Análise de custos nas diferenças das dimensões da seção transversal dos pilares em concreto armado entre a NBR 6118: 2007 x NBR 6118: 2014

Transcrição

1 1 Análise de custos nas diferenças das dimensões da seção transversal dos pilares em concreto armado entre a NBR 6118: 2007 x NBR 6118: 2014 Marcos Rebuá dos Santos marcos.rebua@hotmail.com MBA em Projeto, Execução e Controle de Estruturas e Fundação Instituto de Pós-Graduação - IPOG Campo Grande - MS, 06 de novembro de 2015 Resumo A norma brasileira NBR 6118 de 2014 alterou algumas recomendações em nas dimensões mínimas dos pilares de concreto armado em relação a edição de Estas alterações geraram um aumento nos consumos dos materiais e serviços para a construção das edificações. Neste estudo foi analisado os custos que estes novos critérios geraram na construção em uma edificação de padrão popular. Para o desenvolvimento foram elaborados dois projetos arquitetônicos, o Projeto 2007 e o Projeto 2014, com diferenças somente nas espessuras das paredes acabadas, visando a estética da residência, para evitar que os pilares ficassem destacados, ou seja, requadrados. A análise da estrutura foi realizada através do software Eberick na versão 9 verificando a diferença dos esforços dos projetos e o dimensionamento da mesma. Os custos dos serviços de alvenaria, reboco, forma, armadura e concreto dos pilares foram comparados para ambos os projetos. As variações de custo dos serviços de forma, armadura e concreto foram desprezíveis, mas as diferenças de custo dos serviços de reboco e alvenaria foram consideráveis chegando a 14% de economia no caso da utilização das recomendações da NBR6118 de Palavras-chave: NBR 6118:2007. NBR6118:2014. Pilar. Edificação Padrão Popular. 1. Introdução A busca de viabilidade econômica em construções de padrão popular gera uma crescente concorrência no mercado da construção civil levando tanto os projetistas quanto as construtoras em busca de soluções que, além de simples e eficazes, tragam diminuição de custos em relação a materiais e em mão de obra para viabilização de um empreendimento. Partindo desta ideia, a análise das dimensões mínimas dos pilares em concreto armado recomendadas pela norma NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento busca quantificar o impacto desta alteração nas construções de residências populares em relação aos custos de suas construções. A NBR 6118 na edição de 2014 teve uma alteração nos critérios de adoção para as dimensões mínimas de largura dos pilares em concreto armado, em relação a edição de 2007, que consequentemente ocasionou um maior consumo de materiais na construção de uma edificação.

2 2 O objetivo deste trabalho é efetuar uma análise econômica entre as edições de 2007 e 2014 da NBR 6118, focando nas alterações em relação as dimensões na largura dos pilares em concreto armado. Neste estudo foi comparado o quantitativo e o custo dos serviços a serem utilizados na construção de uma edificação residencial de padrão popular. Este trabalho não tem como objetivo questionar se as edições da NBR 6118 estão corretas, apenas se foca nos custos gerados em relação a estas alterações. A comparação entre as edições foi feita em cima de dois projetos arquitetônico de uma residência de padrão popular, considerando os materiais e serviços disponíveis na Tabela do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção (SINAPI) da região do Estado de Mato Grosso do Sul. O projeto estrutural foi elaborado através do software Eberick Versão 9, um software para projeto estrutural em concreto armado moldado in-loco, que utiliza um modelo de pórtico espacial para análise. 2. ABNT NBR 6118 A ABNT NBR 6118 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Construção Civil, pela Comissão de Estudo de Estruturas de Concreto Simples, Armado e Protendido. A norma definir os critérios gerais que regem o projeto das estruturas de concreto, sejam elas de edifícios, pontes, obras hidráulicas, portos ou aeroportos etc. Assim, ela deve ser complementada por outras normas que fixem critérios para estruturas específicas (ABNT NBR 6118:2003). A NBR 6118 existe hoje em três edições de 2003, 2007 e 2014, que agregou mudanças em vários critérios com a atualização de cada edição, inclusive as dimensões mínimas para pilares em concreto armado. Na edição de 2003 e 2007 a norma propôs as seguintes recomendações para os pilares: A seção transversal de pilares e pilares-parede maciços, qualquer que seja a sua forma, não deve apresentar dimensão menor que 19 cm. Em casos especiais, permite-se a consideração de dimensões entre 19 cm e 12 cm, desde que se multipliquem as ações a serem consideradas no dimensionamento por um coeficiente adicional γn, de acordo o indicado na tabela 13.1 e na seção 11. Em qualquer caso, não se permite pilar com seção transversal de área inferior a 360 cm² (ABNT NBR 6118: 2003 e 2007). Na Figura 1 mostra a tabela 13.1 das edições de 2003 e Já na NBR 6118 de 2014 diz que nos casos especiais permita-se a dimensão mínima entre 19cm e 14cm, também considerando a multiplicação dos esforços solicitantes de cálculo de acordo com a Tabela 13.1 da edição de 2014, conforme Figura 2 abaixo:

3 3 Figura 1 Tabela 13.1 das NBR 6118 de 2003 e 2007 Fonte: ABNT NBR 6118 (2003 e 2007) Figura 2 Tabela 13.1 das NBR 6118 de 2014 Fonte: ABNT NBR 6118 (2014) Observa-se que a única alteração entre as edições de 2007 e 2014 na tabela 13.1 da norma são as dimensões mínimas para os pilares em concreto armado. Os coeficientes e a área mínima foram mantidos. Deve-se ressaltar que a NBR 6118 em cada edição houve uma maior preocupação com a durabilidade das estruturas em concreto armado, aumentando os cobrimentos e adotando dimensões mínimas maiores nos elementos estruturais, sempre visando o aumento da vida útil e uma maior segurança aos usuários das edificações. 4. Projeto arquitetônico da residência Para este trabalho foram adotados dois projetos arquitetônicos residenciais de padrão popular, o primeiro denominado de Projeto 2007 com 48,89m² de área construída (Figuras 3 e 4) e as espessuras das paredes com 15cm acabadas, para utilizar as recomendações das dimensões

4 4 mínimas dos pilares de acordo com a edição de 2007 da NBR Para atender as dimensões mínimas da edição de 2014 da NBR 6118, foi elaborado o Projeto 2014 com 49,17m² de área construída (Figuras 5 e 6) e as paredes com a espessura de 17cm acabadas. O critério de adoção dos dois projetos visou manter uma estética de acabamento da edificação, com diferenças somente nas espessuras das paredes acabadas, assim mantendo os pilares embutidos dentro da alvenaria, ou seja, não destacar ou requadrar os pilares, considerando que o revestimento (reboco) na região dos pilares e das vigas ficariam com uma espessura de 1,5cm para cada lado. O pé direito do pavimento térreo é de 3,00m e foi adotado um nível intermediário com uma laje para sustentar a caixa d água com 1,10m acima do nível da cobertura e um nível para a cobertura da caixa d água, conforme Figura 7. A cobertura considerada foi de telhas de fibrocimento de 5mm e a estrutura da cobertura foi em madeiras pontaletadas diretamente nas lajes. Figura 3 e 4 Planta baixa térreo e cobertura do Projeto 2007 Fonte: Projeto do Autor (2015)

5 5 Figura 5 e 6 Planta baixa térreo cobertura do Projeto 2014 Fonte: Projeto do Autor (2015) 5. Projeto estrutural utilizando o Eberick Figura 7 Corte AA do projeto estrutural O projeto estrutural dos Projetos 2007 e 2014 foram desenvolvidos no software Eberick que é destinado ao projeto de edificações em concreto armado através de um sistema gráfico de entrada de dados, associado à análise da estrutura em um modelo de pórtico espacial e a diversos recursos de dimensionamento e detalhamento dos elementos. A análise utilizada no

