Uso de Pré-moldados - Universidade Federal de Minas Gerais

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Uso de Pré-moldados - Universidade Federal de Minas Gerais
UNIVERSIDADE FEDERAL DE
MINAS GERAIS
USO DE PRÉ
PRÉ--MOLDADOS - ESTUDO E
VIABILIDADE
DIONI O. BRUMATTI
Monografia apresentada à Universidade
Federal de Minas Gerais como parte dos
requisitos para obtenção do título de
Especialista na Construção Civil
ORIENTADOR: Prof. Dalmo Lúcio M. Figueiredo
VITÓRIA,
2008
1
“Em engenharia não existem soluções prontas para vencer a batalha
entre custos e benefícios. Somente um bom planejamento, baseado nas
necessidades específicas de cada obra, na sua localização e nos recursos
disponíveis para sua execução é que podem definir a melhor alternativa”.
(Portal do Concreto - por DinamicSite 2005-2006)
2
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS
5
1 – RESUMO
7
2 - INTRODUÇÃO
8
3 – OBJETIVO
10
3.1.1 - Objetivo Geral.......................................................................................................10
3.1.2 – Objetivo Específico..............................................................................................10
3.2 – Justificativa.............................................................................................................11
4 – ASPECTOS GERAIS
12
4.1 – Racionalização........................................................................................................13
4.2 – Os Pré-moldados e o aumento de produtividade...................................................14
4.3 – Padronização..........................................................................................................15
4.4 – Organização do Canteiro........................................................................................16
4.5 – Tipos de concretos pré-fabricados..........................................................................18
5 – ESTUDOS PROPOSTOS
20
5.1 – Escadas Pré-moldadas...........................................................................................20
5.1.1 – Escadas pré-moldadas de peças gandes................................................21
5.1.2 – Escadas pré-moldadas compostas por vários elementos........................23
5.1.2.1 – Escada Jacaré...........................................................................24
5.2 – Lajes Pré-moldadas................................................................................................26
5.2.1 – Lajes semi pré-fabricadas........................................................................27
5.2.2 – Lajes completamente pré-fabricadas.......................................................29
5.2.2.1 – Laje pré-fabricada alveolar........................................................30
5.2.2.2 – Lajes pré-fabricadas planas maciças........................................32
3
6 – PRODUÇÃO DE PRÉ-FABRICADOS
33
6.1 – Sistema produtivo Tilt-up........................................................................................33
6.1.1 – Vantagens do Sistema.............................................................................35
6.1.2 – Descrição do sistema produtivo...............................................................37
6.1.3 – Fabricação da placa................................................................................38.
6.1.4 – Processo de içamento de placas.............................................................39
7 – ESTUDO DE CASO
41
7.1 – Processo executivo.................................................................................................41
7.1.1 – Pista de preparo.......................................................................................42
7.1.2 – Fôrma, armação e concretagem..............................................................43
7.1.3 – Içamento e montagem dos paoinéis........................................................45
7.1.4 – Finalização...............................................................................................46
7.1.5 – Análise da viabilidade econômica............................................................47
8 – CONCLUSÃO
51
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
52
4
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Lance de escada pré-moldado........................................................................21
Figura 2: Fôrma metálica da escada pré-moldada.........................................................22
Figura 3: Projeto esquemático da escada pré-moldada.................................................22
Figura 4: Transporte e içamento do lance da escada pré-moldada...............................23
Figura 5: Escada pré-moldad espiral (FIP, 1994)...........................................................24
Figura 6: Elementos constituintes da escada jacaré: degrau (a), patamar (b), viga
dentada ou jacaré (c)......................................................................................................25
Figura 7: Laje treliçada com enchimento cerâmico........................................................28
Figura 8: Laje treliçada com enchimento de isopor........................................................28
Figura 9: Laje mista pré-fabricada convencional (José Carlos, Lajes mediterrânea,
1991)...............................................................................................................................28
Figura 10: Laje treliçada com elemetos cerâmicos (Autor, 2006)..................................28
Figura 11: Laje alveolar com enchimento de isopor.......................................................30
Figura 12: Laje alveolar se aproximando da montagem.................................................30
Figura 13: Processo de fabricação e concretagem da laje.............................................32
Figura 14: Fôrma metálica e dimensão da laje pré-moldada.........................................32
Figura 15: Frontal da Igreja Metodista de Zion Illinois – USA – Robert Aiken – 1908....34
Figura 16: Mapa de uso do Tilt-up no mundo.................................................................34
Figura 17: Preparo da fôrma metálica e inicio da concretagem da mesma...................37
Figura 18: Polimento da laje pré-moldada e vista aérea do pré-moldado......................37
Figura 19: Inicio do processo de içamento da placa pré-moldada.................................37
Figura 20: Escoramento das placas pré-moldadas........................................................38
Figura 21: Fluxograma de produção de elementos em concreto armado (MELHADO,
1998)...............................................................................................................................39
Figura 22: Projeto esquemático das lajes pré-moldadas................................................39
Figura 23: Processo de montagem com guindaste........................................................40
Figura 24: Vista panorâmica do condomínio..................................................................41
Figura 25: Vista do modelo de casa do condomínio.......................................................41
Figura 26: Vista da produção máxima das lajes pré-moldadas......................................42
Figura 27: Vista do berço de produção das lajes pré-moldadas....................................42
5
Figura 28: Confecção da escada pré-moldada...............................................................42
Figura 29: Vista da montagem das fôrmas pré-moldadas..............................................42
Figura 30: Vista dos perfis metálicos da fôrma...............................................................43
Figura 31: Travamento da fôrma metálica com tirante...................................................43
Figura 32: Vista da instalação dos rebaixos metálicos...................................................43
Figura 33: Vista da instalação elétrica da laje................................................................43
Figura 34: Vista esquemática do projeto executivo de produção da laje pré-moldada
com o rebaixos e posicionamento dos ganchos.............................................................44
Figura 35: Concretagem da laje pré-moldada................................................................44
Figura 36: Içamento e transporte das placas.................................................................44
Figura 37: Rigging de um guindaste utilizado para montagem das placas (Catálogo
Liebherr, 2006)...............................................................................................................45
Figura 38: Problema ocasionado pelo mau içamento da placa......................................46
Figura 39: Trinca de içamento........................................................................................46
Figura 40: Trinca causada pela não excentricidade dos cabos......................................46
Figura 41: Desplacamento mau sucedido......................................................................46
Figura 42: Pavimento com lajes instaladas....................................................................47
Figura 43: Tratamento das juntas entre as lajes............................................................47
6
1
RESUMO
Uma estrutura feita em concreto pré-moldado é aquela em que os elementos
estruturais, como pilares, vigas, lajes e outros, são moldados e adquirem certo grau de
resistência, antes do seu posicionamento definitivo na estrutura. Por este motivo, este
conjunto de peças é também conhecido pelo nome de estrutura pré-fabricada.
Elementos pré-moldados são uma opção para aumentar a racionalização no
processo construtivo em alvenaria estrutural. Eles associam-se a particularidades
desse processo com relação à rapidez de execução, rígido controle de qualidade,
coordenação modular e alto nível organizacional da produção.
Neste trabalho pesquisaram-se os pré-moldados utilizados em edificações
residenciais independentes, ou seja, casas, compostas de um sistema misto de
alvenaria estrutural e peças estruturais pré-moldadas, tais como: lajes e escadas prémoldadas.
Os pré-moldados foram analisados em seus aspectos estruturais, dimensionais
e geométricos, respeitando-se as características que os tornam viáveis no aspecto
construtivo, como a facilidade de produção, de manuseio e de transporte. Considerouse, sempre a coordenação modular e a compatibilização dimensional entre os
componentes e subsistemas.
7
2
INTRODUÇÂO
O processo construtivo em alvenaria estrutural foi introduzido no Brasil na
década de 60 e consolidou-se nos anos procedentes com a evolução técnica e o
desenvolvimento de normas brasileiras.
Este processo construtivo atendeu, e ainda atende, com sucesso, ao desafio de
construírem-se no prazo, com qualidade e com baixo custo, as casas e os edifícios
habitacionais. O aperfeiçoamento dos métodos de cálculo, ao longo dos anos, tornou
possível desenvolver edifícios de diversos padrões e estruturas cada vez mais altas.
A grande vantagem do uso da alvenaria estrutural está no alto potencial de
racionalização dos materiais e dos métodos construtivos utilizados na construção de
edifícios.
A racionalização e a industrialização caminham juntas. A aplicação de medidas
racionalizadas aumenta o nível organizacional dos processos, que é à base da
industrialização. Entende-se por industrialização da construção o “processo evolutivo
que, através de ações organizacionais e da implementação de inovações tecnológicas,
métodos de trabalho, técnicas de planejamento e controle objetiva incrementar a
produtividade e o nível de produção e aprimorar o desempenho da atividade
construtiva” (FRANCO, 1992).
