Resumo. Abstract ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC CBC2016 1

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ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2016 – 58CBC2016

Utilização de concretos com variação da resistência à compressão em

pilares – estudo de caso: Edifício de 30 pavimentos com resistência fixa

e resistência variável ao longo dos pavimentos

Use of concrete with a variation of the compressive strength pillars - Case study: building floors 30 with a fixed resistance and a variable resistance along the floor

Rohden, Abrahão Bernardo (1); Seelbach, Luis Carlos (2); Xavier Junior, João Edézio (3) (1) Professor Doutor, Departamento de Engenharia Civil/Fundação Universidade Regional de

Blumenau. E-mail: abrcivil@gmail.com

(2) Professor Mestre, Departamento de Engenharia Civil/Fundação Universidade Regional de Blumenau. E-mail: seelbach@furb.br

(3) Engenheiro Civil/ Fundação Universidade Regional de Blumenau. E-mail: joaoexjr@gmail.com

Resumo

A busca do emprego mais racional do concreto é uma tendência mundial. Em países como os Estados Unidos da América é corrente o emprego de resistências diferenciadas de concreto em uma mesma estrutura. O presente estudo tem por objetivo avaliar a viabilidade técnico-econômica da utilização de concreto com maior resistência à compressão em pilares através do estudo de caso de uma edificação em concreto armado de 30 pavimentos. Dois modelos foram propostos a serem dimensionados afim de avaliar os resultados em termos de quantitativo dos insumos acerca de concreto, aço e formas de madeira e dos custos finais dos modelos. O Modelo I consiste na utilização fixa da classe de resistência à compressão do concreto C25 nos pilares e com seção transversal variável ao longo dos pavimentos. Enquanto o Modelo II baseia-se na adoção variável da classe de resistência nos pilares e com seção constante ao longo dos pavimentos, sendo esta variação compreendida entre as classes C50 à C25, com redução de 5MPa a cada 5 pavimentos à medida que se aproxima da cobertura. Com a elaboração deste estudo, encontraram-se resultados favoráveis em termos técnico-econômicos apresentando uma economia em torno de 9,2% nos custos para o modelo com utilização de concretos com variação da classe de resistência nos pilares do que a mínima exigida pela NBR 6118 em função da classe de agressividade ambiental da localidade da edificação.

Palavra-Chave: viabilidade técnico-econômica; estrutura de concreto armado; resistência à compressão; pilares.

Abstract

The search for more rational use of concrete is a global trend. In countries like the United States is common the use of differentiated resistance of concrete in the same structure. This study aims to evaluate the technical and economic feasibility of using concrete with higher compressive strength in pillars through the case study of a building of reinforced concrete 30 floors. Two models have been proposed to be scaled in order to evaluate the results in terms of quantitative inputs about concrete, steel and wooden forms and final cost models. Model I is the use of fixed concrete C25 compressive strength class of the pillars and with varying cross section along the pavements. While the Model II is based on the variable adoption of the resistance element in the columns and with constant section along the floor, this being variation between classes C50 to C25, with a reduction of 5 MPa every fifth floor as it approaches the roof. With the preparation of this study, we met favorable results in technical and economic terms having an economy around 9.2% in costs for the model with the use of concrete with strength class of the variation in the columns than the minimum required by the NBR 6118 due to environmental aggression class location of the building.

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1 Introdução

Aïtcin (2000) afirma que em décadas passadas os projetistas estavam satisfeitos em projetar estruturas de concreto armado com o emprego de concretos com resistência a compressão reduzidas, que eram, econômicos e seguras para as necessidades da época. Contudo, com a criação de estruturas mais ousadas e de grande porte devido as inovações da engenharia e da arquitetura, o dimensionamento dessas estruturas tornava-se antieconômico e inviável com a utilização de concreto com resistências baixas (TORRICO, 2010; TUTIKIAN, HELENE e ISAIA, 2011). Contudo ainda hoje muitos projetistas optam pela utilização de resistências mínimas exigidas por norma.

