JAMIL JOSÉ SALIM NETO
DIRETRIZES DE PROJETO PARA MELHORAR A PRODUTIVIDADE
NA MONTAGEM DE COMPONENTES CORTADOS E
PRÉ-DOBRADOS DE AÇO PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
DE EDIFÍCIOS
São Paulo 2009
JAMIL JOSÉ SALIM NETO
DIRETRIZES DE PROJETO PARA MELHORAR A PRODUTIVIDADE
NA MONTAGEM DE COMPONENTES CORTADOS E
PRÉ-DOBRADOS DE AÇO PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
DE EDIFÍCIOS
Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Engenharia
São Paulo 2009
JAMIL JOSÉ SALIM NETO
DIRETRIZES DE PROJETO PARA MELHORAR A PRODUTIVIDADE
NA MONTAGEM DE COMPONENTES CORTADOS E
PRÉ-DOBRADOS DE AÇO PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
DE EDIFÍCIOS
Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Engenharia
Área de Concentração:
Engenharia de Construção Civil e Urbana
Orientador: Prof. Livre-Docente Ubiraci Espinelli Lemes de Souza
São Paulo 2009
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais, Benjamin e Ana Maria, e a minha irmã Ana Cristina, pelo eterno carinho e companheirismo em todos os momentos da minha vida .
AGRADECIMENTOS
Ao professor Dr. Ubiraci Espinelli Lemes de Souza, pela orientação segura e atenta no decorrer de todo o trabalho e pela oportunidade de criar-se um vínculo de amizade que se fortalece cada vez mais.
Ao amigo Felipe Germano Morasco, pelo companheirismo e presteza durante toda a execução dessa pesquisa.
Ao doutorando Rodrigo Rosa Tomazetti, pela parceria no decorrer desta pesquisa.
Aos professores Francisco Ferreira Cardoso e Cláudio Vicente Mitidieri Filho, pelas importantes contribuições dadas ao trabalho durante a etapa de qualificação.
Ao pessoal do setor de informática (Patrícia, Rogério e Edson), pelo constante auxílio na interface entre este pesquisador e os computadores da pós-graduação.
A Engrácia, pela agilidade em resolver as questões financeiras relacionadas ao projeto de pesquisa.
A todos os professores da pós-graduação, pelas valorosas contribuições dadas para o amadurecimento do autor desse trabalho como pesquisador.
Aos meus familiares, pelas infinitas provas de carinho.
Aos amigos da pós-graduação Luciano, Diego, Odair, Ricardo Haito, Flávia, Camila, Renato, Eliane e Paulo, pelas inúmeras demonstrações de amizade.
A ArcelorMittal Aços, mais especificamente a Belgo, pela realização desta pesquisa.
As Construtoras, Gestores e Projetistas envolvidos nesta pesquisa, pelo interesse em participar desta pesquisa e a todos que colaboraram direta ou indiretamente na execução deste trabalho.
RESUMO
Este trabalho discute caminhos para tornar o projeto de detalhamento da armadura um indutor da melhoria da produtividade da mão-de-obra no serviço de armação. Uma revisão bibliográfica inicial precede a apresentação de estudos de campo, que foram realizados para se entender como a produtividade em armação varia. Tal entendimento (expresso na forma de faixas de variação da produtividade e apresentação dos fatores influenciadores) deu apoio a entrevistas com projetistas, visando levantar suas opiniões sobre as alterações no projeto, levando à melhoria da produtividade, que seriam mais viáveis de serem adotadas. Em paralelo, estudaram-se as diferentes formas de apresentação dos projetos de detalhamento da armadura e, uma vez descritas estas possibilidades, coletaram-se as opiniões de gestores da produção sobre as formas de representação mais convenientes. Todos estes conhecimentos, de base teórica e empírica, servem de subsídio para a tomada de decisões sobre diretrizes a serem seguidas na futura elaboração de projetos de detalhamento da armadura, o que é bastante desejável no sentido de se aumentar a competitividade das empresas de construção de edifícios.
Palavras-chave: Estrutura de concreto armado. Projeto de detalhamento das armaduras. Produtividade.
