PB_COECI_2014_2_01

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

DEPARTAMENTO ACADMICO DE CONSTRUO CIVIL

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ANDRIA FARENZENA

RBIA MARA BOSSE

PROPOSTA DE SOLUES EM ESTRUTURA PR-FABRICADA

COMO ALTERNATIVA PARA O PROJETO DE UMA ESCOLA EM

CONCRETO ARMADO CONVENCIONAL (MOLDADO IN LOCO)

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

PATO BRANCO

2014

ANDRIA FARENZENA

RBIA MARA BOSSE

PROPOSTA DE SOLUES EM ESTRUTURA PR-FABRICADA

COMO ALTERNATIVA PARA O PROJETO DE UMA ESCOLA EM

CONCRETO ARMADO CONVENCIONAL (MOLDADO IN LOCO)

Trabalho de Concluso de Curso de

Graduao apresentado como requisito

parcial obteno do ttulo de Bacharel em

Engenharia Civil, da Universidade

Tecnolgica Federal do Paran, Cmpus

Pato Branco.

Orientador: Prof. Dr. Gustavo Lacerda Dias.

Co-orientador: Prof. Me. Cleovir Jos Milani

PATO BRANCO

2014

MINISTRIO DA EDUCAO UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN DEPARTAMENTO DE CONSTRUO CIVIL COORDENAO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

TERMO DE APROVAO

PROPOSTA DE SOLUES EM ESTRUTURA PR-

FABRICADA COMO ALTERNATIVA PARA O PROJETO DE UMA ESCOLA EM CONCRETO ARMADO CONVENCIONAL

(MOLDADO IN LOCO)

ANDRIA FARENZENA

e

RBIA MARA BOSSE

Ao 1 dias do ms de dezembro do ano de 2014, s 08h30min, na Sala de

Treinamento da Universidade Tecnolgica Federal do Paran, este trabalho de

concluso de curso foi julgado e, aps arguio pelos membros da Comisso

Examinadora abaixo identificados, foi aprovado como requisito parcial para a

obteno do grau de Bacharel em Engenharia Civil da Universidade Tecnolgica

Federal do Paran, Campus Pato Branco UTFPR-PB, conforme Ata de Defesa

Pblica n 34-TCC/2014.

Orientador: Prof. Dr. GUSTAVO LACERDA DIAS (DACOC / UTFPR-PB)

Co-orientador: Prof. Msc. CLEOVIR JOS MOLANI (DACOC / UTFPR-PB)

Membro 1 da Banca: Prof Dr. HELOIZA PIASSA BENETTI (DACOC / UTFPR-PB)

Membro 2 da Banca: Prof Dr. ROGRIO CARRAZEDO (DACOC / UTFPR-PB)

AGRADECIMENTOS

Com grande gratido, em primeiro lugar agrademos a Deus por tornar

possvel atingir esse objetivo e ser fonte de amparo.

Agrademos aos nossos pais por todo o apoio e por nos dar foras nos

momentos mais difceis durante essa jornada.

Aos nossos amigos, pela ajuda e compreenso, por todos os aprendizados

compartilhados e momentos vividos, com certeza foram essenciais para que

chegssemos at aqui.

Ao nosso professor orientador, Prof. Dr. Gustavo Lacerda Dias, por acreditar

na nossa capacidade e pelo auxilio. Ao professor co-orientador, Prof. Msc. Cleovir

Jos Milani, pelas importantes dicas e pelas palavras de conforto nos diversos

momentos de insegurana. Agradecemos tambm aos professores da banca

examinadora, Prof. Dr. Rogrio Carrazedo e Heloiza Piassa Benetti, pelas

contribuies ao trabalho.

Ao Eng. Julio Cesar Barzotto, por disponibilizar o software CAD/ TQS, o qual

foi de grande auxilio na realizao deste trabalho. Ao Eng. Otvio Rech, pelo apoio e

emprstimo do software AltoQi/Qicad.

O nosso sincero agradecimento a todos os envolvidos, que de alguma forma

contriburam para este trabalho.

A menos que modifiquemos a nossa maneira

de pensar, no seremos capazes de resolver

os problemas causados pela forma como nos

acostumamos a ver o mundo.

Albert Einstein

RESUMO

BOSSE, Rbia M. FARENZENA, Andria. Proposta de solues em estrutura pr-fabricada como alternativa para o projeto de uma escola em concreto armado convencional (moldado in loco). 2014. 100f. Trabalho de Concluso de Curso Engenharia Civil, Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Pato Branco, 2014.

Este trabalho apresenta propostas de solues em concreto armado pr-fabricado como alternativas para o projeto estrutural do bloco padro da escola Espao Educativo Urbano II, a qual uma obra pblica, reproduzida em vrias cidades, executada em concreto armado convencional. Para isso, foram concebidas duas solues de arranjo estrutural, uma utilizando lajes pr-fabricadas unidirecionais e outra empregando lajes alveolares protendidas. Desta forma, foi elaborado o projeto estrutural com dimensionamento e detalhamento dos elementos vigas, pilares, consolos e clices de ambas as propostas. A partir dos projetos desenvolvidos, foi feita uma anlise comparativa quanto s caractersticas dos projetos. Observou-se que para a edificao objeto de estudo, foi possvel reduzir o nmero de elementos componentes da estrutura com ambas as solues em pr-fabricados. Levantados os quantitativos de materiais (ao e concreto) das trs configuraes estudadas, foi verificado que, no geral, as estruturas pr-fabricadas consumiram maior quantidade de concreto e ao. O sistema em pr-fabricado mostra-se propenso ao desenvolvimento da racionalizao na construo civil, pois reduz a gerao de resduos e desperdcios, alm de possibilitar padronizao da qualidade, o que justifica sua aplicao tambm em obras pblicas.

Palavras-Chaves: Estruturas pr-moldadas. Concreto armado. Obras Pblicas.

ABSTRACT

BOSSE, Rbia M. FARENZENA, Andria. Proposed solutions in precast structure as an alternative to the design of a school built in sitecast concrete framing. 2014. 100f. Final Paper Civil Engineering, Federal Technological University of Paran. Pato Branco, 2014.

The purpose of this research is to show the precast concrete framing as an alternative for the structural design of a standardized school project, which is a public building to be constructed in more than one city, actually using sitecast concrete framing. Therefore, two kinds of precast framing systems were selected as probable solutions: unidirectional precast slabs and hollow core prestressed concrete slabs. Thus, the structural design for both proposals was elaborated, consisting of beams, columns, corbels and sockets details. Based in the structural designs that were previously developed, a comparative analysis between the characteristics of the systems was performed. As a result, it was possible to reduce the number of structural elements in both kinds of precast framing systems. Also, the consumption of concrete and steel were estimated, and was verified that, in general, precast concrete structures consume greater amounts of concrete and steel. In short, precast concrete systems offered a great potential in waste reduction and also a better quality control, which justify their use for public buildings construction.

Keywords: Precast Structures. Reinforced concrete. Public Buildings.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 - Laje Treliada ........................................................................................... 19 Figura 2 - Lajes alveolares ........................................................................................ 20 Figura 3 - Domnios de dimensionamento. ................................................................ 22 Figura 4 - Arranjos de armadura de consolo. ............................................................ 27 Figura 5- Pilares Pr-fabricados. ............................................................................... 32 Figura 6 - Determinao de a, ancoragem por lao e por solda. ............................ 39 Figura 7 Consolo .................................................................................................... 41 Figura 8 - Transferncia de esforos em clices de paredes lisas. ........................... 45 Figura 9 - Transmisso de esforos paredes lisas e rugosas ................................... 45 Figura 10 Folga ...................................................................................................... 49 Figura 11 Implantao. ............................................................................................ 53 Figura 12- Esquema da estrutura do bloco pedaggico ............................................ 54 Figura 13 - Parte da Estrutura em Concreto Moldado in loco Pavimento Trreo ... 55 Figura 14 - Parte da Estrutura em Concreto Moldado in loco Pavimento Cobertura .................................................................................................................................. 56 Figura 15 - Aparelho de apoio do consolo ................................................................. 62 Figura 16 - Soluo 1 Pavimento cobertura. .......................................................... 64 Figura 17 - Modelo 3D estrutura com laje de vigotas treliadas ................................ 64 Figura 18 Soluo 1 pavimento trreo ................................................................ 65 Figura 19 - Soluo com Lajes Alveolares ................................................................ 66 Figura 20 - Lajes alveolares em balano ................................................................... 66 Figura 21 - Modelo 3D estrutura com laje alveolar. ................................................... 67 Figura 22 - Montagem de Pilar e Viga ....................................................................... 70 Figura 23 Cobertura em Madeira ........................................................................... 85 Figura 24 - Dimenses da Edificao ........................................................................ 88 Figura 25 - Coeficiente de arrasto em vento de alta turbulncia ............................... 90 Figura 26 - Definio de Carga Vento ....................................................................... 91 Figura 27 - Catlogo Cassol .................................................................................... 100 Figura 28 - Detalhe Apoio Laje Alveolar .................................................................. 101 Figura 29 - Graficos de Esforos solicitantes na viga de exemplo .......................... 102 Figura 30 - Comprimento das armaduras no dente Gerber ..................................... 108 Figura 31 - Sees da viga L................................................................................... 109 Figura 32 - Detalhe de extremidade da viga ........................................................... 110 Figura 33 - Entrada de Dados ................................................................................. 114 Figura 34 Resultado no baco no aplicativo. .................................................... 114 Figura 35 - Dados de entrada no aplicativo ............................................................. 117 Figura 36 - Determinao do no baco no aplicativo........................................... 118 Figura 37 - Posio das armaduras no clice ......................................................... 123

LISTA DE GRFICOS

Grfico 1 - Comparativo volumes de concreto em m ............................................... 74 Grfico 2 - Comparativo quantitativos de ao............................................................ 75 Grfico 3 - Comparativo da taxa de ao em Kg/m ................................................... 76 Grfico 4 - Comparativo da taxa de concreto/rea da edificao em m/m. ............ 77

