão compreendidos entre 0,15 e 0,85, aplicam-se as disposições de da ABNT NBR 9062 (2006); e) para o caso em que houver engastamento parcial, no qual o fator de restrição à rotação for igual ou superior a 0,85 para momentos negativos e positivos, pode-se realizar a análise estrutural considerando-se um pórtico contínuo com nós rígidos; f) em todos os casos descritos acima, é preciso adotar o carregamento horizontal mínimo correspondente a 0,005 vezes o total das cargas verticais majoradas pelos respectivos coeficientes de amplificação, onde já são levadas em conta as imperfeições globais da edificação; - Especificações gerais - Generalidades: Para realizar a análise dos elementos componentes da estrutura pré-moldada, deve-se definir o comportamento efetivo de suas ligações, sob o ponto de vista dos graus de liberdade existentes. As dimensões dos elementos, assim como a própria geometria das seções transversais, devem ser definidas considerando-se as tolerâncias globais compatíveis com o processo construtivo (fabricação e montagem) ABNT NBR 9062 (2006). Deve-se levar em conta, na análise estrutural, as retrações e as eventuais deformações diferenciais entre concretos de diferentes idades, composições e propriedades mecânicas.

67 66 A análise deve englobar todas as fases pelas quais passam os elementos, os quais venham a ser suscetíveis a condições desfavoráveis quanto aos estados limites último e de serviço. As fases que frequentemente exigem dimensionamento e verificação dos elementos são: a) de fabricação; b) de manuseio; c) de armazenamento; d) de transporte; e) de montagem; f) de construção (preliminar e final). A fase final de construção só ocorre quando há a ligação definitiva do elemento com os outros elementos da estrutura. - Tolerâncias: No projeto de estruturas pré-moldadas, é necessário estabelecer folgas e tolerâncias e dimensionar os elementos e as ligações considerando-se os desvios de produção, locação, verticalidade da obra e montagem dos elementos. A ABNT NBR 9062 (2006) define que o ajuste é igual à tolerância global somada às variações inerentes e à folga. A partir do ajuste são determinadas as dimensões nominais de fabricação. No que diz respeito à fabricação, os elementos pré-moldados devem ter sua tolerância conforme classificação dos grupos da Tabela 5:

68 67 Tabela 5 Tolerâncias de fabricação para elementos pré-moldados Fonte: NBR 9062:06. Para todos os grupos da Tabela 6 também devem ser respeitadas na fabricação a tolerância: a) do posicionamento individual do cabo de protensão: de +/- 10 mm; b) do posicionamento do centro resultante da protensão: de +/- 5 mm; c) da locação de insertos concretados na peça: de +/- 15 mm. Quanto à montagem dos elementos pré-moldados, tem-se que sua tolerância: a) para montagem em planta é de ± 1,0 cm entre apoios consecutivos, não podendo exceder ao valor acumulado de 0,1% do comprimento da estrutura; b) em relação à verticalidade é de ± 1/300 da altura até o máximo de 2,5 cm; c) em relação ao nível dos apoios é de ± 1,0 cm, não podendo exceder ao valor acumulado de 3,0 cm, quaisquer que sejam as dimensões longitudinal e

69 68 transversal da estrutura, exceto para caminhos de rolamento, onde este valor é de 2,0 cm; d) em planta e em elevação para montagem dos pilares é de ± 1,0 cm; e) em planta para montagem dos blocos pré-moldados sobre a fundação é de ± 5,0 cm; f) na montagem de elementos que tenham um contorno justaposto a um contorno semelhante, é de +/- 2,0 cm para a justaposição. No caso das fundações terem sido executadas com desvio em relação ao projeto, o que venha a impedir a montagem conforme as diretrizes expressas em a da ABNT NBR 9062 (2006), faz-se obrigatória a execução de uma estrutura intermediária de transição que possibilite a montagem dentro das especificações estabelecidas pela NBR 9062 (2006). Para o posicionamento final de estacas, as tolerâncias devem obedecer às prescrições da ABNT NBR 6122 (2010). Devem ser considerados os efeitos desfavoráveis dos ajustes sobre as ações e solicitações no cálculo e dimensionamento de todos os elementos pré-moldados, de suas ligações e da estrutura resultante. É aceita, na obra, a utilização de elementos fora das tolerâncias definidas, desde que isto não comprometa o desempenho estrutural, arquitetônico ou a durabilidade da obra como um todo, sendo que tal fato deve ser comprovado pelo responsável pelo projeto estrutural. - Esforços Solicitantes - Ações a considerar - Ações Para calcular os esforços solicitantes, deve-se considerar a influência das ações constituídas pelas cargas permanente, acidental e de vento, variação de temperatura, choques, vibrações, esforços repetidos e deslocamento de apoio, conforme disposto na ABNT NBR 6118 (2003); Os esforços solicitantes são determinados considerando-se as combinações desfavoráveis das ações e respectivos coeficientes de ponderação, segundo o prescrito na ABNT NBR 6118 (2003) e ABNT NBR 8681 (2003). Caso existam ações provenientes de pontes rolantes, faz-se necessário considerar, concomitantemente, os esforços horizontais longitudinais e transversais

70 de frenagem, de acordo com as ABNT NBR 8400 (1984) e ABNT NBR (1987) Influência do processo de execução Deve-se levar em conta os esforços oriundos das fases de fabricação, manuseio, armazenamento, transporte e montagem, de acordo com os programas de execução previstos. - Projeto da estrutura em situação de incêndio A estrutura como um todo deve ser projetada atendendo aos requisitos das ABNT NBR (2012) e ABNT NBR (2001), no que se refere ao projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio, bem como da ABNT NBR 8681 (2004) quanto às combinações de ações a serem consideradas. - Solicitações dinâmicas no manuseio, transporte e montagem dos elementos Caso não seja possível realizar uma análise dinâmica, a solicitação dinâmica pode ser considerada, aproximadamente, por meio de uma análise estática equivalente, adotando-se um coeficiente de amplificação dinâmica, conforme a expressão: ged βa gk onde: gk é a carga estática característica permanente; ged é a carga estática equivalente de cálculo permanente; βa é o coeficiente de amplificação dinâmica. O coeficiente mínimo de amplificação dinâmica a ser utilizado para determinar a carga estática equivalente na verificação dos elementos deve ser dado por:

71 70 βa = 1,30, na ocasião do transporte, com carga permanente em situação desfavorável; βa = 0,8, na ocasião do transporte com carga permanente em situação favorável, ou outro valor definido em verificação experimental comprovada; βa = 1,3, na ocasião do saque da fôrma, manuseio no canteiro e montagem do elemento; βa = 1,4, na ocasião do saque da fôrma, manuseio no canteiro e montagem do elemento sob circunstâncias desfavoráveis, tais como formato do elemento ou detalhes que dificultem a sua extração da fôrma ou superfície de contato com a fôrma maior que 50 m2; βa <1,3, na ocasião do saque da fôrma, manuseio no canteiro e montagem quando os elementos forem de peso superior a 300 kn. O valor de βa deve ser estabelecido conforme experiência local, bem como formas e equipamentos de levantamentos adotados; βa = 4, para projetos dos dispositivos de levantamento, para saque, manuseio e montagem, em contato com a superfície do elemento ou ancorado no concreto. O posicionamento do elemento sobre os apoios no veículo durante o transporte deve ser estudado de maneira que a freqüência natural de vibração do elemento esteja suficientemente afastada da freqüência de excitação do sistema de transporte. - Alças de levantamento As alças e pinos de levantamento são considerados como ligações temporárias com o equipamento de manuseio e montagem das peças. Na sua parte externa funcionam predominantemente à tração e na parte imersa no concreto, ao cisalhamento por aderência. O cálculo de dimensionamento das alças deve obedecer ao disposto em e a da ABNT NBR 9062 (2006). As alças devem ser solicitadas por barras de aço ou cordoalhas ou cabos que formam com a peça um ângulo mínimo de 40º. Quando não for possível, devem ser previstos dispositivos especiais para o içamento, ou detalhamento específico, realizado em projeto. Em qualquer caso, devem ser verificadas as condições de estabilidade da peça devido à componente de compressão obtida através do

72 71 equilíbrio de forças e ainda ser verificada quanto à introdução dos esforços na região da alça. O concreto na região próxima ao dispositivo de içamento deve ser verificado quanto às tensões radiais atuantes, devendo ser verificado quanto à necessidade de adoção de armadura complementar de reforço para a prevenção de fissuras. As alças devem estar posicionadas conforme o ângulo de içamento previsto em projeto, de maneira que ambos os ramos trabalhem sob a força de tração. É necessária a verificação do comprimento de ancoragem por aderência das barras tracionadas, segundo a NBR 6118 (2003). No caso de utilização de aço CA-25 na confecção das alças, somente podem ser utilizadas bitolas de ø 10 mm a ø 16 mm. Não é permitida a utilização de feixes de barras e somente é permitido o içamento no plano formado pelos ramos das alças. Não devem ser utilizados aços do tipo CA50 ou CA60 na confecção de alças de levantamento. Na utilização de cordoalhas para a confecção das alças, somente é permitido o içamento no plano formado pelos ramos das alças. As cordoalhas devem seguir as especificações da ABNT NBR 7483 (2008). O uso de feixes é permitido desde que executados de maneira que todas as cordoalhas trabalhem em conjunto. É proibido o uso de cordoalhas engraxadas. É permitida a utilização de cabos de aço na confecção das alças. Os cabos devem seguir as especificações da NBR 6327 (1998). O uso de feixes é permitido desde que executados de maneira que todos os cabos trabalhem em conjunto. É proibido o uso de cabos engraxados. Na confecção de alças (além de cabos, cordoalhas e barras de aço CA-25), podem ser utilizados materiais que apresentem dutilidade adequada, dando-se prioridade para a utilização de furos de içamento e dispositivos mecânicos específicos de içamento. Após a montagem dos elementos, as alças de içamento devem ser sempre cortadas e a armadura deve ser tratada de maneira a evitar pontos de corrosão. Caso seja prevista a permanência da alça, esta deve ser tratada de maneira a não sofrer danos por corrosão. Permite-se a permanência da alça nas peças compostas ou mistas, desde que convenientemente envolvidas pelo concreto moldado no local.

73 72 - Dimensionamento e verificação dos elementos - Estado Limite último Os elementos devem ser verificados, obrigatoriamente, ao estado limite último conforme prescrito na ABNT NBR 6118 (2003), atendendo ao disposto em da ABNT NBR 9062 (2006). Em painéis alveolares ou vigotas, destinados à execução de lajes de concreto armado ou protendido, permite-se a dispensa de armadura transversal, desde que seja obedecida a limitação prescrita pela NBR 6118 (2003), ou que se proceda conforme 5.5.da ABNT NBR 9062 (2006). Por ocasião da aplicação da protensão ao concreto, deve-se verificar o estado limite último no ato da protensão, conforme prescrito na ABNT NBR 6118 (2003). - Estados limites de serviço Os elementos de concreto armado e protendido devem ser verificados, obrigatoriamente, ao estado limite de serviço, conforme prescrito na ABNT NBR 6118 (2003), atendendo ao disposto em da ABNT NBR 9062 (2006). Na determinação das características das seções transversais, deve ser observado o disposto na ABNT NBR 6118 (2003). Quando se tratar de protensão com armadura aderente, deve ser adotada a seção homogeneizada calculada com relação de equivalência αp determinada a partir do módulo secante do concreto, podendo adotar-se 85% do módulo tangente na origem. Para a determinação do módulo de elasticidade do concreto deverá ser considerado o valor correspondente à sua idade. Devem ser consideradas as perdas de protensão imediatas e progressivas, levando-se em conta o módulo de elasticidade do concreto na idade de análise e a deformação da seção homogeinizada e os fatores de perdas segundo a ABNT NBR 6118 (2003). Na determinação das tensões em longo prazo, tendo sido considerada a perda total de protensão, permite-se, na aceitação da máxima compressão no concreto, usar o valor de fc, respeitando o disposto na ABNT NBR 6118 (2003) para ações repetitivas. - Estado limite de deformação

74 73 Em estruturas pré-fabricadas, deve ser sempre realizada a verificação em serviço do estado limite de deformação excessiva da estrutura, a partir das combinações de serviço. Para o caso de interface ou encunhamento entre a estrutura pré-moldada e outras estruturas ou elementos não estruturais, devem ser seguidas as prescrições de deslocamentos limites da ABNT NBR 6118 (2003), tanto para peças isoladas como para a edificação global. Os deslocamentos horizontais globais da estrutura de elementos prémoldados em combinação freqüente, sem encunhamento de outros elementos, devem obedecer às prescrições da Tabela 7, conforme detalhado na Figura 33. Para os deslocamentos em estruturas de elementos pré-moldados sem interface de apoio ou encunhamento com outros elementos, deve ser considerado o especificado em e da ABNT NBR 9062 (2006), sendo que deve ser considerada a etapa inicial no momento da montagem, e a longo prazo durante a vida útil da estrutura. Tabela 6 - Limites de deslocamentos horizontais globais. Fonte: NBR 9062:06. Para os elementos estruturais de cobertura devem ser respeitados os limites estabelecidos na Tabela 7. Tabela 7 Limites para deslocamentos verticais de elementos de cobertura

75 74 Fonte: NBR 9062:06. Figura 38 Limites para deslocamentos globais. Fonte: NBR 9062:06. Para os elementos estruturais de piso, ou lineares, devem ser respeitados os limites estabelecidos na Tabela 8.

76 75 Tabela 8 Limites para deslocamentos verticais de elementos de piso ou elementos lineares. Fonte: NBR 9062: Projeto de Elementos Pré-Moldados - Embutimento na base Para superfícies de contato lisas, o comprimento mínimo do embutimento do pilar na fundação deve ser: L emb 1,5 h para Mk / Nkh 0,15 L emb 2,0 h para Mk / Nkh 2,00 Interpolando-se linearmente para valores intermediários da relação Mk / Nkh, sendo Nk e Mk resultantes de combinações de ações concomitantes, onde: h é a dimensão paralela ao plano de ação do momento Mk Nk é força normal atuante no pilar Lemb é o comprimento de embutimento Para superfícies de contato mínimas de 1 cm, em 10 cm, com rugosidade, tanto no pilar como no cálice, os valores anteriores de Lemb podem ser multiplicados por 0,8. A adoção destes valores não exclui a necessidade de comprovar a resistência e o comportamento em serviço da base do pilar, da superfície de contato do pilar com o cálice, (que pode ter colarinho ou não) do elemento de fundação.

