De acordo com Castilho (1998), o efeito do enrijecimento na estrutura pro- vocado por estes elementos de vedac¸ ˜ao tem sido geralmente desprezado no dimensi- onamento do restante dos elementos da estrutura. Por ´em, j ´a existe diversos estudos que avaliaram que tais elementos, dependendo de seu tipo de ligac¸ ˜ao com a estrutura principal, contribuem significativamente na rigidez lateral das edificac¸ ˜oes e que assim auxiliam na resist ˆencia das ac¸ ˜oes laterais.
As placas utilizadas para vedac¸ ˜ao em barrac ˜oes industriais, quase sempre s ˜ao estruturais, j ´a que ajudam a contraventar a estrutura de grande altura e que est ´a sujeita a ac¸ ˜ao de vento lateral, como mostra a Figura 11.
Figura 11: Utilizac¸ ˜ao dos pain ´eis pr ´e-fabricados de concreto em barrac ˜oes industriais
Fonte: (MODULAR ENGENHARIA, 2009)
J ´a o painel n ˜ao estrutural, somente suporta as cargas referentes `as fases transit ´orias, ao seu peso pr ´oprio, a ac¸ ˜ao do vento e de forc¸as s´ısmicas, quando houver, e que tamb ´em transferem cargas desprez´ıveis do restante da estrutura para os apoios (ACI, 1993).
A principal vantagem citada por Silva (2003), dos pain ´eis n ˜ao estruturais ´e a possibilidade de remov ˆe-lo, sem afetar a estabilidade estrutural de toda a edificac¸ ˜ao.
4.2 FABRICAC¸ ˜AO DOS PAIN ´EIS PR ´E-MOLDADOS DE CONCRETO
A primeira etapa para a fabricac¸ ˜ao dos pain ´eis pr ´e-moldados de concreto ´e o projeto completo das pec¸as. Esse projeto deve contemplar todas as fases com
4.2 Fabricac¸ ˜ao dos pain ´eis pr ´e-moldados de concreto 32
todos os detalhes necess ´arios para a fabricac¸ ˜ao, manuseio e montagem dos produtos pr ´e-moldados.
O detalhamento das pec¸as deve ser feito de acordo com o tipo do projeto no qual vai ser empregado, levando em considerac¸ ˜ao a localizac¸ ˜ao das janelas, portas, vigas, pilares, encanamentos e outros elementos. Este detalhamento deve fornecer o tamanho, forma, dimens ˜oes de cada componente, assim como suas conex ˜oes com a estrutura principal e reforc¸os se necess ´ario e tamb ´em o tipo de selante a ser utilizado nas juntas entre pain ´eis (ACI, 1993).
Com o projeto em m ˜aos, faz-se a escolha do tipo de formas determinada pela possibilidade de reaproveitamento da mesma, o que diminui os custos relativos `a produc¸ ˜ao dos pain ´eis. O tipo mais usual ´e o molde met ´alico, que s ˜ao os mais indicados, j ´a que tem um custo maior n ´umero de reutilizac¸ ˜ao que os moldes feitos de madeira, que t ˆem um menor custo inicial. Geralmente para os pain ´eis estruturais usa-se as formas do tipo bateria apoiadas sobre quadro met ´alico como exemplificado na Figura 12 .
Figura 12: F ˆormas do tipo bateria utilizadas para a fabricac¸ ˜ao dos pain ´eis
Fonte: (FREITAS, 2011)
A dosagem do concreto ´e feita de acordo com as caracter´ısticas dos ma- teriais utilizados pensando no seu desempenho, que deve ser como especificado em projeto. O manual de Construc¸ ˜ao em Ac¸o (SILVA, 2003) cita que a dimens ˜ao m ´axima caracter´ıstica do agregado usual ´e de 20 mm, o que facilita o acabamento superfi- cial desejado quando as placas n ˜ao ser ˜ao submetidas a nenhum tipo de acabamento est ´etico.
4.2 Fabricac¸ ˜ao dos pain ´eis pr ´e-moldados de concreto 33
O concreto utilizado nos pain ´eis ´e geralmente auto-adens ´avel e tem adic¸ ˜ao de fibras de polipropileno. Estes elementos possuem basicamente dois tipos de ar- madura: simples e centralizada ou dupla, conforme projeto estrutural elaborado para cada empreendimento. O cobrimento de concreto das armaduras ´e garantido pelo po- sicionamento de espac¸adores pl ´asticos nas telas. No caso de pain ´eis com duas telas, o espac¸amento entre as telas ´e garantido com o uso de separador tipo ”caranguejo”em ac¸o. A resist ˆencia m´ınima do concreto, na desenforma, ´e de 8 MPa (SILVA, 2011).
