TECNOLOGIA DAS CONSTRUES IV (PARTE 1)

ESTRUTURAS

Edifcio sendo estruturado por ao, material utilizado abundantemente em pases desenvolvidos.

Introduo s estruturas

Classificao quanto concepo estrutural

reticuladas -atransmisso dos esforos ocorre atravs de elementos isolados tais como lajes, pilares e vigas ou prticos;elementos planos a transmisso de esforos faz-se atravs de um plano de carregamentos, como o caso dos edifcios constitudos por paredes macias deconcreto armado ou mesmo de alvenaria estrutural; cascas; trelias espaciais; estaiadas.

Classificao quanto ao processo de produo dos elementos resistentes

moldados no local produzidos j no seu lugar definitivo no conjunto da estrutura; pr-fabricados (em usina) moldados numa usina e transportados at o canteiro; pr-moldados (em canteiro) so fabricados no canteiro; porm, longe do local em que sero instalados.

Classificao quanto aos materiais constituintes

estruturas de madeira; estruturas de ao; alvenaria estrutural; estruturas de concreto (protendido ou armado).

Estruturas de madeira

Baixo uso devido (ao)/s(aos)

falta de tradio do uso; resoluo do 307 CONAMA limita o uso apenas de madeira de reflorestamento; problemas decorrentes do elevado potencial de queima; deficincias quanto resistncia mecnica e durabilidade.

Estruturas de ao

O ao, largamente empregado em pases mais desenvolvidos e com elevado potencial de utilizao devido s suas caractersticas mecnicas (elevada resistncia compresso e trao), tambm vem sendo pouco utilizado no Brasil para a construo de estruturas de edifcios, principalmente nos de mltiplos pavimentos. Sua utilizao vem se concentrando, sobretudo na produo da estrutura de edifcios industriais. Pode-se dizer que existem alguns fatores "responsveis" pela pequena utilizao do ao no Brasil, dentre os quais se destacam:

custo elevado do ao quando comparado ao do concreto armado; falta de tradio construtiva e desconhecimento do processo construtivo; caractersticas da mo-de-obra nacional: de baixo custo e pouca qualificao o baixo custo leva a poucos investimentos nos ganhos de produtividade, que seria uma das grandes vantagens oferecidas pela estrutura de ao; falta de perfis adequados construo de edifcios, o que seria essencial para aimplantao de um mercado consumidor. No entanto, as indstrias produtorasno assumem o investimento necessrio; suscetibilidade a incndio, exigindo tratamentos especiais nos elementos; utilizao de equipamentos pesados para montagens (guindastes, mquinas de solda, etc.).

No obstante essas dificuldades, a produo de um edifcio em ao apresenta um elevado potencial de racionalizao devido s caractersticas intrnsecas ao material, pois:

permite grande flexibilidade construtiva; toda a estrutura previamente preparada em uma fbrica ou indstria, ficando apenas a montagem para o canteiro; para o preparo de cada pea necessrio um detalhamento prvio, e sendo assim, as decises so necessariamente tomadas durante a elaborao do projeto e no no canteirodurante a execuo do edifcio; logo, no h decises de canteiro, os detalhes construtivos vm previamente definidos; possvel a modulao de componentes racionalizando-se as atividades de preparo e montagem da estrutura, bem como, possibilita o emprego de outros elementos construtivos modulados (vedaes, caixilhos);

Vantagens de se utilizar o ao na construo civil

Na administrao da obra:

execuo em fbrica, apenas montagem no canteiro; grande preciso dimensional; grande preciso quantitativa dos materiais; poucos itens de materiais (ao, parafusos, eletrodos, tintas); qualidade garantida das matrias primas (pelas usinas); uniformidade das matrias primas; pouca quantidade de homens na obra e mo-de-obra com maior qualificao.

Nas fundaes:

leveza estrutural 40 a 80 kg/m (vigas e colunas), at 80% menos (1/5 do peso do concreto); menores cargas nas bases; volumes menores nos blocos; sistemas mais econmicos.

