DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
MARIO NESTOR ULLMANN
CONCRETO ESTRUTURAL PRÉ-MOLDADO
MARIO NESTOR ULLMANN
CONCRETO ESTRUTURAL PRÉ-MOLDADO
Relatório de Estágio Curricular Supervisionado Obrigatório do Curso de Engenharia Civil da Universidade do Planalto Catarinense – UNIPLAC – como requisito necessário para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientação: Professor, MSc. Engenheiro Civil, Carlos Tasior Leão.
MARIO NESTOR ULLMANN
CONCRETO ESTRUTURAL PRÉ-MOLDADO
Relatório de Estágio Curricular supervisionado apresentado ao departamento de Engenharia Civil da Universidade do Planalto Catarinense – UNIPLAC – como requisito necessário para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.
Lages (SC), 17 de junho de 2014.
_______________________
Prof. Carlos Eduardo de Liz – Supervisor Estágio
___________________________________ __________________________ Prof. Carlos Tasior Leão - Orientador Prof. Alexandre Tripoli Venção -
LISTA DE ABREVIATURAS
ABREVIATURAS PALAVRAS OU TERMOS
ABCI – Associação Brasileira da Construção Industrializada. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.
CREA – Conselho Regional de Engenharia e Agronomia. NBR – Normas Brasileiras.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Estrutura aporticadas com cobertura e elementos de fachadas ... 24 Figura 2 – Estrutura pré-moldada em esqueleto ... 24 Figura 3 – Estrutura de painéis combinada com estrutura em esqueleto ... 25 Figura 4 – Edifício com painéis estruturais de fachada e compridos painéis de
piso ... 26 Figura 5 – Estrutura párea fachadas e pisos, coberturas de grandes vãos
para edifícios de uso geral ... 26 Figura 6 – Sistemas celular de construção ... 27 Figura 7 – Residência e edifícios de apartamentos com estruturas de paredes
estruturais, transversais com painéis perimetrais ... 28 Figura 8 – Edifício para escritórios com estrutura em esqueleto e com
fachadas em concreto ... 28 Figura 9 – Edifício de escritório com grandes vãos ... 29 Figura 10 – Construção industrial com traves aporticadas ... 30 Figura 11 – Construção consiste grande espaço aberto paredes portantes e
cobertura de laje com elemento em duplo caimento. Estrutura aporticada com andar intermediário, tipo mezanino ... 30 Figura 12 – Estrutura sistema aporticado, elementos de laje em, duplo T com
duplo caimento para telhados duas água, apoiado em traves planas longitudinais ... 31 Figura 13 – Estrutura em esqueleto dividido em níveis para estacionamentos
com rampas retas entre os pisos intermediários ... 32 Figura 14 – Estrutura para arquibancada em concreto pré-moldado de uma
construção esportiva ... 33 Figura 15 – Fôrmas metálicas para produção de pré-moldados de concreto ... 36 Figura 16 – Processo de corte, dobra e controle das dimensões do aço das
Figura 17- Montagem da armadura com controle de espaçamentos entre
aços longitudinais e transversais ... 37
Figura 18 – Montagem da armadura de aço ... 38
Figura 19 – Montagem da armadura de aço ... 38
Figura 20 – Içamento de peça pré-moldada ... 39
Figura 21 – Alças e içamento de peças pré moldadas na movimentação dentro da fábrica. ... 39
Figura 22 – Montagem de uma concreteira na fábrica de pré-moldados ... 41
Figura 23 – Transporte do concreto da concreteira e enchimento de caçamba com comportas basculantes de aplicação do concreto nos moldes das fôrmas ... 41
Figura 24 – Aplicação do concreto nos moldes das fôrmas com sistema de caçamba com comportas basculantes ... 41
Figura 25 – Inspeção dos elementos pré-moldados ... 43
Figura 26 – Máquina de corte de fios e barras de aço ... 43
Figura 27 – Ligações das vigas com pilares por consoles em estrutura sistema esqueleto ... 48
Figura 28 – Ligações entre pilares e vigas por consoles e recortes das extremidades das vigas ... 48
Figura 29 – Elemento de fundação, sapata tipo cofre ... 49
Figura 30 – Inserção do pilar no elemento de fundação, sapata com cofre ... 50
Figura 31 – Máquinas e equipamentos para instalação dos elementos de fundações pilares, vigas, coberturas e pisos como lajes ... 51
Figura 32 – Montagem de um sistema de estrutura pré-moldada, instalação de pilares e vigas ... 52
Figura 33 – Instalação de elementos pré-moldados ... 52
Figura 34 – Estrutura pré-moldada convencional, sistema aporticado, montado 53 Figura 35 – Montagem de estrutura pré-moldada convencional, sistema aporticado. ... 53
Figura 36 – Detalhe de prótico de estrutura pré-moldada montada, sistema aporticado ... 54
Figura 37 – Sede da Empresa JR Materiais de Construção e Artefatos de Concreto Ltda., escritório e fábrica ... 58
Figura 39 – Fôrma dupla, em chapa de aço, para produção de painéis ... 60 Figura 40 – Fôrma de pilares, modulada em comprimento, com e sem
ranhuras de encaixe, com e sem consoles ... 60 Figura 41 – Fôrma de laje armada com malha e treliças de aço ... 61 Figura 42 – Armadura de aço para ser utilizada em painéis ... 62 Figura 43 – Bancada de medidas, cortes e dobras dos fios de aço para as
armaduras. ... 62 Figura 44 – Armadura instalada dentro de forma de pilar com console ... 62 Figura 45 – Concretagem de pilar e acabamento da face superior ... 63 Figura 46 – Laje concretada, aramada com malha de aço e duas vigas
treliçadas ... 64 Figura 47 – Concretagem de painel aramado ... 64 Figura 48 – Pilar desformado após a cura ... 65 Figura 49 – Casa de força da estação de bombeamento da SEAMASA no rio
Caveiras – Lages ... 66 Figura 50 – Casa de força – SEMASA, detalhe do console do pilar e apoios
das vigas e lajes pré-moldadas. ... 67 Figura 51 – Casa de força – SEMASA, detalhes da fundação, inserção do
pilar, apoiadas nas vigas sobre os consoles do pilares... 67 Figura 52 – Edificação comercial, estrutura em esqueleto com três
pavimentos, Lages – SC ... 68 Figura 53 – Edificação comercial, Lages – SC ... 68 Figura 54 – Edificação comercial, fechamento com painéis, Lages – SC ... 69 Figura 55 – Edificação com estrutura do tipo aporticada, fechamento com
painéis. Ginásio de esportes, Anita Garibaldi – SC ... 69 Figura 56 – Ginásio de esportes, Anita Garibaldi – SC ... 70 Figura 57 – Equipamento de perfuração do solo para construção de estaca
broca, moldada in loco, Lages-SC ... 72 Figura 58 – Preparo do concreto para concretagem da estaca broca,
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO ... 9
1 CONCRETO ESTRUTURAL PRÉ-MOLDADO ... 11
1.1 Caracterização da empresa e seu ambiente... 11
1.2 SITUAÇÃO PROBLEMÁTICA ... 11 1.2.1 Descrição do problema ... 11 1.2.2 Limites do projeto ... 12 1.3 OBJETIVOS ... 13 1.3.1 Geral ... 13 1.3.2 Específicos ... 13 1.4 Justificativa ... 14 2 REVISÃO DE BIBLIOGRAFIA ... 16
2.1 Definição de concreto pré-moldado ... 16
2.2 História do concreto pré-moldado ... 16
2.2.1 Período de 1950 a 1970 ... 17
2.2.2 Período de 1970 a 1980 ... 17
2.2.3 Período pós 1980 ... 17
2.3 Nomenclaturas e definições utilizadas no concreto de pré-moldados ... 17
2.3.1 Ajuste ... 18 2.3.2 Colarinho ... 18 2.3.3 Desvio ... 18 2.3.4 Dimensão básica ... 18 2.3.5 Elemento pré-moldado ... 18 2.3.6 Elemento pré-fabricado ... 19
2.3.7 Folga para ajuste negativo ... 19
2.3.8 Folga para ajuste positivo ... 19
2.3.9 Inserto ... 19
2.3.10 Ligações ... 19