Ap ´os a preparac¸ ˜ao da armadura e colocac¸ ˜ao dos espac¸adores e separa- dores tipo caranguejo entre as telas ´e feito o fechamento e travamento das formas met ´alicas e posterior lanc¸amento do concreto.
Depois da concretagem, as pec¸as s ˜ao armazenadas e ´e feito o controle de qualidade conforme procedimento espec´ıfico da f ´abrica e ent ˜ao ´e feita a cura por aspers ˜ao de ´agua ou a vapor por aproximadamente 48 horas. Em seguida, as pec¸as s ˜ao armazenadas em local definitivo (SILVA, 2011).
A desf ˆorma ocorre aproximadamente 20 horas ap ´os a concretagem, ou como cita o Manual de Construc¸ ˜ao em Ac¸o: pain ´eis de Vedac¸ ˜ao (SILVA, 2003) no m´ınimo, ap ´os 16 horas do preenchimento ou at ´e o painel adquirir resist ˆencia sufici- ente para os esforc¸os que incidir ˜ao durante a desf ˆorma, o manuseio, o transporte e o ic¸amento do elemento. O processo referente a desf ˆorma dos elementos pode ser observado na Figura 13.
Figura 13: Processo de desf ˆorma dos pain ´eis pr ´e-fabricados Fonte: (FREITAS, 2011)
4.2 Fabricac¸ ˜ao dos pain ´eis pr ´e-moldados de concreto 34
das e ic¸adas at ´e seu local definitivo, com posterior ligac¸ ˜ao na estrutura principal. A colocac¸ ˜ao da placa no seu local ´e feita com aux´ılio de um caminh ˜ao, atrav ´es de suas alc¸as, como mostra a Figura 14.
Figura 14: Ic¸amento de uma placa de vedac¸ ˜ao pr ´e-fabricada Fonte: (MODULAR ENGENHARIA, 2009)
Ap ´os colocadas as placas no seu local definitivo da estrutura, colocam-se f ˆormas met ´alicas na regi ˜ao das juntas entre pain ´eis, para preenchimento das mesmas com graute ou material semelhante. Se o painel n ˜ao tiver acabamento arquitet ˆonico de f ´abrica, depois de preencher as juntas, ´e poss´ıvel fazer o acabamento desejado (SILVA, 2003).
35
5 PROCESSO DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE PLACAS PR ´E-MOLDADAS
O processo de dimensionamento das placas pr ´e-moldadas ´e muito seme- lhante ao de qualquer outro elemento estrutural de concreto armado, diferenciando-se apenas pela adic¸ ˜ao de esforc¸os que ocorrem em fases espec´ıficas da sua fabricac¸ ˜ao, as chamadas fases transit ´orias, como por exemplo, manuseio e transporte dos ele- mentos. De acordo com Castilho (1998), pode-se dizer que este dimensionamento segue as seguintes etapas:
• Definic¸ ˜ao do tamanho inicial do painel, levando em considerac¸ ˜ao a disponibili- dade de meios de transporte adequados;
• Delimitac¸ ˜ao das cargas as quais os pain ´eis estar ˜ao submetidos, geralmente: ac¸ ˜oes permanentes (peso pr ´oprio), ac¸ ˜oes provenientes do vento, ac¸ ˜oes devido
`a variac¸ ˜ao de temperatura e ac¸ ˜oes resultantes das fases transit ´orias;
• Com as cargas definidas, encontra-se qual dever ´a ser a resist ˆencia do concreto utilizado e tamb ´em o tipo de armadura a ser colocada;
• Determinac¸ ˜ao da espessura final do painel;
• C ´alculo da armadura de flex ˜ao assim como sua verificac¸ ˜ao para as fases tran- sit ´orias;
• Marcac¸ ˜ao dos pontos onde ter ˜ao as ligac¸ ˜oes com a estrutura principal;
• Dimensionamento das ligac¸ ˜oes, nos pontos localizados anteriormente, com uma forc¸a unit ´aria aplicada;
• Verificac¸ ˜ao da acomodac¸ ˜ao pelas ligac¸ ˜oes do momento causado pelas ac¸ ˜oes. Todo esse procedimento deve ser feito balizado por normas vigentes que tratam do assunto, j ´a que estar em conformidade com normas poupa tempo, esforc¸o e despesas bem como gera seguranc¸a e maior efici ˆencia nos procedimentos.
