desenvolvimento de diretrizes para projeto de edificações ... · processo de industrialização...

Maria Emília Penazzi mepenazzi@yahoo.com.br

Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza alex@ufscar.br

Universidade Federal de São Carlos

Programa de Pós-Graduação em Estruturas

e Construção Civil

Desenvolvimento de diretrizes para projeto de

edificações para fins didáticos com sistema

estrutural construtivo modular em aço

01

Introdução

Objetivo:

propor parâmetros para a adoção de sistema construtivo estrutural

modular em aço;

permitir a elaboração de soluções técnicas de modo flexível e

adaptável à concepção do edifício;

compreender o atendimento ao respectivo programa de necessidades

do espaço didático.

02

Contexto local

Dimensionamento

Programa de Necessidades AT7 - UFSCar Campus São Carlos

Estudo de caso

Localização

Aulas Teóricas (AT7)

UFSCar, campus São Carlos e AT7 Pav. Térreo e Tipo

Fonte: Elaborado pelo autor, 2013

03

Contexto nacional

Construção Civil Desempenho Qualidade

Essa temática vem ganhando importância nos

meios acadêmicos e empresarial.

04

Processo construtivo industrializado

Industrialização Mecanização

Processo que emprega de forma racional e

mecanizada, materiais, meios de transporte e

técnicas construtivas

Gera maior

racionalização

e produtividade

Planejamento

Projeto do

produto e da

produção

Fabricação

transporte e

montagem

Sistema construtivo industrializado

05

Competitividade entre as empresas

Buscam melhorias nos processos

de racionalização da construção;

Devido a necessidade de redução de custos e

aumento da rapidez de execução de suas etapas.

06

Os sistemas industrializados da construção

Diferente da Racionalizam recursos humanos;

Utilizam equipamentos automatizados

para fabricação e montagem;

Oferecem organização de processos executivos,

qualidade, controle tecnológico, segurança e agilidade.

07

Processo de industrialização

Alteração projetual e construtiva

Elementos pré-fabricados são componentes de montagem sequencial

Habitação em sistema Wood Frame no município de Maringá, Paraná

Habitação no sistema LSF em Indaiatuba, SP Sistema modular em aço, na região Serrana do RJ

Loja Container e casa, em Curitiba

Fonte: Monich, 2012 Fonte: Google imagens, 2014

Fonte: Castro, 2007 Fonte: CBCA, 2013

08

Coordenação modular

Permite normalização de componentes

construtivos, industrialização de sua produção e

execução de edifícios de forma racionalizada.

Permite grande flexibilidade através de uma

infinidade de combinações e arranjos.

Linguagem gráfica, descritiva e de especificações que

é comum a fabricantes, projetistas e construtores.

09

Construção modular em aço

Exemplos de estudos correlacionados com o tema proposto

Trabalhos

correlacionados com as

construções modulares

Industrialização e

racionalização no

processo construtivo

Constatam

importância

atual

Utilização de estruturas metálicas

Caiado

(2005)

Rezende e

Gouveia

(2006)

Lawson e

Ogden

(2008)

Van Der

Laan

(2010)

10

Construção metálica

Possui rapidez construtiva, leveza, maior espaço

útil e menor desperdício.

Etapa de projetos deve ser ainda mais

valorizada em empreendimentos que utilizam

sistemas construtivos metálicos.

Industrialização da construção:

menos sujeito a improvisações de obra.

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Exemplo atual de construção executada em módulos

Localização: Nova Iorque. Edifício residencial conhecido como A Pilha

28 unidades de ocupação;

07 pisos;

56 módulos pré-fabricados;

19 dias para a montagem;

8 trabalhadores experientes em construção

com aço;

1 operador de guindaste;

6 assistentes.

