INDICADORES DE PROJETO EM EDIFCIOS EM ALVENARIA ESTRUTURAL ESTUDO PRELIMINAR

Parsekian, Guilherme Aris(1); Novaes, Celso Carlos(2);

Freire, Ailton Soares(3); Siriani, Carlos Eduardo(4) 1Dr., Professor e pesquisador do PPGCIV/UFSCar, parsek@power.ufscar.br

2Dr., Professor e pesquisador do PPGCIV/UFSCar, cnovaes@power.ufscar.br 3Eng,, Mestrando PPGCIV/UFSCar, ailton99@bol.com.br

4Eng. Civil pela UFSCar, dusiriani@yahoo.com.br

1. RESUMO

Este artigo relata a fase inicial de pesquisa em desenvolvimento na UFSCar, sobre identificao e quantificao de indicadores de projeto de edifcios em alvenaria estrutural. Para tanto, so analisados vrios projetos de diferentes tipologias arquitetnicas, a partir dos quais so quantificados dados relativos caracterizao de cada edificao e ao consumo de diferentes materiais. A partir desses dados so calculados os indicadores de projeto. Nesta fase inicial, foram analisados casos de edifcios residenciais de 4 ou 5 pavimentos sem pilotis e de sobrados residenciais de dois pavimentos.

Os ndices calculados podem propiciar a identificao de caractersticas da edificao e critrios de projeto que contribuem para a elevao ou para a reduo no consumo de materiais. Dessa forma, os ndices podem representar importante ferramenta para o engenheiro projetista, na medida em que podem constituir-se em parmetros de referncia e de aferio de projetos em desenvolvimento. Adicionalmente, os ndices de consumo tambm so importantes, pois servem de base para o planejamento e oramento de novos empreendimentos.

Entende-se que, para o caso de edifcios em alvenaria estrutural, vrios dos ndices identificados e quantificados so inditos, dentre os quais podem ser citados os consumos de ao e de concreto nos elementos de concreto armado existentes, o consumo de peas secundrias (meio-bloco, canaletas, blocos especiais) em relao ao consumo de peas inteiras, a carga mdia nos pavimentos, a taxa de armaduras em alvenarias estruturais, entre outros.

2. ABSTRACT

This article tells the initial phase of research in development in the UFSCar, on identification and quantification of project pointers for structural masonry buildings. For in such a way, some projects of different types are analyzed, from which some data are quantified given relative to the characteritcs of each construction and to the materials consumption. From these data the project pointers are calculated. In this initial phase, cases of residential buildings of 4 or 5 floors and of two-story residential buildings had been analyzed.

The calculated pointers can help the identification of characteristics of the construction and design criteria that contribute for the rise or the reduction in materials consumption. These pointers can represent an important tool for the design engineer, that can use these parameters as reference and gauging of projects in development. Additionally, these pointers can be the base for the planning and budget of new enterprises.

3. INTRODUO

Nos ltimos anos a atividade da construo civil, subsetor edificaces, tem avanado rapidamente, e os empreendimentos tm se tornado cada vez mais numerosos, basta observarmos a nossa volta em qualquer mdia ou grande cidade de nosso pas. Assim, para a implantao e colocao desses empreendimentos no mercado, torna-se essencial o melhorar a eficcia e eficincia dos processos envolvidos na construo do edifcio. A preocupao da qualidade essencial para a implantao e colocao no mercado desses empreendimentos.

Segundo Silva (1996) [...] h cada vez menos espao e tempo para operar com mtodos baseados na tentativa e erro [...]. Diante disso, torna-se necessrio repensar sempre a forma de produo, pois em um ambiente produtivo cada vez mais competitivo, a reduo no custo de produo um dos fatores para a empresa ser competitiva e conseqentemente sobreviver no mercado.

neste ambiente competitivo que se entende a importncia dos indicadores de projeto como diretriz do processo de produo. Conforme Novaes (2003),

Os custos estimados para as edificaes e suas unidades, devido s solues propostas nos projetos, em sua fase de elaborao, devem ser comparados com os valores presentes nos indicadores, representativos dos interesses das empresas empreendedoras e construtoras, com o intuito de ajustar o custo final dos produtos aos seus preos e s formas de comercializao.