No entanto, no Brasil atualmente n ˜ao h ´a uma norma que especifique dire- tamente os procedimentos de projeto e execuc¸ ˜ao destas placas de vedac¸ ˜ao. Este fato
5 Processo de projeto e dimensionamento de placas pr ´e-moldadas 36
pode ser justificado pelo crescimento do seu uso ser recente ou pelo fato de que ape- nas h ´a pouco tempo as placas passaram a assumir certas func¸ ˜oes estruturais (como vedac¸ ˜ao de locais que armazenam gr ˜aos, por exemplo).
Como as placas foram, durante anos utilizadas somente com func¸ ˜ao arqui- tet ˆonica, devendo suportar apenas seu pr ´oprio peso, n ˜ao era cr´ıtico para sua aplicac¸ ˜ao, a determinac¸ ˜ao de m ´etodos para o c ´alculo de sua sec¸ ˜ao transversal e armadura. No entanto, atualmente este tipo de elemento tem sido empregado em barrac ˜oes indus- triais e silos de armazenamento, de forma a estar submetida a esforc¸os adicionais.
As normas brasileiras analisadas neste trabalho s ˜ao: a NBR 9062/2001, “Projeto e Execuc¸ ˜ao de estruturas de concreto pr ´e-moldado”, (ABNT, 2006) e tamb ´em a NBR 6118/2014 “Projeto e Execuc¸ ˜ao de estruturas de concreto armado”, (ABNT, 2014), uma vez que esta ´e vinculada `a anterior.
A NBR 9062 (ABNT, 2006), cita apenas algumas diretrizes referentes ao dimensionamento, dando maior ˆenfase `a crit ´erios de fabricac¸ ˜ao. No entanto, n ˜ao ba- liza o dimensionamento no tocante `a valores m ´aximos e m´ınimos para a geometria e armadura das placas.
Os pontos de dimensionamento e projeto tratados na NBR 9062 (ABNT, 2006) s ˜ao algumas toler ˆancias a serem consideradas levando em conta os desvios de produc¸ ˜ao, locac¸ ˜ao e montagem dos elementos e algumas an ´alises sobre as cargas referentes `as fases transit ´orias presentes.
Como a NBR 9062 (ABNT, 2006) est ´a vinculada `a NBR 6118 (ABNT, 2014), pesquisou-se tamb ´em essa norma com o objetivo de encontrar quais s ˜ao as instruc¸ ˜oes para se fazer o dimensionamento das placas de vedac¸ ˜ao pr ´e-moldadas.
Na NBR 6118 (ABNT, 2014) podem ser encontradas algumas considerac¸ ˜oes iniciais para o dimensionamento. As principais s ˜ao: a classe do concreto que deve ser utilizada (a resist ˆencia caracter´ıstica m´ınima do concreto, bem como o fator ´agua/cimen- to) e o cobrimento necess ´ario para protec¸ ˜ao da armadura de acordo com a classe de agressividade ambiental do meio definitivo em que a estrutura ser ´a colocada; quais ac¸ ˜oes est ˜ao atuando e como devem ser consideradas (valores de c ´alculo, coeficien- tes de ponderac¸ ˜ao e combinac¸ ˜oes poss´ıveis).
No cap´ıtulo 6 dessa mesma norma brasileira, pode-se encontrar as dire- trizes para a durabilidade das estruturas de concreto, que engloba os par ˆametros a serem adotados de acordo com a classe de agressividade ambiental do local defini- tivo da estrutura.
5 Processo de projeto e dimensionamento de placas pr ´e-moldadas 37
O cap´ıtulo 7 da mesma norma, abrange a classe de concreto m´ınima a ser utilizada dependendo da pec¸a a ser produzida e da classe de agressividade ambi- ental encontrada atrav ´es do cap´ıtulo anterior, bem como a relac¸ ˜ao ´agua/cimento do concreto utilizado.
J ´a o cap´ıtulo 11 da NBR 6118 (ABNT, 2014), discorre sobre as ac¸ ˜oes a se- rem consideradas no projeto estrutural de um elemento, com as ponderac¸ ˜oes (majora- c¸ ˜oes e coeficientes de seguranc¸a) a serem feitas e tamb ´em como devem ser feitas as combinac¸ ˜oes em vista de encontrar o valor final do carregamento atuante.
O cap´ıtulo 16 complementa o cap´ıtulo 11, pois fala dos princ´ıpios gerais de dimensionamento, verificac¸ ˜ao e detalhamento de elementos em concreto armado, de forma a garantir a seguranc¸a em relac¸ ˜ao aos estados limites (de servic¸o e ´ultimo) da estrutura. Por ´em, nenhum dos par ˆametros comumente adotados no dimensionamento de estruturas de concreto est ˜ao dispon´ıveis para as placas pr ´e-moldadas.