O uso de concreto armado no Brasil é bastante difundido e considerado o padrão de construção no país. A sua forte aceitação e o crescente uso desse tipo de estrutura no mercado nacional são proporcionados por diversos fatores como a abundância dos seus materiais constituintes, a facilidade de aplicação do material que se molda a qualquer forma e ao seu custo-benefício (ANDRADE, 2006).

Em contrapartida, os edifícios estão cada vez mais altos devido à grande demanda por moradia e o alto custo dos terrenos nos dias de hoje. Sendo assim, os edifícios altos estão cada vez mais presentes no cenário da construção civil nacional (REINERT, 2014).

Entretanto, ao se projetar edifícios altos, os esforços nos primeiros pavimentos são elevados e se for adotada como resistência de projeto as resistências mínimas exigidas pela NBR 6118 (ABNT, 2014), as seções transversais dos pilares tornam-se mais robustas, demandando um maior consumo de material. Dessa maneira, a otimização deste tipo de estrutura em prol da redução de custos consiste no aproveitamento de concreto com maior resistência nos pilares, a fim de se obter seções transversais menores ou até mesmo constantes desses elementos e, de sobremaneira, a redução no consumo de aço (SANTOS

et al., 2015; REINERT et al., 2015).

Segundo Araújo (2014), esta redução pode ser exemplificada através do dimensionamento de um pilar de 20cm por 40cm, submetido a um esforço normal excêntrico a 25 centímetros do centro de gravidade da seção transversal na direção y (submetido a flexocompressão normal), e adotando quatro camadas de armadura (Figura 01).

Figura 01 – Pilar em flexocompressão normal. Fonte: Araújo (2014).

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redução de 3,12% para 1,37%.

Tabela 1 – Influência da resistência à compressão no consumo de aço em pilares.

𝒇𝒄𝒌 (MPa) 20 25 30 40 50

𝑨𝒔 (cm²) 24,95 21,31 18,53 13,86 10,93 𝑨𝒔

𝑨𝒄 (%) 3,12 2,66 2,32 1,73 1,37 Fonte: Araújo (2014) – adaptado pelo autor.

Nesse sentido, ao se dimensionar edifícios altos, a utilização de concreto com maiores resistências nos pilares proporciona uma redução no consumo de aço que, por sua vez, apresenta grande representatividade nos custos finais desse tipo de estrutura onde tende a favorecer economicamente e reduzir o investimento para execução de edifícios altos (REINERT, 2014; SANTOS, 2014).

Segundo LIMA (1997), tendo-se em vista a adoção de maiores resistências à compressão nos pilares, está também permite dimensionar elementos mais esbeltos, ou seja, torna-se possível projetar pilares com seções transversais menores em vista daqueles com a utilização de concreto com menor resistência à compressão

Dal Molin e Wolf (1990) dimensionaram e compararam dois modelos de um edifício de 15 andares e 320 m² de área construída por pavimento em prol de tal verificação. Este estudo foi baseado em dois modelos com adoção de resistências à compressão diferentes, sendo de 21MPa e 60MPa, respectivamente. Os resultados finais demonstraram a clara redução de custos com o aumento da resistência do concreto, chegando a 12% do valor total da estrutura (DAL MOLIN e WOLF, 1990).

Nesse sentido o presente trabalho tem como objetivo principal realizar a otimização de uma edificação de alturas elevadas em busca da redução de custos, o estudo avalia a viabilidade técnica-econômica da utilização de concreto com maior resistência nos pilares, na faixa entre as classes de resistência C25 e C50, no dimensionamento de uma estrutura de 30 pavimentos. Para isso inicialmente concebeu-se e dimensionou-se todos os elementos constituintes da supraestrutura de um edifício totalmente projetado com concreto C25. Otimizou-se então o modelo de adotando-se concretos com resistências maiores a partir dos pilares da cobertura. Determinou-se os quantitativos dos insumos dos dois modelos: concreto, aço e forma. Determinou-se os custos por insumo e os custos totais dos dois modelos. Verificou-se a influência do aumento da resistência à compressão do concreto no consumo de aço e na taxa de armadura dos pilares. E por fim elaborou-se um quadro comparativo entre os resultados obtidos acerca dos custos finais dos modelos.