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Taxa de armadura mnima para vigas. ..................................................... 26 Tabela 2 - Comprimento de Flambagem ................................................................... 34 Tabela 3 - Tenses e pontos de aplicao de Hd no clice ...................................... 46 Tabela 4 - Tolerncias ............................................................................................... 50 Tabela 5 - Quantitativo de ao vigas baldrames ....................................................... 57 Tabela 6 - Quantitativo de ao das vigas da cobertura ............................................. 57 Tabela 7 - Quantitativo do ao pilares ....................................................................... 57 Tabela 8 Volume de concreto ................................................................................. 58 Tabela 9 - Descrio das solues ........................................................................... 59 Tabela 10 - Quantitativo de elementos ...................................................................... 71 Tabela 11 - Quantitativo de ao das vigas baldrames da soluo 1 Estrutura Pr-fabricada com lajes Unidirecionais ............................................................................ 72 Tabela 12 - Quantitativo de ao das vigas da cobertura da soluo 1 ...................... 72 Tabela 13 Quantitativo de ao dos pilares da soluo 1 ........................................ 72 Tabela 14 Volume de concreto da soluo 1 ......................................................... 73 Tabela 15- Quantitativo de ao das vigas baldrames da soluo 2 .......................... 73 Tabela 16- Quantitativo de ao das vigas da cobertura da soluo 2 ....................... 73 Tabela 17 - Quantidade de Ao Pilares da Soluo 2 ............................................... 73 Tabela 18 - Volume de Concreto da Soluo 2 ......................................................... 74 Tabela 19 - Fator S2 .................................................................................................. 89 Tabela 20 - Resumo aes do vento ......................................................................... 92 Tabela 21 - Parte da Tabela KMD ............................................................................. 99 Tabela 22 - Resumo dimensionamento Consolos ................................................... 120 Tabela 23 - Clculo armadura ................................................................................. 123 Tabela 24 - Clculo armadura ................................................................................. 124

SUMRIO

1 INTRODUCAO ..................................................................................................... 12

1.1 OBJETIVOS ........................................................................................................ 14

1.1.1 Objetivo Geral .................................................................................................. 14

1.1.2 Objetivos Especficos ....................................................................................... 14

1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 15

2 CONCRETO PR-FABRICADO .......................................................................... 16

2.1 HISTRICO DO CONCRETO PR-FABRICADO ............................................ 16

2.2 MERCADO E ATUALIDADES ........................................................................... 16

2.3 ASPECTOS DE DIMENSIONAMENTO ............................................................ 18

2.3.1 Solicitaes .................................................................................................... 18

2.4 LAJES DE VIGOTAS PR-FABRICADAS ........................................................ 19

2.5 LAJES ALVEOLARES ......................................................................................... 20

2.6 VIGAS ............................................................................................................... 21

2.6.1 Dimensionamento de Vigas ............................................................................ 21

2.6.1.1 Armadura Longitudinal ................................................................................ 21

2.6.1.2 Armadura Transversal ................................................................................... 23

2.6.1.3 Dimensionamento do dente Gerber ............................................................ 27

2.6.1.3.1 Armadura de Suspenso .......................................................................... 27

2.6.1.3.2 Armadura de Costura ............................................................................... 28

2.6.1.3.3 Estribos Verticais ...................................................................................... 28

2.6.1.3.4 Armadura do tirante .................................................................................... 29

2.7 LIGAES ........................................................................................................ 29

2.7.1 Ligao Viga- Pilar por Pino e Elastmero ....................................................... 30

2.7.1.1 Elastmero .................................................................................................... 31

2.7.1.2 Chumbadores ................................................................................................ 31

2.8 PILARES ............................................................................................................. 32

2.9 IAMENTO ......................................................................................................... 37

2.10 CONSOLOS ...................................................................................................... 38

2.10.1 Dimensionamento de Consolos ...................................................................... 38

2.10.2 Armaduras dos Consolos ............................................................................. 39

2.11 CLICE ............................................................................................................. 43

2.12 FOLGAS E TOLERNCIAS .............................................................................. 48

3 OBRAS PBLICAS E LICITAES ...................................................................... 51

4 ANLISE DO PROJETO EM CONCRETO ARMADO CONVENCIONAL .............. 53

5 SOLUES COM ESTRUTURAS PR-FABRICADAS DE CONCRETO ARMADO .................................................................................................................................. 59

5.1 LEVANTAMENTO DAS CARGAS ....................................................................... 60

5.2 JUNTA DE DILATAO ...................................................................................... 60

5.3 DEFINIES DE PROJETO ............................................................................. 60

5.4 LANAMENTO DA ESTRUTURA ..................................................................... 62

5.5 ESTRUTURA COM LAJE DE VIGOTAS TRELIADAS SOLUO 1 ............ 63

5.6 ESTRUTURA COM LAJES ALVEOLARES SOLUO 2 ................................ 65

6 RESULTADOS E DISCUSES ............................................................................ 68

6.1 ANLISE DAS SOLUES PROPOSTAS ....................................................... 68

6.2 QUANTITATIVOS ............................................................................................. 71

7 CONSIDERAES FINAIS ................................................................................... 78

REFERNCIAS ......................................................................................................... 81

APNDICE A Carga da Cobertura ......................................................................... 85

APNDICE B Cargas de Vento na Edificao ....................................................... 88

APNDICE C Planta de Carga dos Pilares Soluo 1 ........................................ 93

APNDICE D Planta de Carga dos Pilares Soluo 2 ........................................ 94

APNDICE E Momentos Mximos nas Vigas Soluo 1 .................................... 95

APNDICE F Momentos Mximos nas Vigas Soluo 2 .................................... 96

APNDICE G Laje com Vigota Treliada ............................................................... 97

APNDICE H Laje Alveolar Utilizada ................................................................... 100

APNDICE I Dimensionamento Vigas ................................................................. 102

APNDICE K Dimensionamento Pilares .............................................................. 112

APNDICE K Dimensionamento Consolos .......................................................... 119

APNDICE L Dimensionamento Clices ............................................................. 121

APNDICE M Projeto da Soluo 1 Estrutura com Lajes de Vigotas Treliadas ..................................................................................... Erro! Indicador no definido.

APNDICE N Projeto da Soluo 2 Estrutura com Lajes Alveolares ............ Erro! Indicador no definido.

12

1 INTRODUCAO

A construo civil brasileira marcada por improvisaes, falta de

planejamento, atrasos nos prazos de entrega das obras, desperdcios de materiais

com gerao e m destinao de resduos, alm da baixa produtividade no setor. As

origens destes problemas podem ser apontadas como a falta de tecnologia

empregada construo civil, a grande necessidade de mo de obra nas construes

juntamente com a falta de preparo dos trabalhadores. Em resumo, pode-se dizer que

o baixo grau de desenvolvimento da construo industrializada tem sua parcela de

contribuio nestes problemas. O mercado da construo civil do pas formado por

pequenas e microempresas situadas predominantemente nas regies Sudeste e Sul,

sem alto grau de especializao nos servios. Desta forma, a maior parte da produo

de construes est vinculada a produo de obras pblicas (KURESKI et al, 2008).

Ao se tratar de obras pblicas, no atual cenrio brasileiro, inevitvel a

associao aos atrasos no cronograma e na entrega das edificaes, baixo

desempenho das construes existentes, rigor na fiscalizao entre muitos outros

agravantes. De acordo com JusBrasil (2013), os senadores integrantes da Comisso

de Servios de Infraestrutura (CI), consideram que os principais problemas que

provocam o atraso nas obras pblicas brasileiras so: projetos e processos executivos

deficientes; exagero na atuao dos rgos de fiscalizao; processo licitatrio mal

realizado; problemas de gesto do rgo responsvel pela execuo da obra; falta de

planejamento; deficincia na execuo oramentria.

Pode-se dizer ento, que a industrializao do setor da construo civil a

chave para o desenvolvimento do mercado no pas, pois j no possvel tolerar as

perdas nas construes (material e mo de obra) e tamanhos prazos para execuo.

De acordo com Formoso et al (1997), as atividades que agregam valor correspondem

a somente um tero do tempo total gasto pela mo de obra, o que significa que o

restante do tempo perdido entre transporte, retrabalho, entre outras atividades, cada

vez mais onerosas aos oramentos das obras.

Por estes motivos a pr-fabricao vem sendo cada vez mais empregada,

pois esta possibilita muitas vantagens, entre elas Spadeto (2011) cita: economia,

eficincia, desempenho tcnico, condies favorveis de trabalho e sustentabilidade.

13

A preocupao com industrializao na construo civil no Brasil iniciou

apenas na dcada de 50, entretanto, a evoluo das tcnicas para que esta seja

possvel no evoluiu tanto, se comparado a outros pases. A primeira construo com

pr-fabricados ocorreu em 1926, porm houve grande rejeio do sistema no mercado

e apesar desse mtodo no ser novo no pas, a utilizao em larga escala mais

recente (VASCONCELOS, 2002).

Devido ao fato que essa tcnica vem sendo utilizada e conhecida mais

recentemente, comum que haja uma relativa confuso entre o termo concreto pr-

moldado e concreto pr-fabricado, assim importante fazer a distino entre os

conceitos. De acordo com a NBR 9062 (ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS

TCNICAS, 2006) um elemento pr-moldado aquele executado com controle de

qualidade, mas fora do local de utilizao da pea. J, um elemento pr-fabricado

aquele produzido industrialmente com controle rigoroso de qualidade, mesmo em

instalaes temporrias.

El Debs (2000, p. 11) tambm define que, de um modo geral pr-moldagem

aplicada produo em grande escala resulta na pr-fabricao, que por sua vez,

uma forma de buscar a industrializao da construo.

A pr-fabricao vem sendo utilizada para construes industriais,

residenciais, grandes shoppings e supermercados, porm existe um mercado ainda

no explorado para este tipo de estrutura que so as obras pblicas.

Obras pblicas so obras com vrias repeties, onde os blocos usualmente

so regulares, assim o sistema construtivo em pr-fabricados pode apresentar-se

vantajoso em relao ao mtodo convencional, principalmente pelo ganho em tempo

de execuo. A adoo do sistema para este tipo de obra ainda proporcionaria melhor

padronizao da qualidade e reduo da mo de obra.

Por esse motivo, nesse trabalho foi realizado um estudo comparativo de uma

estrutura de uma obra pblica, a qual o governo federal disponibiliza os projetos para

execuo em concreto moldado in loco, dimensionada para a confeco das peas

em concreto pr-fabricado. Esses projetos so de escolas que j foram executadas

em muitas cidades, inclusive no sudoeste do Paran e que ainda podero ser licitadas

para construo em outras.