[ano 2013] Fonte: http://gluckplus.com/project/the-stack

12

Parâmetros construtivos adotados nesta pesquisa

Resumo da escolha dos sistemas construtivo

Sistema Descrição

Fundação Convencional tipo radier

Estrutura Perfis comerciais de chapa de aço formados a frio

Vedação horizontal laje / piso Painel OSB

Vedação vertical externa Painel pré-fabricado de concreto

Vedação vertical interna Sistema Dry-Wall e painel removível

Cobertura Telhas metálicas

Concepção arquitetônica;

Diretrizes de projeto procurando modulação adequada;

Avaliação das características estruturais do aço.

13

Processo global de fabricação

Módulo pronto de fábrica para instalação na obra;

Transporte especial na zona urbana

pode ser um problema dentro da

logística do processo.

Solução 2: adaptar o

tamanho do módulo em

função das dimensões dos

caminhões sem restrição de

tráfego

Solução 1: o módulo poderia

ser transportado

parcialmente montado, o que

implicaria sua montagem

com mão de obra treinada

Sem restrição de

tráfego, dimensões:

18,15 x 2,60 x 4,40m

14

Relação métrica

Tipologia 1:

10,00m (comprimento);

5,00m (largura);

3,55m (altura).

Tipologia 2:

8,00m (comprimento);

2,00m (largura);

3,55m (altura).

Módulo

parcialmente

montado

Módulo

pronto

15

Tipologia 1

Fonte: Elaborado pelo autor, 2014

16

Tipologia 1

01

02

03

04

Planta modulação

Fachadas

Possibilidades de ampliações

Corte

Fonte: Elaborado pelo autor, 2014

17

Tipologia 2

Fonte: Elaborado pelo autor, 2014

18

Tipologia 2

01

02

03

04

Planta modulação

Fachadas

Possibilidades de ampliações

Corte

Fonte: Elaborado pelo autor, 2014

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

19

Montagem

Tipologia 1 Tipologia 2

16 unidades por pavimento;

07 unidades ½ módulo por pavimento;

69 unidades nos três pavimentos.

51 unidades por pavimento;

153 unidades nos três pavimentos.

19

20

Resultados parciais

avaliação de um modelo quanto a sua utilização, ampliações e versatilidade;

desenvolvimento do processo de montagem e desmontagem do sistema;

logística no processo da construção de edifícios em módulos pré-fabricados

estruturados em aço.

21

Análise estrutural

Rafael Pereira Tineo (2014):

Modelagem Tridimensional – SAP2000 v14.;

Arquitetura Predefinida;

Consideração dos Módulos Independentes;

Consideração do Conjunto do Edifício.

Modelagem

Fonte: Tineo, 2014

22

Análise estrutural

Seções em aço formados a frio;

Combinações de Ações (ABNT NBR 8800:2008);

Ligações Rígidas (soldada): no módulo e entre módulos;

Análise Linear e Não Linear Geométrica;

Classificação da Estabilidade Deslocabilidade;

Determinação dos Deslocamentos;

Determinação dos Esforços para Deslocamentos.

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Análise estrutural

Classificação da estrutura quanto à Deslocabilidade;

• Pequena = B2 < 1,1

• Média = 1,1 < B2 < 1,4

• Grande = B2 > 1,4

Fonte: Tineo, 2014

24

Classificação da estrutura

Deslocamentos;

Esforços Normais;

Momento Fletor;

Momento Fletor

Fonte: Tineo, 2014

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Próxima etapas

• definir a tipologia do edifício modelo entre as tipologias pesquisadas;

• realizar pré-dimensionamento dos elementos e a estabilidade da estrutura

quando os módulos forem empilhados;

• elaborar diretrizes de projeto para edifícios com finalidade didática, e sua

concepção estrutural modular em aço;

• executar projeto e detalhes, incluindo maquetes eletrônicas;

• elaborar resultados e considerações finais.

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Conclusão

Com incentivos e informações difundidas dos sistemas de construção

industrializados em aço, podem se tornar escolhas reais no mercado da

construção civil.

Contatos

Maria Emília Penazzi - mepenazzi@yahoo.com.br Arquiteta, Mestranda em Estruturas e Construção Civil pela UFSCar São Carlos

Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza - alex@ufscar.br

Professor Associado do Departamento de Engenharia Civil da UFSCar São Carlos