2. Método

Para o dimensionamento dos modelos, a ferramenta de cálculo de estruturas em concreto armado empregou-se o software EberickV9, a fim de gerar os quantitativos de concreto, aço e formas de madeira.

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térreo, 28 pavimentos-tipo e uma cobertura. Os pavimentos-tipo apresentam 297,7m² de área e pé-direito de 2,80m.

O tipo de ambiente considerado para a edificação foi tipo urbana, com agressividade moderada, sendo classificada em CAA II. A definição da estrutura consiste de em lajes maciças apoiadas em vigas retangulares, e pilares de seções retangulares e em formato U. As dimensões das vigas e lajes foram escolhidas visando a maior padronização possível. Em função de os vãos entre eixos de pilares apresentarem 6 metros e a largura das paredes externa se de 20 centímetros, as seções transversais das vigas foram consideradas preliminarmente tendo largura igual da parede e altura aproximadamente 10% do vão. Assim, todas as vigas foram lançadas com 20 (cm) de largura por 70 centímetros de altura. Para efeito de cargas verticais permanentes sobre as vigas, foram consideras cargas proveniente das paredes em alvenaria de tijolo furado (𝛾_{𝑡𝑖𝑗𝑜𝑙𝑜} = 13kN/m³) com 2,1 m de altura, descontada a altura da viga, resultando em um carregamento linear de 5,46kN/m. As lajes utilizadas no projeto foram do tipo maciça com 12 centímetros de altura. Devido a não existência de um projeto arquitetônico específico, não foram consideradas cargas de paredes atuando sobre as mesmas. Entretanto, por se tratar de um edifício residencial, foram consideradas como cargas verticais permanentes e acidentais, conforme a NBR 6120 (ABNT, 1980), sendo carga permanente de revestimento de 1kN/m² e carga acidental devido ao uso e ocupação de 1,5kN/m².

Em todos os pilares foram utilizadas dimensões mínimas de 20 centímetros. Inicialmente todos os pilares foram adotados com seções de 20 centímetros por 100 centímetros, para posteriormente serem alterados após o processamento da estrutura.

E a fim de enrijecer a estrutura perante aos deslocamentos horizontais em função da ação do vento, fora considerado como sistema de contraventamento constituído por núcleo rígido. Este constitui-se de 4 pilares na região central da edificação, sendo 2 pilares em U na região da escada e da caixa do elevador (P3 e P14) e 2 pilares-paredes retangulares no centro da edificação (P8 e P9), conforme a Figura 02.

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As cargas provenientes da ação do vento são em função da velocidade básica do vento e dos fatores S1, S2 e S3 de acordo com a NBR 6123 (ABNT, 1988). As considerações acerca destas variáveis foram assim definidas sendo V0 igual a 42 m/s (Blumenau/SC), S1 igual a 1,0; S2 igual a 1,0 e S3 igual a 1,0.

As classes de resistência utilizadas no estudo compreendem do intervalo de C25 à C50, considerando que o agregado graúdo o granito. No caso das armaduras, foram definidas pela utilização de barras de aço das classes CA-50 e CA-60, abrangendo os diâmetros de 5,0mm; 6,3mm; 8,0mm; 10mm; 12,5mm; 16,0mm; 20,0mm; 25,0mm e 32,0mm.

De acordo com o item 14.2.2 da NBR 6118 (ABNT, 2014), a análise estrutural foi realizada a partir de um modelo estrutural realista, que permitiu representar de maneira clara todos os caminhos percorridos pelas ações até os apoios da estrutura e que permita também representar a resposta não linear dos materiais.

Nesse sentido, em busca do processamento mais realista da estrutura a fim de determinar os esforços atuantes em cada elemento, o processo escolhido para tal função fora através do processo por pórtico espacial.

Para o dimensionamento das seções finais dos elementos deste estudo, o procedimento adotado baseou-se através da análise conjunta do Estado Limite Último, Estado Limite de Serviço e os parâmetros de estabilidade global. Dessa forma, as seções dos elementos finais foram dimensionadas a fim de que todos estes critérios fossem atendidos.