A partir desse estudo, pretende-se propor solues em concreto pr-fabricado

para a estrutura do bloco padro da escola em estudo, abordando os critrios de

14

dimensionamento e as diferenas nos quantitativos de ao e concreto entre os

modelos elaborados e o projeto original.

O presente trabalho est dividido em cinco partes. A primeira parte destina-se

a reviso bibliogrfica, para assim esclarecer os aspectos do sistema de pr-

fabricados e tambm em relao a obras pblicas. Na parte seguinte descrita a

metodologia, de como este trabalho se desenvolveu. Dedicou-se uma parte para

apresentao dos resultados alcanados, sendo que na sequncia est a discusso

dos resultados. Na ltima parte esto as consideraes finais, onde se avaliou a

contribuio desse estudo para futuras obras.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho consiste na concepo e no dimensionamento

de solues em concreto pr-fabricado como alternativas a um projeto existente de

escola, em concreto armado convencional.

1.1.2 Objetivos Especficos

Como objetivos especficos este trabalho se prope a:

Apresentar referencial bibliogrfico sobre o sistema de construo por

pr-fabricados, com as diferenas e vantagens deste sistema em relao ao concreto

armado convencional, moldado in loco;

Analisar o projeto estrutural da escola, fornecido em eventual licitao,

de modo a descrever as solues estruturais adotadas;

Conceber solues alternativas em pr-fabricados para a edificao

objeto de estudo, e desenvolver o projeto estrutural contemplando o dimensionamento

no estado limite ltimo e detalhamento dos pilares, vigas, consolos, clices e

verificao dos elementos de laje;

Produzir o quantitativo de materiais (concreto e ao) dos elementos vigas

e pilares tanto para o projeto original quanto para o projeto a ser empregado na

edificao da estrutura de pr-fabricados.

15

1.2 JUSTIFICATIVA

O emprego de concreto pr-fabricado vem crescendo nos ltimos tempos

devido ao fato da dificuldade de mo de obra, pelo desejo de uma maior rapidez de

execuo, entre outros aspectos que contribuem para tornar a industrializao da

construo cada vez mais vivel (NAKAMURA, 2013).

Ressalta-se a importncia de se buscar tcnicas inovadoras na rea da

construo civil, de modo a provocar um avano nos processos, assim como tentar

tornar essas tcnicas, tais como a pr-fabricao, mais populares, com o intuito de

serem lembradas e buscadas no momento da elaborao de projetos.

Este trabalho aborda a possibilidade de que edificaes que hoje so licitadas

e construdas da maneira tradicional, possam ter seu sistema de execuo e projeto

substitudos por sistemas mais rpidos, otimizados e nem por isso menos eficazes,

como o sistema de estrutura pr-fabricada.

Os projetos da escola em questo so fornecidos pelo governo em licitaes

e normalmente so multiplicados, ou seja, os mesmos projetos so licitados e

executados em diferentes cidades. Sua concepo para execuo com concreto

moldado in loco.

Porm, visto que a arquitetura se apresenta em formato regular, com vocao

para a pr-fabricao, configura a possibilidade deste projeto ser desenvolvido para o

sistema de pr-fabricados, demonstrando a originalidade da elaborao desse

trabalho, que visa comparar o projeto estrutural de uma mesma edificao, a escola,

se concebida em concreto convencional, ou em estrutura pr-fabricada.

16

2 CONCRETO PR-FABRICADO

2.1 HISTRICO DO CONCRETO PR-FABRICADO

De acordo com Vasconcelos (2002), o nascimento da pr-moldagem se deu

antes mesmo da realizao de estruturas com concretagem local, a pr-fabricao

nasceu com o concreto armado, na forma da moldagem de elementos em local fora

do destino final de aplicao.

Salas1 (1988, apud SERRA; FERREIRA; PIGOZZO, 2005, p. 4) enfatiza que na

Europa, no perodo ps-guerra, em decorrncia da devastao, diversos edifcios

foram construdos de elementos pr-fabricados. Entretanto a falta de avaliao prvia

nestas construes fez com que estas apresentassem baixo desempenho com

aparecimento de muitos problemas e patologias causando rejeio a este tipo de

edificao.

Nos ltimos 20 anos, na Europa, Elliot2 (2002, apud SERRA; FERREIRA;

PIGOZZO, 2005, p. 4) cita que a indstria de pr-fabricados, tem se caracterizado

pelo alto grau de especificao, na forma de que os projetistas vm aperfeioando as

opes de acabamentos de alta qualidade para os elementos pr-moldados.

Vasconcelos (2002) comenta que o Conjunto Residencial da Universidade de

So Paulo, foi a primeira construo de prdio com diversos pavimentos em

elementos pr-fabricados. Contando com 12 prdios de doze pavimentos construdos

em 1964 para abrigar estudantes de outras cidades, os elementos componentes foram

fabricados dentro do prprio canteiro de obras. O autor destaca ainda que a empresa

responsvel pela obra executou um trabalho perfeito diante dos vrios problemas

enfrentados em decorrncia da falta de treinamento dos operrios que no possuam

nenhuma experincia neste sistema construtivo.

2.2 MERCADO E ATUALIDADES

Nos ltimos anos, o uso de elementos pr-fabricados ou pr-moldados de

concreto vem sendo impulsionada por fatores como mo de obra escassa, prazos de

1 SALAS, S. J. Construo Industrializada: pr-fabricao, monumentos, fundaes. Volume III. Studio Nobel. So Paulo, 2002. 2 ELLIOT. Precast Frame Concepts, Economics and Architectural Requirements. In workshop on Design & Construction of Precast Concrete Structures. Construction Industry Training Institute. Singapure, 2002.

17

execuo cada vez mais curtos, necessidade de racionalizao de recursos e controle

de custos, entre outros. Em acrscimo a isso, houve tambm avanos que

impulsionaram o emprego de pr-fabricados, tais como: publicao de normas

tcnicas e equipamentos para movimento das peas que aliados com maior

conhecimento dessa tcnica por parte de projetistas e construtores, foram terminantes

para o atual desenvolvimento desse setor (NAKAMURA, 2013).

Albuquerque e El Debs (2005), em um estudo das consideraes feitas por

fabricantes de estruturas pr-moldadas, chegaram s seguintes consideraes:

- Em mdia 70% das obras so adaptaes para a pr-moldagem de uma

concepo de estrutura em concreto moldado in loco, e no so originalmente

concebidas para utilizar esse sistema;

- Para melhorar a relao entre projeto, indstria e obra, preciso que os

projetistas tenham mais conhecimento sobre esse sistema, aumentando a divulgao

dos resultados, assim como tornar a indstria mais flexvel para s mudanas de

mercado e tambm melhorar a coordenao de projetos;

- O projeto arquitetnico, para se adaptar ao sistema pr-moldado e dessa

forma proporcionar uma maior eficincia, deve buscar uma modulao, o qual atravs

da repetio das peas reduzirem o custo de fabricao.

De acordo com El Debs (2000) em pases em desenvolvimento, tais como o

Brasil, onde as tcnicas mais tradicionalmente empregadas so as de concreto

moldado no local, as perspectivas so de crescimento para o emprego da pr-

moldagem.

Segundo a Associao Brasileira de Construo Industrializada (2013), na

ltima dcada os pr-fabricados no Brasil passaram sofisticao arquitetnica, e

tornou-se possvel a execuo do sistema completo em pr-fabricados, da

fundao/estrutura aos elementos de fachada e fechamento, alm de que a evoluo

dos pr-fabricados vem possibilitando a produo de edificaes cada vez mais

verticais.

A produo racionalizada com foco em qualidade no uma questo de

modismo, mas uma questo de sobrevivncia para as atuais empresas. Devido

maior presena do Brasil no mercado competitivo mundial, isso demanda uma

adaptao da indstria brasileira aos consumidores mais exigentes e conscientes dos

direitos que possuem (MAMEDE, 2001).

18

2.3 ASPECTOS DE DIMENSIONAMENTO

Para El Debs (2000), o projeto de estruturas de concreto pr-moldado

diferencia-se do projeto das estruturas de concreto moldado no local quanto anlise

estrutural, basicamente pela necessidade de considerar outras situaes de clculo

alm da situao final da estrutura. H tambm necessidade de considerar as

particularidades das ligaes entre os elementos pr-moldados que formam a

estrutura.

Para o projeto e anlise das estruturas de concreto pr-moldado devem ser

levados em conta os seguintes aspectos (El Debs, 2000):

Comportamento dos elementos isoladamente: essa considerao deve-

se s situaes transitrias como desmoldagem, armazenamento, transporte e

montagem. O efeito dinmico da movimentao dos elementos considerado nessa

etapa, onde esse efeito levado em conta por meio de um coeficiente que afeta o

peso do elemento, na situao mais desfavorvel;

Incerteza na transmisso de foras nas ligaes: so consequncias dos

desvios da geometria dos elementos e apoios, assim como variaes volumtricas ou

a falta de conhecimento do comportamento de certas ligaes, o que afeta o

dimensionamento;

Ajustes na introduo de coeficientes de segurana: em quesitos de

segurana, so utilizadas as mesmas regras do concreto moldado no local quanto a

resistncia e utilizao. Porm, como existem particularidades da produo, alguns

coeficientes podem ser diferentes.

2.3.1 Solicitaes

A NBR9062 (ASSOCIAO..., 2006) estabelece que no dimensionamento

devem ser consideradas as aes decorrentes de carga permanente, carga acidental,

vento, variaes de temperatura, choques, vibraes, esforos repetidos e

deslocamentos de apoio.

O Manual Munte (2004) aponta que embora sempre existentes, os esforos

horizontais podem no ser considerados no dimensionamento dos elementos e este

critrio depender do tipo e complexidade da estrutura. Entretanto, os esforos

devidos ao do vento sobre as edificaes so de obrigatria considerao.

19

2.4 LAJES DE VIGOTAS PR-FABRICADAS

As lajes formadas por vigotas pr-moldadas so, como explica El Debs

(2000), constitudas por: elementos lineares pr-moldados dispostos espaadamente,

que so as nervuras; elementos de enchimento, encaixados sobre os elementos pr-

moldados, e concreto moldado no local (Figura 1). O material de enchimento

normalmente blocos cermicos, de concreto vazado ou blocos de poliestireno

expandido, conhecido como EPS.