ABSTRACT
This thesis presents directions to make the steel reinforcement design a tool to improve rebar labor productivity. Bibliography review served as basis to go through a site study that allowed understanding rebar labor productivity variation. Such an information, expressed in terms of a labor productivity unit rate range associated to the influencing factors presentation, supported designers interviews where they stated the ideas they are willing to use in their designs to improve labor productivity. The thesis also discusses different approaches to be used in order to represent the product being defined in the design. In this case, production managers were listened to, aiming to understand the ones they prefer. The whole knowledge here described, coming from theory or reality evaluation, can help managers in taking decisions in relation to the steel reinforcement design directions to be followed. This can be very helpful to make construction companies more competitive.
Keywords: Steel reinforced concrete structures. Steel reinforcement design. Productivity.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 - Etapas do Método de Pesquisa... 5
Figura 2.1 - Modelo de transformação (SLACK ET AL, 1999)... 18
Figura 2.2 - Esquema genérico da produção de elementos de concreto armado ... 19
Figura 2.3 - Corte e dobra do aço em barras... 23
Figura 2.4 - Estoque do aço em barras... 23
Figura 2.5 - Montagem em obra... 25
Figura 2.6 - Estoque das armaduras em obra... 25
Figura 2.7 - Montagem em fábrica... 27
Figura 2.8 - Estoque das armaduras em fábrica... 27
Figura 2.9 - Fluxograma esquemático do serviço de armação (FREIRE, 2001)... 29
Figura 2.10 - Fluxograma esquemático do serviço de armação adotado nessa dissertação... 30
Figura 2.11 - Pré-montagem ... 30
Figura 2.12 - Montagem final... 30
Figura 2.13 - Produtividade entendida de forma ampla... 32
Figura 2.14 - Diferentes abrangências do estudo da produtividade (SOUZA, 2000)... 33
Figura 2.15 - Alojamento da armadura de flexão (notas de aula PEF 2303)... 45
Figura 2.16 - Alojamento da armadura junto à borda (notas de aula PEF 2303).. 45
Figura 2.17 - Alojamento da armadura de pele (notas de aula PEF 2303)... 46
Figura 2.18 - Bordas livres e aberturas (NBR 6118:2002) ... 49
Figura 2.19 - Fatores que afetam a produtividade (ARDITI, 1985)... 51
Figura 3.1 - Analiticidade do “produto” edifício (MARCHIORI, 2004)... 63
Figura 3.2 - Abordagem analítica do processo de produção e do produto... 65
Figura 3.3 - Estrutura de abordagem do projeto de detalhamento das armaduras (PDA)... 67
Figura 3.4 - Pilar sem a adoção de centena... 68
Figura 3.6 - Representação das posições das peças da armadura de pilar... 69
Figura 3.7 - Pilares agrupados... 70
Figura 3.8 - Pilar isolado... 70
Figura 3.9 - Detalhamento dos pilares para um pavimento... 71
Figura 3.10 - Detalhamento dos pilares para seqüência de pavimentos... 71
Figura 3.11 - Pilar hachurado... 71
Figura 3.12 - Vistas longitudinais (lado esquerdo) e transversais (lado direito).... 72
Figura 3.13 - Peça linha tracejada... 72
Figura 3.14 - Informações referentes a cada tipo de peça (barra longitudinal, estribo e gancho) do componente... 73
Figura 3.15 - Estribo com seqüência de informações diferente da usual... 74
Figura 3.16 - Alocação horizontal e alocação vertical do estribo e do gancho... 74
Figura 3.17 - Seção indicada ao lado do nome do componente... 75
Figura 3.18 - Comprimento adicional, ou seja, comprimento real total (Estribo Fechado)... 75
Figura 3.19 - Comprimento adicional, ou seja, comprimento real total (Gancho)... 75
Figura 3.20 - Sem comprimento adicional, ou seja, medidas externas (Estribo Segmentado)... 76
Figura 3.21 - Sem comprimento adicional, ou seja, medidas externas (Gancho)... 76
Figura 3.22 - Escala no detalhamento do pilar... 76
Figura 3.23 - Escala na legenda da prancha... 77
Figura 3.24 - Menor escala (1:50 e 1:25)... 78
Figura 3.25 - Maior escala (1:20 e 1:35)... 78
Figura 3.26 - Lista de Ferros dos pilares por pavimento (visão parcial)... 79
Figura 3.27 - Resumo de Aço dos pilares por pavimento... 79