77 O comprimento de embutimento não deve ser inferior a 40 cm e deve ser compatível com o comprimento de ancoragem da armadura do pilar. 76 Nos casos de tração no pilar, deve-se adotar no mínimo L emb conforme , da ABNT NBR 9062 (2006). Com Lemb multiplicado por 1,15. Para L emb definido em da ABNT NBR 9062 (2006) maior que 200 cm, pode-se adotar valores diferentes que o definido na formulação, desde que seja realizado estudo da ligação entre pilar e colarinho. - Elementos de fundação Os elementos de fundação devem ser calculados para resistir à totalidade das forças normais e horizontais e dos momentos transmitidos pelos pilares, incluindo os momentos de segunda ordem globais conforme definido em da ABNT NBR 9062 (2006). As superfícies internas do cálice (cavidade para encaixe do pilar pré-fabricado por penetração dentro da base do elemento de fundação), devem ter pelo menos a mesma característica superficial que a dos pilares, conforme da ABNT NBR 9062 (2006), Figura 39, Figura 40 e Figura 41. Entende-se por base a região do pilar correspondente ao comprimento de embutimento (Lemb). Quando as paredes externas da base do pilar e internas do encaixe tiverem rugosidade mínima de 1 cm, em 10 cm, permite-se considerar que partes dos esforços sejam transmitidos pela interface, sendo o elemento de fundação calculado como monolítico. No caso do dimensionamento da fundação como monolítica, pode ser considerada a força de atrito de 90% da resultante combinada entre Nd e Md/Z1 aplicada na distância média entre o pilar e o cálice, não se tomando tensões de atrito maiores que 0,4fcd (correspondente ao menor valor de fck entre o bloco e o pilar). No caso da consideração da força de atrito entre pilar e bloco, caso os esforços solicitantes de atrito, definidos em da ABN NBR 9062 (2006) gerem esforços de arrancamento do pilar numa das faces do cálice, deve ser somada à armadura resistente necessária a este esforço a armadura vertical resistente à reação Hod.(Fvd). (FIGURA 38).

78 77 Figura 38 Limites para deslocamentos globais. Fonte: NBR 9062:06.

79 78 Figura 39- Esquema de Esforço atuantes e resistentes no colarinho Fonte: NBR 9062:06. Figura 40 Modelo de esforços na interface do pilar e cálice Fonte: NBR 9062:06. Figura 41- Modelo de esforços nas paredes do colarinho

80 79 Fonte: NBR 9062:06. Quando as paredes externas da base do pilar e interna do encaixe do elemento de fundação forem lisas, permite-se considerar o valor 0,7 Nd da carga normal transmitida pela interface, desde que exista armadura de suspensão, disposta em toda a volta do encaixe e de valor: As = 0,7 Nd / Fyd Deve ser acrescido ao As a armadura vertical resistente à reação Hod. A parte do elemento de fundação abaixo do plano da superfície inferior do pilar deve ser verificada a punção, se for o caso, com as dimensões internas de encaixe para: a) o valor Ngld correspondente à carga aplicada pelo pilar por ocasião da montagem e antes de se efetivar a ligação entre o pilar e o bloco; b) o valor Nd se não forem atendidos e da ABNT NBR 9062 (2006); c) o valor 0,3 Nd se for atendido somente da ABNT NBR 9062 (2006); d) o valor 0,1 Nd se for atendido somente da ABNT NBR 9062 (2006); e) em nenhum caso a altura dessa parte será inferior a 20 cm. No caso da atuação de momento, Md e força horizontal, Hd, nos elementos de fundação dotados de cálice, permite-se o cálculo do mesmo como consolo ligado à parte inferior do elemento, considerando-se a atuação de uma força Hod, distante

81 80 a da face superior da fundação, com os valores indicados a seguir, correspondentes à Figura 39: a) Hod = Md / 0,67 Lemb + 1,25 Hd, com a = h1-0,167 Lemb b) Hod = Md / 0,85 Lemb + 1,2 Hd, com a = h1-0,15 Lemb Quando atendido o estabelecido em da ABNT NBR 9062 (2006), a força Hod determinada em b) pode ser minorada considerando: Md = Fat Z1, com Fat definido em da ABNT NBR 9062 (2006) Não devem ser tomados valores negativos de Md. As paredes do colarinho, devem ser armadas para os efeitos dos esforços de montagem e os previstos em da ABNT NBR 9062 (2006), e devem ter espessura não inferior a 10 cm. Devem ser previstas medidas construtivas adequadas que permitam a correção dos níveis da superfície de apoio dos pilares na fundação, possibilitando a realização da montagem dos pilares dentro dos limites de tolerância em da ABNT NBR 9062 (2006). O concreto para preenchimento do vazio entre o pilar e o colarinho deve ter a mesma característica que o concreto do bloco, devendo ser previsto tamanho máximo do agregado que permita a vibração e a concretagem adequada da região Ligações São dispositivos utilizados para compor um conjunto estrutural a partir de seus elementos, a fim de transmitir os esforços solicitantes, em todas as fases de utilização, dentro das condições de projeto, mantendo as condições de durabilidade ao longo da vida útil da estrutura conforme definido o conceito de vida útil da ABNT NBR 6118 (2003) Esforços solicitantes De acordo com a ABNT NBR 9062 (2006), é imprescindível que no projeto das ligações de elementos pré-moldados entre si ou entre estes e os de concreto moldado no local, sejam analisadas tanto a estabilidade geral da estrutura montada, quanto aquela durante a fase da montagem. O dimensionamento destas ligações deve obedecer à ABNT NBR 6118 (2003), caso contrário, faz-se necessário provar

82 81 sua eficácia, qualidade e durabilidade por meio de cálculo analítico devidamente documentado ou por ensaios conclusivos de casos realmente análogos. Deve ser feito minucioso estudo das possíveis solicitações de serviço e na fase de montagem as quais serão submetidas às ligações, não devendo se desprezar as solicitações provenientes de variações volumétricas da estrutura (retração, fluência, variação de temperatura). Em certos casos, é necessário considerar as rotações e deformações imediatas provocadas pela aplicação e pela retirada de cargas acidentais, assim como deslocamentos possíveis de ocorrer devido a vibrações de máquinas e equipamentos industriais, além de movimentos e esforços previsíveis durante a vida das estruturas. As ligações devem ter a mesma durabilidade que as peças da estrutura. Quando isto não for possível, deve ser previsto no projeto a possibilidade de inspeção, reparo e troca dos componentes que compõem a ligação. - Tipos de ligações - Ligações solicitadas predominantemente por compressão - Generalidades: Segundo a ABNT NBR 9062 (2006), os elementos pré-moldados podem ser apoiados entre si ou sobre outros elementos de concreto moldado no local por meio de: a) juntas a seco; b) intercalação de uma camada de argamassa; c) concretagem local; d) dispositivos metálicos; e) almofadas de elastômero. - Juntas a seco Os elementos pré-moldados podem ser assentados por meio de juntas a seco quando a pressão de contato sobre os apoios for inferior a 0,042 fcd, sendo o fcd referente à menor das resistências características dos materiais em contato. Não devem ser adotadas tensões de contato superiores a 1 MPa, a não ser em casos em

83 que é assegurada a não rotação do apoio. Para este, a tensão não deve ultrapassar o valor de 0,06 fcd, sendo limitada a 1,5 MPa Com juntas de argamassa de assentamento O uso de argamassa de assentamento tem como objetivo corrigir pequenas imperfeições, assim como evitar a transmissão de cargas por poucos pontos de contato. É importante que o assentamento seja feito antes do início da pega da argamassa. A pressão de contato não deve ultrapassar 5 MPa, sendo obrigatório o controle tecnológico e estudo comprovado de traço. A tensão de cisalhamento deve possuir valor inferior a 10% da tensão de contato. - Com juntas de concreto local A resistência mínima do concreto ou graute utilizado deve possuir valor igual ao menor fck das peças ligadas, de tal modo que a ligação tenha comportamento monolítico. - Com dispositivos metálicos Os dispositivos metálicos devem ser fixados ao concreto dos elementos prémoldados por meio de grapas ou parafusos devidamente ancorados. Entretanto, caso os detalhes construtivos permitam execução controlada na obra, a fixação pode ser realizada por solda do dispositivo metálico em chapa aparente, devidamente ancorada no elemento pré-moldado durante sua execução. Cuidados devem ser tomados quanto aos efeitos do aquecimento sobre o concreto e os elementos de fixação, particularmente quanto à aderência. Os detalhes construtivos devem prevenir deformações localizadas excessivas das partes metálicas. - Almofadas de elastômero O elastômero deve satisfazer às prescrições das normas brasileiras quanto a todas as suas características de utilização e propriedades mecânicas. Devem ser tomados cuidados especiais para proteger as almofadas de apoio contra temperaturas superiores a 80 C. Caso isto não ocorra, deve ser

84 83 previsto, em projeto, a substituição da almofada eventualmente danificada após incêndio na edificação. No caso de elementos protendidos, nos quais haja possibilidade de encurtamentos importantes decorrentes da retração e da fluência, deve-se prever no projeto e detalhamento, um eventual levantamento dos elementos a fim de aliviar a almofada, recarregando-a a seguir. - Ligações solicitadas predominantemente por tração A ABNT NBR 9062 (2006) apresenta que este tipo de ligação é encontrado na suspensão de elementos pré-moldados por tirantes de concreto ou outros dispositivos, fixados em outros elementos pré-moldados ou de concreto moldado no local, ou ainda na ligação de elementos pré-moldados verticais de vedação com seus apoios superiores. A força de tração deve ser resistida exclusivamente pela armadura, devendo ser adotado um coeficiente de redução da tensão mínima de escoamento, conforme disposto na ABNT NBR 6118 (2003). Caso sejam utilizados perfis de aço para transmitir a força de tração, é necessário verificar o modo como a esta força está sendo transferida do perfil para o concreto. - Dispositivos especiais É permitida a utilização de dispositivos metálicos nas ligações de elementos suspensos ou verticais de vedação, desde que estes dispositivos sejam devidamente fixados ao concreto. São constituídos por placas, barras, parafusos e perfis laminados, extrudados ou formados por chapas dobradas, ligadas por parafusos, porcas, rebites ou solda, desde que devidamente comprovada sua eficiência e segurança. Os dispositivos devem permitir a ligação das partes constituintes dos elementos pré-moldados, assim ligados, ainda que deslocados de suas posições determinadas no projeto, sempre, porém, dentro das tolerâncias admitidas. Os materiais, os processos empregados para as ligações e a sua proteção devem obedecer as Normas Brasileiras pertinentes e, quando da inexistência das mesmas, a eficácia e a durabilidade do sistema devem ser comprovadas por verificação experimental conforme seção 5.5 da ABNT NBR 9062 (2006).

85 84 Para a utilização de resinas e chumbadores nas ligações, faz-se necessário respeitar as distâncias mínimas de borda, assim como verificar o efeito do grupo no cone de arrancamento. Além disso, deve-se realizar verificação da ancoragem dos elementos chumbados no concreto. É importante, também, proteger estes dispositivos contra temperaturas elevadas, acima de 80 C, e comprovar sua eficiência tanto na execução quanto na vida útil da edificação. - Ligações solicitadas predominantemente por flexão Este caso contempla ligações de elementos pré-moldados que, por possuírem grandes dimensões, precisam ser subdivididos e solidarizados entre si. Dentre estes elementos, estão vigas, lajes, pilares, pórticos e arcos. A solidarização dos segmentos pode ser feita por protensão, por solda, por meio de dispositivos metálicos ou mediante concretagem local. Em qualquer caso, exige-se verificação da resistência da seção emendada ao esforço cortante (cisalhamento). A ligação necessária para impedir a rotação relativa dos elementos ligados deve ser realizada antes da aplicação de sobrecargas permanentes ou variáveis. No caso de serem projetadas ligações que impedem totalmente ou parcialmente a rotação dos elementos ligados, é obrigatória a verificação da dutilidade da ligação quanto à rotação relativa entre os elementos ligados. Para casos em que as ligações forem projetadas a fim de permitir qualquer rotação dos elementos ligados com concretagem local, faz-se necessário prever armadura suficiente para evitar a abertura de fissuras quando a estrutura for utilizada em serviço. - Ligações solicitadas predominantemente por cisalhamento Este caso contempla as ligações semi-articuladas presentes na emenda transversal de lajes, mesas de vigas T, segmentos de pilares, pórticos ou arcos nos quais o momento solicitante é menor ou igual a 15% do momento resistente da peça. - Ligações transversais de lajes e mesas de vigas T Para garantir a distribuição dos esforços transversais entre unidades de lajes, ou nas mesas de vigas T, é necessária que se sejam feitas ligações

86 85 transversais apropriadas. Assim sendo, o detalhamento destas ligações deve estar em conformidade com as hipóteses assumidas na análise e no dimensionamento estrutural, ou mesmo na análise experimental, caso seja adotada. É importante buscar meios de impedir que ocorram deflexões diferenciais provenientes da distribuição não uniforme de cargas acidentais nas juntas de elementos pré-moldados que formam pisos, forros e outras estruturas semelhantes. Caso haja aplicação de cargas pontuais ou linearmente distribuídas paralelamente às juntas, faz-se necessário verificar os esforços de cisalhamento aplicados nas ligações entre lajes (FIGURA 42). Estas ligações podem ser feitas por meio de: a) Juntas concretadas ou grauteadas; b) Uso de soldas; c) Capeamento com armadura transversal; d) Associação de duas ou mais situações anteriores; Figura 42- Seções nas juntas entre lajes com transmissão da força cortante. Fonte: NBR 9062:06.

87 86 Para a solução de capeamento de concreto, é importante que a espessura mínima da capa em pontos isolados não seja menor que 3cm, adotando-se um valor médio acima de 4cm, conforme exemplifica a Figura 38. Na aplicação de cargas acidentais a 3kN/m², não há necessidade de se verificar os esforços atuantes na região das juntas dos elementos pré-moldados de lajes se a tensão de referência τ wd não exceder a 0,15 fctdj (considerando a tensão calculada na altura h2 da Figura 33). Para este caso, a ligação pode se feita por meio do rejuntamento das folgas entre as bordas dos elementos pré-moldados, utilizando argamassa de cimento ou concreto. As folgas devem apresentar geometria adequada para garantir a transmissão da força cortante, não levando em conta a aderência da argamassa de cimento ou concreto com os elementos, conforme mostra a Figura 43. Para o caso de cargas acidentais > 3 kn/m2 e 5 kn/m2, é possível não verificar os esforços atuantes na região das juntas dos elementos pré-moldados de lajes, caso seja adotada a solução da capa de concreto com espessura mínima de 4cm. Nesta situação, o valor de h2 da Figura 42 deverá ser somado à altura do capeamento. Finalmente, para cargas acidentais > 3 kn/m2 e 5 kn/m2, sem a execução da capa de concreto e para cargas acidentais > 5 kn/m2, é obrigatório se verificar os esforços atuantes na região das juntas, dimensionando-se devidamente as ligações, conforme critérios definidos pela norma.(figura 44) Figura 43 Espessuras médias mínimas de capeamento das lajes. Fonte: NBR 9062:06.