Prazos:

simultaneidade de execuo da estrutura e fundaes; avanos da montagem de 3 em 3 pavimentos; possibilidade de alvenarias acompanharem a montagem.

Custo financeiro:

prazos finais reduzidos, antecipao de utilizao; retorno mais rpidos e utilizao antecipada.

Demais vantagens:

aumento dos espaamentos entre colunas, aumentando a rea til nas garagens; menores riscos de alteraes de previso e demanda graas rapidez de entrega; maior valor residual (no caso de desmontagens) com reaproveitamento de todo material estrutural.

Alvenaria estrutural

A alvenaria, por sua vez, foi largamente utilizada no passado como material estrutural para a construo de edifcios com dois e at trs pavimentos. No entanto, com o surgimento do concreto armado cedeu lugar ao novo material. Hoje, a alvenaria ressurge com grandes possibilidades de emprego para a produo de estruturas de edifcios de mltiplos pavimentos, sendo denominada alvenaria estrutural.

E assim como o ao, um material estreitamente ligado racionalizao do processo de produo, pois alm de constituir a estrutura do edifcio, constitui ao mesmo tempo a sua vedao vertical, o que proporciona elevada produtividade para a execuo do edifcio. Alm disso, a regularidade superficial dos componentes e a preciso construtiva exigida pelo processo possibilitam o emprego de revestimentos de pequena espessura reduzindo ocusto deste subsistema.

A utilizao de equipamentos tradicionais e a ausncia quase total de resduo de construo so vantagens tambm apresentadas na utilizao da alvenaria estrutural. Tambm as instalaes podem ser racionalizadas ao se utilizar os componentes vazados de alvenaria (blocos) para a sua passagem, sem a necessidade de quebrar a parede e, consequentemente, sem a necessidade de se refazer o servio.

A utilizao da alvenaria estrutural gerou a necessidade de desenvolvimento do processo construtivo e de produo atravs do projeto para produo, no qual sofeitos a modulao das peas e o detalhamento construtivo, a partir da integrao com outros subsistemas.

Como limitaes podem ser citadas: a impossibilidade de construir edifcios de grande altura, a falta de flexibilidade arquitetnica e tambm a necessidade de componentes de alvenaria com caractersticas adequadas, restries a modificaes nos apartamentos.

Concreto protendido

Estruturas moldadas in loco lajes de grandes vos O concreto protendido tem sido empregado no Brasil desde a dcada de 50 em obras de grande porte (em geral edifcios comerciais) e onde h necessidade de grandes vos. Proporcionar grande flexibilidade de layout requer racionalizao do sistema de frmas e possibilita maiororganizao do processo construtivo. Alm disso, necessita de mo de obra especializada, de equipamentos especiais (como macaco de protenso) e de grande diversidade de materiais a serem estocados e controlados.

Estruturas pr-moldadas A utilizao do concreto protendido pode se dar atravs de peas pr-fabricadas, o que traz a vantagem da utilizao da mo-de-obra tradicional nocanteiro, confere maior limpeza e organizao ao canteiro de obras e apresenta curto prazo de execuo. Por outro lado, diminui a flexibilidade arquitetnica, tem alto custo, pequenas alturas (cerca de 25 m) e vos mdios (aproximadamente 10 m), uma vez queo transporte passa a ser o limitante.

Concreto armado

Desde o seu surgimento ganhou espao significativo na construo de edifcios, sejam edifcios baixos ou de mltiplos pavimentos. , sem dvida, o material estrutural mais utilizado hoje no Brasil, tanto moldado no local, como pr-fabricado. Principal tecnologia de produo de estruturas de edifcio no Brasil, portanto, principal objeto de estudo nesta disciplina.

Vantagens de se utilizar o concreto armado na construo civil

mo-de-obra tradicional da construo civil; equipamentos tradicionais; grande flexibilidade; amplo domnio da tecnologia.