A industrialização apresenta caráter repetitivo; bem representado pela prémoldagem que reduz os desperdícios e reflete diretamente na produtividade da mãode-obra. No entanto, antes de se tornarem muito repetitivas, os procedimentos e os
processos devem ser altamente coerentes, para não se correr o risco de reproduzirem
em larga escala, também os erros.
Os elementos pré-moldados são inseridos no processo construtivo sem que haja
mudanças bruscas da base produtiva que caracteriza o setor. Notadamente na
8
alvenaria estrutural, eles irão associar-se às particularidades deste processo
construtivo, com relação à rapidez de execução, ao controle de qualidade, à
coordenação modular e à diminuição das improvisações e dos desperdícios sendo
capaz de levarmos em consideração redução da ociosidade e risco de desvios de
compra, redução das horas do pessoal exposto ao risco, obra limpa e menor dano
possível ao meio ambiente, rotatividade menor da mão-de-obra e maior organização do
canteiro de obras.
A Construção Civil tem sido considerada uma indústria atrasada quando
comparada a outros ramos industriais. A razão disso está no fato de ela apresentar, de
uma maneira geral, baixa produtividade, grande desperdício de materiais, morosidade
e baixo controle de qualidade.
Uma das formas de buscar a redução desse atraso é com técnicas associadas à
utilização de elementos pré-fabricados de concreto. O emprego dessas técnicas recebe
a denominação de concreto-pré-moldado ou de pré-moldagem e as estruturas
formadas pelos elementos pré-fabricados recebem a denominação de estruturas de
concreto pré-fabricado. Com a utilização do concreto pré-fabricado pode-se atuar no
sentido de reduzir o custo dos materiais das estruturas de concreto, basicamente o
concreto e a armadura. Entretanto, é na parcela relativa às fôrmas e ao cimbramento,
normalmente de maior peso no custo do concreto armado, que ela é mais significativa.
9
3
OBJETIVOS
3.1.1- OBJETIVO GERAL
O objetivo da presente pesquisa é estudar os tipos de pré-moldados pesados
que possam ser utilizados em edificações de alvenaria estrutural. Pretende-se analisar,
sob o ponto de vista estrutural, tais elementos como lajes maciças e escadas,
respeitando-se sempre as características que os tornam viáveis no aspecto construtivo,
tais como: facilidade de produção, de manuseio e de transporte; compatibilidade com
os outros subsistemas; e respeito às modulações planimétrica e altimétrica da
edificação.
3.1.2- OBJETIVO ESPECIFICO
Os objetivos específicos da pesquisa são:
– Formação de base teórica sobre conceitos de racionalização, produtividade,
padronização, organização da produção e coordenação dimensional, que servirão de
respaldo teórico para a concepção dos pré-moldados.
– Obtenção de experiências práticas com visitas às obras para auxiliar a análise e a
seleção dos pré-moldados mencionados anteriormente, viáveis de serem empregados
nas edificações residenciais de alvenaria estrutural.
– Análise dos elementos pré-moldados sob aspectos executivos, como facilidade de
produção e de transporte e interferências com outros subsistemas, listando-se
vantagens e desvantagens em comparação com outros procedimentos executivos.
– Caracterização da produção dos pré-moldados, baseada na redação de diversos
autores especialistas no tema.
10
3.2 – JUSTIFICATIVA
Atualmente, tem havido uma progressiva busca de racionalização dos processos
construtivos, visando ao aumento da produtividade e à redução dos custos de
construção, resultando em uma demanda crescente por projetos de edifícios em
alvenaria estrutural racionalizada.
A grande competitividade do mercado atual, no entanto, demanda soluções que,
associadas ao processo construtivo em alvenaria estrutural, melhorem a eficiência do
processo, eliminando etapas construtivas, minimizando interferências entre os
subsistemas e elevando a qualidade do produto final. Adotar soluções voltadas à
industrialização, principalmente com a pré-moldagem, pode ser um caminho para
melhorar a eficiência do processo.
A presente pesquisa pretende estudar os pré-moldados compatíveis com os
edifícios de alvenaria estrutural, para favorecer a industrialização e a racionalização do
processo, bem como a redução do prazo de execução da obra e com isso, elevar a
produtividade e os lucros da empresa construtora.
11
4
Atualmente,
ASPECTOS GERAIS
torna-se cada vez mais importante a Construção Civil ser
analisada sob aspectos referentes à industrialização por emprego racionalizado de
técnicas construtivas que viabilizem o aumento da produtividade e a redução de custos.
A Construção Civil tem sido considerada 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 (EL DEBS, 2000).
Segundo Sabbatini (1989), “evoluir no sentido de aperfeiçoar-se como indústria é
o caminho natural da construção civil”, portanto, industrializar-se para a construção é
sinônimo de evoluir.
Conforme Ciribini (apud ROSSO, 1980), “a industrialização é um método
baseado essencialmente em processos organizados de naturezas repetitivas, nos
quais a variabilidade incontrolável e casual de cada fase de trabalho, que caracteriza
as ações artesanais, é substituída, por graus pré-determinados de uniformidade e
continuidade executiva, características das modalidades operacionais parcial ou
totalmente mecanizadas”.
Uma das formas de reduzir esse atraso é empregar técnicas associadas à
utilização de elementos pré-moldados de concreto.
A pré-fabricação, segundo Ordonez (1974), “é uma fabricação fora do canteiro,
de partes da construção, capazes de serem utilizadas mediante ações posteriores de
montagem”.
Portanto, pode-se dizer que a pré-fabricação é um instrumento de grande
potencial para incrementar os níveis de industrialização dos processos construtivos,
mas de forma algum único.
12
A aplicação de pré-fabricados nos processos construtivos tem como objetivo
proporcionar um aumento da racionalização construtiva e com isso, elevar a
produtividade e reduzir desperdícios e custos.
Nas edificações em que o processo construtivo é em alvenaria estrutural, ou seja
é mais racionalizado, os pré-moldados desempenham papel fundamental, associandose a particularidades deste processo, em relação à rapidez de execução, rígido
controle de qualidade e coordenação modular.
FRANCO & AGOPYAN (1994) afirmam que “na alvenaria estrutural em
particular,
encontram-se
boas
condições
de
implementação
de
uma
ação
organizacional em obra. Isto se explica pelo maior detalhamento do projeto em relação
às obras convencionais, pela maior padronização na execução dos procedimentos
construtivos, bem como pela maior simplicidade inerente ao processo. Assim, pode-se
utilizar a organização da produção como ferramenta para se atingir um grau mais
elevado de industrialização do processo, aumentando a sua produtividade, o controle
na execução dos procedimentos e conseqüentemente a qualidade”.
4.1 – RACIONALIZAÇÃO
A nova mentalidade voltada para a produção racionalizada com qualidade, é
muito mais que um modismo; é uma questão de sobrevivência para as empresas. A
abertura do Brasil para o mercado competitivo mundial, exige da indústria nacional uma
rápida adaptação às rigorosas exigências de um consumidor consciente de seus
direitos.
O Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) concluiu
durante suas pesquisas que “através do processo de racionalização, as empresas
procuram obter ganhos de produtividade e minimizar os custos e os prazos, sem uma
ruptura da base produtiva que caracteriza o setor” (IPT apud FRANCO, 1992).
13
Vários autores definem a racionalização da construção; porém, todos concordam
em ser este um instrumento para melhorar a qualidade e a produtividade e reduzir os
custos.
Segundo TRIGO (1978), “a racionalização pressupõe a organização, a
planificação, a verificação e as técnicas adequadas à melhoria da qualidade e ao
acréscimo de produtividade”.
Para ROSSO (1980), “racionalizar a Construção Civil significa “agir contra os
desperdícios de materiais e mão-de-obra e utilizar mais eficientemente o capital” e
completa explicando que isso se faz por meio da aplicação de princípios de
planejamento e gerenciamento, com objetivo de eliminar a casualidade das decisões”.
SABBATINI (1989) propõe sua definição sobre o tema, a qual foi aceita e
adotada por vários autores, inclusive neste trabalho. Esta definição prescreve que a
“racionalização da construção é o processo dinâmico que torna possível a otimização
do uso dos recursos humanos, materiais, organizacionais, tecnológicos e financeiros,
visando atingir objetivos fixados nos planos de desenvolvimento de cada país e de
acordo com a realidade sócio-econômica própria”.
A racionalização deve estar presente em todas as fases do processo, desde as
concepções iniciais, passando pelo desenvolvimento do projeto, até atingir a etapa de
produção.
4.2 – OS PRÉ-MOLDADOS E O AUMENTO DA PRODUTIVIDADE
A racionalização construtiva caracteriza-se pela introdução de alterações que
têm por objetivo um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis em todas as fases
dos empreendimentos, sem uma mudança radical na base tecnológica. Embora
apresente uma definição clara, torna-se difícil encontrar um parâmetro para quantificar
“o grau ou nível de racionalização”. À primeira vista, uma possibilidade é a utilização do
conceito de produtividade como proposto por FRANCO (1992).