Como as duas normas brasileiras citadas anteriormente (NBR 9062 (ABNT, 2006) e NBR 6118 (ABNT, 2014)) n ˜ao tratam o dimensionamento de placas com pro-
fundidade, buscou-se ent ˜ao normas e guias internacionais, j ´a que a utilizac¸ ˜ao das placas de vedac¸ ˜ao pr ´e-moldadas fora do Brasil ´e consideravelmente maior.
Portanto, neste trabalho analisou-se tamb ´em um guia elaborado pela ACI (American Concrete Institute), o ACI 533R-93, do ano de 1993, intitulado “Guide for Precast Concrete Wall Panels” e que por sua vez est ´a ligado ao manual criado pelo PCI (Precast and Prestressed Concrete Institute), denominado “PCI Design Hand- book: Precast and Prestressed Concrete”, de 2010.
Estes dois guias de insituic¸ ˜oes americanas de concreto estabelecem diretri- zes para o projeto, dimensionamento e execuc¸ ˜ao de elementos estruturais de concreto armado. No caso do segundo guia, o “PCI Design Handbook: Precast and Prestres- sed Concrete” (PCI, 2010), aborda instruc¸ ˜oes para o dimensionamento de estruturas pr ´e-moldadas e protendidas.
O pr ´oprio American Concrete Institute, salienta que o seu manual ´e uma compilac¸ ˜ao de informac¸ ˜oes contidas em v ´arios relat ´orios anteriores `a publicac¸ ˜ao do guia, juntamente com experi ˆencias dos membros e novas informac¸ ˜oes contidas em pesquisas de desenvolvimento da ind ´ustria (ACI, 1993). Este documento ´e vinculado `a outro, do mesmo instituto, o ACI 318-08, de 2008, que tem como t´ıtulo:“Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary ”‘, e traz os par ˆametros e requisitos para construc¸ ˜oes em concreto armado no geral.
5.1 Conformidade de projeto e dimensionamento com as normas t ´ecnicas vigentes 38
O ACI 318-08, abrange os materiais, projeto e construc¸ ˜ao de concreto es- trutural utilizado em edif´ıcios e quando aplic ´avel, em elementos n ˜ao estruturais. Este c ´odigo engloba tamb ´em os m ´etodos avaliativos de resist ˆencia de estruturas de con- creto existentes.
Ap ´os a an ´alise das normas brasileiras que deveriam conter diretrizes quanto as placas pr ´e-moldadas e outros manuais e guias que pudessem trazer maiores infor- mac¸ ˜oes quanto ao projeto destas pec¸as, um estudo de campo foi realizado em em- presas produtoras de elementos de concreto pr ´e-moldado, bem como em obras onde os pain ´eis de vedac¸ ˜ao vinham sendo utilizados.
Os aspectos analisados no estudo de campo quanto ao dimensionamento das placas pr ´e-moldadas foram:
(a) A conformidade de projeto e dimensionamento com as normas t ´ecnicas em geral; (b) A contabilizac¸ ˜ao das cargas referentes `as fases transit ´orias na fase de an ´alise
estrutural;
(c) O atendimento de recomendac¸ ˜oes da normas t ´ecnicas quanto `a classe do con- creto e cobrimento m´ınimo da armadura nas pec¸as.
Estes t ´opicos foram escolhidos, pois notou-se que s ˜ao nestes aspectos que quando falhos surgem as maiores e mais graves manifestac¸ ˜oes patol ´ogicas.
5.1 CONFORMIDADE DE PROJETO E DIMENSIONAMENTO COM AS NORMAS T ´ECNICAS VIGENTES
Como relatado anteriormente, as normas brasileiras de concreto armado e concreto pr ´e-moldado s ˜ao carentes de informac¸ ˜oes e par ˆametros para os pain ´eis de vedac¸ ˜ao pr ´e-moldados, tanto para o seu dimensionamento quanto para a sua produc¸ ˜ao.
Sendo assim, constatou-se atrav ´es das entrevistas realizadas com o en- genheiro civil respons ´avel de cada uma das empresas, que as normas brasileiras, ou qualquer outra norma ou manual, n ˜ao estavam sendo pouco ou n ˜ao utilizadas no processo de dimensionamento dos pain ´eis.
O projeto destas placas, tamb ´em nas duas empresas visitadas (A e B), ´e feito quase em sua totalidade com base no conhecimento t ´ecnico e pr ´atico do enge- nheiro civil atuante na empresa ou como no caso da empresa A, tamb ´em com base em experimentos realizados antes do in´ıcio da fabricac¸ ˜ao para comercializac¸ ˜ao.