Assim, assume importncia o levantamento de indicadores de projeto, aliado identificao de caractersticas da edificao e critrios de projeto, que possam contribuir para a elevao ou para a reduo no consumo de materiais. Adicionalmente, o conhecimento dessas caractersticas e critrios representa um grande diferencial tanto para o engenheiro oramentista, que pode estimar com bom grau de preciso o custo de uma obra, a partir de alguns dados iniciais, e como tambm para o engenheiro do projeto da estrutura, que pode parametrizar o seu projeto, identificando eventuais erros de projeto ou de concepo atravs de comparaes simples dos ndices obtidos com ndices mdios histricos.

Vrios trabalhos so encontrados na literatura, que tratam do levantamento de ndices de projeto, para o caso de estrutura convencional em concreto armado. Na tabela 1, Formoso (2001) mostra exemplos de valores de referncia para ndices de ao, concreto e formas, para esse caso. No entanto, para caso de edifcios em alvenaria estrutural, os autores deste artigo no tm conhecimento de trabalhos anteriores semelhantes.

Tabela 1: Exemplo de ndices de referncia para edifcios de estrutura convencional em concreto armado (FORMOSO, 2001)

Indce valor mdio desvio padro

ndice de concreto (m3/m2) 0,15 0,03

ndice do ao (kg/m) 11,7 2,5

ndice de formas (m2/m2) 1,84 0,2

A pesquisa em desenvolvimento no Programa de Ps-Graduao em Construo Civil da UFSCar, aqui relatado em sua fase preliminar, tem por objetivo a identificao e quantificao de indicadores de projeto em alvenaria estrutural, vrios dos quais inditos, como por exemplo: consumo de ao e concreto em estrutura de transio, o consumo de peas secundrias (meio-bloco, canaletas, blocos especiais), carga mdia dos pavimentos, taxa de armadura em alvenaria estrutural. Tambm objeto deste estudo a identificao de fatores da edificao e critrios de projeto que contribuem para a elevao ou para a reduo dos valores dos indicadores.

Este trabalho justifica-se na medida que em seus resultados servem de base para o planejamento e oramento de novos empreendimentos e como parmetros de referncia e de aferio de projetos em desenvolvimento.

4. METODOLOGIA

Foram quantificados e analisados indicadores de projetos realizados em uma nica empresa de projeto, localizado na cidade de So Carlos, SP. Os projetos analisados foram divididos em duas tipologias, conforme abaixo. Todas as edificaes so em alvenaria estrutural no armada com fundao em estacas e vigas-baldrame.

Edifcios residenciais de 4 a 5 pavimentos (3 casos): o Conjunto Residencial Palmares - composto por 10 edifcios de 5 pavimentos (trreo mais

4 pavimentos-tipo). Grauteamento vertical nos encontros das alvenarias e nas laterais de aberturas.

o Conjunto Habitacional Francisco Morato - composto por sete edifcios de quatro pavimentos (trreo mais 3 pavimentos-tipo). Grauteamento vertical nos encontros das paredes.

o Conjunto habitacional Felix Saho - composto por dez edifcios com quatro pavimentos (trreo mais 3 pavimentos-tipo). Grauteamento vertical nos encontros das paredes.

Sobrados de 2 pavimentos (2 casos): o Residencial San Diego - projeto de duas residncia de dois pavimentos geminadas.

Sobre algumas aberturas maiores, foram previstas vigas de concreto armado. o Residencial Caribe Village - composto de 55 casas geminadas, com 2 pavimentos.

A partir da anlise de cada projeto, foram levantados quantitativos de consumos. Para o caso de edifcios de 4 ou 5 pavimentos, os quantitativos levantados podem ser observados na Tabela 2, encontrada ao final deste artigo. Para o caso dos sobrados, os quantitativos so reproduzidos na Tabela 3, tambm encontrada ao final deste artigo.