2.3.12 Rugosidade ... 20
2.3.13 Tolerância ... 20
2.3.14 Tolerância global do elemento ... 20
2.3.15 Variação inerente ... 20
2.4 Princípios básicos do projeto ... 21
2.4.1 Possibilidades e restrições ... 21
2.5 Modulação ... 22
2.6 Padronização ... 22
2.7 Tolerâncias Dimensionais... 22
2.8 Sistemas Construtivos Pré-moldados ... 23
2.8.1 Definição dos sistemas construtivos ... 23
2.8.2 Sistemas estruturais básicos de pré-moldados ... 23
2.9 Aplicações dos sistemas estruturais ... 27
2.9.1 Residências ... 27
2.9.2 Escritórios ... 28
2.9.3 Hotéis e hospitais ... 29
2.9.4 Prédios escolares ... 29
2.9.5 Edifícios industriais e armazéns de múltiplo uso ... 29
2.9.6 Edifícios comerciais ... 30
2.9.7 Estacionamentos ... 31
2.9.8 Complexos esportivos ... 32
2.10 FABRICAÇÃO DE PEÇAS PRÉ-MOLDADAS ... 33
2.10.1 Fôrmas, propriedades e requisitos ... 33
2.10.2 Elementos constituintes de um sistema de fôrmas para pré-moldados ... 35
2.10.3 Materiais e racionalização dos sistemas de fôrmas ... 35
2.10.4 Armaduras de aço ... 36 2.10.5 Alças de içamento ... 38 2.10.6 Concreto ... 39 2.10.7 Concretagem ... 40 2.10.8 Aditivos químicos ... 42 2.10.9 Cura e desfôrma ... 42 2.11 Critérios de CONTROLE ... 43
2.11.1 Controle dos materiais ... 43
2.12 LIGAÇÕES DE PLACAS PRÉ-MOLDADAS ... 45
2.12.1 Especificações e detalhamento ... 45
2.12.2 Tipos de ligações e soluções ... 46
2.13 MONTAGEM DAS ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS ... 49
2.13.1 Especificação no projeto ... 49 2.13.2 Locação e fundações ... 49 2.13.3 Pilares ... 50 2.13.4 Vigas ... 51 2.13.5 Terças e cobertura ... 53 2.13.6 Águas pluviais ... 54 3 METODOLOGIA ... 55
3.1 Local do desenvolvimento do estágio ... 55
3.1.1 Sede da empresa ... 55
3.1.2 Locais de execução de obras ... 56
3.1.3 Relatórios das atividades diárias... 56
4 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NO ESTÁGIO ... 57
4.1 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA, SEU AMBIENTE E PERÍODO ... 57
4.2 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ... 58
4.2.1 Fabricação de elementos de concreto pré-moldados ... 59
4.2.2 Acompanhamento de montagens das estruturas pré-moldadas em projetos de edificações ... 65
4.2.3: Fundações profundas tipo estacas brocas ... 70
4.2.3 Cálculo de dosagem de concreto e verificação da resistência característica à compressão ... 73
4.2.3.1 Objetivo ... 73
4.2.3.2 Procedimentos do estudo de dosagem ... 73
4.2.3.3 Resultados e análise dos dados ... 74
4.2.3.4 Conclusão sobre o cálculo de dosagem do concreto ... 75
5 CONCLUSÃO ... 76
APRESENTAÇÃO
O uso do concreto pré-moldado na construção civil está relacionado a um método construtivo de edificações para diferentes finalidades, de forma econômica, rápida, durável, estruturalmente segura, com versatilidade em suas funções de uso e de formas e tipologias arquitetônicas. A indústria de estruturas pré-fabricadas está em contínua evolução para atender as demandas da sociedade em termos de economia, eficiência, desempenho técnico, segurança, condições favoráveis de trabalho e de sustentabilidade.
A evolução construtiva das edificações e das atividades da engenharia civil será marcada para o futuro pelo processo de industrialização e automação, criando-se um modelo moderno de pré-fabricação com uma filosofia industrial ao longo de todo o período do processo construtivo da edificação.
A pré-fabricação dos elementos estruturais de concreto é um processo industrial com grande potencialidade para o futuro deixando de ser uma variante técnica das construções de concreto moldadas no local. O projeto de engenharia deverá respeitar as demandas específicas e particulares dos sistemas construtivos pré-moldados.
Comparado aos métodos de construção civil tradicionais e outros materiais de construção, os sistemas pré-fabricados, como método construtivo, e o concreto estrutural, como material, tem muitas características positivas, cuja forma industrializada de construção apresenta muitas vantagens, tais como: produtos feitos na fábrica com trabalho permanente e moderno; uso otimizado de materiais e controle tecnológico e condições controladas; menor tempo de construção; instalações e construções em condições climáticas severa e adversas; qualidade e certificação; oportunidade de boa arquitetura; boa eficiência estrutural; adaptabilidade às novas exigências de utilização da edificação e construção menos agressiva ao meio ambiente.
Dada a importância da potencialidade do uso atual e futuro dos pré-fabricados de concreto armado, eles fornecem oportunidades aos profissionais da engenharia civil em poder atuar nos processos de projetos de elementos estruturais, nos processo de produção e controle nas fabricas de pré-moldados e projetos de execução de montagens de diferentes edificações e suas aplicações.
1 CONCRETO ESTRUTURAL PRÉ-MOLDADO
1.1 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA E SEU AMBIENTE
A Empresa concedente do Estágio, JR Materiais de Construção e Artefatos de Concreto Ltda, atua no ramo de produção de elementos de concreto pré-moldados em sua sede própria bem como na fabricação de peças pré-fabricadas no local da obra. A sede da Empresa, com escritório e parque de fabricação, está localizada na rua Engenheiro Paulo Ribeiro, s/n, bairro Promorar em Lages – SC.
As atividades da Empresa no ramo da engenharia da construção civil são diversificadas, prestando serviços na construção de pisos industriais de concreto polido, fundações rasas pré-moldadas e fundações profundas com estacas broca in
loco de diferentes diâmetros e profundidades, peças de elementos de concreto
estrutural pré-moldadas, como elementos de meso e superestruturas, pilares, vigas e lajes. Também fábrica peças como paredes em forma de painéis para fechamento e divisórias, blocos para muros de contenção de encostas em aço e concreto.
A Empresa tem registro no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia – CREA – SC, com responsável técnico, ao qual fica designada a supervisão técnica do Estágio concedido pela Organização. O Supervisor técnico, Engenheiro Civil de formação, é responsável pelas orientações técnicas, acompanhamento nas atividades de produção, transporte e instalações das estruturas de pré-moldados nas diferentes obras.
1.2 SITUAÇÃO PROBLEMÁTICA
1.2.1 Descrição do problema
cálculo do número de estacas nos pontos de carregamento no lançamento estrutural e também é exigida a capacidade de carga a qual é solicitada para resistir aos esforços, o que implica no cálculo de dosagem do concreto, seu preparo e lançamento com controle tecnológico.
As peças estruturais da meso e superestrutura como pilares, vigas e lajes para serem fabricadas exigem materiais selecionados, resistências de acordo com as especificações em projeto estrutural da edificação, instalações e ferramentas em todo o seu processo de fabricação, como fôrmas, moldes e acessórios, cálculo de dosagem do concreto, cálculo das armaduras, produção e lançamento do concreto nos moldes, tempo e método de cura, logística e equipamento de manipulação e transporte dos elementos estruturais bem como as técnicas de instalação das peças componentes que compõem a obra da edificação no local definitivo.