6 6 processamento dos Projetos 2007 e 2014 foram através do pórtico espacial, não considerando o processo P-Delta, assim, não foi considerado o efeito de 2ª ordem. No Projeto 2007 (Figuras 8, 9, 10, 11 e 12) as seções transversais dos pilares e das vigas foram de 12x30cm. Já nas lajes foram utilizadas lajes treliçadas pré-moldadas unidirecionais, com uma espessura final de 12cm. Figura 8 Imagem 3D Projeto 2007

7 7 Figura 9 e 10 Planta de forma baldrame e cobertura Projeto 2007 Figura 11 e 12 Planta de forma caixa d água e cobertura caixa d água Projeto 2007 No Projeto 2014 (Figuras 13, 14, 15, e 17) as seções transversais dos pilares foram de 14x30cm e nas vigas de 12x30cm. Nas lajes também foram utilizadas lajes treliçadas prémoldadas unidirecionais, com uma espessura final de 12cm.

8 8 Figura 13 Imagem 3D Projeto 2014 Figura 14 e 15 Planta de forma baldrame e cobertura Projeto 2014

9 9 Figura 16 e 17 Planta de forma caixa d água e cobertura caixa d água Projeto 2014 Para ambos os projetos os carregamentos foram adotados a norma ABNT NBR 6120 (1980), onde as cargas da cobertura completa, ou seja, telhas e estrutura de madeira, foram adotadas como permanente distribuídas uniformemente na área das lajes no valor de 1,0 kn/m². Já a carga acidental foi utilizada a recomendação da norma no valor de 0,5 kn/m². Nas vigas que suportam as cargas das alvenarias foi considerado o valor de 14 kn/m³. A caixa d água adotada no dimensionamento foi de 500 litros, com isto, ela representa uma carga distribuída uniformemente na área da laje destinado ao local da caixa d água de 1,67kN/m². As fundações foram definidas como estacas escavadas com o diâmetro de 25cm sob bloco de coroamento e com uma carga admissível de 80kN. 6. Quantitativo de serviço e levantamento de custos Neste artigo será analisado somente os seguintes quantitativos de serviços e custos influenciados na alteração das dimensões da largura dos pilares: execução de alvenaria, execução de revestimento de massa única (reboco), execução de forma, armação e concreto dos pilares. Para efetuar esta análise, foi adotado a tabela de preços do mês de outubro de 2015 do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) da gestão compartilhada entre Caixa Econômica Federal e Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) que é divulga mensalmente os custos e os índices da construção civil.

10 10 A tabela do SINAPI foi utilizada por ser limitador de preços para serviços contratados com recursos do Orçamento Geral da União e adotado pela a Lei de Diretrizes Orçamentárias, que estabelece regras e critérios para elaboração do orçamento de referência de obras e serviços de engenharia, contratados e executados com recursos dos orçamentos da União (SINAPI 2015). Pesquisando os serviços descritos acima a serem analisados, foram elaboradas duas planilhas, uma com a descrição dos serviços, código SINAPI, unidade e valores dos serviços de alvenaria e reboco (Tabela 1) e outra com composições elaboradas não encontradas na tabela SINAPI (Tabela 2), mas utilizando a tabela de custo de composição de preço do SINAPI. Nessa mesma tabela foram encontrados os serviços de execução de alvenaria com blocos de vedação cerâmica com 14cm de espessura e blocos de vedação concreto com 14cm. No caso do Projeto 2007, o bloco de vedação ideal seria de 11,5cm de espessura, no qual não foi encontrado na tabela de serviços do SINAPI, porém existe na tabela de insumos o bloco de vedação cerâmico de 11,5cm de espessura, com isto, foi elaborado uma composição (Composição 01) com o bloco cerâmico de 11,5cm. Já no Projeto 2014, foram feitas duas análises, uma com o bloco cerâmico de 14cm e outra com o bloco de concreto de 14cm. Na tabela SINAPI foi encontrado somente o serviço de reboco (massa única) com a espessura de 2,0cm, que não atenderia os casos deste artigo, em consequência disto, foram elaboradas duas composições (Composição 2 e 3) para atender o Projeto 2007 com 1,75cm de espessura de reboco para cada lado da alvenaria e para o Projeto 2014 com 1,5cm.