Tem como caracterstica principal a disposio das vigotas em uma s

direo, onde geralmente a do menor vo e so simplesmente apoiadas nas vigas

da extremidade. Assim, essas vigas em que esses elementos se apoiam so as que

recebem a maior parcela da carga (CARVALHO; FIGUEIREDO FILHO, 2013).

O comportamento estrutural desse tipo de laje corresponde de forma geral ao

de lajes armadas em uma direo ou lajes unidirecionais como tambm so

chamadas, com a seo resistente formada pela parte pr-moldada e o concreto

moldado no local (El DEBS, 2000).

Figura 1 - Laje Treliada Fonte: El Debs, 2000.

Nas fases de montagem e concretagem, os elementos pr-moldados so a

parte resistente do sistema, tendo capacidade de suportar, alm de seu peso prprio,

o peso das lajotas, do concreto da capa e uma carga acidental pequena para um vo

20

de normalmente at 1,5 m. Isso significa que, o escoramento para se executar esse

tipo de laje no necessita um grande nmero de pontaletes ou escoras (CARVALHO;

FIGUEIREDO FILHO, 2013).

2.5 LAJES ALVEOLARES

Tambm chamada de laje vazada ou oca, a laje alveolar formada por

vazamentos na seo transversal de forma circular, oval, pseudo elipse, retangular,

etc. Na Figura 2 pode-se visualizar o painel alveolar apoiado sobre a viga pr-

fabricada.

Figura 2 - Lajes alveolares Fonte: El Debs, 2000.

A faixa de vos em que esse elemento pode ser empregado vai de 5 m a 15

m. A largura fica entre 1,00 m a 2,00 m, podendo chegar a 2,50 m. J, a altura tem

uma variao entre 15 cm a 30cm, mas pode chegar a atingir 50 cm em casos

excepcionais.

Os painis alveolares apresentam algumas particularidades em questo ao

dimensionamento, uma delas a armadura dos painis, que , salvo em algum caso

especial, constituda apenas de armadura ativa, na mesa inferior, e em geral na mesa

superior tambm.

A capa de concreto, geralmente utilizada nos demais tipos de lajes pr-

fabricadas, pode ser dispensada na laje alveolar, visto que a seo dos painis

capaz de resistir as tenses de compresso e apenas os preenchimentos das juntas

suficiente para uniformizar as distribuies das cargas. Porm, indicada a

execuo da capa de concreto principalmente para as lajes de piso, de modo a

21

regularizar e nivelar a laje, alm de promover a correo da contra flecha inerente da

protenso (TATU, 2014).

A execuo da capa de concreto possibilita a disposio de armaduras sobre

os painis, as quais permitem redistribuio de cargas concentradas no pano da

laje, viabilizando a construo de alvenarias ou aplicao de carregamentos similares

diretamente sobre laje.

A laje alveolar protendida destaca-se por propiciar rapidez de execuo e no

necessitar de escoramentos, vencendo vos maiores e suportando a altos

carregamentos (ZANON, 2011).

2.6 VIGAS

As vigas retangulares armadas, como explica Melo (2007), podem ter

qualquer seo, porm busca-se adotar sees mltiplas de 10 cm, para ser possvel

a utilizao de frmas metlicas, de modo a aumentar a produtividade e qualidade,

sendo 15 cm a menor largura possvel e largura ideal de 20 cm.

De acordo com as indicaes feitas nos consolos, geralmente as vigas

armadas apresentam dentes Gerber com metade da altura da viga (Manual Munte

2004, p.314).

2.6.1 Dimensionamento de Vigas

2.6.1.1 Armadura Longitudinal

Para o dimensionamento das vigas pr-moldadas do projeto seguiu-se as

recomendaes de Carvalho e Figueiredo Filho (2013) e da NBR 6118

(ASSOCIAO..., 2014). Para sees retangulares, as variveis necessrias ao

clculo das armaduras podem ser determinadas a partir do equilbrio de foras

atuantes na seo. Mas inicialmente preciso definir o domnio de dimensionamento

das peas (domnios 2, 3, 4 e 4a) conforme Figura 3 para concretos com resistncias

entre 20 e 50 MPa.

Domnio 2: = 100 < 3,5 Domnio 3: = 10 = 3,5

22

Domnio 4: , = ; , = 0 = 3,5 seo super armada Domnio 4a: , = 0; , < 0 = 3,5 armaduras comprimidas

Figura 3 - Domnios de dimensionamento. Fonte: NBR 6118 (ASSOCIAO..., 2014).

Aps, as sees pr-dimensionadas devem ser verificadas. Portanto, para o

dimensionamento pelo mtodo apresentado j devem estar estabelecidas as

condies da pea, o fck do concreto, a seo das peas e o momento solicitante de

clculo.

Seguindo o apresentado por Carvalho e Figueiredo Filho (2013), o equilbrio na

seo de concreto se d pelas equaes 1 e 2:

= 0 = 0 = (1)

= = = (2)

Para determinao do brao de alavanca e da resultante de compresso atuante no concreto , calcula-se a posio da linha neutra na seo composta de ao e concreto empregando as equaes (3), (4), (5).

= (0,85)( !)(0,8") (3)

= # 0,4" (4)

23

= (0,68#" 0,272") ! (5)

em que x a posio da linha neutra.

Admitindo que a pea possa trabalhar nos domnios 2 ou 3, tem-se pela

equao (6):

) = (6)

Em seguida deve-se verificar o domnio de dimensionamento da pea no

estado limite ltimo. O prefervel que a pea trabalhe no domnio 3. Para isto utiliza-

se da relao entre deformaes, pois o primeiro princpio assumido no

dimensionamento das peas o de linearidade, ou seja, de que as sees

permanecem planas aps a deformao, equao (7).

" = # + "# = + (7)

Quanto a posio da linha neutra no limite do domnio 2 e no domnio 3 a

deformao especfica do concreto de = 3,5 para concretos com resistncia menor que 50 MPa. Portanto na equao acima, tem-se, equao (8):

+ = "# = 0,00350,0035 + (8)

2.6.1.2 Armadura Transversal

A taxa de armadura transversal mnima definida pela NBR 6118

(ASSOCIAO..., 2014) dada pela equao (9):

,! = )! !- -./ 0,2 2,3!4 (9)

em que )! a rea da seo transversal dos estribos; - o espaamentos dos estribos;

24

a inclinao dos estribos !4 resistncia caracterstica ao escoamento do ao da armadura; A resistncia da pea satisfatria se atendidas as equaes (10) e (11):

5 567 (10)

5 568 = 59 + 5! (11)

5 a fora cortante solicitante de clculo 567 a fora cortante resistente de clculo de acordo com o modelo escolhido 568 a fora cortante resistente de clculo relativa a runa por trao diagonal. O modelo de clculo II determina que as bielas de compresso estejam

inclinadas, e o ngulo : varia de 30 a 45, de modo que, nas equaes (13) e (14). 567 = 0,54 ;?@; + =>?@:) (12)

;C 4 .C DE (13)

Para clculo da rea de ao da armadura transversal, utiliza-se da equao

(14) e (15):

568 = 5 + 5! (14)

5! = A)!- B 0,9 # !(=>?@; + =>?@:)-./ ; (15)

5 = 0, para elementos tracionados com linha neutra fora da seo; 5 = 5G, na flexo simples e flexo-trao com linha neutra cortando a seo; 5 = 5G(1 + HIHJK,LN) na flexo-compresso, neste caso, pela equao (16):

59O = 0,6 2 P# (16)

5G = 5O quando 5Q 5O

25

5G = 0 quando 5Q = 567 deve-se interpolar linearmente para valores intermedirios.

Assim, para o calculo da armadura transversal tem-se a equao (17):

5! = A)!- B 0,9 # !(=>?@; + =>?@:)-./; (17)

Simplificando para ngulo de inclinao dos estribos de 90como usual e

isolando a rea de ao pelo espaamento entre estribos, tem-se a equao (18):

)!- = 5!0,9#!=>?@: (18)

em que )! definido como o nmero de ramos do estribo multiplicado pela rea da seo transversal da barra.

Ao se optar pelo dimetro da barra empregada, pode-se obter o espaamento

entre estribos pela equao (19):

- = / ST3U )V)! (19)

O espaamento mnimo deve ser aquele que permite a vibrao com passagem

dos agregados pelos espaos e envolvimento das armaduras pelo concreto. O

espaamento longitudinal mximo definido de acordo com a NBR 6118

(ASSOCIAO..., 2014) pela equao (20):

WHY 0,6# 300CC -. 5 0,675670,3# 200CC -. 5 > 0,67567[ (20)

Quanto ao espaamento transversal mximo, na equao (21):

W2,HY # 800CC -. 5 0,205670,6# 350CC -. 5 > 0,20567[ (21)

A armadura mnima na seo transversal, conforme o descrito pela NBR 6118

(ASSOCIAO..., 2014) determinada por um momento fletor mnimo, que

26

representa a ruptura da seo com concreto simples, somente o concreto resistindo a

trao. Este momento pode ser calculado pela equao (22).

,3\ = 0,8 ]U 24,^_ (22)

em que ]U o mdulo de resistncia da seo transversal bruta de concreto relativa fibra mais tracionada, e 24,^_ a resistncia caracterstica do concreto na fibra mais tracionada, dados pelas equaes (23), (24);

24,^_ = 1,3 (0,3 47/8) (23)

]U = a/b2 (24)

em que a o momento de inrcia da seo bruta; b2 distncia da linha neutra a fibra mais tracionada.

Ainda, a armadura mnima deve ser maior do que a expressa pela Tabela 1

abaixo para os diferentes fcks.

Tabela 1 - Taxa de armadura mnima para vigas.

Fonte: NBR 6118 (ASSOCIAO..., 2014).

A respeito da armadura mxima, a soma das armaduras de compresso e

trao no deve ser superior a 4% da seo transversal da pea.

A armadura de pele deve ser aplicada em vigas com alturas a partir de 60 cm,

e dada pela equao (25):

),_cdc = 0,10%),Td3T (25)

Carvalho e Figueiredo Filho (2013) indicam que a armadura de pele no deve

ser disposta com distncia entre barras maior que 20 cm; d/3; 15.