88 87 Figura 44 - Exemplos de emendas nas bordas das lajes. Legenda: 1 - As ligações tipo (a) e (b) se dão por simples transpasse ou por solda; 2 - As ligações tipo (d) e (e) ocorrem por meio de cantoneiras metálicas devidamente ancoradas no concreto dos elementos, soldadas duas a duas diretamente ou através de um elemento metálico intermediário; 3 - A ligação tipo (c) é realizada pelo transpasse de barras dobradas em laço na junta do tipo representado na Figura, com preenchimento posterior; 4 - A ligação tipo (f) é feita pela utilização de barras metálicas dobradas em U, devidamente ancoradas no concreto dos elementos, soldadas duas a duas, diretamente ou através de um elemento metálico intermediário. Fonte: NBR 9062:06. - Ligações de pilares, pórticos e arcos Podem ser realizadas das seguintes formas: a) Por meio da colocação de chapa metálica com pino e furos de centralização, junta macho e fêmea ou dispositivo equivalente na massa de concreto no topo dos elementos, de forma a permitir a aplicação de solda em todo o contorno das chapas de contato, de acordo com a Figura 45 (a). Há, neste caso, a necessidade de verificação do momento fletor atuante. b) Pelo encaixe de armaduras salientes num elemento em cavidades no outro elemento e preenchimento dos vazios com graute não retrátil que também cubra inteiramente as superfícies em contato, conforme Figura 45 (b); c) Pela utilização de dispositivos metálicos;

89 d) Através de outro processo, cuja eficácia e durabilidade forem comprovadas nos ensaios conclusivos conforme 5.5.da ABNT NBR 9062 (2006). 88 Figura 45 Exemplo de ligações de pilares Fonte: NBR 9062:06. - Ligação de pilares, pórticos e arcos com a fundação Deve ser obedecido o disposto no item Elementos de Fundação ou serem utilizados dispositivos metálicos. - Ligações por meio de consolos de concreto - Segurança Para a segurança, valores característicos, valores de cálculo, coeficientes de minoração e de majoração adotados em ligações por meio de consolos de concreto, assim como para a armadura de cintamento no topo do pilar, são adotados os critérios da ABNT NBR 6118 (2003) e ABNT NBR 8681 (2003) multiplicando-se o coeficiente de majoração por um fator γn, tal que:

90 89 a) para elementos pré-fabricados: γn = 1,0 quando a carga permanente for preponderante; γn = 1,1 em caso contrário; b) para elementos pré-moldados: γn = 1,1 quando a carga permanente for preponderante; γn = 1,2 em caso contrário. Devem ser considerados, na determinação do valor de γn, os efeitos de impacto, choques e vibrações, não sendo adotados valores inferiores aos definidos acima. É necessário analisar o efeito desfavorável na resistência do consolo devido à variação das ações sem inversão dos esforços, considerando-se a análise dinâmica e fadiga de acordo com a ABNT NBR 6118 (2003). Esta análise é obrigatória em consolos para vigas de rolamento de pontes rolantes. Devem ser avaliadas as ações provenientes da variação volumétrica das estruturas ligadas ao consolo. Também devem ser consideradas no cálculo dos consolos as ações horizontais atuantes, ou as componentes horizontais de forças oriundas de consolos inclinados. Na determinação destas ações, é levada em conta a elasticidade dos demais elementos em contato com o consolo e a presença ou não de pinos de ligação ou elementos intermediários (chapas metálicas, almofadas de elastômero, argamassa, e outros). Deve-se considerar o efeito da torção no modelo biela tirante espacial, fora do plano médio do consolo, acatando os valores últimos das tensões de cálculo da ABNT NBR 6118 (2003), particularmente nos consolos destinados a receber: a) carregamentos devidos a futuras ampliações; b) cargas móveis transmitidas por de vigas de rolamento; c) vigas com torção.

91 90 - Dimensionamento dos consolos e esforços resistentes - Generalidades As Figuras 46 e 47 mostram as armaduras típicas e o modelo biela-tirante para um consolo curto. Figura 46 Armadura típica de um consolo curto Fonte: NBR 9062:06.

92 91 Figura 47 Modelo biela-tirante para consolo curto. Fonte: NBR 9062:06 - Hipótese de cálculo Para o cálculo dos consolos, são obedecidas as seguintes condições: a) para 1,0 <a/d 2,0: o dimensionamento é feito como para uma viga em balanço, aplicando-se o disposto na ABNT NBR 6118 (2003) para flexão e força cortante, observando-se o disposto nos itens7.3.1, 7.3.3, e da ABNT NBR 9062 (2006). b) para 0,5 <a/d 1,0 (consolos curtos): o dimensionamento é feito considerando o modelo matemático de uma treliça de duas barras: uma tracionada, chamada de tirante e outra comprimida, denominada biela (Figura 47), e são estabelecidas limitações para as solicitações dos materiais constitutivos das barras (aço no tirante e concreto na biela), conforme e7.3.5 da ABNT NBR 9062 (2006), observando-se disposto em 7.3.1, 7.3.3, e da ABNT NBR 9062 (2006). c) para a/d 0,5 (consolos muito curtos): o dimensionamento é feito supondo a ruptura ao longo do plano de ligação do consolo com seu suporte, podendo ser levado em conta o efeito favorável de engrenamento dos agregados desde que a interface seja atravessada por barras de aço perpendiculares à mesma

93 92 e satisfazendo o disposto em 7.3.1, 7.3.3, e e da ABNT NBR d) é desprezado o eventual efeito favorável de cargas horizontais que venham a comprimir o plano de ligação entre o consolo e o elemento de sustentação; e) para o efeito de tração provocado por cargas horizontais no plano de ligação entre o consolo e o elemento de sustentação, é considerado que este seja integralmente absorvido pelo tirante; f) São válidas as hipóteses de cálculo da ABNT NBR 6118 (2003) que não sejam conflitantes com a ABNT NBR 6092 (2006). - Disposições construtivas A altura da face externa do consolo não deve ser menor que metade da altura do consolo no engastamento, considerado o afastamento da almofada de apoio à borda externa, como ilustrado na Figura 46, onde: O comprimento a 1, e a largura b do consolo devem ser fixados levando em consideração o ajuste, conforme a Figura 46. Quando o afastamento lateral da almofada de apoio for superior ao cobrimento da armadura, deve-se armar para a força de fendilhamento. A distância a 2 que vai da face externa da almofada de apoio à face externa do consolo, conforme Figura 46, deve ser no mínimo: a) a 2 = c + Ø, para o tirante ancorado por barra transversal soldada de mesmo diâmetro; b) a 2 = c + 3,5 Ø, para o tirante ancorado por alças horizontais com Ø < 20 mm; c) a 2 = c + 5 Ø, para o tirante ancorado por alças horizontais com Ø 20 mm; d) a 2 = c + 3,5 Ø + 2 cm, para o tirante ancorado por alças verticais, com Ø 16 mm. Não é necessário prever armadura para impedir o fendilhamento no plano horizontal das alças do tirante para cargas diretas, quando a 2 obedecer à seguinte condição:

94 93 Apenas neste caso, os raios de curvatura interna das alças podem ser iguais aos mínimos especificados pela ABNT NBR 6118 (2003) para ganchos. Para o tirante ancorado por alças horizontais, o diâmetro (Ø) de suas barras deve ser inferior a 1/8 da menor dimensão do consolo na seção de engastamento ou 25 mm, e seu espaçamento não deve ser maior que 15 Ø ou d. Já o diâmetro (Ø) das barras do tirante ancorado por barra transversal soldada de mesmo diâmetro deve ter valor inferior a 1/6 da menor dimensão do consolo na seção de engastamento ou 25 mm, e seu espaçamento não deve ser superior a 20 Ø ou d. O tirante deve ser localizado no quinto da altura do consolo junto à borda tracionada. A armadura de costura é distribuída respeitando os esquemas de cálculo do item Armadura de Costura, seu diâmetro deve ser inferior a 1/15 da menor dimensão do consolo no engastamento, e seu espaçamento na vertical não deve ser superior a: 1/5 da altura útil d no engastamento (conforme FIGURA 48); 20 cm; distância a (conforme FIGURA 47).

95 94 Figura 48 Detalhe de posicionamento de armadura de costura. Fonte: NBR 9062:06 Na face da peça suporte do consolo deve ser disposta armadura igual à do tirante, na forma de barras nos pilares e nervuras verticais e na forma de estribos colocados em extensão menor ou igual a 2b, nas vigas e elementos assemelhados (ver FIGURA 49).

96 95 Figura 49 Detalhes de armadura para consolos em diferentes tipos de peças. Fonte: NBR 9062:06 É proibido executar consolos com tirantes ancorados por alças verticais para diâmetros de barras maiores que 16 mm. Caso sejam utilizados consolos com tirantes ancorados por alças verticais, deve-se atender a distância a 2 mínima da almofada de apoio às faces frontal e laterais. - Verificação da biela comprimida (ver FIGURAS 47 e 49) Para consolos curtos com 0,5 <a/d 1,0, a tensão de compressão na biela inclinada não pode ultrapassar: a) fcd para carga direta; b) 0,85 fcd para carga indireta. Para consolos muito curtos com a/d 0,5, para as condições de compressão diagonal em função da tensão de cisalhamento τ wd, adota-se τ wu 0,27(1 fck/250) fcd ou 8 MPa. - Tirante O tirante não pode ter diminuição de seção transversal entre o ponto de aplicação da carga e o engastamento, exceto quando a/d for maior que 2. Neste

97 96 caso, o cálculo do consolo é feito aplicando-se o disposto na ABNT NBR 6118 (2003) para vigas. Na seção de engastamento, a taxa mecânica de cálculo ω = ρ fyk/fck deve ser superior a 0,04 para os consolos com a/d 2, onde: onde: As,tir é a área total de aço concentrada no tirante. Para os consolos curtos, com 0,5 <a/d 1,0, admite-se que a armadura total do tirante: Onde: Para consolos multo curtos, com a/d 0,5, admite-se: a) armadura total do tirante: onde: μ = 1,4 para concreto lançado monoliticamente; μ = 1,0 para concreto lançado sobre concreto endurecido com interface que satisfaça o disposto em da ABNT NBR 9062 (2006); μ = 0,6 para concreto lançado sobre concreto endurecido com interface lisa. a) τ wu = 3,0 + 0,9 ρf yd 0,27(1 f ck /250)f cd b) τ wu 8 MPa f yd 435 MPa c) a ancoragem do tirante na peça suporte do consolo deve obedecer às prescrições da ABNT NBR 6118 (2003).

98 97 - Armadura de costura É obrigatório e considerado adequado o uso de armadura de costura nas seguintes situações: a) para consolos curtos, com 0,5 <a/d 1,0, adota-se o seguinte valor de armadura, distribuída em 2/3 d, adjacentes ao tirante: b) para consolos muito curtos, com a/d 0,5, adota-se o seguinte valor de armadura, distribuída em 2/3 d, adjacentes ao tirante, completando-se o terço restante com armadura mínima: c) desde que forem respeitadas as disposições construtivas prevista no item Disposições Construtivas; d) não adotar f yd > 435 MPa. - Armadura transversal Nos consolos com a/d > 1,0 calcula-se a armadura transversal pela ABNT NBR 6118 (2003), fazendo V co = 0. Nos consolos sujeitos a cargas diretas com a/d 1,0, os estribos verticais, quando construtivamente necessários, são escolhidos pelas taxas mínimas da ABNT NBR 6118 (2003) para vigas de mesma largura b e altura igual à do consolo no engastamento. - Armadura de suspensão Deve existir armadura de suspensão capaz de resistir à totalidade das cargas ou reações indiretas de cálculo com tensão f yd não se adotando f yd > 435 MPa.

99 98 - Transmissão de esforços horizontais Na ausência de impedimento ao movimento horizontal, permite-se estimar a força horizontal H d pela vertical F d como segue: a) H d = 0,8 F d para juntas a seco; b) H d = 0,5 F d para elemento assentado com argamassa; c) H d = 0,16 F d para almofadas de elastômero; d) H d = 0,08 F d para almofadas revestidas de plástico politetrafluoretileno (PTFE); e) H d = 0,25 F d para apoios realizados entre chapas metálicas não soldadas; f) H d = 0,4 F d para apoios realizados entre concreto e chapas metálicas; g) Para a concretagem no local, ligação por meio de solda ou apoio com graute, é obrigatório o estudo detalhado do valor da força horizontal aplicada na ligação. - Ligação por meio de recortes nas extremidades dos elementos - Dentes de apoio (Dentes Gerber) Denomina-se dentes de apoio aos elementos de apoio na extremidade de vigas, placas ou painéis, cuja altura é menor que a altura do elemento a ser apoiado e que podem ser assemelhados a consolos. - Dimensionamento dos dentes de apoio e esforços resistentes Permite-se assemelhar o dente de apoio a um consolo, prevalecendo os critérios de Dimensionamento dos consolos e esforços resistentes da ABNT NBR 9062 (2006), complementando com o especificado pela ABNT NBR 6118 (2003). - Biela de compressão Para dentes de apoio assemelhados a consolos curtos com 0,5 <a/d 1,0, as dimensões e inclinação da biela de compressão são supostas variáveis e são determinadas segundo a Figura 50 (a) e (b). - Tirante O tirante é ancorado no dente por barra transversal de mesmo diâmetro soldada na extremidade ou por alças horizontais, respeitado o disposto em Disposições Construtivas.

100 99 Figura 50 Modelo em consolos tipo Gerber Fonte: NBR 9062:06. O início da ancoragem do tirante na viga é suposto distante do primeiro estribo de (d vig d) aplicando-se o disposto na NBR 6118 (2003) para a condição de má aderência (ver FIGURA 51).