Toda a produção de peças estruturais na fábrica e a logística de manipulação, transporte e instalação na execução da obra deve obedecer ao estudo e cálculo da segurança e a estabilidade estrutural de acordo com as normas. Deve-se obedecer um rigoroso cálculo de custos de produção para obter-Deve-se viabilidade econômica financeira, eficiência e rapidez na produção, transporte e instalação, pois os pré-moldados estão intimamente ligados a esses fatores.
O estágio permitirá estudar e avaliar esses fatores intervenientes no método construtivo de estruturas pré-moldadas, constituindo-se em uma complementação aos estudos acadêmicos realizados nas diferentes disciplinas do Curso de Engenharia Civil desta Universidade.
1.2.2 Limites do projeto
Uma das limitações do presente projeto de estágio é a falta de um conhecimento técnico mais aprofundado sobre o tema por parte do estagiário, no que se diz respeito aos projetos de concepção e produção de elementos de concreto pré-molodados, manipulação, transporte e execução das instalações destes elementos para compor a edificação como um todo.
e instalação para que sejam atendidas as condições de estabilidade e segurança das edificações.
Conhecidos os limites, identificados os problemas, o estágio nesta área proporcionará o preenchimento destas lacunas através dos estudos de revisões bibliográficas e o acompanhamento com supervisão técnica e orientação técnica desde os projetos de edificações, produção de peças pré-moldadas, manipulação, transporte e execução das instalações destas estruturas para compor a edificação em seu local definitivo.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Geral
Acompanhamento do dimensionamento estrutural e de fabricação das peças de concreto pré-moldado, manipulação, transporte e execução das instalações para compor a edificação conforme especificação de projeto. Dimensionamento e acompanhamento nas instalações de fundações profundas tipo estacas broca conforme prescrições do projeto técnico.
1.3.2 Específicos
a) Identificação das peças estruturais de concreto pré-moldado no projeto das edificações, sua função, dimensionamento e acompanhamento do processo de fabricação.
b) Acompanhamento da manipulação, transporte e execução da instalação de elementos estruturais pré-moldados de concreto no local da obra da edificação.
c) Cálculo estrutural de fundação profunda, tipo estaca broca de concreto dentro da prescrição de Norma Técnica.
d) Cálculo de dosagem e controle tecnológico do concreto para fundações profundas tipo estaca broca; preparo e lançamento do concreto.
como os problemas de manipulação, transporte e execução da instalação dos elementos estruturais de pré-moldados.
f) Estudo e acompanhamento da execução dos tipos de ligações de peças de pré-moldados de concreto.
1.4 JUSTIFICATIVA
Muitas tipologias de edificações são adequadas para a utilização da construção pré-moldada onde a modulação é fator econômico importante no projeto e construção de edifícios como construções industriais, armazéns, construções comerciai, escritórios, escolas, estacionamentos, hospitais, hotéis, dentre outras instalações.
Para potencializar toas as vantagens do concreto pré-moldado a estrutura deve ser concebida de acordo com uma filosofia específica do projeto: grandes vãos, estabilidades apropriada e detalhes simples. O projetista deve considerar as possibilidades, as restrições e as vantagens do concreto pré-moldado, seu detalhamento, produção, manipulação, transporte, montagem e os estados limites em serviço antes de finalizar um projeto de uma estrutura pré-moldada.
Construções modernas de concreto pré-moldado podem ser projetadas de forma segura e econômica, com uma variedade de planos e com variações em relação ao tratamento das elevações para edifícios de vários pavimentos. A pré-moldagem oferece recursos e soluções consideráveis para melhorar a sua eficiência estrutural. Vãos grandes podem ser obtidos para elementos de vigas e de lajes. Para construções industriais e comerciais, os vãos de pisos podem chegar a grandes distancias o que melhora a eficiência na utilização destas áreas, menor custo construtivo e melhor adaptabilidade para novas utilizações, permitindo a retenção de seu valor comercial por mais tempo, isto é, um imóvel sempre valorizado ao passar do tempo.
construção onde o fator tempo de construção é importante. Empreendimentos industriais e comerciais impõem períodos curtos de tempo para projeto e execução das obras, exigindo velocidade nos cronogramas de execução.
2 REVISÃO DE BIBLIOGRAFIA
2.1 DEFINIÇÃO DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO
O termo pré-fabricação na área da construção civil é definido por Revel (1983) como sendo a fabricação de um certo elemento antes do seu posicionamento final na obra. A pré-fabricação no seu sentido mais amplo se aplica a toda fabricação de elementos de construção civil em indústrias, a partir de matérias primas e semi-produtos cuidadosamente selecionados e utilizados, sendo em seguida transportados ao local da obra definitiva e executada a montagem da edificação segundo as prescrições em projeto.
A Norma NBR 9062/2001 da ABNT – Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado define: elemento pré-moldado é aquele que é fabricado fora do local de utilização definitiva na estrutura da edificação, com controle de qualidade. Também define elemento fabricado como sendo elemento pré-moldado, executado industrialmente, mesmo em instalações temporárias em canteiros de obras sob condições rigorosas de controle de qualidade.
2.2 HISTÓRIA DO CONCRETO PRÉ-MOLDADO
Segundo a Associação Brasileira da Construção Industrializada – ABCI (1980); diz que a industrialização com racionalização de forma sistemática de pré-moldados de concreto teve seu inicio na década de 60 do século passado, período pós Segunda Guerra Mundial, principalmente na Europa, em função da necessidade da construção civil em grande escala devido a devastação das edificações decorrentes da guerra.
2.2.1 Período de 1950 a 1970
Período pós-guerra onde houve necessidades urgentes de construir edificações habitacionais, escolares, hospitais e industriais. Constitui-se em ciclo fechado de produção, construções uniformes, rigidez na arquitetura com flexibilidade nula, onde a pré-fabricação ocorreu com elementos pesados.
2.2.2 Período de 1970 a 1980
Período caracterizado por uma revisão no conceito de utilização nos processos construtivos de grande escala e grandes elementos pré-fabricados. Esta revisão deve-se devido a ocorrência de acidentes em edifícios construídos com grandes painéis pré-fabricados, teve início o declínio dos sistemas pré-fabricados de ciclo fechado de produção de elementos estruturais.
2.2.3 Período pós 1980
Consolidou-se a pré-fabricação de ciclo aberto de produção, com base em componentes compatíveis de diversas origens, onde várias empresas participavam de um projeto devido a padronização de elementos e componentes pré-fabricados, onde a modulação e padronização fornecem a base para a compatibilidade entre os elementos e subsistemas.
Atualmente preconiza-se os sistemas de ciclos flexibilizados, onde não apenas os componentes são abertos, mas todo o sistema, onde o projeto da edificação passa a ser aberto e flexibilizado para adequar-se a qualquer tipologia arquitetônica.
2.3 NOMENCLATURAS E DEFINIÇÕES UTILIZADAS NO CONCRETO DE PRÉ-MOLDADOS
quais são de grande importância na linguagem da construção civil neste método construtivo.
2.3.1 Ajuste
Diferença entre as medidas nominais de dimensão de projeto, reservado para a colocação de um elemento pré-moldado e medida nominal da dimensão do elemento pré-moldado. O ajuste pode ser positivo (+) ou negativo (-). O ajuste corresponde ao somatório das folgas existentes entre as peças para locação, dilatação e contração dos elementos pré-moldados. É negativo para a menor dimensão e positivo para a maior, isto é, na falta (-), na sobra (+).
2.3.2 Colarinho
Conjunto de paredes salientes do elemento de fundação que contornam a cavidade destinada ao encaixe de pilares neste elemento de fundação, sapata cofre.