Figura 3.28 - Lista de Ferros dos pilares para um conjunto de pavimentos (versão parcial)... 80
Figura 3.29 - Resumo de Aço dos pilares para um conjunto de pavimentos... 80
Figura 3.30 - Lista de Ferros dos pilares para um conjunto de pavimentos e cada pavimento desse conjunto (visão parcial)... 81
Figura 3.31 - Resumo de Aço dos pilares para um conjunto de pavimentos e cada pavimento desse conjunto que está vinculado a Lista de
Ferros... 81
Figura 3.32 - Resumos de Aço dos pilares para um conjunto de pavimentos e cada pavimento desse conjunto para a situação em que cada Resumo de aço atende a um pavimento... 81
Figura 3.33 - Viga sem a adoção de centena... 82
Figura 3.34 - Viga com a adoção de centena... 82
Figura 3.35 - Viga com nomenclatura diferente... 83
Figura 3.36 - Representação das posições das peças da armadura de viga... 83
Figura 3.37 - Vigas agrupadas... 84
Figura 3.38 - Vigas isoladas (mesmo detalhamento)... 84
Figura 3.39 - Viga detalhada mais de uma vez numa mesma prancha (parte 1).. 85
Figura 3.40 - Viga detalhada mais de uma vez numa mesma prancha (parte 2).. 85
Figura 3.41 - Seção de viga com cota... 86
Figura 3.42 - Seção de viga sem cota... 86
Figura 3.43 - Vistas longitudinais (lado esquerdo) e transversais (lado direito).... 87
Figura 3.44 - Uso de tracejado para representar algumas peças das armaduras das vigas... 88
Figura 3.45 - Tipos de peças que constituíam as armaduras das vigas... 89
Figura 3.46 - Costela com seqüência de informações diferente da usual... 89
Figura 3.47 - Estribo próximo a sua representação gráfica... 90
Figura 3.48 - Estribo próximo à viga... 90
Figura 3.49 - Trecho de viga delimitada por pilares... 90
Figura 3.50 - Trecho de viga definido em função da mudança de seção... 90
Figura 3.51 - Estribo fechado ... 91
Figura 3.52 - Estribo acorrentado... 91
Figura 3.53 - Duas escalas... 91
Figura 3.54 - Uma escala... 92
Figura 3.55 - Lista de ferros para um pavimento (versão parcial)... 92
Figura 3.56 - Resumo de aço para um pavimento... 93
Figura 3.57 - Lista de ferros para o conjunto de pavimentos (versão parcial)... 93
Figura 3.58 - Resumo de aço para a obra SP11 (conjunto de pavimentos)... 93
Figura 3.60 - Laje sem nomenclatura... 94
Figura 3.61 - Laje com nomenclatura diferente... 95
Figura 3.62 - Representação das posições das peças da armadura de laje... 95
Figura 3.63 - Armadura positiva com peças na transversal e longitudinal... 96
Figura 3.64 - Armadura negativa com peças na transversal e longitudinal... 96
Figura 3.65 - Armadura positiva com peças na transversal... 96
Figura 3.66 - Armadura positiva com peças na longitudinal... 96
Figura 3.67 - Armadura negativa com peças na transversal... 96
Figura 3.68 - Armadura negativa com peças na longitudinal... 96
Figura 3.69 - Representação de rebaixo sem hachura... 97
Figura 3.70 - Representação de rebaixo com hachura... 98
Figura 3.71 - Diferença de nível, das lajes, representado por hachura... 98
Figura 3.72 - Diferença de nível, das lajes, representado por corte... 99
Figura 3.73 - vista em planta da Laje ... 99
Figura 3.74 - Peça com linha tracejada... 100
Figura 3.75 - Visualização da peças e da região de distribuição delas... 100
Figura 3.76 - Caranguejo p/ h=10... 101
Figura 3.77 - Caranguejo p/ h=12... 101
Figura 3.78 - Caranguejo p/ h=14... 101
Figura 3.79 - Caracterização das peças de aço que constituíam as armaduras das lajes... 101
Figura 3.80 - Representação descritiva com seqüência de informações diferente... 102
Figura 3.81 - Indicação da altura (h) da laje... 102
Figura 3.82 - Escala que aparece na prancha igual à da legenda... 103
Figura 3.83 - Escala que aparece na prancha substituída na legenda por “Indicada”... 103
Figura 3.84 - Lista de Ferros das lajes para um pavimento tipo (visão parcial).... 104
Figura 3.85 - Resumo de Aço das lajes para um pavimento tipo... 104
Figura 3.86 - Lista de Ferros das lajes para um pavimento tipo, contabilizando as posições das armaduras positivas e negativas (visão parcial).... 105
Figura 3.87 - Resumo de Aço das lajes para um pavimento tipo... 105
Figura 3.88 - Resumo de Aço das lajes para o conjunto de pavimentos tipo abrangidos pela prancha... 105