27

2.6.1.3 Dimensionamento do dente Gerber

Os dentes Gerber so os elementos de apoio nas vigas com recorte. Estes so

muito solicitados por tenses de cisalhamento, pois h reduo da altura da pea e o

mecanismo de transferncia de esforos no simples.

Em geral o dimensionamento dos dentes de concreto segue a metodologia para

dimensionamento dos consolos.

El Debs (2000) mostra dois arranjos de armaduras para o dente de concreto,

conforme a Figura 4 abaixo. A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) trata a respeito das

armaduras que precisam ser dispostas para a transmisso dos esforos pelo dente

Gerber.

Figura 4 - Arranjos de armadura de consolo. Fonte: El Debs, 2000.

2.6.1.3.1 Armadura de Suspenso

necessrio dispor de armadura de suspenso na extremidade da viga de

modo a resistir s cargas verticais aplicadas. A armadura de suspenso consiste

geralmente em estribo fechado envolvendo a armadura longitudinal da viga, e deve

ser disposta a distncia d/4 do recorte. A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) permite

que a armadura longitudinal da viga seja dobrada em 90 graus e utilizada como

complemento suspenso. Entretanto recomenda-se que se considere apenas 40%

da fora cortante. ),^ dada pela equao (26):

28

),^ = 5 (26)

As verificaes no concreto se do da mesma maneira que para os consolos,

a NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) recomenda que no seja ultrapassado o limite

na biela de compresso de 0,85fcd, para T = 0,5; limitando f!^ = 0,149.

2.6.1.3.2 Armadura de Costura

necessrio dispor de estribos horizontais e verticais no dente Gerber. A NBR

9062 (ASSOCIAO..., 2006) relata que os estribos horizontais ou ainda chamados

de armadura de costura (Ash) devem ser ancorados na viga 1,5 vezes o comprimento

de ancoragem da armadura na viga. O dimetro da armadura de costura no deve ser

superior a 1/15 da menor dimenso do consolo, e o espaamento vertical no deve

ser superior a: 1/5 da altura til d; 20 cm; distncia a. A rea de ao calculada

pela equao (27):

)g 0,4 ),2S (27)

Para consolos curtos, a armadura de costura deve ser distribuda na altura de

2/3 d a partir da posio do tirante.

2.6.1.3.3 Estribos Verticais

El Debs (2000) relata que os estribos verticais no dente so dimensionados da

mesma forma que os estribos do consolo. Para consolos ou dentes com relao a/d

29

2.6.1.3.4 Armadura do tirante

No dente a armadura do tirante dimensionada analogamente ao consolo.

Para dentes com relao 0,5 E/# 1 a armadura obtida pela equao (28).

),2S = 50,9 E# + 1,2 h (28) em que h a fora horizontal devido variao volumtrica.

2.7 LIGAES

Nas estruturas pr-fabricadas as ligaes a serem estudadas se do entre

fundao e pilar, pilar e viga, viga e laje, em alguns casos pilar e laje e demais

ocorrncias excepcionais. O Manual Munte (2004) relata que as ligaes entre pilares

e vigas so as mais detalhadas e importantes para o dimensionamento, pois

dependendo do tipo da ligao, esta pode tornar a estrutura mais isosttica ou mais

hiperesttica.

Existem quatro tipos de ligaes viga-pilar que podem ser consideradas:

- Ligao simples (Tipo 1): os elementos encontram-se em condio isosttica,

logo a ligao de mais fcil modelagem. No se considera qualquer transferncia

de momento fletor ou esforo horizontal entre os elementos. Desta maneira, para esta

ligao no se faz a anlise de prtico, pois no existe interao entre as peas, e

estas podem ser calculadas individualmente.

- Ligao Rotulada (Tipo 2): nesta ligao no se considera transmisso de

momento fletor entre as peas, entretanto existe transmisso de esforo

horizontal.Desta forma precisa-se fazer a anlise de prtico, pois sendo as barras

rotuladas (que trabalham a esforo normal) existe interao na estrutura e

redistribuio de esforos. Esta ligao pode ser feita com utilizao de neoprene sob

o apoio da viga no consolo.

- Ligao Semi-Rgida (Tipo 3): Considera-se transmisso dos esforos

horizontais e parte do momento fletor. Esta ligao parcialmente resistente

rotao, utilizando-se de neoprene e graute, para execuo.

- Ligao Engastada: Existem duas formas de considerao para esta ligao:

tipo 4 e 4A. Na ligao tipo 4 considera-se transmisso de momento fletor negativo

30

entre viga e pilar, porm esta ligao no adequada para casos em que h a

inverso do momento negativo no apoio. Para executar este tipo de ligao so

colocadas armaduras passantes dentro dos pilares e capa de laje. J o tipo 4A

dimensionado para resistir a esta inverso de momento negativo, as ligaes deste

tipo so consideradas de Engastamento Perfeito, e para execut-las utiliza-se de

chapas soldadas.

As ligaes mais simples, normalmente articulaes, acarretam elementos

mais solicitados flexo comparados com similares de concreto moldado no local,

bem como estrutura com pouca capacidade de redistribuio de esforos. J as

ligaes que possibilitam a transmisso de momentos fletores, chamadas de ligaes

rgidas, tendem a produzir estruturas com comportamento prximo ao das estruturas

de concreto moldado no local. Elas so mais difceis de executar ou ento mais caras,

ou reduzem uma das principais vantagens da pr-moldagem, que a rapidez de

construo (EL DEBS, 2000).

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) classifica os tipos de ligaes solicitadas

predominantemente a compresso de acordo com o material sobre o qual os

elementos so assentados, sendo eles: com junta a seco; com intercalao de

camada de argamassa; com concretagem local; rtulas metlicas ou almofadas de

elastmero. A aplicao de cada um destes tipos de ligao depender do tipo de

elemento envolvido, suas dimenses e a necessidade de eficincia ou transferncia

de esforos.

2.7.1 Ligao Viga- Pilar por Pino e Elastmero

Com uso intensivo nas estruturas de concreto pr-moldado no Brasil e no

exterior, a ligao viga pilar por meio de elastmero e chumbadores um caso de

grande interesse por sua execuo ser bastante simples, ser do tipo de ligao a

seco e sem precisar de solda de campo (EL DEBS, 2000).

Os chumbadores em uma primeira aproximao teriam como intuito assegurar

o equilbrio da viga contra o tombamento e eventual instabilidade lateral.

O espao entre o chumbador e o furo da viga pode ser preenchido com

material deformvel, tipo asfalto ou mastique, ou graute auto-adensvel no retrtil.

No se preencher esse espao tambm uma possibilidade, quando a fixao feita

31

com porcas e arruelas, mas para situaes definitivas, essa soluo pode causar

prejuzo em relao proteo do chumbador contra a corroso.

2.7.1.1 Elastmero

O emprego de material de amortecimento nas ligaes de elementos pr-

moldado tem a finalidade de promover uma distribuio de esforos das tenses de

contato mais uniforme nas ligaes entre as peas de concreto e tambm para permitir

movimentos de translao e rotao (EL DEBS, 2000).

O elastmero o material de amortecimento mais utilizado, mas existem

vrios materiais que podem ser usados com essa finalidade. O elastmero mais

conhecido, inclusive no Brasil, policloropreno, denominado comercialmente de

neoprene.

De acordo com EL Debs (2000) o elastmero pode ser empregado na forma

de camada simples ou de mltiplas camadas intercaladas de material mais rgido.

Emprega-se apoio com camada simples quando as reaes de apoio so de

intensidade menor. Porm, quando estas forem de grande magnitude, como em geral

ocorre em pontes, utiliza-se apoio de mltiplas camadas intercaladas com chapa de

ao.

Toda a rea de apoio da pea deve estar coberta pelo aparelho de neoprene.

Nos consolos, a dimenso em planta deve ser a mesma dimenso de cada aresta,

diminuindo-se 3 cm. O neoprene deve estar encostado na face do pilar na ocasio da

montagem, o que ir resultar na distncia de 3 cm da borda do consolo (MANUAL

MUNTE, 2004).

2.7.1.2 Chumbadores

Os chumbadores, tambm conhecidos por pinos, utilizados nos consolos,

devem estar especificados na elevao do pilar, onde deve ser indicada a locao, o

seu dimetro e as informaes do material que deve ser empregado (CA 25, CA 50

ou cordoalha), como tambm o seu comprimento (MANUAL MUNTE, 2004).

32

2.8 PILARES

Os pilares, de acordo com Manual Munte (2004), so as peas mais difceis

para projetar e executar, tendo em vista a diversidade de tipos de posies e

dimenses dos consolos empregados. Portanto, requer grande nmero de detalhes

no projeto e desta forma so as peas menos padronizadas do sistema, como pode

ser visto na Figura 5.

O clculo estrutural dos pilares pr fabricados, como explica El Debs (2000),

o mesmo que o feito para o concreto armado convencional e envolve o

dimensionamento a sees flexo e flexo-compresso oblqua. Pode-se tambm

recorrer a bacos.

Figura 5- Pilares Pr-fabricados. Fonte: RECH, 2014.

2.8.1 Dimensionamento de Pilares

Como visto anteriormente, os pilares pr-moldados podem ser calculados

como de concreto convencional, assim aplica-se as exigncias da NBR 6118

(ASSOCIAO..., 2014) como segue.

33

A armadura longitudinal mnima deve ser considerada pela equao (29):

),3\ = i0,15 jk 0,004 ) (29)

J a armadura mxima possvel em pilares deve ser 8% da seo real,

considerando-se inclusive a sobreposio de armaduras em regies de emenda,

conforme a equao (30).

),3l = 8,0% ) (30)

Os pilares esto sujeitos flambagem, que de acordo com Carvalho e

Pinheiro (2013), o fenmeno que causa equilbrio instvel da barra, pelo fato das

aes principais serem de compresso, onde o estado de deformao da estrutura

influi nos esforos internos. Assim, os efeitos de segunda ordem so aqueles somados

aos obtidos na anlise de primeira ordem, quando a anlise do equilbrio passa a ser

efetuada considerando a configurao deformada. A flambagem est relacionada ao

ndice de esbeltez.

O ndice de esbeltez(m) uma grandeza que depende do comprimento do pilar, da seo transversal e das condies de extremidade. Para o caso de sees

simtricas, o m pode ser definido para direes x e y nas equaes (31), (32): ml = nc,lo (31)

o = pa) (32)

Em que m o ndice de esbeltez; nc o comprimento de flambagem nas direes x ou y dependendo das condies de apoio; i o raio de girao; I o momento de

inrcia; A a rea da seo transversal.