2.3.3 Desvio
Diferença entre a dimensão básica e a correspondente executada, correspondendo aos desvios de produção das peças.
2.3.4 Dimensão básica
Dimensão do elemento pré-moldado estabelecida no projeto, estabelecidas as folgas necessárias para possibilitar a montagem.
2.3.5 Elemento pré-moldado
2.3.6 Elemento pré-fabricado
Peça pré-moldada, executada industrialmente, mesmo em instalações temporárias em canteiros de obras, sob condições rigorosas de controle de qualidade.
2.3.7 Folga para ajuste negativo
Diferença entre a medida máxima da dimensão de projeto reservada para a colocação de um elemento e a medida mínima da dimensão correspondente deste elemento, equivalendo a menor dimensão em extensão possível de apoio da peça.
2.3.8 Folga para ajuste positivo
Diferença entre a medida mínima da dimensão de projeto reservada para a colocação de um elemento e a medida máxima da dimensão correspondente do elemento, equivalendo ao espaço mínimo para viabilizar a montagem, encaixar a peça pré-moldada.
2.3.9 Inserto
Qualquer peça incorporada ao concreto na fase de produção para atender a uma finalidade de ligação estrutural ou para permitir fixação de outra natureza.
2.3.10 Ligações
2.3.11 Peças compostas
Elementos de concreto executadas em moldagens distintas e interligadas de forma a atuar em conjunto sob o efeito das ações aplicadas após a junção. A seção transversal da peça é denominada seção composta.
2.3.12 Rugosidade
Saliências e reentrâncias conseguidas por apicotamento ou processo de moldagem de maneira a criar irregularidades na superfície do elemento, quando em contato cria o atrito quando da atuação de forças sobre as peças.
2.3.13 Tolerância
Desvio permitido, valor máximo aceito para o desvio, para mais e para menos descrito no projeto. A tolerância é usada nas peças e nas folgas
2.3.14 Tolerância global do elemento
Soma estatística das tolerâncias positivas e negativas, em módulo constadas na fabricação e no posicionamento do elemento, formada com a tolerância de locação de módulo.
2.3.15 Variação inerente
2.4 PRINCÍPIOS BÁSICOS DO PROJETO
2.4.1 Possibilidades e restrições
Segundo Acker (2002) num projeto devem ser consideradas as possibilidades as restrições e vantagens da utilização do concreto, pré-moldado, seus detalhes, produção, transporte, execução da montagem e estados de serviço antes de completar o projeto da estrutura pré-moldada de uma edificação para uma dada utilização.
No estágio da concepção do projeto devem ser considerados os pontos descritos a seguir.
a) Filosofia específica do projeto:
Utilização de um sistema de contraventamento próprio, utilização de grandes vãos e assegurar a integridade estrutural.
b) Soluções padronizadas:
A padronização é fator importante de pré-fabricação, permitindo menores custos de produção, maior qualidade e execução rápida. É aplicado em modulação de projeto, padronização de produtos entre fabricantes e padronização interna para detalhes construtivos, alem da padronização de procedimentos para produção e montagem.
c) Detalhes simples:
O projeto de edificações de concreto pré-moldado deve envolver detalhes o mais simples possível, evitar situações complicadas e vulneráveis. Com isso a produção de peças pré-moldadas também são de projetos mais simples e simplicidade na montagem é também ganho de tempo.
d) Consideração das tolerâncias dimensionais
Inevitavelmente ocorrem diferenças entre as dimensões especificadas e as executadas, devendo estas variações serem admitidas no projeto, tais como: tolerâncias de absorção nas ligações entre peças e partes moldadas no local, almofadas ou aparelhos de apoio, curvaturas e movimentações como retração, fluência e expansão térmica devido a dilatação.
A pré-tração permite produção de elementos em longas pistas de protensão, padronização de componentes e detalhes, posição adequada dos detalhes e descrição simplificada, mas essencial, do projeto. Permite um controle de qualidade mais rigoroso no processo de fabricação das peças.
2.5 MODULAÇÃO
Módulo é uma medida usada em componentes estruturais, em construções pré-moldadas, relacionando à padronização dos produtos. A modulação de sistemas estruturais , como por exemplo, um pórtico, traz economia na produção de seus elementos e na execução da montagem.
O módulo básico é ‘3M, 12M, sendo M = 100mm (ACKER, 2002). Os pilares são posicionados, por exemplo, no centro do eixo modular.
2.6 PADRONIZAÇÃO
A padronização de elementos pré-moldados se limita a detalhes, dimensões e geometria das seções transversais e longitudinais, recrutamento ao comprimento das unidades. Os produtos tipos padronizados são: pilares, vigas e lajes de pisos. São produzidos em fôrmas pré-estabelecidas, sendo que o projetista pode selecionar o comprimento, dimensões e capacidade de carga dentro de certos limites. Essas informações devem ser repassadas pelos fabricantes em seus catálogos técnicos. Escadas, rampas, sacadas, elementos de formatos especiais também são fabricados com padronização.
2.7 TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS
são os desvios dos eixos e dos níveis no início da construção, erros admissíveis de locação ou variações na locação dos elementos de fundação, eixo dos pilares. Os desvios de montagem ocorrem duramente o levantamento da estrutura com relação à posição, cotas e ao alinhamento entre os elementos. Também ocorrem desvios na prumagem dos elementos verticais, como pilares e paredes estruturais, sob forma de painéis.
2.8 SISTEMAS CONSTRUTIVOS PRÉ-MOLDADOS
2.8.1 Definição dos sistemas construtivos
Um sistema construtivo tem suas próprias características, que influenciam a tipologia, o comprimento do vão, a altura das edificações e os sistemas de contraventamentos. Os sistemas construtivos convencionais e concreto é moldado no local da obra de conceito molítico, com rigidez entre os elementos, como vigas, pilares, lajes. Os sistemas construtivos em concreto pré-moldado deveriam ser executados de modo que a estrutura pré-moldada tivesse novamente o concreto monolítico de uma estrutura convencional moldada no local, através das juntas e ligações entre os elementos pré-moldados, o que não ocorre exatamente, e se o fosse a obra seria mais cara e trabalhosa, afetando as vantagens de pré-moldado.
No sistema construtivo pré-moldado deve prevalecer uma filosofia específica de projeto, com grandes vãos, conceito aprovado de estabilidade e detalhes simples. O projeto deve considerar o detalhamento a produção e transporte, montagem e os estados de serviço antes de finalizar um projeto de uma estrutura pré-moldada.
2.8.2 Sistemas estruturais básicos de pré-moldados
a) Estruturas aporticadas
As estruturas aporticadas são construídas de pilares e vigas de fechamento, com diferentes formatos e tamanhos combinados para formar o esqueleto da estrutura, possuindo grande flexibilidade arquitetônica. Uso de grandes vãos e grandes espaços sem interferências de paredes. São utilizadas para construções industriais, armazéns e construções comerciais, conforme Figura 1.
Figura 1 – Estrutura aporticadas com cobertura e elementos de fachadas
Fonte: (ACKER, 2002) b) Estruturas em esqueleto
As estruturas em esqueleto são constituídas de pilares, vigas e lajes para edificações de básicas e médias alturas, com número de paredes reduzidas de contraventamento para estruturas. São utilizadas suas construções de escritórios, escolas, hospitais e estacionamentos, centros esportivos, indústrias e centros comerciais, conforme mostra a Figura 2.
Figura 2 – Estrutura pré-moldada em esqueleto.
c) Estruturas em painéis estruturais
As estruturas em painéis estruturais são constituídas de pilares, vigas e componentes de painéis de lajes, usadas na construção de casas e apartamentos, hotéis e escolas. Os painéis pré-fabricados são utilizados para fechamento internos e externos, para caixas de elevadores núcleos centrais. Os painéis podem ser portantes ou de fechamento. A arquitetura é livre, permitindo várias tipologias arquitetônicas. A técnica de construção é aberta, com espaços livres entre as paredes portantes e podem ser usadas divisórias leves para definir o layout interno dos espaços abertos, sendo que com esta técnica é possível mudar o projeto no futuro, sem maiores custos, conforme Figura 3.