A fim de verificar a estabilidade global da estrutura segundo os itens 13.3 e 15.5 da NBR 6118 (ABNT, 2014), foram avaliados através do coeficiente 𝛾_𝑧 para a classificação da estrutura em nós fixos ou nós móveis e deslocamentos limites da estrutura nas direções X e Y.

Conforme item 13.3 da NBR 6118 (ABNT, 2014), para a verificação dos deslocamentos em prol da verificação das flechas finais no pórtico devido ao efeito da fluência do concreto, são considerados a umidade relativa do ar de 70%; início do carregamento: 28 dias; e vida útil prevista: 50 anos. Com base no item 13.4 da NBR 6118 (ABNT, 2014) e em função da classe de agressividade ambiental II da localidade da edificação em estudo, a abertura máxima de fissuras a ser considerada é menor ou igual a 0,3mm.

Para avaliar a influência do aumento da resistência nos pilares no projeto estrutural em termos de redução de custos, foram propostos dois modelos estruturais (Modelo I e Modelo II), respeitando a classe de resistência mínima.

2.1 Modelo I

Este modelo caracteriza-se pela utilização de concreto com classe de resistência mínima e constante ao longo dos pavimentos. Como a edificação é classificada em classe do tipo II perante a agressividade ambiental, a resistência mínima a ser utilizada em projeto é a classe de resistência C25.

Portanto, todos os elementos estruturais constituintes do Modelo I, e em todos pavimentos da edificação, são dimensionados com resistência de 25MPa conforme a Figura 03.

2.2 Modelo II

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Figura 03 – Estrutura do Modelo I: fck constante. Figura 04 – Estrutura do Modelo II fck decrescente. Com o dimensionamento da estrutura realizou-se então o quantitativo dos insumos de cada modelo. Os custos unitários dos insumos foram considerados conforme a composição do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) para o Estado de Santa Catarina, com publicação em 22 de outubro de 2015.

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ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2016 – 58CBC2016 Tabela 2 – Custos unitários das formas de madeira.

Modelo Insumo Utilizações Custo Unitário

(R$/m²) I Forma de madeira compensada plastificada 5 25,00 II Forma de madeira compensada plastificada 8 21,21

Fonte: SINAPI (2015).

Quanto ao insumo concreto os seus custos unitários apresentados conforme a tabela 3, onde estão incluídos os serviços de fornecimento, lançamento e adensamento do concreto.

Tabela 3 – Custos unitários do concreto.

Insumos Unidade Custo Unitário

(R$/m³) Concreto Usinado Bombeado C25 - Lançamento e adensamento m³ 366,82 Concreto Usinado Bombeado C30 - Lançamento e adensamento m³ 377,50 Concreto Usinado Bombeado C35 - Lançamento e adensamento m³ 389,25 Concreto Usinado Bombeado C40 - Lançamento e adensamento m³ 442,78 Concreto Usinado Bombeado C45 - Lançamento e adensamento m³ 484,50 Concreto Usinado Bombeado C50 - Lançamento e adensamento m³ 554,71

Os custos unitários das barras de aço que compõe as armaduras dos elementos estruturais também incluem os serviços de fornecimento, corte com perda de 10%, dobra e colocação, sendo apresentados conforme a tabela 4.

Tabela 4 – Custos unitários do aço.

Insumos Unidade Custo Unitário

(R$/kg) Aço CA-60 φ5mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 7,40 Aço CA-50 φ6,3mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 7,62 Aço CA-50 φ8mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 7,62 Aço CA-50 φ10mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 7,62 Aço CA-50 φ12,5mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 7,62 Aço CA-50 φ15mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 6,23 Aço CA-50 φ20mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 6,23 Aço CA-50 φ25mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 6,23 Aço CA-50 φ32mm - Fornecimento, corte (c/ perda de 10%), dobra e colocação kg 6,23

3. Resultados

3.1 Pilares resultantes do Modelo I e Modelo II

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(Tabela 5). Já no Modelo II devido a variação da resistência dos pilares permitiu-se dimensioná-los com seção transversal constante e de menor dimensão comparado ao do Modelo I (Tabela 5).