Figura 3.89 - Etapas que geram os subsídios para a especificação quanto à
apresentação do PDA... 107
Figura 3.90 - Entrevistas com os gestores... 156
Figura 4.1 - Etapas para o alcance dos objetivos do capítulo... 178
Figura 4.2 - Planilha de coleta dos Homens-hora a ser preenchida pelo estagiário ou pesquisador desta pesquisa... 182
Figura 4.3 - Planilha de coleta dos Homens-hora a ser preenchida pelo encarregado... 182
Figura 4.4 - Planilha de coleta da quantidade de serviço executado diariamente na pré-montagem de pilares e vigas... 183
Figura 4.5 - Planilha para mensuração das RUP’s (parte 1)... 184
Figura 4.6 - Planilha para mensuração das RUP’s (parte 2)... 184
Figura 4.7 - Planilha usada na análise da tarefa pilar envolvendo todas as obras... 185
Figura 4.8 - Planilha usada na análise da tarefa viga envolvendo todas as obras... 185
Figura 4.9 - Planilha usada na análise da tarefa laje envolvendo todas as obras... 186
Figura 4.10 - Vista geral das torres analisadas na obra SP 11... 188
Figura 4.11 – Croquis da obra SP 11... 189
Figura 4.12 - Montagem final de pilares... 189
Figura 4.13 - Montagem final de vigas... 189
Figura 4.14 - Montagem final de lajes... 189
Figura 4.15 - Vista geral da torre analisada na obra SP 52... 190
Figura 4.16 - Croquis da obra SP 52... 191
Figura 4.17 - Pré-montagem de pilares... 191
Figura 4.18 - Montagem final de vigas... 191
Figura 4.19 - Montagem final de lajes... 191
Figura 4.20 - Vista geral das torres analisadas na obra SP 83... 192
Figura 4.21 - Croquis da obra SP 83... 193
Figura 4.22 - Pré-montagem de pilares... 193
Figura 4.23 - Montagem final de pilares... 193
Figura 4.24 - Montagem final de lajes... 193
Figura 4.26 - Croquis da obra SP 101... 195
Figura 4.27 - Montagem final de pilares... 195
Figura 4.28 - Montagem final de vigas... 195
Figura 4.29 - Montagem final de lajes... 195
Figura 4.30 - Vista geral da torre analisada na obra SP 121... 196
Figura 4.31 - Croquis da obra SP 121... 197
Figura 4.32 - Pré-montagem de vigas... 197
Figura 4.33 - Montagem final de vigas... 197
Figura 4.34 - Montagem final de lajes... 197
Figura 4.35 - Vista geral da torre analisada na obra SP 145... 198
Figura 4.36 - Croquis da obra SP 145... 199
Figura 4.37 - Pré-montagem de pilares... 199
Figura 4.38 - Pré-montagem de vigas... 199
Figura 4.39 - Montagem final de lajes... 199
Figura 4.40 - Vista geral da torre analisada na obra SP 169... 200
Figura 4.41 - Croquis da obra SP 169... 201
Figura 4.42 - Pré-montagem de pilares... 201
Figura 4.43 - Pré-montagem de vigas... 201
LISTA DE TABELAS
Tabela 1.1 - Classificação da pesquisa desenvolvida nesta dissertação... 4
Tabela 2.1 - Características de fios e barras... 21
Tabela 2.2 - Valores mínimos para armaduras passivas aderentes (NBR 6118:2002)... 48
Tabela 2.3 - Taxas mínimas de armadura de flexão (NBR 6118:2002) ... 48
Tabela 2.4 - Fatores de conteúdo – Pilares (ARAÚJO, 2005)... 53
Tabela 2.5 - Fatores de conteúdo – Vigas (ARAÚJO, 2005) ... 54
Tabela 2.6 - Fatores de conteúdo – Lajes (ARAÚJO, 2005) ... 55
Tabela 3.1 - Subsídios quanto à forma de representação dos PDA’s... 172
Tabela 4.1 - Produtividades das torres das obras levantadas... 203
Tabela 4.2 - Fatores realmente influenciadores da produtividade... 204
Tabela 4.3 - Quantificação dos fatores de conteúdo realmente influenciadores da produtividade... 206
Tabela 4.4 - RUP associada aos fatores de conteúdo – Pilar... 207
Tabela 4.5 - RUP associada aos fatores de conteúdo – Viga... 207
Tabela 4.6 - RUP associada aos fatores de conteúdo – laje... 207
Tabela 4.7 - Fatores potencialmente influenciadores da produtividade apontados em outras pesquisas... 208
Tabela 4.8 - Comentários dos projetistas a respeito dos fatores relevantes quanto ao elemento pilar... 218
Tabela 4.9 - Comentários dos projetistas a respeito dos fatores relevantes quanto ao elemento viga... 223
Tabela 4.10 - Comentários dos projetistas a respeito dos fatores relevantes quanto ao elemento laje Características de fios e barras... 227
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...