14
Estudos sobre aumento de produtividade concluem que o efeito aprendizagem,
efeito continuidade e efeito concentração elevam consideravelmente a produtividade da
mão-de-obra de um serviço. Estes efeitos partem do princípio de que um trabalho
executado repetidas vezes, sem interrupções e em grandes quantidades resulta na
experiência da mão-de-obra e conseqüentemente na melhoria do seu desempenho.
Segundo HEINECK (1991), “não basta que o canteiro seja repetitivo, há
necessidade de que os operários desloquem-se sem interrupção de uma tarefa para
outra; ainda mais, dentro da própria tarefa, não pode haver paradas devido à falta de
materiais, falta de detalhamento construtivo, interferência com outras tarefas,
desbalanceamento e falta de elementos na equipe de trabalho, ou ingerência de
causas naturais como chuvas, etc”.
Em concordância com estes princípios, os pré-moldados preenchem os
requisitos para serem considerados instrumentos de melhoria da produtividade na
execução da alvenaria estrutural.
Dados extraídos de MEDEIROS & SABBATINI (1994) apontam que a adoção de
alguns pré-moldados tem permitido incrementos significativos na produtividade dos
pedreiros assentadores de blocos, representando um aumento de aproximadamente
30% na produtividade de execução das paredes estruturais.
Os elementos pré-fabricados apresentam, segundo os autores, diversas
vantagens técnico-econômicas que permitem otimizar tanto a execução da obra, como
a qualidade do produto final, principalmente com a diminuição de desperdício de
material na execução de detalhes de obra, anteriormente resolvidos de modo artesanal.
4.3 – PADRONIZAÇÃO
Uma das maneiras de se obterem ganhos de produtividade é através da
padronização.
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Padronização é definida por ROSSO (1966) como “a aplicação de normas a um
ciclo de produção ou a um setor industrial completo com objetivo de estabilizar o
produto ou o processo de produção”.
Segundo o mesmo autor, ela assume os critérios de simplificação, tipificação,
unificação e permutação. É estabelecida para os componentes em concordância com
fabricantes e consumidores, de forma a permitir a substituição de um produto por outro
de procedência diferente, mas com características idênticas, e nos ciclos produtivos é
estabelecida por equipes técnicas aptas a determinarem a melhor maneira de se
executar uma tarefa.
4.4 – ORGANIZAÇÃO DO CANTEIRO DE OBRA
Atualmente, o maior desafio da economia é produzir mais com menor custo e em
menos tempo, sempre visando à qualidade e um dos pontos críticos que afeta a
produção é o ambiente de trabalho.
Na Construção Civil, a problemática do ambiente de trabalho torna-se mais
acentuada, pois a fábrica se movimenta e não o produto, o edifício; sem contar com a
elevada rotatividade da mão-de-obra que dificulta o planejamento das áreas de
vivência.
Na opinião de SOUZA (2000), “não há sentido em se falar em qualidade na obra
ou produtividade no processo construtivo quando não se tem planejado o local onde os
serviços da construção acontecem”.
Portanto, o canteiro de obra deve ser organizado de forma a otimizar, com
segurança, o fluxo de suprimentos e de pessoas e, conseqüentemente, o fluxograma
da produção.
O investimento no planejamento e elaboração de um canteiro de obra trará
resultados positivos para a empresa, tanto no sentido quantitativo, como qualitativo. A
correta estocagem de materiais e componentes reduzirá as perdas, a determinação de
16
linhas de fluxo afetará a produtividade e a melhoria das condições das áreas de
vivência dos trabalhadores será absorvida como forma de motivação. Todos estes
fatores levam a uma economia.
Os elementos pré-moldados podem ser industrializados ou produzidos no
próprio canteiro. Nas duas situações, é necessário que haja um canteiro organizado,
com definições de espaços previamente destinados a estes elementos.
No primeiro caso, é necessário espaço suficiente para estocagem do elemento
até a sua utilização definitiva, com definições de fluxos de transporte otimizados.
A forma de transporte dos pré-moldados já deve estar definida previamente ao
planejamento do canteiro, permitindo melhor interação entre o local de armazenamento
e equipamentos de içamento. Caso o transporte dos pré-moldados seja feito
manualmente pelos próprios operários da obra, a distância entre o estoque e o local de
utilização deverá ser a mínima possível, com o que se reduz o risco de avarias nas
peças e o risco de acidentes, assim como se diminui o esforço físico do operário.
É interessante também que o cronograma físico da obra esteja pronto,
proporcionando a previsão dos quantitativos de materiais e de operários, bem como a
previsão do início e duração do serviço. Pela análise do cronograma físico,
conseguem-se melhores dados sobre o espaço destinado no canteiro, ao
armazenamento dos pré-moldados, assim como o tempo necessário para a estocagem.
Já no caso da produção do elemento ocorrer no próprio canteiro, além da região
de armazenamento e transporte citados anteriormente, é necessário o planejamento da
área destinada às unidades produtivas.
Elementos pré-moldados leves podem ser produzidos em instalações mais
simples e mais baratas, com pouca ou nenhuma mecanização, evitando-se grandes
investimentos de capital.
Em muitas situações, na visão de HANAI & EL DEBS (1993), “é possível
empregar mão-de-obra não especializada. Entretanto, é conveniente introduzir o
17
treinamento do pessoal, o controle de qualidade rigoroso e o incentivo à maior
produtividade”.
4.5 – TIPOS DE CONCRETOS PRÉ-FABRICADOS
Os elementos pré-fabricados podem ser classificados de diversas formas, como
por exemplo, quanto à seção transversal, quanto ao processo de execução, e quanto a
sua função estrutural. Uma classificação de grande interesse é em relação à
concepção, em nível geral, do concreto pré-fabricado, originando ao que está sendo
aqui denominado de “tipos de concreto pré-moldado”, conforme tabela abaixo.
• Quanto ao local de
produção dos elementos
Pré-fabricado de fábrica
Pré-moldado de canteiro
• Quanto à incorporação de
material para ampliar a seção Estrutura de seção
resistente no local de utilização completa
Estrutura de seção parcial
definitivo
• Quanto à categoria do peso
dos elementos
Estrutura “pesada”
Estrutura “leve”
Concepção normal
Concepção arquitetônica
• Quanto ao papel
Desempenhado pela aparência
PLANILHA 1 - QUADRO DE CLASSIFICAÇÃO DE PRÉ-MOLDADOS
O pré-fabricado de fábrica é aquele executado em instalações permanentes
distantes da obra. Esse tipo de pré-fabricado pode ou não atingir o nível de préfabricado, segundo o critério da NBR-9062/85. A capacidade de produção da fábrica e
a produtividade do processo, que dependem principalmente dos investimentos em
fôrmas e equipamentos, podem ser pequenas ou grandes, com tendência maior ao
último caso. Nesse caso, deve-se considerar a questão do transporte da fábrica até a
obra, tanto no que se refere ao custo dessa atividade como no que diz respeito à
obediência aos gabaritos de transporte e às facilidades de transporte.
18
Em contrapartida ao tipo anterior, o pré-moldado de canteiro é executado em
instalações temporárias nas proximidades da obra. Essas instalações podem ser mais
ou menos sofisticadas, dependendo da produção e da produtividade que se deseja. Em
geral, há certa propensão a ter baixa capacidade de produção e, conseqüentemente,
pequena produtividade. Para este tipo de elemento não se tem o transporte à longa
distância e, portanto, as facilidades de transporte e a obediência a gabaritos de
transporte não são condicionantes para seu emprego. Além disso, esse tipo de
elemento não está sujeito a impostos referente à produção industrial e à circulação de
mercadorias.
19
5
ESTUDOS PROPOSTOS
Por meio de análise de projetos e de visita a obras de edifícios de alvenaria
estrutural, fez-se um levantamento dos elementos pré-moldados não muito comuns a
serem utilizados, mas que mereceriam ser objeto de estudo deste trabalho.
Os aspectos considerados nesta análise referem-se à facilidade de produção e
montagem, viabilidade econômica e compatibilidade com o processo construtivo, que
serão discutidos e comentados com mais afinco no desenvolvimento do trabalho.
Os pré-moldados podem ser classificados em duas classes: os leves e os
pesados. Os leves servem mais como composição do conjunto estrutural da alvenaria
enquanto que os pesados fazem parte integral do sistema estrutural em questão.
Os elementos pré-moldados selecionados foram: lajes maciças planas e
escadas pré-moldadas no qual se adequassem ao projeto de alvenaria estrutural de
forma única a formarem um conjunto de sistemas estruturais integrados.
A pré-moldagem, de modo geral, implica em linhas de produção mais
organizadas, com a repetição das atividades e os elementos pré-moldados acabam por
simplificar a execução, eliminar retrabalhos e reduzir o número de etapas construtivas
sem interferir na realização de outros serviços ou interrompê-los.
5.1 – ESCADAS PRÉ-MOLDADAS
Escadas são elementos da edificação projetados para que o ser humano, com
pequeno dispêndio de energia, consiga ir andando de um nível a outro.