Dentre as caractersticas da edificao e dos critrios de projeto analisados pode-se destacar: presena ou no de cintas intermedirias e grautes verticais em paredes de alvenaria estrutural, escolha da famlia de blocos utilizada e as solues adotadas na modulao, utilizao ou no de armadura negativa em lajes. interessante destacar que na mesma empresa de projeto, percebe-se diferena na adoo de um critrio por influncia da empresa construtora, que muitas vezes est visando reduo de consumo de material. Ainda que muitas vezes a escolha de determinado critrio no acarrete em diminuio da segurana estrutural, essa postura s vezes aumenta o potencial de surgimento de manifestaes patolgicas.

5. RESULTADOS

Na Tabela 4, no final do artigo, podem ser verificados os indicadores de projeto calculados.

6. ANLISES DOS RESULTADOS

6.1. ndices de concreto, forma e ao

A comparao dos resultados obtidos com resultados de outros trabalhos fica dificultada pela falta de pesquisas semelhantes para o caso de projetos de edifcios em alvenaria estrutural. De toda forma, procurou-se, na medida do possvel, comentar os resultados dos consumos de ao, forma e concreto, tomando como parmetro valores mdios de consumo para o caso de estruturas de concreto armado.

Comparando os ndices de ao obtidos neste estudo, percebe-se um maior consumo de ao na estrutura da fundao (vigas-baldrame), para o caso de edifcios de 4 ou 5 pavimentos, com taxa mdia de 170 kg/m3, contra um valor esperado de 100 kg/m3 em estruturas convencionais. Para o caso dos sobrados, entretanto, o consumo de ao menor, cerca de 65 kg/m3. O maior ndice encontrado para o primeiro caso, talvez possa ser explicado pelo fato da estrutura de fundao ser uma transio recebendo a carga de todos os pavimentos (4 ou 5 pavimentos). O ndice menor encontrado no segundo caso talvez tenha ocorrido devido aos espaamentos entre apoios (estacas bem distribudas)

usualmente pequenos, uma vez que o carregamento de dois pavimentos no muito maior que o caso de estruturas convencionais de concreto armado.

A taxa de armadura encontrada nas lajes, na mdia, resultou em valores prximos aos esperados para o caso de edifcios de concreto armado (cerca de 50kg/m3). Entretanto pode-se verificar variaes neste ndice, discutidas em item seguinte.

Considerando-se o ndice de concreto para a fundao (vigas-baldrame), encontrou-se uma espessura mdia de 6 a 7 cm. para a fundao. O ndice de forma variou consideravelmente, com valores mdios iguais a 0,9 e 0,6 m2/m2 para os edifcios de 4 ou 5 pavimentos e sobrados de 2 pavimentos, respectivamente.

6.2. Estudo comparativo entre os casos estudados

6.2.1. Edifcios residenciais de 4 ou 5 pavimentos

Comparando os ndices dos trs casos levantados, para a tipologia de edifcios de 4 ou 5 pavimentos podem ser feitas as seguintes consideraes.

taxa de cargas (carga total do pavimento tipo / rea do pavimento tipo) percebe-se uma maior incidncia de taxa de cargas mdias de 10 a 11 kN/m2 , com um caso discrepante com 13 kN/m;

taxa de armadura em vigas-baldrame (peso total de ao / volume de concreto em vigas baldrame) - pode-se verificar que os valores para este ndice mostraram-se constantes, iguais a 170 kg/m3, com variao muito pequena de 3%;