1
1.1 CONTEXTO DO TRABALHO... 1 1.2 OBJETIVO... 3 1.2.1 Objetivo principal... 3 1.2.2 Objetivos secundários... 3 1.3 METODOLOGIA... 4 1.3.1 Revisão Bibliográfica... 61.3.2 Método para analisar a produtividade em obra + Estudos de caso – obras + Entendimento da produtividade... 6
1.3.3 Nomenclatura/definições sobre PDA + Análise de projetos de detalhamento de armaduras + Entendimento das formas de representação do PDA... 7
1.3.4 Opinião dos projetistas... 7
1.3.5 Opinião dos gestores da produção... 7
1.3.6 Diretrizes para o projeto de detalhamento da armadura... 7
1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO... 8
2 PRODUTIVIDADE NO SERVIÇO DE ARMAÇÃO PARA
ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO... 10
2.1 ARMADURAS PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO... 10
2.1.1 O concreto armado... 10
2.1.2 As armaduras para a estrutura de concreto armado... 20
2.2 PRODUTIVIDADE... 32
2.2.1 Conceitos gerais... 32
3 DEFINIÇÃO
DE
DIRETRIZES
PARA
BALIZAR
A
REPRESENTAÇÃO DO PROJETO DE DETALHAMENTO DA
ARMADURA... 57
3.1 PROJETO DE DETALHAMENTO DA ARMADURA... 57
3.2 VISÃO ANALÍTICA DA ARMADURA ... 59
3.3 ESTUDOS DE CASO... 66
3.3.1 Pilares... 68
3.3.2 Vigas... 82
3.3.3 Lajes... 94
3.4 QUESTIONAMENTOS AOS GESTORES DA PRODUÇÃO DE ARMADURAS: PERGUNTAS E RESPOSTAS... 106
3.4.1 Idéia geral... 106
3.4.2 Material utilizado... 107
3.4.3 Questionamento e respostas obtidas dos gestores... 156
3.4.4 Análises das respostas e Subsídios obtidos... 172
4 DEFINIÇÃO DE DIRETRIZES PARA BALIZAR O CONTEÚDO
DO PROJETO DE DETALHAMENTO DE ARMADURAS... 177
4.1 PESQUISA DE CAMPO SOBRE PRODUTIVIDADE DA MÃO-DE-OBRA E FATORES DE CONTEÚDO POTENCIALMENTE INFLUENCIADORES DA MESMA... 178
4.1.1 Método para estudo da produtividade no serviço de armação... 178
4.1.2 Estudos de caso... 186
4.1.3 Resultados obtidos... 202
4.2 QUESTIONAMENTO AOS PROJETISTAS DO DETALHAMENTO DAS ARMADURAS... 210
4.2.1 Método... 210
4.3 COMENTÁRIOS FEITOS PELOS PROJETISTAS A RESPEITO DOS FATORES APRESENTADOS (FATORES INFLUENCIADORES DA PRODUTIVIDADE) QUANTO AO BALIZAMENTO DO PROCESSO DE PROJETO DE DETALHAMENTO DA ARMADURA EM TERMOS DE
CONTEÚDO... 218
4.3.1 Análise das respostas... 229
5 CONCLUSÕES... 231
5.1 CUMPRIMENTO DOS OBJETIVOS... 231
5.2 RELEVÂNCIA DO TRABALHO... 232
5.3 NOVOS DESAFIOS A SEREM VENCIDOS... 234