A sua geometria irregular, caracterizada por planos inclinados e dentes, traz
transtornos de montagem das formas e da armação e complicações para a
20
concretagem. Por todas as dificuldades que a geometria irregular proporciona, a
escada requer um tempo considerável de execução em obra.
Visando minimizar os transtornos provenientes da moldagem das escadas no
local, surgem, como alternativa, as escadas pré-moldadas.
O uso de escadas pré-moldadas é muito comum quando a estrutura também é
pré-moldada; porém, as vantagens deste componente já se faz sentir em outros
sistemas construtivos e, mesmo quando a laje do pavimento for moldada no local, elas
não deixam de ser uma solução a se considerar.
Uma das principais vantagens dessas escadas é que, após a sua montagem, os
acessos definitivos para o transporte vertical são liberados.
As soluções construtivas ideais para a racionalização do processo são aquelas
em que determinados serviços não interferem no andamento dos outros, buscando-se
sempre minimizar as operações de grande duração. Baseando-se nesta afirmação,
pode-se dizer que a escada pré-moldada ajuda à racionalização do processo.
5.1.1 – ESCADAS PRÉ-MOLDADAS DE PEÇAS GRANDES
A escada pré-moldada a ser estudada é a
monolítica de grandes dimensões, onde esse tipo é
composto por elemento único, apoiado diretamente
em vigas ou lajes, podendo ter ou não o patamar
incorporado.
O peso dos elementos impossibilita-os de
serem transportados manualmente, impondo o uso
de equipamentos especiais de içamento. Portanto, a
adoção deste tipo de escada depende basicamente
do equipamento de montagem disponível na obra.
FIG. 1 – Lance de escada pré-moldado
21
A produção industrial é feita por formas especais metálicas, às quais é permitida
alguma liberdade para a regulagem da inclinação, da largura (passo) e da altura
(espelho) dos degraus, do comprimento dos patamares e da largura total da escada,
possibilitando a uma mesma forma a produção de escadas com várias dimensões.
As
formas
metálicas
permitem
alguma flexibilidade de dimensão; porém,
apenas
de
significando
alguns
que,
ao
centímetros,
se
adquirirem
escadas pré-moldadas industrializadas,
ainda se está sujeito às condições
impostas pelos fabricantes quanto às
variações dimensionais e sobrecargas
máximas.
A norma sobre espaço modular
para escadas da ABNT (1982), NBR
5717, prescreve que o passo e o espelho
dos degraus devem ser escolhidos de
acordo com as exigências do projeto e
FIG. 2 – Fôrma Metálica da Escada Pré-moldada
não são, necessariamente, modulares.
No entanto, recomenda que os
comprimentos
dos
degraus
sejam.
Atualmente, não há conhecimento de
indústrias brasileiras de pré-moldados que
atuem no mercado fornecendo escadas
compostas por grandes dimensões pelo
sistema de industrialização de ciclo aberto;
portanto, este tipo de escada fica restrito à
industrialização de ciclo fechado, onde não
há intercambialidade dos elementos, ou à
produção no próprio canteiro de obra.
FIG. 3 – Projeto Esquemático da Escada Pré-moldada
22
O dimensionamento destes elementos segue o mesmo procedimento usado
para as escadas de concreto armado moldadas no local, com o acréscimo das
considerações referentes às situações transitórias, em que são freqüentes ocorrerem
solicitações diferentes das que ocorrem na situação final.
O transporte por içamento das escadas compostas por elementos de grandes
dimensões é um exemplo de situação transitória com solicitações diferentes das que
ocorrem na situação final e que devem ser previstas em projeto.
FIG. 4 – Transporte e Içamento do lance da escada pré-moldada
5.1.2 – ESCADAS PRÉ-MOLDADAS COMPOSTAS POR VÁRIOS ELEMENTOS
Este tipo de escada é constituído por vários elementos pré-moldados de
concreto armado, de tal forma que cada elemento possa ser manuseado sem o auxílio
de equipamentos especiais de içamento.
Usualmente, emprega-se a escada jacaré ou a nervurada, mas há o
conhecimento de escadas pré-moldadas espirais.
23
FIG. 5 – Escada Pré-moldada Espiral (FIP, 1994)
As vantagens quanto ao manuseio, rapidez de execução, simplificação e a
economia são particulares às escadas pré-moldadas compostas por vários elementos:
– o transporte, como anteriormente apresentado, pode ser manual, pois o peso dos
componentes o permite, eliminando gastos com equipamentos especiais de içamento;
– a execução em obra resume-se em fixar os componentes no local previsto,
favorecendo a rapidez e a simplificação, sendo estas duas características compatíveis
com edifícios em alvenaria estrutural, e
– a redução do peso proporcionada pela espessura reduzida traz economia de
armadura
5.1.2.1 – ESCADA JACARÉ
A escada jacaré é um expressivo exemplo do uso de elementos pré-moldados
de pequena espessura compatíveis com o manuseio do operário da construção e
plenamente aplicáveis em edifícios de alvenaria estrutural.
A afinidade entre o processo construtivo em alvenaria estrutural e as escadas
jacaré está na presença de paredes portantes capazes de suportarem as cargas
provenientes do chumbamento de peças pré-moldadas e pelo fato de os elementos
24
pré-moldados da escada chegarem ao local de execução já prontos, restando apenas a
montagem no devido local.
Em geral, a escada jacaré é composta por:
– duas vigas denteadas ou vigas jacaré;
– degraus em “L”;
– patamares pré-moldados;
– peças de apoio do patamar, e
– peças complementares de ajuste.
A escada jacaré é assim denominada pois os dentes da viga de sustentação
assemelham-se à cauda de um jacaré.
O peso máximo dos elementos pré-moldados é de 50 kg por operário
(GRANDJEAN, 1991), o que leva o projetista à redução das dimensões das peças. Há
a possibilidade das peças serem manuseadas por dois operários, elevando-se o limite
de peso para 100 kg.
FIG. 6 – Elementos constituintes da escada jacaré: degrau (a), patamar (b) e viga dentada
ou viga jacaré (c)
Uma opção para trabalhar-se com pequenas espessuras é o uso de concretos
de granulometria fina, cobrimento da armadura de 1 cm e diâmetro das barras de aço
de, no máximo, 6,3 mm.
25
Para garantir o comportamento eficaz dos elementos, cuidados devem ser
tomados na fase de execução, principalmente com relação às dimensões, ao
cobrimento da armadura e ao acabamento final. As pequenas espessuras e o
cobrimento mínimo exigem técnicas apuradas de execução. São bem aceitas as
técnicas aplicadas à argamassa armada, juntamente com um controle de execução.
Os ajustes dimensionais precisam ser rigorosamente respeitados e o
acabamento final da superfície das peças deve apresentar boa aparência, pois, muitas
vezes, não se fará uso de revestimentos.
Sugere-se o uso de formas metálicas para atender aos cuidados propostos,
porém, esta é uma decisão a ser tomada pelo construtor, que analisará a relação
custo/benefício que o investimento trará para seu empreendimento.
A conformação da escada começa pelo chumbamento das vigas denteadas na
alvenaria. O chumbamento é feito com buchas e parafusos ou com chumbadores; para
tanto, é recomendável preestabelecer os furos nas vigas e preferencialmente,
preencher os blocos que receberão os parafusos com graute.
5.2 – LAJES PRÉ-MOLDADAS
Uma laje é o elemento estrutural de uma edificação responsável por transmitir as
ações que nela chegam para as vigas (ou diretamente para os pilares no caso de lajes
fungiformes) que a sustentam, e destas para os pilares, sendo elementos estruturais
bidimensionais, caracterizadas por ter a espessura muito menor do que as outras duas
dimensões e o carregamento que nelas atuam serem perpendiculares ao seu plano
médio.
As lajes pré-moldadas surgiram através de muita pesquisa em busca de vencer
grandes vãos com a quantidade minima de possível de altura, mais ágil para ser
montadas e não precisando de escoramentos e formas. Isso só é possivel com o
trabalho geométrico bem definido onde se constitui de placas de lajes que ao serem
submetidas a esforços de tração e compressão, diminuindo-se o seu peso próprio,
26
podendo ser dimensionada com armação CA50 e CA60, cordoalhas de protensão e
cabos de protensão.
Baud (1981), distingue dois tipos característicos de lajes pré-moldadas, a base
de concreto armado:
a) lajes semi-pré-fabricadas, nas quais o elemento resistente a tração é
executado em fábricas e o concreto, que irá resistir a compressão, é lançado no próprio
local;
b) lajes completamente pré-fabricadas, onde todo o elemento estrutural é
confeccionado na indústria e colocado, posteriormente, na obra.
Cada um destes tipos têm características diferentes, as quais acarretam
vantagens e desvantagens, que devem ser consideradas em cada caso em particular.
Segundo SOUZA (1988), “a grande maioria das tecnologias utilizadas na
construção, constitui-se de processos e produtos convencionais, observando-se em
algumas regiões do país a utilização de processos racionalizados e semiindustrializados" (Souza, 1988).