101 100 Figura 51 Detalhe de armadura em consolo tipo Gerber. Fonte: NBR 9062:06. - Estribos do dente São sempre necessários estribos horizontais ancorados na face externa do dente e penetrando 1,5 vezes o comprimento de ancoragem no interior da viga. São necessários estribos verticais no dente, conforme item da ABNT NBR 9062 (2006). Aplicam-se os valores estabelecidos para os consolos em e da ABNT NBR 9062 (2006). - Armadura de suspensão Deve existir armadura de suspensão capaz de resistir à totalidade das cargas verticais aplicadas no dente (F d ) com tensão f yd. Esta tensão não pode superar a 435 MPa. A armadura deve ser disposta concentrada na extremidade da viga adjacente ao dente de apoio, na forma de estribos fechados que envolvam a armadura longitudinal da viga, conforme Figura 46. Se forem utilizadas barras verticais adequadamente ancoradas nas suas extremidades e protegidas do risco de

102 fendilhamento do concreto nas suas dobras, estas não podem absorver mais que 0,4 F d Limitação da compressão na biela A tensão de compressão na biela não pode ultrapassar o disposto na ABNT NBR 6118 (2003) para a verificação da compressão da diagonal do concreto, para inclinações da biela até 45º. Para maiores inclinações, o valor limite da tensão de compressão é de 0.85 f cd, conforme Figura Dentes de apoio com cargas indiretas Aplicam-se, no que for pertinente, aos dentes de apoio os demais esquemas, disposições construtivas e limitações dos consolos com carga indireta. - Forças horizontais de compatibilidade No caso de peças protendidas, a força horizontal no tirante do dente de apoio deve ser acrescida do valor da força resultante da restrição à livre movimentação da peça pelos efeitos de retração e fluência ocorridos após a montagem. - Ligações por meio de apoios nas extremidades sem recortes de vigas Na falta de cálculo mais rigoroso ou de comprovação experimental conclusiva, permite-se calcular a armadura principal (tirante) do apoio nas extremidades de vigas pré-moldadas, obedecidas as disposições construtivas pertinentes, prescritas em 7.3.3, pela expressão: Nas mesmas condições (ver FIGURA 52), permite-se determinar a armadura de costura horizontal e vertical, respectivamente A sh e A sv, pela expressão:

103 102 Figura 52 Detalhe de armadura em apoio sem recorte. Fonte: NBR 9062:06 - Ligações de painéis com a estrutura É necessário verificar a ligação entre os painéis e a estrutura no que diz respeito ao seu desempenho e durabilidade, conforme prescrito pela ABNT NBR 6118 (2003), devendo ser no mínimo iguais aos das outras ligações da estrutura. Sempre que possível, deve-se prever a inspeção e manutenção da ligação dos painéis entre si ou com a estrutura. Quando isto não for possível, no caso de ligações por meio de dispositivos metálicos, deve ser utilizado um fator de segurança da ligação de γ n = 4, ou ser utilizado aço inoxidável. Para a utilização de elementos metálicos nos painéis, deve-se seguir o critério de ancoragem da ABNT NBR 6118 (2003), sendo obrigatória a proteção contra corrosão Materiais - Concreto - Propriedades - Resistência mecânica O concreto dos elementos pré-moldados e pré-fabricados deve ter resistência mecânica mínima conforme ABNT NBR 6118 (2003). Para os artefatos de concreto

104 103 (não estruturais) esta resistência não deve ser inferior a 15 MPa. O concreto prémisturado deve ser fornecido com base na resistência característica. - Argamassa para ligações A argamassa empregada para preenchimento de juntas de elementos prémoldados, na formação de ligações de que trata a seção 7 da ABNT NBR 9062 (2006), deve satisfazer às seguintes condições: a) o agregado empregado deve ser o miúdo, conforme as características dispostas na ABNT NBR 7211 (2009); b) a resistência média à compressão da argamassa não deve ser menor que 30 MPa Produção de Elementos Pré-Moldados - Armadura - Disposições construtivas Quanto às exigências relativas à seção transversal, ao espaçamento das barras, ao dobramento e fixação das barras e às suas emendas, à armadura de suspensão e às peças cintadas no caso de armadura não protendida, bem como ao espaçamento e à protensão dos elementos da armadura de protensão, à curvatura e às emendas das barras desta armadura, à solidarização de peças pré-moldadas, à armadura suplementar e à ancoragem da armadura de protensão, aplica-se o disposto na ABNT NBR 6118 (2003). No caso das armaduras pré-tracionadas, o cobrimento mínimo do fio ou cordoalhas é o mesmo estabelecido para os elementos pré-moldados, conforme será visto a seguir. Já seu espaçamento, medido entre as faces adjacentes dos fios ou cordoalhas, deve ser, no mínimo, igual a: a) 2 Ø; b) 1,2 vezes a dimensão máxima característica do agregado graúdo; c) 2,0 cm. - Cobrimento Em concretos de elementos pré-moldados, utiliza-se o determinado na ABNT NBR 6118 (2003), onde o cobrimento mínimo pode ser garantido pela adoção do valor Δc= 5 mm para qualquer barra da armadura, inclusive de distribuição, de montagem, de ligação e os estribos.

105 104 Nos elementos pré-fabricados, os valores de cobrimento mínimo são estabelecidos por meio de ensaios comprobatórios de desempenho da durabilidade do elemento, de acordo com o nível de agressividade previsto em projeto. Na falta destes ensaios, desde que seja utilizado concreto com fck 40 MPa e relação água/cimento 0,45, os cobrimentos podem ser reduzidos em mais 5 mm em relação aos valores estabelecidos para os elementos pré-moldados, não sendo permitidos cobrimentos menores que: - 15 mm para lajes em concreto armado mm para demais peças em concreto armado (vigas/pilares) mm para peças em concreto protendido mm para peças delgadas protendidas (telhas/nervuras) mm para lajes alveolares protendidas. O cobrimento mínimo de peças em concreto protendido faz referência aos fios e cabos de protensão, estribos ou outras armaduras na região de contato com as bainhas ou com os próprios fios e cordoalhas (armadura ativa), sendo que para as demais armaduras (que estejam fora da região de contato), é válido o critério de cobrimento de peças em concreto armado. As telhas de concreto, nervuras de peças com lajes duplo T, terças e lajes alveolares protendidas, com cobrimentos mínimos determinados sem a realização de ensaios e/ou sem a aplicação de revestimento posterior protetor, podem ser utilizadas apenas nas CAAI e CAAII da ABNT NBR 6118 (2003). Caso haja possibilidade de revestir posteriormente o concreto com pintura protetora, tanto para elementos pré-moldados como pré-fabricados, a eficácia da proteção e sua durabilidade em relação ao meio ao qual o elemento estará exposto devem ser comprovadas experimentalmente em laboratório nacional especializado, possibilitando determinar cobrimentos mínimos a serem utilizados que, em todos os casos, devem respeitar os estabelecidos acima Manuseio, Armazenamento e Transporte de Elementos Pré-Moldados - Manuseio De acordo com a NBR 9062/06, a suspensão e movimentação dos elementos pré-moldados devem ser realizadas através de máquinas, equipamentos e acessórios apropriados, em pontos localizados nas peças de concreto definidos

106 105 previamente em projeto, a fim de se evitar choques e movimentos abruptos. É necessário que os cabos de aço e demais dispositivos de içamento obedeçam às especificações do projeto de içamento, que inclui os ângulos e posicionamentos das peças. - Armazenamento Quanto ao armazenamento dos elementos pré-moldados, a NBR 9062/06 afirma que este deve ser efetuado sobre dispositivos de apoio, assentes sobre terreno plano e firme. Para a formação de pilhas, os dispositivos são intercalados ente si, com o intuito de evitar o contato das superfícies de concreto de dois elementos superpostos. É importante que estes apoios localizem-se em regiões previamente determinadas pelo projeto, sendo constituídos ou revestidos de material suficientemente macio para não danificar os elementos de concreto. Na formação de pilhas devem ser tomados cuidados especiais para manter a verticalidade dos planos: longitudinal; que passa pelos eixos dos elementos e transversal que passa pelos dispositivos de apoio. Também se deve verificar criteriosamente a segurança contra o tombamento dos elementos, tanto isolados quanto empilhados, sendo que, caso haja necessidade de escoramento lateral, este não deve introduzir esforços não previstos no cálculo dos elementos de concreto. - Pressões admissíveis nos apoios - Pressão admissível nos elementos pré-moldados A tensão de compressão máxima nas áreas de contato entre o concreto de elementos pré-moldados e os respectivos apoios, é de 0,3 fcj, sendo fcj a resistência efetiva do concreto no momento de seu armazenamento. Este valor pode chegar, entretanto, a 0,4 fcj caso haja fundação adequada para assentamento da pilha e um bom dispositivo de transmissão dos esforços entre os elementos.

107 106 - Pressão admissível no solo Elementos isolados ou empilhados, apoiados sobre dispositivos adequados, não devem transmitir pressões superiores às admissíveis para o tipo do solo em questão. Por isso, faz-se necessário estudo prévio de ambos os valores de pressão. - Transporte A NBR 9062/06 define que o transporte de elementos pré-moldados deve ser realizado por veículos compatíveis com as dimensões das peças, levando-se em conta as solicitações dinâmicas a que estas são submetidas e concordando com o que foi especificado em projeto. Os veículos devem ser carregados tomando-se os mesmos cuidados de manuseio das peças, utilizando-se dispositivos de apoio adequados para não danificar os elementos de concreto. Para que possam ser dispostos em uma ou mais camadas, os elementos pré-moldados devem ser escorados, a fim de impedir tombamentos e deslizamentos longitudinais e transversais durante as partidas, freadas e trânsito do veículo. Também é importante proteger a superfície de concreto, para que não seja danificada nas regiões em contado com cabos, correntes ou outros dispositivos metálicos Montagem de Elementos Pré-Moldado - Generalidades De forma análoga ao manuseio, a montagem dos elementos pré-moldados em suas posições definitivas na obra, deve ser realizada por meio de máquinas, equipamentos e acessórios apropriados, utilizando-se os pontos de suspensão nas peças de concreto, previamente determinados em projeto. Também da mesma forma que no manuseio, as máquinas de montagem, balancins, cabos de aço, ganchos e outros dispositivos são dimensionados considerando-se as solicitações dinâmicas conforme o disposto em da ABNT NBR 9062 (2006).

108 107 - Escoramento É feito conforme o disposto na ABNT NBR 14931: Execução de Estruturas de Concreto (2004) Procedimento. Pode ser previsto escoramento provisório para auxílio no posicionamento das peças e para garantia de estabilidade até que a ligação definitiva seja efetuada. Este escoramento, porém, não deve ser sujeito, sob a ação de seu peso, ao peso dos elementos pré-moldados e às cargas acidentais que venham a surgir durante a execução da montagem, deformações ou movimentos prejudiciais ao concreto, ou ainda, introduzir esforços secundários não previstos em projeto Controle de Qualidade e Inspeção - Controle de execução e inspeção - Generalidades A ABNT NRB 9062 (2006) estabelece os requisitos mínimos necessários para o controle de qualidade e inspeção de todas as etapas de produção, transporte e montagem a serem atendidos pelos elementos pré-moldados e pré-fabricados, de forma a garantir o cumprimento das especificações de projeto. Esta inspeção e este controle são realizados de maneiras diferentes para elementos pré-moldados e pré-fabricados, sendo importante classificar as peças previamente. Os elementos pré-moldados devem ser executados conforme prescrições da ABNT NBR (2004) e ABNT NBR (2006), não havendo necessidade de existência de laboratório e demais instalações do gênero. Para o caso de elementos pré-fabricados, a norma determina que: a) A mão-de-obra deve ser treinada e especializada; b) A matéria-prima é analisada e qualificada em dois momentos: primeiramente em sua aquisição, e posteriormente pela avaliação de seu desempenho testado através de ensaios e inspeções (conforme item 12.2 da ABNT NBR 9062 (2006). Assim sendo, é fundamental a existência de estrutura específica para controle de qualidade, tais como laboratórios e inspeção das etapas do processo produtivo. Isto tem a finalidade de garantir que o produto inserido no mercado esteja de acordo com o requerido por norma e com os valores declarados

109 108 ou específicos. O concreto utilizado deve atender às especificações da ABNT NBR (2006). c) A conformidade dos produtos com os principais requisitos normativos e com valores específicos ou declarados para suas propriedades deve ser demonstrada por meio de normas de projeto pertinentes ou por ensaios de avaliação da capacidade experimental, conforme 5.5 da ABNT NBR 9062 (2006) e através do controle de produção de fábrica, incluindo a inspeção dos produtos. A frequência desta inspeção deve garantir a conformidade permanente do produto. d) Os elementos são produzidos com o uso de máquinas e equipamentos industriais que racionalizam e qualificam o processo. e) Após a moldagem, estes elementos são submetidos a um processo de cura com temperatura controlada, conforme 9.6 da ABNT NBR 9062 (2006). Na inspeção e no controle da qualidade dos elementos, devem ser utilizados as especificações e os métodos de ensaios das Normas Brasileiras pertinentes. Na eventual falta dessas normas, permite-se que seja aprovada a metodologia a ser adotada, de comum acordo entre o proprietário e o fabricante ou a fiscalização e o construtor. A produção deve atender ao disposto em da ABNT NBR 9062 (2006). Os elementos devem ser Identificados individualmente e, quando conveniente, por lotes de produção. O fabricante ou construtor deve fornecer amostras, representativas da qualidade especificada, que serão utilizadas na definição dos parâmetros de inspeção e recepção das peças quanto à aparência, cantos, cor, rebarbas, textura, baixo-relevos e assemelhados, constituindo também o termo de comparação para o controle de qualidade do produto acabado. É importante que tais amostras sejam aprovadas pelo proprietário e a fiscalização. Para os elementos pré-fabricados, é necessário que haja inspeção nas seguintes etapas de produção: confecção da armadura, fôrmas, amassamento e lançamento do concreto e armazenamento, transporte e montagem das peças. É então feito um registro por escrito em documento próprio onde são claramente indicados a identificação da peça, sua data de fabricação, o tipo de aço e de concreto utilizados e as assinaturas dos inspetores responsáveis pela liberação de cada etapa de produção devidamente controlada.

110 109 Já para os elementos pré-moldados, a inspeção é feita individualmente ou por lotes, por inspetores do próprio construtor, da fiscalização do proprietário ou de organizações especializadas. - Materiais No controle da qualidade e na inspeção dos materiais, aplica-se o disposto no capítulo 8 da ABNT NBR 9062 (2006), observando-se a existência de ensaios de recepção, pelo menos quanto aos requisitos especificados a seguir, que devem ser verificados pelos métodos de ensaios estabelecidos nas respectivas especificações, no decorrer do processo de produção: a) aço (ABNT NBR 7480 (2007), ABNT NBR 7481 (1990), ABNT NBR 7482 (2008) ou ABNT NBR 7483 (2008), conforme o tipo de material utilizado): - ensaio de tração; - ensaio de dobramento; - verificação do desbitolamento; b) agregado miúdo (ABNT NBR 7211 (2009)): - análise granulométrica; - determinação do teor de matéria orgânica; - verificação da presença de materiais deletérios; - presença de torrões de argila e materiais friáveis, bem como do teor de materiais pulverulentos; c) agregado graúdo (ABNT NBR 7211 (2009)): - verificação da sanidade da rocha; - análise granulométrica; - determinação do teor de material pulverulento; - verificação da forma dos fragmentos; - verificação da presença de torrões de argila; - verificação da presença de materiais deletérios; d) cimento (ABNT NBR 5732 (1991), ABNT NBR 5733 (1991), ABNT NBR 5735 (1991), ABNT NBR 5736 (1991), ABNT NBR 5737 (1992), ABNT NBR (1997), ABNT NBR (1993), ABNT NBR (1994)): - verificação do tempo de início e fim de pega; - determinação da resistência à compressão; e) análise da água de amassamento; f) elastômeros.