A execuo de elementos com concreto armado deve seguir um esquema bsico de produo que possibilite a obteno das peas previamente projetadas e com a qualidade especificada.

Conceituao de frmas

Asfrmas so uma estrutura provisria, construda para conter o concreto fresco, dando a ele a forma e as dimenses requeridas, e suport-lo at que ele adquira a capacidade de autossuporte. A frma pode ser considerada como o conjunto de componentes cujas funes principais so:

dar forma ao concreto molde; conter o concreto fresco e sustent-lo at que tenha resistncia suficiente para se sustentar por si s; proporcionar superfcie do concreto a rugosidade requerida; servir de suporte para o posicionamento da armao, permitindo a colocao de espaadores para garantir os cobrimentos; servir de suporte para o posicionamento de elementos das instalaes e outros itens embutidos; servir de estrutura provisria para as atividades de armao e concretagem, devendo resistir s cargas provenientes do seu peso prprio, alm das de servio, tais como pessoas, equipamentos e materiais; proteger o concreto novo contra choques mecnicos; limitar a perda de gua do concreto, facilitando a cura.

Elementos constituintes de um sistema de frmas

Molde oelemento que entra em contato direto com o concreto, definindo o formato e a textura concebidos para a pea durante o projeto

Estrutura do molde oque d sustentao e travamento ao molde. destinada a enrijecer o molde, garantindo que ele no se deforme quando submetido aos esforos originados pelas atividades de armao e concretagem. constitudo comumente por gravatas, sarrafos acoplados aos painis e travesses.

Escoramento (cimbramento) oque d apoio estrutura da frma. oelementodestinado a transmitir os esforos da estrutura do molde para algum ponto de suporte no solo ou na prpria estrutura de concreto. constitudo genericamente por guias, pontaletes e ps-direitos.

Acessrios so componentes utilizados para nivelamento, prumo e locao das peas, sendo constitudos comumente por aprumadores, sarrafos de p-de-pilar e cunhas.

Materiais

madeira na forma de tbua; compensado; materiais metlicos - alumnio e ao; outros materiais como o concreto, a alvenaria, o plstico, o papelo, a frmaincorporada, por exemplo, o poliestireno expandido ou lajotas cermicas e materiais sintticos.

Escoramentos

comum o emprego de:

madeira bruta ou aparelhada; ao na forma de perfis tubulares extensveis e de torres.

Armaduras

Barras de ao para concretos

Os aos para concreto armado, fornecidos em rolos (fios) ou mais comumente em barras com aproximadamente 12 m de comprimento, so empregados como armadura ou armao de componentes estruturais. Nesses componentes estruturais, tais como blocos, sapatas, estacas, pilares, vigas, vergas e lajes, as armaduras tm como funo principal absorver as tenses de trao e cisalhamento e aumentar a capacidade resistente das peas ou componentes comprimidos. O concreto armado conseqncia de uma aliana racional de materiais com caractersticas mecnicas diferentes e complementares.

Segundo a norma NBR 7480, barras so produtos obtidos por laminao a quente, com dimetro nominal de 5,0 mm ou superior. Por serem produzidos desta maneira, os aos CA25 e CA50 so denominados barras. Os fios so produtos de dimetro nominal inferior a 10 mm obtidos por trefilao ou laminao a frio. Todo o CA60 denominado fio.

Estocagem

As barras devem ser rigorosamente separadas segundo seu dimetro, de maneira a evitar possveis enganos.

evitar as condies que podem propiciar o desenvolvimento da corroso; evitar contato com o solo; dependendo das condies ambiente e do tempo em que o ao permanecer estocado, muitas vezes, em caso de grande agressividade do meio, deve-se evitar que o estoque de ao fique sujeito a intempries.