11 11 SINAPI DESCRIÇÃO DO SERVIÇO UNID R$ ALVENARIA DE VEDAÇÃO DE BLOCOS CERÂMICOS FURADOS NA VERTICAL DE 11,5X19X39CM (ESPESSURA 11,5CM) DE PAREDES COM ÁREA LÍQUIDA MENOR QUE COMP. 01 6M² SEM VÃOS E ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COM PREPARO EM BETONEIRA. AF_06/2014 M2 35,82 ALVENARIA DE VEDAÇÃO DE BLOCOS CERÂMICOS FURADOS NA VERTICAL DE X19X39CM (ESPESSURA 14CM) DE PAREDES COM ÁREA LÍQUIDA MENOR QUE 6M² SEM VÃOS E ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COM PREPARO EM BETONEIRA. AF_06/2014 M2 51, ALVENARIA DE VEDAÇÃO DE BLOCOS VAZADOS DE CONCRETO DE 14X19X39CM (ESPESSURA 14CM) DE PAREDES COM ÁREA LÍQUIDA MENOR QUE 6M² SEM VÃOS E ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COM PREPARO EM BETONEIRA. AF_06/2014 MASSA ÚNICA, PARA RECEBIMENTO DE PINTURA, EM ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8, PREPARO MECÂNICO COM BETONEIRA 400L, APLICADA MANUALMENTE EM FACES INTERNAS DE PAREDES DE AMBIENTES COM ÁREA MENOR QUE 10M2, ESPESSURA DE 20MM, COM EXECUÇÃO DE TALISCAS. AF_06/2014 M2 59,19 M2 22,85 MASSA ÚNICA, PARA RECEBIMENTO DE PINTURA, EM ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8, PREPARO MECÂNICO COM BETONEIRA 400L, APLICADA MANUALMENTE EM FACES COMP. 02 INTERNAS DE PAREDES DE AMBIENTES COM ÁREA MENOR QUE 10M2, ESPESSURA DE 17,5MM, COM EXECUÇÃO DE TALISCAS. AF_06/2014 MASSA ÚNICA, PARA RECEBIMENTO DE PINTURA, EM ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8, PREPARO MECÂNICO COM BETONEIRA 400L, APLICADA MANUALMENTE EM FACES COMP. 03 INTERNAS DE PAREDES DE AMBIENTES COM ÁREA MENOR QUE 10M2, ESPESSURA DE 15,0MM, COM EXECUÇÃO DE TALISCAS. AF_06/2014 M2 21,26 M2 19,66 Tabela 1 Tabela de custo por unidade de consumo Fonte: SINAPI Outubro (2015)