111 110 - Armadura passiva Para o controle da qualidade e inspeção das armaduras passivas, são aplicadas nesta Norma e nas ABNT NBR 6118 (2003) e ABNT NBR (2004). Os requisitos a seguir especificados deverão ser atendidos na recepção das armaduras no decorrer do processo de produção: a) verificação quanto à limpeza e oxidação; b) verificação de dimensões de corte e dobramento e atendimento às tolerâncias especificadas; c) verificação de tipos, quantidades, dimensões e locações das barras conforme desenhos de projeto; d) verificação de deformações e torções no armazenamento das armações prontas e na posição final nas fôrmas; e) verificação de tipo, quantidades, dimensões e locações de insertos metálicos especificados no projeto e daqueles eventualmente destinados à identificação dos elementos. - Armadura ativa De forma semelhante às armaduras passivas, o controle da qualidade e inspeção das armaduras ativas, é realizado com base nesta Norma e nas ABNT NBR 6118 (2003) e ABNT NBR (2004). Os requisitos a seguir especificados deverão ser atendidos na recepção das armaduras no decorrer do processo de produção: a) verificação quanto à limpeza e oxidação; b) verificação de tipos, quantidades, dimensões e locações de fios e cordoalhas e respectivas tolerâncias; c) verificação das dimensões, locações, tolerâncias e estanqueidade dos isolamentos de fios e cordoalhas especificados no projeto; d) verificação dos dispositivos de ancoragem e tração dos fios e cordoalhas; e) verificação das dimensões e posição dos calços e outros dispositivos de manutenção da pré-tração dos fios ou cordoalhas;

112 111 f) verificação da força de tração aplicada e da deformação dos fios e cordoalhas de acordo com as especificações de projeto e respectivas tolerâncias; g) verificação das condições de alívio da fixação das ancoragens conforme da ABNT NBR 9062 (2006). - Sistema de fôrmas Para o controle da qualidade e na inspeção do sistema de fôrmas, aplica-se o disposto nesta Norma e na ABNT NBR (2004), observando-se a existência de verificação na recepção, pelo menos quanto aos requisitos especificados a seguir, no decorrer do processo de produção: a) verificações dimensionais e de conformidade com as tolerâncias especificadas, conforme item da ABNT NBR 9062 (2006); b) verificação da posição de furos, insertos, alças de içamento, recortes, saliências e assemelhados e das respectivas dimensões e tolerâncias especificadas; c) verificação do travamento e estanqueidade; d) verificação de deslocamentos ou deformações, quando do lançamento e adensamento do concreto. - Concreto O controle da qualidade e o recebimento do concreto é realizadocom base nesta Norma e nas ABNT NBR (1992) e ABNT NBR (2006), observando-se a existência de verificação na recepção, pelo menos quanto aos requisitos especificados a seguir, no decorrer do processo de produção: a) verificação do teor de umidade dos agregados; b) verificação da massa específica; c) verificação das condições de armazenamento dos materiais componentes do concreto; d) verificação da seqüência e tempo da mistura; e) verificação da trabalhabilidade; f) verificação da resistência do concreto e do módulo de elasticidade para liberação e transferência da protensão ou para levantamento e manuseio do elemento. - Concretagem e cura

113 112 Durante a verificação do processo de concretagem e cura, o controle da qualidade e a inspeção da concretagem, deverão ser realizados com base no disposto nesta Norma e na ABNT NBR (2004), quanto aos requisitos especificados a seguir: a) verificação da trabalhabilidade do concreto; b) verificação de altura, quantidade e tempo de lançamento; c) verificação da energia, alcance e tempo de adensamento; d) verificação da cura conforme disposto em 9.6 da ABNT NBR 9062 (2006). - Produto acabado No controle da qualidade e na inspeção dos produtos acabados aplica-se o disposto nesta Norma, observando-se a existência de verificação, pelo menos quanto aos requisitos especificados a seguir, no decorrer do processo de produção: a) verificação do atendimento de todas as condições especificadas para levantamento e manuseio dos elementos, incluída a sua identificação correta, conforme disposto em 10.1 da ABNT NBR 9062 (2006); b) verificação das condições de armazenamento conforme disposto em 10.2 da ABNT NBR 9062 (2006); c) verificação das dimensões dos elementos, dos insertos e de recortes ou saliências e respectivas tolerâncias; d) verificação da existência de falhas ou defeitos de lançamento ou adensamento do concreto; e) verificação da eventual presença de fissuras; f) verificação da aparência do elemento quanto a rebarbas, cantos quebrados, lascas ou defeitos semelhantes conforme da ABNT NBR 9062 (2006); g) verificação da aparência do elemento quanto à homogeneidade de cor e textura da superfície do concreto conforme da ABNT NBR 9062 (2006); h) verificação do elemento quanto às tolerâncias em relação a distorções, não linearidades, flechas e contraflechas. - Transporte do produto acabado

114 No controle de qualidade do transporte, deve-se proceder à verificação do atendimento ao disposto em 10.3 da ABNT NBR 9062 (2006) Montagem No controle da qualidade da montagem, deve-se proceder a: a) verificação da locação e dos níveis das fundações de forma a atender às prescrições da ABNT NBR 6122 (2010) e ao disposto em da ABNT NBR 9062 (2006); b) verificação da montagem dos pilares de forma a atender ao disposto em da ABNT NBR 9062 (2006); c) verificação da montagem dos elementos de forma a atender ao disposto em da ABNT NBR 9062 (2006); d) verificação da execução das ligações conforme especificações do projeto; e) verificação da execução de fôrmas, armações e concreto moldado no local, conforme especificações do projeto; f) verificação dos acabamentos especificados no projeto e da limpeza final dos elementos. 2.5 VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS PRÉ-FABRICADOS Devido à busca crescente dos setores da construção civil pela racionalização, os sistemas pré-fabricados deixaram de ser apenas uma expectativa e se tornaram um real substrato em ascensão na indústria da construção. Esse avanço consolida o fato de que os componentes pré-fabricados para fundações (estacas, blocos e baldrames), vigas, pilares, coberturas (telhas e lajes) e fechamento lateral têm preenchido, de modo satisfatório e eficiente, as exigências de economia, prazo e qualidade técnica requeridas por edificações destinadas a diversas funções, particularmente aquelas que se caracterizam por espaços de grandes dimensões, como os observados em prédios industriais, edifícios de escritórios, hotéis e shopping centers (MOREIRA FILHO, 2013; MANSEL, 2013). No Brasil, atualmente, apenas 4,5% de todo o cimento produzido destina-se a pré-fabricados. Por outro lado, os pré-fabricados fazem parte da cultura da construção civil de outros países, adeptos da construção seca e industrializada,

115 114 chegando este percentual a 12% nos Estados Unidos, 20% na Espanha e 40% na Dinamarca, demonstrando que há grande potencial de desenvolvimento desse mercado no setor da construção brasileira (MOREIRA FILHO, 2013). Dentre as vantagens que tornaram o concreto pré-fabricado uma alternativa atraente na construção civil, destaca-se: a) Rapidez de execução A utilização de sistemas pré-fabricados de concreto vem revolucionando os canteiros de obras, marcados, em geral, pela intensa movimentação de materiais e pelo avanço lento da construção. Agora, obras muito mais rápidas são observadas devido à expansão do uso de peças pré-fabricadas. A tendência mundial da construção civil tem sido abandonar processos artesanais em prol da industrialização progressiva, uma vez que ela aumenta a velocidade e a qualidade final da obra. O planejamento prévio da entrega e da montagem das peças pré-fabricadas contribui para que a execução seja rápida e precisa, sem adaptações ou improvisações, fazendo com que haja um aumento da produtividade da mão-de-obra, reduzindo, em média, para um terço o tempo da obra (MOREIRA FILHO, 2002; MUNKELT, 2013). Quanto menor o tempo de execução, menor os custos financeiros com juros, pois, uma vez que a obra esteja pronta, seu retorno financeiro possibilitará quitar os custos com empréstimos feitos para sua construção. Além disso, no caso de obras para fins comerciais, sua conclusão antecipada pelo uso de elementos préfabricados incute num faturamento antecipado, se comparadas às obras executadas em concreto convencional. b) Menores perdas Por se tratarem de produtos industrializados, os pré-fabricados apresentam um maior controle de qualidade em sua produção em relação aos produtos de concreto moldado in loco. Por este motivo, há uma diminuição das perdas com materiais, as quais já são consideradas no custo total por m³ de concreto préfabricado produzido por uma empresa. Por outro lado, em obras feitas com concreto armado moldado no local, observa-se um gasto maior com materiais durante a execução, o qual deve ser

116 115 considerado no custo total orçado para a obra. Grohmann (1998, p.53) chega a afirmar que com a quantidade de materiais e mão-de-obra desperdiçados em três obras, é possível construir outra idêntica, isto é, o desperdício atingiria um índice de 33%. Pinto (1995) apresenta que, no Brasil, o acréscimo nos custos advindos do desperdício é de cerca de 30%. Portanto, no capítulo 4 deste trabalho, para a obra moldada no local, será tomado o valor geral de 30% de perdas com materiais, tanto para a estrutura da edificação, analisada no item , quanto para a alvenaria com tijolo cerâmico chapiscado e rebocado, analisada no item c) Durabilidade A durabilidade é uma consequência do rigoroso controle de qualidade pelo qual passam os elementos pré-fabricados em sua fabricação. Os testes no recebimento dos materiais, as diversas inspeções durante cada etapa de fabricação, as medidas precisas das quantidades dos materiais, tudo isso proporciona ao concreto pré-fabricado a característica de um produto extremamente durável (MUNKELT, 2013). d) Sustentabilidade A indústria do pré-fabricado para um país em desenvolvimento como o Brasil desempenha um papel importante quando se trata da sustentabilidade. Obras préfabricadas geram menos desperdício de materiais e, consequentemente, menos entulho no canteiro de obras, reduzindo o impacto ambiental. A utilização de recursos naturais se dá de forma responsável na construção de pré-fabricados, isto é, desde a otimização de traços de concreto de alto desempenho que resulta no controle do impacto ambiental e na redução do custo final do produto. Segundo Marangoni (2006), também é possível citar, como vantagens: - Facilidade na elaboração de projeto, principalmente quanto resolução de detalhes; - Diminuição do número de acidentes de trabalho; Apesar de apresentarem muitas vantagens, há algumas características particulares dos pré-fabricados que limitam sua adoção mais plena. As principais desvantagens, de acordo com Marangoni (2006) seriam: - Falta de monolitismo da construção, especialmente nas regiões sísmicas;

117 - Necessidade de superdimensionar certos elementos, considerando situações desfavoráveis durante o transporte ou na montagem; - Necessita de altos investimentos para iniciar a pré-fabricação; - Necessita de uma demanda de volume adequada para gerar lucros: não são indicados para pequenas obras; - Necessita mão-de-bra qualificada. 3 ESTUDO DE CASO EM OBRAS COM O USO DE ESTRUTURAS PRÉ- FABRICADAS NA CIDADE DE BELÉM-PA MÉTODO DE ABORDAGEM Os objetivos deste trabalho propõem análises de duas obras localizadas na zona metropolitana de Belém-PA, as quais se caracterizam por possuir estrutura préfabricada. Para isto, foi feito o levantamento das principais empresas do ramo de pré-moldados existentes região e suas obras, adotando-se os seguintes critérios de escolha: a) Disponibilidade das empresas para participar do estudo; b) Empresas cujo portifólio apresentasse obras convenientes para os fins analíticos propostos; c) Obras localizadas em municípios pertencentes à zona metropolitana de Belém-PA. Uma vez definidas as obras para estudo, foram realizados os seguintes procedimentos: a) Registro fotográfico das edificações como um todo e de seus detalhes construtivos; b) Obtenção de plantas baixas e cortes; c) Obtenção dos processos construtivos; d) Obtenção da relação de peças pré-fabricadas utilizadas na obra; e) Realização de medições in loco de tolerâncias dimensionais e desaprumo para utilização na análise dos principais critérios normativos; f) Obtenção do preço por m³ de concreto pré-fabricado utilizado pela empresa fabricante dos elementos das obras em estudo. 3.2 ESTUDO DE CASO

118 Caso I - Distribuidora de Alimentos Descrição A obra consta num galpão industrial composto por peças pré-fabricadas de dimensões 90,04m x 54,18m e altura de 21,33m (FIGURA 53), o qual funciona como uma distribuidora de alimentos e está localizado na BR 316 km 18, s/n, em Marituba- PA. Figura 53 - Distribuidora de alimentos Vista da estrutura pré-fabricada Fonte: PREMAZON (2013). O Sistema Estrutural Pré-moldado utilizado é o de traves planas, composto por elementos lineares (vigas e pilares). Somam um total de 16 traves, espaçadas 6m entre si (traves do meio) e 4,48m e 7,26m (traves da frente e do fundo, respectivamente), conforme é observado na planta baixa (FIGURA 54). Das 16 traves, 15 são constituídas por 3 pilares de seção 30 x 60cm cada e 2 vigas I protendidas, uma de seção 40 x 110cm (pertencente ao maior vão) e outra de 40 x

119 118 80cm, e uma trave, que se localizada na frente do galpão,constituída por 9 pilares de seção 30 x 60cm cada e 8 vigas de 20 x 60cm cada. A escolha do sistema estrutural de traves planas é muito comum em construções industriais, uma vez que as vigas protendidas possibilitam alcançar grandes vãos, os quais favorecem o deslocamento interno de equipamentos industriais de grandes dimensões (empilhadeiras, por exemplo). A drenagem de águas pluviais é feita por meio de vigas calha, de seção 40 x 80cm cada, num total de 15 peças. Já a cobertura recebe terças protendidas, as quais se apoiam nas duas traves ao fundo do galpão, somando 29 peças e terças normais, apoiadas nas demais traves, num total de 406 peças. Este galpão apresenta como característica peculiar um vão de 33m, como pode ser visto no corte AA (FIGURA 55), possibilitado graças ao emprego de vigas pré-fabricadas protendidas (vigas I ) Plantas

120 119 Figura 54 Planta de cobertura da distribuidora de alimentos Fonte: Da autora.

121 120 Figura 55 Corte AA da distribuidora de alimentos Fonte: Da autora.