5.2.1 – LAJES SEMI-PRÉ-FABRICADAS
Visando um menor custo/ benefício começou-se analisar várias formas na
concepção e fabricação de lajes, como as lajes nervuradas “in loco”, onde o consumo
de concreto é reduzido e o peso próprio aliviado, por meio de introduzir elementos
como: tijolo furado, tubo de papelão reforçado, bloco de concreto leve, isopor, lajotas
cerâmicas entre outras.
Dentro desse sistema existem variações das nervuras tais como:
- Nervurada treliçada, onde as lajes treliçadas pré-moldadas têm como vantagem a
redução da quantidade de fôrmas. Hoje, utiliza-se o sistema treliçado com nervuras
pré-moldadas, executadas com armaduras treliçadas. A laje treliçada é composta de
uma estrutura espacial com vigas e elementos de enchimento que podem ser
cerâmicas, EPS (isopor), concreto, concreto celular e outros.
27
FIG. 7 – Laje treliçada com enchimento cerâmico
FIG. 8 – Laje treliçada com enchimento de isopor
- Nervurada protendida, onde as lajes nervuradas podem ser executadas com vigas
ou vigotas protendidas de fábrica, quando é necessário resistir a vãos maiores.
Mesmo com tantas vantagens em relação a redução de concreto e peso próprio
é apontado como desvantagem desse sistema o custo excessivo dos elementos de
madeira utilizados como fôrmas para receber e moldar o concreto. Em busca de
minimizar esse custo, surgirão então as vigotas pré-fabricadas de concreto armada
utilizadas em conjunto com lajotas cerâmicas, reduzindo assim significativamente o
custo de fôrmas e aumento a praticidade do sistema construtivo economizando-se em
mão-de-obra e tempo.
Com este sistema consegui-se uma redução considerável no custo final da laje,
gerando benefícios razoáveis dentro da estrutura como um todo. Por outro lado, este
sistema é bastante limitado não podendo com ele atender e grandes cargas acidentais.
Isso se deve a alguns fatores principais, tais como a falta de aderência entre a
superfície das vigotas e o concreto de cobertura, não garantindo a monoliticidade a
estrutura.
FIG. 9 – Laje mista Pré-fabricada convencional (José
Carlos, Lajes Mediterrânea 1991)
FIG. 10 – Laje treliça com elementos cerâmicos, (Autor 2006)
28
•
Vantagens - O mercado oferece uma série de alternativas para execução de
lajes pré-moldadas com nervuras. Os elementos pré-moldados empregados na
laje nervurada apresentam boa capacidade portante no momento da moldagem
do restante da laje, reduzindo assim a quantidade de fôrmas e escoramentos em
relação ao sistema convencional. Quando as lajes treliçadas são executadas de
forma nervurada, apresentam redução do volume de concreto e armaduras.
•
Desvantagens - A execução da laje nervurada deve ser cuidadosa, pois pode
apresentar trincas depois de pronta em razão da falta de aderência da capa de
concreto. Quando executada sem os elementos pré-fabricados, a laje treliçada
tem como desvantagem a baixa produtividade e a utilização intensiva de mãode-obra. O trabalho de armação é demorado e há dificuldade de concretagem.
5.2.2 – LAJES COMPLETAMENTE PRÉ-FABRICADAS
As lajes pré-fabricadas de concreto de grande porte podem servir de pré-lajes ou
de lajes acabadas. As lajes pré-fabricadas são empregadas em edificações em que
pilares e vigas são moldados in loco, recebendo depois capa de solidarização de
concreto armado com tela soldada, que varia de 5 cm a 10 cm. Em outro tipo de
aplicação, tais como plantas industriais, grandes supermercados, mezaninos de áreas
comerciais etc., são utilizadas como laje acabada, junto com vigas, pilares e até
fechamentos pré-moldados.
•
Vantagens - As peças chegam prontas na obra e são içadas até os pavimentos.
Esse processo de montagem industrial aumenta a rapidez de execução da obra,
libera espaço no canteiro, pois dispensa estocagem de material, elimina
desperdícios e oferece boa produtividade. As lajes pré-fabricadas contam com
controle de qualidade no processo industrial. Durante a produção, são
controladas a umidade, cura, temperatura, adições ou tensão das cordoalhas, o
que resulta em peças sem deformações e com textura e coloração uniformes.
Atualmente, as lajes pré-fabricadas mais usadas são alveolares (mais leves) e já
vêm protendidas de fábrica.
29
•
Desvantagens - A modulação das peças pré-fabricadas ainda não foi adotada
pelo mercado como um todo. Por isso, é importante o construtor administrar os
elementos a serem utilizados em cada tipo de obra. A estrutura pré-fabricada
também tem movimentação diferente da tradicional entre os seus vários
componentes. Se os elementos não forem utilizados de modo compatível,
podem gerar patologias inesperadas. Os custos iniciais dos pré-fabricados
também são mais altos, e a escolha depende das necessidades específicas de
cada obra ou da conjuntura econômica.
5.2.2.1 – LAJE PRÉ-FABRICADA ALVEOLAR
A laje Alveolar tem sua altura estabelecidas em H16, H20, H30, H40 e H50, são
indicadas para vão maiores que 5 metros e obras acima de 100m² , podendo resistir
sobrecargas de 1,5KN/m² sendo peças de lajes sem a utilização do concreto
protendido e sim apenas armaduras CA60 em sua parte inferior para resistir aos
esforços de tração até 2,5KN/m² com o uso do concreto protendido.
As lajes alveolares protendidas são produzidas por extrusoras que se movem
devido a alta compactação do sistema de extrusão formando um bloco único. As vigas
apresentam contra flechas devido a esforços de protensão a que são submetidas. Esse
processo assegura perfeita aderência aos cabos evitando segregação entre camadas,
permite produzir lajes com até 50cm de altura para vãos de 20 metros
FIG. 11 – Laje Alveolar com enchimento de isopor
FIG. 12 – Laje Alveolar se aproximando da montagem
30
Após o corte, ao serem retiradas da pista, as lajes passam por um inspeção final
e são encaminhadas para o setor de estocagem ou diretamente carregadas. As lajes
são transportadas em carreta padrão e colocadas sobre suporte de madeira,
empilhadas de forma a não exceder 6 lajes por pilhas, podendo-se acomodar até duas
lajes entre pilhas de uma mesma carga, desde que não exceda 28t.
As lajes alveolares, por serem executadas em pistas metálicas, apresentam a
superfície inferior lisa, eliminando a necessidade de revestimento. Na face superior se
necessário é especificado capeamento com tela soldada para melhor distribuir as
sobrecargas.
A resistência ao cisalhamento de lajes alveolares pode ser governada por dois
mecanismos básicos: a) quando a força de cisalhamento próxima ao apoio produz uma
tensão principal de tração em um ponto crítico da nervura entre os alvéolos, excedendo
a resistência de tração do concreto; b) quando a tensão de tração produzida por
cisalhamento é combinada com outras tensões de tração no concreto, como, por
exemplo, as tensões de tração causadas pela introdução da força de protensão na
região de transferência e/ou por tensões de tração causadas pela presença combinada
de flexão.
A eficiência do projeto de lajes alveolares pré-moldadas de concreto pode ser
avaliada por meio de ensaios de elementos de lajes (ensaios para controle da
qualidade, ensaios de prova de carga para verificação de projeto e ensaios de pesquisa
e desenvolvimento). O ensaio de cisalhamento permite, além de avaliar a resistência
ao cisalhamento da laje alveolar, avaliar indiretamente a resistência à tração do
concreto e a ancoragem.
31
5.2.2.2 – LAJES PRÉ-FABRICADAS PLANAS MACIÇAS
As lajes pré-fabricadas planas e maciças são consideradas completamente préfabricadas porque são produzidas totalmente pelo processo industrializado, ou seja,
numa fábrica produtora ou em uma central implantada dentro do próprio canteiro de
obras, no qual é necessário a utilização de apoio mecanizado para o transporte e para
a montagem.
Tratam-se de lajes que variam de espessura de 10cm a 12cm e dimensões de
vãos de 2,5 metros de largura a 8,00 metros de comprimento, portanto vencem
pequenos vãos dependendo do dimensionamento dado pelo calculista, sendo
necessário o apoio por completo na alvenaria estrutural. Elas são produzidas por um
processo semelhante ao de placas de vedação vertical, chamado Tilt-up, onde será
descrito mais detalhadamente no capítulo seguinte.
O dimensionamento é feito para que suportem os vãos com apenas malhas de
tela soldada tipo Q e reforços pontuais nos ganchos de içamento para montagem e
desplacamento das mesmas.
FIG. 13 – Processo de fabricação e concretagem da laje.
FIG. 14 – Fôrma Metálica e dimensão da laje pré-moldada.
32
6
PRODUÇÃO DE PRÉ-MOLDADOS
A produção dos pré-moldados merece atenção especial, pois se realizada sem
controle pode pôr a perder todo um projeto bem elaborado, trazer patologias à
edificação e até comprometer a segurança estrutural do elemento.