Tabela 5 – Dimensões das seções (cm) dos pilares nos modelos I e II ao longo dos pavimentos.

Pilar Modelo I Modelo II

Ter–4° 5°–9 10°–14° 15°–19° 20°–24° 25°–Cob Ter–Cob 1; 5; 12; e 16 20x160 20x130 20x100 20x70 20x50 20x40 20x100 6 e 11 20x180 20x150 20x120 20x90 20x70 20x60 20x120 2; 4; 7 30x180 30x150 30x120 30x90 30x70 30x60 30x120 10; 13; P15 30x180 30x150 30x120 30x90 30x70 30x60 30x120 3 e 14 240x430 x20x30 240x430 x20x30 240x430 x20x30 240x430 x20x30 240x430 x20x30 240x430 x20x30 180x410 x20x20 8 e 9 40x300 40x300 40x300 40x300 40x300 40x300 40x300

3.2 Estabilidade Global

De acordo com o dimensionamento dos elementos em função dos Estados Limites, os parâmetros de estabilidade global são apresentados a seguir na Tabela 6. Verificou-se que os deslocamentos horizontais dos modelos respeitaram o deslocamento limite em ambas as direções, sendo determinado conforme o item 13.3 da NBR 6118 (ABNT, 2014).

Tabela 6 – Resultados da Análise Estática Linear dos Modelos.

Modelo

Coeficiente 𝛾𝑧 Deslocamento Horizontal Direção X Direção Y Direção X Direção Y Limite

(cm) (cm) (cm)

I 1,08 1,06 2,01 4,64

4,94

II 1,08 1,06 1,97 4,88

3.3 Consumo de Aço dos pilares

Analisando os resultados da Tabela 4, nota-se que com o aumento da resistência nos pilares possibilitou a redução de 34,46 toneladas de aço nos pilares, representando uma redução de 35,85% ao comparar o quantitativo de aço do Modelo II perante ao Modelo I. Dentre todos os insumos quantificados, o que apresentou a maior redução nos custos do Modelo II foi o aço, gerando uma economia de R$ 232.310 perante ao Modelo I. Com o aumento na resistência dos pilares do Modelo II, teve como principal resultado a otimização da quantidade de aço utilizado nos pilares deste modelo. Dessa forma, o Modelo II apresentou uma redução no custo de aço de 34,19% comparado aos custos do Modelo I.

3.4 Concreto dos pilares

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ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2016 – 58CBC2016 Tabela 4 - Comparativo do consumo de aço

Vergalhão de Aço (Material, corte, dobra e

colocação) Qtd (kg) V. Unitário (R$/kg) Subtotal (R$) Total Geral (R$) MO DE LO I CA-60, 5,0 mm 10.934,70 7,4 80.916,78 679.414,40 CA-50, 6,3 mm 2.021,10 7,62 15.400,78 CA-50, 8,0 mm 6.415,70 7,62 48.887,63 CA-50, 10,0 mm 18.867,60 7,62 143.771,11 CA-50, 12,5 mm 21.402,70 7,62 163.088,57 CA-50, 16,0 mm 23.288,90 6,23 145.089,85 CA-50, 20,0 mm 7.046,60 6,23 43.900,32 CA-50, 25,0 mm 6.157,20 6,23 38.359,36 MO DE LO II CA-60, 5,0 mm 12.819,20 7,4 94.862,08 447.104,18 CA-50, 6,3 mm 2.228,10 7,62 16.978,12 CA-50, 8,0 mm 1.962,90 7,62 14.957,30 CA-50, 10,0 mm 14.378,00 7,62 109.560,36 CA-50, 12,5 mm 15.878,70 7,62 120.995,69 CA-50, 16,0 mm 4.373,50 6,23 27.246,91 CA-50, 20,0 mm 3.908,30 6,23 24.348,71 CA-50, 25,0 mm 6.124,40 6,23 38.155,01 CA-50, 32,0 mm 0,00 6,23 0,00 Diferença -232.310,22 -34,19% Tabela 5 - Comparativo do consumo de concreto