taxa de armadura em paredes (peso total de ao / metro linear em paredes de alvenaria estrutural) nota-se grande variabilidade dos ndices, o que pode ser atribudo ao fato das alvenarias destes edifcios possurem apenas armaduras construtivas, o que pode variar dependendo do cliente/construtor. Mesmo levando em conta que todos os projetos foram desenvolvidos pelo mesmo empresa de projeto, pode-se perceber diferenas no detalhamento, sendo ou no previstos grautes verticais por exemplo, conforme imposio de cada cliente. Nota-se que um dos resultados obtidos deste ndice (Edifcio Flix Saho) bastante diferente, cerca de 50% menor que os outros, e pde-se notar que no projeto deste edifcio o uso de armadura, mesmo construtiva, foi bem abaixo do normal. A adoo ou no de grautes verticais construtivos fator relevante para este ndice;

taxa de armadura na laje do pavimento-tipo (peso total de ao / volume de concreto em lajes do pavimento tipo)- pode-se notar uma maior incidncia de valores em torno de 46 kg/m, mas um dos valores obtidos encontra-se bem abaixo, cerca 30 kg/m, o que pode ser atribudo ao fato destas lajes serem pr-moldadas e terem sido detalhadas apenas com armadura positiva;

rea de alvenaria estrutural / m de piso - pode-se notar um ndice por volta de 2,2 m/m, com discrepncia em um dos ndices, com valor de 3,3 m2/m;

blocos inteiros por m de alvenaria estrutural - este ndice apresenta-se bastante variado, devido diferena da famlia de blocos utilizada em cada edifcio. Conforme pode-se notar na Tabela 2, o Edifcio Flix Saho foi projetado utilizando blocos da famlia 15x30cm, podendo-se perceber, na Tabela 4, que so utilizados mais blocos inteiros por metro quadrado de alvenaria neste caso (utiliza-se mais blocos por metro quadrado, uma vez que os blocos so menores);

meios blocos/blocos inteiros - este ndice tambm apresentou grande variao, mostrando novamente a influncia da racionalizao na modulao. Nota-se que em um dos prdios (Edifcio Flix Saho), este ndice ficou bem abaixo dos demais, caso onde foi feita modulao com blocos da famlia 15x30cm;

canaleta/blocos inteiros - este ndice obteve maior incidncia de valores, entre 22% e 23%, sendo que um dos valores encontra-se bem abaixo, 10%, o que talvez possa ser explicado pela no utilizao de cintas intermedirias nas paredes.

6.2.2. Residncias de dois pavimentos

Comparando-se os ndices dos dois casos levantados para a tipologia de residncias de 2 pavimentos, pode-se perceber pequena variao entre os mesmos, exceto nos casos de:

taxa de armadura na laje - este ndice apresenta variabilidade considervel, talvez pela no adoo de armadura negativa;

blocos inteiros por m de alvenaria - este ndice apresenta-se bastante variado, podendo essa variao ser atribuda a diferenas na modulao. Apesar dos dois projetos terem sido concebidos na famlia 15x40cm, foram feitos alguns ajustes dimensionais (utilizao de blocos especiais de 34cm em pontos intermedirios da parede e no apenas nos cantos), no caso em que esse ndice maior.

7. CONSIDERAES FINAIS

Dentro da pequena amostra analisada neste trabalho preliminar, possvel perceber alguns ndices particulares que aparentam seguir um determinado padro. O ndice mdio de carga por m2 de pavimento, o ndice de consumo de ao por volume de concreto e o ndice de volume de concreto por m2 em vigas-baldrame, dentre os grupos analisados, entre outros, indicaram resultados uniformes.

Percebe-se, porm, que outros ndices encontram-se influenciados por decises adotadas nos projetos. Dentre alguns fatores identificados que influem nos ndices, incluem-se a adoo ou no de armadura negativa em lajes, a utilizao ou no de canaletas intermedirias e grautes verticais construtivos nas paredes, a existncia de uma modulao racionalizada. interessante destacar que mesmo em projetos realizados pelo mesmo escritrio pode haver discrepncia entre os ndices medidos, podendo-se perceber a influncia do cliente na adoo de um ou outro determinado fator.