122 Processo Construtivo A montagem das peças pré-fabricadas se deu da seguinte maneira: inicialmente, foram içados os pilares, por meio de caminhão munck, e ligados aos blocos de fundação por meio de cálices. Foram então, montadas as vigas de amarração, as do nível +6,90 e as do +12,40, todas sobre consolos dos pilares. Em seguida, foram colocadas as vigas protendidas de cobertura, por meio de guindaste, conforme figura 56. Por fim, colocou-se sobre essas as terças, encaixadas em suportes igualmente pré-fabricados. Figura 56 Montagem das vigas de cobertura I protendidas Fonte: Da autora Peças Utilizadas Para esta obra, foram utilizadas as seguintes peças pré-fabricadas:

123 122 - Pilares principais Compõem 15 das 16 traves da estrutura do galpão. São distribuídos em três fileiras com 15 pilares cada, além de 3 pilares que se localizam na frente do galpão, somando um total de 48 peças. - Pilares oitões Localizam-se à frente do galpão e possuem seu maior lado (60cm) direcionado longitudinalmente ao comprimento dele, a fim de exercer função de contraventamento. São um total de 6 pilares. - Vigas do nível +140cm São vigas de cintamento e têm a função de amarrar os pilares das traves planas. Ligam-se aos consolos dos pilares por meio de dentes Gerber e por simples apoio de suas extremidade. São ao todo 38 elementos. - Vigas do nível +690 E +1240cm São vigas de amarração e ligam os pilares das traves planas. Localizam-se no entorno do galpão. Ligam-se aos consolos dos pilares por meio de dentes Gerber. Totalizam 106 peças. - Vigas calha Localizam-se no nível de cobertura e têm a função de escoar água da chuva. Somam 15 peças. - Vigas protendidas São as vigas responsáveis por vencer os vãos do galpão, possuem seção I, localizam-se no nível da cobertura e se apoiam sobre os consolos dos pilares, formando 15 das 16 traves. São um total de 30. peças. - Vigas de cobertura Amarram os pilares oitões, formando a trave da frente do galpão. São 8

124 123 - Terças da cobertura Têm a função de receber as telhas e apoiam-se sobre as traves, num total de 435 terças, das quais 29 são protendidas e 406, normais. - Terças laterais Têm a função de receber os painéis de fechamento lateral, e se localizam ao redor do galpão. - Suporte para terça Somam 58 peças de seção 15x16cm cada. - Lajes alveolares Localizam-se na parte externa de um dos lados do galpão, a uma altura de 1132cm. São um total de 30 peças Ligações Os tipos de ligações observados entre os elementos pré-fabricados da distribuidora de alimentos foram: a) Ligações por meio de consolos de concreto, verificadas nos pilares que compõem as traves do galpão, sobre os quais se apoiam as vigas pré-fabricadas. (FIGURA 57). Figura 57- Consolos de concreto servindo de apoio para vigas I pré-fabricadas Fonte: PREMAZON (2013).

125 124 b) Ligações por meio de apoios nas extremidades sem recortes de vigas, observadas nas vigas de cobertura (Vigas I ), as quais se apoiam sobre os consolos dos pilares, conforme Figura 57 e sobre o topo dos mesmos, como mostra a Figura 58. Figura 58- Apoio de vigas I sobre o topo dos pilares Fonte: PREMAZON (2013). c) Ligações por meio de recortes nas extremidades dos elementos (dentes Gerber), verificadas nas vigas de amarração, as quais se apoiam sobre os consolos dos pilares, como mostra a Figura 59. Figura 59- Apoio das vigas de amarração sobre os consolos dos pilares por meio de dentes Gerber Fonte: PREMAZON (2013).

126 d) Ligações dos pilares com os blocos de fundação, as quais ocorrem por meio de cálices, conforme mostra a Figura Figura 60- Ligação dos pilares com os blocos de fundação Fonte: PREMAZON (2013) Caso II - Central Logística de Transportes Descrição Trata-se de uma central logística, a qual funciona como terminal de cargas, composta por oito galpões, dos quais quatro são pré-fabricados (com exceção da cobertura (metálica) e do piso do térreo (moldado in loco)), e foram executados pela PREMAZON. Localiza-se no município de Benevides-PA, na BR 316, a menos de 20km de Belém. Para a análise dos principais critérios normativos, será tomado para estudo apenas o galpão 03 (FIGURA 61), de dimensões 180,70m x 45,60m e altura do maior pilar pré-fabricado de 14,80m, como pode ser visto na planta baixa (FIGURA 64) e corte AA (FIGURA 65).

127 126 Figura 61 Vista do galpão 03 da central logística de transportes Fonte: Da autora. Para a estrutura principal do galpão, foi empregado um sistema estrutural misto, combinando-se elementos pré-fabricados (pilares, painéis de contenção e de vedação) com elementos metálicos (cobertura) e moldados in loco (piso de concreto armado convencional). Os pilares se ligam às vigas de cobertura (treliças metálicas), formando 7 pórticos, constituídos por 3 pilares cada (dois nas laterais e um no centro) e 16 pórticos formados por 2 pilares cada (nas laterais), os quais se apoiam no centro sobre vigas metálicas que ligam os pilares do meio entre si, conforme figura 62.

128 127 Figura62 Detalhe dos pórticos que formam o galpão 03 da central logística Fonte: Da autora. Foram utilizados, também, dois tipos de painéis pré-fabricados: de contenção e de vedação. Os primeiros localizam-se no entorno do galpão, e servem de contenção para o aterro, a fim de elevar o piso do galpão à cota +1,30m (Figura 63). Possuem altura de 1,25m. Já os de vedação, localizam-se apenas à frente e aos fundos do galpão e possuem altura de 1,00m. Figura 63 - Detalhe dos painéis de contenção antes da inserção do aterro Fonte: Da autora. Já para a edificação localizada no interior do galpão, foi utilizado o sistema estrutural pré-moldado em esqueleto, caracterizado por elementos lineares (vigas e

129 128 pilares) que recebem, sobre si, lajes alveolares. É formado por três níveis: térreo, mezanino (1º piso) e cobertura. O térreo apresenta, como elementos pré-fabricados, pilares, os quais se prolongam até a cobertura: 2 pilares de seção 40x70cm, 17 de seção 40x60cm e 23 de seção 30x50cm, e painéis de contenção, que funcionam como vigas de amarração e também estão presentes na estrutura principal do galpão. Já o 1º piso possui, além dos pilares, 144 lajes alveolares de 20cm de espessura e comprimento 5,85m cada, as quais recebem uma capa de concreto moldado in loco de 5cm afim de lhes solidarizar, e 42 vigas de seção 40x80 cada, apoiadas nos consolos dos pilares sem recortes nas extremidades. A cobertura apresenta, além dos pilares, 42 vigas, das quais 32 possuem seção de 25x70cm, 8 seção de 25x95cm e 2 seção de 40x70cm, e são apoiadas nos consolos dos pilares por meio de recortes nas extremidades. O sistema estrutural em esqueleto possibilita vencer grandes vãos e receber altas cargas, sendo comumente utilizado em edificações com mais de um pavimento, apresentando-se como uma boa alternativa a ser empregada na edificação em estudo Plantas

130 129 Figura 64 Planta baixa do nível +5,80m da central logística de transportes Fonte: Da autora.

131 130 Figura 65 Corte AA da central logística de transportes Fonte: Da autora.

132 Processo Construtivo As peças pré-fabricadas foram montadas da seguinte maneira: primeiramente, foram içados os pilares do galpão por meio de caminhão munck, e ligados aos blocos de fundação por meio de cálices (Figura 66). Depois, foram montados os painéis de contenção em três dos quatro lados do galpão, encaixandose nos pilares. Também foi utilizado caminhão munck, conforme figura 61. Figura 66 Painéis de contenção sobre caminhão munck Fonte: Da autora. Em seguida, foi montado o mezanino: inicialmente as vigas do nível +5,80m, apoiadas nos consolos dos pilares, depois as lajes alveolares, que, após serem posicionadas sobre as vigas, receberam uma camada de 5cm de concreto para solidarização. Por fim, foram colocadas as vigas do nível +9,50m, também sobre consolos. Foram, então, montados os painéis de contenção no lado restante do galpão e, em seguida, os painéis de vedação na frente e nos fundos.

133 Peças Utilizadas Para esta obra, foram utilizadas as seguintes peças pré-fabricadas: - Pilares 40X60 Localizam-se nas laterais do galpão e são vazados para receber tubulação que drena água pluvial. Também compõem os pórticos da estrutura principal. Somam 34 peças. - Pilares 30X70 (Oitões) Localizam-se à frente e aos fundos do galpão e possuem seu maior lado (70cm) direcionado longitudinalmente ao comprimento dele, a fim de exercer função de contraventamento. São um total de 6 pilares. - Pilares 40X70 Localizam-se nas extremidades da edificação localizada no interior do galpão, recebendo sua carga: um à frente e outro ao fundo, num total de 2 pilares. - Pilares 30X50 Utilizados na estrutura da edificação, apoiam as vigas por meio de consolos. Totalizam 23 peças. - Pilares 50X50 Estão localizados no meio do galpão e fazem parte dos pórticos da estrutura principal do galpão. Somam 7 elementos. - Vigas do nível +580cm Componentes do mezanino da edificação, possuem seção de 40x80cm e são apoiadas pelas extremidades nos consolos dos pilares (não possuem recortes). São um total de 42 vigas. - Vigas do nível +950cm Compõem a cobertura da edificação do interior do galpão. Possuem seções de 25x70cm (32 vigas), 25x95cm (8 vigas) e 40x70cm (2 vigas), esão apoiadas

134 sobre os consolos dos pilares por meio de dentes Gerber, presentes em suas extremidades. Totalizam 42 vigas Painéis de contenção Localizados no entorno do galpão, têm função de conter o aterro sobre o qual foram concretadas as lajes de piso. Somam 112 peças. - Painéis de vedação Localizados à frente e aos do galpão. Somam 8 peças. - Lajes do nível +580cm São alveolares, com 20cm de espessura e 5,85m de comprimento cada. Compõem o piso do mezanino da edificação erecebem uma capa de concreto moldado in loco de 5cm, com o objetivo de solidarizá-las e torná-las monolíticas. Totalizam 168 peças. - Lajes do nível +950cm Compõem as coberturas das escadas da edificação. Possuem 20cm de espessura, 6,10m de comprimento cada e, tal como as lajes do nível +580cm, também recebem uma capa de concreto moldada no local de 5cm de espessura. Somam 24 peças Ligações Os tipos de ligações observados entre os elementos pré-fabricados no galpão 03 da central logística foram: a) Ligações por meio de apoios nas extremidades sem recortes de vigas, observadas nas vigas do mezanino da edificação, como mostra a Figura 67. Nesta ligação, na qual predominam os esforços de compressão, é colocada uma camada de neoprene entre a extremidade da viga e o consolo do pilar (FIGURA 68), a fim de evitar o contato direto entre os elementos e, a longo prazo, sua deterioração. b) Ligações por meio de recortes nas extremidades dos elementos (dentes Gerber), observadas nas vigas de cobertura da edificação (FIGURA 69), as quais recebem cargas inferiores às vigas do mezanino, e nos painéis de vedação, ligados

135 134 aos pilares da frente e dos fundos do galpão (FIGURA 70). De maneira análoga ao item anterior, é colocada, entre a viga (dente Gerber) e o consolo do pilar, uma camada de neoprene. Da mesma forma, entre o painel de vedação e o pilar. c) Ligações por meio de consolos de concreto, observadas nos pilares que compõem a edificação do interior do galpão, cuja função é servir de apoio para as vigas pré-fabricadas, (FIGURA 67) e nos pilares que recebem os painéis de vedação (FIGURA 70). Figura 67- Ligação de viga sem recorte na extremidade sobre consolo de pilar Fonte: Da autora. Figura 68 - Detalhe da camada de neoprene (parte escura) colocada entre a viga e o consolo do pilar pré-fabricados Fonte: Da autora.

136 135 Figura 69- Ligação viga-pilar por meio de dente Gerber Fonte: Da autora. d) Ligações por meio de dispositivos metálicos, observadas nos painéis de vedação com os pilares da frente e do fundo, conforme Figura 70. Figura 70- Ligação de painel com pilar pré-fabricados Fonte: Da autora.

137 e) Ligação dos pilares com os blocos de fundação, a qual se dá por meio de cálices, conforme Figura Figura 71 Ligação de pilar com bloco de fundação Fonte: Da autora.

138 137 4 ANÁLISE DOS RESULTADOS Neste capítulo são feitas as análises das duas obras pré-fabricadas apresentadas no capítulo 3, avaliando se seus aspectos construtivos atendem a algumas das prescrições normativas da ABNT NBR 9062 (2006) e comparando os custos do caso I com uma obra metálica e o os custos e o tempo de execução do caso II com uma obra moldada in loco. 4.1 ANÁLISE DAS OBRAS DE ACORDO COM OS PRINCIPAIS CRITÉRIOS NORMATIVOS DA ABNT NBR 9062 (2006) Caso I Nesta análise, foram verificadas as tolerâncias dimensionais e verticais às quais são submetidos os pilares da obra, medidas por meio de trena e prumo. Para conferir as tolerâncias dimensionais, tomou-se como referência a tabela 5 presente no item do capítulo 2 deste trabalho. Foram medidos 28 pilares de um total de 54, isto é, 51,85%, todos com seção de 30x60cm. A tabela 9 mostra os resultados obtidos: Tabela 9 Valores de espessura e largura mínimos, máximos e médios dos pilares da distribuidora de alimentos, aferidos em medição local DIMENSÕES Valor Mín (cm) Valor Máx (cm) Valor Médio (cm) Espessura 30,00 30,70 30,40 Largura 59,50 60,90 60,50 Fonte: Da autora. Conclui-se que todos os valores das seções medidas encontram-se dentro da tolerância permitida pela norma, inclusive os mínimos, de 30,00 e 59,50, que respeitam a tolerância de -5mm e os máximos de 30,70 e 60,90, os quais respeitam o valor tolerável de +10mm. Para conferir as tolerâncias verticais, adotou-se como referência o valor normativo de ± 1/300 da altura até o máximo de 2,5 cm. A verticalidade foi conferida por meio de prumo, tendo sido verificados 28 pilares de um total de 54, ou seja, 51,85%, sendo que destes, 6 possuem altura de 20,49m, 8 altura de 21,33m, 7 de 19,36m e 7 de 15,90m. A tabela 10 mostra os resultados obtidos:

139 138 Tabela 10 Valores de desaprumo dos pilares da distribuidora de alimentos Altura (cm) Valor Mín (cm) Valor Máx (cm) Média (cm) ,00 2,05 0, ,00 3,20 0, ,00 3,87 0, ,00 2,39 0,68 Fonte: Da autora. A análise apontou que três pilares (dois de 21,33m e um de 19,36m de altura) estariam um pouco acima do menor limite tolerável para a verticalidade (2,5cm), embora estivessem dentro do limite de ± 1/300 da altura. Entretanto, é preciso considerar que foi realizada uma única aferição de cada pilar, não tendo havido dupla checagem ou aferição por um segundo observador para validação destes dados, além do fator vento, o qual pode ter interferido na medição, uma vez que a obra é situada em local aberto Caso II Tal como na análise do item anterior, foram verificadas as tolerâncias dimensionais e verticais às quais são submetidos os pilares da obra, medidas por meio de trena e prumo, respectivamente, como mostram as figuras 72 e 73: Figura 72 Medição de seção de um dos pilares da obra em estudo Fonte: Da autora.