Concreto usinado bombeável (com brita 0 e 1, slump = 100 mm +/- 20 mm -

inclui serviço) Qtd (m³) V. Unitário (R$/m³) Subtotal (R$) Total Geral (R$) MO DE LO I fck = 25 MPa 800,4 366,82 921.781,98 921.781,98 MO DE LO II fck = 25 MPa 122,6 366,82 675.425,67 944.852,97 fck = 30 MPa 122,6 377,50 46.281,50 fck = 35 MPa 122,6 389,25 47.722,05 fck = 40 MPa 122,6 442,78 54.284,83 fck = 45 MPa 122,6 484,50 59.399,70 fck = 50 MPa 111,3 554,71 61.739,22 Diferença 23.070,99 2,44%

3.5 Fôrma dos pilares

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estabelecido e sobrecarregava excessivamente o núcleo rígido. Apesar disso, o Modelo II apresentou por fim uma redução de área de forma de aproximadamente 98,1m².

O custo de formas entre os modelos apresentou uma redução de 15,5%, gerando uma economia de R$ 88,606,71. Esta redução de custos em termos de formas do Modelo II é devido ao maior aproveitamento e reutilização das formas devido ao fato da permanência de seções constantes ao longo dos pavimentos. Em contrapartida, no Modelo I haverá a necessidade da realização das modificações nas formas durante o processo executivo da estrutura no que se traduz em um aumento do custo final deste modelo, em virtude da adoção de resistência constante e seções variáveis dos elementos.

Tabela 6 - Comparativo Fôrma Qtd (m²) V. Unitário (R$/m²) Total (R$) MODELO I 22.831,3 25,00 570.780,00 MODELO II 22.733,2 21,21 482.173,29 Diferença - 88.606,71 - 18,38%

3.6 Comparativo geral

Em termos globais de custos, considerando-se os pilares, as vigas e as lajes os Modelos I e II apresentaram custos de R$ 3.033.206,69 e R$ 2.753.987,56, respectivamente. Na figura 5 são apresentados os custos totais de aço, concreto e forma para os dois modelos. Portanto, verifica-se que o custo final do Modelo II apresentou uma redução de 9,21%, totalizando uma economia de R$ 279.219,13 frente ao custo final do Modelo I (Figura 6).

Figura 5 – Custos totais por insumo dos modelos.

R$ 921.781,98 R$ 944.828,97 R$ 1.540.644,71 R$ 1.326.961,30 R$ 570.780,00 R$ 482.173,29 0 200.000 400.000 600.000 800.000 1.000.000 1.200.000 1.400.000 1.600.000 1.800.000 0 Cus tos to tai s po r i ns um o d os m od el os (R$) M-I M-II

Concreto

Aço

Forma de Madeira

M-II

M-I

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ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2016 – 58CBC2016 Tabela 6 - Variação de custo por insumo do Modelo II em relação ao Modelo I.

3.7 Taxa de armadura ao longo dos pavimentos

Os custos totais da estrutura aumentam quando se eleva a taxa de aço nos pilares (OLIVEIRA, OLIVEIRA NETO, 2009). Segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014), as taxas de armadura dos pilares podem variar entre os limites mínimo e máximo de 0,4% e 4,0%, respectivamente. Ao analisar os resultados apresentados na figura 9, nota-se uma tendência cíclica do aumento da taxa de armadura dos pilares do Modelo I.

Esta variação acontece a cada 5 pavimentos em função do incremento nas solicitações dos pilares que apresentam seção transversal e classe de resistência C25 constante. Dessa forma, com a permanência destas características constantes ao longo de 5 pavimentos, o resultado proporcionado é o aumento da taxa de armadura dos pilares a fim de suportar o incremento das solicitações à medida que se aproxima do último pilar desse conjunto, em sentido decrescente dos pavimentos.

Em contrapartida, no Modelo II tende-se a apresentar taxas mínimas de armadura em maior quantidade de pavimentos, devido a variação da resistência com seção constante ao longo de todos os pavimentos. Nesse sentido, percebe-se que com o aumento da resistência nos pilares, o consumo de aço e a taxa de armadura média destes elementos tendem a reduzir. Existem vantagens, tanto técnicas como econômicas em utilizar concreto de alto desempenho em estruturas. Além disso, o emprego de CAD em edifícios altos viabiliza pilares de menores dimensões, aumentando o espaço útil dos diversos pavimentos, principalmente nos andares baixos. E devido à diminuição da permeabilidade do concreto aumenta sobremaneira a durabilidade das estruturas (DAL MOLIN; WOLF, 1990).