Figura 3 – Estrutura de painéis combinada com estrutura em esqueleto.
Fonte: (ACKER, 2002). d) Estruturas para pisos
Figura 4 – Edifício com painéis estruturais de fachada e compridos painéis de piso
Fonte: (ACKER, 2002). e) Estruturas para fachadas
São estruturas constituídas de painéis maciços, com ou sem função estrutural apresentando-se em muitos tipos de formatos e execuções, utilizados para fechamento e para painéis, arquitetônicos e fachadas. São combinadas com as estruturas, em esqueleto, com estrutura interna composta por pilares e vigas, com pisos em duplo T, coberturas de grande vãos para edifícios de uso geral, conforme a Figura 5. Sistemas de rápida construção, ausência de escoramento, diversidade de tipos, alta capacidade de vencer vãos e econômicas.
Figura 5 – Estrutura párea fachadas e pisos, coberturas de grandes vãos para edifícios de uso geral
Fonte: (ACKER, 2002). f) Estruturas celulares
dificuldades para transportes e flexibilidade arquitetônica. Este sistema e vantajoso, pois a fabricação é rápida e industrializada até o término montados na fábrica, conforme a Figura 6.
Figura 6 – Sistemas celular de construção
Fonte: (ACKER, 2002).
2.9 APLICAÇÕES DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS
2.9.1 Residências
Para casas residenciais e edifícios de apartamentos pré-fabricados são projetados com sistemas estruturais com painéis estruturais e de fechamento sem função estrutural. Fachadas com painéis sanduíches, com camada estruturais e camada interna de isolamento térmico e acústico. Fachadas e paredes internas, bem como as lajes cobrem toda largura da residência ou apartamento com vãos de até 11m. Divisórias internas são construídas com blocos de alvenaria ou gesso acartonado. Existem várias tipologias arquitetônicas. Para residências pisos de 4 a 11 m com sobrecarga leve de 2 kN/m2.
Figura 7 – Residência e edifícios de apartamentos com estruturas de paredes estruturais, transversais com painéis perimetrais
Fonte: (ACKER, 2002).
2.9.2 Escritórios
Edifícios para escritórios são utilizados os sistemas estruturais em esqueleto, concebidos com núcleos de contraventamento e espaços internos livres. As fachadas podem ser feitas de qualquer material. Paredes estruturais são de painéis sanduíches e paredes de fechamento de concreto pré-moldado em forma e painéis. São de grandes espaços internos com vãos dos pisos de até 18 a 20 m. Para pisos usa-se lajes alveolares de 400 mm de espessura para vãos de 17 m para uma sobrecarga de 5 kN/m2. Usa-se redução de altura para escritórios em meio urbano, conforme a Figura 8 e 9.
Figura 8 – Edifício para escritórios com estrutura em esqueleto e com fachadas em concreto
Figura 9 – Edifício de escritório com grandes vãos
Fonte: (ACKER, 2002).
2.9.3 Hotéis e hospitais
São utilizados sistemas estruturais com traves planas e sistemas estruturais em paredes portantes com função estrutural. Os elementos de pisos são a laje alveolar ou laje nervurada. O fechamento para fachadas podem ser com qualquer material. Vãos grandes para pisos e com sobrecarga de 5 kN/m2.
2.9.4 Prédios escolares
Construções executadas com estruturais em esqueleto e parede estrutural. Os pisos são em concreto protendido, como as lajes alveolares e os painéis em duplo T. Pisos para auditórios com degraus tipo arquibancada com vigas inclinadas com degraus na parte superior. Os vãos variam de 8 a 12 m para Escolas e Universidades mais de 24 m, com sobrecarga nos pisos de 3 a 4 kN/m2.
2.9.5 Edifícios industriais e armazéns de múltiplo uso
para vãos maiores e sobrecargas mais elevadas. Os sistemas para coberturas podem ser em concreto celular ou materiais leves como telhas de cimento ou metabólicas. Nos pisos intermediários , como mezaninos, os vãos variam de 8 a 12 m e 15 m ou mais, com sobrecarga até kN/m2. Para lajes nervuradas em duplo T chega-se a vãos de até 32 m, com comprimento modulado de 2,4 m, com pé direito até 8 m, com telhado de duas águas, conforme as Figuras 10 e 11.
Figura 10 – Construção industrial com traves aporticadas
Fonte: (ACKER,2002).
Figura 11 – Construção consiste grande espaço aberto paredes portantes e cobertura de laje com elemento em duplo caimento. Estrutura aporticada com andar intermediário, tipo
mezanino
Fonte: (ACKER, 2002).
2.9.6 Edifícios comerciais
Figura 12 – Estrutura sistema aporticado, elementos de laje em, duplo T com duplo caimento para telhados duas água, apoiado em traves planas longitudinais
Fonte: (ACKER, 2002)
2.9.7 Estacionamentos
Projetados para grandes vão abertos com poucos pilares internos, redução da altura, empregando-se estrutura em esqueleto, com pilares, vigas e lajes. A estabilidade global é assegurada pela ação em balanço dos pilares engastados na base dos elementos de fundação e conjunto com a ação enrijecedora dos núcleos de contravento formada pelas caixas de escada e elevadores. Os vãos para os sistemas de pisos variam de 12 a 16m. As lajes são alveolares e painéis duplo T. As fachadas podem ser de qualquer material, como elementos pré-moldados formando arcos arquitetônicos.
Existem soluções alternativas, como no caso do estacionamento dividido em níveis, com rampas retas entre pisos intermediários, que constituem a área de estacionamento, como mostra a Figura 13.
Figura 13 – Estrutura em esqueleto dividido em níveis para estacionamentos com rampas retas entre os pisos intermediários
Fonte: (ACKER, 2002)
2.9.8 Complexos esportivos
Para edificações esportivas existem diferentes tipologias, cada uma com as suas próprias exigências de projeto. Para os complexos esportivos são empregadas duas tipologias para as soluções em concreto pré-moldado, conforme descrito a seguir.
a) Grandes saguões
Projetadas com estruturas com traves aporticadas, com largura máxima destas traves até 40 m.
b) Arenas e arquibancadas
Figura 14 – Estrutura para arquibancada em concreto pré-moldado de uma construção esportiva
Fonte: (ACKER, 2002).
2.10 FABRICAÇÃO DE PEÇAS PRÉ-MOLDADAS
2.10.1 Fôrmas, propriedades e requisitos
As fôrmas são constituídas de um conjunto de peças interligadas cuja função é dar a forma geométrica ao concreto do elemento pré-moldado que deseja-se produzir. Deve conter o concreto fresco de sustentá-lo até que fica resistência proporcione textura à superfície do concreto (MELHADO, 1998).