A NBR 6118 (ASSOCIAO..., 2014) define que, no caso de pilar engastado

na base e livre no topo, o valor de nc igual a 2 n. Porm, de acordo com El Debs (2000, p. 104), para o clculo do comprimento

de flambagem de pilares de prticos com pilares engastados e vigas apoiadas, de um

pavimento, utilizam-se os valores da Tabela 2.

34

Tabela 2 - Comprimento de Flambagem

Nmero de vos 01 1 2 3 4 5

Comprimento de flambagem 2h 1,8h 1,6h 1,4h 1,2h 1,0h

h altura dos pilares.

1. pilar isolado em balano.

Fonte: El Debs, 2000.

O momento mnimo no pilar, segundo Carvalho e Pinheiro (2013), definido

na equao (33):

G,3\ = j (0,015 + 0,03) (33) em que G,3\ o momento mnimo de primeira ordem, isto , o momento de primeira ordem acrescido dos efeitos das imperfeies locais; 0,015 dado em metros; h a

altura total da seo transversal na direo considerada, em metros; j o esforo normal de clculo.

As excentricidades iniciais so obtidas dividindo-se os momentos na ligao

(l, ) pelas foras Normais j, equaes (34), (35):

.,l = lj (34)

., = j (35)

Os esforos locais de segunda ordem podem ser desprezados quando o

ndice de esbeltez for menor que o valor limite mG, dado pela expresso (36):

mG = 25 + 12,5 (.G/);r s 90 35 (36)

O valor de ;r depende da vinculao dos extremos da coluna isolada e do carregamento atuante, devendo ser determinado da seguinte forma para pilares em

balano, equao (37):

;r = 0,80 + 0,20 9t 0,85 1,00 (37)

35

em que t o momento de primeira ordem no engaste e 9 o momento de primeira ordem no meio do pilar.

Se o maior momento calculado ao longo do pilar para pilares biapoiados ou

em balano for menor que o momento mnimo, ;r = 1,0. Para a determinao dos efeitos locais de segunda ordem pode-se fazer o

uso de mtodos aproximados que contm a formulao para tal. Um deles o mtodo

do pilar-padro com curvatura aproximada descrita na NBR 6118 (ASSOCIAO...,

2014) para o caso de pilares com m

36

simtrica ou no-simtrica. Em situaes onde os pilares esto sujeitos a ao de

ventos, efeitos de segunda ordem ou defeitos de execuo, onde os momentos tm

apenas a direo definida e no o sentido, prefervel usar armadura simtrica. Essa

disposio tambm simplifica o processo de montagem, colocao e conferncia das

armaduras.

O clculo da armadura necessria no estado limite ltimo em uma seo

transversal pode ser feito utilizando-se de programas ou bacos. Os programas so a

melhor alternativa, pois estes permitem o uso de qualquer cobrimento e, em princpio,

qualquer disposio de armadura. Porm, quando no se dispe de programas, a

opo mais empregada o uso de bacos, que so grficos que correlacionam

forma normal, momento fletor e quantidade de armadura em uma seo considerada,

com a forma de distribuio e posio das barras e tipo de ao.

O dimensionamento da armadura simtrica em duas faces de seo

retangulares feito atravs do equilbrio das foras e dos momentos na seo. Os

bacos adimensionais so obtidos a partir dessas equaes de maneira simples:

escolhe-se a disposio da seo transversal e aplicam-se diversos valores possveis

das deformaes do concreto e do ao, pertencentes aos seis domnios de

deformao, chegando-se aos valores dos esforos resistentes de caulo. Assim

constroem-se os grficos j x , ou v x x, que so valores reduzidos adimensionais, a partir das equaes (40), (41) e (42).

xl = y .ll (41)

) = ) (42) em que, b e h so as dimenses da pea; v a forma adimensional da fora normal; x a forma adimensional do momento; a taxa mecnica de armadura em relao rea da seo.

O dimetro das barras longitudinais, como est disposto na NBR 6118

(ASSOCIAO..., 2014), no pode ser inferior a 10 mm nem superior a 1/8 da menor

dimenso transversal.

A armadura transversal de pilares, constituda por estribos, deve ser colocada

em toda a altura do pilar. O dimetro das barras no deve ser inferior a 5 mm nem a

1/4 do dimetro da barra que constitui a armadura longitudinal.

37

O espaamento longitudinal entre estribos para garantir o posicionamento e

impedir a flambagem das barras longitudinais, medido na direo do eixo do pilar,

deve ser igual ou inferior aos seguintes valores:

200 mm

Menor dimenso da seo;

24 d para CA-25, 12 d para CA-50, em que d o dimetro da armadura longitudinal do pilar.

Se as armaduras forem constitudas do mesmo tipo de ao, pode ser adotado

o valor 2 < d/4, desde que o espaamento respeite tambm a limitao:

W3l = 90000 i2 d k 14 (43)

2.9 IAMENTO

O Manuel Munte (2004) aponta que os detalhes de alas so de grande

importncia no projeto, e estes devem ser detalhados e posicionados com ateno

pelo projetista. A primeira utilizao das alas se d na retirada das peas da forma,

para isto necessrio que o concreto j tenha atingido resistncia de no mnimo fcj =

21 MPa. As alas devem ser de cordoalha ou ainda de ao CA-25. A posio ideal

para as alas de levantamento de Lx/5 a partir de cada extremidade da pea e so

necessrias usualmente duas alas.

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) trata das alas como elementos de

ligao temporrios, j que somente so utilizadas para o iamento das peas e

montagem da estrutura, as alas so solicitadas a trao e ao cisalhamento dentro do

concreto.

Para dimensionamento das alas de iamento a NBR 9062 (ASSOCIAO...,

2006) indica que quando no for possvel fazer uma anlise detalhada para cada caso

de levantamento seja considerada ao dinmica majorando a carga permanente a

ser transportada de ge,min, equao (44):

@c,3\ = +T @ (44)

38

em que, ge,min a carga esttica equivalente; g a carga esttica permanente no

transporte; a o coeficiente de ao dinmica (coeficiente de majorao de no

mnimo a=1,3.

Pode ser considerado alvio de g por conta da ao dinmica, a norma permite

utilizar a=0,8 para este caso.

2.10 CONSOLOS

Consolo um elemento estrutural prismtico que serve de apoio para outros

elementos estruturais. Estes dispositivos transmitem carga diretamente aos pilares

em que esto apoiados (NAEGELI, 1997).

2.10.1 Dimensionamento de Consolos

Inicialmente calcula-se o comprimento mnimo do consolo, pela equao

abaixo descrita por El Debs (2000).

n = 2?_dTS + + n}2 + n~

2 + ?T + ET_,3\ (45)

em que, ?_dTS, tolerncia de medidas do pilar; a folga entre viga e pilar; n a variao do comprimento devido a retrao, fluncia e variao da temperatura; ?T; tolerncia nas dimenses da viga; ET_,3\; comprimento mnimo do consolo; Na determinao das caractersticas geomtricas do consolo uma

considerao importante o valor de E, que consiste na distncia do ponto de aplicao da carga no consolo at a face do pilar. A NBR 9062 (ASSOCIAO...,

2006) explica que o clculo de E ir depender do tipo de ancoragem da barra do tirante que ser feito. A Figura 6 abaixo mostra a metodologia para determinao do valor de

E.

39

Figura 6 - Determinao de a, ancoragem por lao e por solda. Fonte: NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006).

Desta forma, nota-se que E = EO em que o comprimento total do consolo. A determinao de EO se d pela equao (46).

EO = E7 + cdT22

(46)

em que E7 a distncia entre a extremidade do consolo e o incio do elastmero; cdT2 o a largura de base do elastmero; Quanto se emprega armadura com ancoragem

por solda E7 = = + , com = definido como o cobrimento da armadura do consolo e o dimetro da armadura do tirante empregada.

2.10.2 Armaduras dos Consolos

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) indica que o dimensionamento dos

consolos ir depender da relao a/d do mesmo, (a a distncia entre a aplicao da

fora vertical da viga at a face do pilar; d a altura til do consolo). Consolos com 0,5 T 1,0, so considerados consolos curtos e seu dimensionamento segue o modelo biela tirante, sendo que a metodologia de clculo destes est descrita na sequncia.

Na transmisso dos esforos da viga para o consolo, alm da reao vertical

da viga bi-apoiada, h ainda a ocorrncia de uma fora horizontal devido aos efeitos

de variao volumtrica das peas, assim como pode haver fora horizontal adicional

em decorrncia do efeito de frenagem em vigas de pontes ou pontes rolantes (EL

DEBS, 2000).

40

Na transmisso de esforos do consolo para o pilar, o modelo prope a

existncia de uma trelia contando com uma barra tracionada (armadura do tirante) e

diagonal comprimida formando a biela de compresso.

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) indica que a obteno aproximada desta

fora depender do tipo de aparelho de apoio sob a viga e pode ser escrita em funo

da fora vertical. Sendo sistemas mais rgidos geram maior atrito na ligao e por isso

resulta em um h maior, conforme abaixo: h = 0,85 juntas a seco; h = 0,55 junta de argamassa; h = 0,165 almofadas de elastmeto; h = 0,085 almofadas revestidas de politetrafluoretileno (PTFE); h = 0,255 apoio com chapas metlicas no soldadas; h = 0,45 apoios entre concreto e chapas metlicas; Existem basicamente dois modelos de consolo quanto a geometria, consolos

com chanfro ou sem chanfro. A diferena bsica destes a necessidade de se criar

um dente de concreto na viga de apoio ou no. Usualmente para consolos com

chanfro (tambm chamada de msula), as vigas so apoiadas nos dentes sem a

necessidade do dente Gerber.

necessrio fazer a verificao do esmagamento do concreto nos consolos.

Para isto com base no indicado na figura abaixo, inicialmente so feitas aproximaes

para determinar o valor da reao Rc da qual depende a tenso de compresso no

concreto, os clculos so feitos a partir dos momentos em torno do ponto C, na Figura

7. Seguindo o sugerido por El Debs (2000), tm-se o equacionamento a seguir, nas

equaes (47), (48) e (49):

41

Figura 7 Consolo Fonte: El Debs, 2000.