140 139 Figura 73 Medição de prumo de um dos pilares da obra em estudo Fonte: Da autora. Para conferir as tolerâncias dimensionais, tomou-se como referência a tabela 5 presente no item 2.4 do capítulo 2 deste trabalho. Foram medidos 33% dos pilares da obra, os quais possuem seções de 40x60cm, 30x70cm, 40x70cm, 30x50cm e 50x50cm, tomando-se o mesmo número de pilares de diferentes seções. A tabela 11 mostra os resultados obtidos: Tabela 11 Valores de espessura e largura mínimos, máximos e médios dos pilares da central logística de transportes, aferidos em medição local ELEMENTO DIMENSÕES Valor Mín (cm) Valor Máx (cm) Média (cm) PILAR 40 x 60 PILAR 30 x 70 PILAR 40 x 70 PILAR 30 x 50 PILAR 50 x 50 Fonte: Da autora. Largura 40,10 40,60 40,40 Espessura 59,90 60,60 60,30 Largura 30,00 30,70 30,40 Espessura 70,10 70,50 70,30 Largura 40,00 40,60 40,40 Espessura 69,90 70,70 70,40 Largura 30,10 30,40 30,20 Espessura 49,80 50,40 50,20 Largura 50,10 50,50 50,20 Espessura 50,00 50,50 50,30

141 140 A partir disto, percebe-se que todos os valores das seções medidas encontram-se dentro da tolerância permitida pela norma, inclusive os mínimos, os quais estão dentro da tolerância de -5mm e os máximos, que respeitam o valor tolerável de +10mm. Para conferir as tolerâncias verticais, adotou-se como referência o valor normativo de ± 1/300 da altura até o máximo de 2,5 cm. A verticalidade foi conferida por meio de prumo, tendo sido verificados 33% dos pilares, os quais apresentam alturas de 14,80m, 14,70m, 9,40m, 10,70m e 13,40m. A tabela 12 mostra os resultados obtidos: Tabela 12 Valores de desaprumo dos pilares da central logística de transportes Altura (cm) Valor Mín (cm) Valor Máx (cm) Média (cm) ,00 2,22 0, ,00 1,47 0, ,00 0,94 0, ,00 1,07 0, ,00 2,01 0,50 Fonte: Da autora. A análise mostrou que todos os pilares aferidos encontram-se dentro do limite tolerável de verticalidade da norma, cujo valor máximo é de 2,5cm para todas as diferentes alturas de pilares medidos. 4.2 ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS E TEMPO DE EXECUÇÃO Esta análise propõe a comparação dos custos do caso I, apresentado no capítulo 3, com os de uma obra análoga simulada em estrutura metálica e os custos e tempo de execução do caso II, com os de uma obra similar em concreto moldado no local (estrutura e alvenaria). Para simular estas duas últimas, foram levantados, por meio de revisão bibliográfica, valores comuns de peso e volume por m² de suas estruturas. Já os preços dos elementos estruturais foram estimados através da Planilha de Custo (com desoneração) de Outubro de 2013 da SEOP (Secretaria de Estado de Obras Públicas), na qual se desconsidera o valor do BDI.

142 Entre Estrutura de Concreto Pré-fabricado e Estrutura Metálica Distribuidora de Alimentos Neste estudo, foi comparado o custo da cobertura pré-fabricada da distribuidora de alimentos (FIGURA 74), cujas dimensões são de 90,04 x 54,18m, com a cobertura de um galpão metálico de mesmas dimensões. Figura 74 Vista da cobertura da distribuidora de alimentos Fonte: PREMAZON (2013). Foram aferidos os volumes das peças pré-fabricadas que compõem a cobertura do galpão e seu custo. Para este último, foram multiplicados os volumes das peças por R$2.000,00, preço por m³ de concreto pré-fabricado utilizado pela empresa fabricante dos elementos. Este valor já inclui mão-de-obra e montagem no local da obra. Estes dados são mostrados na tabela 13:

143 Tabela 13 - Lista de peças pré-fabricadas constituintes da cobertura do galpão, suas quantidades, volumes e preços. PILARES PRÉ-MOLDADOS 142 Descrição Quantidade de Peças Vol Total de Concreto Armado (m³) Preço Total PILARES PRINCIPAIS PILAR 30X60X2133cm P1 AO P ,25 R$ ,80 PILAR 30X60X1936cm P21 AO P ,36 R$ ,80 PILAR 30X60x1590cm P45 AO P ,59 R$ ,90 PILAR 30X60X2133cm P16 1 3,49 R$ 6.980,00 PILAR 30X60X2049cm P36 1 3,67 R$ 7.331,35 PILAR 30X60X2133cm P60 1 3,56 R$ 7.122,56 PILARES OITÕES PILAR 30X60X2049cm P18 1 3,56 R$ 7.121,75 PILAR 30X60X2049cm P20 1 3,61 R$ 7.218,05 PILAR 30X60X2049cm P38 1 3,59 R$ 7.184,49 PILAR 30X60X2049cm P40 1 3,56 R$ 7.124,19 PILAR 30X60X2049cm P42 1 3,51 R$ 7.028,00 PILAR 30X60X2049cm P44 1 3,47 R$ 6.931,83 Total ,22 R$ ,72 VIGAS PRÉ-MOLDADAS Descrição Quantidade de Peças Vol Total de Concreto Armado (m³) Preço Total NÍVEL +690 E +1240cm VIGA 15X40X694cm V201,V216,V231,V301,V316 E V ,42 R$ 4.848,00 VIGA 15X40X568cm V202 À V 214, V217 À V229, V232 À V244, V302 À V314, V317 À V329, V332 À V ,58 R$ ,00 VIGA 15X40X416cm V215,V230,V245,V315,V330 E V ,42 R$ 2.844,00 VIGA 15X40X598cm V247 À V249, V251, V252, V347 À V349, V351 E V ,46 R$ 6.920,00 VIGA 15X40X763cm V246 E V ,89 R$ 1.780,00 VIGA 15X40X552cm V250 E V ,64 R$ 1.272,00 VIGA 15X40X767cm V253 E V ,90 R$ 1.792,00 NÍVEL DE COBERTURA VIGA CALHA VC-01 40X80X725cm 1 1,33 R$ 2.668,00 VIGA CALHA VC-02 40X80X599cm 13 14,33 R$ ,16 VIGA CALHA VC-03 40X80X462.5cm 1 0,86 R$ 1.729,20 VIGA PROTENDIDA VDT-01 40X80X2051cm 15 55,05 R$ ,00 VIGA PROTENDIDA VDT-02 40X110X3366cm ,71 R$ ,00 VIGA 20X60X832cm V ,99 R$ 1.982,44 VIGA 20X60X 641cm V ,76 R$ 1.520,64 VIGA 20X60X641cm V ,76 R$ 1.520,64

144 143 VIGA 20X60X641cm V ,76 R$ 1.520,64 VIGA 20X60X599cm V ,70 R$ 1.408,72 VIGA 20X60X615cm V ,76 R$ 1.521,96 VIGA 20X60X641cm V ,76 R$ 1.520,64 VIGA 20X60X747cm V ,96 R$ 1.924,44 COMPLEMENTO PARA SUPORTE DA VIGA V ,02 R$ 33,60 Total ,05 R$ ,48 TERÇAS PRÉ-MOLDADAS Descrição Quantidade de Peças Vol Total de Concreto Armado (m³) Preço Total COBERTURA TERÇA PROTENDIDA TP1 724cm 29 3,60 R$ 7.192,00 TERÇA NORMAL TN1 598cm ,62 R$ ,00 TERÇA NORMAL TN2 452cm 29 1,36 R$ 2.726,00 Total ,58 R$ ,00 SUPORTE PARA TERÇAS Descrição Quantidade de Peças Vol Total de Concreto Armado (m³) Preço Total SUPORTE PARA TERÇAS S1 58 0,12 R$ 232,00 Total 58 0,12 R$ 232,00 Fonte: Da autora. Em seguida, somando-se os preços dos elementos, obteve-se o preço total da cobertura do galpão, conforme mostra a tabela 14: Tabela 14 - Custo total da cobertura pré-fabricada da distribuidora de alimentos ELEMENTO PREÇO PILARES PRÉ-MOLDADOS R$ ,72 VIGAS PRÉ-MOLDADAS R$ ,48 TERÇAS PRÉ-MOLDADAS R$ ,00 SUPORTE PARA TERÇAS R$ 232,00 TOTAL R$ ,20 Fonte: Da autora. Tem-se, portanto, que o valor total da cobertura pré-fabricada do galpão em estudo é de R$ ,20, sendo que cada m² custa R$183,24, uma vez que a área é de 4.878,37m², assim definida:

145 144 Já o volume total de concreto pré-fabricado é de 446,97m³, conforme mostra a tabela 15, sendo que para cada m² de área construída, foram utilizados 0,09m³ de concreto pré-fabricado. Tabela 15 Volume total de concreto pré-fabricado da distribuidora de alimentos ELEMENTO VOLUME (m³) PILARES PRÉ-MOLDADOS 179,22 VIGAS PRÉ-MOLDADAS 240,05 TERÇAS PRÉ-MOLDADAS 27,58 SUPORTE PARA TERÇAS 0,12 TOTAL 446,97 Fonte: Da autora. Para a análise comparativa, simulou-se uma cobertura metálica composta por elementos de peso médio, adotando-se para eles um valor de 0,20 kn/m² (20 kgf/m²), conforme indica a tabela 16. Tabela 16 - Pesos em kn/m² para elementos de estruturas metálicas. Fonte: CANTUSIO NETO (2013). De posse disto, multiplicou-se este peso por R$9,33, que é o preço por kg de uma estrutura metálica para cobertura, com pintura anti-corrosiva inclusa, definido pela Planilha de Custo da SEOP de Outubro de 2013 (Item ; Código ). O resultado foi, então, multiplicado pela área total da cobertura do galpão, obtendo-se, desta forma, seu custo total:

146 145 Tem-se, portanto, que o valor total da cobertura metálica simulada seria de R$ ,84, sendo que cada m² custaria R$186,60, uma vez que a área é de 4.878,37m². O gráfico 1 mostra os valores totais de custo das duas obras: Gráfico 1 Custos totais em reais referentes às coberturas pré-fabricada e a equivalente metálica , ,84 Pré-fabricada Metálica Fonte: Da autora.

147 A partir deste gráfico, conclui-se que a cobertura pré-fabricada possui um custo apenas 1,8% menor que a metálica Entre Caso II Estrutura de Concreto Convencional Moldado in loco Central Logística de Transportes Neste estudo, foram realizadas duas análises: a primeira comparando os custos da edificação de três níveis: térreo, mezanino e cobertura, de dimensões 6,45 x 180,70m, presente no interior do galpão 03 da central logística de transportes (FIGURA 75) com uma obra análoga executada em concreto armado moldado in loco, além de uma estimativa da diferença do tempo de execução entre uma obra e outra, e a segunda análise comparando os custos e o tempo de execução dos painéis de vedação, de dimensões 1,00 x 79,10m, presentes no mesmo galpão (FIGURA 76) com paredes de alvenaria convencional com tijolo cerâmico chapiscado e rebocado. Figura 75 Vista da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes COBERTURA MEZANINO TÉRREO Fonte: Da autora.

148 147 Figura 76 Vista dos painéis de vedação do galpão 03 da central logística de transportes Fonte: Da autora. Em ambas as análises, foram aferidos os volumes das peças pré-fabricadas e seu custo. Para este último, foram multiplicados os volumes das peças por R$2.000,00, preço por m³ de concreto pré-fabricado utilizado pela empresa fabricante dos elementos. Este valor já inclui mão-de-obra e montagem no local da obra Edificação em concreto pré-fabricado versus edificação em concreto convencional moldado in loco Primeiramente, é apresentada a análise de custo da edificação existente em concreto pré-fabricado, cujos valores de volumes e custos dos elementos constituintes são mostrados na tabela 17:

149 Tabela 17 Elementos que constituem a edificação localizada no interior galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. VOLUME ELEMENTO (m³) PREÇO PILARES PRÉ-FABRICADOS 76,86 R$ ,00 VIGAS PRÉ-FABRICADAS 162,26 R$ ,00 PAINÉIS PRÉ-FABRICADOS DE CONTENÇÃO 70,18 R$ ,00 LAJES PRÉ-FABRICADAS 130,23 R$ ,00 CONCRETO DE CAPA DA LAJE (30MPa) 58,28 R$ ,06 TOTAL 497,81 R$ ,06 ELEMENTO PESO (kg) PREÇO ARMADURA DE CAPA DA LAJE (TELA 4.2 C/15) 1724,96 R$ 9.125,04 TOTAL 1724,96 R$ 9.125,04 CUSTO TOTAL R$ ,10 Fonte: Da autora. 148 Tem-se, portanto, que o valor total da edificação em estudo é de R$ ,10, sendo que cada m² custa R$261,41, uma vez que a área total construída é de 3.496,56m², assim definida: Já o volume total de concreto é de 497,81m³, sendo que para cada m² de área construída, foram utilizados 0,14m³ deste material. Para uma análise mais refinada, especificou-se o custo por m² de cada nível da edificação, a fim de verificar como se divide o custo total. A tabela 18 mostra os elementos pré-fabricados que compõem o térreo, seus volumes e preços: Tabela 18 Elementos pré-fabricados componentes do térreo da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. ELEMENTO VOLUME (m³) PREÇO PILARES PRÉ-FABRICADOS 10,52 R$ ,00 PAINÉIS PRÉ-FABRICADOS DE 70,18 CONTENÇÃO R$ ,00 TOTAL 80,70 R$ ,00 Fonte: Da autora.