12 12 COMPOSIÇÃO UNID R$ COEFICIENTE R$ TOTAL ALVENARIA DE VEDAÇÃO DE BLOCOS CERÂMICOS FURADOS NA VERTICAL DE 11,5X19X39CM (ESPESSURA 11,5CM) DE PAREDES COM ÁREA LÍQUIDA MENOR QUE COMP 01 6M² SEM VÃOS E ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COM PREPARO EM BETONEIRA. AF_06/2014 M2 35,82 ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8 (CIMENTO, CAL E AREIA MÉDIA) PARA EMBOÇO/MASSA ÚNICA/ASSENTAMENTO DE ALVENARIA DE VEDAÇÃO, PREPARO MECÂNICO COM M3 340,42 0,0118 4,02 BETONEIRA 400 L. AF_06/ PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H 16,53 0,86 14, SERVENTE COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H 13,37 0,43 5, TELA DE ACO SOLDADA GALVANIZADA PARA ALVENARIA, FIO 1,20 A 1,70 DE DIAMETRO, MALHA 15 X 15 MM, LARGURA 12 CM E COMPRIMENTO 50 CM M 1,78 0,785 1, PINO DE ACO COM FURO, HASTE = 27 MM (ACAO DIRETA) CENTO 50,87 0,0189 0, BLOCO CERAMICO DE VEDACAO COM FUROS NA HORIZONTAL, 11,5 X 19 X 19 CM - 4,5 MPA (NBR 15270) UND 0,71 13,35 9,48 COMP 02 MASSA ÚNICA, PARA RECEBIMENTO DE PINTURA, EM ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8, PREPARO MECÂNICO COM BETONEIRA 400L, APLICADA MANUALMENTE EM FACES INTER NAS DE PAREDES DE AMBIENTES COM ÁREA MENOR QUE 10M2, ESPESSURA DE 17,5MM, COM EXECUÇÃO DE TALISCAS. AF_06/2014 M2 21, ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8 (CIMENTO, CAL E AREIA MÉDIA) PARA EMBOÇO/MASSA ÚNICA/ASSENTAMENTO DE ALVENARIA DE VEDAÇÃO, PREPARO M3 340,42 0, ,20 MECÂNICO COM BETONEIRA 400 L. AF_06/ PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H 16,53 0,47 7, SERVENTE COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H 13,37 0,171 2,29 COMP 03 MASSA ÚNICA, PARA RECEBIMENTO DE PINTURA, EM ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8, PREPARO MECÂNICO COM BETONEIRA 400L, APLICADA MANUALMENTE EM FACES INTER NAS DE PAREDES DE AMBIENTES COM ÁREA MENOR QUE 10M2, ESPESSURA DE 15,0MM, COM EXECUÇÃO DE TALISCAS. AF_06/2014 M2 19, ARGAMASSA TRAÇO 1:2:8 (CIMENTO, CAL E AREIA MÉDIA) PARA EMBOÇO/MASSA ÚNICA/ASSENTAMENTO DE ALVENARIA DE VEDAÇÃO, PREPARO M3 340,42 0,0282 9,60 MECÂNICO COM BETONEIRA 400 L. AF_06/ PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H 16,53 0,47 7, SERVENTE COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H 13,37 0,171 2,29 Tabela 2 Tabela de composição de serviços Fonte: SINAPI Outubro (2015) Para simplificar a análise de custo, no quantitativo de serviços foi considerado somente o Projeto 2007 e os vãos das esquadrias foram considerados como área de alvenaria e reboco. Segue na Tabela 3 os quantitativos levantados com os custos totais de cada serviço.

13 13 ITEM DESCRIÇÃO DO SERVIÇO UNID QUANT R$ UINT R$ TOTAL 1 ALVENARIA DE BLOCO DE CERÂMICOS EPESSURA 11,5CM M2 171,81 35, ,08 2 ALVENARIA DE BLOCO DE CERÂMICOS EPESSURA 14,0CM M2 171,81 51, ,75 3 ALVENARIA DE BLOCO DE CONCRETO EPESSURA 14,0CM M2 171,81 59, ,43 3 REBOCO (MASSA ÚNICA) ESPESSURA 17,5MM M2 325,89 21, ,85 4 REBOCO (MASSA ÚNICA) ESPESSURA 15,0MM M2 325,89 19, ,44 Tabela 3 Tabela quantitativo e custos totais Fonte: Autor (2015) 7. Análise dos resultados Utilizando o software Eberick foram extraídos os resultados dos esforços da estrutura, mostrando uma diferença entre as cargas totais nas fundações de 12,01 kn, sendo a carga total do Projeto 2014 foi de 643,76kN (Tabela 4) e do Projeto 2007 de 631,75kN (Tabela 5). Observa-se que houve uma diferença de 1,87%, que é variação muito pequena e praticamente desprezível em relação ao dimensionamento das fundações. Também foi analisado o consumo de concreto nos pilares utilizado no Projeto 2014 sendo de 2,8m³, já o Projeto 2007 teve o consumo de 2,4m³. A diferença entre os projetos foram de 0,4m³, isto desprezando o quantitativo das estacas da fundação. No consumo de aço houve uma diferença de 3,5kg, porém somente no aço 5.0mm utilizado nos estribo dos pilares. O consumo deste aço no Projeto 2014 foi de 66,6kg e no Projeto 2007 foi de 63,1kg. Em relação a forma dos pilares houve uma diferença de 2,7m² entre os projetos, onde o consumo no Projeto 2014 foi de 58,8m² e no Projeto 2007 foi de 56,1m². Tabela 4 Relatório de cargas nas fundações Projeto 02