Na continuao desta pesquisa, encontra-se em curso um levantamento mais exaustivo de ndices de projetos para edifcios em alvenaria estrutural, para que se possa ter um banco de dados que permita melhores anlises dos fatores estudados e que tambm possibilite disponibilizar ndices mdios de projeto.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

ABREU, M. G. de., NOVAES, C.C. Indicadores da Qualidade do Projeto do Edifcio sob a tica da Empresa Incorporadora - Construtora. So Carlos, 1999. 29 p. Relatrio de Iniciao Cientfica Universidade Federal de So Carlos.

LANTELME, E. M. V.; FORMOSO, C. T. e Tzorzopoulos P. Gesto da Qualidade na Construo Civil:Estratgias e Melhorias de Processos em Empresas de Pequeno Porte. Sistema de indicadores de e produtividade para construo civil . Vol 2, Porto Alegre: UFRGS/PPGEC/NORIE, 2001. 98 p.

NOVAES, C. C. Processo de projeto de edificaes: estruturao de informaes e indicadores para elaborao e controle da qualidade. In: II SIBRAGEQ - II Simpsio Brasileiro de Gesto da Qualidade e Organizao do Trabalho no Ambiente Construdo, 2001, Fortaleza, CE. Anais do II Simpsio Brasileiro de Gesto da Qualidade e Organizao do Trabalho no Ambiente Construdo. , 2001. v.1. p.1 - 14

SILVA, M.A.C. Metodologia de seleo tecnolgica na produo de edificaes com o emprego do conceito de custos ao longo da vida til. So Paulo, 1996. 336 p. Tese (doutorado) Escola Politcnica da Universidade de So Paulo, So Paulo, 1996.

Tabela 2 -Quantitativos para o grupo de edifcios de 4 ou 5 pavimentos

Dados Edifcio Flix Saho Edifcio Palmares Edifcio Francisco Morato

Nmero de pavimentos em alvenaria 4 5 4

Nmero de pavimentos em concreto 0 0 0

P direito 2,6 m 2,6 m 2,8 m

rea do pavimento tipo 169,5 m2 200,2 m2 176 m2

Tipo de estacas Pr-mold. (quadrada) Pr-mold. Pr-mold.

Dimenso das estacas 15 a 21,5 cm 10 a 15 cm 25 a 30 cm

Nmero de Estacas 32 70 57

Nmero de tipos de estacas 4 3 2

Somatrio das reaes nas estacas 7284 KN 10630 KN 9170 KN

Volume das vigas de fundao 12,1 m3 14,1 m3 12,4 m3

Seo principal de viga de fundao 24x40 cm 25x30 cm 25x30 cm

Nmero de largura de vigas 2 2 1

Nmero de altura de vigas 2 1 1

Consumo de ao em vigas baldrame 2013 Kg 2338 Kg 2117 Kg

Consumo de ao em paredes (pavimento tipo) 208 Kg 515 Kg 505 Kg

Permetro de paredes estruturais 142 m 170 m 208 m

Permetro de paredes no estruturais 11,3 m 5 m 23 m

Espessura mdia das lajes 0,08 m 0,09 m 0,09 m

Consumo de ao na laje do pavimento tipo 631 Kg 548 Kg 730 Kg

Famlia de blocos 15x30 cm 15x40 15x40 cm

Nmero de blocos inteiros (tipo) 3467 un. 2374 un. 2456 un.

Nmero de blocos especiais 34cm (tipo) 0 un. 568 un. 1320 un.

Nmero de meios-blocos (tipo) 245 un. 492 un. 420 un.

Nmero de blocos canaletas de 34cm (tipo) 0 un. 112 un. 232 un.

Nmero de blocos canaletas (tipo) 787 un. 244 un. 532 un.

Nmero de meia-canaleta (tipo) 38 un. 84 un. 38 un.

Nmero de blocos jota (tipo) 0 un. 0 un. 0 un.