150 149 Tem-se, portanto, que o valor total do térreo é de R$ ,00, sendo que cada m² custa R$138,48, uma vez que a área total construída é de 1.165,52m², assim definida: Para o mezanino (1º piso da edificação), a tabela 19 traz os elementos préfabricados que o compõem, seus volumes e preços: Tabela 19 Elementos componentes do mezanino da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. ELEMENTO VOLUME (m³) PREÇO PILARES PRÉ-FABRICADOS 36,41 R$ ,00 VIGAS PRÉ-FABRICADAS 100,39 R$ ,00 LAJES PRÉ-FABRICADAS 130,23 R$ ,00 CONCRETO DE CAPA DA LAJE (30MPa) 58,28 R$ ,06 TOTAL 325,31 R$ ,06 ELEMENTO PESO (kg) PREÇO ARMADURA DE CAPA DA LAJE (TELA 4.2 C/15) 1724,96 R$ 9.125,04 TOTAL 1724,96 R$ 9.125,04 CUSTO TOTAL R$ ,10 Fonte: Da autora. Tem-se, portanto, que o valor total do mezanino é de R$ ,10, sendo que cada m² custa R$488,65, uma vez que a área total construída é de 1.165,52m², tal como foi definida no térreo. Finalmente, para a cobertura, a tabela 20 apresenta os elementos préfabricados que a compõem, seus volumes e preços: Tabela 20 Lista de elementos pré-fabricados componentes da cobertura da edificação localizada no interior do galpão 03 da central logística de transportes, seus volumes e preços. ELEMENTO VOLUME (m³) PREÇO PILARES PRÉ-FABRICADOS 29,93 R$ ,00 VIGAS PRÉ-FABRICADAS 61,87 R$ ,00 TOTAL 91,80 R$ ,00 Fonte: Da autora.

151 150 Tem-se, portanto, que o valor total da cobertura é de R$ ,00, sendo que cada m² custa R$157,53, uma vez que a área total construída é de 1.165,52m², tal como foi definida no térreo. A partir destes três valores, o gráfico 2 mostra como são divididos os custos dos três níveis: Gráfico 2 - Divisão Percentual de Custo por Nível da Edificação Pré-fabricada 20% 18% 62% Térreo Mezanino Cobertura Fonte: Da autora. Para simular a edificação em concreto convencional moldado in loco, foi utilizado o conceito de espessura média, o qual, conforme Botelho (2007, p.45), é a relação entre o volume de concreto de toda a estrutura e a área construída (m³/m²). Para a superestrutura de um prédio com lajes, vigas e pilares, a espessura média é de 0,23m. Contudo, este valor foi adotado apenas para o mezanino. Para o térreo e a cobertura, os quais possuem apenas pilares e vigas de amarração, foram tomadas espessuras médias de 0,07m e 0,08m, respectivamente. Estes dois últimos valores são propositais e culminam em volumes praticamente iguais aos dos níveis térreo e cobertura pré-fabricados. Este procedimento foi possível porque as dimensões dos elementos estruturais encontrados nestes níveis são equivalentes nas duas obras. Para o mezanino, no entanto, tal procedimento não é viável devido à presença das lajes alveolares, pois estas, além de grande espessura, possuem vazios em seu interior (alvéolos), o que não representaria o volume real de uma laje maciça em concreto convencional.

152 151 Foi adotado um concreto de 30MPa, armado, cujo preço, com fôrma aparente com 1 reaproveitamento, é de R$1.441,68 por m³, segundo a planilha de custo da SEOP de outubro de 2013 (Item Código ). Multiplicou-se, então, a espessura média de cada nível pela área da edificação. Após somar os três valores, multiplicou-se o resultado pelo custo por m³ determinado pela SEOP, obtendo-se, deste modo, o custo total da estrutura moldada in loco simulada, conforme é mostrado a seguir: Tem-se, portanto, que o valor da edificação simulada em concreto armado moldado in loco seria de R$ ,07 e seu volume, 442,90m³.

153 152 Todavia, estes valores não consideram as perdas gerais de materiais que ocorrem durante a execução da obra. Deste modo, foi adotado um índice de 30% de perdas, conforme definido no subitem a) do item 2.5 do capítulo 2. Assim, o volume total de concreto convencional utilizado na edificação considerando as perdas seria de 575,77m³, sendo que para cada m² seriam utilizados 0,16m³, uma vez que a área total construída é de 3.496,56m². Seguindo o mesmo raciocínio, o custo total da edificação seria de R$ ,29, sendo que cada m² custaria R$237,40. Da mesma forma que para a edificação em concreto pré-fabricado, foi realizada uma análise mais refinada da obra simulada em concreto moldado in loco, calculando-se, o custo por m² de cada nível individualmente, verificando, também, como se divide o custo total. O custo total do térreo é assim definido: Considerando-se as perdas de 30%: Assim sendo, cada m² deste nível custaria R$131,20, uma vez que a área total construída é de 1.165,52m², a mesma definida na análise da edificação préfabricada. O custo total do mezanino (1º piso da edificação) é assim definido: Considerando-se as perdas de 30%:

154 153 Assim sendo, cada m² deste pavimento custaria R$431,06, uma vez que a área total construída é de 1.165,52m², a mesma definida na análise da edificação pré-fabricada. O custo total da cobertura é assim definido: Considerando-se as perdas de 30%: Assim sendo, cada m² deste pavimento custaria R$149,93, uma vez que a área total construída é de 1.165,52m², a mesma definida na análise da edificação pré-fabricada. A partir destes três valores, o gráfico 3 mostra como são divididos os custos dos três níveis: Gráfico 3 - Divisão Percentual de Custo por Nível da Edificação Moldada in loco 21% 18% 61% Térreo Mezanino Cobertura Fonte: Da autora.

155 154 Em relação ao tempo de execução das edificações pré-fabricada (apenas montagem) e moldada in loco, não foi possível realizar uma análise aprofundada, por falta de dados. Entretanto, foi feita uma estimativa de que a última levaria ao menos 58 dias a mais para ser executada. Este cálculo foi feito da seguinte maneira: a edificação é composta por três níveis: térreo, mezanino e cobertura, dos quais apenas um (mezanino) possui lajes. Para ele, é necessário esperar 28 dias até que o concreto alcance a resistência à compressão esperada, definida em sua classe, pois, conforme Araújo (2001), convencionou-se que esta é a idade em que a estrutura deverá entrar em carga. Isto não é necessário para os elementos préfabricados, que já vêm prontos da fábrica, sendo necessária apenas sua montagem na obra. No que diz respeito aos outros dois níveis, os quais não possuem lajes, seria necessário um tempo mínimo de 15 dias após a concretagem de cada um para que pudessem receber cargas, considerando que, com esta idade, o concreto já atingiu cerca de 60% de sua resistência e, como não há superfícies (lajes), as quais demandam uma maior resistência para uso, é possível submeter estes dois níveis a cargas. Novamente, isto não é necessário para as peças pré-fabricadas. A partir desta estimativa de tempo, pode-se prever os juros com empréstimos obtidos pela obra moldada in loco neste período. Assim, adotando-se uma taxa de juros de 1,3% ao mês, definida a partir de um financiamento feito pela Caixa Econômica Federal a uma empresa com mais de 2 anos no mercado, tem-se que os juros totais de empréstimo da obra moldada in loco após um período de 58 dias seriam de: Somando-se este valor ao custo total da obra moldada in loco considerando perdas, encontra-se um novo custo de R$ ,94. A partir dos dados obtidos nesta análise, o gráfico 4, apresenta quatro valores de custo: da edificação pré-fabricada, da moldada in loco desconsiderando as perdas de materiais, da moldada in loco considerando as perdas e da moldada in

156 loco levando em conta perdas e os juros obtidos com empréstimos no período de 58 dias: 155 Gráfico 4 Custo Total da edificação pré-fabricada e custos da edifcação equivalente moldada in loco sem perdas, com perdas e com perdas e juros de empréstimo , , ,94 Fonte: Da autora. Pré-fabricada ,07 Moldado "in loco" Custo Custo sem perdas Custo com perdas Custo com perdas + juros Com este gráfico, conclui-se que o custo da edificação pré-fabricada é 43,23% maior a moldada in loco sem considerar perdas, 10,18% maior que a moldada in loco considerando perdas e 7,48% maior que a moldada in loco levandose em conta perdas e juros com empréstimos. Portanto, embora num primeiro momento a diferença de custo entre a obra pré-fabricada e a moldada in loco seja expressiva, após serem consideradas perdas com materiais e juros de empréstimos gerados devido ao maior tempo de execução da obra moldada no local, percebe-se que a diferença percentual de custo entre uma e outra obra diminui consideravelmente. Além disso, dependendo do fim para o qual foi feita a obra, pode-se reduzir ainda mais esta diferença, como no caso de obras comerciais, nas quais a rapidez de execução significa um faturamento antecipado por parte do negócio, uma vez que este começa a funcionar mais cedo.

157 Painéis de vedação versus alvenaria convencional com tijolo cerâmico chapiscado e rebocado Para a análise dos painéis de vedação com a alvenaria, foram obtidos os volumes dos painéis e seu custo da mesma maneira que os elementos da edificação do item , multiplicando os volumes por R$2.000,00 para obter os preços das peças. Estes valores são apresentados na tabela 21: Tabela 21 Painéis de vedação constituintes do galpão 03 da central logística de transportes, suas quantidades, volumes e preços. PAINÉIS DE VEDAÇÃO Descrição Quantidade de Peças Vol Total de Concreto Armado (m³) Preço Total PAINEL PL ,81 R$ 1.628,00 PAINEL PL ,72 R$ ,00 PAINEL PL ,72 R$ 3.444,00 PAINEL PL ,81 R$ 1.628,00 PAINEL PL ,72 R$ 3.444,00 Total 8 11,79 R$ ,00 Fonte: Da autora. Tem-se, portanto, que o valor total dos painéis de vedação que constituem o galpão em estudo é de R$23.576,00, sendo que cada m² custa R$298,05, uma vez que a área total é de 79,1m², assim definida: Já o volume total de concreto pré-fabricado é de 11,79m³, sendo que para cada m² de área construída, foram utilizados 0,15m³ de concreto. Para simular a alvenaria convencional com tijolo cerâmico chapiscado e rebocado, seguiu-se a seguinte ordem de cálculo: a) Foi obtida a área correspondente aos painéis de vedação. b) Primeiramente, multiplicou-se esta área por R$28,74, preço por m² de alvenaria de tijolo de barro a cutelo, segundo a planilha de custo da SEOP de outubro de 2013 (Item Código ).

158 157 c) Em seguida, multiplicou-se a área por R$4,97, preço por m² de chapisco de cimento e areia no traço 1:3, segundo a planilha de custo da SEOP de outubro de 2013 (Item Código ), e o resultado multiplicou-se por 2, uma vez que o chapisco é realizado nos dois lados da alvenaria. d) Depois, multiplicou-se a área por R$20,36, preço por m² de reboco com argamassa 1:6 aditivo plastificante, segundo a planilha de custo da SEOP de outubro de 2013 (Item Código ), e o resultado multiplicou-se por 2, uma vez que o reboco é realizado nos dois lados da alvenaria. e) Posteriormente, multiplicou-se a área por R$13,47, preço por m² de emassamento de parede com massa acrílica, segundo a planilha de custo da SEOP de outubro de 2013 (Item Código ). Este será aplicado na parte externa da alvenaria. f) Por fim, multiplicou-se a área por R$4,92, preço por m² de emassamento de parede para receber pintura PVA, segundo a planilha de custo da SEOP de outubro de 2013 (Item Código ). Este será aplicado na parte interna da alvenaria. g) Somou-se, então, os cinco resultados para se obter o custo total das paredes de alvenaria. A memória de cálculo é apresentada a seguir:

159 158 Tem-se, portanto, que o valor total da alvenaria que constituiriam o galpão seria de R$7.735,18. O valor acima, entretanto, não considera as perdas de materiais que normalmente ocorrem na execução de alvenaria numa construção. Toma-se, portanto, um índice de 30% de perdas, conforme definido no subitem b) do item 2.5 do capítulo 2. Deste modo, o valor total da alvenaria levando em conta as perdas seria de R$10.055,73, sendo que cada m² custaria R$127,13, uma vez que a área total é de 79,1m². O gráfico 5 mostra os valores totais de custo das duas vedações: Gráfico 5 Custos Totais dos painéis de vedação e da alvenaria convencional em tijolo cerâmico chapiscado e rebocado equivalente sem perdas e com perdas de materiais ,00 Painel de Vedação 7735, ,73 Alvenaria Custo Custo sem perda Custo com perda Fonte: Da autora.

160 159 Pela análise do gráfico 5, percebe-se que os painéis de vedação apresentam um custo 304,79% maior que a alvenaria convencional sem considerar as perdas com materiais durante a execução desta última e 234,45% considerando estas perdas. Quanto ao tempo de execução, os painéis pré-fabricados levaram 4h e 30min para serem montados, utilizando 4 empregados. A partir de valores de tempo para execução de serviços de alvenaria encontrados no TCPO e utilizando o mesmo número de empregados da obra pré-fabricada, encontrou-se os seguintes valores, expressos na tabela 22: Tabela 22 Tempo de execução da alvenaria convencional em tijolo cerâmico chapiscado e rebocado, segundo o TCPO SERVIÇO Alvenaria de vedação com blocos cerâmicos 9cm x 19cm x 19cm, com juntas de 12mm com argamassa industrializada. Espessura da parede = 9cm EQUIPE 2 SERVENTES 2 PEDREIROS ÁREA (m²) TEMPO (h) TEMPO (dias) 79,1 39,55 4,94 Chapisco rolado com mistura de cimento, areia e resina acrílica, traço 1:3 Reboco para parede interna, com argamassa mista de gesso, cal hidratada e areia peneirada traço 0,2:1:3, e=5mm 2 SERVENTES 2 PEDREIROS 2 SERVENTES 2 PEDREIROS 158,2 17,80 2,23 158,2 39,55 4,94 Emassamento de parede externa com massa acrílica com duas demãos, para pintura látex 2 AJUDANTES DE PINTOR 2 PINTORES 158,2 23,73 2,97 TOTAL 120,63 15,08 Fonte: Da autora. Tem-se, portanto, que o tempo de execução da alvenaria seria de 120h e 40min. O gráfico 6 mostra os dois tempos de execução:

161 160 Gráfico 6 Tempos de montagem dos painéis de vedação e de execução da alvenaria convencional equivalente ,5 120,63 Tempo de Montagem Tempo de Execução 0 Fonte: Da autora. Painel de Vedação Alvenaria Com os dados do gráfico 6, pode-se perceber que o tempo de montagem dos painéis de vedação representa apenas 3,56% do tempo necessário para execução da alvenaria convencional. Deste modo, a partir da análise dos gráficos 5 e 6, observa-se que, embora o custo da vedação com painéis pré-fabricados seja demasiado superior ao custo da alvenaria convencional em tijolo cerâmico chapiscado e rebocado, o tempo de montagem dos primeiros é significativamente menor.