6.1 – SISTEMA PRODUTIVO TILT-UP
O processo Tilt-up consiste na técnica de produzir elementos em concreto
armado na posição horizontal, no próprio canteiro de obras, e posteriormente “basculálos”, içando-os para a posição vertical e definitiva.
O Tilt-up foi proposto, pela primeira vez, em 1904, num concurso de “Novos
Métodos Construtivos” para habitações com dois pavimentos nos EUA, nada mais,
nada menos que por Thomas Edson aonde concorreu apresentando um sistema de
execução da fachada em um único painel, com as aberturas para as janelas e portas.
Pode-se definir o sistema construtivo estrutural baseado na execução de
paredes pré-moldadas em concreto armado, moldadas na própria obra utilizando uma
laje (Rivera) et al, p5, 2005 piso ou outra superficie extremamente plana e sem
imperfeções designada para esses, como forma. Após preparada a superfície e
ultrapassado o período estabelecido para a cura do concreto, o elemento é içado e
pocisionado. Essas peças podem ter somente função de vedação como painéis já
utilizados em grande escala no mercado, ou então, função estrutural permitindo o
dimensionamento ou até o mesmo a eliminação de alguns elementos estruturais.
“A origem do sistema Tilt-up não é claramente definida entre os pesquisadores.
Uma das primeiras citações que encontramos ocorre no livro “A survery of the Turkish
Empire” de 1799, escrito pelo historiador Willian Eton. No livro o historiador cita u
exemplo de construção onde um pedreiro com pregos e cordas marcavam um
semicírculo no chão, posicionava os blocos, fixava-os com um tipo de gipsita formando
um arco e então erguia o arco em sua posição final “ (Rivera et al., p.5, 2005).
33
“No início do século XX, para a realização da obra do Camp Logan Rifle Range,
em Ilinois nos EUA, o americano Robert Aiken projetou e executou paredes de
sustentação armadas e escoradas. As paredes foram construídas no chão e então,
posteriormente, foram erguidas e colocadas na fundação já prontas. Aiken já aplicou
essa técnica em diversos projetos dentre os quais se destaca o projeto para a
construção de uma Igreja Metodista em Zion, Ilinois/ EUA, em 1910”, (Rivera et al., p.5,
2005).
FIG. 15 – Frontal da Igreja Metodista de Zion, Illinois - USA - Robert Aiken - 1908
As paredes foram moldadas in-loco em uma base lisa composta de areia, com o
concreto lançado envolta das armações das portas e janelas. Com as paredes
finalizadas e com o auxilio de uma talha e um primitivo guindaste, as paredes eram
então içadas na posição final. (Rivera et al, 2005).
FIG. 16 – Mapa de Uso do Tilt-up no mundo
34
6.1.1 – VANTAGENS DOS SISTEMA
Dentre inúmeras vantagens que encontramos no sistema podemos destacar:
•
Rapidez – Com a construção horizontal das paredes, a ausência de colunas e
fundações simplificadas, é fácil observarmos o benefício financeiro que
representa uma obra entregue em tempo muito menor. Em alguns casos, este
fator significa a solução para uma aparente inviabilidade, graças à eficácia de
custos.
•
Qualidade – Concreto armado, construído em condições que permitem maior
controle e homogeneidade, acabamento e tratamentos específicos para cada
indústria, piso padrão superior, coberturas em sistemas avançados. Do primeiro
dia de terraplanagem, á última mão de pintura, qualidade não é apenas uma
vantagem, mas uma regra.
•
Economia – Não é necessário o uso de calculadora para saber o significado de
custo zero em pilares e vigas laterais, além da significativa economia em
fundações e maior velocidade de construção.
•
Segurança – As paredes são moldadas no nível do piso, eliminando formas
verticais, significando maior segurança para a equipe de construção, e maior
segurança de qualidade homogênea.
•
Versatilidade – Na confecção de paredes, na inclusão de sistemas especiais,
na aplicação de coberturas sofisticadas.
35
•
Beleza - Com Tilt-up a estrutura do edifício pode ser muito atrativa. Grandes
painéis Tilt-up poderão receber uma enorme variedade de tratamentos
decorativos, tais como colorações ilimitadas, que podem ser adicionadas a
misturas do concreto ou as pinturas texturizadas, ou moldes superficiais em
diversos tipos, com haletas, pedras, tijolos, além de muitos outros efeitos
decorativos.
•
Durabilidade – Muitos edifícios construídos na década de 50, mostram poucos
sinais de idade, mesmo após meio século de vida. De fato, edifícios construídos
em 1908 ainda se encontram em serviço.
•
Conforto Acústico e Térmico – Se o edifício estiver em área ruidosa, ou
abrigar um processo industrial ruidoso, você contará com todas as vantagens
das propriedades acústicas do concreto. A massa absorve com mais eficácia
que qualquer edifício de fechamento metálico. È a massa térmica inerente aos
painéis reduzirá os picos e cargas térmicas do sistema de refrigeração.
Indústrias que exigem controle de temperatura interna próxima de zero, podem,
contar com painéis tipo sanduíche, com isolamento térmico entre duas camadas
de concreto.
•
Expansão – Um edifício em Tilt-up pode ser projetado e construído permitindo
fácil expansão, simples destacando e re-locando os painéis ou corando novas
aberturas sobre os mesmos.
•
Custos com seguro menores – O concreto fornece maior resistência ao fogo
que outras estruturas convencionais, principalmente estruturas metálicas.
36
6.1.2 – DESCRIÇÃO DO SISTEMA PRODUTIVO
A idéia básica do sistema consiste na construção de paredes e lajes de concreto
armado sobre o piso nivelado que funciona como uma fôrma. Portanto, o piso é grande
importância para o sistema Tilt-up e, ao contrário dos outros tipos de sistemas onde o
piso é executado no final da obra, no sistema Tilt-up é o marco inicial da obra.
FIG. 17 – Preparo da Fôrma metálica e inicio da concretagem da mesma
FIG. 18 – Polimento da laje pré-moldado e vista área do pré-moldado
Após a confecção do piso, as fôrmas e armações dos painéis são montados
sobre o piso. Deve-se utilizar um desmoldante adequado que seja suficientemente
eficaz. Ainda, nesta etapa são incluídas as aberturas de portas e janelas, bem como
frisos e texturas decorativas.
FIG. 19 – Inicio do processo de içamento da placa pré-moldada
37
Após a execução dos painéis e a cura, os mesmos são içados por um guindaste
e posicionados sobre as fundações e, escorados. Mais tarde as escoras são retiradas
quando a execução das lajes de coberturas que fornecerão aos painéis o travamento e
estabilizações necessárias.
FIG. 20 – Escoramento das placas pré-moldadas
6.1.3 – FABRICAÇÃO DA PLACA
O processo de fabricação assemelha-se muito ao de execução de um piso de
concreto, mais com outras peculiaridades.
A primeira etapa do processo consiste na preparação da base que servirá como
fôrma para a placa. Definidas as dimensões, prepara-se uma pista de produção, essas
pistas são geralmente construídas por pisos de concreto concluídos e, que devido a
sua planicidade, apresentam características próprias para a realização do processo.
Caso não haja nenhum piso executado ou não haja possibilidade executiva de
realização, executa-se uma pista, que nada mais é do que um piso de concreto magro
de espessura variável de 5 a 7cm com um acabamento liso.
“Na maioria dos casos, não é necessário o aumento de área para a montagem,
uma vez que os painéis podem ser executados e montados no interior da obra", afirma
Vendramini. Conforme o número de placas, é possível otimizar o uso das fôrmas,
planejando o reúso assim que completado o perímetro da obra. Quando não há espaço
suficiente, é possível empilhar até seis painéis. Thomaz lembra que "as primeiras
peças fundidas serão as últimas a serem montadas". Segundo ele, a seqüência de
montagem deve fazer parte de um plano bem elaborado, a fim de economizar com o
aluguel de guindastes e principalmente acelerar a solidarização do conjunto.
38
Na concretagem inserimos em determinadas posições inserts na fôrma. Um dos
inserts que existem é o “lift”, porém há outros tipos que por serem metálicos atuam
como ponte de ligação através de solda entre a cobertura e o painel entre pilares e
painéis e até mesmos entre duas placas.
FIG. 21 – Fluxograma de produção de elementos em concreto armado (MELHADO, 1998)
Aplica-se o desmoldante no piso para evitar que o painel seja aderido, facilitando
desta forma, o içamento do painel quando concluído. O concreto especificado com
base no dimensionamento do painel é lançado, adensado, nivelado e a sua superfície
regularizada.
6.1.4 – PROCESSO DE IÇAMENTO DAS PLACAS
Durante a cura do painel, geralmente
no período de 5 a 7 dias, as formas são
retiradas,
juntamente
com
todas
as
aberturas. Itens e pontos de conexão são
expostos para a fixação de elementos de
içamento.
A quantidade e o posicionamento das
pegas são determinados em função da
geometria e do peso das paredes. Segundo
Vendramini, o mais costumeiro é o emprego
FIG. 22 – Projeto esquemático das lajes pré-moldadas
39
de dois pares de quatro pegas com
duas linhas. No entanto, se as placas
forem
irregulares,
planeja-se
mais
cabos. Oggi diz que em uma mesma
obra
é
possível
ter
diferentes
configurações de cabos.