As fôrmas devem apresentar propriedades e atender a requisitos de desempenho para cumprir suas funções na fabricação de elementos pré-moldados, segundo Melhado (1998), descritas a seguir.
a) Resistência mecânica à ruptura
As fôrmas devem resistir às forças atuantes sobre as mesmas, decorrentes do peso próprio e do peso de concreto armado contida nelas, no molde.
b) Resistência à deformação
deformação pode criar excentricidades indesejadas, induzindo-se momentos nas peças criando assimetrias no eixos.
c) Estanqueidade
Não poderão haver vazamentos de água e concreto para evitar a segregação e perda de resistência à compressão e tração de vidro a falta de reação, de hidratação do cimento. Os vazamentos também podem gerar peças com formas e dimensões reduzidas, comprometendo a resistência da peça.
d) Regularidade geométrica
As medidas internas da fôrmas, que constitui o molde, devem ser definidas em projeto do elemento pré-moldado em suas dimensões longitudinais e transversais, devendo ter regularidade na repetição de fôrmas para a mesma peça.
e) Textura superficial
Deve ser adequada, cujas faces das peças pré-moldadas devem apresentar a rugosidade das faces da fôrma, em seu estado original, limpas, isentas de incrustrações de concreto anterior.
f) Estabilidade dimensional
A fôrma deve ter estabilidade em seus apoios e na sua estruturação paea evitar distorções, deformação e correr o risco de ruptura. As laterais e fundos das fôrmas devem ser calçadas, escoradas de forma firme para evitar a deformação.
g) Posicionamento da armadura
As fôrmas devem ter dimensões adequadas para instalar-se e posicionar as armaduras de aço obedecendo as medidas de cobrimentos mínimos, conforme prescrito no projeto. Para posicionar as armaduras dentro das fôrmas de forma firme e adequada deve-se prever o uso de espaçadores.
h) Aderência
As fôrmas deve ser de baixa aderência do concreto para facilitar a desmontagem e conservar o acabamento superficial das faces igual a das faces da fôrma. Devem ser isentas de impurezas ou restos de concreto.
i) Lançamento do concreto
j) Reações químicas
Os materiais empregados na construção e montagem das fôrmas devem ser resistentes e que possam ser reutilizados no maior período de tempo possível. Devem ser de menor custo possível, dentro das possibilidades da segurança e acabamento preconizado no projeto. Permitir fácil; montagem e desmontagem, de fácil limpeza e manutenção.
2.10.2 Elementos constituintes de um sistema de fôrmas para pré-moldados
a) Molde
O molde caracteriza o desenho geométrico da peça pré-moldada projetada, sendo o “negativo” do elemento. Corresponde ao volume vazio a ser ocupado pelo concreto fresco, dando a forma ao elemento pré-moldado projetado. O molde é o resultado final da montagem da fôrma.
b) Estrutura do molde
É a sustentação e travamento do molde, estrutura de manter o molde em suas dimensões definidas em projeto, sem alterações por ocasião da concretagem com seu volume totalmente preenchido e adensado. A estrutura garante a integridade do molde.
c) Escoramentos
São as estruturas de apoio do molde, as quais devem reagir as cargas que sustentam. São reforços de segurança a estabilidade e deformação dos moldes para manter as medidas invariáveis conforme dimensões de projeto.
d) Acessórios
Os acessórios são as ferramentas e equipamentos necessários utilizados para a montagem como os serviços de nivelamento, prumo e locações em geral na fábrica para garantir a segurança à estabilidade e integridade das dimensões das peças pré-fabricadas.
2.10.3 Materiais e racionalização dos sistemas de fôrmas
aço, alumínio, madeira e fibra. Estes materiais revestidos utiliza-se chapas metálicas, fibras, plásticos, resinas ou outros materiais adequados para tal.
Os materiais que visem a ser utilizados devem proporcionar o máximo de aproveitamento da capacidade resistente dos componentes, proporcionar o aumento de segurança nas operações de montagem e desmontagem, nas operações de utilização de concretagem. Devem oferecer vida útil aumentada no reaproveitamento dos componentes de fôrma. A Figura 15 mostra sistemas de formas metálicas.
Figura 15 – Fôrmas metálicas para produção de pré-moldados de concreto
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012)
2.10.4 Armaduras de aço
Segundo medidas, prescritas no projeto do elemento estrutural pré-moldado de concreto armado, a armadura de aço deve ser executada dentro de etapas pré-estabelecidas no processo de fabricação. A primeira etapa é o corte dos fios e barras com equipamentos e máquinas adequadas para tal execução, baseado nas medidas tiradas em planta. Após o corte deve haver o controle rigoroso sobre as dimensões dos cortes efetuados, de acordo com as especificações em projeto
Figura 16 – Processo de corte, dobra e controle das dimensões do aço das armaduras.
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
A seguinte etapa é a montagem da armadura realizada por processo de armação com arame e solda elétrica em peças especiais, de ligações, malhas, conforme mosrtra a Figura 17, 18 e 19.
Figura 17- Montagem da armadura com controle de espaçamentos entre aços longitudinais e transversais
Figura 18 – Montagem da armadura de aço
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
Figura 19 – Montagem da armadura de aço
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
Com a armadura montada e as fôrmas já prontas em sua estrutura a armadura é posicionada dentro do molde com o emprego de espaçadores que garantem a permanência da posição segundo o desenho estrutural do projeto do elemento pré-moldado.
2.10.5 Alças de içamento
da montagem da edificação no local definitivo da obra, através do emprego de guinchos e guindastes. É vedado o uso de aço CA50 e CA50 nestes dispositivos.
As alças e pinos de levantamento são considerados ligações temporárias, funcionando na parte externa à tração e sua parte interna imersa no concreto ao cisalhamento, devido a aderência ao concreto pela ancoragem. As Figuras 20 e 21 mostram o içamento de uma peça pré-moldada.
Figura 20 – Içamento de peça pré-moldada.
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
Figura 21 – Alças e içamento de peças pré moldadas na movimentação dentro da fábrica.
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
2.10.6 Concreto
fck mínimo de18 MPa. Para concretos de peças de menores responsabilidades o fck mínimos é de 15 MPa, no entanto, devem ser justificado.
Nos projetos de elementos estruturais pré-moldados deve ser consultada a NBR 6118/2014 – Projeto e execução de obras de concreto armado e procedimentos e a NBR 12655/2006 – Concreto. Preparo, controle e recebimento. É importante o controle tecnológico total, desde os ensaios dos materiais componentes até o concreto produzido para bater um produto de qualidade e seguro em sua resistência.
2.10.7 Concretagem
O concreto utilizado em elementos pré-moldados pode ser produzido na fábrica, com controle de qualidade ou então adquirido de usinas centrais de produção, as chamadas concreteiras, com o traço e resistência determinadas em projeto do elemento estrutural pré-moldado. Segundo Melhado (1998) o concreto dever ser devidamente controlado antes da sua aplicação nos moldes, sendo que ensaios devem ser realizados mediante coleta de amostras de lotes de concreto produzido. Os ensaios mais comuns são o Slump-teste e a resistência característica à compressão aos 28 dias de idade (fck estatístico) para o recebimento do concreto. O ensaio do Slump-teste é realizado na hora do recebimento e o fck estatístico é obtido mediante a coleta de amostras em moldes próprios para produzir os corpos de prova e submetidos aos ensaios de resistência a compressão depois na cura, aos 28 dias. Uma vez liberado o concreto procede-se o transporte para o local das fôrmas. O transporte é realizado através de sistemas de pontes rolantes e caçambas com compostas basculantes ou através de bombeamento ou ainda elevadores com caçambas.
O concreto fresco deve ser lançado para moldes das fôrmas montadas em camadas, procedendo-se o processo de adensamento através de vibradores mecânicos com controle de tempo.
Figura 22 – Montagem de uma concreteira na fábrica de pré-moldados
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012)
Figura 23 – Transporte do concreto da concreteira e enchimento de caçamba com comportas basculantes de aplicação do concreto nos moldes das fôrmas
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012)
Figura 24 – Aplicação do concreto nos moldes das fôrmas com sistema de caçamba com comportas basculantes.
2.10.8 Aditivos químicos
Os aditivos químicos que podem ser adicionados aos concretos na hora do seu preparo, tem por objetivos acelerar ou retardar a pega, desenvolvimento acelerado das resistências nas idades iniciais, redução do calor de hidratação para evitar retração e fissuras nas peças, melhora a trabalhabilidade ou consistência, reduzir a relação água-cimento, aumentar a compacidade ou reduzir a porosidade para melhorar o módulo de elasticidade, aumentar a impermeabilidade ou incrementar a resistência à penetração de agentes agressivos e às variações climáticas. O uso de aditivos químicos deve obedecer as prescrições previstas em Normas e a dosagem deve ser de acordo com as instruções de uso dadas pelo fabricante do aditivo.