+ R$ 23.070,99 -R$ 213.683,41 -R$ 88.606,71 - R$ 279.219,13 -350.000 -300.000 -250.000 -200.000 -150.000 -100.000 -50.000 0 50.000 100.000

Concreto Aço Formas Total

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Figura 7 – Taxa de armadura ao longo dos pavimentos

5 Conclusão

Em termos de volume de concreto, o Modelo II apresentou uma redução no quantitativo desse insumo, devido ao melhor aproveitamento da resistência nos pilares, que consequentemente proporcionaram a redução nas seções destes elementos. Porém, devido ao maior custo dos concretos mais resistentes, culminou em um acréscimo de R$ 23.070,99 (2,5%) perante aos custos deste insumo em relação ao Modelo I.

Nas formas de madeira, atrelado ao maior número de reutilizações em função da permanência de seções constantes dos pilares ao longo dos pavimentos do Modelo II devido a adoção de maiores resistências nos pilares, resultou em uma contribuição favorável em termos econômicos com a redução de custo neste insumo de R$ 88.606,70 (15,5%) frente ao Modelo I.

Porém, dentre os três insumos avaliados, o aço apresentou maior representatividade em termos de redução de quantitativo e custo final. Ao analisar a influência da resistência à compressão nos pilares, conclui-se que com o aumento desta tende-se a reduzir o consumo de aço e a taxa de armadura desses elementos. Sendo esta redução atrelada ao fato de que esses elementos são preponderantemente submetidos a esforços de compressão, ao se utilizar concretos com maior resistência, tende-se a gerar uma significativa redução no consumo de aço por volume de concreto e na taxa de armadura necessária para o seu

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dimensionamento. Nesse sentido, o Modelo II apresentou uma diminuição no consumo de aço de 11,6kg/m³ frente ao Modelo I, traduzindo em uma economia de R$ 213.683,41 (13,9%) para este insumo.

Portanto, analisando de forma global os resultados obtidos, os custos finais do Modelo I e II foram de R$ 3.033.206,69 e R$ 2.753.987,56, respectivamente. Dessa forma, conclui-se que a solução que apresenta a melhor viabilidade técnico-econômica para a estrutura de 30 pavimentos analisada é a do Modelo II, que consiste na adoção de concretos com maior resistência nos pilares do que a mínima exigida pela NBR 6118:2014 para este estudo de caso.

Sendo assim, mesmo com o maior investimento por parte da utilização de concretos com maiores resistências nos pilares entre as classes C25 à C50, nota-se que todo este investimento fora suprimido pela economia gerada em função da redução expressiva na quantidade e no custo final de aço.

Recomenda-se a complementação deste estudo com a adoção das classes C55 à C90 afim de avaliar qual seria a influência dos concretos de alta resistência ao serem aplicados nos pilares em termos técnicos, do quantitativo e dos custos finais da estrutura.

Além da utilização de concretos de alta resistência, sugere-se também avaliar qual seria a influência sobre os resultados em função da origem do agregado graúdo a ser utilizado na dosagem do concreto. Neste estudo fora considerado o uso de granito, porém com a variação do agregado tende-se a alterar as propriedades finais do concreto em termos do módulo de elasticidade do material. Nesse sentido, configura-se como uma possível complementação deste trabalho afim de inserir mais uma variável de estudo em prol da influência nos custos finais da estrutura.

A definição da resistência a ser adotada no projeto mostra-se de suma importância para a concepção da estrutura, pois os custos finais dependem diretamente das resistências utilizadas nos pilares. Portanto, a adoção de concretos com maiores resistências do que a mínima exigida por norma devem ser avaliados, pois conforme os resultados obtidos neste estudo, tende-se a resultados favoráveis em parâmetros técnicos e econômicos com a sua adoção.

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