Utilizam-se grandes guindastes
para essa operação. A preparação para
o içamento também inclui o trabalho de
fundação, marcação, nivelamento de
juntas e qualquer pino de conexão.
FIG. 23 – Processo de montagem com o guindaste.
40
7
ESTUDO DE CASO
O objetivo do estudo de caso desse trabalho é a obra do Aldeia Parque Igarapé
da Construtora e Incorporadora Morar em parceria com a Cyrela Brazil Reality. A obra
está sendo executada na cidade de Laranjeiras-ES.
Trata-se de um condomínio
residencial de casas no Alto da Colina do qual é composto de 191 casas com um prazo
de execução de obra de 20 meses.
Fig. 24 – Vista Panorâmica do condomínio
Fig. 25 – Vista do modelo de casa do condomínio.
Para que o prazo de entrega do condomínio fosse garantido, rapidez na
execução era imprescindível sem que gerassem maiores transtornos. Por esse motivo
os métodos tradicionais não atendiam plenamente essa condição, então a solução foi à
adoção de sistemas construtivos baseados em pré-moldados, portanto diante desses
critérios foi estabelecido que as casas fossem construídas através de um sistema misto
de alvenaria estrutural e lajes pré-moldadas baseados numa sistemática, bem parecido
de produção, de placas Tilt-up, no entanto com uma variação de tipologia executiva e
processual, sendo o método construtivo produzido em grande escala, onde teria um
resultado satisfatório para esse tipo de negócio.
7.1– PROCESSO EXECUTIVO
As lajes pré-moldadas foram dimensionadas em função da variação de modelos
de casas, logística do canteiro e logística de transporte, sendo cada modelo composto
por até 7 tipos de lajes com medidas diferentes.
41
7.1.1– PISTA DE PREPARO
Normalmente, utiliza-se o próprio piso de concreto do prédio como fôrma para
execução das placas. Na obra do Aldeia Parque, não foi possível esse formato devido
a restrição de espaços para a confecção das placas próximo as casas. Por isso, foi
criada, em uma área do condomínio, uma central de pré-moldados no qual conforme o
número de placas foi possível otimizar o uso de fôrmas e seus reusos através da
confecção de até 10 lajes uma sobre a outra apartir de uma pista ou berço especifico
em função do modelo de laje de cada casa, sendo a superfície das placas polidas para
que a placa de baixo sirva de fôrma de fundo da de cima. Dessa forma, foi capaz de
concentrar a mão-de-obra em apenas uma área facilitando a otimização do processo e
produtividade da equipe.
Fig. 26 – Vista da produção máxima de lajes pré-moldadas.
Fig. 27 – Vista do berço de produção das lajes pré-moldadas.
Fig. 28 – Confecção de escadas pré-moldadas
Fig. 29 – Vista da montagem das fôrmas pré-moldadas.
As pistas ou berços não possuem qualquer função estrutural, para tanto, não
houve necessidade de nenhum projeto especifico. O concreto utilizado para a
fabricação foi de Fck 30Mpa. Como as placas são fabricadas uma sobre as outras o
42
tempo de cura entre elas é diferenciado sendo necessário que a última laje da pilha
tenha no mínimo 8 dias de cura para que seja feito o processo de içamento. Mesmo
assim, após a instalação da laje no local é recomendado que se coloque algumas
escoras pontuais nos panos para que se evitem parte da deformação gradativa da
estrutura.
7.1.2– FÔRMA, ARMAÇÃO E CONCRETAGEM
A produção das fôrmas baseia-se nas técnicas utilizadas para execução de
pisos de concreto. As placas possuem uma espessura média de 12cm, sustentadas
através de cantoneiras metálicas e tirantes. Para execução de diversos rebaixos, frisos
e acabamentos nas bordas foram determinados que se utilizassem cantoneiras de
alumínio, quadros de metalon e frisos trapezoidais de madeiras de 5cm de altura para a
previsão das futuras ligações das instalações elétricas e hidráulicas entre uma placa e
outra ou entre um pavimento e outro.
Fig. 30 – Vista dos perfis metálicos da fôrma.
Fig. 31 – Travamento da fôrma metálica com tirante.
Fig. 32 – Vista da instalação dos rebaixos metálicos.
Fig. 33 – Vista da instalação elétrica da laje.
43
A armação obedeceu a um projeto especifico para cada placa em função de seu
modelo sendo composta por duas camadas de telas soldadas e com reforços nos
ganchos para o içamento das mesmas.
Fig. 34 – Vista esquemática do projeto executivo de produção da laje pré-moldada com os rebaixos e posicionamento dos ganchos.
O lançamento e o adensamento do concreto obedecem aos padrões estabelecidos,
sendo determinados para as placas o Fck 30Mpa, conseguindo assim, alcançar valores
mínimos de resistência da peça e realizar a desforma e o içamento dos painéis com
segurança e num tempo bem menor que o convencional realizado.
Fig. 35 – Concretagem da laje pré-moldada
Fig. 36 – Içamento e transporte das placas.
44
7.1.3– IÇAMENTO E MONTAGEM DOS PAINÉIS
As
placas
são
dimensionadas conforme sua
disposição
e
esforços
recebidos. Porém, como na
maioria dos pré-moldados, um
dos
momentos
esforço
de
localizado
maior
e
de
importante consideração nos
cálculos estruturais, é o do
içamento da placa de concreto,
assim
uma
atuação
concentrada de esforços. Como
dito anteriormente, esse fator
contribui decisivamente para a
alteração na especificação do
concreto dos painéis.
Fig. 37 – Rigging de um guindaste utilizado para a montagem das placas
(Catálogo Liebherr, 2006)
A montagem das placas é, normalmente, realizada por guindastes com
capacidade de carga de 30 toneladas. Esse guindaste devido ao seu plano de rigging,
suporta na situação oferecida pela obra placas de no máximo 10 toneladas.
Devido a isso, quando o içamento não é bem sucedido ou a placa não é bem
equilibrada na hora do erguimento, o não atingimento do fck de cura ou desequilíbrio
nos cabos de içamento gera provenientes fissuras e trincas que podem acarretar até a
perda da função estrutural da peça, condenando-a.
45
Fig. 38 – Problema ocasionado pelo mau içamento da placa.
Fig. 40 – Trinca causada pela não excentricidade dos cabos.
Fig. 39 – Trinca de içamento.
Fig. 41 – Desplacamento mau sucedido..
7.1.4– FINALIZAÇÃO
No dia seguinte ao içamento são realizadas as interligações elétricas entre as
placas e as juntas entre as lajes são seladas através do grouteamento e protegidas
contra as intempéries. No encontro entre a alvenaria e a laje pré-moldada é realizado o
aperto a fim de evitar possíveis trincas ou ação das chuvas.
46
Fig. 42 – Pavimento com lajes instaladas
Fig. 43 – Tratamento das juntas entre as lajes.
7.1.5– ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA
Com o objetivo de fazer uma primeira avaliação da viabilidade econômica da
proposta construtiva, foi desenvolvida uma comparação de custos para um caso típico
entre uma casa, de dois pavimentos com as mesmas dimensões e tamanhos, com uma
sistemática construtiva convencional e uma no sistema misto de alvenaria estrutural e
laje pré-moldada.
A alternativa construtiva convencional remete a uma edificação na qual a sua
alvenaria é uma alvenaria de vedação, portanto sem função estrutural, com um
conjunto de pilares e laje maciça plana executada in-loco enquanto que a alternativa
mista de alvenaria estrutural e laje pré-moldada foi necessária à criação de uma central
de pré-moldados para que fosse possível produzir e armazenar um volume maior de
lajes pré-moldadas maciças e planas para assim dar vazão para a execução da
alvenaria estrutural.
47
ITEM
1
ESTRUTURA CONVENCIONAL X PRÉ-MOLDADO - CASA A
PRÉ-MOLDADO
CONVENCIONAL
DESCRIÇÃO
QUANT. PREÇO
PREÇO
QUANT.
PREÇO
PREÇO
UNID.