Erc = 0,9 #E(0,97) + (T)

(47)

rc = 0,2# (48)

= 5E + h#gErc (49)

A tenso de compresso na biela dada pelas equaes (50), (51):

= 5 # 5,55(0,97) + (E#) (50)

f! = 5 # f!^ (51)

f!^ = 0,18+(0,9)7 + (T)= (52)

Com + = 1 foras diretas e + = 0,85 foras indiretas. Para + = 1, tem-se =0,134 EuE T = 1 e = 0,175 EuE T = 0,5.

42

O valor da tenso ltima recomendada pela NBR 9062 (ASSOCIAO...,

2006) dado na equao (53):

f! = 5 # f!^ 3,0 + 0,9, .C D)0,36DE

(53)

A rea de ao do tirante determinada pela equao (54):

),2S = 50,9 E# + 1,2 h (54)

A armadura mnima dada pelas equaes (55) e (56) do tirante deve ser:

= ),2S # 44 (55)

Com,

0,04 0,15 (56)

Existem basicamente duas formas de dispor a armadura no tirante. Ela pode

ser ancorada como ala horizontal, formando lao, por exemplo, ou ainda pode ser

utilizado barra auxiliar e a armadura do tirante ser soldada nesta. Neste ltimo caso,

a barra em que o tirante ser soldado no poder ter dimetro inferior ao dimetro do

tirante.

A armadura de costura no consolo dimensionada em funo da armadura do

tirante, e deve ser superior ao determinado na equao (57):

)g 0,4 ),2S (57)

A armadura de costura deve ser distribuda na altura de 2/3d a partir da

armadura do tirante.

So necessrios dispor de estribos verticais no consolo, e a rea de ao

necessria tambm se d em funo do rea de ao do tirante, equao (58):

)g 0,2 ),2S (58)

43

A rea de ao dos estribos tambm no pode ser inferior a rea de ao

transversal mnima para vigas, determinada pela equao (59):

)g,3\ 0,14% ! (59)

2.11 CLICE

O clice a parte da fundao que ir receber o pilar pr-moldado, o qual

pode ter suas paredes rugosas ou lisas e tem a funo de encaixar esses elementos.

O trecho em que o pilar permanece em contato com o clice denominado

comprimento de embutimento nc3r. Trs situaes diferentes de clice so possveis: totalmente externo ao bloco, ou seja, com o colarinho saliente em sua totalidade;

parcialmente embutido, onde o comprimento de embutimento a juno entre a parte

do colarinho externo e a parte embutida; ou embutido no bloco, tipo esse que no tem

colarinho (BARROS; GIONGO, 2013).

Os autores realizaram um estudo desses trs tipos de ligao entre o pilar e

a fundao, comparando com um bloco de referncia com ligao monoltica. Como

resultado, eles verificaram que o bloco com clice externo apresentou fora ltima

semelhante obtida no bloco de referncia, enquanto os outros dois modelos

(parcialmente embutido e embutido) apresentaram fora ltima inferior.

Aps a colocao do pilar no elemento de fundao por encaixe, a ligao

efetivada com o preenchimento do espao restante entre o pilar e o clice com

concreto ou graute. O nivelamento do pilar e locao em planta ocorrem com a

utilizao de dispositivos de centralizao. A fixao temporria e o prumo so feitos

por meio de cunhas, em sua maioria (EBELING, 2006).

2.11.1 Dimensionamento do Clice

O clice ou colarinho o elemento de ligao entre o pilar pr-fabricado e a

fundao, que pode ser direto ou indireto. O clice conta com 4 paredes de altura igual

ao comprimento de engastamento do pilar, onde o pilar deve ser encaixado e

solidarizado com graute ou concreto. A ligao pode contar com paredes lisas ou

rugosas, a escolha do tipo de parede implica que o clice e o pilar devero ter o

44

mesmo tipo de superfcie. Para o dimensionamento deste, deve-se levar em

considerao as cargas provenientes da planta de cargas dos pilares do projeto.

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) prescreve que o comprimento de

embutimento de pilares na fundao para elementos de paredes lisas deve ser o

expresso nas equaes (60), (61):

c\ 1,5 , EuE j 0,15 (60)

c\ 2,0 , EuE j 2,00 (61)

em que, c\ corresponde ao comprimento de engastamento da base; a dimenso do pilar paralela ao plano de ao do momento M; j a fora normal no pilar. Para valores intermedirios necessrio interpolar linearmente. No so

permitidos valores de c\ menores que 40cm ou menores que o comprimento de ancoragem da armadura do pilar.

A espessura das paredes dos clices devem ser de , conforme a equao (62):

100CC1/3\2 > \2[ (62) em que, \2 corresponde altura da face interna do clice; \2 a largura da face interna do clice.

As paredes que esto perpendiculares direo em que atua o momento fletor

do pilar, paredes 1 e 2, recebem as solicitaes de momento e esforo cortante, as

demais paredes 3 e 4 recebem as solicitaes de flexo da parede 1 conforme a

Figura 8. As paredes 3 e 4 trabalham como um consolo transmitindo as foras para a

base do clice (modelo biela tirante).

45

Figura 8 - Transferncia de esforos em clices de paredes lisas. Fonte: EL DEBS, 2000.

A rugosidade utilizada na ligao dos elementos auxilia na transmisso de

foras para a fundao de modo que surgem foras de transmisso por dentes de

cisalhamento na interface pilar/clice (EL DEBS, 2000).

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) prev que quando a rugosidade nos

elementos tem dimenso de 1cm em cada 10cm de face, pode-se considerar que a

fora normal do pilar transmitida completamente pelas paredes do clice.

A Figura 9 abaixo ilustra as diferenas na transmisso dos esforos para o caso

de paredes rugosas e lisas (Leonhardt e Monning apud EBELING, 2006).

Figura 9 - Transmisso de esforos por paredes lisas e rugosas Fonte: Ebeling, 2006.

46

Os modelos de Leonhardt e Monning foram adaptados por El Debs (2000), e

este descreveu as presses resultantes nas paredes dos clices, conforme a tabela

3.

Tabela 3 - Tenses e pontos de aplicao de Hd no clice

Paredes Lisas Paredes Rugosas

h,^_ 1,5 nc3r + 1,255 1,2 nc3r + 1,25 h,\ 1,5 nc3r + 0,255 1,2 nc3r + 0,25 b 0,167nc3r 0,15nc3r Fonte: EL DEBS, 2000.

A armadura )g_ para transmitir o h,^_ calculada pela equao (63), e deve ser disposta em uma faixa de nc3r/3 do topo do clice. A armadura nesta faixa de altura deve ser a maior entre )g_ e )d que trata da armadura de flexo calculada na parede 1. O clculo da armadura de flexo segue o descrito para vigas, na equao

(63).

)g_ = h,^_2 (63)

Nas paredes 3 e 4 a armadura funciona como armadura de tirante de um

consolo, e estas podem ser calculadas pelas equaes abaixo, dependendo do ngulo

da biela forma no clice +, equao (64):

+ = Eu=?@ (n b)(0,85cl2 /2) (64)

em que n a altura externa do clice; b a distncia do topo do clice ao ponto de aplicao de h; cl2 a largura externa da parede do clice; a espessura da parede, sendo que a armadura vertical dada nas expresses (65) e (66).

)_ = (=>/->n.- =u?>-) ?@+ > 0,5 (65)

47

)_ = 0,87 x (=>/->n.- =u?>-) ?@+ 0,5

(66)

Ou ainda, pela equao (67):

)_ =7 3#0,9

(67)

A rea de ao adotada para a armadura dever ser a maior entre as equaes

(65), (66) e (67).

De acordo com a NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006).

x = 1,4 para concreto laado monoliticamente; x = 1,0 para concretos lanados sobre concreto endurecido e interface rugosa; x = 0,6 para concreto lanado sobre concreto endurecido com parede lisa. Neste caso deve-se fazer a verificao do esmagamento do concreto em

termos da tenso de cisalhamento de clculo,

As armaduras ) e )g so calculadas da mesma forma como nos consolos, equaes (68), (69) e (70):

) 0,4),2S (=>/->n.- =u?>-) (68)

) 0,5),2S (=>/->n.- Co?> =u?>-) (69)

)g 0,25)_ (70)

Estas paredes necessitam ser verificadas quanto ao esmagamento do

concreto, pela equao (71):

= rc 0,85 (71)

48

A formulao proposta por El Debs (2000) quanto aos clices de paredes lisas

difere do presente na NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006). Enquanto o autor considera

em caso extremo que toda a carga normal do pilar transmitida para a fundao pelo

fundo do clice, a norma prescreve que 70% desta carga transmitida pelas paredes

e 30% transmitida pelo fundo, desde que seja disposta armadura de suspenso

entorno do clice definida na equao (72):

) = 0,7j (72)

A opo por parte do projetista em utilizar de ligao por paredes lisas ou

rugosas depender das solicitaes do pilar e da possibilidade de produzir as

ranhuras de rugosidade na fbrica em ambos os elementos. Assim como a escolha

do modelo de clculo (considerando a carga transmitida pelas paredes ou no no caso

de clice liso). O clice pode ser produzido in loco ou na fbrica dependendo do perfil.

Na altura base de ligao do pilar pr-fabricado com o clice, para faces do

pilar e do clice com superfcie lisa indicado que se disponha de armadura para

resistir ao esforo cortante de intensidade h. El Debs (2000) indica que esta armadura seja calculada na equao (73):

)r = h,\/ (73)

Esta armadura adicional pode ser colocada em estribos ou de armadura em

forma de U na base do pilar. Deve ser verificado o comprimento de ancoragem desta

armadura de modo que esta encontre-se disposta abaixo do topo do clice.

2.12 FOLGAS E TOLERNCIAS

Para se dimensionar os elementos e ligao de um projeto de estrutura

composta por elementos pr-moldados, precisa-se estabelecer folgas e tolerncias,

levando-se em conta os desvios de produo, de locao e verticalidade da obra e

de montagem dos elementos, segundo a NBR 9062 (ASSOCIO..., 1985, p. 4)

A diferena entre a dimenso executada e a dimenso bsica de um elemento

definida como desvio, onde a tolerncia o mximo valor aceitvel para o desvio.

49

J a folga definida como o espao mnimo para fazer a montagem (EL DEBS, 2000,

p.81).