2.10.9 Cura e desfôrma
Respeitando o tempo mínimo de adotado, a desfôrma deve ser procedida atendendo os seguintes requisitos conforme Melhado (1998), descrito a seguir:
• Respeitar o tempo de cura adotado para o início da desfôrma, sendo três (03) dias para fôrmas laterais;
• Retirar os painéis com cuidado para não ocorrer quebra das peças; • Realizar a limpeza das peças, painéis;
Figura 25 – Inspeção dos elementos pré-moldados
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
2.11 CRITÉRIOS DE CONTROLE
2.11.1 Controle dos materiais
a) Aços
Os aços utilizados em pré-moldados deverão obedecer as Normas Brasileiras NBR 7480. No concreto armado são utilizados os aços CA50 e CA60. Os fios e barras de são cortados e dobrados manualmente ou com máquinas especiais, conforme mostra a Figura 26. As dimensões devem estar de acordo com as especificadas em projeto do pré-moldado.
Figura 26 – Máquina de corte de fios e barras de aço.
b) Bainhas de protensão
As bainhas de proteção, com armadura de protensão de aderência posterior devem estar de acordo com a Norma Técnica.
c) Calda de cimento
A calda de cimento de injeção deve estar de acordo com a Norma Técnica.
2.11.2 Controle do concreto
O controle do concreto deve ser realizado com controle tecnológico, ensaio materiais, cálculo dosagem, preparo e lançamento, dentro da fábrica de pré-moldados e ligações; compreende as determinações e verificações dadas a seguir.
• Trabalhabilidade
A verificação da consistência do concreto fresco é realizada através do ensaio do abatimento tronco-cone (Slump-teste) e sua correspondência com o previsto no projeto do cálculo de dosagem do concreto e o tipo de peça.
• Resistência mecânica
Segundo a NBR 5738 e NBR 5739 que trata dos ensaios da resistência característica à compressão aos 28 dias de idade. Os ensaios podem ser realizados aos 7 dias de idade para cura normal e de 1 dia para cura térmica. Os resultados dos ensaios devem satisfazer os valores adotados e preconizados no cálculo de dosagem do concreto.
• Controle da estrutura • Padrões e especificações
As estruturas pré-moldadas deverão obedecer aos padrões, catálogos técnicos e especificações do fabricante quando se tratarem de peças fabricadas em linha de produção, caso contrário, as peças devem ser fabricadas segundo os projetos estruturais e arquitetônicos das edificações.
Poderão serem adotadas estruturas mistas, em concreto protendido ou concreto convencional ou ainda concreto leve conforme o caso, considerando-se as limitações quanto aos pesos das peças e a finalidade estrutural a que se destinará:
− Para dimensões transversais e altura e altura de elementos pré-moldados será de ± 0,5 cm para peças isoladas; na montagem de elementos que tenham um contorno ou ligação justaposta a outro elemento semelhante de outro elemento, a tolerância de justaposição será de 2 cm.
− Para dimensões longitudinais a tolerância obedece as seguintes medidas: até 5,00 m de comprimento ±1,0 cm; de 5,00 a 15,00 m ± 1,5 cm e acima de 15,00 m ± 2,0 cm.
− Desvio em relação à linearidade da peça será de no máximo, l/1000, onde l é o comprimento da peça (flecha).
− Tolerância para montagem em planta será de ± 1,0 cm entre apoios consecutivos, não podendo exceder ao valor acumulado de 0,1 % (1/1000) do comprimento da estrutura.
− Tolerância em relação à verticalidade será de ± 1/300 da altura, até no máximo de 2,5 cm.
− Tolerância em relação ao nível dos apoios será de ± 1,0 cm, não podendo exceder ao valor acumulado de 3,0 cm.
− Tolerância em planta e em relação a elevação para montagem de pilares será de ± 1,0 cm.
− Tolerância em planta para a montagem dos blocos pré-moldados sobre a fundação será de ± 5,0 cm.
− Tolerância em planta para a posição final das estacas ou tubulões será de ± 10 cm.
2.12 LIGAÇÕES DE PLACAS PRÉ-MOLDADAS
2.12.1 Especificações e detalhamento
destinadas às indústrias devem ser precedidos por consultor especializado, estudos que levam em conta
As vibrações de máquinas e equipamentos industriais de movimento ou de pesos elevados concentrados em certos pontos.
2.12.2 Tipos de ligações e soluções
a) Ligações solicitadas por compressão
Neste grupo de ligações se situam os apoios de elementos pré-moldados sobre outros elementos de concreto moldados no local da obra. Estes apoios são executados com:
• Juntas a seco: usadas em elementos de pequenas dimensões, com tensão de compressão até 3% do valor do fck do concreto de projeto, admitindo-se um valor máximo de 1,0 mpa (10 kgf/cm²); no caso de pilares pré-moldados engastados por penetração (rigidez na base), as paredes internas dos encaixes e as faces do pilar deverão apresentar as mesmas características superficiais com dureza, rigosidade; as paredes do colarinho devem ser armadas e ter uma espessura maior que 10 cm. São executadas conforme prescrito na NBR 9062.
• Juntas de argamassa de cimento: são utilizadas nas correções de pequenas imperfeições e para distribuir de forma a transmissão da carga do elemento apoiado para o apoio; constituir uma retificação no plano para eliminar excentricidade ou cargas concentradas em um ponto; o assentamento deverá ser executado antes do início da pega da argamassa; a pressão de contato deverá atender ao menor dos valores: 10% do fck do concreto ou 50% da resistência característica da argamassa ou ainda 2,0 mpa (20 kgf/cm²)
• Juntas de concreto executadas no local: utilizadas nos casos de emendas de pilares, pórticos e arcos, realizando-se através desta concretagem localizada uma ligação monolítica (com rigidez).
• Almofadas de elastômeros: as almofadas de apoio de peças, peça sobre peça ou peça sobre elemento de fundação, podem ser simples, quando ser simples, quando constituídas de uma única camada, ou cintadas quando constituídas de camadas de elastômero intercaladas com chapas metálicas de aço inoxidável, solidarizadas por vulcanização especial; as almofadas devem satisfazer as prescrições das Normas quanto a ação de óleos, intempéries, do ar atmosférico e das temperaturas ambientes extremas; as propriedades físico-mecânicas, como resistências à tração, compressão, fadigas e deformações devem ser conhecidas.
b) Ligações solicitadas por tração
Neste grupo estão as suspensões de elementos pré-moldados por tirantes ou por tipos de dispositivos neles fixados; as tensões à tração também ocorrem nas ligações de elementos pré-moldados verticais com seus apoios superiores (de baixo para cima).
c) Ligações solicitadas por flexão
Neste tipo de ligações está o grupo onde ocorrem subdivisões de peças pré-moldadas de grandes dimensões, constituindo-se em partes ligadas, situações como em vigas, lajes, pilares, pórticos e arcos; os elementos de menor porte permitem um manejo e movimentação mais fácil na montagem; devem ser solidarizadas na montagem, por protensão, solda, através de dispositivos metálicos ou por concretagem local, restituindo-se a monoliticidade (rigidez).
d) Ligações solicitadas por cisalhamento
e) Outras ligações
São adotadas ligações de apoio à peças pré-moldadas, através da incorporação de saliências no concreto, como os consoles de concreto armado, ou de recortes ou dentes, tipo encaixes, nas extremidades dos elementos ou ligações por meio de apoios em abas de vigas (vigas em T invertido) que dependem da solução estrutural usada em projeto; o uso de consoles é comum para ligações de vigas entre pilares; o uso de recortes é comum em apoios de vigas em consoles ou viga com viga, tipo rótula; as Figuras 27 e 28 mostram as vigas nos pilares de uma estrutura de esqueleto.