Nmero de meio-jota (tipo) 0 un. 0 un. 0 un.

rea de forma em vigas baldrame 176,5 m 175 m 141 m

Tabela 3-Quantitativos de dados para o grupo de casas de 2 pavimentos:

Dados Residencial San Diego

Residencial Caribe Village

nmero de pavimentos em alvenaria 2 2

nmero de pavimentos em concreto 0 0 p direito 2,6 m 2,7 m

rea da residncia 206 m2 94 m2 tipo de estacas escavadas escavadas

Dimetro mdio das estacas 25 e 30 cm 25 e 30 cm Nmero de Estacas 80 34

Nmero de tipos de estacas 2 2 somatrio de reaes nas estacas 3732 KN 2085 KN

volume das vigas de fundao 12,65 m3 5,5 m3 seo principal de viga de Fundao 25x30 cm 25x30 cm

Nmero de largura de vigas 3 2 Nmero de altura de vigas 1 1

sees utilizadas 25x30, 15x30, 30x30 consumo de ao em vigas baldrame 758 kg 370 kg

consumo de ao em paredes 283 kg 136 kg permetro de paredes estruturais 183,8 m 101 m

permetro de paredes no estruturais 6,92 m 5 m espessura mdia das lajes 0,095 m 0,09 m

consumo de ao na laje do pav. tipo 1514 kg 463 kg consumo de ao para uma escada 0 kg 0 kg

rea da escada 4 m2 4,3 m2 famlia de blocos 15x40 cm 15x40 cm nmero de blocos inteiros 3396 un. 1582 un.

nmero de blocos especiais 34cm 1342 un. 713 un. nmero de meios-blocos 432 un. 258 un.

nmero de blocos canaletas de 34cm 0 un. 0 un. nmero de blocos canaletas 724 un. 180 un.

nmero de mella-canaleta 242 un. 64 un. nmero de blocos jota (tipo) 0 un. 0 un.

nmero de meio-jota (tipo) 0 un. 0 un. Compensador/ blocos inteiros 0 un. 168 un.

Meio Compensador/ blocos inteiros 0 un. 61 un. rea de forma em vigas baldrames 82 m 70 m

rea de forma (1 pav.) 115,6 m 43 m

rea de forma (cobertura) 103 m 46,5 m

Tabela 4 - Indicadores calculados

Edifcios de 4 e 5 pavimentos Sobrados

Palmares Flix Saho

Francisco Morato Mdia Mx. Mn.

San Diego

Caribe Village Mdia

Taxa de cargas kN/m2 10,6 10,7 13,0 11,5 13,0 10,6 9,1 11,1 10,1 Taxa de armadura em vigas baldrame

kg/m3 166 166 171 168 171 166 60 68 64

ndice de forma (baldrame)

m/m 0,87 1,04 0,80 0,91 1,04 0,80 0,40 0,74 0,57

ndice de concreto (baldrame)

m3/m 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,06 0,06 0,06

Taxa de armadura em paredes (por m de parede)

kg/m 2,26 1,46 1,80 1,84 2,26 1,46 1,54 1,35 1,44

Taxa de armadura em paredes (por m2 piso)

kg/m2 2,57 1,23 2,87 2,22 2,87 1,23 1,37 1,45 1,41

Taxa de armadura na laje do tipo

kg/m3 30 47 46 41 47 30 77 55 66

rea de Alvenaria Estrutural/ m de piso

m/m 2,2 2,2 3,3 2,6 3,3 2,2 2,3 2,9 2,6

rea de Alvenaria No Estrutural/ m de piso

m/m 0,06 0,17 0,37 0,20 0,37 0,06 0,1 0,1 0,1

Carga mdia nas estacas

KN/ estaca

152 228 161 180 228 152 47 61 54

Blocos inteiros por m de alvenaria

Unid/ m2

5,4 9,4 4,5 6,4 9,4 4,5 7,1 5,6 6,4

Meios-blocos/ blocos inteiros

% 21% 7% 17% 15% 21% 7% 13% 16% 15%

Bloco de 34cm/ blocos inteiros

% 24% - 54% 26% 54% 0% - - -

Canaleta/ blocos inteiros

% 10% 23% 22% 18% 23% 10% 21% 11% 16%