Movimentao

transporte manual moroso - o nmero de homens/hora que so gastos para a organizao do ao dentro do canteiro muito grande; a organizao do canteiro e em especial o posicionamento do estoque de ao, so de fundamental importncia para se conseguir a racionalizao do trabalho e boa fluidez daproduo. Isto vale tanto para o desembarque do ao como para todo o trabalho relativo sua utilizao.

Importncia do plano de corte

os comprimentos das barras de ao requeridos nas vigas, pilares, lajes, caixasd'gua, etc., so variveis; as barras tm uma dimenso aproximadamente constante, faz-se necessria uma programao do corte das barras de modo a evitar desperdcios se uma barra de 12 m utilizada somente para pilares de 3,30 m de altura, podero ser utilizadas 3 barras de 3,30 m e haver uma sobra de 2,10 m sem uso. Dois metros de desperdcio por barra representam uma enorme perda (18% ).

Dobramento da armadura

Aps a liberao das peas cortadas d-se o dobramento das barras, assim como seuendireitamento (quando necessrio), tais atividades so realizadas sobre uma bancadade madeira grossa com espessura de 5 cm, que corresponde a duas tbuas sobrepostas. Sobre essa bancada usualmente so fixados diversos pinos. Os ganchos e cavaletes sofeitos com o auxlio de chavesde dobrar.Em algumas obras encontramos casos de quebra de barras de ao, quando do seu dobramento atravs de ferramentas manuais, este fato observado na maioria das vezes em obras onde existe grande variabilidade de bitolas, para as quais, operrios menos experientes no atentam para a necessidade de substituir o dimetro do pino dedobramento, pois, para algumas bitolas eles so finos levando a barra, a sofrerem um ensaio extremamente rigoroso de dobramento, chegando a romper por trao.A recomendao para estes casos, que os dimetros dos pinos sejam os mais prximos possveis aos especificados.

Montagem das armaduras

A ligao das barras e entre barras e estribos feita atravs da utilizao de arame recozido. Possuem boa maleabilidade. O n. 18 de maior espessura e o n. 20 de menor espessura).Deve-se definir as peas estruturais cujas armaduras sero montadas embaixo, noprprio ptio de armao, (central de armao), e aquelas que sero montadas nasprprias frmas. Para esta definio devem ser considerados diversos fatores:

dimenses das peas; o sistema de transporte disponvel na obra; a espessura das barras para resistir aos esforos de transporte da pea montada, entre outros.

Posicionamento e cobrimento da armadura

Quando da colocao das armaduras nas frmas todo o cuidado deve ser tomado de modo a garantir o perfeito posicionamento da armadura no elemento final a ser concretado. Os dois problemas fundamentais a serem evitados so a falta do cobrimento de concreto especificado (normalmente da ordem de 25 mm para o concreto convencional) e o posicionamento incorreto da armadura negativa (tornada involuntariamente armadura positiva). Para evitar a ocorrncia destas falhas recomendvel a utilizao de dispositivos construtivos especficos paracada caso.

O cobrimento mnimo ser obtido de modo mais seguro com o auxlio dos espaadores ou pastilhas fixados armadura, sendo os mais comuns de concreto, argamassa, matria plstica e metal. Estes espaadores, porm, no devem provocar descontinuidades muito marcantes no concreto e, portanto, os aspectos de durabilidade e aparncia devem ser verificados quando de sua utilizao

O cobrimento de concreto na armadura de vital importncia na durabilidade, mas tambm pelos benefcios adicionais, como por exemplo, a resistncia ao fogo. preocupante ao constatar que esse ponto freqentemente negligenciado. Devemos em todos os casos garantir o total cobrimento das armaduras, lembrando que o ao para concreto armado estar apassivado e protegido da corroso quando estiver em um meio fortemente alcalino propiciado pelas reaes de hidratao do cimento.

Posicionamento da armadura negativa (lajes)

Com relao armadura negativa utilizam-se os chamados "caranguejos". O espaamento entre "caranguejos" funo do dimetro do ao que constitui a armadura negativa, bem como, do dimetro do ao do prprio "caranguejo".