Figura 27 – Ligações das vigas com pilares por consoles em estrutura sistema esqueleto.
Fonte: (ACKER, 2002)
Figura 28 – Ligações entre pilares e vigas por consoles e recortes das extremidades das vigas.
2.13 MONTAGEM DAS ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS
2.13.1 Especificação no projeto
O sistema de montagem de uma estrutura de elementos moldados é objeto de detalhe específico do projeto da edificação a ser construída em seu local definitivo. O equipamento necessário deve ser definido e dimensionado para tal especificado em projeto, devendo ser mobilizado para realizar as tarefas de montagens. Preliminarmente, deve ser realizado o estudo e projeto da terraplanagem, antes de iniciar-se qualquer montagem, bem como os sistemas de drenagem pluvial e outras instalações procedentes.
2.13.2 Locação e fundações
Inicialmente é realizada a locação das fundações conforme especificado no projeto em suas dimensões no plano e nas cotas, conforme plantas e cortes, observando-se sua locação no gabarito da obra e a cota final da cobertura. O terreno deve ser escavado nas dimensões indicadas para abrigar – a fundação de cada pilar individualmente. No fundo da escavação é lançado um concreto resistente de lastro, com função apenas de nivelamento e suporte comm espessuras de 15 cm. Sobre os lastros são posicionados os elementos pré-fabricados de fundação, de concreto armado, devidamente dimensionados, com a função de alojar os pés dos pilares, conforme mostra a Figura 29.
Figura 29 – Elemento de fundação, sapata tipo cofre.
2.13.3 Pilares
Os pilares são inseridos nos elementos de fundação e aprumados nos sentidos transversal e longitudinal dos eixos da edificação, conforme mostra a Figura 30. Caso há necessidade de ajustar o nível é utilizado graute no interior do elemento da fundação, onde é assentado o pé do pilar.
Figura 30 – Inserção do pilar no elemento de fundação, sapata com cofre.
Fonte: (CEHOP, 2007).
A Figura 31 mostra as máquinas e equipamentos utilizados na montagem dos elementos pré-moldados e as instalação de uma linha de pilares em seus elementos de fundação.
Os espaços entre as faces do pilar e a caixas de inserção (cofre) do elementos de fundação são preenchidos com argamassa de resistência à tensão de tração com plastificante tipo CEMIX da VEDACIT ou Plastiment BU-40 da SIKA.
Figura 31 – Máquinas e equipamentos para instalação dos elementos de fundações pilares, vigas, coberturas e pisos como lajes
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012)
2.13.4 Vigas
As vigas de sustentação são elevadas e assentadas sobre o topo cabeça dos pilares concretados por parafusos nos pontos de cumeeira formando o pórtico. Vigas intermediárias são inseridas nas ligações tipo consoles. Os vãos entre os pilares devem ser mantidos constante e a distância entre pórticos, no sentido longitudinal da edificação, deve-se manter entre 4,0 a 6,0 m.
Figura 32 – Montagem de um sistema de estrutura pré-moldada, instalação de pilares e vigas.
Fonte: (PRÉ-VALE, 2012).
Figura 33 – Instalação de elementos pré-moldados.
2.13.5 Terças e cobertura
As terças são peças estruturais apoiadas sobre as vigas de cobertura do pórtico, podem ser de concreto pré-moldado, de madeira ou perfil metálico em U. São colocadas e distanciadas entre si de maneira adequada para receberem as telhas especificadas em projeto. As Figuras 34, 35 e 36 mostram a instalação com detalhes pórticos pré-moldados de edificações simples, sistema de estrutura aporticada.
Figura 34 – Estrutura pré-moldada convencional, sistema aporticado, montado.
Fonte: (CEHOP, 2007).
Figura 35 – Montagem de estrutura pré-moldada convencional, sistema aporticado.
Figura 36 – Detalhe de pórtico de estrutura pré-moldada montada, sistema aporticado.
Fonte: (CEHOP, 2007).
2.13.6 Águas pluviais
3 METODOLOGIA
3.1 LOCAL DO DESENVOLVIMENTO DO ESTÁGIO
3.1.1 Sede da empresa
a) Escritório
O escritório da empresa é uma sala mobilhada contendo materiais de consulta técnica, projetos e orçamentos de obras. O ambiente será utilizado para acompanhar projetos de pré-moldados e obras de edificações, realizar cálculos de estruturas, de fundações e dosagem de concreto. Desenvolver desenhos e redação de relatórios.
c) Fábrica
Na fábrica de elementos pré-moldados será acompanhada as diferentes etapas no processo de fabricação dos elementos de concreto estrutural de pré-moldados, como montagens de fôrmas para obtenção dos moldes dos projetos das peças, medidas e cortes de fios e barras de aço, dobra de barras de aço, montagem e posicionamento das armaduras nos moldes das fôrmas e instalação de alças.
Atenção especial será dado no acompanhamento de recebimento e controle do concreto usinado e na produção própria de concreto como: cálculo de dosagem,
preparo e lançamento nas fôrmas para preenchimento dos moldes.
Acompanhamento do processo de adensamento e vasamento do concreto dentro dos moldes.
Acompanhamento da cura do concreto nos moldes e a desfôrma ou desmoldagem das peças.
Manipulação, carregamento e transporte das peças pré-moldadas até o local da obra é outro acompanhamento que deverá ser cumprido no período de estágio.
3.1.2 Locais de execução de obras
a) Preparo do terreno, terra planagem, sondagem do solo; b) Locação dos elementos de fundação;
c) Montagem, instalação dos elementos de fundação; controle, tolerância, desvios; sapatas, estacas com blocos;
d) Instalação montagem dos elementos pré-moldados como pilares, vigas, ligações, elementos de cobertura, sistema pluvial.
e) Controle nas instalações, tolerâncias, desvios nas dimensões de montagens.
3.1.3 Relatórios das atividades diárias
a) Anotações das atividades realizadas; b) Fotografias, desenhos;
4 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NO ESTÁGIO
4.1 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA, SEU AMBIENTE E PERÍODO
O tema do estágio sobre Concreto Estrutural Pré-Moldado foi realizado na empresa JR Materiais de Construção e Artefatos de Concreto Ltda., localizada na rua Engenheiro Paulo Ribeiro, s/n, bairro Promorar em Lages/SC, conforme figuras 37 e 38.
A empresa atua no ramo da construção civil na produção de elementos de concreto estrutural pré-moldados e pré-fabricados nos locais das obras, quando necessário. As atividades são diversificadas, desde a fabricação dos elementos pré-moldados, instalação e execução das edificações, serviços de execução de fundações profundas tipo estaca broca. As edificações aporticadas e em esqueleto, com vários pavimentos. Também são fabricadas peças de concreto de grandes dimensões para execução de muros de contenção de solos de encostas, sob a forma de blocos maciços de concreto.
O concreto utilizado nas peças pré-moldadas é proveniente das usinas de concreto, das concreteiras locais. O concreto utilizado nas obras é preparado no local ou proveniente das concreteiras. Para certas peças, como estacas, concretagem de lajes e complementos de fundações o concreto é de preparo próprio.
As atividades desenvolvidas no período do estágio foram na sede da empresa juntamente com a fábrica de pré-moldados, e no campo, relacionadas às atividades de instalações e execuções das construções de projetos em andamento.
Figura 37 – Sede da Empresa JR Materiais de Construção e Artefatos de Concreto Ltda., escritório e fábrica
Fonte: Pesquisa da Autor (2014)
Figura 38 – Escritório na sede da empresa para estagiário
Fonte: Pesquisa do Autor (2014)
4.2 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