A NBR 9062 (ASSOCIAO..., 2006) diferencia a folga para ajuste em

positiva e negativa. A folga para ajuste negativa considerada a diferena entre a

mxima medida reservada para se colocar um elemento em projeto e a mnima

extenso possvel do apoio. J a folga para ajuste positivo, a diferena entre a

mnima medida deixada em projeto para se colocar o elemento e a medida mxima

da dimenso correspondente do elemento, ou seja, espao mnimo que possibilite a

montagem, Figura 10.

Figura 10 Folga Fonte: ASSOCIAO..., 2006.

As tolerncias esto indicadas na NBR 9062 (ASSOCIO..., 2006) e foram

sintetizadas na tabela 4.

50

Tabela 4 - Tolerncias

Fonte: ASSOCIAO..., 2006.

51

3 OBRAS PBLICAS E LICITAES

Obra pblica, de acordo com a lei n 8.666/93, toda construo, reforma,

fabricao, recuperao, ou ampliao de bem pblico. Esta realizada de forma

direta, quando executada pelo prprio rgo ou entidade da Administrao com seus

prprios recursos, ou ento de forma indireta, quando h contratao de terceiros por

meio ou no (dependendo o caso) de licitao (OBRAS PBLICAS, 2013).

Segundo o manual de Obras Pblicas (2013), as etapas que vem antes da

licitao so de extrema importncia, mas frequentemente so menosprezadas de

modo a passar para as prximas fases sem ter o devido aval de que o

empreendimento vivel. Essas etapas tm por objetivo o estudo de necessidades,

a estimao dos recursos e a escolha da melhor alternativa.

O projeto bsico o que compreende toda a obra, possuindo os requisitos

exigidos na lei n 8.666/93, e o elemento mais importante para a execuo da obra

pblica. Este elaborado com o apoio do estudo preliminar e do anteprojeto, para

ento ser aprovado formalmente pela autoridade de competncia. Os requisitos

exigidos so:

- Ter elementos suficientes para caracterizar o que ser contratado;

- Possuir apropriado nvel de preciso;

- Dar a possibilidade de avaliao do custo da obra, assim como sistema

executivo e o prazo necessrio;

- Ter viabilidade tcnica e tratamento do impacto ambiental assegurados nos

estudos preliminares.

O Manual de Obras Pblicas-Edificaes (2014) indica a necessidade de se

apresentar os elementos que constam na Lei de Licitaes e Contratos, em especial

o oramento detalhado, com as especificaes tcnicas e quantitativos de materiais,

equipamentos e servios, bem como os mtodos construtivos e prazos de execuo

corretamente definidos.

O TCU Tribunal de Contas da Unio o rgo responsvel por fiscalizar as

obras custeadas com recursos federais, e este atua nos limites da Constituio da

Repblica e nas leis do Pas, tendo o objetivo de controlar a administrao pblica.

Desta forma o TCU age de modo a garantir que sejam alcanados parmetros de

custo definidos em lei, como o Sicro (definido pelo DNIT) e Sinapi (definido pela Caixa

Econmica Federal e IBGE). Em resumo, a fiscalizao compara os parmetros acima

52

com os oramentos aprovados, de modo a evitar desperdcio de dinheiro pblico

(NARDES, 2014).

As principais irregularidades que podem ser associadas s obras pblicas so

sobrepreo ou superfaturamento, licitaes irregulares, falta de projeto bsico ou

executivo, e inadequados estudos ambientais.

Estes problemas existem h muito tempo no cenrio de obras pblicas

brasileiras, e ao longo dos anos vm se criando ferramentas na tentativa de minimizar

tais irregularidades que resultam em desperdcios de recursos, paralisao de obras

e obras inacabadas.

De acordo com Ribeiro (2013), uma das medidas relevantes foi criao do

PAC (Programa de Acelerao Econmica) em janeiro de 2007, no qual problemtica

das obras pblicas passou a coordenar de forma centralizada, planejando,

monitorando e gerenciando a execuo das obras do programa, a implantao do

programa juntamente com a garantia de liberao de recursos financeiros para os

empreendimentos, significaram poderosos aliados para acelerar a execuo dos

servios.

Outra grande medida criada para agilizar a construo das obras pblicas

destinadas copa do mundo de 2014 realizada no Brasil foi instituio do RDC

Regime Diferenciado de Contratao. Este regime ainda vem sendo muito discutido e

criticado pelas entidades e lderes, pois sua aplicao para todas as obras pblicas

at ento est reprovada pela cmara, deixaria por conta das empreiteiras as tarefas

de projetar, construir, fazer os testes e demais operaes necessrias para a entrega

da obra, logo seria possvel contratar o servio antes da elaborao do projeto

(AMORIN, 2014).

Apesar das atitudes do governo durante estes anos, algumas apontadas como

positivas outras bastante criticadas, certos problemas perduram e se do

principalmente pelas deficincias no planejamento pblico. Este o principal fator que

acarreta contrataes de obras com projetos desatualizados, inadequados ou mesmo

ruins. Muitas vezes os projetos so feitos s pressas, para que no se percam os

recursos oramentrios disponveis. Sem uma significativa evoluo na gesto de

planejamento para obras pblicas os ndices de irregularidades continuaro presentes

(RIBEIRO, 2013).

53

4 ANLISE DO PROJETO EM CONCRETO ARMADO CONVENCIONAL

O objetivo desse trabalho era demonstrar a possibilidade de adequao do

projeto estrutural para concreto pr-fabricado da escola Espao Educativo Urbano II,

elaborado por Santos (2006), que atualmente consta em projeto em concreto moldado

in loco. Desse modo, foi analisada e dimensionada a estrutura do bloco pedaggico

com 6 salas, conforme Figura 11 abaixo.

Figura 11 Implantao. Fonte: Lissa e Silveira (2004).

54

Iniciou-se fazendo uma anlise do projeto disponibilizado pelo governo para

concreto moldado in loco, familiarizando-se com os elementos, os vos e demais

detalhes.

O bloco pedaggico composto por 6 salas de aula, uma sala de leitura e

uma sala de informtica. Seu formato retangular com uma largura total de 7,93

metros e comprimento de 57,20 metros. A estrutura do projeto original (Figura 12)

modulada de forma que a distncia entre eixo de pilares de 4,08 metros no sentido

longitudinal. Alm das salas, existe tambm corredor externo coberto.

Figura 12- Esquema da estrutura do bloco pedaggico Fonte: As Autoras.

O projeto da estrutura em concreto moldado in loco composto de fundao

em sapatas e supra-estrutura em prticos compostos de vigas e pilares, sendo uma

edificao trrea. O pavimento cobertura constitudo de lajes de vigotas treliadas.

Na Figura 13 pode-se visualizar parte do projeto do pavimento trreo.

55

Figura 13 - Parte da Estrutura em Concreto Moldado in loco Pavimento Trreo Fonte: Santos, 2006.

O pavimento trreo conta com vigas baldrames de seo transversal 12 x 30

cm. A estrutura composta por pilares de sees transversais variadas, sendo alguns

retangulares de seo 12 x 40 cm, 20 x 20 cm e tambm em formato de T como pode

ser visualizado na Figura 14.

56

Figura 14 - Parte da Estrutura em Concreto Moldado in loco Pavimento Cobertura Fonte: Santos, 2006.

As lajes so compostas de vigotas treliadas com altura de 7 cm, com um

acrscimo de 5 cm da capa de concreto, ficando a altura total em 12 cm, e esto

apoiadas no sentido indicado na Figura 14.

As vigas que apoiam as lajes so retangulares, com seo transversal de

20x60 cm e 20x50 cm, as vigas de borda tm seo transversal de 12 x 30 cm e 15 x

30 cm. O vo da viga mais solicitada de 6,15 m e esta recebe apoio de dois panos

de laje.

57

4.1.1 Quantitativo da estrutura moldada in loco

A soluo original do projeto da escola, feita em concreto moldado in loco, conta

com as quantidades de ao e concreto de vigas e pilares apresentadas nas Tabela 5

6, 7 e 8.

Tabela 5 - Quantitativo de ao vigas baldrames

Tipo do ao Dimetro das barras (mm)

Comprimento Total (m) Peso (Kg) + 10% Total (Kg)

50A 6,3 765,2 208,0 208

60B 5 1535,1 265,0 265

Total 473 Fonte: Santos, 2006.

Tabela 6 - Quantitativo de ao das vigas da cobertura

Tipo do ao

Dimetro das barras (mm)

Comprimento Total (m) Peso + 10% (Kg) Total (Kg)

50A 6,3 511,7 139,0

500

50A 8 408,0 176,0

50A 10 62,2 43,0

50A 12,5 13,9 15,0

50A 16 73,7 127,0

60B 5 1983,0 342,0 342


Tabela 7 - Quantitativo do ao pilares

Tipo do ao Dimetro (mm) Comprimento Total (m) Peso + 10% (Kgf) Total (Kg)

50A 6,3 784 214,0

1780

50A 8 447,6 193,0

50A 10 1486 1026,0

50A 12,5 140,4 152,0

50A 16 112,8 195,0

60B 5 1070,1 185,0 185


58

Tabela 8 Volume de concreto

Classe do concreto (MPa) Quantidade (m)

Vigas cobertura 20 15,27

Vigas Baldrames 20 7,30

Pilares 20 11,82 Fonte: Santos, 2006.

59

5 SOLUES COM ESTRUTURAS PR-FABRICADAS DE CONCRETO

ARMADO

Como o objetivo deste trabalho de propor solues alternativas em concreto

pr-fabricado para o sistema estrutural da escola, somente os componentes da

estrutura foram concebidos e dimensionados, de forma que os demais elementos de

fechamento e acabamentos foram mantidos iguais aos do projeto original.

Inicialmente foi feito um estudo visando determinar qual seria o melhor

rearranjo para os elementos estruturais, buscando reduo do nmero de peas para

que o aumento das sees transversais inerente ao projeto de pr-fabricados fosse

compensado em volume de concreto.

Como o projeto original j conta com lajes de vigotas treliadas, a primeira

ideia foi manter esta condio, reduzindo a quantidade de alguns elementos como os

pilares que se localizavam na linha de parede de diviso entre as salas e o corredor e

consequentemente as vigas ligadas a estes.

A partir de estudo sobre as possibilidades de outros elementos pr-fabricados,

a soluo empregando lajes alveolare

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