14 14 Tabela 5 Relatório de cargas nas fundações Projeto 01 Ao analisar os esforços nos pilares descritos nas Tabela 6 e 7, observou-se pequenas variações nos carregamentos, todos abaixo de 3%, devido ao aumento da seção transversal, contudo podendo ser considerado desprezível no dimensionamento dos pilares.

15 15 Tabela 6 Relatório de cargas nos pilares Projeto 2007 Tabela 7 Relatório de cargas nos pilares Projeto 2014 Analisando o quantitativo e os custos das alvenarias mostrados na Tabela 3 observou-se que no caso do Projeto 2007 os custos com estes serviços ficariam em R$13.080,93, já no Projeto 2014, utilizando a alvenaria de bloco cerâmico de 14cm de espessura, os valores dos serviços ficariam em R$15.238,19. A diferença entre os Projetos 2007 e 2014 ficou em R$2.157,26, significando 14% de economia no caso da execução do Projeto Para os custos em relação a diferença encontrado nos serviços da estrutura, como execução de formas, armadura e concreto, foi elaborada a Tabela 8, com as diferenças dos quantitativos apresentados acima e os custos totais de cada serviço, resultando em uma diferença de R$296,19, que podemos considerar um valor baixo. SINAPI DESCRIÇÃO DO SERVIÇO UNID QUANT R$ UINT R$ TOTAL FORMA PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO (PILAR, VIGA E LAJE) EM CHAPA DE MADEIRA COMPENSADA RESINADA, DE 1,10 X 2,20, ESPESSURA = 12 MM, 02 UTILIZACOES. (FABRICACAO, MONTAGEM E DESMONTAGEM) M2 2,70 34,78 93,91 ARMACAO ACO CA-50, DIAM. 6,3 (1/4) À 12,5MM(1/2) -FORNECIMENTO/ 74254/002 CORTE(PERDA DE 10%) / DOBRA / COLOCAÇÃO. KG 3,50 8,10 28, /001 CONCRETO FCK=25MPA, VIRADO EM BETONEIRA, SEM LANCAMENTO M3 0,40 346,98 138, /003 LANCAMENTO/APLICACAO MANUAL DE CONCRETO EM ESTRUTURAS M3 0,40 87,85 35,14 TOTAL 296,19

16 16 8. Conclusão As diferenças das dimensões mínimas recomendadas nas edições da NBR 6118 de 2007 e de 2014 geraram pequenas variações nos carregamentos dos pilares e das fundações entre os projetos. Os valores ficaram abaixo de 3% para os pilares e 2% para as fundações. Podemos considerar que estas variações são desprezíveis em relação aos valores totais dos carregamentos. Em relação as diferenças no quantitativo dos serviços da estrutura, não houve grandes variações nos valores, ocorrendo apenas uma economia de R$296,19. Entretanto em relação aos serviços de execução de alvenaria e reboco, os valores foram consideráveis sendo R$2.157,26, ou seja, 14% na economia de no caso da execução do Projeto Com o exposto acima, conclui-se que as alterações nas recomendações da edição de 2014 geraram uma aumento de 14% nos custos somente nos serviços de execução da alvenaria e do reboco. Referências ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro, SINAPI, SISTEMA NACIONAL DE PESQUISA DE CUSTOS E ÍNDICES DA CONSTRUÇÃO: Relatórios de Insumos e Composições. 2015