TOTAL
UNIT R$
INFRA-ESTRUTURA
1.1
GABARITO
1.2
FÔRMA E DESFORMA
TOTAL R$
CASA
1,00
284,29
284,29
M²
1.2.2
FORMA EXTRA RADIER
M²
6,89
13,87
95,56
1.2.3
FORMA METÁLICA DO RADIE
MÃO-DE-OBRA PARA FORMA
METÁLICA RADIÊ
CASA
0,01
7.500,00
82,50
CASA
1,00
63,48
63,48
M²
14,19
4,88
69,25
DESFORMA
1.3
ARMAÇÃO
1.3.1
TELA LAJE PISO TÉRREO
kg
288,00
3,64
1.048,32
1.3.2
TELA EXTRA RADIER
kg
35,00
3,64
127,40
1.4
CONCRETO MAGRO LAJE
PISO TÉRREO = 5CM
M³
3,35
154,73
518,35
1.4.2
CONCRETO MAGRO EXTRA
RADIER E=5CM
M³
1,40
154,73
216,62
1.4.3
CONCRETO BOMBEADO
30MPa RADIER
M³
13,96
193,09
2.695,54
1.4.4
CONCRETO BOMBEADO
30MPa EXTRA LAJE PISO
M³
2,23
193,09
430,59
SUPER ESTRUTURA
FÔRMA E DESFORMA
2.1.1
FÔRMA PILAR TÉRREO E
SUPERIOR METÁLICO
M²
2.1.2
FÔRMA LAJE TÉRREO E
SUPERIOR
M²
-
2.1.3
FÔRMA ESCADA E VIGA
M²
-
2.1.4
PASTA DESMOLDANTES
M²
2.1.5
DESFÔRMA
M²
2.1.6
FÔRMA ENCARREGADO E
CONSULTORIA DA STONE
ESTRUTURA PRÉ-MOLDAD0 LAJES E VIGAS
M³
2.1.7
FÔRMA ENCARREGADO E
CONSULTORIA DA STONE
ESTRUTURA PRÉ-MOLDADO
- ESCADA
M³
2.1.8
SINAL PARA TRANSPORTE
DE MOLDE
M³
2.2
ESCORAMENTO
2.3
ARMAÇÃO
2.3.2
2.4
284,29
7,30
13,87
6,89
13,87
14,19
4,88
288,00
3,64
35,00
3,64
3,35
154,73
1,40
154,73
13,96
193,09
2,23
193,09
284,29
101,25
95,56
69,25
1.048,32
127,40
13,44
12,27
22,13
28,58
164,91
-
kg
ARMAÇÃO CORTADA E
DOBRADA
kg
216,62
2.695,54
430,59
48,93
12,27
126,00
22,13
55,00
28,58
229,93
3,22
1,00
2.000,00
517,00
3,64
1.038,00
3,41
19,74
193,09
1,56
221,79
600,37
2.788,38
1.571,90
201,60
126,00
1,60
139,44
3,22
13,48
150,00
1,00
250,00
14,48
4,35
449,00
740,37
2.022,00
250,00
62,99
CASA
TELA LAJA TÉRREO E
SUPERIOR
518,35
17.406,39
14.592,20
2.1
2.3.1
1,00
CONCRETO
1.4.1
2
TOTAL R$
5.587,17
FORMA RADIER
1.2.5
UNIT R$
5.631,90
1.2.1
1.2.4
TOTAL
610,00
3,64
1.015,00
3,41
2.220,40
3.461,15
2.000,00
1.881,88
3.539,58
CONCRETO
2.4.1
CONCRETO BOMBEADO 30
Mpa
M³
14,48
193,09
2.795,94
2.4.2
CONCRETO CONVENCIONAL
PILARES 30 Mpa
M³
0,75
221,79
166,34
2.4.3
GROUTEAMENTO DE
ALVENARIA ESTRUTURAL
M³
2,24
207,76
465,38
3.811,60
345,99
-
48
2.4.4
2.4.5
2.4.6
2.4.7
CONTROLE TECNOLÓGICO
DOS MATERIAIS
GROUTEAMENTO DOS
PILARES, ENCONTRO DE
LAJES E FUROS DE
INSTALAÇÃO
PLATAFORMA PARA
MOLDAGEM DAS LAJES
VB
1,00
126,32
126,32
CASA
1,00
652,90
652,90
VB
1,00
79,00
79,00
POLIMENTO PARA
ACABAMENTO DAS LAJES
PRÉ-MOLDADAS
M²
116,53
4,00
466,12
M³
14,48
17,55
254,12
CASA
1,00
754,02
754,02
1,00
126,32
126,32
OUTROS
2.5
2.5.1
OUTROS ITENS ESPECIAIS
LAJES PRÉ-MOLDADAS,
MATERIAIS PARA IÇAMENTO
DAS LAJES PRÉ-MOLDADAS
EQUIPAMENTOS
2.6
2.6.1
EQUIPAMENTOS PARA
MONTAGEM DAS LAJES PRÉMOLDADAS (MUCK E
GUINDASTE)
ALVENARIA
2.7
2.7.1
ALVENARIA ESTRUTURAL DE
14CM
M²
142,74
28,47
4.063,81
2.7.2
ALVENARIA ESTRUTURAL DE
9CM
M²
87,7
21,22
1.860,99
REVESTIMENTOS
2.8
4.889,94
5.924,80
230,44
21,22
4.889,94
2.806,42
2.374,53
2.8.1
GESSO LISO NO TETO PARA
CORREÇÕES
M²
199,00
2,50
497,50
2.8.2
QUADROS DE GRANITO DIFERENÇA ENTRE PAREDE
DE 14CM E 9CM
VB
1,00
1.877,03
1.877,03
PRÉ-MOLDADO
28.523,42
199,00
7,50
1,00
1.313,92
CONVENCIONAL
1.492,50
1.313,92
30.689,92
Planilha 2 – Estudo comparativo entre estrutura convencional e sistema misto de alvenaria estrutural e lajes pré-moldadas
Diante dos custos apresentados na planilha acima percebemos que existem
pontos relevantes a serem considerados quando comparado os dois sistemas
(Convencional In-loco x Alvenaria estrutural e Laje Pré-moldada), tais como:
- Fôrma – No sistema pré-moldado há a utilização de fôrmas metálicas para a
confecção das lajes e diante disso por ser um sistema não muito comum existe a
necessidade do acompanhamento de uma empresa terceirizada detentora do
conhecimento para a produção dos pré-moldados sendo essa assistência baseada no
valor do metro cúbico produzido. Já no sistema convencional existe a utilização de
fôrmas de madeira na qual além do custo elevado, desperdício de materiais se
comparado com a metálica ainda tem o baixo número de repetições nas suas
reutilizações, devido a isso o uso da fôrma metálica se torna mais vantajosa quando o
volume a ser produzido de peças é elevado.
- Escoramento – No sistema pré-moldado essa etapa não é considerada enquanto
que no convencional deve-se levar muito em consideração devido ao elevado custo.
49
- Equipamentos de Montagem – Essa é uma etapa peculiar somente ao pré-moldado
que deve ser observar pelo fato de ser necessário ter toda uma logística de transporte
e risco no processo de içamento e instalação no seu destino, sendo um equipamento
não muito comum, portanto com custo elevado no conjunto.
- Alvenaria – No sistema convencional a alvenaria tem apenas a função de vedação
enquanto que a estrutural tem a função de suporte aos esforços, sendo assim os
custos de confecção dos blocos mais elevados, no entanto se analisarmos todo o
sistema perceberemos que isso se dilui.
- Concreto – No sistema convencional pela estrutura ser executada antes da alvenaria
é necessário que a mesma seja autoportante e resista aos esforços solicitados em
função dos vãos variando assim a seção da laje para mais ou para menos. Já no
sistema pré-moldado por já existir a alvenaria estrutural que é capaz de distribuir
melhor os esforços consegue-se reduzir a espessura das lajes, reduzindo-se assim o
volume de concreto utilizado.
Os valores encontrados na planilha acima mostram que entre os dois sistemas,
diante das mesmas condições, a variação de custos é reduzida podendo ser
considerado quase o mesmo e desprezível.
A diferença e a vantagem do sistema pré-moldado diante dos custos
considerados pelas as fôrmas, mão de obra, instalação de canteiro e, para a alternativa
em concreto pré-moldado, transporte e montagem há os benefícios da racionalização
da construção com o emprego do concreto pré-moldado, agilidade do processo
construtivo já que não há a necessidade do escoramento e cura in loco, aumento do
nível de qualidade dos serviços, possibilidade de capacitação da mão-de-obra e
especialização e redução dos erros executivos. Diante disso, ainda pode-se
desconsiderar a necessidade de regularização do piso (contrapiso) e da laje de teto
(gesso liso e reboco) além do acabamento das superfícies ficarem muito melhor.
50
8
CONCLUSÃO
Devido a grande necessidade por prazos que o mercado nos impõe, devemos
cada vez mais estar à procura de novos e práticos métodos construtivos que nos
atendam tanto financeiramente, quanto em rapidez.
Os sistemas construtivos pré-moldado, em geral, apresentam um custo muito
parecido com o sistema convencional. Em termos de planejamento, controle e agilidade
não há a menor dúvida sobre a adoção de pré-moldados, pois eles terão um resultado
bem mais satisfatório que outro método.
Por outro lado, vemos cada vez mais, a construção civil partindo para a
modulação e pré-fabricação dos mais variados elementos, nos levando a crer que
dentro de alguns anos conseguiremos valores razoáveis para a execução desses
métodos, também em construções de pequeno e médio porte.
É necessário antes da definição dos métodos construtivos a serem adotados,
que analisemos o objetivo do empreendimento e o valor disponível para a realização do
mesmo, chegando assim, a um meio termo que atenda todas as necessidades da obra.
51
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54

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